Question

【題目】腸道微生態(tài)系統(tǒng)中的菌群失調(diào)是肥胖、糖尿病等慢性代謝性疾病的誘因。為探究富含膳食纖維的飲食對腸道菌群的影響，研究人員進(jìn)行了實驗。

（1）某些腸道益生菌能分解人體難以消化的膳食纖維并產(chǎn)生乙酸、丁酸等短鏈脂肪酸。丁酸可以作為_________分子，與腸壁細(xì)胞內(nèi)的丁酸分子受體結(jié)合，加速細(xì)胞利用氧氣，從而造成腸道中的缺氧環(huán)境，從而有利于益生菌在與有害菌的__________中占有優(yōu)勢。

（2）食用富含膳食纖維的食物有利于改善血糖水平，下圖為其分子機制。據(jù)圖可知，消化道中產(chǎn)生的乙酸、丁酸等短鏈脂肪酸與消化道壁上的受體結(jié)合，激活結(jié)腸L細(xì)胞內(nèi)的酶P，________。

（3）為進(jìn)一步驗證富含膳食纖維的食物輔助糖尿病治療的效果，我國科研人員將43位糖尿病患者______分為兩組進(jìn)行實驗。請選填下面的字母，完成實驗方案。

a.常規(guī)膳食 b.高纖維膳食 c.阿卡波糖（一種口服降血糖藥物） d.注射胰島素

分組	實驗對象	實驗處理1	實驗處理2	檢測
對照組 （U）	16位糖尿病患者	c	a	處理前后患者空腹血糖水平
實驗組 （W）	27位糖尿病患者	阿卡波糖	b

（4）研究結(jié)果證實富含膳食纖維的食物具有輔助治療效果。科研人員提取上述兩組糖尿病患者的腸道微生物，進(jìn)一步檢測腸道微生物的乙酸、丁酸合成相關(guān)酶基因的拷貝數(shù)（與乙酸、丁酸合成量正相關(guān)），結(jié)果如圖2、3所示。

據(jù)此，研究者得出“高纖維膳食提高乙酸和丁酸合成量，均能增強治療效果”的結(jié)論。請評價由上述結(jié)果得出的結(jié)論是否嚴(yán)謹(jǐn)？并闡述理由。___________。

Answer 1

【答案】 信息 競爭 啟動GLP-1基因表達(dá)，GLP-1與胰島B細(xì)胞（β細(xì)胞）膜上的受體結(jié)合，通過細(xì)胞內(nèi)的一系列過程，引起細(xì)胞膜電位改變，Ca2+通道打開，Ca2+進(jìn)入細(xì)胞，促進(jìn)胰島素釋放 隨機 不嚴(yán)謹(jǐn)，乙酸合成酶基因的拷貝數(shù)實驗組與對照組無明顯差異，丁酸合成酶基因的拷貝數(shù)實驗組和對照組有明顯差異，因而結(jié)果不支持乙酸能增強治療效果（結(jié)果僅支持丁酸能增強治療效果）

【解析】探究實驗需要遵循對照原則和單一變量原則，該實驗的目的是探究富含膳食纖維的飲食對腸道菌群的影響。圖1中小腸產(chǎn)生的乙酸或丁酸與結(jié)腸L細(xì)胞上的受體結(jié)合，催化ATP產(chǎn)生cAMP，激活細(xì)胞內(nèi)的酶P，催化GLP-1基因表達(dá)產(chǎn)生GLP-1；GLP-1與胰島B細(xì)胞膜上的受體結(jié)合，通過細(xì)胞內(nèi)的一系列過程，引起細(xì)胞膜電位改變，Ca2+通道打開，Ca2+進(jìn)入細(xì)胞，進(jìn)而促進(jìn)胰島素釋放。圖2中，乙酸合成酶基因的拷貝數(shù)實驗組與對照組無明顯差異，丁酸合成酶基因的拷貝數(shù)實驗組和對照組有明顯差異。

（1）丁酸是小分子有機物，作為信息分子可以與腸壁細(xì)胞內(nèi)的丁酸分子受體結(jié)合，加速細(xì)胞利用氧氣，從而造成腸道中的缺氧環(huán)境，從而有利于益生菌在與有害菌的競爭中占有優(yōu)勢。

（2）據(jù)圖分析已知，小腸產(chǎn)生的乙酸或丁酸與結(jié)腸L細(xì)胞上的受體結(jié)合，激活細(xì)胞內(nèi)的酶P，進(jìn)而啟動GLP-1基因表達(dá)產(chǎn)生GLP-1；GLP-1與胰島B細(xì)胞（β細(xì)胞）膜上的受體結(jié)合，通過細(xì)胞內(nèi)的一系列過程，引起細(xì)胞膜電位改變，Ca2+通道打開，Ca2+進(jìn)入細(xì)胞，促進(jìn)胰島素釋放。

（3）在對照實驗中，應(yīng)該做到隨機將實驗對象分成兩組，一組為對照組，另一組為實驗組。

（4）據(jù)圖分析已知，題中的結(jié)論是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)�，因為圖中乙酸合成酶基因的拷貝數(shù)實驗組與對照組無明顯差異，丁酸合成酶基因的拷貝數(shù)實驗組和對照組有明顯差異，因而結(jié)果不支持乙酸能增強治療效果（結(jié)果僅支持丁酸能增強治療效果）。