Question

【題目】自閉癥是神經發育障礙性疾病，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長，結果說明______________。

（3）研究者通過如下實驗證實：羅伊氏乳桿菌通過迷走神經（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域表達催產素的神經元的數量，結果如圖3。據圖3可知______________。

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，羅伊氏乳桿菌發揮作用的過程與自閉癥小鼠的________調節有關，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：________________________________。

Answer 1

【答案】異養厭氧型 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） 可改善（切斷迷走神經的）自閉癥小鼠的社交行為 神經調節和體液 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】

實驗設計的原則：對照原則、單一變量的原則；根據實驗目的，分析出實驗的自變量、因變量和無關變量，科學合理控制變量，根據實驗目的推測實驗現象；分析題圖獲取有效信息，根據有效信息和實驗目的進行推理、回答問題，找出內在的聯系。

（1）羅伊氏乳桿菌是哺乳動物腸道中的一種微生物，根據其生活環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系。

（2）研究發現，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。據此推測自閉癥的產生可能與腸道內羅伊氏乳桿菌的數量減少有關，為了探究推測結果是否正確，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，根據圖2結果可以看出檢測鼠與同伴鼠相處時間比與空籠子的長，據此可得出結論，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（支配內臟感覺和運動的腦神經）影響小鼠社交行為。根據實驗目的可知實驗的自變量為是否給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發揮作用，即是否切斷迷走神經，因變量是自閉癥是否恢復，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，催產素增多能緩解自閉癥，結合之前的分析，需要談及催產素與羅伊氏乳桿菌之間的關系。研究者做了如下實驗：

①用羅伊氏乳桿菌喂食自閉癥小鼠，檢測其下丘腦相關區域表達催產素的神經元的數量，結果如圖3。圖3結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區域表達催產素的神經元的數量增加，因此可知自閉癥小鼠下丘腦表達催產素的神經元數量減少，而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）顯然可推測羅伊氏乳桿菌能促進自閉癥小鼠體內催產素的分泌量增加，進而緩解自閉癥。

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，根據圖4結果可知催產素可改善（切斷迷走神經的）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揮作用既涉及神經調節也涉及了體液調節，據此可推測羅伊氏乳桿菌發揮作用的過程與自閉癥小鼠的神經調節和體液調節均有關，據此可將羅伊氏乳桿菌參與的調節過程表示如下：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。對腦干中的“獎賞中心”神經元的刺激能夠刺激社交行為的出現。