Question

16．研究證實(shí)ATP既是“能量通貨”，也可作為神經(jīng)細(xì)胞間信息傳遞中的一種信號(hào)分子，其作為信號(hào)分子的作用機(jī)理如圖所示．請(qǐng)分析回答：
（1）從圖中可以看出，ATP作為信號(hào)分子時(shí)，酶和ATP的共同特點(diǎn)是都具有專一性．細(xì)胞間隙中的ATP在有關(guān)酶的作用下，磷酸基團(tuán)逐個(gè)脫落下來，最后剩下的是腺苷．
（2）典型神經(jīng)遞質(zhì)和ATP都能引起受體細(xì)胞的膜電位變化，如果ATP使受體細(xì)胞興奮，則突觸后膜的膜內(nèi)電位變化是由負(fù)變正．若漿細(xì)胞產(chǎn)生的某種抗體破壞了ATP的相應(yīng)受體，從免疫學(xué)角度分析，這屬于自身免疫�。�
（3）一些神經(jīng)細(xì)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(xì)胞的膜電位變化． 據(jù)圖分析，科學(xué)家當(dāng)初推測(cè)ATP可作為神經(jīng)細(xì)胞間傳遞信息的信號(hào)分子的實(shí)驗(yàn)思路是：①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(xì)胞間的信息傳遞后，發(fā)現(xiàn)靶細(xì)胞膜能接受到部分神經(jīng)信號(hào)；②科學(xué)家尋找到靶細(xì)胞膜上有ATP的受體．
（4）為了研究X物質(zhì)對(duì)動(dòng)物細(xì)胞的影響，某研究小組用不同濃度的X物質(zhì)將細(xì)胞赴理24h，然后測(cè)量各組細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率．經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)后，所得數(shù)據(jù)如表所示：

實(shí)驗(yàn)組編號(hào)	X物質(zhì)的濃度 （ng•ml-1）	細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度 （nmol•mL-1）	細(xì)胞死亡的百分率
A	0	80	1
B	2	70	2
C	4	50	10
D	8	20	25
E	16	5	70
F	32	1	95

①該實(shí)驗(yàn)的因變量是細(xì)胞中ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率．
②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該實(shí)驗(yàn)的因變量之間有何聯(lián)系？細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少，細(xì)胞死亡率增加．

Answer 1

分析 1、由題干和圖可知，細(xì)胞膜上存在著P2X、P2Y和P1受體，而ATP與P2X和P2Y受體特異性結(jié)合，直接引起神經(jīng)纖維發(fā)生電位變化，則ATP可以在神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞信息．ATP全名叫做三磷酸腺苷，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基團(tuán)，～代表高能磷酸鍵；細(xì)胞中ATP和ADP的含量不多，是不斷的相互轉(zhuǎn)化，維持動(dòng)態(tài)平衡的；合成ATP的能量來自呼吸作用或光合作用．
2、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循對(duì)照原則和單一變量原則等；ATP去掉兩個(gè)磷酸基團(tuán)后，剩下的結(jié)構(gòu)腺嘌呤核糖核苷酸；根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，該�?shí)驗(yàn)的自變量是X物質(zhì)的濃度不同，因變量是細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率；據(jù)表可知，X物質(zhì)能使細(xì)胞中ATP的含量較少，而小腸的消化和吸收功能需要ATP，因此加入X物質(zhì)對(duì)小腸的功能有抑制作用．

解答 解：（1）由題干和圖可知，細(xì)胞膜上存在著P2X、P2Y和P1受體，而ATP與P2X和P2Y受體特異性結(jié)合，直接引起神經(jīng)纖維發(fā)生電位變化，則ATP可以在神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞信息．ATP作為信號(hào)分子時(shí)，酶和ATP的共同特點(diǎn)是都具有專一性．每個(gè)ATP分子中有一分子腺苷和三分子磷酸基團(tuán)，因此磷酸基團(tuán)逐漸脫離下來后，剩下的是腺苷．
（2）如果ATP使受體細(xì)胞興奮，則突觸后膜膜內(nèi)的電位變化由負(fù)電位變?yōu)檎�電位．從免疫學(xué)角度分析，若漿細(xì)胞產(chǎn)生的某種抗體破壞了ATP的相應(yīng)受體，這屬于自身免疫�。�
（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循對(duì)照原則和單一變量原則等，若研究ATP是否能在神經(jīng)元之間起傳遞信號(hào)的作用，實(shí)驗(yàn)自變量是ATP的有關(guān)，因此需要排除神經(jīng)細(xì)胞分泌的典型神經(jīng)遞質(zhì)的干擾．發(fā)現(xiàn)受體細(xì)胞仍能接收到部分神經(jīng)信號(hào)，推測(cè)細(xì)胞中存在ATP受體，由此科學(xué)家尋找到靶細(xì)胞膜上ATP受體．
（4）①根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�，該�?shí)驗(yàn)的自變量是X物質(zhì)的濃度不同，因變量是細(xì)胞內(nèi)ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率．
②實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該實(shí)驗(yàn)自變量與因變量之間的關(guān)系是隨著X物質(zhì)濃度增大，細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少，細(xì)胞死亡率增加．
故答案為：
（1）專一性    腺苷
（2）由負(fù)變正   自身免疫
（3）典型神經(jīng)遞質(zhì)                受體
（4）①細(xì)胞中ATP的濃度和細(xì)胞死亡的百分率
②細(xì)胞內(nèi)ATP濃度下降，能量供應(yīng)減少，細(xì)胞死亡率增加

點(diǎn)評(píng) 本題以ATP為素材，結(jié)合信號(hào)分子作用機(jī)理圖，考查ATP和和探究實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容，意在考查考生的識(shí)圖能力和實(shí)驗(yàn)探究能力，屬于中檔題．要注意無關(guān)變量應(yīng)該相同且適宜．實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)要注意單一變量原則和對(duì)照原則．