内容正文:
(十二)
题号
2
3
4
6
9
10
11
12
13
答案
C
B
D
D
B
D
A
B
1.【答案】C
【解析】内环境指细胞外液,是人体细胞直接生存的环境,以区别于机体生存的外界环境。因为人体摄入的各种
营养物质和氧气,必须通过细胞外液才能进人细胞,而细胞的代谢产物和二氧化碳也都是先排送到细胞外液中,
最后排出体外。内环境是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。细胞外液包括血浆、组织液、淋巴液、脑脊液
等。A.脑脊液是脑细胞生活的直接环境,是脑细胞与血浆进行物质交换的媒介,脑脊液属于组织液,其与血浆
都属于内环境,A正确;B.水可通过自由扩散和协助扩散方式进出细胞,且脑脊液中的水主要通过协助扩散进出
细胞,B正确;C.脑脊液中绝大部分是水,Na+浓度较高(约为神经细胞的10倍),蛋白质含量很少,神经细胞的
N+浓度低,但其中蛋白质含量高,因此神经细胞的渗透压与脑脊液中渗透压基本相等,否则神经细胞不能维持
正常状态,C错误;D.脑脊液是一种组织液,与组织液相比,血浆中蛋白质的含量更高,D正确。
2.【答案】C
【解析】内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件,生命活动的调节有神经递质、激素、免疫活性物质等参
与,机体维持内环境稳态的主要调节机制是神经一体液一免疫调节网络。AD.稳态的调节机制是神经一体液一
免疫调节,三个系统之间可相互作用共同调节某一生理现象,如由于病原体侵入导致机体发烧时的温度调节,从
而维持内环境组成成分和理化性质的相对稳定,AD正确;B.图中信号分子发挥作用时都需与特异性受体结合,
如与神经递质与神经递质受体、激素与激素受体、抗体与抗原结合,B正确;C.肾上腺素与肾上腺素受体结合,但
肾上腺素的分泌不存在分级调节,肾上腺素由肾上腺分泌,直接受下丘脑传出神经的支配,肾上腺素受体也不属
于免疫系统,C错误。
3.【答案】B
【解析】萨顿以蝗虫为材料进行研究,提出了“基因在染色体上”的假说,但并没有证明该假说,A错误;甲中染色
体数:核DNA分子数=1:2,存在同源染色体,可能处于减数分裂I各时期,在减数分裂前的间期染色体就已
经完成复制,B正确:乙可能是减数分裂Ⅱ后(末)期,细胞中含有2条性染色体,C错误;雌雄蝗虫体内处于偶线
期的细胞中四分体的数目不相等,D错误。
4.【答案】D
【解析】人和动物体内存在下丘脑一垂体一甲状腺轴,下丘脑一垂体一性腺轴,下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴
人们将下丘脑、垂体和靶腺体之间存在的这种分层调控称为分级调节。分级调节可以放大激素的调节效应,形
成多级反馈调节,有利于精细调控,从而维持机体的稳态。A,皮质醇在体内有调节水盐代谢和有机物代谢的作
用,没有应激刺激时,肾上腺皮质可以释放皮质醇,A错误;B.长期应激刺激时促使皮质醇过度释放,促肾上腺皮
质激素释放增多,肾上腺皮质不会萎缩,B错误;C.下丘脑对垂体不是抑制作用,C错误;D.应激刺激时,皮质醇
释放增多,既可以通过负反馈直接抑制下丘脑或通过海马间接抑制下丘脑的活动,D正确。
5.【答案】C
【解析】寒冷条件下体温调节过程:寒冷刺激,冷觉感受器兴奋,兴奋沿传入神经传入下丘脑体温调节中枢进行分
析、综合,一方面通过传出神经支配血管收缩、立毛肌收缩、骨骼肌战栗、肾上腺素分泌增加等,另一方面引起促
甲状腺激素释放激素和促甲状腺激素分泌量增加,进而引起甲状腺激素分泌量增加,机体产热增加从而维持体
温稳定。A.下丘脑是体温调节中枢,冷觉感受器位于皮肤、内脏器官等部位,A错误;B.肾上腺素的分泌是神经
调节的结果,B错误;C.温度下降,开空调暖风是一种行为性调节,可以减少散热,C正确;D.教室外气温低,散热
量更大,因此出教室的人散热量较教室内更高,D错误。
6.【答案】D
【解析】本题考查DNA的复制。依题意可知,该DNA分子共含1000个脱氧核苷酸,在含5N的环境中复制n
次,共产生2m个子代DNA分子,在此过程中,需要消耗(2m一1)×1000个脱氧核苷酸,A项错误;依据DNA分
子的半保留复制,在这2m个DNA分子中,有2个DNA分子的一条链含15N,另一条链含14N,余下的(2"一2)个
DNA分子的两条链均含I5N,B项错误;细胞内DNA复制主要发生在细胞核中,C项错误;DNA复制过程可以
在体外完成,但在体外复制时模板DNA不能太大,D项正确
7.【答案】D
【解析】突触是由突触前膜,突触间隙和突触后膜构成的,突触小体含有突触小泡,内含神经递质,神经递质有兴
奋性和抑制性两种,受到刺激以后神经递质由突触小泡运输到突触前膜与其融合,递质以胞吐的方式排放到突
触间隙,作用于突触后膜,引起突触后膜的兴奋或抑制。A.吗啡等制剂可与内啡肽的受体结合发挥作用,而受
体可存在于突触后膜等部位,所以吗啡、海洛因等制剂可能是通过突触结构来发挥作用的,A正确;B.由题干“内
啡肽具有类似吗啡的作用,可缓解疼痛、振奋精神,且两者都是与相同的受体结合后发挥作用”可知,吗啡与内啡
肽存在相似的结构,才能与相同的受体结合发挥作用,B正确;C.因为吗啡等制剂与受体结合后会产生负反馈,
减少内啡肽的产生,当内啡肽减少后,机体可能会依赖吗啡制剂来维持正常的生理状态,从而导致吸食吗啡成
高考总复习·周测阶梯卷·生物学(十二)·答案P2427一3AJ
瘾,C正确;D.运动员忍耐伤痛,奋力拼搏可能是体内内啡肽的含量增加,从而缓解疼痛、振奋精神,而不是内啡
肽含量减少,D错误。
8.【答案】A
【解析】根据兴奋传递的方向为③→④,则①处恢复静息电位,为K+外流,②处Na内流,A错误;动作电位沿神
经纤维传导时,其电位变化总是一样的,不会随传导距离而衰减,B正确;反射弧中,兴奋在神经纤维的传导是单
向的,由轴突传导到轴突末梢,即向右传播出去,C正确;将电表的两个电极置于③④处时,由于会存在电位差,
指针会发生偏转,D正确。
9.【答案】B
【解析】下丘脑是水盐平衡调节中枢,同时也具有渗透压感受器,来感知细胞外液渗透压的变化,AC正确;下丘脑
能分泌促甲状腺激素释放激素、抗利尿激素等,具有内分泌功能,促甲状腺激素是由垂体分泌,B错误;下丘脑内
有是维持体温相对恒定的体温调节中枢,能感受体温变化,能调节产热和散热,D正确。
10.【答案】D
【解析】神经元a接受刺激后表现为产生兴奋,膜内外电位由外正内负变为外负内正,A错误;神经元c为抑制
性神经元,通过突触前膜释放神经递质使神经元b抑制,B错误;由于兴奋在神经元间单向传递,只能由一个神
经元的轴突向另一个神经元的树突或胞体传递,则神经元c可接受神经元a发出的信号,不能接受神经元b发
出的信号,C错误;神经元c可发出抑制信号,及时终止神经元a的兴奋,D正确。
11.【答案】A
【解析】在神经调节过程中,人在恐惧、严重焦虑、剧痛、失血等紧急情况下,下丘脑兴奋,通过交感神经,其神经
末梢会释放神经递质,作用于肾上腺髓质,促使肾上腺髓质细胞分泌肾上腺素。神经递质存在于突触前膜的突
触小泡中,由突触前膜释放,进入突触间隙,作用于突触后膜上的特异性受体,引起下一个神经元兴奋或抑制。
人在剧痛、恐惧等紧急情况下,肾上腺素分泌增多,人表现为警觉性提高、反应灵敏、呼吸频率加快、心跳加速等
特征,A错误;边听课边做笔记是一系列的反射活动,需要神经元的活动以及神经元之间通过突触传递信息,B
正确;突触前膜释放的神经递质与突触后膜上特异性受体结合,引起突触后膜产生兴奋或抑制,突触后膜上受
体数量的减少常影响神经递质发挥作用,C正确;情绪激动、焦虑时,引起大脑皮层兴奋,进而促使肾上腺分泌
较多的肾上腺素,肾上腺素能够促使人体心跳加快、血压升高、反应灵敏,D正确。
12.【答案】C
【解析】S区为运动性语言中枢,损伤后,患者与讲话有关的肌肉和发声器官完全正常,能发出声音,但不能表达
用词语表达思想,A错误;下丘脑是生物的节律中枢,损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调,B正
确;损伤导致上肢不能运动时,大脑皮层的躯体运动中枢受到损伤,此时患者的缩手反射仍可发生,因为缩手反
射的低级中枢在脊髓,C正确:排尿的高级中枢在大脑皮层,低级中枢在脊髓,损伤发生在大脑时,患者可能会
出现排尿不完全,D正确。
13.【答案】B
【解析】破伤风杆菌是厌氧菌,伤口清理后,若密闭包扎会导致破伤风杆菌大量繁殖,使病情加重,A错误;注射
破伤风抗毒素出现的过敏反应是机体排除外来异物的一种免疫防护功能,属于免疫防御,B正确;注射破伤风
类毒素(抗原),能激活产生记忆细胞,抗体是浆细胞产生的,C错误;有效注射破伤风抗毒素(抗体),发生的是
被动免疫,保护时间较短,而注射破伤风类毒素(抗原),发生的是主动免疫,能激活产生记忆细胞,保护时间较
长,D错误。
14.【答案】(1)HU(或神经系统钝化模型)
(2)甲(或丙)丙(或甲)
(3)AHU(或神经系统钝化模型)
钠兴奋性下降(或静息电位绝对值增大)
【解析】(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
实验目的是研究磁场刺激对神经系统钝
CFS组处理方式
实验设计遵循对照原则和单一变量
原则
化的改善和电生理机制,实验鼠应经神经
系统钝化处理后的鼠
HU组应是三种实验中认知能力最差的
不经人工处理或与正常状态下相同的
根据实验结果判断对照组
组为对照组
一组,磁场刺激能改善神经系统的钝化,
则其认知水平要高于HU组
图2中纵坐标数值为0的
静息状态的神经细胞膜外带正电荷,
点的判断
膜内带负电荷,通常把膜外电位当成0
当A点为O点时,静息电位为负值
电位,静息电位为负值
判断三组实验中钠离子流
神经细胞兴奋时,钠离子内流,形成动
三组实验的动作电位峰值无差异,但静息
入细胞最多的组
作电位
电位HU组最大,最难兴奋
高考总复习·周测阶梯卷·生物学(十二)·答案P2527一3AJ
(2)逻辑推理与论证
(1)依据实验目的和题干信息可知,CFS组应在HU(即神经系统钝化模型)的基础上进行,对小鼠进行适当的
磁场刺激。
(2)依据图1和实验目的(研究磁场刺激对神经系统钝化的改善和电生理机制),神经系统钝化的应为乙组,磁
场刺激可改善神经系统钝化,甲组或丙组为对照组。
(3)①检测静息电位,一般规定膜外为生理0点位,所以纵坐标数值为O的点应为A。②依据信息:检测动作电
位峰值,组间无差异,动作电位与N+内流有关,依据图2可知,HU组的静息电位最大,而各组的动作电位峰
值不变,所以在受到刺激时,要想产生相同的动作电位峰值,HU组的钠离子内流人神经元的数量最多。依据
图1可知,乙组(HU组)的认知功能最低,CFS组(丙组)的认知功能高于乙组,说明在个体水平,CFS可改善神
经系统钝化引起的认知功能下降:依据图2可知,HU组的静息电位最大,CFS组的静息电位低于HU组,说明
在细胞水平,CFS可改善神经系统钝化时出现的神经元静息电位绝对值最大(兴奋性下降)。
15.【答案】(1)X、常基因自由组合
(2)2 aaXRXR
(3)89/16
(4)11/32
16.【答案】(1)兴奋动作电位神经冲动突触
(2)非保守
(3)长度相同但非保守序列不同的DNA片段
(4)少量的气体分子通过活化的G蛋白、活化的C酶,在C酶的催化下合成大量的cAMP使Na+通道打开,
Na+内流,神经元细胞膜上产生动作电位,气味分子被动物感知
【解析】(1)信息获取与加工
题干关键信息
所学知识
信息加工
感受器
感受器接受刺激后产生兴奋,兴奋通过传人神经将兴
接受刺激并产生兴奋
奋传到神经中枢,在大脑皮层产生相应的感觉
PCR产物含保守序列和非
关键在于非保守序列所编码的蛋白区段
保守序列
蛋白质功能不同,说明其
结构不同
不同气味受体能特异识别
说明不同气味受体的蛋白质结构不同
相应气味分子
(2)逻辑推理与论证
个神经元的轴突末梢与突触间隙
下
个神经元的树突末梢构成突触
感受器接受刺激后产生兴奋
兴奋通过传入神经将兴奋传到神经
PCR产物由长度相
中枢,在大脑皮层产生相应的感觉
同但非保守序列不
说明不同气味受体
同的DNA片段组成
不同气味受体能特异
关键在于非保守序列
识别相应气味分子
的蛋白质结构不同
所编码的蛋白区段
图甲显示,PCR产物含
同一个体不同细胞中的保
若非保守序列不同,酶切产物
保守序列和非保守序列
守序列转录结果相同,非
的长度可能不同,导致酶切片
保守序列转录结果不同
段长度之和大于PCR产物长度
气味分子与气
G蛋白
活化的G蛋白
C酶催化ATP
开启大量钠离子通道,
味受体结合
被活化
可活化C酶
产生cAMP
产生信号放大效应
(1)气味分子刺激感受器产生兴奋。嗅觉神经元轴突末端、神经元间隙与下一个神经元组成突触,包括突触前
膜、突触间隙和突触后膜。
(2)不同气味受体能特异性识别相应气味分子的关键在于蛋白质中结构不同的部分,由非保守序列编码。
(3)由图可知,P℃R产物含保守序列和非保守序列,若非保守序列不同,酶切产物的长度可能不同,导致酶切片
段长度之和大于PCR产物长度,因此PCR产物由长度相同但非保守序列不同的DNA片段组成。
(4)由图丙可知,少量的气体分子通过活化G蛋白使得C酶活化,在C酶的催化下,由ATP合成大量的
cAMP,促使Na+通道打开,Na+内流,导致神经元细胞膜上产生动作电位,气味分子被动物感知
高考总复习·周测阶梯卷·生物学(十二)·答案P2627一3AJ2027高考总复习·周测阶梯卷·生物学(十二)
12.人体的内环境与稳态神经调节
班级
姓名
考号
得分
本试卷满分100分,考试时间45分钟
一、选择题:本题共13小题,共45分。110题,每小题3分;11~13题,每
小题5分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.在中枢神经系统内,许多神经细胞直接生活的环境是脑脊液。脑脊液中
绝大部分是水,Na+浓度较高(约为神经细胞的10倍),蛋白质含量很少。
下列叙述错误的是
A.脑脊液是一种体液,和组织液同属于内环境
B.脑脊液中的水主要通过协助扩散进出细胞
C.神经细胞的Na+浓度低,渗透压低于脑脊液
D.与脑脊液相比,血浆中蛋白质的含量更高
2.内环境稳态是细胞维持正常生理功能的基础,机体维持稳态的主要调节
机制如图。
神经系统
丙分泌系统
肿瘤坏死因子
干扰素等
(神经递质受体)
免疫系统(激素受体)
下列说法错误的是
A.三个系统之间可相互作用共同调节某一生理现象
B.图中信号分子发挥作用时都需与特异性受体结合
C.内分泌系统分级调节产生的激素,可作用于免疫系统中的肾上腺素
受体
D.该调节网络的调节是为了维持内环境组成成分和理化性质的相对稳定
3.减数分裂I前期历时较长,一般可将其分为细线期、偶线期、粗线期、双线
期和终变期,同源染色体联会发生在偶线期。雌性蝗虫体细胞中有两条
性染色体,雄性蝗虫体细胞中仅有一条性染色体。下图甲、乙是蝗虫(2N)
某卵原细胞进行减数分裂过程中某两个时期的染色体数与核DNA分子
数的关系图。下列分析合理的是
4N
2
2N
染色体核DNA
染色体核DNA
甲
3
A.萨顿通过研究蝗虫细胞的减数分裂证明了基因在染色体上
B.甲可能是细线期,此时染色体复制已完成,存在染色单体
C.乙时期细胞中可能含有0条或1条或2条性染色体
D.雌雄蝗虫体内处于偶线期的细胞中四分体的数目相等
4.应激刺激时,杏仁核与海马(脑内两个重要的结构)可直接作用于下丘脑,
进而调控下丘脑一垂体一肾上腺皮质轴(HPA轴)的活动,过程如图所
示。长期应激刺激促使皮质醇过度释放,可导致海马损伤。下列叙述正
确的是
应激刺激
0
杏仁核
HPA轴
海马
皮质醇
注:4”表示促进,“一表示抑制
A.无应激刺激时,杏仁核和海马不兴奋,肾上腺皮质不释放皮质醇
B.长期应激刺激时,促肾上腺皮质激素释放减少使肾上腺皮质萎缩
C.应激刺激时,杏仁核可通过海马使下丘脑减弱对垂体的抑制作用
D.应激刺激时,皮质醇释放增多,可直接或间接抑制下丘脑的活动
5.进入冬季,温度显著下降,在教室内的同学打开了空调,走出教室的同学,
搓手跺脚。下列关于人体体温调节的叙述,正确的是
A.受到寒冷刺激,下丘脑冷觉感受器兴奋并分泌TRH
B.受到寒冷刺激,人体通过体液调节使肾上腺素分泌增加
C.开空调是一种行为性调节,可以减少散热
D.出教室的人经过神经体液调节,散热量较教室内更低
6.若以含500个碱基对的DNA(不含放射性)为模板,在含15N的环境中复
制n次。下列相关叙述正确的是
A.复制过程中需要消耗(2n一1)×1000个核糖核苷酸
B.子代DNA中,两条链均含有15N的DNA分子有(2m一1)个
C.细胞内DNA复制主要发生在细胞核、线粒体和核糖体中
D.DNA复制过程可以在体外完成,但在体外复制时模板DNA不能太大
高考总复习·周测阶梯卷·生物学(十二)P12-127-3A
7.内啡肽是体内产生的一类肽类物质,具有类似吗啡的作用,可缓解疼痛、
振奋精神,且两者都是与相同的受体结合后发挥作用,但吗啡等制剂与受
体结合后会产生负反馈,减少内啡肽的产生。下列有关分析错误的是
A.吗啡、海洛因等制剂可能是通过突触结构来发挥作用的
B.吗啡与内啡肽存在相似的结构,与相同的受体结合发挥作用
C.吸食吗啡成瘾可能与内啡肽的含量减少后依赖吗啡制剂有关
D.运动员忍耐伤痛,奋力拼搏可能与体内内啡肽的含量减少有关
8.听到上课铃声,同学们立刻走进教室,这一行为与神经调节有关。该过程
中,其中一个神经元的结构及其在某时刻的电位如图所示。下列关于该
过程的叙述,错误的是
①②
+士-业++
A.此刻①处Na内流,②处K+外流,且两者
-==十+十-一-
----+十十----
均不需要消耗能量
B.①处产生的动作电位沿神经纤维传播时,
波幅一直稳定不变
C.②处产生的神经冲动,只能沿着神经纤维向右侧传播出去
D.若将电表的两个电极分别置于③④处,指针会发生偏转
9.人体下丘脑具有内分泌功能,也是一些调节中枢的所在部位。下列有关
下丘脑的叙述,错误的是
A.下丘脑能感受细胞外液渗透压的变化
B.下丘脑能分泌抗利尿激素和促甲状腺激素
C.下丘脑参与水盐平衡的调节:下丘脑有水平衡调节中枢
D.下丘脑能感受体温的变化;下丘脑有体温调节中枢
10.机体内部分神经元之间的连接方式如图所示,其中神经元c为抑制性神
经元,它的存在保证了机体反射活动的精细和协调。在箭头处给予适宜
刺激,下列相关叙述正确的是
运动神经元a
运动神经元b
神经元c
A.神经元a接受刺激后膜内外的电位变为内负外正
B.神经元c通过突触前膜释放递质使神经元b兴奋
C.神经元c可以接受神经元a和神经元b发出的信号
D.神经元c对神经元a的负反馈调节可及时终止神经元a的兴奋
11.情绪活动受中枢神经系统释放神经递质调控,常伴随内分泌活动的变
化。此外,学习和记忆也与某些神经递质的释放有关。下列叙述错误
的是
A.剧痛、恐惧时,人表现为警觉性下降,反应迟钝
B.边听课边做笔记依赖神经元的活动及神经元之间的联系
C.突触后膜上受体数量的减少常影响神经递质发挥作用
D.情绪激动、焦虑时,肾上腺素水平升高,心率加速
12.缺血性脑卒中是因脑部血管阻塞而引起的脑部损伤,可发生在脑的不同
区域。若缺血性脑卒中患者无其他疾病或损伤,下列说法错误的是
A.损伤发生在大脑皮层S区时,患者不能用词语表达思想
B.损伤发生在下丘脑时,患者可能出现生物节律失调
C.损伤导致上肢不能运动时,患者的缩手反射不可发生
D.损伤发生在大脑时,患者可能会出现排尿不完全
13.某少年意外被锈钉扎出一较深伤口,经查体内无抗破伤风的抗体。医生
建议使用破伤风类毒素(抗原)和破伤风抗毒素(抗体)以预防破伤风。
下列叙述正确的是
A.伤口清理后,须尽快密闭包扎,以防止感染
B.注射破伤风抗毒素可能出现的过敏反应属于免疫防御
C.注射破伤风类毒素后激活的记忆细胞能产生抗体
D.有效注射破伤风抗毒素对人体的保护时间长于注射破伤风类毒素
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二、非选择题:本题共3小题,共55分。
14.(18分)磁场刺激是一种调节神经系统生理状态的有效方法,为研究其对
神经系统钝化的改善和电生理机制,以小鼠为动物模型进行如下实验。
对照HU CES
60外
40
图1
图2
(1)将小鼠随机分为3组:对照组、神经系统钝化模型(HU)组和磁场刺
激(CFS)组,每组8只。其中CFS组应在
组处理的基础
上,对小鼠进行适当的磁场刺激。
(2)检测上述3组小鼠的认知功能水平,结果如图1。理论上推测,
或
组可能为对照组。
(3)检测上述3组小鼠海马区神经元的兴奋性。
①检测静息电位,结果如图2。纵坐标数值为0的点应为
(从A一D中选择).
②检测动作电位峰值,组间无差异。说明
组的
离子内流入神经元的数量最多。
以上实验说明,在细胞水平,CFS可改善神经系统钝化时出现的神经
元
;在个体水平,CFS可改善神经系统钝化引起的认知
功能下降。
15.(18分)肾性尿崩症是由于控制肾小管壁细胞上的抗利尿激素(AVP)受
体的基因发生突变而产生的一种遗传病。研究发现AVP受体的合成受
两对基因共同控制,且它们位于不同对染色体上。研究人员调查该遗传
病的遗传方式时,得到如下图所示的遗传系谱图。经检测发现工一1和
I一4均不携带致病基因,I一1、I一2、I一3、I一4之间没有血缘关
系,且Ⅱ一6和Ⅱ一8致病基因不同(分别用R和r、A和a表示)。问答
下列问题:
图例
☐○正常男、女
10
●患病男、女
12
13
14
(1)Ⅱ一6和Ⅱ一8的致病基因分别位于
染色体上。肾性尿
崩症基因的遗传遵循
定律。
(2)Ⅱ一5的基因型可能有
种,Ⅱ一9的基因型是
(3)若Ⅱ一7和Ⅱ一8再生一个孩子,其基因型可能有
种,其
中患肾性尿崩症的概率是
(4)若检测发现Ⅱ一8和Ⅲ一12携带的致病基因不同,则Ⅲ一13和
Ⅲ一14婚配,其子代中患肾性尿崩症的概率是
高考总复习·周测阶梯卷·生物学(十二)P12-227一3A
16.(19分)灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要,能识别多种气味分
子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料,对气
味分子的识别机制进行了研究。
(1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器,在气味分子的刺激下产生
,经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的
将信息传递到嗅觉中枢,产生嗅觉。
(2)初步研究表明,气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家
族的各个基因含有一些共同序列(保守序列),也含有一些有差异的
序列(非保守序列)。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键
在于
序列所编码的蛋白区段。
(3)为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因,科学家依据上述保守
序列设计了若干对引物(图甲),利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织
mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段,再用限制酶Hinf I对扩
增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物
(A)及其酶切片段(B)的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大
于PCR产物长度,推断PCR产物由
组成。
kb MAB
M:标准DNA片段
2.30
kb:千碱基对
1.35
0.87
0.60
三
0.31
口保守序列
0.23
一非保守序列示意不同的引物对
0.19
甲
乙
(4)在上述实验基础上,科学家们鉴定出多种气味受体,并解析了嗅觉神
经元细胞膜上信号转导的部分过程(图丙)。
·气味分子
气味分子
味
气味
受体w%
钠离子通道
无活性的
活化的
cAMP钠离子通道
无活性
活化
G蛋白
G蛋白
的C酶
ATP
的C酶
丙
如果钠离子通道由气味分子直接开启,会使嗅觉敏感度大大降低。
根据图丙所示机制,解释少量的气味分子即可被动物感知的原因