Question

【題目】阿爾茨海默病（AD），俗稱老年性癡呆，病理特征為-淀粉樣蛋白（A）沉積引起神經(jīng)元凋亡，使患者學(xué)習(xí)記憶能力減退。大蒜素是大蒜中的活性成分，具有保護(hù)大腦神經(jīng)元和抑制腦細(xì)胞凋亡等作用。為研究大蒜素對AD發(fā)病進(jìn)程中學(xué)習(xí)記憶能力和神經(jīng)元病理的影響，研究人員進(jìn)行了如下實驗：

①以同月齡、生長狀況相似的小鼠，構(gòu)建AD模型小鼠。

②進(jìn)行如表所示的分組及處理，連續(xù)用藥4個月。

組別	實驗材料	實驗處理
甲	？	玉米油灌胃處理
乙	AD模型小鼠	？
丙	？	大蒜素（溶于玉米油）灌胃給藥

③三組小鼠進(jìn)行水迷宮實驗：在水中放置平臺，訓(xùn)練小鼠記憶平臺位置；之后再撤去平臺，觀察小鼠的運動軌跡，以檢測小鼠的_______。

④測定三組小鼠腦內(nèi)A的含量和其他三種蛋白PS1、Bax、Bcl-2（PS1為催化產(chǎn)生A的酶；Bax和Bcl-2則為細(xì)胞凋亡相關(guān)的蛋白）的表達(dá)水平，以了解小鼠神經(jīng)元病理情況。

請回答：

（1）將上述實驗過程中的部分內(nèi)容補(bǔ)充完整。

②甲組實驗材料：______________。

乙組實驗處理：______________。

丙組實驗材料：______________。

③觀察小鼠的運動軌跡，以檢測小鼠的_______。

（2）小鼠水迷宮實驗結(jié)果如圖所示（圖中“█”表示迷宮實驗時水中平臺位置）。

該實驗結(jié)果支持大蒜素對AD有改善作用的結(jié)論，原因是________。

（3）三組小鼠神經(jīng)元內(nèi)三種蛋白PS1、Bax、Bcl-2的表達(dá)水平如圖2（條帶寬窄和顏色深淺代表相應(yīng)蛋白表達(dá)水平的高低；-actin廣泛分布于細(xì)胞溶膠中，蛋白表達(dá)水平通常不會發(fā)生改變，因此被廣泛用于實驗時樣量是否一致的參照）。

①結(jié)合圖2結(jié)果，預(yù)測三組小鼠腦內(nèi)A相對含量（設(shè)計一個坐標(biāo)系，以柱形圖表示）。_________

②根據(jù)以上結(jié)果，推測大蒜素可通過_________，減少A的含量；還可通過________，從而在一定程度上減少神經(jīng)元的凋亡，進(jìn)而使AD模型小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力得到改善。

Answer 1

【答案】健康小鼠（正常小鼠） 玉米油灌胃處理 AD模型小鼠 學(xué)習(xí)記憶能力 丙組小鼠與甲組小鼠運動軌跡相似，即主要集中在相應(yīng)平臺位置運動，而乙組小鼠的運動軌跡則遠(yuǎn)離相應(yīng)平臺位置 通過降低AD模型小鼠腦細(xì)胞中PSI的表達(dá) 抑制促凋亡蛋白Bax表達(dá)，促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)

【解析】

根據(jù)題意分析可知：AD病人的神經(jīng)細(xì)胞外β淀粉樣蛋白（Aβ）沉積后，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞受損，不能正常傳導(dǎo)興奮而發(fā)病，而大蒜素具有保護(hù)大腦神經(jīng)元和抑制腦細(xì)胞凋亡等作用。實驗設(shè)計時應(yīng)當(dāng)遵循控制變量原則、對照原則等。

（1）②根據(jù)實驗設(shè)計當(dāng)中遵循的控制變量原則，該實驗有兩個變量：小鼠種類、是否給大蒜素，故分組如下：

組別	實驗材料	實驗處理
甲	健康小鼠	玉米油灌胃處理
乙	AD模型小鼠	玉米油灌胃處理
丙	AD模型小鼠	大蒜素（溶于玉米油）灌胃給藥

③水迷宮實驗可以檢測小鼠的學(xué)習(xí)記憶能力；

（2）實驗結(jié)果顯示，丙小鼠的運動軌跡較為近似對照組甲，即主要集中在相應(yīng)平臺位置運動，而乙組小鼠的運動軌跡則遠(yuǎn)離相應(yīng)平臺位置，證明大蒜素對AD有改善作用的結(jié)論；

（3）①預(yù)測甲小鼠腦內(nèi)的Aβ相對含量最低，乙小鼠為AD模型鼠，腦內(nèi)Aβ相對含量最高，由于大蒜素對AD有改善作用，則丙小鼠腦內(nèi)Aβ相對含量要比乙小鼠低，但高于甲小鼠；

②根據(jù)圖2，丙組的PSI和Bax的表達(dá)要明顯低于乙組，但略高于甲組，Bcl-2表達(dá)則要高于乙組，可推測大蒜素可通過降低AD模型小鼠腦細(xì)胞中PSI的表達(dá)，減少Aβ的含量；還可通過抑制促凋亡蛋白Bax表達(dá)，促進(jìn)抗凋亡蛋白Bcl-2表達(dá)，從而在一定程度上減少神經(jīng)元的凋亡。