第02講細(xì)胞中的元素和化合物（知識(shí)清單）

擊學(xué)習(xí)導(dǎo)航站

。知識(shí)主脈絡(luò)：可視化思維導(dǎo)圖，建立知識(shí)框架

核心知識(shí)庫(kù)：重難考點(diǎn)總結(jié)，梳理必背知識(shí)、歸納重點(diǎn)

考點(diǎn)1細(xì)胞中的元素★★☆☆☆

考點(diǎn)2細(xì)胞中的化合

考點(diǎn)3細(xì)胞中的水★★★☆☆

考點(diǎn)4細(xì)胞中的無機(jī)

考點(diǎn)5實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)★★★☆☆

實(shí)驗(yàn)技能坊：生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測(cè)的注意事項(xiàng)與拓展★★★☆☆

密陷阱預(yù)警臺(tái)：識(shí)別高頻錯(cuò)誤，提供防錯(cuò)策略

物素養(yǎng)加油站：前沿科研成果或熱點(diǎn)問題分析

《真題挑戰(zhàn)場(chǎng)：感知真題，檢驗(yàn)成果，考點(diǎn)追溯

知識(shí)主脈絡(luò)

元素的種類

元素的分類

細(xì)胞中的元素存在形式

生物界和無機(jī)自然界在元素

組成上的統(tǒng)一性和差異性

水

無機(jī)物

無機(jī)鹽

細(xì)胞中的糖

類

化合物

..蛋白質(zhì)

有機(jī)物一

核酸

脂質(zhì)

水的性質(zhì)

細(xì)胞中的元

水的功能

素和化合物

細(xì)胞中水的存在形式

細(xì)胞中的水細(xì)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(duì)應(yīng)關(guān)系

存在形式和含量

生理功能

細(xì)胞中的無機(jī)鹽

驗(yàn)證作用

檢測(cè)原理

材料的選擇

檢測(cè)生物組織中的糖

類、脂肪和蛋白質(zhì)實(shí)驗(yàn)步驟

注意事項(xiàng)

核心知識(shí)庫(kù)

考點(diǎn)1細(xì)胞中的元素★★☆☆☆

1.元素的種類、分類及存在形式

(1)種類：細(xì)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(xì)胞的各種元素大多以的形式存在，如等。

特別提醒

1.細(xì)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(xì)胞干重最多的元素是O,占人體細(xì)胞干重最多的元素是C?

4.分析含量之“最”時(shí)，要看清楚是干重還是鮮重，是有機(jī)物、無機(jī)物還是化合物。如在細(xì)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(jī)物是蛋白質(zhì)；在細(xì)胞的干重中，含量最多的元素是C,

最多的化合物(有機(jī)物)是蛋白質(zhì)。

2.生物界和無機(jī)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(xì)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(jī)自然界中的_________差別很大。

考點(diǎn)2細(xì)胞中的化合㈱★★☆☆眾

1.無機(jī)物

(1)水：含量最多。

(2)無機(jī)鹽：占細(xì)胞鮮重的

2.有機(jī)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(shí)，要看清楚是干重還是鮮重，是有機(jī)物、無機(jī)物還是化合物。如在細(xì)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(jī)物是蛋白質(zhì)；在細(xì)胞的干重中，含量最多的元素是C,

最多的化合物（有機(jī)物）是蛋白質(zhì)。

考點(diǎn)3細(xì)胞中的水★★★☆☆

1.水的性質(zhì)

（1）空間結(jié)構(gòu)及電子不對(duì)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(dòng)。

2）具有較高的比熱容，使水的溫度相對(duì)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(xì)胞內(nèi)良好的；細(xì)胞內(nèi)的許多都需要水的參與；多細(xì)胞生物體

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

3.細(xì)胞中水的存在形式和功能

細(xì)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(dòng)叫作;一部分與細(xì)胞內(nèi)的其他

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

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(xì)胞內(nèi)所占比例越高，細(xì)胞的代謝就;而結(jié)合水越多，細(xì)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(qiáng)度

一一抗逆性

°自由水與結(jié)合水相對(duì)含量比值

5.水的理化特性與分子結(jié)構(gòu)的對(duì)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(dòng)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(chǔ)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(huì)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(zhǎng)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(xì)胞代

謝越旺盛。

4.越冬的植物、干旱地區(qū)植物的細(xì)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(xì)胞抗逆性越強(qiáng)。

考點(diǎn)4細(xì)胞中的無機(jī)

1.存在形式和含量:大多數(shù)以離子的形式存在;無機(jī)鹽是細(xì)胞中含量很少的無機(jī)物僅占細(xì)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(dòng)：維持細(xì)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(yàn)證作用

（1）對(duì)照組：植物+完全培養(yǎng)液，正常生長(zhǎng)。

（2）實(shí)驗(yàn)組：植物+只缺元素X的完全培養(yǎng)液。若正常生長(zhǎng)，X為；若生長(zhǎng)不正常，

補(bǔ)充X后生長(zhǎng)正常，則X是o

特別提醒

1.足球運(yùn)動(dòng)員在激烈比賽中有時(shí)會(huì)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(jìn)

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

要的意義。

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

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

具有重要作用。

2K7贏謁贏而丁’

1.玉米細(xì)胞和人體細(xì)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(xì)胞中的含量大小關(guān)系為

0>C>H>N,而在人體細(xì)胞中的含量大小關(guān)系為C>O>N>H）,這是因?yàn)?/p>

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

（答出1點(diǎn)即可）。

3.（教材拓展）如圖表示冬小麥葉片細(xì)胞中的水與凍害程度的相關(guān)性曲線，冬小麥的凍害級(jí)別與細(xì)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(diǎn)5實(shí)驗(yàn)：檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)★★★☆☆

1.檢測(cè)原理（顏色反應(yīng)）

（1）糖類的檢測(cè)

還原糖+50?65℃水浴加熱。

（2）脂肪的檢測(cè)：脂肪+蘇丹m染液一.

（3）蛋白質(zhì)的檢測(cè)：蛋白質(zhì)+—紫色。

2.材料的選擇：要檢測(cè)的物質(zhì)含量高；_______色。

3.實(shí)驗(yàn)步驟

（1）還原糖的檢測(cè)和觀察

待測(cè)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(cè)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?jǐn)?shù)為50%的酒精溶液去浮色。

④吸去酒精，滴一滴蒸儲(chǔ)水，蓋上蓋玻片，制成臨時(shí)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(cè)和觀察

待測(cè)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(gè)或兩個(gè)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(cè)氨基酸的含量。

2.實(shí)驗(yàn)成功的4個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)

(1)三個(gè)實(shí)驗(yàn)中都不宜選取有顏色的材料，否則會(huì)干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果的顏色反應(yīng)。

(2)脂肪檢測(cè)的過程中滴加1?2滴體積分?jǐn)?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(cè)實(shí)驗(yàn)一般不設(shè)立對(duì)照實(shí)驗(yàn)，若需設(shè)立對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照組應(yīng)加入成分已知的物質(zhì)，如驗(yàn)證唾液

淀粉酶是蛋白質(zhì)，對(duì)照組可加入稀釋的雞蛋清。

(4)實(shí)驗(yàn)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(duì)照，以便與檢測(cè)后的樣液顏色作對(duì)比,

增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的說服力。

4.注意事項(xiàng)

(1)檢測(cè)還原糖時(shí)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(lán)色的Cu(OH)2沉淀，

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

(2)在還原糖檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中，若待測(cè)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(lán)色，即CU(OH)2自身的顏色。

(3)檢測(cè)蛋白質(zhì)時(shí)，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(lán)色絮狀沉淀，會(huì)遮蔽實(shí)驗(yàn)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(chǔ)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(cè)。

特別提醒

1.因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是利用顏色反應(yīng)進(jìn)行檢測(cè)，生物材料原有顏色會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以應(yīng)選白色或無色的材料進(jìn)

行實(shí)驗(yàn)。

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(yíng)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?yàn)檫^多的雙縮胭試劑B液會(huì)與雙縮胭試劑A液反應(yīng)

生成Cu(OH)2,使溶液呈藍(lán)色進(jìn)而掩蓋實(shí)驗(yàn)生成的紫色。

3.三類有機(jī)物檢測(cè)在操作步驟上的“三個(gè)唯一”

(1)唯一需要水浴加熱一一還原糖檢測(cè)。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(cè)，實(shí)驗(yàn)用體積分?jǐn)?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(shí)將甲、乙兩液等量混勻后立即使用；鑒定蛋白質(zhì)時(shí)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(shí)質(zhì)是新配制的Cu(OH)2溶液，雙縮版試劑的實(shí)質(zhì)是堿性環(huán)境中的Cu2+

實(shí)驗(yàn)技能坊

生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)檢測(cè)的注意事項(xiàng)與拓

一、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)匯總

L試劑使用的關(guān)鍵細(xì)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(yán)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(yíng)造堿性環(huán)境，再滴加B液(CuSO4)?若顛倒順序，CiP+會(huì)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(huì)與NaOH反應(yīng)，使溶液呈藍(lán)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(jī)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(huì)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(shí)間控制：染色時(shí)間不宜過長(zhǎng)(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(xì)胞結(jié)構(gòu)被破壞。

2.材料選擇與處理技巧

(1)還原糖檢測(cè)

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(cè)。

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

導(dǎo)致檢測(cè)結(jié)果不準(zhǔn)確。

（2）脂肪檢測(cè)

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(xì)胞重疊會(huì)導(dǎo)致顯微鏡

下無法看清單個(gè)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(dòng)物脂肪（如豬肥膘），但需注意動(dòng)物脂

肪可能需更復(fù)雜的處理步驟。

（3）蛋白質(zhì)檢測(cè)

①稀釋蛋清的原因：蛋清濃度過高會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)后溶液呈塊狀，難以搖勻，需用蒸儲(chǔ)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(xì)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(biāo)。

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

混淆。

（2）對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)置

①空白對(duì)照：每組實(shí)驗(yàn)需設(shè)置對(duì)照組（如檢測(cè)還原糖時(shí)，用蒸儲(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)對(duì)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(biāo)準(zhǔn)組，對(duì)比待測(cè)樣液的顯色深

淺，半定量判斷含量高低。

二、實(shí)驗(yàn)拓展與應(yīng)用

1.特殊材料的檢測(cè)方法改良

（1）液體類樣品（如尿液、果汁）

①尿液還原糖檢測(cè)：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(xì)菌分解還原糖）。

②果汁脫色處理：對(duì)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(cè)，避免色素

干擾。

（2）動(dòng)物組織（如肝臟、肌肉）

①脂肪檢測(cè)改良：動(dòng)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(cè)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(cè)。

2.跨學(xué)科應(yīng)用與生活聯(lián)系

（1）食品質(zhì)量檢測(cè)

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(biāo)準(zhǔn)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(cè)是否含脂肪，但需結(jié)合其他指標(biāo)（如酸價(jià)、

過氧化值）綜合判斷。

（2）農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐

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

試劑顯色判斷萌發(fā)進(jìn)程。

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

高油大豆、高淀粉馬鈴薯）。

3.實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新與探究設(shè)計(jì)

（1）探究不同pH對(duì)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(lán)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(cè)還原糖，需先中和pH）。

（2）開發(fā)家庭簡(jiǎn)易檢測(cè)方案

①還原糖檢測(cè)：用鐵鍋加熱斐林試劑（代替水浴），觀察是否出現(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(cè)：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(tái)

陷阱1有關(guān)元素的四個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)

易錯(cuò)表現(xiàn)正確理解

認(rèn)為細(xì)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(rèn)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(gè)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(rèn)為組成細(xì)胞的各種元素都是以化組成細(xì)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(rèn)為不同生物體細(xì)胞中化合物的種不同生物體細(xì)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(jī)鹽的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)

易錯(cuò)表現(xiàn)正確理解

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

謝停止胞結(jié)構(gòu)的重要組成成分

認(rèn)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(jī)化合物

有無機(jī)鹽

認(rèn)為細(xì)胞中的無機(jī)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(xì)胞中的元素和化合物相關(guān)的前沿科學(xué)動(dòng)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(zhēng)凡教授實(shí)驗(yàn)室在

PLoSPathogens上發(fā)表論文，報(bào)道了機(jī)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(xì)胞向胞外運(yùn)輸Zn?+的關(guān)鍵轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，其缺失會(huì)使細(xì)

胞內(nèi)Zd+含量升高，而Zi?+可抑制Caspase-1活性，進(jìn)而影響炎性小體活化。在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)中，Zd+展現(xiàn)出良

好的抗炎效果，對(duì)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(zhǎng)壽命：2025年3月20日，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院的熊偉團(tuán)隊(duì)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(xì)胞之間

存在顯著的代謝組異質(zhì)性，并鑒定出亞牛磺酸、磷酸肌酸和O-磷酸乙醇胺等關(guān)鍵代謝物。補(bǔ)充這些代謝物

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

(3)骨礦化前體形成機(jī)制：北京大學(xué)口腔醫(yī)院劉燕研究團(tuán)隊(duì)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(duì)胚胎骨發(fā)育及骨細(xì)胞分化過程的超微觀察，證實(shí)線

粒體是礦化前體的形成場(chǎng)所，闡述了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣攝取，內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上鈣、磷團(tuán)簇形成，繼而被轉(zhuǎn)運(yùn)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(jī)制。

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

周洋教授團(tuán)隊(duì)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(xì)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(jìn)T細(xì)胞浸潤(rùn)，增強(qiáng)T

細(xì)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(zhǎng)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(xì)胞衰老、延長(zhǎng)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(duì)老齡化社會(huì)的健康問題提供潛在解決方案。

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

了人們對(duì)細(xì)胞代謝過程及其與衰老關(guān)系的理解，為進(jìn)一步研究細(xì)胞生命活動(dòng)規(guī)律提供了重要線索。

（2）骨礦化前體形成機(jī)制：

①完善骨礦化理論：證實(shí)線粒體是礦化前體形成場(chǎng)所，闡述了內(nèi)質(zhì)網(wǎng)鈣攝取、鈣磷團(tuán)簇形成并轉(zhuǎn)運(yùn)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(jī)制，完善了骨礦化的

理論體系，對(duì)經(jīng)典理論進(jìn)行了補(bǔ)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(jìn)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(xì)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(jìn)T細(xì)胞浸潤(rùn)，增強(qiáng)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(dòng)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(dòng)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。

。考點(diǎn)預(yù)測(cè)：

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(xì)胞活動(dòng)的關(guān)系：如鋅離子（Zn2+）在細(xì)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(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生什么影響。

②考查免疫調(diào)節(jié)機(jī)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(jìn)而影響天然免疫和自身免疫病的發(fā)生發(fā)展。

③考查實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)過程和結(jié)果，要求考生分析實(shí)驗(yàn)思

路、得出結(jié)論，或設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)假設(shè)。

2.關(guān)鍵代謝物延長(zhǎng)壽命命題方向：

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

化應(yīng)激下的衰老命運(yùn)。

②考查關(guān)鍵代謝物的作用機(jī)制：要求考生掌握亞?；撬帷⒘姿峒∷岷?-磷酸乙醇胺等關(guān)鍵代謝物在延緩細(xì)

胞衰老、降低氧化應(yīng)激方面的作用機(jī)制，以及它們是如何延長(zhǎng)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(xì)胞代謝組技術(shù)與活細(xì)胞成像技術(shù)相結(jié)合為

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

3.骨礦化前體形成機(jī)制命題方向：

①考查細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能：考查線粒體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)等細(xì)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(yùn)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