Question

研究证实ATP既是“能量通货”，也可作为神经细胞间信息传递中的一种信号分子，其作为信号分子的作用机理如图所示．请分析回答：

（1）研究发现正常成年人安静状态下24小时有40kgATP发生转化，而细胞内ADP、ATP的浓度仅为2～10mmol/L．为满足能量需要，解决这一矛盾的合理途径是

 

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（2）由图可知，细胞间隙中的ATP在有关酶的作用下，磷酸基团逐个脱离下来，最后剩下的是

 

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（3）一些神经细胞不仅能释放典型的神经递质，还能释放ATP，两者均能引起受体细胞的膜电位变化．据图分析，科学家当初推测ATP作为神经细胞间传递信息的信号分子的证据之一是科学家寻找到靶细胞膜上有

 

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（4）ATP的含量可作为细胞活性的指标，为了研究不同浓度的X物质对动物细胞活性的影响，以细胞内ATP浓度为观测指标，请根据以下提供的实验材料和用具，设计实验思路，绘制用于呈现实验数据的坐标系，并预测实验结果．
材料和用具：肝细胞悬浮液、细胞培养液、培养瓶等．
（要求：答题时ATP含量的检测方法不做具体要求）
①实验思路：

 

②绘制一个用于呈现实验数据的坐标系，并注明坐标轴的名称：

 

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Answer 1

考点：ATP在能量代谢中的作用的综合

专题：

分析：由题干和图可知，细胞膜上存在着P2X、P2Y和P1受体，而ATP与P2X和P2Y受体特异性结合，直接引起神经纤维发生电位变化，则ATP可以在神经细胞之间传递信息．ATP全名叫做三磷酸腺苷，结构简式A-P～P～P，其中A代表腺苷，P代表磷酸基团，～代表高能磷酸键；细胞中ATP和ADP的含量不多，是不断的相互转化，维持动态平衡的；合成ATP的能量来自呼吸作用或光合作用．

解答： 解：（1）ATP在生物体内含量很少，但在细胞内ATP与ADP相互迅速转化，用掉多少马上形成多少．细胞中ATP和ADP的相互转化，既为生命活动及时提供了能量，又避免一时用不尽的能量白白流失掉．
 （2）ATP结构简式是A-P～P～P；ATP由一个腺苷和三个磷酸基组成，ATP在有关酶的作用下，脱去3个磷酸基团后只剩下A，即腺苷．
（3）图中获取信息：神经递质由突触前膜释放作用于突触后膜．科学家用化学物质阻断典型神经递质在神经细胞间的信息传递后，发现靶细胞膜能接受到部分神经信号．ATP由突触前膜的小泡释放，经过突触间隙作用于靶细胞膜的ATP受体．
（4）实验自变量为X物质的浓度，因变量为动物细胞活性的大小．将等量的肝细胞悬浮液分别培养于添加了不同浓度的X物质的细胞培养液和不含X物质的细胞培养液中或者以不添加X物质的细胞培养液为对照，一定时间后检测各组细胞中的 ATP的含量，
实验预测结果：
若随着X物质浓度的增加细胞中ATP的含量逐渐增加，则X物质能促进细胞活性；
若随着X物质浓度的增加细胞中ATP的含量逐渐减少，则X物质能抑制细胞活性；
若添加不同浓度X物质的细胞中ATP含量与对照组相似，则X物质对细胞活性没有影响．
故答案为：
（1）ATP和ADP相互迅速转化
（2）腺苷
（3）受体
（4）实验设计思路：将等量的肝细胞悬浮液分别培养于添加了不同浓度的X物质的细胞培养液和不含X物质的细胞培养液中或者以不添加X物质的细胞培养液为对照，一定时间后检测各组细胞中的ATP的含量，
实验结果预测：若随着X物质浓度的增加细胞中ATP的含量逐渐增加，则X物质能促进细胞活性；
若随着X物质浓度的增加细胞中ATP的含量逐渐减少，则X物质能抑制细胞活性；
若添加不同浓度X物质的细胞中ATP含量与对照组相似，则X物质对细胞活性没有影响

点评：本题以ATP为素材，结合信号分子作用机理图，考查ATP和和探究实验的内容，意在考查考生的识图能力和实验探究能力，属于中档题．