Question

【題目】腸道中的微生物不僅與營養物質的消化吸收有關，還能通過“腦腸軸”影響生物的個體行為表現。為研究其作用機理，科研人員利用大鼠進行了系列實驗。請回答問題。

（1）科研人員將大鼠分組進行實驗，請完成如表的實驗方案。

分組	實驗對象	飼養條件	檢測
對照組	含有正常腸道菌群的大鼠	② ______	60分鐘內的運動距離和運動軌跡
實驗組	① ______	無菌飼料、無菌水、全新開放的盒子

實驗結果如圖1和圖2所示。由圖可知______，說明實驗組大鼠出現了自發活動增強的現象。

（2）5-羥色胺（5-HT）是“腦腸軸”的關鍵神經遞質，在腦部組織中含量較高，水解后生成無生物活性的代謝終產物5-HIAA．為探究兩組大鼠行為差異的分子機理，科研人員檢測了大鼠體內5-HIAA與5-HT的比例，由此反應神經遞質5-HT的代謝水平。

①5-HT由______釋放進入突觸間隙，與突觸后膜上______的結合，引起突觸后膜______的變化。

②5-HIAA與5-HT比例的檢測結果如圖3所示，分析結果說明______。

（3）研究人員提出假設：腸道微生物通過促進5-HT分解酶相關基因的表達影響5-HT的代謝水平。為驗證該假設，研究人員提出了“檢測實驗組大鼠的5-HT分解酶相關基因轉錄量”的實驗方案。請評價此方案，并加以完善和修訂。______

Answer 1

【答案】腸道無菌大鼠 無菌飼料、無菌水、全新開放的盒子 實驗組的運動距離比對照組的長，且運動軌跡比對照組更復雜 突觸前膜 受體 電位 腸道微生物可以降低5-HT的代謝水平 不完善，應檢測實驗組和對照組5-HT分解酶的轉錄量或表達量

【解析】

分析表格可知，實驗自變量是腸道微生物是否存在情況下的小鼠，因變量是檢測60分鐘內的運動距離和運動軌跡；由實驗結果圖1和圖2分析可以得出，含有正常腸道菌群的大鼠運動距離比對照組的長，且運動軌跡比對照組更復雜。分析柱形圖3可知，實驗組大鼠5-HIAA與5-HT比例高于對照組，說明腸道微生物可以降低5-HT的代謝水平。

（1）由題意分析可知，實驗自變量是腸道微生物是否存在情況下的小鼠，故實驗組①應為腸道無菌大鼠。其它影響實驗結果的為無關變量，各組應該相同且適宜，所以②為無菌飼料、無菌水、全新開放的盒子。由實驗結果圖1和圖2可知，實驗組的運動距離比對照組的長，且運動軌跡比對照組更復雜。

（2）①5-HT由突觸前膜釋放進入突觸間隙，與突觸后膜上受體的結合，引起突觸后膜電位的變化。

②5-HIAA與5-HT比例的檢測結果圖3說明，腸道微生物可以降低5-HT的代謝水平。

（3）研究人員提出假設：腸道微生物通過促進5-HT分解酶相關基因的表達影響5-HT的代謝水平。為驗證該假設，研究人員提出了“檢測實驗組大鼠的5-HT分解酶相關基因轉錄量”的實驗方案。該實驗方案不完善，應檢測實驗組和對照組5-HT分解酶的轉錄量或表達量