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…——2024 高考生物第 19 题答案解析

2024_北京卷 (生物)

2024 北京 第 19 题 填空题 区分题
2024_北京卷 (生物)

19. 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HinfⅠ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。

(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)。
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______。

参考答案

(1) ①. 兴奋; (2) 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

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【答案】 (1) ①. 兴奋 ②. 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】
【分析】兴奋在神经元之间 传递: (1)神经元之间的兴奋传递就是通过突触实现的。 (2)兴奋的传递方
向:单向传递。
【小问 1 详解】
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。
【小问 2 详解】
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。
【小问 3 详解】
由图可知,PCR 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。
的

【小问 4 详解】
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。

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