Question

【題目】自閉癥是神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病，主要特征為社交障礙、語言交流障礙等。研究者研究了羅伊氏乳桿菌對自閉癥模型小鼠社交行為的影響，為自閉癥的治療提供新思路。

（1）羅伊氏乳桿菌是哺乳動物腸道中的一種微生物，其代謝類型為________，因其具有助消化、保護腸粘膜等作用，從而和宿主形成了________關(guān)系。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，自閉癥小鼠腸道中羅伊氏乳桿菌的數(shù)量顯著低于野生型小鼠。研究者給自閉癥小鼠喂食一定劑量的羅伊氏乳桿菌后，用圖1裝置檢測其社交行為（將被檢測的小鼠置于空籠子和不能移動的同伴鼠之間，一段時間內(nèi)分別記錄檢測鼠與同伴鼠、空籠子的相處時間），結(jié)果如圖2。

野生型小鼠社交行為正常，據(jù)結(jié)果可知表現(xiàn)為檢測鼠與同伴鼠相處時間比與空籠子的長，結(jié)果說明______________。

（3）研究者通過如下實驗證實：羅伊氏乳桿菌通過迷走神經(jīng)（支配內(nèi)臟感覺和運動的腦神經(jīng)）影響小鼠社交行為。請補充實驗方案和相應(yīng)的結(jié)果______________。

組別		1組	2組	3組	4組
實驗材料		野生型小鼠	________	自閉癥小鼠	自閉癥小鼠
實驗處理	喂食羅伊氏乳桿菌	－	－	________	________
	切斷迷走神經(jīng)中的傳入（感覺）神經(jīng)	－	－	－	＋
結(jié)果	小鼠社交行為	正常	異常	恢復(fù)	________

注：“+”表示施加處理，“－”表示未施加處理

（4）研究表明，小鼠的社交行為受催產(chǎn)素的影響。催產(chǎn)素是下丘腦合成的一種肽類激素，會刺激腦干中的“獎賞中心”神經(jīng)元。研究者做了如下實驗：

①用羅伊氏乳桿菌喂食自閉癥小鼠，檢測其下丘腦相關(guān)區(qū)域表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元的數(shù)量，結(jié)果如圖3。據(jù)圖3可知______________。

②對切斷迷走神經(jīng)的自閉癥小鼠施加催產(chǎn)素，檢測其社交行為，結(jié)果如圖4。圖4結(jié)果說明催產(chǎn)素________。

（5）綜合上述研究，羅伊氏乳桿菌發(fā)揮作用的過程與自閉癥小鼠的________調(diào)節(jié)有關(guān)，請用文字和“→”簡述羅伊氏乳桿菌對自閉癥小鼠社交行為的作用路徑：________________________________。

Answer 1

【答案】異養(yǎng)厭氧型 互利共生 羅伊氏乳桿菌可增強自閉癥小鼠的社交行為

1組	2組	3組	4組
	自閉癥小鼠
		＋	＋
			異常

自閉癥小鼠下丘腦表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元數(shù)量減少，羅伊氏乳桿菌可使自閉癥小鼠下丘腦表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元數(shù)量恢復(fù)（增加） 可改善（切斷迷走神經(jīng)的）自閉癥小鼠的社交行為 神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液 迷走神經(jīng)（傳入神經(jīng)）→下丘腦產(chǎn)生催產(chǎn)素→ 腦干中的“獎賞中心”神經(jīng)元

【解析】

實驗設(shè)計的原則：對照原則、單一變量的原則；根據(jù)實驗?zāi)康�，分析出實驗的自變量、因變量和無關(guān)變量，科學(xué)合理控制變量，根據(jù)實驗?zāi)康耐茰y實驗現(xiàn)象；分析題圖獲取有效信息，根據(jù)有效信息和實驗?zāi)康倪M行推理、回答問題，找出內(nèi)在的聯(lián)系。

（1）羅伊氏乳桿菌是哺乳動物腸道中的一種微生物，根據(jù)其生活環(huán)境推測羅伊氏乳桿菌的代謝類型為異氧厭氧型，因其具有助消化、保護腸粘膜等作用，顯然該微生物對宿主是有益處的，因此羅伊氏乳桿菌和宿主形成了互利共生關(guān)系。

（2）研究發(fā)現(xiàn)，自閉癥小鼠腸道中羅伊氏乳桿菌的數(shù)量顯著低于野生型小鼠。據(jù)此推測自閉癥的產(chǎn)生可能與腸道內(nèi)羅伊氏乳桿菌的數(shù)量減少有關(guān)，為了探究推測結(jié)果是否正確，研究者給自閉癥小鼠喂食一定劑量的羅伊氏乳桿菌后，然后檢測鼠與同伴鼠、空籠子的相處時間，同時給沒有喂食羅伊氏乳桿菌的自閉癥小鼠和野生正常鼠進行比較，根據(jù)圖2結(jié)果可以看出檢測鼠與同伴鼠相處時間比與空籠子的長，據(jù)此可得出結(jié)論，羅伊氏乳桿菌可增強自閉癥小鼠的社交行為，或者羅伊氏乳桿菌能緩解自閉癥。

（3）為了證明羅伊氏乳桿菌通過迷走神經(jīng)（支配內(nèi)臟感覺和運動的腦神經(jīng)）影響小鼠社交行為。根據(jù)實驗?zāi)康目芍獙嶒灥淖宰兞繛槭欠窠o自閉癥小鼠喂食羅伊氏乳桿菌，和喂食后是否能通過迷走神經(jīng)發(fā)揮作用，即是否切斷迷走神經(jīng)，因變量是自閉癥是否恢復(fù)，因此實驗中表格空白處填寫如下

1組	2組	3組	4組
	自閉癥小鼠
		＋	＋
			異常

（4）題意顯示，催產(chǎn)素增多能緩解自閉癥，結(jié)合之前的分析，需要談及催產(chǎn)素與羅伊氏乳桿菌之間的關(guān)系。研究者做了如下實驗：

①用羅伊氏乳桿菌喂食自閉癥小鼠，檢測其下丘腦相關(guān)區(qū)域表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元的數(shù)量，結(jié)果如圖3。圖3結(jié)果顯示用羅伊氏乳桿菌喂食自閉癥小鼠后，檢測到其下丘腦相關(guān)區(qū)域表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元的數(shù)量增加，因此可知自閉癥小鼠下丘腦表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元數(shù)量減少，而羅伊氏乳桿菌可使自閉癥小鼠下丘腦表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元數(shù)量恢復(fù)（增加）顯然可推測羅伊氏乳桿菌能促進自閉癥小鼠體內(nèi)催產(chǎn)素的分泌量增加，進而緩解自閉癥。

②對切斷迷走神經(jīng)的自閉癥小鼠施加催產(chǎn)素，檢測其社交行為，根據(jù)圖4結(jié)果可知催產(chǎn)素可改善（切斷迷走神經(jīng)的）自閉癥小鼠的社交行為。

（5）通過上述研究可知羅伊氏乳桿菌發(fā)揮作用既涉及神經(jīng)調(diào)節(jié)也涉及了體液調(diào)節(jié)，據(jù)此可推測羅伊氏乳桿菌發(fā)揮作用的過程與自閉癥小鼠的神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)均有關(guān)，據(jù)此可將羅伊氏乳桿菌參與的調(diào)節(jié)過程表示如下：迷走神經(jīng)（傳入神經(jīng)）→下丘腦產(chǎn)生催產(chǎn)素→ 腦干中的“獎賞中心”神經(jīng)元。對腦干中的“獎賞中心”神經(jīng)元的刺激能夠刺激社交行為的出現(xiàn)。