细胞骨架_细胞基本骨架
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细胞骨架
学习方法归纳:
第一、认识细胞生物学课程的重要性,正如原子是物理性质的最小单位,分子是化学性质的最小单位,细胞是生命的基本单位。50年代以来诺贝尔生理与医学奖大都授予了从事细胞生物学研究的科学家,可见细胞生物学的重要性。如果你将来打算从事生物学相关的工作,学好细胞生物学能加深你对生命的理解。
第二、明确细胞生物学的研究内容,即:结构、功能、生活史。生物的结构与功能是相适应的,每一种结构都有特定的功能,每一种功能的实现都需要特定的物质基础。如肌肉可以收缩、那么动力是谁提供的、能量从何而来的?
第三、从显微、超微和分子三个层次来认识细胞的结构与功能。一方面每一个层次的结构都有特定的功能,另一方面各层次之间是有机地联系在一起的。
第四、将所学过的知识关联起来,多问自己几个为什么。细胞生物学涉及分子生物学、生物化学、遗传学、生理学等几乎所有生物系学过的课程,将学过的知识与细胞生物学课程中讲到的内容关联起来,比较一下有什么不同,有什么相同,为什么?尽可能形成对细胞和生命的完整印象,不要只见树木不见森林。另一方面细胞生物学各章节之间的内容是相互关联的,如我们在学习线粒体与叶绿体的时候,要联想起细胞物质运输章节中学过的DNP、FCCP等质子载体对线粒体会有什么影响,学习微管结构时要问问为什么β微管蛋白是一种G蛋白,而α微管蛋白不是,学习细胞分裂时要想想细胞骨架在细胞分裂中起什么作用,诸如此类的例子很多。
第五、紧跟学科前沿,当前的热点主要有“信号转导”、“细胞周期调控”、“细胞凋亡”等。细胞生物学是当今发展最快的学科之一,知识的半衰期很短(可能不足5年),国内教科书由于编撰周期较长,一般滞后于学科实际水平5-10年左右,课本中的很多知识都已是陈旧知识。有很多办法可以使你紧跟学科前沿:一是选择国外的最新教材,中国图书进出口公司读者服务部那里可以买到很多价廉物美的正宗原版教材(一般200-400元,只相当于国外价格的1/5);二是经常读一些最新的期刊资料,如果条件所限查不到国外资料,可CAE 有限元 工程仿真 有限元软件 工程分析
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以到中国期刊网、万方数据等数据库中查一些综述文章,这些文章很多是国家自然科学基金支助的,如在中国期刊网的检索栏输入关键词“细胞凋亡”,二次检索输入关键词“进展”,你会发现一大堆这样的文章,都是汉字写的比读英文省事。
第六、学一点科技史,尤其是生物学史,看看科学家如何开展创造发明,学习他们惊人的毅力、锐敏的眼光和独特的思维。牛顿说过:“我之所以比别人看得更远,是因为站在巨人的肩膀上。”
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
2、应力纤维
3、微管
4、微丝
5、中间纤维
6、踏车现象
7、微管组织中心(MTOC)
8、胞质分裂环
二、填空题
1、_____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_____极和_____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_____。
4、小肠上皮细胞表面的指状突起是_____,其中含有_____细胞质骨架成分。
5、肌动蛋白单体连续地从细纤维一端转移到另一端的过程称为_____。
6、微管由_____分子组成的,微管的单体形式是_____和_____组成的异二聚体。
7、外侧的微管蛋白双联体相对于另一双联体滑动而引起纤毛摆动,在此过程中起重要作用的蛋白质复合物是_____。
8、基体类似于_____,是由9个三联微管组成的小型圆柱形细胞器。
9、_____位于细胞中心,在间期组织细胞质中微管的组装和排列。
10、_____药物与微管蛋白紧密结合能抑制其聚合组装。
11、_____具有稳定微管,防止解聚,协调微管与其他细胞成分的相互关系的作用。
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12、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_____。
13、最复杂的中等纤维蛋白家庭是_____,在头发和指甲中存在其中的8种蛋白。
14、II型中等纤维蛋白_____,广泛分布在中胚层来源的细胞中,如成纤维细胞、内皮细胞和白细胞。
15、II型中等纤维蛋白_____,发现于平滑肌和横纹肌细胞中。
16、细胞骨架普遍存在于 细胞中,是细胞的 结构,由细胞内的 成分组成。包括、和 三种结构。
17、中心体由 个相互 排列的圆筒状结构组成。结构式为。主要功能是与细胞的 和 有关。
18、鞭毛和纤毛基部的结构式为,杆状部的结构式为,尖端部的结构式为
19、在癌细胞中,微管数量,不能形成 状。在早老性痴呆患者脑组织细胞中微管大量。
20、在细胞内永久性微丝有,临时性微丝有 ;永久性微管有,临时性微管有。
三、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
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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
四、判断题
1、细胞松弛素B是真菌的一种代谢产物,可阻止肌动蛋白的聚合,结合到微丝的正极,阻止新的单体聚合,致使微丝解聚。()
2、永久性结构的微管有鞭毛、纤毛等,临时性结构为纺锤体等。()
3、纺锤体微管可分为动粒微管和非极性微管。()
4、核骨架不象胞质骨架那样由非常专一的蛋白成分组成,核骨架的成分比较复杂,主要成分是核骨架蛋白及核骨架结合蛋白,并含有少量RNA。()
五、简答题
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1、微丝的化学组成及在细胞中的功能。
2、什么是微管组织中心,它与微管有何关系。
3、简述中间纤维的结构及功能。
六、论述题
1、比较微管、微丝和中间纤维的异同。
2、试述微管的化学组成、类型和功能。
七、翻译
1、细胞骨架
2、微管
3、中间纤维
4、细胞核骨架
5、核纤层
第十章参考答案
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。
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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;
2、正极、负极;
3、收缩环;
4、微绒毛、微丝;
5、踏车行为;
6、微管蛋白、α、β微管蛋白;
7、动力蛋白;
8、中心粒;
9、中心体;
10、细胞松弛素B;
11、微管结合蛋白;
12、驱动蛋白;
13、角蛋白;
14、波形蛋白;
15、结蛋白;
16、真核,支撑,蛋白质,微管,微丝,中间纤维;
17、2,垂直蛋白,9×3+0,分裂,运动;
18、9×3+0,9×2+2,9×1+2;
19、减少、束、变形,20、肌细胞中的细肌丝、小肠微绒毛中的轴心微丝,胞质分裂环;鞭毛、纤毛,纺锤体。
三、选择题
1、D;
2、D;
3、E;
4、C;
5、A;
6、B;
7、C;
8、B;
9、A;
10、E。
四、判断题
1、√;
2、√;
3、×;
4、√。
五、简答题
1、微丝的化学组成及在细胞中的功能。
答:微丝的化学组成:主要成分为肌动蛋白和肌球蛋白,肌球蛋白起控制微丝的形成、连接、盖帽、切断的作用,也可影响微丝的功能。其他成分为调节蛋白、连接蛋白、交联蛋白。微丝的功能:(1)与微管共同组成细胞的骨架,维持细胞的形状。(2)具有非肌性运动功能,CAE 有限元 工程仿真 有限元软件 工程分析
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与细胞质运动、细胞的变形运动、胞吐作用、细胞器与分子运动、细胞分裂时的膜缢缩有关。(3)具有肌性收缩作用(4)与其他细胞器相连,关系密切。(5)参与细胞内信号传递和物质运输。
2、什么是微管组织中心,它与微管有何关系。
答:微管组织中心是指微管装配的发生处。它可以调节微管蛋白的聚合和解聚,使微管增长或缩短。而微管是由微管蛋白组成的一个结构。二者有很大的不同,但又有十分密切的关系。微管组织中心可以指挥微管的组装与去组装,它可以根据细胞的生理需要,调节微管的活动。如在细胞有丝分裂前期,根据染色体平均分配的需要,从微管组织中心:中心粒和染色体着丝粒处进行微管的装配形成纺锤体,到分裂末期,纺锤体解聚成微管蛋白。所以说,微管组织中心是微管活动的指挥
3、简述中间纤维的结构及功能。
答:中间纤维的直径约7~12nm的中空管状结构,由4或8个亚丝组成。单独或成束存在于细胞中。中间纤维具有一个较稳定的310个氨基酸的α螺旋组成的杆状中心区,杆状区两端为非螺旋的头部区(N端)和尾部区(C端)。头部区和尾部区由不同的氨基酸构成,为高度可变区域。
功能:(1)支持和固定作用:支持细胞形态,固定细胞核。(2)物质运输和信息传递作用:在细胞质中与微管、微丝共同完成物质的运输,在细胞核内,与DNA的复制和转录有关。(3)细胞分裂时,对纺锤体和染色体起空间支架作用,负责子细胞内细胞器的分配与定位。(4)在细胞癌变过程中起调控作用。
六、论述题
1、比较微管、微丝和中间纤维的异同。
答:微管、微丝和中间纤维的相同点:(1)在化学组成上均由蛋白质构成。(2)在结构上都是纤维状,共同组成细胞骨架。(30在功能都可支持细胞的形状;都参与细胞内物质运输和信息的传递;都能在细胞运动和细胞分裂上发挥重要作用。
微管、微丝和中间纤维的不同点:(1)在化学组成上均由蛋白质构成,但三者的蛋白质的种类不同,而且中等纤维在不同种类细胞中的基本成分也不同。(2)在结构上,微管和中间纤CAE 有限元 工程仿真 有限元软件 工程分析
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维是中空的纤维状,微丝是实心的纤维状。微管的结构是均一的,而中等纤维结构是为中央为杆状部,两侧为头部或尾部。(3)功能不同:微管可构成中心粒、鞭毛或纤毛等重要的细胞器和附属结构,在细胞运动时或细胞分裂时发挥作用:微丝在细胞的肌性收缩或非肌性收缩中发挥作用,使细胞更好的执行生理功能;中等纤维具有固定细胞核作用,行使子细胞中的细胞器分配与定位的功能,还可能与DNA的复制与转录有关。
总之,微管、微丝和中间纤维是真核细胞内重要的非膜相结构,共同担负维持细胞形态,细胞器位置的固定及物质和信息传递重要功能。
2、试述微管的化学组成、类型和功能。
答:微管的化学组成:主要化学成分为微管蛋白,为酸性蛋白。其他化学成分为微管结合蛋白包括为微管相关蛋白、微管修饰蛋白、达因蛋白。微管的类型:单微管、二联管、三联管。
微管的功能:(1)构成细胞的网状支架,维持细胞的形态。(2)参与细胞器的分布与运动,固定支持细胞器的位置(3)参与细胞收缩和伪足运动,是鞭毛纤毛等细胞运动器官的基本组成成分。(4)参与细胞分裂时染色体的分离和位移。(5)参与细胞物质运输和传递。
七、翻译
1、Cytoskeleton2、microtubules3、intermediate filament4、nuclear skeleton5、Nuclear Lamina
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