Question

【題目】結腸干細胞異常增殖會引發結腸癌，過度肥胖增加結腸癌的發病風險。

（1）結腸干細胞通過細胞增殖和_________，實現腸道細胞的持續更新。

（2）W蛋白（一種信號分子）調控結腸干細胞增殖的機理如下圖所示。

①據圖可知，無W蛋白時，細胞質中的A蛋白與β-cat蛋白結合，使β-cat蛋白在蛋白激酶作用下被___________，導致β-cat蛋白降解，T基因無法轉錄，不利于結腸干細胞增殖。

②過度肥胖會使W蛋白過度表達，大量W蛋白與結腸干細胞膜上的__________結合，抑制蛋白激酶的作用，使β-cat蛋白經_________進入細胞核，激活T基因轉錄，最終導致結腸干細胞_________，形成癌細胞。

（3）A蛋白合成受A基因控制。據圖分析A基因和T基因在結腸癌發生過程中分別屬于_________基因。

a．原癌、原癌 b．原癌、抑癌 c．抑癌、抑癌 d．抑癌、原癌

（4）有人認為，維生素D通過上圖所示機制有效緩解高脂飲食導致的結腸癌的發生。為此，研究者用_________________飲食分別飼喂三組野生型小鼠，一段時間后測定各組小鼠_________________，從而證實上述假設。

Answer 1

【答案】分化 磷酸化 （W蛋白）受體 核孔 增殖失去控制（或“無限增殖”） d 低脂、高脂、高脂+維生素D 細胞核內的β-cat蛋白量（或“T基因表達量”）、結腸癌發生率（或“腫瘤體積”）

【解析】

本題以“結腸干細胞異常增殖會引發結腸癌，過度肥胖增加結腸癌的發病風險”為背景，結合圖文信息，綜合考查了學生的細胞分裂、分化、癌變等相關生物學基礎知識，此外還考查了學生獲取信息的能力和實驗設計的能力。

（1）腸道細胞的持續更新需要結腸干細胞通過細胞增殖和分化，細胞分裂使得細胞數目增多，細胞分化使得細胞種類增加。

（2）結合圖文信息可知：①左圖，無W蛋白時，細胞質中的A蛋白與β-cat蛋白結合，使β-cat蛋白在蛋白激酶作用下被磷酸化（圖中的β-cat蛋白多了一個磷酸基團），導致β-cat蛋白降解，T基因無法轉錄，不利于結腸干細胞增殖。

②右圖，過度肥胖會使W蛋白過度表達，大量W蛋白與結腸干細胞膜上的（W蛋白）受體結合，抑制蛋白激酶的作用，使β-cat蛋白經核孔進入細胞核，激活T基因轉錄，最終導致結腸干細胞增殖失去控制（或“無限增殖”），形成癌細胞。

（3）原癌基因主要負責調節細胞周期，控制細胞生長和分裂的進程；抑癌基因主要是阻止細胞不正常的增殖。結合題干可知A蛋白的功能是阻止細胞的增殖，因此A基因屬于抑癌基因，而T基因促進細胞增殖，屬于原癌基因，故選d。

（4）按照假設“維生素D通過上圖所示機制有效緩解高脂飲食導致的結腸癌的發生”來設計實驗，該實驗的自變量是高脂飲食和維生素D的量，因變量是細胞的癌變情況，檢測指標是細胞核內的β-cat蛋白量（或T基因表達量）、結腸癌發生率（或腫瘤體積）。

因此設計該實驗時應以低脂食物為對照組，高脂食物、高脂＋維生素D食物為條件對照組進行設計。以野生型小鼠為實驗材料，一段時間后從分子水平和個體水平分別測定各組小鼠細胞核內的β-cat蛋白量（或T基因表達量）、結腸癌發生率（或腫瘤體積），從而證實上述假設。