第02講細胞中的元素和化合物（知識清單）

擊學(xué)習(xí)導(dǎo)航站

。知識主脈絡(luò)：可視化思維導(dǎo)圖，建立知識框架

核心知識庫：重難考點總結(jié)，梳理必背知識、歸納重點

考點1細胞中的元素★★☆☆☆

考點2細胞中的化合

考點3細胞中的水★★★☆☆

考點4細胞中的無機

考點5實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)★★★☆☆

實驗技能坊：生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測的注意事項與拓展★★★☆☆

密陷阱預(yù)警臺：識別高頻錯誤，提供防錯策略

物素養(yǎng)加油站：前沿科研成果或熱點問題分析

《真題挑戰(zhàn)場：感知真題，檢驗成果，考點追溯

知識主脈絡(luò)

元素的種類

元素的分類

細胞中的元素存在形式

生物界和無機自然界在元素

組成上的統(tǒng)一性和差異性

水

無機物

無機鹽

細胞中的糖

類

化合物

..蛋白質(zhì)

有機物一

核酸

脂質(zhì)

水的性質(zhì)

細胞中的元

水的功能

素和化合物

細胞中水的存在形式

細胞中的水細胞"的期能

自由水/結(jié)合水與代謝、抗逆性的關(guān)系

水的理化特性與分子結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系

存在形式和含量

生理功能

細胞中的無機鹽

驗證作用

檢測原理

材料的選擇

檢測生物組織中的糖

類、脂肪和蛋白質(zhì)實驗步驟

注意事項

核心知識庫

考點1細胞中的元素★★☆☆☆

1.元素的種類、分類及存在形式

(1)種類：細胞中常見的化學(xué)元素有多種。

(2)分類

①大量元素：等

②微量元素：等(根據(jù)“含量”區(qū)分而非“重要性”)

(3)存在形式：存在形式：組成細胞的各種元素大多以的形式存在，如等。

特別提醒

1.細胞中含量最多的4種元素是C、H、O、No

2.大量元素和微量元素都是組成生物體的必需元素，但生物體內(nèi)含有的元素不一定都是必需元素，如人體內(nèi)

可能含有Pb,但Pb不是必需元素。

3.占玉米細胞干重最多的元素是O,占人體細胞干重最多的元素是C?

4.分析含量之“最”時，要看清楚是干重還是鮮重，是有機物、無機物還是化合物。如在細胞的鮮重中，含

量最多的元素是O,最多的化合物是水，最多的有機物是蛋白質(zhì)；在細胞的干重中，含量最多的元素是C,

最多的化合物(有機物)是蛋白質(zhì)。

2.生物界和無機自然界在元素組成上的統(tǒng)一性和差異性

(1)統(tǒng)一性：組成細胞的化學(xué)元素在__________________中都能找到，在元素_________上具有統(tǒng)一性。

(2)差異性：同一種元素在生物界和無機自然界中的_________差別很大。

考點2細胞中的化合㈱★★☆☆眾

1.無機物

(1)水：含量最多。

(2)無機鹽：占細胞鮮重的

2.有機物

(1)糖類：一般為C、H、0。

（2）蛋白質(zhì)：含量最多。（C、H、O、N,有的含S）

（3）核酸：的攜帶者。（C、H、O、N、P）

（4）脂質(zhì)：C、H、0（有的含P甚至N）。

特別提醒

分析含量之“最”時，要看清楚是干重還是鮮重，是有機物、無機物還是化合物。如在細胞的鮮重中,

含量最多的元素是O,最多的化合物是水，最多的有機物是蛋白質(zhì)；在細胞的干重中，含量最多的元素是C,

最多的化合物（有機物）是蛋白質(zhì)。

考點3細胞中的水★★★☆☆

1.水的性質(zhì)

（1）空間結(jié)構(gòu)及電子不對稱分布：形成極性分子。

（2）極性分子特性

①帶電荷分子或離子都容易與水結(jié)合，是良好溶劑。

②可形成氫鍵

1）易斷裂易形成，使水在常溫下呈液態(tài)，可流動。

2）具有較高的比熱容，使水的溫度相對不易發(fā)生改變。

特別提醒

氫鍵是一種弱的靜電引力，氫鍵的大小介于化學(xué)鍵與范德華力之間。

2.水的功能：細胞內(nèi)良好的；細胞內(nèi)的許多都需要水的參與；多細胞生物體

的絕大多數(shù)細胞必須浸潤在以水為基礎(chǔ)的環(huán)境中；還可以營養(yǎng)物質(zhì)和代謝廢物。

3.細胞中水的存在形式和功能

細胞中水有兩種形式，絕大部分的水呈游離態(tài)，可以自由流動叫作;一部分與細胞內(nèi)的其他

物質(zhì)相結(jié)合，叫作o是細胞內(nèi)良好的溶劑，是細胞結(jié)構(gòu)的重要組成部分，細

胞內(nèi)結(jié)合水的存在形式主要是水與等物質(zhì)結(jié)合。

4.自由水/結(jié)合水與代謝、抗逆性的關(guān)系

在正常情況下，細胞內(nèi)所占比例越高，細胞的代謝就;而結(jié)合水越多，細胞抵抗

干旱和寒冷等不良環(huán)境的能力就o如曲線：

fKy/代謝強度

一一抗逆性

°自由水與結(jié)合水相對含量比值

5.水的理化特性與分子結(jié)構(gòu)的對應(yīng)關(guān)系

理化特性分子結(jié)構(gòu)

是良好的溶劑水是極性分子

具有流動性氫鍵不穩(wěn)定

具有高比熱容能形成分子間氫鍵

!特別提醒

L剛收獲的小麥種子，農(nóng)民往往將其曬干后再儲存，該過程中種子丟失的主要是自由水，種子仍保留活性。

2.如果將曬干的種子放在試管中加熱，會發(fā)現(xiàn)試管壁上有水珠出現(xiàn)，該過程中種子丟失的主要是結(jié)合水，

種子失去活性。

3.曬干的種子能夠長久保存，浸泡吸水后能夠萌發(fā)，在一定范圍內(nèi)，自由水和結(jié)合水的比值越大，細胞代

謝越旺盛。

4.越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細胞中，結(jié)合水含量升高，在一般情況下，結(jié)合水和自由水的比值越大，

細胞抗逆性越強。

考點4細胞中的無機

1.存在形式和含量:大多數(shù)以離子的形式存在;無機鹽是細胞中含量很少的無機物僅占細胞鮮重的

2.生理功能

（1）構(gòu)成某些化合物：Mg是的組成成分；Fe是的組成成分；P是ATP、、

NADPH、的組成成分。

（2）維持生命活動：維持細胞正常（如：HCCh-和H2cCh等）；維持血漿（如：

Na+和Cl等）；影響（如：Na+和Ca2+等）。

3.驗證作用

（1）對照組：植物+完全培養(yǎng)液，正常生長。

（2）實驗組：植物+只缺元素X的完全培養(yǎng)液。若正常生長，X為；若生長不正常，

補充X后生長正常，則X是o

特別提醒

1.足球運動員在激烈比賽中有時會出現(xiàn)肌肉抽搐的現(xiàn)象，這是隨著汗液丟失了大量鈣離子引起的；硼能促進

花粉的萌發(fā)和花粉管的生長，缺少硼時常導(dǎo)致“花而不實”。說明無機鹽對維持生物體的正常生命活動有著重

要的意義。

2.無機鹽能調(diào)節(jié)人體的滲透壓，維持細胞的正常形態(tài)。

3.人體血液中存在H2CO3/NaHCO3和NaJhPCU/NazHPCU等無機鹽對于維持人體內(nèi)環(huán)境酸堿平衡的相對穩(wěn)定

具有重要作用。

2K7贏謁贏而丁’

1.玉米細胞和人體細胞干重中含量較多的四種元素都是c、H、O、N（其中在玉米細胞中的含量大小關(guān)系為

0>C>H>N,而在人體細胞中的含量大小關(guān)系為C>O>N>H）,這是因為

2.農(nóng)田施肥的同時，往往需要適當(dāng)澆水，此時澆水的原因是

（答出1點即可）。

3.（教材拓展）如圖表示冬小麥葉片細胞中的水與凍害程度的相關(guān)性曲線，冬小麥的凍害級別與細胞中自由

水心吉合水的值有什么關(guān)系？

5

4

4

3

3

2

2

1

1

0

自由水/結(jié)合水的值

考點5實驗：檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)★★★☆☆

1.檢測原理（顏色反應(yīng)）

（1）糖類的檢測

還原糖+50?65℃水浴加熱。

（2）脂肪的檢測：脂肪+蘇丹m染液一.

（3）蛋白質(zhì)的檢測：蛋白質(zhì)+—紫色。

2.材料的選擇：要檢測的物質(zhì)含量高；_______色。

3.實驗步驟

（1）還原糖的檢測和觀察

待測組織樣液2mL

1mL（甲液和乙液均勻）

3

________________（50~65℃）

3

磚紅色沉淀

（2）脂肪的檢測和觀察

1）取材：選取浸泡并去掉種皮的花生種子。

2）切片：把花生子葉切成薄片，放入盛有清水的培養(yǎng)皿中待用。

3）制片

①取最薄的切片，置于載玻片中央。

②滴2-3滴蘇丹III染液，染色3分鐘。

③吸去染液，滴加1-2滴體積分數(shù)為50%的酒精溶液去浮色。

④吸去酒精，滴一滴蒸儲水，蓋上蓋玻片，制成臨時切片。

4）觀察：先在低倍顯微鏡下找到花生子葉最薄處，移至視野中央并調(diào)清物像，再換高倍顯微鏡，可觀察到

視野中被染成的脂肪顆粒。

（3）蛋白質(zhì)的檢測和觀察

待測組織樣液2mL

雙縮）R試劑1mL,搖勻

3

雙縮胭試劑4滴，搖勻

I

溶液呈__________

特別提醒

1.能與雙縮服試劑呈現(xiàn)紫色反應(yīng)的化合物不一定是蛋白質(zhì)：凡是具有兩個或兩個以上肽鍵的化合物均可以與

雙縮）R試劑呈現(xiàn)紫色反應(yīng)。雙縮胭試劑不能用于檢測氨基酸的含量。

2.實驗成功的4個關(guān)鍵點

(1)三個實驗中都不宜選取有顏色的材料，否則會干擾實驗結(jié)果的顏色反應(yīng)。

(2)脂肪檢測的過程中滴加1?2滴體積分數(shù)為50%的酒精溶液的目的是洗去浮色，原因是蘇丹ni染液易

溶于酒精。

(3)物質(zhì)檢測實驗一般不設(shè)立對照實驗，若需設(shè)立對照實驗，對照組應(yīng)加入成分已知的物質(zhì)，如驗證唾液

淀粉酶是蛋白質(zhì)，對照組可加入稀釋的雞蛋清。

(4)實驗中，在加相應(yīng)試劑之前要留出部分組織樣液，目的是作為對照，以便與檢測后的樣液顏色作對比,

增強實驗的說服力。

4.注意事項

(1)檢測還原糖時使用的斐林試劑要現(xiàn)配現(xiàn)用的原因：斐林試劑很不穩(wěn)定，容易產(chǎn)生藍色的Cu(OH)2沉淀，

所以應(yīng)將甲液和乙液分別保存，使用時現(xiàn)配現(xiàn)用。

(2)在還原糖檢測實驗中，若待測組織樣液中不含還原糖，加入斐林試劑水浴加熱后的現(xiàn)象不是無色，而

是藍色，即CU(OH)2自身的顏色。

(3)檢測蛋白質(zhì)時，加入雙縮版試劑B液后，如果沒有產(chǎn)生明顯的紫色反應(yīng)，可能的原因是加入的雙縮版

試劑B液過量，CuSO4在堿性溶液中生成大量的Cu(OH)2產(chǎn)生藍色絮狀沉淀，會遮蔽實驗中所產(chǎn)生的紫色，

影響觀察效果。

(4)斐林試劑甲液和雙縮版試劑A液完全相同，將斐林試劑乙液用蒸儲水稀釋5倍后便成為雙縮版試劑B

液，可用于蛋白質(zhì)的檢測。

特別提醒

1.因為本實驗是利用顏色反應(yīng)進行檢測，生物材料原有顏色會影響實驗結(jié)果，所以應(yīng)選白色或無色的材料進

行實驗。

2.蛋白質(zhì)中的肽鍵在堿性條件下能與CM+生成紫色絡(luò)合物，所以先加雙縮版試劑A液營造堿性環(huán)境，后加

B液提供Cu2+?其中雙縮胭試劑B液的量不能過多，因為過多的雙縮胭試劑B液會與雙縮胭試劑A液反應(yīng)

生成Cu(OH)2,使溶液呈藍色進而掩蓋實驗生成的紫色。

3.三類有機物檢測在操作步驟上的“三個唯一”

(1)唯一需要水浴加熱一一還原糖檢測。若不加熱，則無磚紅色沉淀出現(xiàn)。

(2)唯一需要顯微鏡一一脂肪顆粒的觀察。

(3)唯一使用酒精一一脂肪的檢測，實驗用體積分數(shù)為50%的酒精洗去浮色。

4.區(qū)分斐林試劑與雙縮胭試劑的“一同三不同”

(1)一同：成分相同：都含有NaOH和CuSCU兩種成分，且NaOH溶液的質(zhì)量濃度都為O.lg/mL

(2)三不同

①CuSCU濃度不同：斐林試劑中CuSCU溶液的質(zhì)量濃度為0.05g/mL,雙縮版試劑中CuSCU溶液的質(zhì)量濃度

為O.Olg/mLo

②使用方法不同：鑒定還原糖時將甲、乙兩液等量混勻后立即使用；鑒定蛋白質(zhì)時先加A液1mL搖勻，然

后加B液4滴，振蕩搖勻。

③原理不同：：斐林試劑的實質(zhì)是新配制的Cu(OH)2溶液，雙縮版試劑的實質(zhì)是堿性環(huán)境中的Cu2+

實驗技能坊

生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測的注意事項與拓

一、實驗注意事項匯總

L試劑使用的關(guān)鍵細節(jié)

(1)斐林試劑

①現(xiàn)配現(xiàn)用原因：甲液(NaOH)和乙液(CuSCU)混合后生成的Cu(OH)2懸濁液不穩(wěn)定，久置易沉淀失效，

需臨用前等量混合。

②水浴加熱控制：溫度需嚴格控制在50~65℃,溫度過高可能導(dǎo)致Cu(OH)2分解為黑色CuO,干擾成紅

色沉淀觀察。

(2)雙縮JR試劑

①順序不可顛倒：必須先加A液(NaOH)營造堿性環(huán)境，再滴加B液(CuSO4)?若顛倒順序，CiP+會與

NaOH反應(yīng)生成Cu(OH)2沉淀，無法與蛋白質(zhì)中的肽鍵結(jié)合產(chǎn)生紫色反應(yīng)。

②B液用量限制：B液需少量(4滴左右)，過量的CuSCU會與NaOH反應(yīng)，使溶液呈藍色而非紫色。

(3)蘇丹染液

①洗去浮色的必要性：蘇丹m/W染液易溶于有機溶劑，需用50%酒精洗去未與脂肪結(jié)合的染液，否則視野

中會出現(xiàn)整片紅色或橘黃色，無法清晰觀察脂肪顆粒。

②染色時間控制：染色時間不宜過長(蘇丹III染3分鐘，蘇丹IV染1~2分鐘)，否則脂肪可能被過度染色或

細胞結(jié)構(gòu)被破壞。

2.材料選擇與處理技巧

(1)還原糖檢測

①避免顏色干擾：不宜選用西瓜、胡蘿卜等顏色鮮艷的材料，可選白色或淺色組織（如蘋果、梨、白蘿卜），

或通過離心去除色素后取上清液檢測。

②材料狀態(tài)要求：富含還原糖的材料需新鮮，若儲存過久（如蘋果放置時間長），還原糖可能轉(zhuǎn)化為淀粉，

導(dǎo)致檢測結(jié)果不準確。

（2）脂肪檢測

①切片技巧：花生子葉切片需薄且均勻（可用刀片快速拉鋸式切片），若切片過厚，細胞重疊會導(dǎo)致顯微鏡

下無法看清單個脂肪顆粒。

②替代材料選擇：若沒有花生，可選用富麻種子（脂肪含量高）或動物脂肪（如豬肥膘），但需注意動物脂

肪可能需更復(fù)雜的處理步驟。

（3）蛋白質(zhì)檢測

①稀釋蛋清的原因：蛋清濃度過高會導(dǎo)致反應(yīng)后溶液呈塊狀，難以搖勻，需用蒸儲水稀釋5~10倍（如1mL

蛋清+9mL水），使蛋白質(zhì)充分與試劑接觸。

②避免酶類干擾：某些植物組織（如馬鈴薯）含蛋白酶，可能分解樣液中的蛋白質(zhì)，建議選用黃豆、牛奶

等蛋白酶活性較低的材料。

3.操作過程中的誤差規(guī)避

（1）顯微鏡觀察脂肪顆粒

①低倍鏡定位：先在低倍鏡下找到子葉最薄處（透光性好，細胞層數(shù)少），再換高倍鏡觀察，避免直接用高

倍鏡因視野范圍小而難以找到目標。

②蓋玻片放置：蓋片時需從一側(cè)緩慢放下，避免產(chǎn)生氣泡，氣泡會在顯微鏡下呈現(xiàn)黑色圓圈，與脂肪顆粒

混淆。

（2）對照實驗設(shè)置

①空白對照：每組實驗需設(shè)置對照組（如檢測還原糖時，用蒸儲水+斐林試劑水浴加熱，應(yīng)無磚紅色沉淀），

排除試劑自身顏色或操作誤差的影響。

②標準對照：可使用已知濃度的葡萄糖溶液、脂肪溶液、蛋白質(zhì)溶液作為標準組，對比待測樣液的顯色深

淺，半定量判斷含量高低。

二、實驗拓展與應(yīng)用

1.特殊材料的檢測方法改良

（1）液體類樣品（如尿液、果汁）

①尿液還原糖檢測：若懷疑糖尿病，可取2mL尿液直接加斐林試劑水浴加熱，觀察是否出現(xiàn)磚紅色沉淀（需

注意尿液需新鮮，避免細菌分解還原糖）。

②果汁脫色處理：對于顏色深的果汁（如橙汁），可先加入活性炭攪拌脫色，過濾后取濾液檢測，避免色素

干擾。

（2）動物組織（如肝臟、肌肉）

①脂肪檢測改良：動物組織脂肪多以油滴形式存在，可直接取少量組織研磨，加50%酒精振蕩后靜置，取

上清液滴加蘇丹III染液，觀察顏色變化（無需切片）。

②蛋白質(zhì)檢測注意：肝臟含豐富過氧化氫酶，可能與雙縮版試劑中的CM+發(fā)生反應(yīng)，建議先煮沸破壞酶活

性再檢測。

2.跨學(xué)科應(yīng)用與生活聯(lián)系

（1）食品質(zhì)量檢測

①奶粉中蛋白質(zhì)含量：可通過雙縮）R試劑顯色深淺（比色法）初步判斷蛋白質(zhì)含量，顏色越深說明肽鍵越

多（需結(jié)合標準曲線）。

②地溝油鑒別：地溝油含游離脂肪酸，可通過蘇丹III染液檢測是否含脂肪，但需結(jié)合其他指標（如酸價、

過氧化值）綜合判斷。

（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐

①種子儲存條件：檢測種子萌發(fā)前后還原糖含量變化（如小麥種子萌發(fā)時淀粉水解為葡萄糖），可通過斐林

試劑顯色判斷萌發(fā)進程。

②作物品質(zhì)改良：通過檢測不同品種作物的淀粉（碘液）、脂肪（蘇丹III）含量，篩選高營養(yǎng)價值品種（如

高油大豆、高淀粉馬鈴薯）。

3.實驗創(chuàng)新與探究設(shè)計

（1）探究不同pH對酶促反應(yīng)的影響

例如：用淀粉酶催化淀粉水解，設(shè)置不同pH梯度，反應(yīng)后加碘液觀察藍色深淺，判斷淀粉剩余量，間接反

映酶活性（需注意斐林試劑需在中性條件下使用，若用斐林試劑檢測還原糖，需先中和pH）。

（2）開發(fā)家庭簡易檢測方案

①還原糖檢測：用鐵鍋加熱斐林試劑（代替水?。^察是否出現(xiàn)磚紅色（需注意安全，避免直接用手接觸

熱試管）。

②蛋白質(zhì)檢測：向豆?jié){中加白醋，若出現(xiàn)絮狀沉淀（蛋白質(zhì)變性），可初步證明含蛋白質(zhì)（非特異性方法，

僅供參考）。

陷阱預(yù)警臺

陷阱1有關(guān)元素的四個易錯點

易錯表現(xiàn)正確理解

認為細胞中的微量元素因含量極少兩者都是生物必需的元素，作用不分大小，具有不可替代性

而不如大量元素重要

認為氨基酸是蛋白質(zhì)的基本組成單氨基酸一定含有C、H、0、N四種元素，個別氨基酸（半胱氨酸

位，所以它們的元素組成相同和甲硫氨酸）含有S元素。蛋白質(zhì)主要由C、H、0、N四種化學(xué)

元素組成；很多重要的蛋白質(zhì)還含有S、P兩種元素，有的蛋白質(zhì)

還含有Fe、Mn、Cu、Zn等微量元素（如血紅蛋白含F(xiàn)e元素）

認為組成細胞的各種元素都是以化組成細胞的各種元素大多以化合物的形式存在，少數(shù)以離子的形式

合物的形式存在的存在

認為不同生物體細胞中化合物的種不同生物體細胞中化合物的種類和含量存在顯著差異

類和含量是相同的

陷阱2有水和無機鹽的三個易錯點

易錯表現(xiàn)正確理解

認為曬干的種子細胞內(nèi)不含有水分，導(dǎo)致細胞代曬干的種子細胞內(nèi)主要是含有結(jié)合水，結(jié)合水成為細

謝停止胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分

認為作物秸稈充分曬干后，其體內(nèi)剩余的物質(zhì)只作物秸稈充分曬干后，其體內(nèi)還有各種有機化合物

有無機鹽

認為細胞中的無機鹽大多數(shù)以化合物的形式存在大多數(shù)以離子的形式存在，少數(shù)以化合物的形式存在

素養(yǎng)加油站

細胞中的元素和化合物相關(guān)的前沿科學(xué)動態(tài)

1.材料：

(1)鋅穩(wěn)態(tài)調(diào)控炎性小體活化：2024年12月17日，北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院蔣爭凡教授實驗室在

PLoSPathogens上發(fā)表論文，報道了機體的鋅穩(wěn)態(tài)可以通過調(diào)控Caspase-1活性影響炎性小體的活化及多種

自身免疫病的發(fā)生和發(fā)展。研究發(fā)現(xiàn)SLC30Al基因是細胞向胞外運輸Zn?+的關(guān)鍵轉(zhuǎn)運蛋白，其缺失會使細

胞內(nèi)Zd+含量升高，而Zi?+可抑制Caspase-1活性，進而影響炎性小體活化。在體內(nèi)實驗中，Zd+展現(xiàn)出良

好的抗炎效果，對多種自身免疫病有不同程度的治療效果。

(2)關(guān)鍵代謝物可延長壽命：2025年3月20日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的熊偉團隊在

NatureCommunications雜志發(fā)表文章。他們建立了一種跨模態(tài)技術(shù)SCLIMS,發(fā)現(xiàn)氧化水平不同的細胞之間

存在顯著的代謝組異質(zhì)性，并鑒定出亞?；撬帷⒘姿峒∷岷蚈-磷酸乙醇胺等關(guān)鍵代謝物。補充這些代謝物

可延緩細胞衰老，降低氧化應(yīng)激，并顯著延長30%-50%秀麗隱桿線蟲的壽命。

(3)骨礦化前體形成機制：北京大學(xué)口腔醫(yī)院劉燕研究團隊與武漢大學(xué)口腔醫(yī)院張玉峰教授共同在《尖端

科學(xué)》(AdvancedScience)發(fā)表研究論文。該研究通過對胚胎骨發(fā)育及骨細胞分化過程的超微觀察，證實線

粒體是礦化前體的形成場所，闡述了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣攝取，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上鈣、磷團簇形成，繼而被轉(zhuǎn)運到線粒體，

并經(jīng)過線粒體自噬最終形成礦化前體的過程，揭示了骨生物礦化過程中礦化前體形成的潛在機制。

(4)金屬間化合物促進抗腫瘤免疫治療：哈爾濱工程大學(xué)楊飄萍教授團隊與哈爾濱醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院

周洋教授團隊合作構(gòu)建了一種金屬間化合物納米藥物。該化合物與葡萄糖氧化酶復(fù)合后，能產(chǎn)生大量活性

氧，有效誘導(dǎo)腫瘤細胞的焦亡與雙硫死亡，重新編程腫瘤微環(huán)境，緩解免疫抑制，促進T細胞浸潤，增強T

細胞介導(dǎo)的抗腫瘤免疫反應(yīng)，為癌癥治療提供了新策略。

2.意義：

(1)關(guān)鍵代謝物延長壽命：

①開拓衰老研究新方向：發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵代謝物可延緩細胞衰老、延長秀麗隱桿線蟲壽命，為衰老研究打開新窗

口，從代謝物角度為干預(yù)衰老過程提供了新方向。

②助力開發(fā)抗衰老療法：有助于開發(fā)新的抗衰老治療方法，如通過調(diào)控這些關(guān)鍵代謝物的水平，可能開發(fā)

出更有效的抗衰老藥物，為應(yīng)對老齡化社會的健康問題提供潛在解決方案。

③加深對細胞代謝的理解：研究過程中對細胞代謝組異質(zhì)性的分析以及關(guān)鍵代謝物作用機制的探索，加深

了人們對細胞代謝過程及其與衰老關(guān)系的理解，為進一步研究細胞生命活動規(guī)律提供了重要線索。

（2）骨礦化前體形成機制：

①完善骨礦化理論：證實線粒體是礦化前體形成場所，闡述了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣攝取、鈣磷團簇形成并轉(zhuǎn)運到線粒

體，經(jīng)線粒體自噬形成礦化前體的過程，揭示了骨生物礦化中礦化前體形成的潛在機制，完善了骨礦化的

理論體系，對經(jīng)典理論進行了補充和拓展。

②指導(dǎo)硬組織相關(guān)疾病治療：為牙、骨等硬組織的發(fā)育與再生提供了新的思路，有助于推斷硬組織相關(guān)疾

病的病因，為其治療與預(yù)防提供理論支持，例如可能為骨質(zhì)疏松、骨損傷修復(fù)等方面的研究和治療帶來新

的突破。

（3）金屬間化合物促進抗腫瘤免疫治療：

①提供癌癥治療新途徑：構(gòu)建的金屬間化合物納米藥物能誘導(dǎo)腫瘤細胞焦亡與雙硫死亡，重新編程腫瘤微

環(huán)境，緩解免疫抑制，促進T細胞浸潤，增強抗腫瘤免疫反應(yīng)，為癌癥治療提供了新的策略和途徑，有望

提高癌癥治療效果，改善患者預(yù)后。

②推動納米藥物研發(fā)：該研究為金屬間化合物在納米藥物領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的范例，推動了納米藥物在

腫瘤治療方面的研發(fā)，為開發(fā)更多高效、低毒的抗腫瘤納米藥物提供了思路和借鑒。

?？键c預(yù)測：

1.鋅穩(wěn)態(tài)調(diào)控炎性小體活化命題方向：

①考查元素與細胞活動的關(guān)系：如鋅離子（Zn2+）在細胞內(nèi)的含量受到哪些蛋白家族的調(diào)控，以及鋅穩(wěn)態(tài)失

衡會對細胞產(chǎn)生什么影響。

②考查免疫調(diào)節(jié)機制：考查炎性小體的作用，以及鋅穩(wěn)態(tài)如何通過調(diào)控Caspase-1活性來影響炎性小體的活

化，進而影響天然免疫和自身免疫病的發(fā)生發(fā)展。

③考查實驗設(shè)計與分析能力：給出關(guān)于鋅穩(wěn)態(tài)調(diào)控炎性小體活化的實驗過程和結(jié)果，要求考生分析實驗思

路、得出結(jié)論，或設(shè)計實驗驗證相關(guān)假設(shè)。

2.關(guān)鍵代謝物延長壽命命題方向：

①考查細胞代謝與衰老的關(guān)系：如氧化應(yīng)激如何影響細胞代謝，以及細胞代謝組的改變?nèi)绾螞Q定細胞在氧

化應(yīng)激下的衰老命運。

②考查關(guān)鍵代謝物的作用機制：要求考生掌握亞?；撬?、磷酸肌酸和0-磷酸乙醇胺等關(guān)鍵代謝物在延緩細

胞衰老、降低氧化應(yīng)激方面的作用機制，以及它們是如何延長秀麗隱桿線蟲壽命的。

③考查新技術(shù)的應(yīng)用：以研究中使用的跨模態(tài)技術(shù)SCUMS或單細胞代謝組技術(shù)與活細胞成像技術(shù)相結(jié)合為

例，考查學(xué)生對新技術(shù)原理、應(yīng)用及意義的理解。

3.骨礦化前體形成機制命題方向：

①考查細胞結(jié)構(gòu)與功能：考查線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細胞器在骨礦化前體形成過程中的作用，以及相關(guān)的物質(zhì)

運輸和轉(zhuǎn)化過程。

②考查礦化相關(guān)物質(zhì)的作用：如鈣、磷離子在骨礦化中的作