题目内容
【题目】肠道微生态系统中的菌群失调是肥胖、糖尿病等慢性代谢性疾病的诱因。为探究富含膳食纤维的饮食对肠道菌群的影响，研究人员进行了实验。
（1）某些肠道益生菌能分解人体难以消化的膳食纤维并产生乙酸、丁酸等短链脂肪酸。丁酸可以作为_________分子，与肠壁细胞内的丁酸分子受体结合，加速细胞利用氧气，从而造成肠道中的缺氧环境，从而有利于益生菌在与有害菌的__________中占有优势。
（2）食用富含膳食纤维的食物有利于改善血糖水平，下图为其分子机制。据图可知，消化道中产生的乙酸、丁酸等短链脂肪酸与消化道壁上的受体结合，激活结肠L细胞内的酶P，________。
（3）为进一步验证富含膳食纤维的食物辅助糖尿病治疗的效果，我国科研人员将43位糖尿病患者______分为两组进行实验。请选填下面的字母，完成实验方案。
a.常规膳食 b.高纤维膳食 c.阿卡波糖（一种口服降血糖药物） d.注射胰岛素
分组 | 实验对象 | 实验处理1 | 实验处理2 | 检测 |
对照组 （U） | 16位糖尿病患者 | c | a | 处理前后患者空腹血糖水平 |
实验组 （W） | 27位糖尿病患者 | 阿卡波糖 | b |
（4）研究结果证实富含膳食纤维的食物具有辅助治疗效果。科研人员提取上述两组糖尿病患者的肠道微生物，进一步检测肠道微生物的乙酸、丁酸合成相关酶基因的拷贝数（与乙酸、丁酸合成量正相关），结果如图2、3所示。
据此，研究者得出“高纤维膳食提高乙酸和丁酸合成量，均能增强治疗效果”的结论。请评价由上述结果得出的结论是否严谨？并阐述理由。___________。
【答案】 信息 竞争 启动GLP-1基因表达，GLP-1与胰岛B细胞（β细胞）膜上的受体结合，通过细胞内的一系列过程，引起细胞膜电位改变，Ca2+通道打开，Ca2+进入细胞，促进胰岛素释放 随机 不严谨，乙酸合成酶基因的拷贝数实验组与对照组无明显差异，丁酸合成酶基因的拷贝数实验组和对照组有明显差异，因而结果不支持乙酸能增强治疗效果（结果仅支持丁酸能增强治疗效果）
【解析】探究实验需要遵循对照原则和单一变量原则，该实验的目的是探究富含膳食纤维的饮食对肠道菌群的影响。图1中小肠产生的乙酸或丁酸与结肠L细胞上的受体结合，催化ATP产生cAMP，激活细胞内的酶P，催化GLP-1基因表达产生GLP-1；GLP-1与胰岛B细胞膜上的受体结合，通过细胞内的一系列过程，引起细胞膜电位改变，Ca2+通道打开，Ca2+进入细胞，进而促进胰岛素释放。图2中，乙酸合成酶基因的拷贝数实验组与对照组无明显差异，丁酸合成酶基因的拷贝数实验组和对照组有明显差异。
（1）丁酸是小分子有机物，作为信息分子可以与肠壁细胞内的丁酸分子受体结合，加速细胞利用氧气，从而造成肠道中的缺氧环境，从而有利于益生菌在与有害菌的竞争中占有优势。
（2）据图分析已知，小肠产生的乙酸或丁酸与结肠L细胞上的受体结合，激活细胞内的酶P，进而启动GLP-1基因表达产生GLP-1；GLP-1与胰岛B细胞（β细胞）膜上的受体结合，通过细胞内的一系列过程，引起细胞膜电位改变，Ca2+通道打开，Ca2+进入细胞，促进胰岛素释放。
（3）在对照实验中，应该做到随机将实验对象分成两组，一组为对照组，另一组为实验组。
（4）据图分析已知，题中的结论是不严谨的，因为图中乙酸合成酶基因的拷贝数实验组与对照组无明显差异，丁酸合成酶基因的拷贝数实验组和对照组有明显差异，因而结果不支持乙酸能增强治疗效果（结果仅支持丁酸能增强治疗效果）。
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