Question

【题目】结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌，过度肥胖增加结肠癌的发病风险。

（1）结肠干细胞通过细胞增殖和________，实现肠道细胞的持续更新。

（2）W蛋白（一种信号分子）调控结肠干细胞增殖的机理如下图所示。

①据图可知，无W蛋白时，细胞质中的A蛋白与β-cat蛋白结合，使β-cat蛋白在蛋白激酶作用下被________，导致β-cat蛋白降解，T基因无法转录，不利于结肠干细胞增殖。

②过度肥胖会使W蛋白过度表达，大量W蛋白与结肠干细胞膜上的________结合，抑制蛋白激酶的作用，使β-cat蛋白经________进入细胞核，激活T基因转录，最终导致结肠干细胞____________，形成癌细胞。

（3）A蛋白的合成受A基因控制。据图分析，A基因和T基因在结肠癌发生过程中分别属于________基因。

a.原癌、原癌 b.原癌、抑癌 c.抑癌、抑癌 d.抑癌、原癌

（4）有人认为，维生素D通过上图所示机制有效缓解高脂饮食导致的结肠癌的发生。为此，研究者用________饮食分别饲喂三组野生型小鼠，一段时间后从分子水平和个体水平分别测定各组小鼠______________，从而证实上述假设。

Answer 1

【答案】分化 磷酸化 （W蛋白）受体 核孔 增殖失去控制（或“无限增殖”） d 低脂、高脂、高脂+维生素D 细胞核内的β-cat蛋白量（或“T基因表达量”）、结肠癌发生率（或“肿瘤体积”）

【解析】

本题以“结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌，过度肥胖增加结肠癌的发病风险”为背景，结合图文信息，综合考查了学生的细胞分裂、分化、癌变等相关生物学基础知识，此外还考查了学生获取信息的能力和实验设计的能力。

（1）肠道细胞的持续更新需要结肠干细胞通过细胞增殖和分化，细胞分裂使得细胞数目增多，细胞分化使得细胞种类增加。

（2）结合图文信息可知①左图，无W蛋白时，细胞质中的A蛋白与β-cat蛋白结合，使β-cat蛋白在蛋白激酶作用下被磷酸化（图中的β-cat蛋白多了一个磷酸基团），导致β-cat蛋白降解，T基因无法转录，不利于结肠干细胞增殖。②右图，过度肥胖会使W蛋白过度表达，大量W蛋白与结肠干细胞膜上的（W蛋白）受体结合，抑制蛋白激酶的作用，使β-cat蛋白经核孔进入细胞核，激活T基因转录，最终导致结肠干细胞增殖失去控制（或“无限增殖”），形成癌细胞。题干中“形成癌细胞”是解答增殖失去控制（或“无限增殖”）空白的关键词。

（3）原癌基因主要负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的进程；抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。结合题干可知A蛋白的功能是阻止细胞的增殖，因此A基因属于抑癌基因，而T基因促进细胞增殖，属于原癌基因，因此应选d。

（4）按照有人的假设：“维生素D通过上图所示机制有效缓解高脂饮食导致的结肠癌的发生。”来设计实验，该实验的自变量是高脂饮食和维生素D的量，因变量是细胞的癌变情况，检测指标是细胞核内的β-cat蛋白量（或“T基因表达量”）、结肠癌发生率（或“肿瘤体积”）。因此设计该实验时应以低脂食物为对照组，高脂食物、高脂+维生素D食物为条件对照组进行设计。以野生型小鼠为实验材料，一段时间后从分子水平和个体水平分别测定各组小鼠细胞核内的β-cat蛋白量（或“T基因表达量”）、结肠癌发生率（或“肿瘤体积”），从而证实上述假设。