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__________；羅伊氏乳桿菌可__________自閉癥小鼠的社交行為。

（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	_______

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__________；研究者檢測下丘腦相關(guān)區(qū)域全部神經(jīng)元數(shù)量的目的是__________。

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：羅伊氏乳桿菌→__________→自閉癥小鼠的社交行為。

Answer 1

【答案】異養(yǎng)厭氧型 互利共生 長 恢復（改善、增強） 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（增加） 研究表達催產(chǎn)素神經(jīng)元的數(shù)量變化與檢測區(qū)域全部神經(jīng)元數(shù)量變化的關(guān)系（說明表達催產(chǎn)素神經(jīng)元的數(shù)量變化不是由檢測區(qū)域全部神經(jīng)元數(shù)量變化導致的） 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】

本題以“研究羅伊氏乳桿菌對自閉癥模型小鼠社交行為的影響”的一系列實驗為情境，考查學生對神經(jīng)調(diào)節(jié)等相關(guān)知識的識記和理解能力，以及對實驗的設計能力、能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行解釋、分析和處理的能力。

(1) 哺乳動物的腸道中缺少氧氣，但富含有機物，因此羅伊氏乳桿菌的代謝類型為異養(yǎng)厭氧型。因其具有助消化、保護腸粘膜等作用，從而和宿主形成了互利共生關(guān)系。

(2) 已知野生型小鼠社交行為正常。圖2顯示：野生型小鼠與空籠子相處時間遠遠低于與同伴鼠相處時間；在喂食羅伊氏乳桿菌之前，自閉癥小鼠與空籠子和與同伴鼠相處時間均相同，在喂食羅伊氏乳桿菌之后，自閉癥小鼠與空籠子相處時間明顯縮短但高于野生型小鼠，與同伴鼠相處時間明顯延長且超過了野生型小鼠，即表現(xiàn)為檢測鼠（自閉癥小鼠）與同伴鼠相處時間比與空籠子的長，進而說明羅伊氏乳桿菌可恢復（改善、增強）自閉癥小鼠的社交行為。

(3) 依題意和表中信息可知：該實驗研究的是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)）對小鼠社交行為的影響。1組和2組的自變量應是小鼠的種類，二者對照的目的是研究小鼠的社交行為是否正常，結(jié)果2組小鼠的社交行為異常，所以2組的實驗材料應為自閉癥小鼠；3組和4組的自變量為是否切斷迷走神經(jīng)中的傳入（感覺）神經(jīng)，而喂食的羅伊氏乳桿菌屬于無關(guān)變量，因此3組和4組的小鼠都應喂食羅伊氏乳桿菌。因該實驗證實了羅伊氏乳桿菌通過迷走神經(jīng)影響小鼠社交行為，所以切斷4組自閉癥小鼠的迷走神經(jīng)中的傳入（感覺）神經(jīng)，即使喂食羅伊氏乳桿菌，4組自閉癥小鼠的社交行為也不能恢復，仍然異常。

(4) ①圖3顯示：“自閉癥小鼠＋羅伊氏乳桿菌”組的下丘腦表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元數(shù)量最多，而“自閉癥小鼠”組的下丘腦表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元數(shù)量最少，據(jù)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，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（增加）。由圖3顯示的綠色熒光區(qū)域、紅色熒光區(qū)域、紅色與綠色熒光疊加的區(qū)域的大小可推知：研究者檢測下丘腦相關(guān)區(qū)域全部神經(jīng)元數(shù)量的目的是研究表達催產(chǎn)素神經(jīng)元的數(shù)量變化與檢測區(qū)域全部神經(jīng)元數(shù)量變化的關(guān)系，說明表達催產(chǎn)素神經(jīng)元的數(shù)量變化不是由檢測區(qū)域全部神經(jīng)元數(shù)量變化導致的。②分析圖4可知：與對照組相比，對切斷迷走神經(jīng)的自閉癥小鼠施加催產(chǎn)素后，自閉癥小鼠與空籠子相處時間明顯縮短，與同伴鼠相處時間明顯延長，說明催產(chǎn)素可改善（切斷迷走神經(jīng)的）自閉癥小鼠的社交行為。

(5) 上述研究表明，羅伊氏乳桿菌既可通過迷走神經(jīng)影響小鼠社交行為，也可通過提高下丘腦表達催產(chǎn)素的神經(jīng)元數(shù)量間接提高催產(chǎn)素的分泌量，進而影響小鼠的社交行為。可見，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)有關(guān)。羅伊氏乳桿菌對自閉癥小鼠社交行為的作用路徑為：羅伊氏乳桿菌→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→自閉癥小鼠的社交行為。