备课素材：高脂饮食与结肠癌 高一下学期生物人教版必修2

高脂饮食与结肠癌先看一道试题：结肠癌是常见的发生于结肠部位的消化道恶性肿瘤，慢性结肠炎患者、结肠息肉患者、男性肥胖者等为易感人群。请分析回答下列问题：(1)结肠干细胞异常增殖会引发结肠癌，癌细胞会由于其膜表面糖蛋白减少而易_____________。(2)结肠干细胞增殖的机理如下图所示。①据图分析，W蛋白作为种信号分子，可与结肠干细胞表面的__________特异性结合。无W蛋白时，β-cat蛋白与__________结合，然后在蛋白激酶的__________下，β-cat蛋白磷酸化，导致被降解，最终抑制结肠干细胞的增殖。②W蛋白存在时，可促使β-cat蛋白进入细胞核，激活T基因的__________过程，最终导致结肠干细胞增殖失控，形成癌细胞。(3)研究发现，过度肥胖与W蛋白的过度表达有关，为有效缓解高脂饮食导致的结肠癌的发生，请你结合图示内容对过度肥胖者在饮食上给出建议：____________________。答案：(1)扩散和转移(2)①受体；A蛋白；催化②转录(3)饮食清淡少油，多食用富含维生素D的食物本题涉及到高脂饮食与结肠癌。2019版高中生物学必修二仅从基因角度介绍了结肠癌的致病机理：那么，高脂肪饮食为什么可能诱发结肠癌？自麻省理工学院等机构的科学家们通过研究详细揭示了高脂肪饮食诱发一系列分子级联事件从而导致肠癌和结肠癌的分子机制。当食物被分解并通过肠道时，其就会与位于肠道内壁表面的肠道干细胞相互作用，这些肠道干细胞位于肠道隐窝位置。当肠道干细胞适应高脂肪饮食并增加癌症风险时，其被认为是协调肠道肿瘤形成的门户，肠道干细胞中存在高脂肪传感器分子，其能感知并对细胞内的高脂肪饮食水平产生反应。结肠癌流行病学研究表明：社会发展状况、生活方式及膳食结构与结肠癌密切相关，并有现象提示影响不同部位、不同年龄组结肠癌发病的环境、遗传因素可能存在差异。环境(尤其是饮食)、遗传、体力活动、职业等，是影响结肠癌发病的可能病因因素。1.饮食因素－高脂饮食科学家已经发现，高脂饮食（HFD）可能驱动了结直肠癌的生长。在我们进食后，肠道会分泌消化液来消化食物。但这些消化液会不断侵蚀肠壁，造成损伤。幸好肠道里有一批干细胞（ISC），能够不断分化出新细胞，填补肠壁上的损伤。肠道干细胞作为肠道更新和维持的重要角色，与许多疾病的致病机理密切相关。目前越来越多的研究将肠道疾病与干细胞缺陷联系起来，为我们能更好的理解和治疗肠道疾病提供了更多的维度和可能性。然而ISC却和结直肠癌的发病有关。先前研究表明，在ISC中存在一种高脂肪感受器分子，它们能够感知高脂水平。等到ISC适应高脂饮食时，就会进一步增殖，提高肿瘤的发生风险。研究人员们指出高脂食物中的脂肪被分解为游离脂肪酸。然后，游离脂肪酸会刺激诸如过氧化物酶体增殖物激活受体（PPARs）的传感器，启动下游基因。随后，多余的游离脂肪酸就会被运输到线粒体中，线粒体就能通过氧化作用燃烧它们，从而制造出更多能量来“喂养”干细胞，促进其繁殖、生长并再生肠道组织；但当肠道干细胞的数量扩张时，其发生突变的可能性就会增加（仅仅是随机突变和细胞的纯粹数量），进而就会导致结肠癌的发生。2.遗传因素据估计在至少20%～30%的结肠癌患者中，遗传因素可能起着重要的作用，其中1%为家族性多发性息肉病及5%为遗传性无息肉结肠癌综合征患者。遗传性家族性息肉病中80%～100%的患者在59岁以后可能发展为恶性肿瘤。此外，家族性结肠多发性息肉病患者发生左侧结肠癌占多数，而遗传性非息肉综合征患者多患右侧结肠癌。例、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

，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。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（3）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。答案：（1）细胞增殖和分化

（2）d

（3）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：识图分析可知：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磷酸化，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。有W蛋白时，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。（1）结肠干细胞通过细胞增殖和分化，实现肠道细胞的持续更新。（2）原癌基因负责调节细胞周期，控制细胞生长和分裂的过程，抑癌基因主要是阻止细胞不正常的增殖。A基因控制合成的A蛋白能抑制T基因的表达，因此A基因是抑癌基因，T基因是原癌基因。故选d。（3）该实验的目的是探究维生素D是否能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。根据对照性原则和单一变量原则