第七章细胞骨架与细胞运动
细胞骨架与细胞运动
不同的方式与肌动蛋白相结合，严格地调控着微
丝的组织与行为，形成了多种不同的亚细胞结构，
执行不同的功能。
细胞骨架与细胞运动
l 微丝的体外组装过程可分为成核期、延长期和稳定期。 l 成核期：限速，二聚体不稳定，需形成三聚体核心； l 生长期：球状肌动蛋白在核心两端的正快负慢聚合； l 稳定期：掺入速度等于解离速度；延长长度等于缩短长度。
细胞骨架与细胞运动
细胞骨架与细胞运动
l γ－微管蛋白环状复合物（ γ－TuRC）：由α 微管蛋白、β微管蛋白、γ微管蛋白和其他四种蛋 白质组成。非微管蛋白决定螺旋形支架，13个γ 微管蛋白和1-2个α、β微管蛋白异二聚体结合到支 架上。 γ－TuRC的作用是促进微管核心的形成， 即成核作用。
细胞骨架与细胞运动
肌原纤维｛
肌动蛋白
细肌丝｛原肌球蛋白
肌钙蛋白 l 肌肉收缩的滑动丝模型。
细胞骨架与细胞运动
中间丝(intermediate filament, IF)
中间丝是直径10nm纤维状蛋白，因其介于粗 肌丝和细肌丝以及微丝和微管之间, 故被命名为中 间纤维。中间丝是最稳定的细胞骨架成分，也是 三类细胞骨架纤维中化学成分最为复杂的一种。
细胞骨架与细胞运动
微丝的主要功能是参与细胞运动、分裂和信号转导 l 微丝构成细胞的支架并维持细胞的形态，如细胞
皮层、应力纤维及微绒毛(microvilli)等;
细胞骨架与细胞运动
l 微丝参与细胞的运动，如伪 足等细胞的变形运动；
l 微丝在肌球蛋白(mioisin)参 与下作为运输轨道参与细胞 内物质运输，有点类似于微 管的轨道作用；
广义的细胞骨架包括细胞质骨架（微管、微 丝和中间纤维）、细胞核骨架（核基质、核纤层 和核孔复合体）、细胞膜骨架和细胞外基质。
细胞骨架与细胞运动的关系研究
细胞骨架与细胞运动的关系研究细胞骨架是由细胞内的蛋白质纤维组成的，它是维持细胞形态稳定以及参与细胞运动的重要组成部分。
而细胞运动的本质是受控的物质转运过程，涉及到多种蛋白质、细胞骨架以及各类信号分子等分子机制，这些分子之间的相互作用以及整个过程的调节机制便是目前细胞运动领域的研究热点之一。
细胞骨架与细胞运动的关系一直是细胞生物学研究的重要课题之一。
传统的观点认为，细胞骨架的主要作用是维持细胞的形态，而对细胞运动的影响并不太大。
但是，随着技术的进步和研究的深入，越来越多的证据表明，细胞骨架对细胞运动也具有非常重要的调控作用。
下面从细胞运动中的几个方面来分别阐述细胞骨架的作用。
1. 细胞极性形成和定向运动对很多细胞而言，形成明显的前端和后端是细胞运动的前提，即细胞必须具有极性。
这种极性在一定程度上依赖于细胞骨架，特别是微管和纤维蛋白的作用。
微管的生长和分解可以导致细胞前端形成并向前移动，而纤维蛋白的收缩则可以导致细胞后端缩短并向前移动。
此外，细胞骨架还协同作用于细胞内的信号传递分子，帮助细胞在移动时定向。
绝大多数情况下，细胞的定向来自于外部环境刺激所引起的细胞内信号调节，这个调节过程可以依靠微管、纤维蛋白以及相应的连接蛋白参与完成。
2. 细胞黏附和膜扩散细胞与周围环境的黏附和分离是细胞运动的重要步骤，而细胞骨架对这些过程的调控也显得尤为重要。
细胞骨架在细胞黏附上发挥的作用主要体现在微丝和微小管对黏附分子以及细胞外基质的连接，而中间丝则主要调控分子在膜表面的扩散过程。
3. 细胞体内运动和线粒体动力学细胞内各种器官之间的移动和分布是细胞生命活动中必不可少的一环，而细胞骨架的作用也在其中发挥了重要作用。
例如，微管是细胞内支持各种运动蛋白基础设施的重要成员，它们能够维持细胞内的高度有序结构，从而消耗低能量进行移动。
此外，线粒体动力学也是细胞骨架在细胞运动调控中值得注意的方面。
近年来的研究表明，线粒体的运动速度、分布和定位都和微管、中间丝以及微丝的结构有着极其密切的关系。
细胞骨架与细胞运动
细胞骨架与细胞运动细胞骨架是细胞内一种动态的构造，由微丝、微管和中间纤维组成。
它在维持细胞形态、参与细胞分裂、细胞内物质的运输以及细胞运动等方面起着重要的作用。
本文将详细探讨细胞骨架与细胞运动的关系及其机制。
一、微丝（微纤丝）与细胞运动微丝是由肌动蛋白组成的细胞骨架的一种形式，直径约为7纳米。
它在细胞内充当细胞骨架的支架，对细胞形态维持具有重要作用。
而且，在细胞运动过程中，微丝也发挥着重要的作用。
首先，微丝在细胞分裂中起到关键作用。
在有丝分裂过程中，微丝通过与运动蛋白的相互作用，参与了染色体的分离和定位，进而推动细胞的分裂。
此外，在无丝分裂中，微丝也参与了细胞膜的收缩和细胞质的分裂过程。
其次，微丝在细胞内物质运输中起到桥梁作用。
细胞内的许多物质需要通过微丝的导向运输到达目的地。
通过微丝与运动蛋白（如肌动蛋白）的相互作用，细胞内物质的运输可以在细胞膜下、细胞质内等区域进行。
最后，微丝参与细胞的运动过程。
细胞运动可以分为两种类型：细胞迁移和细胞运动。
在细胞迁移中，微丝特别重要。
它通过细胞前缘的伸长和收缩，推动细胞向特定方向运动。
在细胞运动中，微丝通过与运动蛋白的结合，使细胞形成伪足并向前蠕动。
二、微管与细胞运动微管通常由α-和β-微管蛋白两种亚基组成，直径约为25纳米。
与微丝一样，微管也参与了多个细胞过程，尤其是细胞运动。
首先，微管在细胞分裂中起到了重要作用。
在有丝分裂过程中，微管通过与中心体的相互作用，且由于微管的动态可塑性和极性有区别的特点，推动染色体的分离和排列，最终实现细胞分裂。
在无丝分裂中，微管也参与了细胞膜的收缩和分离。
其次，微管在细胞内物质运输过程中起到了关键作用。
携带运输囊泡的微管通过与运动蛋白（如动力蛋白）的相互作用，使物质能够沿着微管方向进行快速运输。
特别是在神经元等特化细胞中，微管的功能尤为重要。
最后，微管也参与了细胞的运动过程。
细胞中的纤毛和鞭毛都是由微管构成的，通过微管的伸长和收缩来实现纤毛和鞭毛的摆动。
第七章 细胞骨架与细胞运动 2
cell Biology
cell Biology
肌球蛋白
调节轻链 基本轻链 原肌球蛋白 肌钙蛋白
细肌丝
肌肉收缩的滑动丝模型
cell Biology
放松
收缩
肌球蛋白在细肌 丝上的移动过程
cell Biology
结合
释放
直立 产力
再结合
5、微丝参与细胞内物质的运输 、
cell Biology
肌球蛋白Ⅰ是一种马达蛋白， 肌球蛋白Ⅰ是一种马达蛋白，能将运输小泡沿 微丝的负端向正端移动。 微丝的负端向正端移动。
第四节 细胞的运动
cell Biology
一、微管与细胞运动 纤毛和鞭毛的运动 ——微管滑动模型 ——微管滑动模型
Biology
cell Biology
cell Biology
cell Biology
二、微丝与细胞运动
cell Biology
cell Biology
cell Biology
第三节 中间纤维
cell Biology
cell Biology
中间纤维的结构 中间纤维的直径为10nm 中间纤维的直径为 中间纤维蛋白是中间纤维的基本组成单位 中间纤维单体有共同的结构： 中间纤维单体有共同的结构： α-螺旋中间区（杆状区）、球形的 端和 端 螺旋中间区（ ）、球形的 端和C端 螺旋中间区 杆状区）、球形的N端和 螺旋区是高度保守的， 端和 端和C端是高度可变的 α-螺旋区是高度保守的，N端和 端是高度可变的 螺旋区是高度保守的 中间纤维结构的关键区域在于杆状区
中间纤维的装配和调节
cell Biology
cell Biology
四聚体是中间纤维组装的基础亚单位！ 四聚体是中间纤维组装的基础亚单位！ 中间纤维没有极性， 中间纤维没有极性，可能是由于超螺旋二聚 体以反向平行排列形成四聚体， 体以反向平行排列形成四聚体，形成两个相 同的末端！ 同的末端！ 中间纤维没有特异性药物！ 中间纤维没有特异性药物！
《细胞生物学》复习题第七章
《细胞生物学》复习题第七章第七章细胞骨架与细胞的运动1.名词解释：细胞骨架、微管组织中心(MTOC)、γ-微管蛋白环形复合体(γ-TuRC)、中心体、踏车运动、驱动蛋白、动力蛋白。
※细胞骨架：真核细胞质中的蛋白质纤维网架体系，由3种不同的蛋白纤维结构组成——微管、微丝、中间丝。
※微管组织中心：微管的聚合从特异性核心形成位点开始，主要是中心体、纤毛的基体。
帮助微管装配的成核。
※γ-微管蛋白环形复合体：可形成10～13个γ-微管蛋白分子的环形结构（螺旋花排列），组成一个开放的环状模板，与围观具有相同直径。
可刺激微管核心形成，包裹微管负端，阻止微管蛋白渗入。
还能影响微管从中心粒上释放。
※中心体：是动物细胞中决定微管形成的一种细胞器，包括中心粒和中心粒旁物质。
两个桶状、垂直排列的中心粒，包埋在中心粒旁物质中。
在细胞间期，中心体位于细胞核附近，在有丝分裂期，位于纺锤体的两极。
※踏车运动：微管的聚合与解聚持续进行，经常是一端聚合，为正端；另一端解聚，是负端，这种微管装配方式，称“踏车运动”。
※细胞内各细胞器和所有的物质转运都与微管密切相关；微管的物质运输由微管动力蛋白（或马达蛋白）完成，共有几十种，可分为三大家族：驱动蛋白kinesin，动力蛋白dynein和肌球蛋白myosin家族（肌球蛋白以肌动蛋白纤维为运行轨道）驱动蛋白与动力蛋白的两个球状头部是与微管专一结合，具有ATP酶活性，水解ATP供能完成与微管结合、解离、再结合的动作。
驱动蛋白：由两条重链和两条轻链组成。
一对与微管结合的球状头部——ATP水解酶，水解ATP产生能量进行运动；将货物由负端运输向正端。
动力蛋白：目前已知的最大的、最快的分子运输蛋白。
由两条重链和几种中等链、轻链组成，头部具有ATP水解酶活性。
沿着微管的正端向负端移动。
为物质运输，也为纤毛运动提供动力。
在分裂间期，参与细胞器的定位和转运。
2.三种骨架蛋白的分布如何？微丝：主要分布在细胞质膜的内侧。
第七章 细胞骨架与细胞的运动练习题及答案
第七章细胞骨架与细胞的运动一、名词解释1.细胞骨架( cytoskeleton)2.微管( microtubule)3.微管组织中心( microtubule organizing center,MTOC)4.中心体( centrosome)5.马达蛋白( motor protein)6.微丝( microfilament,MF)7.细胞皮层( cell cortex)8.应力纤维( stress fiber)9.中间纤维( intermediate filament)10.Y-微管蛋白环形复合体(γ- tubulin ring complex,γ-TuRC)二、单项选择题1.细胞质中,组成单管管壁的原纤维根数是A.9B.13C.23D.26E.332.细胞骨架不参与下列细胞活动或细胞结构的是A.细胞迁移B.有丝分裂C.胞吞作用D.有被小泡E.信号转导3.下列不属于中间纤维蛋白的是A.单体隔离蛋白B.结蛋白C.波形蛋白D.角蛋白E.核纤层蛋白4.下列不属于微管的功能的是A.参与色素颗粒的运输B.参与构成鞭毛、纤毛C.构成伪足D.参与细胞内信号转导E.维持高尔基复合体的位置5.中间纤维装配最常见的调节方式是A.磷酸化B.糖基化C.泛素化D.甲基化E.羟基化6.核纤层蛋白属于A.微管蛋白B.肌动蛋白C.中间纤维蛋白D.驱动蛋白E.动力蛋白7.微管体外装配可分为三个时期,其中为微管的限速过程的是A.成核期B.聚合期C.延长期D.稳定期E.平衡期8.微丝在聚合过程中所需要的能量形式是A. ATPB. ADPC. CTPD. GDPE. CTP9.下列以微丝为运行轨道的马达蛋白是A.微管蛋白B.动力蛋白C.驱动蛋白D.肌动蛋白E.肌球蛋白10.使用秋水仙素可抑制细胞的有丝分裂并使其停滞于A.间期B.前期C.中期D.后期E.末期11.下列基因的突变可导致大疱性表皮松解症的是A. GLUT-1B. SGLTC. keratin-5D. tauE.. LDL-R12.可作为细胞中微管组织中心的结构是A.星体微管B.中心体C.中心粒D.纤毛E.鞭毛13.微丝组装过程中,当微丝长度基本不变,正端延长长度等于负端缩短长度时,微丝处于A.成核期B.聚合期C.延长期D.限速期E.平衡期14.微管在聚合过程中所需要的能量形式是A. ATEB. ADPC. GTPD. GDPE. CTP15.具有组织特异性分布的细胞骨架成分是A.a管蛋白B.β管蛋白C.y微管蛋白D.G-肌动蛋白E.角蛋白16.影响微管组装的主要条件中,不包括A.GTP浓度B.微管蛋白的浓度C.秋水仙素D.温度E.压力17.纤毛和鞭毛体部的微管均以“9+2”形式构成,其中A.“2”表示2个单管B.“9”表示9个单管C.“2”表示2个二联管D.“9”表示9个三联管E.“2”表示2个三联管18.构成细胞皮层的主要成分是B.核纤层蛋白C.肌球蛋白A.微管蛋白D.马达蛋白E.肌动蛋白19.主要由微管构成的细胞结构是A.鞭毛B.伪足C.核纤层D.微绒毛E.细胞皮层20.影响微丝组装的最关键的因素是A.ATP和肌动蛋白的浓度B.ATP和温度C.GTP和温度D.GTP和肌动蛋白的浓度E.肌动蛋白的浓度和温度21.能够促进微管聚合的药物是A.紫杉醇B.长春花碱C.秋水仙素D.细胞松弛素BE.鬼笔环肽22.关于细胞松弛素B的叙述,错误的是A.抑制微丝聚合B.对微管没作用C.可抑制细胞的吞毒D.去除药物后细胞功能可恢复E.可影响肌肉收缩23.导致人纤毛不动综合征的结构异常是A.动力蛋白臂缺失B.中央微管缺失C.中央微管异常D.轴丝缺乏E.tau蛋白过度磷酸化24.可介导物质沿微管负端向正端运动的马达蛋白是A. MAP-1B. MAP-2C.tauD.驱动蛋白E.动力蛋白25.构成微丝的主要成分是A.肌球蛋白B.交联蛋白C.肌动蛋白D.毛缘蛋白E.结蛋白26.鞭毛和纤毛基体的微管排列方式是A.9+2B.9+0C.9×2D.9×3E.9×2+227.细胞分裂进入末期时,核纤层蛋白发生A.磷酸化B.去磷酸化C.甲基化D.去甲基化E.泛素化28.影响微管组装的最关键的因素是A.ATP和微管蛋白的浓度B.ATP和温度C.GTP和温度D.GTP和微管蛋白的浓度E.微管蛋白的浓度和温度29.下列关于中间纤维的组装的正确叙述是A.受ATP调节B.受中间纤维单体浓度的影响C.受 Triton X-100的影响D.受浓盐溶液的影响E.受丝氨酸残基磷酸化的调节30.下列参与构成有丝分裂器的细胞骨架结构是A.核纤层B.核基质C.中心体D.动粒E.收缩环31.波形蛋白主要分布于A.肌细胞B.表皮细胞C.血管内皮细胞D.神经细胞E.成纤维细胞32.可介导物质沿微管正端向负端运动的马达蛋白是A. MAP-1B. MAP-2C.tauD.驱动蛋白E.动力蛋白33.下列以微丝为主要组成的细胞结构是A.纤毛B.鞭毛C.细胞皮层D.核纤层E.纺锤体34.γ-微管蛋白位于A.细胞膜B.细胞核C.中心体D.线粒体E.鞭毛体部35.肌动蛋白不参与的细胞结构是A.微绒毛B.粗肌丝C.应力纤维D.片状伪足E.收缩环36.使用细胞松弛素B作用于成纤维细胞后,发现细胞突起回缩,细胞形状变圆;经充分清洗、继续培养2h后,发现细胞形状又接近正常,表明细胞松弛素BA.不可逆地抑制微管聚合B.不可逆地抑制微丝解聚C.抑制微丝解聚且具有可逆性D.不可逆地抑制微丝聚合E.抑制微丝聚合且具有可逆性37.下列属于微管功能的是A.参与错定连接的形成B.参与核孔定位C.参与细胞运动D.参与肌肉收缩E.参与胞质分裂38.下列关于中间纤维极性的错误叙述是A.中间纤维蛋白具有极性B.螺旋二聚体具有极性C.四聚体不具有极性D.中间纤维的两端是相同的E.中间纤维沿纤维长轴上具有不对称性39.关于肌动蛋白的错误叙述是A.由两个亚基组成B.装配时蛋白单体首尾相接C.含有阳离子结合位点D.有GTP结合位点E.蛋白单体具有极性40.关于微丝功能的叙述,错误的是A.参与细胞的迁移B.参与染色单体的分离C.参与细胞形态的维持D.参与微绒毛的组成E.参与胞质分裂41.在体内装配时,微丝的成核作用发生在A.中心体B. MTOCC.细胞核D.星体E.质膜42.中间纤维在组装过程中,非极性结构起始于A.单体B.二聚体C.四聚体D.八聚体E.原纤维43.下列影响微丝装配的因素是A. ATPB. GTPC.紫杉醇D.秋水仙素E.长春新碱44.下列关于中间纤维的错误叙述是A.可见于细胞核中B.分布具有组织特异性C.参与构成锚定连接D.由管家基因编码E.参与核膜崩解和重建45.非稳态动力学模型认为影响微管组装的主要因素是A. ATPB. GTPC.PHD.温度E.离子浓度46.下列可用于特异性地显示微丝在细胞内分布的是A.紫杉醇B.长春新碱C.细胞松弛素BD.肌动蛋白抗体E.肌球蛋白抗体47.能够与微丝结合而抑制微丝解聚的药物是A.紫杉醇B.长春新碱C.秋水仙素D.鬼笔环肽E.细胞松弛素B48.中间纤维组装的基础亚单位是A.七位复件B.中间纤维蛋白单体C.螺旋二聚体D.四聚体E.八聚体49.在白细胞变形游走的过程中,涉及A.微丝和微丝结合蛋白的相互作用B.微管和微管结合蛋白的相互作用C.钙黏着蛋白对内皮细胞的黏附作用D.通过微管的解聚促进细胞变形E.中间纤维蛋白的磷酸化作用50.下列关于细胞骨架在有丝分裂中作用的叙述,正确的是A.微丝在染色单体分离中起主要作用B.微丝参与纺锤体的形成C.微管和微管结合蛋白参与收缩环的形成D.中间纤维参与核膜的崩解E.微管参与胞质分裂51.角蛋白主要分布于A.肌细胞B.表皮细胞C.神经细胞D.白细胞E.成纤维细胞52.关于细胞运动的正确叙述是A.细胞通过纤毛摆动进行游走B.细胞通过鞭毛摆动清除细胞表面异物C.精子细胞运动涉及二联管间的滑动D.细胞运动与微丝无关E.微管聚合可促进细胞伪足的形成53.关于 Rho GTP酶家族的错误叙述是A.Cdc42的活化可促进肌动蛋白聚合B.Cdc42的活化可促进丝状伪足的形成C.Rac的活化可促进片状伪足形成D.Rac的活化可促进微绒毛的形成E.Rho活化可促进应力纤维的形成54.动物细胞中微管的负极位于A.内质网B.中心体C.细胞膜D.细胞核E.线粒体55.核纤层蛋白主要分布于A.肌细胞B.神经细胞C.神经干细胞D.表皮细胞E.各种类型细胞56.与游离的肌动蛋白单体结合后使其聚合的是A. GTHB. GDPC. ATPD.ADPE.UTP57.只存在于轴突中的微管结合蛋白是A. MAP-1B. MAP-2C. MAP-4D.tauE.肌球蛋白58.关于阿尔茨海默病的错误叙述是A.患者的神经细胞中可见不溶性神经纤维缠结B.与tau蛋白的过度磷酸化有关C.患者的神经细胞中微管蛋白数量显著减少D.患者的神经细胞中存在微管聚集缺陷E.患者的神经细胞中微管稳定性降低59.下列关于中间纤维结构的错误叙述是A.均含4段高度保守的α-螺旋B.亚基装配时靠a-螺旋配对形成二聚体C.均含有中间杆状区D.均含3段间隔区E.N端和C端均呈无规则卷曲状60.下列关于培养细胞爬行过程的错误叙述是A.通过肌动蛋白聚合形成伪足B.通过微丝与微丝结合蛋白相互作用介导微丝生长C.肌动蛋白在中心体处成核D.ARP2/3复合物促进片状伪足的形成E.需要整联蛋白的参与三、多项选择题1.中间纤维组装过程中,具有极性的是A.单体B.二聚体C.四聚体D.八聚体E.原纤维2.下列属于细胞中微管组织中心的结构是A.纺锤体B.中心体C.纤毛基体D.鞭毛基体E.鞭毛3.以下药物可以直接抑制动物细胞的胞质分裂的是A.秋水仙素B.肌球蛋白抗体C.细胞松弛素D.微管蛋白抗体E.肌动蛋白抗体4.下列属于马达蛋白的是A.微管蛋白B.肌动蛋白C.驱动蛋白D.动力蛋白E.肌球蛋白5.中间纤维组装的动态调节方式包括A.甲基化B.磷酸化C.泛素化D.去甲基化E.去磷酸化6.参与构成细胞连接的细胞骨架成分是A.微管B.微丝C.中间纤维D.钙黏着蛋白E.整联蛋白7.中间纤维组装过程中,呈非极性的结构是A.单体B.聚体C.四聚体D.八聚体E.原纤维8.鬼笔环肽可影响的细胞活动是A.胞质分裂B.肌肉收缩C.纺锤体的形成D.变形运动E.肠上皮细胞的吸收作用9.动物细胞中微管的负极位于A.鞭毛基体B.中心体C.纤毛基体D.纤毛E.鞭毛10.下列药物只抑制胞质分裂的是A.长春花碱B.紫杉醇C.秋水酰胺D.细胞松弛素E.鬼笔环肽参考答案名词解释1.细胞骨架( cytoskeleton):真核细胞质中的蛋白质纤维网架体系,包括微管、微丝和中间纤维对于细胞的形状、细胞的运动、细胞内物质运输、染色体的分离和细胞分裂等起重要作用。
《医学细胞生物学》第07章 细胞骨架与细胞的运动
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。
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
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
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。
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。
细胞运动与细胞骨架
细胞运动与细胞骨架细胞是生物体的基本结构单位，它们能够通过细胞运动来实现自身的定位、迁移和形态改变。
而细胞运动的基础是细胞骨架，也称作细胞支架，在细胞的内部提供了结构支持和蛋白质运输的网络系统。
本文将探讨细胞运动与细胞骨架的关系，以及细胞骨架的组成和功能。
一、细胞运动的类型细胞运动包括主动运动和被动运动。
在主动运动中，细胞通过细胞骨架的重塑和细胞质流动的驱动，实现细胞的自发定向运动，如细胞迁移和细胞轴向改变。
而被动运动是指细胞受外力作用而发生运动，如血液中的白细胞在血管内的顺行滚动。
二、细胞骨架的组成细胞骨架主要由三种纤维蛋白组成，分别是微丝、中间丝和微管。
1. 微丝（Actin Filaments）：微丝是由肌动蛋白蛋白链聚合而成的螺旋形纤维，直径约为7纳米。
它们广泛存在于细胞的边缘区域，起到细胞的支持、形态维持和细胞运动的作用。
2. 中间丝（Intermediate Filaments）：中间丝是由多种蛋白亚单位聚合而成的纤维，直径约为10纳米。
它们主要存在于细胞核和细胞质中，提供细胞的结构支持和机械强度。
3. 微管（Microtubules）：微管是由α-β二聚体聚合而成的管状结构，直径约为25纳米。
它们主要分布在细胞的中心区域，并参与细胞质内物质的输送和细胞有丝分裂的过程。
细胞骨架的形成和维持离不开各类细胞骨架相关蛋白的参与，如微丝相关蛋白（actin-binding proteins）、中间丝相关蛋白和微管相关蛋白。
这些蛋白在细胞骨架的稳定性、动态性和功能调控中起到重要的作用。
三、细胞骨架与细胞运动的关系细胞骨架通过对细胞形态的调控参与了细胞的运动过程。
细胞骨架对于细胞的变形和移动提供了力学支撑，并且在细胞运动的各个步骤中发挥重要作用。
1. 细胞定位和定向运动：细胞骨架通过微丝的再组装和重塑来影响细胞的定位和定向运动。
细胞通过调控微丝的聚合和解聚，以及使用微丝相关蛋白的定位，能够实现细胞向特定方向的迁移和定位。
细胞生物学细胞骨架与细胞运动
微管组织中心（microtubule organizing center, MTOCs）
阿尔茨海默氏病——大量损伤的神经元纤维（微管蛋白聚集缺陷 信号传递紊乱）
三．细胞骨架与遗传性疾病
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中间纤维增强细胞的强度
汇报人姓名
（五）参与染色体的运动，调节细胞分裂
参与细胞内信号传导
第二节 微 丝 microfilament , MF
存在方式: 球状肌动蛋白（globular actin, G-actin） 纤维状肌动蛋白（filamentous actin, F- actin）
形态结构：中空圆柱状结构，13根原纤维围成一周， α和β微管蛋白首尾相接，具有极性。
有三种存在形式： 单管、二联管和三联管。
三．微管结合蛋白：（microtubule-associated protein, MAP） 结合在微管表面的辅助蛋白 结构区域 功能： 碱性的微管结合区域 加速微管成核作用； 酸性的突出区域 与其他骨架纤维联系 主要类型： MAP-1（轴突和树突中） MAP-2（胞体和树突中） tau （只存在 于轴突中） MAP-4（大多数细胞中）
参与细胞连接 参与细胞内的信息传递与物质运输 维持细胞核膜稳定，与DNA的复制有关 与细胞的分化
胞质骨架三种组分的比较*
（二）微管和微丝与肿瘤化疗
长春新碱、秋水仙素（与纺锤体微管蛋白结合）— 抑制细胞增殖
细胞生物学第七章总结
第七章细胞骨架与细胞的运动第一节微管真核细胞中细胞骨架成分之一。
是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中空柱状结构。
还能装配成纤毛、鞭毛、基体、中心体、纺锤体等结构，参与细胞形态的维持、细胞运动、细胞分裂等。
微管蛋白与微观的结构存在：所有真核细胞，脊椎动物的脑组织中最多。
直径：24-26纳米中空小管基本构件：微管蛋白α、β异二聚体。
13根原纤维合拢成一段微管。
极性：增长快的为正端，另一端为负端。
（与细胞器定位分布、物质运输方向灯微管功能密切相关）γ微管蛋白：定位于微管组织中心，对微管的形成、数量、位置、极性的确定、细胞分裂有重要作用。
存在形式：单管（存在于细胞质，不稳定）、二联管（AB两根单管构成，主要分布于纤毛和鞭毛）、三联管（ABC三根单管组成，分布于中心粒、纤毛和鞭毛的基体中）一、微管结合蛋白碱性微管结合区域：明显加速微管的成核作用。
酸性突出区域：决定微管在成束时的间距大小种类：MAP-1，MAP-2，MAP-4，tau不同的微管结合蛋白在细胞中有不同的分布区域：tau只存在于轴突中，MAP-2则分布于胞体和树突中。
三，微管的装配的动力学装配特点：动态不稳定性装配过程：1、成核期（延迟期）α和β微管蛋白聚合成短的寡聚体结构，及核心的形成，接着二聚体再起两端和侧面增加使其扩展成片状带当片状带加宽至13根原纤维时，即合拢成一段微管。
是限速过程。
2、聚合期（延长期）细胞内高浓度的游离微管蛋白聚合速度大于解聚速度，新的二聚体不断加到微管正端使其延长。
3、稳定期（平衡期）胞质中游离的微管蛋白达到临界浓度，围观的组装与去组装速度相等（一）微管装配的起始点是微管组织中心中心体和纤毛的基体称为微管组织中心。
作用：帮助大多数细胞质微管装配过程中的成核。
γTuRC：刺激微管核心形成，包裹微管负端，阻止微管蛋白的渗入。
可能影响微管从中心体上释放。
中心体：包括中心粒，中心粒旁物质。
间期位于细胞核的附近，分裂期位于纺锤体的两极。
细胞生物学之笔记--第7章 细胞骨架与细胞运动
第七章细胞骨架与细胞运动细胞骨架cytoskeleton==真核细胞质中的蛋白质纤维网架体系。
细菌体内不存在细胞骨架。
该体系是高度动态结构，由微管、微丝、中间纤维组成，既分散地存在于细胞中，又相互联系形成一个完整的细胞骨架。
作用：①动态网络，支持②定位各种细胞器③引导胞内物质运输④产力结构，负责细胞运动⑤细胞有丝分裂器组分。
广义的核骨架nucleoskeleton,核纤层nuclear lamina和细胞外基质extracellular matrix第一节微管microtubule微管是真核细胞中普遍存在的细胞骨架成分之一，以脊椎动物的脑组织最多。
它是由微管蛋白和微管结合蛋白组成的中控圆柱状结构，在不同类型细胞中有相似结构。
一．微管蛋白与微管的结构□尺寸：直径24~26nm 内径15nm壁厚5n。
□基本构建：微管蛋白α、β异二聚体，各有一个GTP结合位点□动态性：α-微管蛋白的GTP不进行水解也不交换；β-微管蛋白的GTP可水解成GDP，而此GDP也可换成GTP，这一变换对微管的动态性有重要作用□形成：α、β异二聚体头尾相接→原纤维；侧面13条原纤维合拢→微管□极性分布走向：微管具有极性，两端增长速度不同；增长快的一端为正端，另一端为负端。
微管的极性分布走向跟细胞器定位、物质运输方向有关□三种微管蛋白：微管由三种微管蛋白组成：α管蛋白、β管蛋白(前二者占微管蛋白总量80-95%)；γ管蛋白定位于微管组织中心microtubule organizing center, MTOC（对微管的形成、数量、位置、极性、细胞分裂有重要作用）□三种存在形式：真核生物微管有三种存在形式：单管（13）、二联管（23纤毛&鞭毛）、三联管（33中心粒、鞭毛和纤毛的基体中）二．微管结合蛋白microtubule associated protein，MAP∆MAP==与微管结合的辅助蛋白，总是与微管共存，参与微管的装配。
第七章细胞骨架与细胞的运动练习题及答案
第七章细胞骨架与细胞的运动练习题及答案第七章细胞骨架与细胞的运动一、名词解释1.细胞骨架( cytoskeleton)2.微管( microtubule)3.微管组织中心( microtubule organizing center,MTOC)4.中心体( centrosome)5.马达蛋白( motor protein)6.微丝( microfilament,MF)7.细胞皮层( cell cortex)8.应力纤维( stress fiber)9.中间纤维( intermediate filament)10.Y-微管蛋白环形复合体(γ- tubulin ring complex,γ-TuRC)二、单项选择题1.细胞质中,组成单管管壁的原纤维根数是A.9B.13C.23D.26E.332.细胞骨架不参与下列细胞活动或细胞结构的是A.细胞迁移B.有丝分裂C.胞吞作用D.有被小泡E.信号转导3.下列不属于中间纤维蛋白的是A.单体隔离蛋白B.结蛋白C.波形蛋白D.角蛋白E.核纤层蛋白4.下列不属于微管的功能的是A.参与色素颗粒的运输B.参与构成鞭毛、纤毛C.构成伪足D.参与细胞内信号转导E.维持高尔基复合体的位置5.中间纤维装配最常见的调节方式是A.磷酸化B.糖基化C.泛素化D.甲基化E.羟基化6.核纤层蛋白属于A.微管蛋白B.肌动蛋白C.中间纤维蛋白D.驱动蛋白E.动力蛋白7.微管体外装配可分为三个时期,其中为微管的限速过程的是A.成核期B.聚合期C.延长期D.稳定期E.平衡期8.微丝在聚合过程中所需要的能量形式是A. ATPB. ADPC. CTPD. GDPE. CTP9.下列以微丝为运行轨道的马达蛋白是A.微管蛋白B.动力蛋白C.驱动蛋白D.肌动蛋白E.肌球蛋白10.使用秋水仙素可抑制细胞的有丝分裂并使其停滞于A.间期B.前期C.中期D.后期E.末期11.下列基因的突变可导致大疱性表皮松解症的是A. GLUT-1B. SGLTC. keratin-5D. tauE.. LDL-R12.可作为细胞中微管组织中心的结构是A.星体微管B.中心体C.中心粒D.纤毛E.鞭毛13.微丝组装过程中,当微丝长度基本不变,正端延长长度等于负端缩短长度时,微丝处于A.成核期B.聚合期C.延长期D.限速期E.平衡期14.微管在聚合过程中所需要的能量形式是A. ATEB. ADPC. GTPD. GDPE. CTP15.具有组织特异性分布的细胞骨架成分是A.a管蛋白B.β管蛋白C.y微管蛋白D.G-肌动蛋白E.角蛋白16.影响微管组装的主要条件中,不包括A.GTP浓度B.微管蛋白的浓度C.秋水仙素D.温度E.压力17.纤毛和鞭毛体部的微管均以“9+2”形式构成,其中A.“2”表示2个单管B.“9”表示9个单管C.“2”表示2个二联管D.“9”表示9个三联管E.“2”表示2个三联管18.构成细胞皮层的主要成分是B.核纤层蛋白C.肌球蛋白A.微管蛋白D.马达蛋白E.肌动蛋白19.主要由微管构成的细胞结构是A.鞭毛B.伪足C.核纤层D.微绒毛E.细胞皮层20.影响微丝组装的最关键的因素是A.ATP和肌动蛋白的浓度B.ATP和温度C.GTP和温度D.GTP和肌动蛋白的浓度E.肌动蛋白的浓度和温度21.能够促进微管聚合的药物是A.紫杉醇B.长春花碱C.秋水仙素D.细胞松弛素BE.鬼笔环肽22.关于细胞松弛素B的叙述,错误的是A.抑制微丝聚合B.对微管没作用C.可抑制细胞的吞毒D.去除药物后细胞功能可恢复E.可影响肌肉收缩23.导致人纤毛不动综合征的结构异常是A.动力蛋白臂缺失B.中央微管缺失C.中央微管异常D.轴丝缺乏E.tau蛋白过度磷酸化24.可介导物质沿微管负端向正端运动的马达蛋白是A. MAP-1B. MAP-2C.tauD.驱动蛋白E.动力蛋白25.构成微丝的主要成分是A.肌球蛋白B.交联蛋白C.肌动蛋白D.毛缘蛋白E.结蛋白26.鞭毛和纤毛基体的微管排列方式是A.9+2B.9+0C.9×2D.9×3E.9×2+227.细胞分裂进入末期时,核纤层蛋白发生A.磷酸化B.去磷酸化C.甲基化D.去甲基化E.泛素化28.影响微管组装的最关键的因素是A.ATP和微管蛋白的浓度B.ATP和温度C.GTP和温度D.GTP和微管蛋白的浓度E.微管蛋白的浓度和温度29.下列关于中间纤维的组装的正确叙述是A.受ATP调节B.受中间纤维单体浓度的影响C.受 Triton X-100的影响D.受浓盐溶液的影响E.受丝氨酸残基磷酸化的调节30.下列参与构成有丝分裂器的细胞骨架结构是A.核纤层B.核基质C.中心体D.动粒E.收缩环31.波形蛋白主要分布于A.肌细胞B.表皮细胞C.血管内皮细胞D.神经细胞E.成纤维细胞32.可介导物质沿微管正端向负端运动的马达蛋白是A. MAP-1B. MAP-2C.tauD.驱动蛋白E.动力蛋白33.下列以微丝为主要组成的细胞结构是A.纤毛B.鞭毛C.细胞皮层D.核纤层E.纺锤体34.γ-微管蛋白位于A.细胞膜B.细胞核C.中心体D.线粒体E.鞭毛体部35.肌动蛋白不参与的细胞结构是A.微绒毛B.粗肌丝C.应力纤维D.片状伪足E.收缩环36.使用细胞松弛素B作用于成纤维细胞后,发现细胞突起回缩,细胞形状变圆;经充分清洗、继续培养2h后,发现细胞形状又接近正常,表明细胞松弛素BA.不可逆地抑制微管聚合B.不可逆地抑制微丝解聚C.抑制微丝解聚且具有可逆性D.不可逆地抑制微丝聚合E.抑制微丝聚合且具有可逆性37.下列属于微管功能的是A.参与错定连接的形成B.参与核孔定位C.参与细胞运动D.参与肌肉收缩E.参与胞质分裂38.下列关于中间纤维极性的错误叙述是A.中间纤维蛋白具有极性B.螺旋二聚体具有极性C.四聚体不具有极性D.中间纤维的两端是相同的E.中间纤维沿纤维长轴上具有不对称性39.关于肌动蛋白的错误叙述是A.由两个亚基组成B.装配时蛋白单体首尾相接C.含有阳离子结合位点D.有GTP结合位点E.蛋白单体具有极性40.关于微丝功能的叙述,错误的是A.参与细胞的迁移B.参与染色单体的分离C.参与细胞形态的维持D.参与微绒毛的组成E.参与胞质分裂41.在体内装配时,微丝的成核作用发生在A.中心体B. MTOCC.细胞核D.星体E.质膜42.中间纤维在组装过程中,非极性结构起始于A.单体B.二聚体C.四聚体D.八聚体E.原纤维43.下列影响微丝装配的因素是A. ATPB. GTPC.紫杉醇D.秋水仙素E.长春新碱44.下列关于中间纤维的错误叙述是A.可见于细胞核中B.分布具有组织特异性C.参与构成锚定连接D.由管家基因编码E.参与核膜崩解和重建45.非稳态动力学模型认为影响微管组装的主要因素是A. ATPB. GTPC.PHD.温度E.离子浓度46.下列可用于特异性地显示微丝在细胞内分布的是A.紫杉醇B.长春新碱C.细胞松弛素BD.肌动蛋白抗体E.肌球蛋白抗体47.能够与微丝结合而抑制微丝解聚的药物是A.紫杉醇B.长春新碱C.秋水仙素D.鬼笔环肽E.细胞松弛素B48.中间纤维组装的基础亚单位是A.七位复件B.中间纤维蛋白单体C.螺旋二聚体D.四聚体E.八聚体49.在白细胞变形游走的过程中,涉及A.微丝和微丝结合蛋白的相互作用B.微管和微管结合蛋白的相互作用C.钙黏着蛋白对内皮细胞的黏附作用D.通过微管的解聚促进细胞变形E.中间纤维蛋白的磷酸化作用50.下列关于细胞骨架在有丝分裂中作用的叙述,正确的是A.微丝在染色单体分离中起主要作用B.微丝参与纺锤体的形成C.微管和微管结合蛋白参与收缩环的形成D.中间纤维参与核膜的崩解E.微管参与胞质分裂51.角蛋白主要分布于A.肌细胞B.表皮细胞C.神经细胞D.白细胞E.成纤维细胞52.关于细胞运动的正确叙述是A.细胞通过纤毛摆动进行游走B.细胞通过鞭毛摆动清除细胞表面异物C.精子细胞运动涉及二联管间的滑动D.细胞运动与微丝无关E.微管聚合可促进细胞伪足的形成53.关于 Rho GTP酶家族的错误叙述是A.Cdc42的活化可促进肌动蛋白聚合B.Cdc42的活化可促进丝状伪足的形成C.Rac的活化可促进片状伪足形成D.Rac的活化可促进微绒毛的形成E.Rho活化可促进应力纤维的形成54.动物细胞中微管的负极位于A.内质网B.中心体C.细胞膜D.细胞核E.线粒体55.核纤层蛋白主要分布于A.肌细胞B.神经细胞C.神经干细胞D.表皮细胞E.各种类型细胞56.与游离的肌动蛋白单体结合后使其聚合的是A. GTHB. GDPC. ATPD.ADPE.UTP57.只存在于轴突中的微管结合蛋白是A. MAP-1B. MAP-2C. MAP-4D.tauE.肌球蛋白58.关于阿尔茨海默病的错误叙述是A.患者的神经细胞中可见不溶性神经纤维缠结B.与tau蛋白的过度磷酸化有关C.患者的神经细胞中微管蛋白数量显著减少D.患者的神经细胞中存在微管聚集缺陷E.患者的神经细胞中微管稳定性降低59.下列关于中间纤维结构的错误叙述是A.均含4段高度保守的α-螺旋B.亚基装配时靠a-螺旋配对形成二聚体C.均含有中间杆状区D.均含3段间隔区E.N端和C端均呈无规则卷曲状60.下列关于培养细胞爬行过程的错误叙述是A.通过肌动蛋白聚合形成伪足B.通过微丝与微丝结合蛋白相互作用介导微丝生长C.肌动蛋白在中心体处成核D.ARP2/3复合物促进片状伪足的形成E.需要整联蛋白的参与三、多项选择题1.中间纤维组装过程中,具有极性的是A.单体B.二聚体C.四聚体D.八聚体E.原纤维2.下列属于细胞中微管组织中心的结构是A.纺锤体B.中心体C.纤毛基体D.鞭毛基体E.鞭毛3.以下药物可以直接抑制动物细胞的胞质分裂的是A.秋水仙素B.肌球蛋白抗体C.细胞松弛素D.微管蛋白抗体E.肌动蛋白抗体4.下列属于马达蛋白的是A.微管蛋白B.肌动蛋白C.驱动蛋白D.动力蛋白E.肌球蛋白5.中间纤维组装的动态调节方式包括A.甲基化B.磷酸化C.泛素化D.去甲基化E.去磷酸化6.参与构成细胞连接的细胞骨架成分是A.微管B.微丝C.中间纤维D.钙黏着蛋白E.整联蛋白7.中间纤维组装过程中,呈非极性的结构是A.单体B.聚体C.四聚体D.八聚体E.原纤维8.鬼笔环肽可影响的细胞活动是A.胞质分裂B.肌肉收缩C.纺锤体的形成D.变形运动E.肠上皮细胞的吸收作用9.动物细胞中微管的负极位于A.鞭毛基体B.中心体C.纤毛基体D.纤毛E.鞭毛10.下列药物只抑制胞质分裂的是A.长春花碱B.紫杉醇C.秋水酰胺D.细胞松弛素E.鬼笔环肽参考答案名词解释1.细胞骨架( cytoskeleton):真核细胞质中的蛋白质纤维网架体系,包括微管、微丝和中间纤维对于细胞的形状、细胞的运动、细胞内物质运输、染色体的分离和细胞分裂等起重要作用。
细胞骨架与细胞运动的调控机制
细胞骨架与细胞运动的调控机制细胞是生物体的基本单位，通过运动能够完成许多重要的生理过程，如细胞分裂、细胞迁移和组织形态的塑造等。
而细胞运动的关键在于细胞骨架的调控，细胞骨架是由微丝、微管和中间纤维所组成的细胞内肌动蛋白纤维网络。
本文将介绍细胞骨架的组成和功能，以及细胞运动的调控机制。
一、细胞骨架的组成细胞骨架主要由微丝、微管和中间纤维三个部分组成。
微丝是由肌动蛋白分子经聚合形成的细长丝状结构，微管则是由β-微管蛋白分子构成的空心管状结构，中间纤维则是由非肌动蛋白分子组成的纤维状结构。
这三种结构在细胞骨架中相互交错、支撑以及相互作用，形成复杂的细胞骨架网络。
二、细胞骨架的功能1. 细胞形态维持：细胞骨架通过支撑和维持细胞的形态结构，使细胞能够保持特定的形状和大小，同时还能够对外界刺激做出适当的反应。
2. 细胞运动：细胞骨架是细胞运动的关键，细胞通过调整细胞骨架的组织和重塑，能够实现细胞的迁移、伸缩和蠕动等各种形式的运动。
3. 分裂和增殖：细胞骨架在细胞分裂和增殖过程中起到重要的调控作用，能够帮助细胞实现准确的有丝分裂和无丝分裂机制，从而确保细胞的正常增殖。
三、细胞运动的调控机制细胞运动的调控机制涉及到多种信号传导通路和调控蛋白的参与。
以下是其中几种较为重要的机制：1. Rho蛋白家族：Rho蛋白家族是细胞骨架重塑和细胞运动的调控关键家族之一。
这一家族包括RhoA、Rac和Cdc42等蛋白，它们通过激活各自的下游效应器蛋白，如ROCK、PAK和WASP等，参与细胞源性运动和细胞迁移等过程。
2. 细胞外基质信号：细胞外基质通过细胞膜上的整合素和其他信号分子，可以激活细胞内信号通路，进而调控细胞运动。
例如，成纤维细胞通过胶原蛋白刺激可以激活Rho蛋白家族，促进细胞迁移和创伤愈合。
3. 酪氨酸激酶：多种酪氨酸激酶参与细胞骨架的调控，如Src激酶家族、FAK等。
它们通过调控细胞膜整合素和细胞内信号传导通路，影响细胞骨架的重塑和细胞运动的进行。
细胞骨架与细胞运动
细胞骨架与细胞运动细胞是构成生物体的基本单位，其内部结构复杂而精密。
细胞骨架是细胞内的一种支撑网络结构，起到维持细胞形态、参与细胞分裂和细胞运动等重要功能。
本文将以细胞骨架与细胞运动为题，探讨细胞骨架的组成、细胞运动的机制以及细胞骨架与细胞运动的关系。
一、细胞骨架的组成细胞骨架由微丝、中间丝和微管三种主要蛋白纤维组成。
微丝主要由肌动蛋白组成，是直径最细的纤维，其在细胞内形成一种丝状结构。
中间丝由多种不同种类的蛋白组成，直径介于微丝和微管之间。
微管由α-和β-微管蛋白组成，是直径最大的纤维。
二、细胞运动的机制细胞运动是指细胞自身或其内部结构在细胞骨架的支撑下产生的有目的的运动。
细胞运动可以分为细胞内运动和细胞外运动两种形式。
1.细胞内运动细胞内运动是指细胞内部各成分的相对运动。
其中，最常见的是细胞器的移动。
细胞骨架通过与细胞器相互作用来实现细胞内运动。
例如，肌动蛋白在细胞质中形成肌动蛋白纤维，通过与细胞器结合，推动细胞器在细胞内进行定向运动。
2.细胞外运动细胞外运动是指细胞整体或其部分对外界刺激做出的有力回应。
这种运动形式包括细胞的迁移、伸展和收缩等。
细胞外运动是细胞骨架的重要作用之一。
以肌动蛋白为主要成分的微丝，在细胞边缘形成环状结构，通过微丝的伸缩运动，使细胞的前缘伸出，从而实现细胞的迁移。
三、细胞骨架与细胞运动的关系细胞骨架是细胞运动的重要基础和动力源泉。
细胞骨架通过与其他细胞结构的相互作用，为细胞运动提供了支撑和动力。
1.细胞骨架与细胞内运动细胞内运动是细胞对细胞器的定向运动。
细胞骨架通过与细胞器的相互作用，推动细胞器在细胞内进行有目的的运动。
例如，肌动蛋白纤维在细胞质中形成网状结构，与细胞器结合后，可以推动细胞器在细胞中定向运动，参与细胞分裂等重要生理过程。
2.细胞骨架与细胞外运动细胞外运动是细胞对外界刺激做出的有力回应。
细胞骨架通过微丝的伸缩运动，推动细胞前缘的伸出，实现细胞的迁移、伸展和收缩等运动形式。
细胞骨架与细胞运动
细胞骨架与细胞运动细胞是构成生物体的最基本的结构单位，它具有众多的功能，其中之一就是细胞运动。
细胞运动是细胞向特定方向移动的过程，它在生物体内起着至关重要的作用。
而细胞骨架则是细胞运动的关键支持结构，它给予细胞以稳定性和力量。
在本文中，我们将探讨细胞骨架与细胞运动之间的关系，并深入了解这一领域的研究成果。
1. 细胞骨架的组成细胞骨架是由细胞内的蛋白质组成的网络结构。
它由三种主要的蛋白质纤维组成：微丝、中间纤维和微管。
微丝是由肌动蛋白蛋白质组成的细长纤维，它在细胞内形成了一个稳定的支撑骨架。
中间纤维由多种不同类型的蛋白质组成，它提供了细胞内的机械强度和稳定性。
微管是由蛋白质分子聚合形成的管状结构，它负责细胞内的物质输送和细胞分裂。
这三种蛋白质纤维相互作用，形成了一个复杂的细胞骨架网络。
2. 细胞骨架与细胞运动的关系细胞骨架对细胞运动具有重要的影响。
首先，细胞骨架提供了细胞内的支撑和稳定性，使细胞能够保持形状，并对外界环境的力量做出相应的响应。
其次，细胞骨架通过与细胞膜的相互作用，参与了细胞的黏附和迁移过程。
细胞黏附是细胞与周围环境发生物理连接的过程，它通过细胞骨架与细胞外基质中的蛋白质相互作用来实现。
细胞迁移是细胞在组织和器官中移动的过程，它依赖于细胞骨架的动态重组。
此外，细胞骨架还参与了细胞内的肌肉收缩和胞吐等重要生物学过程。
3. 细胞运动的机制细胞运动的机制非常复杂，它涉及到细胞内的多种生物学过程和分子机制。
其中一个重要的机制是细胞骨架的重组和动态调节。
细胞骨架的重组能够改变细胞的形状和力学性质，在细胞运动过程中发挥重要作用。
另一个重要的机制是细胞膜的运动和变形。
细胞膜的运动与细胞骨架密切相关，它通过与细胞骨架的相互作用来实现。
此外，细胞运动还涉及到细胞内的信号传导和调控，它通过细胞间的相互作用和分子信号来实现。
4. 细胞骨架与疾病的关系细胞骨架在疾病发生和发展中起着重要作用。
一些疾病与细胞骨架的异常有关，例如肌肉萎缩症和结节性硬化症等。
细胞骨架及细胞运动
一、微管的结构组成与极性
1. 微管的结构组成：
• 是真核细胞中重要的细 胞骨架成分。有稳定的 MT和不稳定的MT之分。
• 形态上呈中空的管状结 构，其外径为24nm，内 径为15nm。
• 长度变化很大。
• 在多数细胞中呈放射状 分布。
一、微管的结构组成与极性
• 微管是由微管蛋白 亚基组装而成。
– 、-微管蛋白结 合而成的异二聚 体。
– -异二聚体是细 胞内游离态微管 蛋白的主要存在 形式，也是微管 组装的基本结构 单位。
-异二聚体
• -微管蛋白：含有一个GTP结合位点，但该位点的 GTP 通 常 不 发 生 水 解 ， 因 而 被 称 为 不 可 交 换 位 点 (nonexchangable site, N-site)。
Immunofluorescence micrographs showing the distribution of the cultured fibroblast.
第一节 微管(Microtubules)
一、微管的结构组成与极性 二、微管的组装和去组装 三、微管组织中心 四、微管结合蛋白 五、微管的功能 六、药物对微管的影响
• 通常微管蛋白的负极端组装速度 较慢，而-微管蛋白的正极端组 装较快。
二、微管的组装和去组装
• GTP-帽(GTP-cap)：
– 当组装体系中结合 GTP的-异二聚体浓 度高时，微管的组装 速度大于微管末端 GTP 水 解 速 度 ， 可 以 在微管的末端形成一 段 结 合 GTP 的 帽 子 ， 从而使微管稳定地延 伸。
• -微管蛋白：也含有一个GTP结合位点，该GTP在 微管蛋白二聚体参与组装成微管后，可水解为GDP。 当微管去组装后，-微管蛋白上的GDP可以被细胞 质中的GTP所替换，然后再参与微管的组装。故该 GTP的结合位点被称为可交换位点(exchangeable site, E-site)。
细胞骨架与细胞运动机制
细胞骨架与细胞运动机制细胞是构成生命的基本单位，细胞内部存在着一种复杂的结构，称为细胞骨架。
细胞骨架是由一系列纤维蛋白组成的网络系统，它在细胞内起到支持、形态维持以及细胞内运动等重要功能。
本文将介绍细胞骨架的组成与结构，并探讨细胞骨架在细胞运动机制中的作用。
一、细胞骨架的组成与结构细胞骨架主要由三种类型的纤维蛋白组成：微丝、中间丝和微管。
微丝由肌动蛋白蛋白聚集而成，它们是直径较细的纤维，具有极好的可塑性和收缩能力。
中间丝由多种不同类型的蛋白质组成，形成直径中等的纤维，主要起到支撑和连接细胞内各个器官的作用。
微管是由蛋白管聚集而成的结构，直径最大，对细胞内物质的运输和细胞运动起到重要的作用。
细胞骨架通过这些纤维蛋白的排列和组织，形成一个复杂的网络结构。
微丝和中间丝主要位于细胞质内，而微管则以辐射状的方式贯穿整个细胞。
细胞骨架的组成和结构使得细胞能够具备形态改变的能力，实现细胞的形态和结构的稳定性。
二、细胞骨架在细胞运动中的作用细胞骨架不仅仅是起到细胞形态支撑的作用，它还参与了细胞的各种运动过程。
细胞运动是指细胞内部或者细胞与外界之间的位置变化。
细胞骨架通过对内外力的响应和调控，使细胞能够完成各种运动过程。
1. 胞肢的伸缩和收缩运动细胞通过细胞骨架的调控，实现胞肢的伸缩和收缩运动。
当细胞需要改变形状或位置时，微丝通过变化其结构和排列方式，促使胞肢的伸缩和收缩。
这种变化可以通过一种称为细胞骨架重组的过程来实现。
2. 胞吐和胞内物质的外排细胞通过胞骨架的重组与胞膜的结构变化，实现胞吐和胞内物质的外排。
微丝的重组和微管的参与，使得胞膜能够发生形态的改变，从而将细胞内的物质推向胞外。
3. 细胞的迁移和细胞间的相互作用细胞骨架在细胞的迁移和细胞间的相互作用中起到重要的作用。
通过微丝的伸缩和微管的支持，细胞能够快速移动，并与周围的细胞进行相互作用。
这种细胞间的相互作用在胚胎发育、免疫应答等过程中起着重要的作用。
细胞生物学课程第7章(细胞骨架 医学院)
聚合期和稳定期。延迟期又分叫成核期。
2.微管装配的踏车行为
α β 二聚体添加到新生MT后，β 亚基的GTP逐渐被 水解成GDP。所以在一定条件下，（＋）具有GTP 帽，MT趋于装配而延长；（－）具有GDP帽，MT趋 于解聚而缩短。微管正极的装配速度大于微管负 极的装配速度，表现为踏车行为。
3.体内的生长与解聚
三、主要功能
结构和支持 细胞内运输 收缩和运动 细胞内空间的组织
第一节 微管
一、微管的组成-微管蛋白
MT的基本结构组分：α β -tubulin组成的异二聚体； α 、β -tubulin具有相似的结构，都是由450个aa残基，分 子量约为55kDa。有35－40％的aa序列同源。 α 球蛋白结合的GTP从不发生水解或交换。 β 球蛋白也是一种G蛋白，结合的GTP可发生水解，结合的 GDP可交换为GTP。 γ 微管蛋白-微管组织中心（MTOC）
六、微管的装配
微管形成的有些结构是比较稳定，是由于 微管结合蛋白的作用和酶修饰的原因。如 轴突、纤毛、鞭毛。 大多数微管处于动态组装和去组装状态 （如纺锤体）。
（一）装配过程
α -微管蛋白和β -微管蛋白形成α β 二聚体,α β 二聚体先形成一个 短的原纤维protofilament；（可能不稳定） 以原纤维为基础，经过侧面增加二聚体而扩展为弯曲的片层结构； （稳定性增高） 当螺旋带加宽至13根原纤维时,即合拢形成一段微管。新的二聚体添 加到MT的端点使之延长。
中心体中具有γ
-tubulin，位于中心体周 围基质中，环形结构，结构稳定，为α β 微 管蛋白二聚体提供起始装配位点，所以又叫 成核位点 。
中心体的功能：是细胞中决定微管形成的
细胞运动与细胞骨架
细胞运动与细胞骨架细胞是生物体中最基本的结构和功能单位，通过精细的调控机制实现各种生物过程。
细胞运动是细胞内部和细胞之间的运动过程，能够推动生物体的发育、组织形成以及各种生理功能。
细胞骨架作为细胞内的支架结构，起到维持形态、调控运动和运输物质等重要功能。
本文将介绍细胞运动与细胞骨架的关系，包括细胞骨架的组成、细胞运动的类型以及细胞骨架在细胞运动中的作用。
一、细胞骨架的组成细胞骨架由微丝、微管和中间纤维三种纤维蛋白组成，它们在细胞内形成了网状结构。
微丝是由肌动蛋白蛋白单体聚合而成的蛋白丝，主要存在于细胞边界区域，参与细胞的收缩和伸展。
微管是由β-微管蛋白聚合而成的管状结构，分布在整个细胞内，参与细胞骨架的整合和细胞运动。
中间纤维是由角蛋白组成的纤维状结构，分布在细胞核周围，起到支撑和保护细胞核的作用。
二、细胞运动的类型细胞运动包括细胞内运动和细胞间运动。
细胞内运动是指细胞内部的运动现象，包括细胞器的移动、细胞内物质的运输以及细胞形态的变化等。
细胞间运动是指细胞与邻近细胞之间的相互作用和运动，包括细胞的迁移、细胞的碰撞和细胞的扩散等。
三、细胞骨架在细胞内运动中的作用1. 细胞分裂：在细胞分裂过程中，微管起到了关键的作用。
微管通过聚合和解聚的过程产生推动力，引导着染色体的分离和细胞质的分裂，保证了正常的细胞分裂进行。
2. 细胞运输：细胞内的物质运输主要依赖于微管和微丝。
微管在细胞质内组成了一个复杂的管道系统，通过动力蛋白动力驱动颗粒的运动，实现了细胞内物质的快速迁移和传递。
3. 细胞伸展和收缩：微丝参与了细胞的伸展和收缩过程。
当微丝聚合时，细胞会产生收缩力，使细胞体积减小；而当微丝解聚时，细胞会伸展和扩张，完成形态的改变和运动的调节。
四、细胞骨架在细胞间运动中的作用1. 细胞外基质的附着：细胞骨架通过与细胞外基质的结合，使细胞能够固定在特定的位置上，并进行适当的移动。
细胞外基质的附着能够提供细胞所需的信号和物质，促进细胞的生长和发育。
细胞骨架与细胞运动
细胞骨架与细胞运动细胞是构成生物体的基本单位，它们通过运动与周围环境进行相互作用和交流。
细胞运动是维持生命活动的重要过程之一，其中涉及到细胞骨架的重要作用。
本文将探讨细胞骨架与细胞运动之间的关系，并介绍相关的研究成果和应用前景。
一、细胞骨架的概述细胞骨架是一种由蛋白质纤维组成的复杂网络结构，它存在于细胞内，为细胞提供结构支持并参与细胞的运动和形变。
细胞骨架主要由微丝、微管和中间纤维三种类型的蛋白质组成。
1. 微丝微丝是由肌动蛋白蛋白质组成的细丝，直径约为7纳米。
微丝在细胞内组织形成了一个网状结构，参与细胞的收缩和形变过程。
微丝广泛存在于动物细胞中，特别是肌肉细胞和细胞移动时的走向有微丝的投射。
2. 微管微管是由β-微管蛋白组成的管状结构，直径约为25纳米。
微管存在于细胞内的各个部位，主要参与细胞的分裂、运输和形态维持。
微管的动力学形态变化是由微管相关蛋白的调控和调整完成的。
3. 中间纤维中间纤维是由多种中间纤维蛋白组成的纤维状结构，直径约为10纳米。
中间纤维主要存在于细胞核周围的细胞质内，参与细胞形态的稳定、细胞内器官的定位和细胞的机械强度维持等重要生物学功能。
二、细胞运动的机制细胞运动是指细胞在生命过程中发生的位置变化或形态改变。
细胞运动可以分为两种类型：运动和形变。
1. 细胞运动细胞运动是指细胞在外力作用下的主动移动过程，包括细胞的迁移、聚集和分散等。
细胞运动的过程中，细胞骨架发挥着重要的作用，通过微丝、微管和中间纤维的协同作用，使细胞能够向特定方向移动。
例如，白细胞的趋化运动和神经元的突触形成都需要细胞骨架的参与。
2. 细胞形变细胞形变是指细胞整体或部分的形态发生变化，包括细胞的伸展、收缩和形状的变化等。
细胞形变的过程中，细胞骨架通过微丝和中间纤维的重组和调节，使细胞能够改变形状以适应外界环境的变化。
例如，细胞在渗透压变化下的膨胀和收缩，都需要细胞骨架的支持。
三、细胞骨架在疾病和生物技术中的应用细胞骨架的研究不仅在基础生物学领域具有重要价值，还在疾病和生物技术研究中有着广阔的应用前景。
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非稳态动力学模型 该模型认为ATP是调节微丝组装的主要因素。
肌动蛋白纤维的成核作用发生在质膜。
微绒毛
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收缩束 片状伪足和丝状伪足 收缩环
微丝特异性药物
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细胞松弛素B： 与微丝的正端结合起抑制微丝聚合的作用。
鬼笔环肽： 与聚合的微丝结合，抑制微丝解体，破坏了 微丝的聚合和解聚的动态平衡。
一、微管的结构 微管是由微管蛋白和微管结合蛋白组成 的中空圆柱状结构，直径为24-26nm，内径为 15nm。 微管主要由微管蛋白分子组成。微管蛋 白的主要成分为α微管蛋白和β微管蛋白，近 年来有发现了γ微管蛋白。
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微管以微管蛋白α 、β 异二聚体为基本构件。 微管蛋白二聚体头尾相接形成原纤维，13根 原纤维合拢成一段微管。
9.如果用阻断微管的药物如秋水仙碱处理细胞，将会出 现下述哪个结果？ A.细胞形态将会被破坏 B.有丝分裂和减数分裂不能进行 C.细胞器在细胞内的分布会被破坏 D.上述所有情况
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微管具有一定的强 度，能够抗压和抗弯曲， 为细胞提供了机械支持 力，是支持和维持细胞 形状的主要物质。
2、微管参与中心粒、纤毛和鞭毛的形成
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中心体有中心粒和中 心粒周围物质共同组成。
中心粒由9组三联体微 管蛋白围成一个圆筒状。
纤毛和鞭毛 纤毛和鞭毛都是以微管为主要成分构 成的，并具有特殊的9+2结构形式。
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γ-微管蛋白环形复合体：刺激微管核心 形成，并包裹微管蛋白的负端防止微管蛋白 的掺入和解离。
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微管的体外组装
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非稳态动力学模型认为，微管蛋白 浓度和GTP的影响微管组装的主要因素。
踏车运动
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4、微丝参与肌肉收缩
骨骼肌收缩的基 本结构单位是肌小节， 其主要成分是肌原纤 维。肌原纤维有粗肌 丝和细肌丝组成。
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粗肌丝由肌球蛋白组成；细肌丝由肌动蛋 白、原肌球蛋白和肌钙蛋白组成，又称为肌动 蛋白丝。
肌球蛋白
基本轻链
调节轻链 原肌球蛋白 肌钙蛋白
蛋白质分子组成的纤维网架体系，对于 细胞的形状、细胞的运动、细胞内物质 的运输、染色体的分离和细胞分裂等均 起重要作用。 细胞骨架的多功能性依赖于三类蛋白质 纤维：微管、微丝和中间纤维。
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微管 微丝
中间纤维
第一节 微管
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医学细胞生物学
Medical Cell Biology
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第七章 细胞骨架与细胞运动
人的骨骼 支持 保护 运动 造血
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细胞的“骨骼”
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中间纤维
微管
微丝
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细胞骨架：是指真核细胞质中由特异性
影响微管装配的因素：微管特异性药物
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紫杉醇：与微管紧密结合，防止微管蛋白亚基 的解聚，加速微管蛋白的聚合作用；
秋水仙素：结合和稳定游离的微管蛋白，使它 无法聚合成微管，引起微管的解聚 作用；
长春新碱：结合微管蛋白异二聚体，抑制它们 的聚合作用。
四、微管的功能
1、支持和维持细胞的形态
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D.鬼笔环肽
5.下列药物中仅与已聚合微丝结合的药物是（）。 A.秋水仙碱 B.长春花碱 C.鬼笔环肽 D.紫杉醇
6.下列哪种马达蛋白与微管相伴？ A.驱动蛋白 B.动力蛋白 C.肌球蛋白
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D.A与B
7.参与胞质分裂的细胞骨架是（）。 A.微丝 B.微管 C.中间纤维 D.核纤层 8.下列哪项活动与微管的功能无关？ A.受体作用 B.支持功能 C.细胞运动 D.物质运输
5肌动蛋白纤 维解聚蛋白
微丝的装配机制
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微丝的组装过程分为三个阶段： 成核期：微丝组装的限速过程 聚合期：肌动蛋白在核心两端聚合,正端快,负端慢 稳定期：聚合速度与解离速度达到平衡 成核期 延长期
稳定期
成核期：限速期
微丝组装的动态调节
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踏车模型：在微丝装配时，正端肌动蛋白 的聚合速度与负端肌动蛋白的解离速度相 等，微丝净长度没有改变，这个过程称为 踏车型为。
的形式，其结构不稳定，易受环境因素影响而
降解。 二联管：由A、B两个单管组成，A管有13根 原纤维，B管有10根原纤维，与A管共用3根原 纤维，主要分布于纤毛和鞭毛内。
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微管有三种存在形式：单管、二联管和三联管。 三联管：由A、B、C三个单管组成，A管有 13根原纤维，B、C管各有10根原纤维，主要 分布于中心粒、纤毛和鞭毛的基体内。
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微丝是由两条肌动蛋白单链聚合而成
的双螺旋结构。由于肌动蛋白单体具有极
性，装配时首尾相接形成螺旋状纤维，因
此微丝也有极性，一端为相对迟钝和生长
慢的负端；另一端为生长快的正端。
二、微丝结合蛋白及其功能
3末端阻断蛋白
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1单体隔离蛋白
2交联蛋白
6膜结合蛋白
4纤维切割蛋白
成核期 (延迟期)
聚合期 (延长期)
稳定期 (平衡期)
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微管装配的起始点是微管组织中心。
微管组织中心：
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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（MTOC）。 动物细胞内的MTOC为中心体以及纤毛 和鞭毛的基体。 MTOC决定了细胞微管的极性，微管的 “-”极指向MTOC，“+”极背向MTOC。
微丝的功能
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1、微丝构成细胞的支架并维持细胞的形态 微绒毛
2、微丝参与细胞运动（变形运动）
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3、微丝参与细胞分裂
细胞进入有丝分裂 末期，在中部质膜的下 方，出现了由大量肌动 蛋白和肌球蛋白聚集形 成的环状结构，即收缩 环。在收缩环的收缩下， 细胞一分为二。
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9+2结构模型： 外周为9组二联管；中央为2条微管。
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3、微管参与细胞内物质运输
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马达蛋白是指介导细胞内物质沿细胞骨
架运输的蛋白质。
马达蛋白主要分三大类：
动力蛋白——沿微管进行物质运输
驱动蛋白——沿微管进行物质运输
肌球蛋白——沿微丝进行物质运输
中间纤维的装配和调节
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中间纤维的装配和调节
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两个平行排列的中间纤维蛋白分子形成螺旋
状的二聚体；
由两个二聚体反向平行排列成四聚体；
四聚体是中间纤维组装的基础亚单位，再包 装成中间纤维。 中间纤维两端是对称的，不具有极性。
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四聚体是中间纤维组装的基础亚单位！ 中间纤维没有极性. 中间纤维没有特异性药物！
中间纤维的功能 1、在细胞内形成一个完整的网状骨架系统
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角蛋白（红） 核纤层（蓝）
2、中间纤维为细胞提供机械强度支持
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3、中间纤维参与细胞连接 桥粒
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细肌丝
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肌肉收缩的滑动丝模型
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放松
收缩
肌球蛋白在细肌 丝上的移动过程
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结合
释放
直立 产力
再结合
5、微丝参与细胞内物质的运输 肌球蛋白Ⅰ是一种马达蛋白，能将运输 小泡沿微丝的负端向正端移动。
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第三节 中间纤维
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驱动蛋白沿微管由负端向正端移动； 动力蛋白沿微管由正端向负端移动。
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4、维持细胞内细胞器的定位和分布
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微管及其相关的马达蛋白在真核细胞内 的膜性细胞器的定位上起着重要作用。 •线粒体的分布与微管相伴随； •游离核糖体附着于微管和微丝的交叉点上； •内质网沿微管在细胞质中展开分布； •高尔基复合体沿微管向核区牵拉，定位于细 胞中央。
1.下列结构能够作为微管组织中心的是（） A.纺锤体 B.中心体 C.细胞核 D.微体
2.下列物质中，（）抑制微管的解聚。 A.秋水仙碱 B.紫杉醇 C.鬼笔环肽 D.细胞松弛素B 3.下列结构中（）的微管蛋白是以三联管的形式存在。 A.纤毛 B.中心粒 C.鞭毛 D.纺锤体 4.下列药物中，（）促使微管的解体。 A.秋水仙碱 B.紫杉醇 C.细胞松弛素B
微管的分子结构
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微管的动态性和极性 微管以αβ异二聚体为基本构件，可自由组 装和拆卸。 αβ-αβ的排列方式构成了微管的极性。微管 具有极性，正端生长速度快，负端生长速度慢， 也就是说微管蛋白在正端的添加速度高于负端。
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微管有三种存在形式：单管、二联管和三联管。 单管：由13根原纤维组成，是细胞质中常见
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