Question

【題目】睡眠能夠促進人體生長發育、增強抵抗力。研究發現，睡眠主要依靠腦部多個腦區的胞外腺苷水平來調節，胞外腺苷水平升高可促進睡眠。

（1）腺苷由_______嘌呤和核糖結合而成，ATP在相關酶的催化下脫去_______個磷酸基團可形成腺苷。胞外腺苷的作用機制類似于神經遞質，與神經元細胞膜上的腺苷受體（R）結合發揮作用后會被降解滅活或重吸收，以防止其___________________________________。

（2）神經元細胞膜上常見的R有R1和R2兩種。咖啡因是腺苷類似物，能與某種R結合，但并不引起腺苷相應的效應。研究者用適量咖啡因分別處理野生型小鼠和R1、R2基因敲除小鼠，對照組用生理鹽水處理。測定小鼠覺醒時間，結果如下圖所示。

①比較野生型和R1、R2基因敲除小鼠的實驗結果，可推測咖啡因是通過與______________（填“R1”或“R2”）結合發揮作用。

②咖啡、茶、可樂等飲料中均含有咖啡因，有些人喜歡用這些飲料來“提神”以緩解睡意。咖啡因“提神”的機理是：咖啡因與相應受體結合，使___________與受體的結合減少，睡眠受到_________（填“促進”或“抑制”）。

③咖啡因雖可“提神”，但不能過度引用，這是由于咖啡因需要一定時間才能完成降解，過度攝入咖啡因會引起__________________________________________。

Answer 1

【答案】腺 3 持續與R發生作用 R2 腺苷 抑制 神經系統長時間處于覺醒狀態而超負荷工作

【解析】

曲線R1突變體敲除小鼠的實驗組和對照組覺醒時間差異與野生型相似；R2突變體敲除小鼠的實驗組和對照組的覺醒時間無顯著差異，與野生型差異顯著。

（1）腺苷由1分子腺嘌呤和1分子核糖組成。ATP是三磷酸腺苷，ATP在相關酶的催化下脫去3個磷酸基團可形成腺苷。神經遞質由突觸前膜分泌，作用于突觸后膜的受體，結合后會通過降解來滅活，胞外腺苷的作用機制類似于神經遞質，與神經元細胞膜上的腺苷受體（R）結合發揮作用后會被降解滅活或重吸收，以防止其持續與R發生作用。

（2）①R1、R2基因敲除小鼠的實驗結果與野生型相比，R1敲除小鼠的實驗組和對照組覺醒時間差異與野生型相似，R2敲除小鼠的實驗組和對照組的覺醒時間無顯著差異，與野生型差異顯著，因此可推測咖啡因是通過與R2結合發揮作用。

②咖啡因是腺苷類似物，咖啡因與相應受體結合，但不引起相應睡眠效應，同時減少了腺苷與受體結合產生的睡眠效應，以緩解睡意。

③由于咖啡因需要一定時間才能完成降解，過多攝入咖啡因就會引起神經系統長時間處于覺醒狀態而超負荷工作，對身體健康不利。