人的一生中，睡眠大約占到了三分之一的時間，睡眠能夠促進生長發育、恢復體力和增強抵抗力。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。
（1）腺苷由1分子的腺嘌呤和1分子的

核糖

核糖

組成。神經元胞內的ATP主要來自

線粒體

線粒體

（細胞器）。
（2）依賴膜蛋白擴散到胞外的ATP在相關酶的催化下脫去

3

3

個磷酸基團后可形成腺苷。胞外腺苷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）發生結合后會通過降解來滅活，以防止

持續與R發生作用

持續與R發生作用

。
（3）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，可能與某種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，結果如圖所示。

注：箭頭對應時刻為處理時刻。
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

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

，因此可推測咖啡因通過與

R2

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。請解釋咖啡因的“提神”機理：

咖啡因與R2結合，但不引起相應睡眠效應，同時減少了腺苷與R的結合

咖啡因與R2結合，但不引起相應睡眠效應，同時減少了腺苷與R的結合

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③咖啡因雖可“提神”，但不能過度飲用，這是由于咖啡因需要一定時間才能完成降解，過度攝入咖啡因就會引起

神經系統長時間處于覺醒狀態而超負荷工作

神經系統長時間處于覺醒狀態而超負荷工作

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