微管组成的细胞器及研究动态
在细胞内，由微管所组成的细胞器几种：
一、中心体
(一)中心体的结构
中心体（centrosome）由中心粒（centrioles）和中心粒周围物质（pericentriolar material, PCM）共同组成。中心粒在细胞内一般有两个，成对存在于核的附近。每个中心粒是由9排微管（每排3条）围成的短圆筒状结构，两个中心粒在一端大致成垂直对应。
中心粒的直径为0.16～0.23μm，长度一般为0.16～5.6μm，差别较大。三联体包括3条微管，由内向外分别被编号为A、B、C亚丝，3条微管平行排列成片状三联体结构，只有A管是完全的微管且与中心粒的轴心向外伸出的辐射状的细丝相连。9组三联体按照一定的角度规则排列，形成了风车状。三联体之间有细丝相连，且在每一三联体的外侧均有被称为随体的致密物质存在。
（二）中心粒的发生
在中心粒周围物质中含有数百个由13个γ微管蛋白和其他蛋白质构成的γ微管蛋白环状复合体γTuRC是一条微管形成的起点，αβ微管蛋白二聚体以一定的方向添加到γ微管蛋白上。每条微管的起始端埋藏在中心粒周围物质中，以正端向外生长。γTuRC是微管生成的真正的诱导起点，起“晶种”的作用。实验证明，只要有γTuRC存在即可引导微管生长，而且所需要的微管蛋白的浓度要比在体外低得多。
中心粒在细胞中具有自我装配的能力。装配时，首先形成由9条单丝微管围成的环，9条单丝即成为将来的A亚丝，然后B亚丝再以“C”字形（横切面）装配到A亚丝上，最后“C”字形的C亚丝再装配到B亚丝上，此时三联体装配完成，形成前中心粒。在前中心粒的基础上进一步延长，直至形成成熟的中心粒。
二、纤毛和鞭毛
（一）结构
纤毛在整体结构上包括三部分。①纤毛本体：由细胞游离面向外伸出的细柱状突起，表面上包有一层质膜。②基体：纤毛基部的质膜下方的圆筒形结构，来源于中心粒，其结构与中心粒完全相同，具有MTOC的作用。③纤毛小根：大多数纤毛小根有横纹，这些小根纤维是由一些3～7nm粗的平行微丝组成。
此外，在基体的一侧，从2～3个三联体上伸出由微丝组成的突起形成基足。
轴丝是纤毛本体的内部由微管及其相关蛋白组成的芯。大多数纤毛的轴丝是属于9+2型的，外周为9组二联丝微管规则排列一圈，称为外周二联丝。每组外周二联丝是由两条微管组成，一条为整管，称为A亚丝，另一条为“C”字形的半联丝B亚丝。A亚丝纵向上一定间隔排列B亚丝。A亚丝为一条整管，由13条原丝组成，B亚丝为一半管，由10条（或11条）原丝组成，与A亚丝共用3条原丝。轴丝中央有两条微管，外周包围着一层蛋白质性质的鞘。外周二联丝之间有连接，称为二联丝间连桥。外周二联丝和中央鞘之间有放射辐连接，其由A亚丝伸出，近中央鞘一端膨大为辐头。轴丝中，周围微管的直径为18～25nm，周围微管中，A亚丝比B亚丝更接近于轴。各种微管在纤毛顶端的延伸程度不同，中央微管最长，可达纤毛顶端，A亚丝较短，B亚丝最短。
有的细胞，纤毛轴丝中无中央微管，属于9+0型，也有9+1型。
基体的远端为基板所封闭，外周二联丝穿过基板同相应的基体微管相连，基体的每组微管比轴丝的二联丝多了一条C管，形成了三联丝。
（二）化学组成
轴丝中微管与细胞质微管一样，也是由微管蛋白聚合而成。A亚丝的微管蛋白和B亚丝中的完全不同，单条的微管的微管蛋白带有一个能与秋水仙素结合的部位，而二联丝微管中
替代为GDP，秋水仙素可干扰GDP与单条微管的微管蛋白结合。
动力蛋白是构成A亚丝上的短臂的主要成分，是纤毛运动的动力来源。
连接蛋白由二联丝连桥之中分离出来，可能对保持运动中纤毛的整体性有一定作用。
（三）纤毛和鞭毛运动的机制
纤毛运动是摆动，由相邻二联丝间相互滑动引起。外周二联丝A亚丝上的动力蛋白臂头部结合到相邻二联丝的B亚丝上，动力蛋白分子发生构象变化而牵动相邻二联丝向鞭毛“+”极滑动，而后动力蛋白臂与相邻二联丝B亚丝脱离，动力蛋白构象恢复，重新进入下一轮循环。由于纤毛轴丝两半所含的二联丝数目不相等，故在两个方向上摆动的力量不均，摆动力量大的为有效鞭击，力量较弱的为恢复鞭击。
（四）纤毛发生
纤毛是由基体直接产生，基体是轴丝的微管组织中心。原生动物和哺乳动物在纤毛基体的一侧垂直方向形成新基体，然后成熟的新基体移至质膜下方，顶端向上，发动形成轴丝。一个成熟大户的中心粒发动装配成成群的基体，这些基体移至膜下一定部位产生出纤毛。基体的外周A、B亚丝直接延伸形成轴丝二联丝，C亚丝不伸进纤毛中，中央微管则由基体上
方之轴体发出。轴丝二联丝通过顶端生长而延伸。
三、有丝分裂器
有丝分裂时，染色体的姐妹染色单体均由动粒连接到两极发出的微管（动粒微管）上通过微管“+”端的装配或者解聚而使微管的长度发生改变，从而牵引姐妹染色单体分离，到
达细胞两极。
四、轴足
原生动物纤毛虫纲的有盘亚纲动物，周身向外伸出很长的轴足。轴足中有微管整齐排列而成的轴丝。太阳虫中，微管排列成双螺旋。
五、细菌鞭毛
细菌鞭毛可分为鞭丝、弯钩和基粒三个部分。
化学性质上，鞭毛蛋白与肌动蛋白相似，无ATP酶活性。
细菌鞭毛运动方式为旋转，直接能源是质子跨膜梯度，细菌质膜两侧保持一定的质子梯度，使质膜保持有高度状态，这种高能状态驱动鞭毛旋转。
鞭毛也具有自我装配现象，利用调节pH使鞭毛的生长蛋白自行解聚和聚合。
研究动态
1、2007年1月
微管蛋白（tubulins）是微管的基本结构，它们聚集在一起形成原纤维（protofilaments），几股原纤维在一起形成一个大的微管蛋白片层。研究人员观察酵母中这些微管蛋白片层组装为微管的方式，发现一种关键蛋白——Mal3p。电镜实验发现Mal3p与微管seam相结合，将微管蛋白片层的两边连接起来形成一个管道。Mal3p蛋白沿seam排列成为一条直线，“焊接”微管，在微管薄弱位点稳定微管。“这是首次发现一种与微管seam特异结合的蛋白，”EMBL研究小组前任带头人Andreas Hoenger说，“ seam的功能现在仍然未知，其一度被认为是微管网架（microtubule lattice）临时的、不相关的部分。我们的实验证明它是调节微管稳定性的中心位点。”
没有Mal3p，微管会变得不稳定，容易解开，Mal3p是微管行为的关键调节者。细胞可以通过控制Mal3p的有无，快速改变微管的收缩状态，这对于快速的灵活的细胞运输非常重要。Mal3p沿微管seam的定位非常关键，因为在微管seam，Mal3p可以在不妨碍沿微丝的动力蛋白运输的情况下提供稳定性。除了稳定功能，Mal3p在运输过程中还发挥更积极的作用。
EMBL研究小组领导人 Damian Brunner说：“动力蛋白通过与微管蛋白直接接触，沿微管移动。沿它们运动的载体如同高速公路上的货车。沿seam的一连串Mal3p提供了微丝上的另一条候选轨道，沿这条轨道，特异的动力蛋白可以运动，如同与高速公路并行的铁路。这种双系统使运输更加多样化，更加有效。”
在酵母研究中得到的关于细胞运输和微管稳定性的新发现，有助于揭示其在人类中的相似过程。Mal3p在进化过程中相当保守，人类结肠癌或神经退行性疾病等都与Mal3p有关。
2、2007年4月
一般认为，kinesin是一种与细胞微管结合而起运输作用的马达蛋白。Kinesin是由两条轻链和两条重链构成的四聚体，外观上具有两个球形的“头”（具有ATP酶活性）。它的运动方式是一步一步节节进行的，通过水解三磷酸腺苷（ATP）来为每一步提供能量。而在每步之间，“分子马达”会停下来，直到ATP被绑定至其中一“头”。但是，科学家对于ATP通道（ATP gating）的精确机制一直存在争议。
一种观点认为，kinesin在步与步之间只有一头与微管相连，另一头无法与下一个绑定位点连接，除非ATP诱导kinesin发生构象变化。但还有一种观点认为，kinesin停下时两头都与微管相连，而两个连接头之间的应力（strain）使马达无法前进，直到ATP与其中一头绑定。但是，无论哪种模型，ATP绑定后都会激发一种与微管网架（microtubule lattice）相关的机制。
但最新的研究结果质疑了微管网架存在的必要性。领导该研究的是位于英国剑桥的玛丽居里研究院（Marie Curie Research Institute）的Maria Alonso以及论文高级作者Robert Cross，他们发现，一种微管成分——微管蛋白亚基（tubulin subunit）能够引导ATP的自我运转，从而使kinesin不用于微管结合。
凝胶过滤实验表明，未聚合的微管蛋白能在溶液中与kinesin绑定。通过测定溶液中的ATP酶活性，研究人员发现，自由微管蛋白可以促使kinesin头部的ATP水解，从而激发ATP 循环。因此，论文作者认为，之前的两种kinesin运动理论都不成立。Cross表示，“我们的
研究结果表明，微管几何结构与ATP通道机制完全无关。”研究人员推测，在运动间歇，kinesin 一头的微管绑定位点一直处于“掩蔽”（masked）状态，而只有ATP与其另一头绑定才能除去这一障碍。
但是，此次研究的结论并没有得到完全的肯定。美国斯坦福大学的Steven Block最近发表了关于应力对kinesin运动的作用的相关文章，他表示，最新研究的结论并不能排除马达运动中应力的影响。即使kinesin是与自由微管蛋白结合，也存在微管蛋白亚基引发一些应变的可能。此外，微管蛋白亚基或许会很短暂地聚合成极小的微管，研究人员未必能够发现这一现象。
而哥伦比亚大学的Steven Rosenfeld则表示，该研究结果确实能够表明kinesin的运动可以不需要应力的控制，但并不意味着这就是“分子马达”运动调控的唯一方式。
3、2007年6月
微管是构成细胞骨架的三种filaments中最大的一种，由两种球状蛋白——alpha tubulin（微管蛋白）和beta tubulin组装而成。为了立足，初生微管“种子”必须锚定在与细胞核相邻的中心体（或称MTOC，微管组织中心）上。
从MTOC开始，处于生长状态的微管向四周扩散。它们的快速聚集和解聚，帮助蛋白在细胞中运输，使引发细胞运动的信号极性分布。今天大多数人将中心体视作微管“晶核形成（nucleation，生物通编者译）”的主要发源地。文章高级作者、细胞和发育生物学副教授Kaverina说：“我发现许多微管没有附着在中心体。所以我打算寻找它们的起源。”
Kaverina怀疑高尔基有MTOC的功能。然而，在活细胞成像技术出现之前无法证明微管的这种起源学说。“高尔基体与中心体很近，不仔细看的话，很难区分二者。”为了提高分辨率，Kaverina等用荧光分子标记人视网膜上皮细胞中微管的生长末端（plus端），拍摄它们生长过程。“我们发现不止中心体，高尔基体也能产生微管。而且与中心体微管不同的是，高尔基体微管是放射状的、对称的、有方向的。”
他们发现高尔基体微管直接指向细胞运动的“前”端，这种方向性是指导迁移必需的，Kaverina推测这种微管可能通过易化蛋白向细胞前端运动过程，影响细胞移动。
“我们新发现的这种微管将高尔基体与细胞前端直接联系起来，如果这些微管有传递作用，这将更为合理。”除了鉴别这种微管晶体形成的新位点，Kaverina还检测了控制该过程发生的机制，发现与微管plus端有关的蛋白CLASPs，定位在高尔基体的特定部位——高尔基体反面的网络结构（trans Golgi network，TGN）并且稳定高尔基上的微管“种子”。
高尔基体微管可能是影响癌细胞远距离扩散的重要因子。因为微管在细胞分裂中发挥中心作用，治疗癌症的药物如colchicine、vincristine和paclitaxel (Taxol)能够通过改变微管动力学特征阻止细胞分裂。
许多经典的化学疗法会影响微管，尽管不清楚这些药物对癌细胞和正常细胞的影响有何不同。调节两种微管的增生、迁移和入侵可能会影响治疗效果。因此进一步对新发现的微管进行研究有望找到抑制癌细胞向周围组织扩散的途径。
4、2008年1月
微管（microtubule）是一种细长的丝状结构，很多细胞结构例如细胞骨架、纺锤丝、基因丝等构成都需要微管。这些结构并非静态，当细胞发生运动、改变形状等时，它们会分解然后再建。微管的生长速度很快，这种高速生长对于细胞分裂和分化过程中细胞骨架重组至关重要。而细胞中微管生长速度受到Dis1/XMAP215蛋白族调控，其中的XMAP215蛋白可以促进微管生长。
在1月11日出版的《细胞》（Cell）封面文章上，来自德国、美国和日本的一组科学家提出了一种单分子技术，这种技术能直接观察XMAP215-GFP与微管的动态相互作用，从而帮助研究人员寻找XMAP215如何实现微管加速生长。
研究中，科学家使用了一种荧光显微方法观察微管生长，为了消除背景中杂散荧光的影响，小组利用全内反射荧光显微技术（TIRF），从而使激发光被限制在盖玻片附近很小的区域内。
研究结果表明，XMAP215可以与微管蛋白结合成1:1的复合物，XMAP215存在于微管的正极（plus end），从而促进微管不断生长。此外，实验还表明，XMAP215可以与微管的正极生长端（growing plus end）和正极收缩端（shrinking plus end）同时结合，并随着生长端而发生移动。除了促进微管的生长外，在某些情况下XMAP215也能导致逆反应——微管收缩的发生。
以上结果表明，XMAP215是一种直接催化微管生长的聚合酶，它促进微管蛋白聚合物结合到微管正极生长端。同时，这种全新观点也提供了利用其它细胞因子实现XMAP215调控的可能，例如，XTACC3蛋白可以激发XMAP215。此外，磷酸化过程也能改变XMAP215的诸多活性，并可能对XMAP215的结合微管蛋白的能力带来影响。而XMAP215与形成素（formins）、肌动蛋白聚合酶之间的相似性也充分说明，前向尖端追踪是激发细胞骨架聚合体生长的一种普遍机制。
5、2008年
生物通报道：来自美国宾夕法尼亚州大学医学院的研究人员发现，神经细胞中运送化学“货物”的蛋白质在接触tau蛋白时的反应有所不同。已经知道tau蛋白在阿尔茨海默症（早老型痴呆症）中起到重要作用。
动力蛋白（Dynein）和驱动蛋白（kinesin）将细胞“货物”向着微管的两端运送。研究组发现，Tau蛋白与微管表面结合并充当一种速度“控制器”来调节蛋白质的运输。Erika Holzbaur教授实验室的一名博士后解释说，tau蛋白是一个非常智能化的速度控制器，它能够以不同的程度阻止不同的马达蛋白质。
这项新的研究发现揭示出了一种调节营养物、信号分子和废物蛋白沿着神经轴突运送的调节机制。像阿尔茨海默症这类神经退化疾病就发生在这个运送系统发生错误时。
动力蛋白和驱动蛋白进行的运送时为轴突和突触持续提供新蛋白质来维持正常细胞功能所必须的，并且也是移除旧的、错误折叠或聚集的降解蛋白质所必须的。这种运送是从神经细胞突触将其他蛋白质转移回细胞体所必须得，而这个过程又是维持健康的神经元所必须的。
在神经元中，微管存在大量的tau蛋白质。动力蛋白和驱动蛋白沿着微管运动时会遇到tau蛋白。宾州的这个研究组发现向细胞内部运送“货物”的动力蛋白能够在tau周围移动。而向细胞外运送货物的驱动蛋白在遇到tau蛋白时会离开。这些发现发表在1月17日的《科学》杂志的提前版上。
动力蛋白和驱动蛋白在遇到tau时的不同运动使细胞能够在需要的地方卸下货物。研究组利用沿着一个有tau蛋白的微管运动的单分子来确定tau蛋白对动力蛋白和驱动蛋白运动的影响。
分子马达（如动力蛋白和驱动蛋白）的突变能导致神经元的降解。这些突变能够降低动力蛋白和驱动蛋白的效能。这个问题能够造成细胞中错误折叠蛋白质的累积，进而可能导致神经元的退化。
研究人员指出，研究运送缺陷于神经退化疾病的联系越来越受关注，已经证实阿尔茨海默症中，tau蛋白在微管中的分布情况发生了变化。
阿尔茨海默症（老年痴呆症）是一种以进行性认知障碍和记忆力损害为主的中枢神经系统退行性疾病，患者初期出现记忆力和思维能力减退，不久就会不易辨认方向，语言表达困难，无法辨认亲人，最后丧失生活自理能力，给家庭和社会带来沉重负担。
科学界以往的研究表明，β淀粉样蛋白（一种错误折叠的蛋白质）是导致人类罹患阿尔
茨海默症的“罪魁祸首”。神经细胞异常产生的大量β淀粉样蛋白，不仅会在大脑中沉淀形成老年斑，而且会引起大脑神经纤维丝缠结和神经细胞死亡等病理变化，从而导致阿尔茨海默症。因此，研究β淀粉样蛋白是如何产生的，将有助于预防和治疗阿尔茨海默症。
2006年，11月19日，国际著名学术期刊《自然·医学》网络版在线发表了我国科学家关于β淀粉样蛋白产生过程新机制的最新研究成果。中国科学院上海生命科学研究院生物化学与细胞生物学研究所裴钢院士研究组经多年研究后发现，β2-肾上腺素受体被激活后，增强γ-分泌酶的活性，进而能够增加导致阿尔茨海默症的β淀粉样蛋白的产生。这项发现揭示了阿尔茨海默症致病的新机制，并且提示β2-肾上腺素受体有可能成为研发阿尔茨海默症的治疗药物的新靶点。
实验4 细胞骨架的显示及观察 姓名：李思露 学号：131140040 一、实验目的 1.掌握用考马斯亮蓝R250染色观察动物和植物细胞骨架的原理和方法。 2.了解免疫荧光法检测细胞成分的原理和方法。 二、实验原理 1.细胞骨架：指真核细胞中的蛋白纤维网架体系。广义的细胞骨架包括细胞核骨架、 细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。狭义的细胞骨架是指细胞质骨架，包括微 管（microtubule，MT）、微丝（microfilament，MF）、中间纤维（intermediated filament，IF）。 2.微管微管是细胞内由微管蛋白形成的直径约 呈放射状向胞质四周扩散，主要确定膜性细 胞器的位置和作为膜泡运输的导管。微管蛋 白有α和β两种。αβ异二聚体沿纵向聚 合成丝，原丝成环状排列形成微管的壁。微管 不稳定，对低温（冷冻）、高压等物理因素及 秋水仙素（微管断裂剂）等化学因素敏感。紫 杉醇可以和微管蛋白多聚体结合，抑制微管解 聚。 3.微丝：真核细胞内是主要由肌动蛋白（actin）组 成的直径为5～7nm的骨架纤丝。主要分布在细胞 质膜的内侧，作用是确定细胞表面特征、并与细胞 运动、收缩、内吞等功能有关。脊椎动物肌动蛋白 分为α、β和γ三种类型，不同种类细胞中肌动蛋 白组成不同。肌动蛋白单体为球形，依次连接成链， 两串肌动蛋白链互相缠绕扭曲成一股微丝。细胞松 弛素B为微丝断裂剂。 4.中间纤维：直径介于微丝和微管之间（7~11nm）、由多种不同蛋白组成的细胞骨架
（1）了解细胞骨架与细胞各种功能行使之间的关系。 （2）了解理化因素是否通过影响细胞骨架对细胞功能产生影响，以便趋利避害。 （3）鉴定发育中的细胞及肿瘤的来源。 6. 显示细胞骨架的常用方法：考马氏亮蓝染色法、免疫荧光染色法、鬼笔环肽标记法。 （1）考马斯亮蓝染色法原理及特点 原理：用去垢剂Triton X-100处理细胞适宜 时间，可以溶解膜脂，并与大部分非骨架蛋白 疏水区结合而将其溶解，剩下的纤维状细胞骨 架蛋白比较稳定而不被溶解，然后用蛋白染料 考马斯亮蓝染色即可显示其结构。 特点：非特异蛋白染色，不能区分微管、微丝、 中间纤维 （2）免疫荧光染色法原理及特点 原理：用TritonX-100处理固定处理过 的细胞，可增加细胞膜通透性，使抗体 能够进入细胞内与细胞骨架蛋白结合。接 着用荧光素标记的抗骨架蛋白抗体便可通 过直接免疫荧光法或间接免疫荧光法显示 骨架。 特点：特异显示各种骨架蛋白 （3）鬼笔环肽标记法原理及特点 原理：鬼笔环肽可特异性地结合肌动蛋白， 因此，用荧光素标记的鬼笔环肽可以显示 微丝。 特点：灵敏，能特异显示微丝。 三、 实验材料、试剂及用品 （一） 材料： 洋葱 （二） 试剂 （1）M-缓冲液。 （2）6mM 磷酸盐缓冲液（pH6.8）。 （3）含1%TritonX-100的M-缓冲液。 （4）用M-缓冲液配制的3.0%戊二醛。
一、填空题 1.微管是直径为 24～26 nm的中空圆柱体，周围有条原纤维排列而成。每一条原纤 维由两种直径为4nm球形亚单位微管蛋白组成二聚体。 2.微管在细胞中以三种形式存在，大部分细胞质微管是，不太稳定；构成纤毛、鞭 毛周围小管的是，比较稳定；组成中心粒和基体的是，十分稳定。 3.驱动蛋白与细胞质小泡结合后，在有存在时，可沿着微管向移动。 4.鞭毛和纤毛主要由轴丝和基体两部分组成，轴丝周围有，中央有微管，故 称为结构；而基体外围为，中央没有微管，称为结构。 5.细胞松弛素B可使微丝，而鬼笔环肽则。 6.绒胞菌原生质的穿梭流动是由于系统的收缩而引起了相当的水压梯度所致，这种 收缩需要和。 7.用处理变形虫，可中断内质的向前流动和伪足的伸出，说明参与了 变形运动。 二、判断题 1.抗有丝分裂的药物秋水仙碱与微管蛋白单体结合后，可阻止二聚体的形成。 2.纤毛的运动是微管收缩的结果。 3.细胞松弛素B是从真菌中分离的一种生物碱，它可与微丝的（－）端结合，并阻止新的单 体加入。 4.秋水仙碱可同微丝的（＋）端结合，并阻止新的单体加入。 5.肌动蛋白具有方向性，在适合的条件下，许多肌动蛋白可按同一的前后方向聚合成细丝。 6.微管蛋白异二聚体的α和β两个亚基都能与GTP结合，亲和力也一样。 7.如果没有肌动蛋白，细胞虽然能够形成有功能的纺锤体并将染色体拉开，但细胞不能分裂。 8.培养细胞中的微丝特称为应力纤维。 9.中间纤维也是细胞骨架的一种，但它与单链DNA的亲和性很高。 10.微管的正端生长得较快，因为它们有较大的GTP帽。 11.细胞中的中间纤维如果不能解聚的话，细胞就会死亡。 12.微管蛋白由两个亚基组成，即α微管蛋白和β微管蛋白。在这两个亚基上各有一个GTP 结合位点，但α亚基上的是不可交换的，β亚基上的是可以交换的。 13.微管在体外组装时，受离子的影响很大，所以要尽量除去Mg2+和Ca2+。
第九章细胞骨架 本章要点：本章阐述了细胞骨架的基本涵义、细胞中存在的几种骨架体系的结构、功能及生物学意义。要求重点掌握细胞质骨架的结构及功能。 一、名词解释 1、细胞骨架：细胞骨架(Cytoskeleton)是指存在于真核细胞质内的中的蛋白纤维网架体系。包括狭义和广义的细胞骨架两种概念。广义的细胞骨架包括：细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。狭义的细胞骨架指细胞质骨架，包括微丝、微管和中间纤维。 2、应力纤维：应力纤维是真核细胞中广泛存在的微丝束结构，由大量平行排列的微丝组成，与细胞间或细胞与基质表面的粘着有密切关系，可能在细胞形态发生、细胞分化和组织的形成等方面具有重要作用。 3、微管：在真核细胞质中，由微管蛋白构成的，可形成纺锤体、中心体及细胞特化结构鞭毛和纤毛的结构。 4、微丝：在真核细胞的细胞质中，由肌动蛋白和肌球蛋白构成的，可在细胞形态的支持及细胞肌性收缩和非肌性运动等方面起重要作用的结构。 5、中间纤维：存在于真核细胞质中的，由蛋白质构成的，其直径介于微管和微丝之间，在支持细胞形态、参与物质运输等方面起重要作用的纤维状结构。 6、踏车现象：在一定条件下，细胞骨架在装配过程中，一端发生装配使微管或微丝延长，而另一端发生去装配而使微管或微丝缩短，实际上是正极的装配速度快于负极的装配速度，这种现象称为踏车现象。 7、微管组织中心（MTOC）：微管在生理状态及实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心。动物细胞的MTOC为中心体。MTOC决定了细胞中微管的极性，微管的（-）极指向MTOC，（+）极背向MTOC。 8、胞质分裂环：在有丝分裂末期，两个即将分裂的子细胞之间产生一个收缩环。收缩环是由大量平行排列的微丝组成，由分裂末期胞质中的肌动蛋白装配而成，随着收缩环的收缩，两个子细胞被分开。胞质分裂后，收缩环即消失。 二、填空题 1细胞质骨架__是一种复杂的蛋白质纤维网络状结构，能使真核细胞适应多种形状和协调的运动。 2、肌动蛋白丝具有两个结构上明显不同的末端，即__正极___极和__负极___极。 3、在动物细胞分裂过程中，两个子细胞的最终分离依赖于质膜下带状肌动纤维束和肌球蛋白分子的活动，这种特殊的结构是___收缩环__。 4、小肠上皮细胞表面的指状突起是_微绒毛____，其中含有__微丝___细胞质骨架成分。 5、微管由__微管蛋白___分子组成的，微管的单体形式是___α微管蛋白和β微管蛋白__组成的异二聚体。 6、基体类似于__中心粒___，是由9个三联微管组成的小型圆柱形细胞器。 7、驱动囊泡沿着轴突微管从细胞体向轴突末端单向移动的蛋白质复合物是__驱动蛋白___。 8、细胞骨架普遍存在于真核细胞中，是细胞的支撑结构，由细胞内的蛋白质成分组成。包括微管、微丝和中间纤维三种结构。 9、中心体由 2 个相互垂直蛋白排列的圆筒状结构组成。结构式为 9×3+0 。主要功能是与细胞的分裂和运动有关。 10、在癌细胞中，微管数量减少，不能形成束状。在早老性痴呆患者脑组织细胞中微管大量变形。 三、选择题1、D；2、D；3、E；4、C；5、A；6、B；7、C；8、B；9、A； 1、细胞骨架是由哪几种物质构成的（）。 A、糖类 B、脂类 C、核酸 D、蛋白质 E.以上物质都包括 2.下列哪种结构不是由细胞中的微管组成（）。 A、鞭毛 B、纤毛 C、中心粒 D、内质网 E、以上都不是 3.关于微管的组装，哪种说法是错误的（）。 A、微管可随细胞的生命活动不断的组装与去组装 B、微管的组装分步进行 C、微管的极性对微管的增长有重要意义
摘要：细胞骨架的结 构与功能
细胞骨架的结构与功能 摘要：细胞骨架一般是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构，所组成的结构体系称为“细胞骨架系统”，是细胞的重要保守结构之一，主要包括微管，微丝和中间纤维；而广义的细胞骨架还包括核骨架、核纤层和细胞外基质，形成贯穿于细胞核、细胞质、细胞外的一体化网络结构(Alberts B et al.,2002)。细胞骨架除了维持细胞的特定形状及细胞内部结构的有序性等基本功能外,还在细胞的物质运输、能量与信息传递、基因表达、细胞的运动、细胞的分裂分化及凋亡中起重要作用。 关键词：细胞骨架；微管；微丝；中间纤维；结构；功能 20世纪60年代之前，电镜制样大多采用低温固定，而细胞骨架会在低温下解聚，所以科研工作者们一直没有注意到它。直到1963年Slauterback首次用电镜在水螅刺细胞中第一次观察到微管以来,细胞骨架的重要作用被揭示,现在已知,细胞骨架的作用不仅在于维持细胞形态稳定,而且还参与了调节细胞的重要生命活动,如细胞的物质运输、能量与信息传递、基因表达、细胞的分裂分化以及凋亡等(Bershadsky ,A et al., 1988)。 细胞骨架不仅在维持细胞形态，承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动，如：在植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成；在细胞分裂中细胞骨架牵引染色体分离，在细胞物质运输中，各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向转运；在肌肉细胞中，细胞骨架和它的结合蛋白组成动力系统；在白细胞的迁移、精子的游动、神经细胞轴突和树突的伸展等方面都与细胞骨架有关；维持细胞的形态，为各种细胞器的定位
第七章细胞骨架 一、填空题 A-七-1.细胞骨架是指存在于真核细胞中的蛋白纤维网架体系，狭义的骨架系统主要包括微丝、微管和中间丝。 A-七-2. 构成微管的蛋白有两类：α微管蛋白和β微管蛋白。 A-七-3. 微管在细胞中有三种存在形式：单管、二联管和三联管，其中主要分布在纤毛和鞭毛杆状部位的是二联管。 A-七-4. 装配时具有“踏车现象”的细胞骨架是微丝和微管。 A-七-5. 紫杉醇是作用于微管的特异性药物，而鬼笔环肽是作用于微丝的特异性药物。 A-七-6.微丝的基本组成单位是肌动蛋白，其在细胞中也有两种存在方式：①球状肌动蛋白②纤丝状肌动蛋白。 A-七-7. 在细胞骨架系统中较为稳定的一种骨架纤维是中间纤维。 A-七-8.中间纤维蛋白分子八聚体之间在纵向端对端首尾相连组成一条原纤维，四条原纤维侧向相互作用最终形成中间纤维。 A-七-9. 细胞骨架中具有极性的为微丝和微管。 B-七-10. 鞭毛和纤毛内部是由微管组成的轴丝构成的结构。其基部的结构式为__三联管__，而其杆部的结构式为二联管。 B-七-11. 微管是由异二聚体组装成的 13 条原丝依靠共价键排列而成。一些药物如__秋水仙素__可以抑制微管的组装。 B-七-12. 秋水仙素是作用于微管的特异性药物，破坏纺锤体的形成，使细胞停滞在分裂中期。 B-七-13. 细胞中微管组织中心包括中心体、纤毛和鞭毛的基体。 B-七-14. 微管在体内装配时，微管的_负极_附着在微观组织中心上而受保护，因此在细胞内微管的延长或缩短变化大多发生在另外一端。 ？B-七-15. 纺锤体微管包括动粒微管和。 B-七-16. 马达蛋白可分为三个不同的家族，其中驱动蛋白家族和动力蛋白家族以微管作为运行轨道，而肌球蛋白家族以肌动蛋白纤维作为运行轨道。
细胞生物学知识点汇总 I说明： 本文档是王飞老师细胞生物学课上内容的精炼和总结，也是考试出题的主要依据。内容过于精炼则必有若干舍弃之处，希望同学不要为了考试而学习，将这份文字资料为你节省的复习时间用于阅读中英文教材和查找感兴趣的细胞生物学领域的前沿资料，这样才能对这门课程有一个更加全面的了解。 本文档中出现的英文不要求掌握（名词解释部分除外），只是对复杂中文名词或重点内容的一个辅助的英文注解。由于某些中文名称的翻译过于繁琐且不合理，不如英文名称容易记忆，因此中英文只要掌握一种即可，在考试过程中无论是中文、英文还是英文缩写，只要写对任何一种即可得分。 内容编写过程中缺乏足够的审核步骤，如发现错别字或内容明显错误之处请及时联系老师确认内容的正确性。 II 细胞骨架知识点汇总: 核心知识点（约占考试总分值的60%）：1 7 20 25 29 32 41 44 45 49 51 普通知识点（约占考试总分值的30%）：3 9 11 12 14 16 17 18 19 23 26 28 30 31 35 37 38 39 43 47 48 50 54 扩展知识点（约占考试总分值的10%）：2 4 5 6 8 10 13 15 21 22 24 27 33 34 36 40 42 46 52 53 55 1 细胞骨架（cytoskeleton）的定义与种类： 定义：细胞骨架是贯穿整个细胞的复杂的纤维状蛋白网络结构 细胞内有三种类型的细胞骨架，分别是微丝（microfilament,MF），微管（microtubule,MT）和中间丝（intermediate filament，IF）。 2 肌动蛋白（actin）的种类及分布 真核细胞内的肌动蛋白主要分为三大类，名称及分布情况如下： α肌动蛋白 主要存在于肌肉细胞的收缩性结构中，目前已发现的四种α肌动蛋白分别属于横纹肌、心肌、血管平滑肌和肠道平滑肌。 β肌动蛋白 存在于所有种类的细胞内，是细胞内绝大部分微丝骨架的基本组分。 γ肌动蛋白 在所有细胞内都有分布，主要存在于与应力纤维相关的结构中。 3微丝的组成与极性 A微丝由肌动蛋白单体聚合而成。 B肌动蛋白是一种球状蛋白，其三维构象具有一道很深的裂缝，在裂缝内部有一
细胞骨架（cytoskeleton）是指真核细胞中的蛋白纤维网络结构。发现较晚，主要是因为一般电镜制样采用低温（0-4℃）固定，而细胞骨架会在低温下解聚。直到20世纪60年代后，采用戊二醛常温固定，才逐渐认识到细胞骨架的客观存在。 细胞骨架不仅在维持细胞形态，承受外力、保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还参与许多重要的生命活动（图9-1），如：在细胞分裂中细胞骨架牵引染色体分离，在细胞物质运输中，各类小泡和细胞器可沿着细胞骨架定向转运；在肌肉细胞中，细胞骨架和它的结合蛋白组成动力系统；在白细胞的迁移、精子的游动、神经细胞轴突和树突的伸展等方面都与细胞骨架有关。另外，在植物细胞中细胞骨架指导细胞壁的合成。 细胞骨架由微丝（microfilament）、微管（microtubule）和中间纤维（intemediate filament）构成。微丝确定细胞表面特征，使细胞能够运动和收缩。微管确定膜性细胞器（membrane-enclosed organelle）的位置和作为膜泡运输的导轨。中间纤维使细胞具有张力和抗剪切力。 微丝、微管和中间纤维位于细胞质中，又称胞质骨架，它们均由单体蛋白以较弱的非共价键结合在一起，构成纤维型多聚体，很容易进行组装和去组装，这正是实现其功能所必需的特点。 广义的细胞骨架还包括核骨架（nucleoskeleton）、核纤层（nuclear lamina）和细胞外基质（extracellular matrix），形成贯穿于细胞核、细胞质、细胞外的一体化网络结构。
图9-1 细胞骨架的主要功能（图片来自G. Karp 2002） 第一节微丝 微丝（microfilament，MF）是由肌动蛋白(actin)组成的直径约7nm的骨架纤维，又称肌动蛋白纤维actin filament。微丝和它的结合蛋白（association protion）以及肌球蛋白（myosin）三者构成化学机械系统，利用化学能产生机械运动。 一、分子结构 根据等电点的不同可将高等动物细胞内的肌动蛋白分为3类，α分布于各种肌肉细胞中，β和γ分布于肌细胞和非肌细胞中。 肌动蛋白纤维是由两条线性排列的肌动蛋白链形成的螺旋，状如双线捻成的绳子（图9-2、3），肌动蛋白的单体为球形分子，称为球形肌动蛋白G-actin(globular actin)，它的多聚体称为纤维形肌动蛋白F-actin (fibrous actin)。
1. 真核细胞核糖体的大亚基是60S，小亚基是40S，一个完整的核糖体是（）(0.0分) A.50S B.70S C.80S D.90S E.100S 2. 核糖体小亚基的功能是（）(0.0分) A.以上都不是 B.激活转肽酶 C.提供部分tRNA结合部位 D.提供反密码子识别部位 395160E.将mRNA结合到核糖体上 3. 核糖体主要由（）构成(0.0分) 395159A.蛋白质和rRNA B.DNA和RNA C.蛋白质和tRNA D.蛋白质和DNA 4. 下列哪种细胞器的膜上分布有大量的核糖体？ (0.0分) A.过氧化物酶体 B.溶酶体 395158C.粗面内质网 D.滑面内质网 E.高尔基体 5. 核糖体的大、小亚基是在细胞的（）内合成的(0.0分) A.线粒体 395157B. 核仁 C.溶酶体 D.内质网 6. 下列细胞结构中，在光镜下不能观察到的是（）(0.0分) A.高尔基复合体 395156B.核糖体 C. 中心体 D.细胞骨架 7. 真核细胞中核糖体大亚基是由（）组成(0.0分) A.1个23S rRNA、1个5S rRNA 和30多种r蛋白 B.1个23S rRNA、1个5.8S rRNA 和50多种r蛋白 C. 1个28S rRNA、1个5.8S rRNA 和30多种r蛋白 395155D.1个28S rRNA、1个5.8S rRNA、1个5S rRNA和50多种r蛋白 8. 核糖体上肽酰基位点的作用是（）(0.0分) A.接受并结合新掺入的氨酰基-tRNA 395154B.结合延伸中的肽酰基-tRNA C.在肽链延伸过程中催化氨基酸残基之间形成肽键 D. 供给催化肽酰基-tRNA转位时所需的能量 9. 内质网最重要的标志酶是（）(0.0分) 395176A.葡萄糖-6-磷酸酶 B.ATP酶 C.蛋白激酶 D.碱性磷酸酶 E.酸性水解酶 10. 新生肽链的折叠与装配是在下列哪种细胞器内完成的？(0.0分) A.溶酶体 B.粗面内质网 C.高尔基体
实验九细胞骨架观察（4学时） 一、实验目的 掌握植物细胞骨架的结构特征及其制备技术。 二、实验原理 细胞骨架（cytoskeleton）是指细胞质中纵横交错的纤维网络结构，按组成成分和形态结构的不同可分为微管（MT，20－25nm）、微丝（MF，5－7nm）和中间纤维（IF，8－11nm）。它们对细胞形态的维持、细胞的生长、运动、分裂、分化和物质运输等起重要作用。光学显微镜下细胞骨架的观察多用1% Triton X-100处理细胞，可使细胞膜和细胞质中的蛋白质和全部脂质被溶解抽提掉，而细胞骨架系统的蛋白质不受破坏被保存，经戊二醛固定，考马斯亮兰R250染色后，微管不够稳定，其他类型纤维太细，无法分辨，只能观察到由微丝组成的微丝束（40nm）为网状结构。 三、实验仪器、材料和试剂 （一）仪器、用具：光学显微镜，镊子，剪刀，试管，表面皿，滴管，载玻片，盖玻片，染色缸，烧杯。 （二）材料：新鲜洋葱鳞茎 （三）试剂 1）M缓冲液（pH 7.2）： 50mmol/L咪唑(MW:68.08，3.4g/L) (缓冲剂) 50mmol/L KCl(MW:74.55, 3.73g/L) 0.5mmol/L MgCl2·6H2O(MW:203.30, 0.1g/L)或MgCl2(MW:95.3, 0.05g/L) 1mmol/L EGTA(MW:380.36, 0.38g/L) （和EDTA敖合Ca2＋，并在Mg2＋存在时，骨 架纤维保持聚合状态并较为舒 张） 0.1mmol/L EDTA (MW:292.25, 0.29g/L)或EDTA·Na2（MW:372.24,0.37g/L） 1mmol/L DTT(MW:154.3, 0.15g/L) 用1M HCl调至pH7.2 2）0.01mol/L磷酸盐缓冲液（PBS）（pH7.3）： PB 50ml NaCl 0.15M 蒸馏水至1L 100ml 0.2 M磷酸缓冲液（PB）（pH7.3）：0.2 M Na2HPO477ml 0.2 M NaH2PO4 23ml 0.2 M Na2HPO4：Na2HPO4·2H2O（MW：178.05，3.561 g/100mL）或Na2HPO4·12H2O （MW：358.22，7.164 g/100mL） 0.2 M NaH2PO4：NaH2PO4·H2O （MW：138.01，2.76 g/100mL）或NaH2PO4·2H2O （MW：156.03，3.12 g/100mL） 3）1% Triton X-100(聚乙二醇辛基苯基醚) 溶于M-缓冲液 4）3% 戊二醛100mL: 取50% 戊二醛6mL ,PBS 94mL 5）0.2% 考马斯亮蓝R250染液： 考马斯亮蓝R250 0.2g（0.04g/20mL） 甲醇46.5mL（9.3ml/20mL） 冰乙酸7mL（1.4ml/20mL） 蒸馏水46.5 mL（9.3ml/20mL） 四、实验方法与步骤
微管组成的细胞器及研究动态 在细胞内，由微管所组成的细胞器几种： 一、中心体 (一)中心体的结构 中心体（centrosome）由中心粒（centrioles）和中心粒周围物质（pericentriolar material, PCM）共同组成。中心粒在细胞内一般有两个，成对存在于核的附近。每个中心粒是由9排微管（每排3条）围成的短圆筒状结构，两个中心粒在一端大致成垂直对应。 中心粒的直径为0.16～0.23μm，长度一般为0.16～5.6μm，差别较大。三联体包括3条微管，由内向外分别被编号为A、B、C亚丝，3条微管平行排列成片状三联体结构，只有A管是完全的微管且与中心粒的轴心向外伸出的辐射状的细丝相连。9组三联体按照一定的角度规则排列，形成了风车状。三联体之间有细丝相连，且在每一三联体的外侧均有被称为随体的致密物质存在。 （二）中心粒的发生 在中心粒周围物质中含有数百个由13个γ微管蛋白和其他蛋白质构成的γ微管蛋白环状复合体γTuRC是一条微管形成的起点，αβ微管蛋白二聚体以一定的方向添加到γ微管蛋白上。每条微管的起始端埋藏在中心粒周围物质中，以正端向外生长。γTuRC是微管生成的真正的诱导起点，起“晶种”的作用。实验证明，只要有γTuRC存在即可引导微管生长，而且所需要的微管蛋白的浓度要比在体外低得多。 中心粒在细胞中具有自我装配的能力。装配时，首先形成由9条单丝微管围成的环，9条单丝即成为将来的A亚丝，然后B亚丝再以“C”字形（横切面）装配到A亚丝上，最后“C”字形的C亚丝再装配到B亚丝上，此时三联体装配完成，形成前中心粒。在前中心粒的基础上进一步延长，直至形成成熟的中心粒。 二、纤毛和鞭毛
细胞骨架习题及答案 Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.
第九章细胞骨架 本章要点：本章阐述了细胞骨架的基本涵义、细胞中存在的几种骨架体系的结构、功能及生物学意义。要求重点掌握细胞质骨架的结构及功能。 一、名词解释 1、细胞骨架：细胞骨架(Cytoskeleton)是指存在于真核细胞质内的中的蛋白纤维网架体系。包括狭义和广义的细胞骨架两种概念。广义的细胞骨架包括：细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。狭义的细胞骨架指细胞质骨架，包括微丝、微管和中间纤维。 2、应力纤维：应力纤维是真核细胞中广泛存在的微丝束结构，由大量平行排列的微丝组成，与细胞间或细胞与基质表面的粘着有密切关系，可能在细胞形态发生、细胞分化和组织的形成等方面具有重要作用。 3、微管：在真核细胞质中，由微管蛋白构成的，可形成纺锤体、中心体及细胞特化结构鞭毛和纤毛的结构。 4、微丝：在真核细胞的细胞质中，由肌动蛋白和肌球蛋白构成的，可在细胞形态的支持及细胞肌性收缩和非肌性运动等方面起重要作用的结构。 5、中间纤维：存在于真核细胞质中的，由蛋白质构成的，其直径介于微管和微丝之间，在支持细胞形态、参与物质运输等方面起重要作用的纤维状结构。 6、踏车现象：在一定条件下，细胞骨架在装配过程中，一端发生装配使微管或微丝延长，而另一端发生去装配而使微管或微丝缩短，实际上是正极的装配速度快于负极的装配速度，这种现象称为踏车现象。 7、微管组织中心（MTOC）：微管在生理状态及实验处理解聚后重新装配的发生处称为微管组织中心。动物细胞的MTOC为中心体。MTOC决定了细胞中微管的极性，微管的（-）极指向MTOC，（+）极背向MTOC。 8、胞质分裂环：在有丝分裂末期，两个即将分裂的子细胞之间产生一个收缩环。收缩环是由大量平行排列的微丝组成，由分裂末期胞质中的肌动蛋白装配而成，随着收缩环的收缩，两个子细胞被分开。胞质分裂后，收缩环即消失。 二、填空题 1细胞质骨架__是一种复杂的蛋白质纤维网络状结构，能使真核细胞适应多种形状和协调的运动。 2、肌动蛋白丝具有两个结构上明显不同的末端，即__正极___极和__负极___极。 3、在动物细胞分裂过程中，两个子细胞的最终分离依赖于质膜下带状肌动纤维束和肌球蛋白分子的活动，这种特殊的结构是___收缩环__。 4、小肠上皮细胞表面的指状突起是_微绒毛____，其中含有__微丝___细胞质骨架成分。 5、微管由__微管蛋白___分子组成的，微管的单体形式是___α微管蛋白和β微管蛋白__组成的异二聚体。 6、基体类似于__中心粒___，是由9个三联微管组成的小型圆柱形细胞器。 7、驱动囊泡沿着轴突微管从细胞体向轴突末端单向移动的蛋白质复合物是__驱动蛋白___。 8、细胞骨架普遍存在于真核细胞中，是细胞的支撑结构，由细胞内的蛋白质成分组成。包括微管、微丝和中间纤维三种结构。
中国海洋大学实验报告姓名：常天易系年级：海洋生命学院2012级专业：生物科学 科目：分子细胞生物学实验学号：12050011006 植物细胞骨架的观察 一、实验目的： 1. 掌握植物细胞骨架处理及染色方法。 2. 对细胞骨架的形态和分布有一个初步认识。 二、实验原理： 真核细胞胞质中存在的纤维网状结构称为细胞骨架，包括：微管（直径20-25nm）、微丝（直径6-7nm）、中间丝（直径10nm）、和粗丝等。考马斯亮蓝R250是一种普通的蛋白质染料，它可以使各种细胞骨架蛋白着色，显示微丝组成的张力纤维。张力纤维（直径40nm）在体外培养细胞中普遍存在，与细胞对基质的附着，维持细胞扁平铺展的性状有关。 三、实验材料 洋葱表皮细胞
试剂： 1、0.01mol/L 的磷酸盐缓冲液 2、M-缓冲液 3、1%Triton X-100/M-缓冲液 4、30%戊二醛-PBS 溶液 四、实验方法 撕取1平方厘米见方的洋葱表皮细胞，在培养皿中浸泡于 PBS 缓冲液中，使其沉底。 去PBS 溶液，加入1% TritonX-100处理30min 去 TritonX-100，使用M-缓冲液洗三遍，每次5min
加入3%戊二醛溶液固定30min 去戊二醛固定液，用PBS洗三遍，每次5min 0.2%考马斯亮蓝R250染色10min 将样品用蒸馏水洗2遍，将表皮细胞延展于在玻片上，显微镜下观 察。
五、实验结果 核骨架
六、思考题： 1．洋葱表皮细胞中，质膜下，核围，胞质中的细胞骨架分布有无不同？ 答： 质膜下细胞骨架比较稀疏，细胞膜骨架膜骨架(membrane skeleton)是质膜下与膜蛋白相连的由纤维蛋白构成的网架结构，普遍存在于各种细胞中，参与维持质膜的形状, 并协助质膜完成多种生理功能。 胞质中的细胞骨架比较均匀，主要有微管和纤丝组成，参与物质的运输，维持细胞的形态，参与细胞的运动，参与纺锤体的形成等作用。 细胞核中染色最深，是因为细胞核骨架的存在，细胞核骨架包括染色体骨架，细胞质基质和核纤层。在图2中可以观察到细胞核中有好几处染色特别深（箭头所指处），为核仁的致密纤维成分。 2．为什么实验中所看到的洋葱表皮细胞中的细胞骨架有的呈纤维状，有的呈串珠状？ 答： 实验中所看到的洋葱表皮细胞中的细胞骨架有的呈纤维状，呈纤维状的细胞骨架主要成分是张力纤维的成分，用于维系整个细胞。 呈念珠状的成分有：1.由于在处理条件下，细胞骨架不可避免的存在解聚，由于细胞骨架的解聚，呈现念珠状的细胞骨架。2.在微管
细胞骨架的结构与功能 摘要：细胞骨架是由蛋白丝组成的复杂的网络结构，贯穿至整个细胞质。在真核细胞中，细胞骨架担负着维持细胞形态、组装细胞内部多种组件以及协调细胞运动等多种功能。细胞骨架的网格体系由3种蛋白质纤维构成：中间丝（intermediate filaments）、微管（microtubules）、肌动蛋白丝（actin filaments）。每种类型的纤维都是由不同的蛋白亚基构成，具有各自的力学性能。本文主要介绍这三种骨架纤维的形态、结构和功能，以及简要分析三者之间存在的相互联系，进而科学的认识细胞骨架系统在细胞中所起的作用。 关键词：细胞骨架；中间丝；微管；肌动蛋白丝 细胞作为生命基本构件，不仅结构复杂，其功能更是奇妙。细胞骨架作为细胞结构和功能的组织者，其结构与功能的研究对于揭示细胞的形态与功能具有重要意义。细胞骨架是由各种骨架蛋白聚合长链及其捆绑蛋白、运动蛋白等构成的具有主动性的半柔性纤维网络，使得细胞在自发和/或外力作用下运动与变形时 依然能够保持其形状和结构的稳定性(1)。然而，与我们人类的骨架系统不同，细胞骨架是一个处于高度动态变化的结构，会持续的随着细胞形态的变化进行重组、分解，进而响应环境的变化。细胞骨架控制着细胞器在细胞内的位置，并为胞内运输提供机械动力。另外，在细胞分裂过程中，细胞骨架还担负着将染色体分配到两个子细胞中功能。 1 细胞骨架的组成成分与功能 主要存在三种类型的细胞骨架聚合物：肌动蛋白丝，微管和中间丝(2)。在真核细胞中这些聚合物一起控制细胞形态并提供机械动力。它们共同构成网络结构以抵抗形态损伤，此外还能通过改组应答外界作用力。然而三者的组成成分、机械特性以及在细胞内的功能却各不相同。 1.1中间丝 中间丝是由中间丝纤维蛋白组成的直径约为10纳米的绳状纤丝，是最稳定的细胞骨架成分。存在于内核膜之下的核纤层就是由一种类型的中间丝构成的网络结构。另一种类型的中间丝延伸至整个细胞质，增强上皮组织细胞的机械强度并分担其机械压力。中间丝非常灵活并具有极大的抗张强，在强压之下它们会变形
第九章细胞骨架 选择题： 1.细胞骨架是由哪几种物质构成的 A.糖类 B.脂类 C.核酸 D.蛋白质 E.以上物质都包括 2.下列哪种结构不是由细胞中的微管组成 A.鞭毛 B.纤毛 C.中心粒 D.内质网 E.以上都不是 3.关于微管的组装，哪种说法是错误的 A.微管可随细胞的生命活动不断的组装与去组装 B.微管的组装分步进行 C.微管的极性对微管的增长有重要意义 D.微管蛋白的聚合和解聚是可逆的自体组装过程 E.微管两端的组装速度是相同的 4.在电镜下可见中心粒的每个短筒状小体 A.由9组二联微管环状斜向排列 B.由9组单管微管环状斜向排列 C.由9组三联微管环状斜向排列 D.由9组外围微管和一个中央微管排列 E.由9组外围微管和二个中央微管排列 5.组成微丝最主要的化学成分是 A.球状肌动蛋白 B.纤维状肌动蛋白 C.原肌球蛋白 D.肌钙蛋白 E.锚定蛋白 6.能够专一抑制微丝组装的物质是 A.秋水仙素 B.细胞松弛素B C.长春花碱 D.鬼笔环肽 E.Mg+ 7.在非肌细胞中，微丝与哪种运动无关 A.支持作用 B.吞噬作用 C.主动运输 D.变形运动 E.变皱膜运动 8.对中间纤维结构叙述错误的是 A.直径介于微管和微丝之间 B.为实心的纤维状结构 C.为中空的纤维状结构 D.两端是由氨基酸组成的化学性质不同的头部和尾部 E.杆状区为一个由310个氨基酸组成的保守区 9.在微丝的组成成分中，起调节作用的是 A.原肌球蛋白 B.肌球蛋白 C.肌动蛋白 D.丝状蛋白 E.组带蛋白 10.下列哪种纤维不属于中间纤维 A.角蛋白纤维 B.结蛋白纤维 C.波形蛋白纤维 D.神经丝蛋白纤维 E.肌原纤维 对应题 A.微管 B.微丝 C.微梁网格 D.微粒 E.核骨架 11.鞭毛和纤毛的主要成分是 12.主要由肌球蛋白和肌动蛋白构成的结构是 13.与染色质包装有关的结构是 14.对游离核糖体有支持作用的是 15.可被秋水仙素抑制的结构是 16.可被细胞松弛素B破坏的结构是 A.单管 B.二联管 C.三联管 D.四联管 E.中央管
观察细胞骨架实验报告 篇一：洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞骨架观察实验报告洋葱鳞片叶表皮细胞的细胞骨架观察实验报告 吴若自然科学大类单周四 119 XX/11/17 一、实验目的: 1. 掌握用光学显微镜观察植物细胞骨架的原理及方法。 2. 认识细胞骨架的形态，联系细胞骨架的功能。 二、实验原理： 细胞骨架是指真核细胞中的蛋白纤维网架体系。广义的细胞骨架包括细胞核骨架、细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。根据蛋白质纤维的直径、组成成分和组装结构的不同可分为微丝、微管和中间纤维。细胞骨架对于维持细胞的形态结构及细胞运动、物质运输、能量转换、信号传导和细胞分裂等有重要的作用。本试验采用去垢剂TritonX-100 的缓冲液处理植物材料时，可将细胞的膜结构和大部分蛋白质抽提掉，但细胞骨架系统的蛋白却被保存下来，后者用考马斯亮蓝R250 染色，在光学显微镜下可见一种网状结构。 三、操作步骤： 1. 取洋葱内皮表层膜1cm2(可多取两片)左右置于含2mlPBS液的小皿中湿润5min后，吸 去PBS 2. 向小皿中加入1.5mlTritonX-100(1%)，浸没20min
后，吸走TritonX-100 3. 向小皿中加入2mlMbuffer浸没置于摇床上5min，重复两次后，吸走Mbuffer 4. 向小皿中加入105ml戊二醛（3%），浸没30min后，吸走戊二醛 5. 向小皿中加入2mlPBS，浸没置于摇床上5min，重复两次 6. 取出表皮平铺于载玻片上，滴加100微升，静置100min后吸取染料 7. 向表面滴加蒸馏水洗涤后用纸巾洗去液体，重复两次 8. 盖上盖玻片，擦去残余液体，用光学显微镜观察并拍照记录 四、实验结果： 如图所示，洋葱内表皮细胞轮廓清晰可见，细胞壁及其分界明显可见。可观察到线性纤维交织而成的网状结构，同一细胞内各处骨架密集度不均匀，细胞核区域纤维较密集，蓝色较重。调节显微镜焦距可观察到细胞不同横切面的网络结构的变化，表明细胞骨架以三维立体结构的形式分布在整个细胞内。 五、思考题： 1. 简述细胞质骨架的基本类型及结构特征答：微管：
第八章细胞骨架一．选择题 （一）A型题 1.下列那种结构不由微管构成 A.纤毛 B.纺锤体 C.鞭毛 D.染色体 E.中心体 2.细胞骨架系统的主要化学成分是 A.多糖 B.脂类 C.蛋白质 D.核酸 E.磷酸 3.几种细胞骨架中直径最大的是 A.微管 B.微丝 C.I型中间丝 D.II型中间丝 E.肌动蛋白丝 4.关于微管的化学组成哪项是错误的 A.微管蛋白 B.?微管蛋白 C.MAP D.tau蛋白 E.组蛋白 5.关于微管组装下列哪项叙述不对 A．微管的组装是分步骤进行的
B．微管两端的增长速度相同 C．微管的极性对微管的增长有重要作用 D．微管蛋白聚合和解聚是可逆的 E．微管可以随细胞的生命活动不断的组装去组装 6.关于肌动蛋白的叙述错误的是 A．G-肌动蛋白与F-肌动蛋白可互相转变 B．肌动蛋白上有肌球蛋白结合位点，但无二价阳离子的结合位点C．F-肌动蛋白的聚合过程不需能量 D．微丝受到肌动蛋白-结合蛋白的调节 E．肌动蛋白为不对称球形分子 7.微管蛋白的异二聚体上具有下列哪种三磷酸核苷的两个结合位点D A.UTP B.ATP C.CTP D.GTP E.TTP 8.电镜下可见中心粒的每个短筒状的小体 A．由9组二联管环状排列而成 B．由6组二联管环状排列而成 C．由9组单管环状排列而成 D．由9组三联管环状排列而成 E．由6组三联管环状排列而成 9.下列哪种结构不是由MT构成 A．中心体 B．纺锤体 C．鞭毛 D．纤毛 E．染色体 10.人体皮肤上皮的深层细胞中起支架作用的微丝是
A.张力微丝 B.神经微丝 C.纤维微丝 D.肌微丝 E.以上都不是 11.关于鞭毛、纤毛哪项叙述错误 A．鞭毛、纤毛的基体无中央微管 B．鞭毛、纤毛外被细胞膜 C．在鞭毛、纤毛的横切面上可见10组二联管 D．鞭毛、纤毛的基体与中心粒相似 E．鞭毛、纤毛中都含有一对由中央鞘包围的微管 12.鞭毛中央有 A.一根单管 B.一对单管 C.二联管 D.三联管 E.无结构 13.纤毛轴心含有平行微管的排列是 A.9+0 B.9+2 C.9+4 D.9+3 E.以上答案都不正确 14.鞭毛和纤毛的MTOC是 A.中心体 B.基体 C.中央单管 D.异二聚体 E.轴心
核基质概论 细胞核骨架是存在于真核细胞核内的以蛋白成分为主的纤维网架体系。目前对核骨架的概念有两种理解，狭义的核骨架仅指核内基质(inner nuclear matrix，inner nuclearskeleton)，即细胞核内除核膜、核纤层、染色质、核仁和核孔复合体以外的以纤维蛋白成分为主的纤维网架体系；广义的核骨架包括核基质、核纤层和核孔复合体。 长期以来，对细胞核的研究主要集中于染色质，核仁和核膜，尤其是注重对DNA、RNA、组蛋白和核酸酶的研究。核骨架曾长期被人们所忽视，直到70年代中期，Berezney和Coffey等(1974)才首次将核骨架(nuclear matrix)作为细胞核内独立的结构体系进行研究，用非离子去垢剂、核酸酶与高盐缓冲液对大鼠肝细胞进行处理，当核膜、染色质与核仁被抽提后，发现核内仍存留有一个以纤维蛋白成分为主的网架结构。此后，真核细胞中核骨架的客观存在相继为其他实验室所证实，并发现核骨架与DNA复制、RNA转录和加工、染色体组装及病毒复制等一些重要的生命活动有关(图9-26)。 (一)形态结构 近年来，核骨架的研究取得很大进展，成为细胞生物学研究的一个新的生长点。细胞核内物质密度较大，且有大量染色质纤维，直接在原位研究核骨架的形态结构及成分相当困难。在核骨架研究中，一般首先分离核骨架，然后研究其结构成分及功能。最早是Coffey等用非离子去垢剂、核酸酶与高盐缓冲液(2mol／L NaCl)处理细胞核，分离核骨架。值得一提的是Penman等建立的细胞分级抽提方法。先用非离子去垢剂处理细胞，溶解膜结构系统，胞质中可溶性成分随之流失，主要存留细胞骨架体系。再用Tween 40和脱氧胆酸钠处理，胞质中的微管、微丝与一些蛋白结构被溶去，胞质中只有中间纤维网能完好存留。然后用核酸酶与0.25mol／L硫酸铵处理，染色质中DNA、RNA和组蛋白被抽提，最终核内呈现一个精细发达的核骨架网络，结合非树脂包埋-去包埋剂电镜制样方法，可清晰地显示核骨架-核纤层-中间纤维结构体系。此后，又有更接近于生理条件的核骨架制备方法出现，如用3，5-二碘水杨酸锂(LIS)处理细胞核来分离核骨架。
实验4细胞骨架的显示及观察 姓名：李思露 学号：131140040 一、实验目的 1.掌握用考马斯亮蓝R250染色观察动物和植物细胞骨架的原理和方法。 2.了解免疫荧光法检测细胞成分的原理和方法。 二、实验原理 1.细胞骨架：指真核细胞中的蛋白纤维网架体系。广义的细胞骨架包括细胞核骨架、 细胞质骨架、细胞膜骨架和细胞外基质。狭义的细胞骨架是指细胞质骨架，包括微 管（microtubule，MT）、微丝（microfilament，MF）、中间纤维（intermediated filament，IF）。 2.微管微管是细胞内由微管蛋白形成的直径约 呈放射状向胞质四周扩散，主要确定膜性细 胞器的位置和作为膜泡运输的导管。微管蛋 白有α和β两种。αβ异二聚体沿纵向聚 合成丝，原丝成环状排列形成微管的壁。微管 不稳定，对低温（冷冻）、高压等物理因素及 秋水仙素（微管断裂剂）等化学因素敏感。紫 杉醇可以和微管蛋白多聚体结合，抑制微管解 聚。 3.微丝：真核细胞内是主要由肌动蛋白（actin）组 成的直径为5～7nm的骨架纤丝。主要分布在细胞 质膜的内侧，作用是确定细胞表面特征、并与细胞 运动、收缩、内吞等功能有关。脊椎动物肌动蛋白 分为α、β和γ三种类型，不同种类细胞中肌动蛋 白组成不同。肌动蛋白单体为球形，依次连接成链， 两串肌动蛋白链互相缠绕扭曲成一股微丝。细胞松 弛素B为微丝断裂剂。 4.中间纤维：直径介于微丝和微管之间（7~11nm）、由多种不同蛋白组成的细胞骨架
成分。在细胞中围绕着细胞核分布，成束成 网，并扩展到细胞质膜，与质膜骨架相连结。 主要起机械支撑和加固作用。组成中间纤维 的蛋白：角蛋白，波形蛋白，结蛋白、神经纤 维，神经胶质纤维和核纤层蛋白。不同组织来 源的细胞，组成其中间纤维的蛋白质种类可能 不同。 5. 研究细胞骨架的意义。 （1）了解细胞骨架与细胞各种功能行使之间的关系。 （2）了解理化因素是否通过影响细胞骨架对细胞功能产生影响，以便趋利避害。 （3）鉴定发育中的细胞及肿瘤的来源。 6. 显示细胞骨架的常用方法：考马氏亮蓝染色法、免疫荧光染色法、鬼笔环肽标记法。 （1）考马斯亮蓝染色法原理及特点 原理：用去垢剂Triton X-100处理细胞适宜时间，可以溶解膜脂，并与大部分非骨架蛋白 疏水区结合而将其溶解，剩下的纤维状细胞骨 架蛋白比较稳定而不被溶解，然后用蛋白染料 考马斯亮蓝染色即可显示其结构。 特点：非特异蛋白染色，不能区分微管、微丝、 中间纤维 （2）免疫荧光染色法原理及特点 原理：用TritonX-100处理固定处理过 的细胞，可增加细胞膜通透性，使抗体 能够进入细胞内与细胞骨架蛋白结合。接 着用荧光素标记的抗骨架蛋白抗体便可通 过直接免疫荧光法或间接免疫荧光法显示 骨架。 特点：特异显示各种骨架蛋白 （3）鬼笔环肽标记法原理及特点 原理：鬼笔环肽可特异性地结合肌动蛋白， 因此，用荧光素标记的鬼笔环肽可以显示 微丝。 特点：灵敏，能特异显示微丝。 三、 实验材料、试剂及用品 （一） 材料： 洋葱 （二） 试剂 （1）M-缓冲液。 （2）6mM 磷酸盐缓冲液（pH6.8）。 （3）含1%TritonX-100的M-缓冲液。 （4）用M-缓冲液配制的3.0%戊二醛。 （5）0.2%考马斯亮蓝R250染液。