【題目】研究證實ATP既是能量通貨,也可作為神經(jīng)細胞間信息傳遞中的一種信號分子,其作為信號分子的作用機理下圖所示。請分析回答:

(1)神經(jīng)細胞中的ATP主要來自 (生理過程),其結(jié)構(gòu)簡式是 。正常成年人安靜狀態(tài)下24小時有40 kg ATP發(fā)生轉(zhuǎn)化,而細胞內(nèi)ADP、ATP的濃度僅為2~10 mmol/L,為滿足能量需要,人體解決這一矛盾的合理途徑是 。

(2)由圖可知,細胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下,磷酸基團逐個脫離下來。最后剩下的是 。

(3)一些神經(jīng)細胞不僅能釋放典型神經(jīng)遞質(zhì),還能釋放ATP,兩者均能引起受體細胞的膜電位變化。據(jù)圖分析,科學(xué)家當(dāng)初推測ATP可作為神經(jīng)細胞間傳遞信息的信號分子的實驗思路是:科學(xué)家用化學(xué)物質(zhì)阻斷 后,發(fā)現(xiàn)靶細胞膜能接受到部分神經(jīng)信號;科學(xué)家尋找到靶細胞膜上有ATP的 。

(4)為了研究X物質(zhì)對動物細胞的影響,某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細胞處理24小時。然后測量各組細胞內(nèi)ATP的濃度和細胞死亡的百分率,經(jīng)過多次試驗后:所得數(shù)據(jù)如下表所示:

實驗編號

X物質(zhì)濃度(ng mL-1

細胞內(nèi)ATP濃度(nmoL mL-1

細胞死亡百分率

A

0

80

1

B

2

70

3

C

4

50

10

D

8

20

25

E

16

5

70

該實驗的因變量是 。

實驗數(shù)據(jù)表明,該實驗因變量之間的聯(lián)系是 。

若用混有濃度為2ng mL-1的X物質(zhì)的飼料飼喂大鼠,其小腸的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是阻礙消化酶的 ,影響消化;妨礙 ,影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

【答案】(1)呼吸作用 AP~P~P ATP和ADP相互迅速轉(zhuǎn)化

(2)腺苷

(3)典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細胞間的信息傳遞 受體

(4)細胞中ATP的濃度和細胞死亡的百分率

細胞內(nèi)ATP濃度下降,能量供應(yīng)減少,細胞死亡率增加

合成和分泌 主動運輸

【解析】(1)動物中ATP合成所需能量來自于呼吸作用,ATP的結(jié)構(gòu)式為AP~P~P。細胞中ATP和ADP的相互轉(zhuǎn)化,既為生命活動及時提供了能量,又避免一時用不盡的能量白白流失掉。

(2)由圖可知,細胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下,3個磷酸基團逐個脫離下來,最后剩下的是腺苷。

(3)圖中獲取信息,神經(jīng)遞質(zhì)由突觸前膜釋放作用于突觸后膜;科學(xué)家用化學(xué)物質(zhì)阻斷典型神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細胞間的信息傳遞后,發(fā)現(xiàn)靶細胞膜能接受到部分神經(jīng)信號。

ATP由突觸前膜的小泡釋放,經(jīng)過突觸間隙作用于靶細胞膜的ATP受體P2X受體。

(4)該實驗中,自變量是X物質(zhì)的濃度,因變量是細胞中ATP的濃度和細胞死亡的百分率。

由實驗數(shù)據(jù)可知,細胞內(nèi)ATP的濃度下降,能量供應(yīng)減少,使細胞死亡率增加。

若用混有濃度為2mgmL-1的X物質(zhì)的飼料飼喂大鼠,其小腸的消化和吸收功能受到抑制的主要原因是X物質(zhì)阻礙消化酶的合成和分泌,抑制小腸的消化;阻礙主動運輸,影響營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。

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