人的一生中，睡眠大约占到了三分之一的时间，睡眠能够促进生长发育、恢复体力和增强抵抗力。研究发现，睡眠主要依靠脑部多个脑区的胞外腺苷水平来调节。
（1）腺苷由1分子的腺嘌呤和1分子的

核糖

核糖

组成。神经元胞内的ATP主要来自

线粒体

线粒体

（细胞器）。
（2）依赖膜蛋白扩散到胞外的ATP在相关酶的催化下脱去

3

3

个磷酸基团后可形成腺苷。胞外腺苷作用机制类似于神经递质，与神经元细胞膜上的腺苷受体（R）发生结合后会通过降解来灭活，以防止

持续与R发生作用

持续与R发生作用

。
（3）神经元细胞膜上常见的R有R1和R2两种。咖啡因是腺苷类似物，可能与某种R结合，但并不引起腺苷相应的效应。研究者用适量咖啡因分别处理野生型小鼠和R1、R2基因敲除小鼠，对照组用生理盐水处理。测定小鼠觉醒时间，结果如图所示。

注：箭头对应时刻为处理时刻。
①R1、R2基因敲除小鼠的实验结果与野生型相比，

R1敲除小鼠的实验组和对照组觉醒时间差异与野生型相似，R2敲除小鼠的实验组和对照组的觉醒时间无显著差异，与野生型差异显著

R1敲除小鼠的实验组和对照组觉醒时间差异与野生型相似，R2敲除小鼠的实验组和对照组的觉醒时间无显著差异，与野生型差异显著

，因此可推测咖啡因通过与

R2

R2

结合发挥作用。
②咖啡、茶、可乐等饮料中均含有咖啡因，有些人喜欢用这些饮料来“提神”，以缓解睡意。请解释咖啡因的“提神”机理：

咖啡因与R2结合，但不引起相应睡眠效应，同时减少了腺苷与R的结合

咖啡因与R2结合，但不引起相应睡眠效应，同时减少了腺苷与R的结合

。
③咖啡因虽可“提神”，但不能过度饮用，这是由于咖啡因需要一定时间才能完成降解，过度摄入咖啡因就会引起

神经系统长时间处于觉醒状态而超负荷工作

神经系统长时间处于觉醒状态而超负荷工作

。