Question

【題目】甲型流感病毒（IAV）是一種會感染人和動物并引發嚴重呼吸道疾病的病毒。為尋找防控IAV的新思路，科研人員以小鼠為實驗對象，研究了高脂肪低糖類（KD）的飲食對抵御IAV感染的效果。請回答問題：

（1）免疫系統由____________________________________________組成。除防衛功能外，免疫系統還具有________________功能。

（2）IAV必須在__________內增殖，侵入人體后，一部分能被吞噬細胞吞噬，這屬于免疫防衛的第_______道防線。

（3）研究人員用不同的飼料喂養小鼠，7天后再用一定濃度的IAV感染小鼠。統計小鼠的生存率，以及效應T細胞和yT細胞（一種新型T細胞）的相對數量，結果并別如圖1和圖2所示。

①實驗組小鼠應用__________飼料飼喂。

②分析圖1結果顯示，IAV感染3天后，______________________________，說明實驗組飲食方案可以增強小鼠抵御IAV感染的能力。

③由圖2結果，研究人員推測，γT細胞在KD飲食增強小鼠抵御IAV感染能力方面發揮主要作用，依據是__________________________________________________。

（4）研究發現，A基因是決定γT細胞分化成功的關鍵基因，為了驗證上述推測，科研人員構建了A基因敲除小鼠，請寫出簡要的設計思路及預期結果____________________。

（5）小鼠肺部粘液能捕獲病毒，抵御感染。科研人員發現，（3）中實驗組小鼠肺部粘液生成細胞數目高于對照組，而KD飲食的A基因敲除小鼠的檢測結果與（3）的對照組無顯著差異。綜合上述實驗結果，推測KD飲食增強小鼠抵御IAV感染的機理是__________________。

Answer 1

【答案】免疫器官、免疫細胞、免疫活性物質 監控、清除 人或動物活細胞 二 高脂肪低糖類（KD） 實驗組的生存率顯著高于對照組 與對照組相比，實驗組的效應T細胞的數量無明顯變化，而γT細胞的數量顯著增加。 實驗設計思路：取若干A基因敲除小鼠（甲組）和若干普通小鼠（乙組），都用（等量）高脂肪低糖類（KD）飼料飼喂，飼喂7天后再用一定濃度的IAV感染兩組小鼠，定期統計兩組小鼠的生存率。

實驗預期結果：甲組小鼠的生存率顯著低于乙組 KD通過誘導γT細胞數量增多，從而誘導肺部粘液生成細胞的增殖，產生更多的粘液捕獲病毒，以此增強小鼠抵御IAV感染的能力。

【解析】

分析題圖可知，該實驗是研究高脂肪低糖類（KD）的飲食對抵御IAV感染的效果，實驗的自變量是否用高脂肪低糖類（KD）飼料飼喂，因變量是小鼠的生存率。分析圖1結果可知，IAV感染3天后，實驗組的生存率顯著高于對照組，說明實驗組飲食方案可以增強小鼠抵御IAV感染的能力。分析圖2結果可知，與對照組相比，實驗組的效應T細胞的數量無明顯變化，而γT細胞的數量顯著增加。

（1）免疫系統是由免疫器官、免疫細胞、免疫活性物質組成的。免疫系統具有防衛、監控和清除功能。
（2）病毒沒有細胞結構，需要寄生在宿主細胞內才能生存，甲型流感病毒（IAV）是一種會感染人和動物并引發嚴重呼吸道疾病的病毒，所以IAV必須在人或動物活細胞內增殖，侵入人體后，一部分能被吞噬細胞吞噬，這屬于免疫防衛的第二道防線。
（3）①本實驗目的是研究高脂肪低糖類（KD）的飲食對抵御IAV感染的效果，所以實驗組小鼠應該用高脂肪低糖類（KD）飼料飼喂。
②根據圖1可知，IAV感染3天后，實驗組的生存率顯著高于對照組，說明實驗組飲食方案可以增強小鼠抵御IAV感染的能力。
③由圖2可知，與對照組相比，實驗組的效應T細胞的數量無明顯變化，而γT細胞的數量顯著增加，可推測γT細胞在KD飲食增強小鼠抵御IAV感染能力方面發揮主要作用。
（4）研究發現，A基因是決定γT細胞分化成功的關鍵基因，為了驗證上述推測，需要構建A基因敲除的小鼠并與正常小鼠對照，都用高脂肪低糖類（KD）飼料飼喂，一段時間后統計兩組的生存率，即實驗思路為：取若干A基因敲除小鼠（甲組）和若干普通小鼠（乙組），都用（等量）高脂肪低糖類（KD）飼料飼喂，飼喂7天后再用一定濃度的IAV感染兩組小鼠，定期統計兩組小鼠的生存率。根據圖2可推測γT細胞在KD飲食增強小鼠抵御IAV感染能力方面發揮主要作用，所以預期實驗結果為：甲組小鼠的生存率顯著低于乙組。
（5）KD通過誘導γT細胞數量增多，從而誘導肺部粘液生成細胞的增殖，產生更多的粘液捕獲病毒，以此增強小鼠抵御IAV感染的能力，因此KD飲食增強小鼠抵御IAV感染的能力。