Question

【題目】自閉癥是神經發(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__________關系。

（2）研究發(fā)現，自閉癥小鼠腸道中羅伊氏乳桿菌的數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，一段時間內分別記錄檢測鼠與同伴鼠、空籠子的相處時間），結果如圖2。

野生型小鼠社交行為正常，據結果可知，表現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（支配內臟感覺和運動的腦神經）影響小鼠社交行為。請補充實驗方案和相應的結果。

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	－	－	______	_______
	切斷迷走神經中的傳入（感覺）神經	－	－	－	＋
結果	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素的影響。催產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，檢測其下丘腦相關區(qū)域表達催產素的神經元的數量，結果如圖3。據圖3可知__________；研究者檢測下丘腦相關區(qū)域全部神經元數量的目的是__________。

②對切斷迷走神經的自閉癥小鼠施加催產素，檢測其社交行為，結果如圖4。圖4結果說明催產素__________。

（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__________調節(jié)有關，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素的神經元數量減少，羅伊氏乳桿菌可使自閉癥小鼠下丘腦表達催產素的神經元數量恢復（增加） 研究表達催產素神經元的數量變化與檢測區(qū)域全部神經元數量變化的關系（說明表達催產素神經元的數量變化不是由檢測區(qū)域全部神經元數量變化導致的） 可改善（切斷迷走神經的）自閉癥小鼠的社交行為 神經調節(jié)和體液 迷走神經（傳入神經）→下丘腦產生催產素→腦干中的“獎賞中心”神經元

【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，考查學生對神經調節(jié)等相關知識的識記和理解能力，以及對實驗的設計能力、能對實驗現象和結果進行解釋、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（支配內臟感覺和運動的腦神經）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中的傳入（感覺）神經，而喂食的羅伊氏乳桿菌屬于無關變量，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影響小鼠社交行為，所以切斷4組自閉癥小鼠的迷走神經中的傳入（感覺）神經，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素的神經元數量最多，而“自閉癥小鼠”組的下丘腦表達催產素的神經元數量最少，據此可知：自閉癥小鼠下丘腦表達催產素的神經元數量減少，羅伊氏乳桿菌可使自閉癥小鼠下丘腦表達催產素的神經元數量恢復（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區(qū)域全部神經元數量的目的是研究表達催產素神經元的數量變化與檢測區(qū)域全部神經元數量變化的關系，說明表達催產素神經元的數量變化不是由檢測區(qū)域全部神經元數量變化導致的。②分析圖4可知：與對照組相比，對切斷迷走神經的自閉癥小鼠施加催產素后，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，說明催產素可改善（切斷迷走神經的）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影響小鼠社交行為，也可通過提高下丘腦表達催產素的神經元數量間接提高催產素的分泌量，進而影響小鼠的社交行為�？梢�，羅伊氏乳桿菌發(fā)揮作用的過程與自閉癥小鼠的神經調節(jié)和體液調節(jié)有關。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（傳入神經）→下丘腦產生催產素→腦干中的“獎賞中心”神經元→自閉癥小鼠的社交行為。