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1.3.5 细胞骨架——微管在线视频

1.3.5 细胞骨架——微管

下一节:1.3.6 细胞骨架——中间丝

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1.3.5 细胞骨架——微管课程教案、知识点、字幕

之前我们已经介绍了

构成细胞骨架的

一种蛋白质纤维微丝

现在 我们来介绍另外一种

构成细胞骨架的蛋白质纤维

叫微管

在电镜下观察

微管是呈中空的管状结构

它的外径大约是24nm

内径是15nm

从物质组成来看

微管是由微管蛋白组成的

每个微管蛋白又是一个异二聚体

包括a和β两个球蛋白亚基

这种a-β二聚体是微管组成的

基本结构单位

微管的管壁就是由

a-β二聚体纵向排列的

原纤丝构成的

由13根原纤丝合拢后

就组装成了空心的管装结构 微管

那么 微管存在于细胞的哪些部位呢

微管几乎存在于所有的真核细胞中

但是 大多数微管在细胞内

只是一个暂时性的结构

例如 细胞要进行分裂时

会形成纺锤体

这个纺锤体

就是由多种微管组成的

当细胞分裂结束之后

这些微管就解聚成

游离的微管蛋白

当子细胞再次重新分裂时

这些游离的微管蛋白

又会重新组装成新的微管

因此 微管是一个

动态变化的结构

当然 也有微管

会形成一些永久性的结构

比如说纤毛和鞭毛内的轴丝微管

神经元轴突内部的

微丝束结构等等

既然微管存在于所有的细胞中

那么 它的作用

势必也是多种多样的

微管的作用主要体现在

以下4个方面

细胞器定位 细胞内运输

细胞分裂和细胞运动

从结构上看

细胞内的微管有3种类型

分别是 单管

二联体和三联体

单管是由13个

球形亚基环绕而成

例如细胞质微管和纺锤体微管

就是属于单管类型

二联体是由两个微管组成的

分别称为A管和B管

其中 A管是完全微管

B管是不完全微管

它由13个亚基构成

另3个亚基与A管共用

例如 纤毛或鞭毛的轴丝微管

就属于二联体微管

三联体微管是由三个微管构成

其中A管是完全微管

B管和C管都是不完全微管

例如 中心粒或基体的微管

就属于三连体微管

那么 微管是如何形成的呢

它是在微管组织中心组装完成的

所谓微管组织中心

指的是细胞内能够起始

微管成核作用的结构

包括中心体和基体

中心体它位于

间期细胞核附近的细胞质中

如果是分裂期的细胞

中心体就位于细胞的两极

中心体是由一对中心粒

和周围的蛋白质组成

这两个中心粒

是相互成直角排列

所以 从电镜照片看

一个中心粒是横切面

另一个中心粒就是纵切面

每一个中心粒都是由

九个三联体微管

排列成的桶状结构

中央是没有微管的

中心体的作用

就是负责组装细胞内的微管

参于纺锤体的形成

调控细胞分裂

微管的组装通常就是从中心体部位开始的

并且会随着微管蛋白亚基

的不断加入而得以延伸

但是在同一个细胞内

总能看到有些微管在延伸

有些微管在缩短

甚至全部解聚

这种快速的组装和去组装

对于微管行使其功能极为重要

从刚才的讲述中我们已经知道

中心体是微管组织中心

中心体它只存在于动物细胞中

那么如果细胞中没有中心体

比如说像植物细胞

是否意味着它就不能生成微管呢

事实不是这样的

在植物细胞进行有丝分裂时

染色体会起始微管的成核组装

马达蛋白也会参与

微管的组装和纺锤体的形成

除了中心体之外

还有一种微管组织中心叫基体

它存在于纤毛和鞭毛的基部

基体的结构与中心粒类似

也是由九个三联体微管构成的

它没有中央微管

但是与中心体不同

基体只含有一个中心粒

而中心体是含有两个中心粒

基体的作用就是负责组装

鞭毛和纤毛中的微管

我们已经知道了

微管是由微管组织中心组装而成的

那么真核细胞中有哪些结构

是由微管组成的呢

这些结构包括基体

中心体 纺锤体 纤毛 鞭毛和轴突等

其中 基体和中心体

既是微管组织中心

本身也是由微管组成的

下面我们先来看看纺锤体是如何组成的

纺锤体是细胞在进行有丝分裂时形成的

它是一种与染色体分离

直接相关的细胞装置

左侧这张照片显示的

是电镜下观察到的

中期细胞的纺锤体和染色体

右侧这张照片

是在荧光显微镜下拍摄的

纺锤体和染色体

其中微管蛋白标记为绿色

染色体标记为蓝紫色

动粒标记为红色进一步分析

纺锤体主要由成束的微管

与微管结合蛋白组成

组成纺锤体的微管

包括动粒微管

极微管和星体微管三种

其中 动粒微管

连接着染色体动粒

与位于两极的中心体

极微管是从两极出发

在纺锤体中部

赤道区相互重叠交错

星体微管是从中心体向周围

呈辐射状分布

星体是位于细胞的两极

是由中心体与辐射状排列的

星体微管组成

有丝分裂过程中

染色体的运动就是有赖于

纺锤体微管的组装与去组装

姊妹染色单体的分离

也是受多种微管 共同作用的结果

具体的过程 将在有丝分裂部分再介绍

好 下面我们再来看一下鞭毛和纤毛的结构

鞭毛它是由细胞表面突出的

由微管和动力蛋白构成的

高度特化的一种细胞结构

哪些细胞有鞭毛呢 比如说

像雄性的 生殖细胞精子

就有一根鞭毛

单细胞的藻类 衣藻 有两根鞭毛

鞭毛与细胞的运动有关

每个细胞它含有1到多根鞭毛

纤毛与鞭毛结构相似

但是比鞭毛短 数目要多

例如 原生动物草履虫表面的纤毛

是它的运动器官

另外 纤毛也存在于

多种组织的细胞表面

如呼吸道上皮 输卵管上皮

胚胎的外胚层细胞等等

除了作为运动装置外

纤毛还与细胞的信号转导

细胞增殖与分化

组织与个体发育等过程密切相关

所以 鞭毛和纤毛的功能

主要有以下四个方面

细胞运动 细胞信号转导

细胞增殖与分化 组织与个体发育

鞭毛和纤毛都是由 基体组装形成的

这张照片显示的是

鞭毛横切面的电镜照片

右侧为横切面的示意图

从中我们可以看出

鞭毛的轴丝微管是9+2型的

也就是说外围是9组二联体的微管

中央有2个中央微管

另外 还有两个动力蛋白臂是用红色表示的

从二联体微管的A管伸出

分别位于轴丝的内侧和外侧

这个动力蛋白臂有什么作用呢

它与鞭毛的摆动与弯曲有关

这个动力蛋白

属于胞质动力蛋白的一种

也是一种马达蛋白 

在这张图片中

绿色代表鞭毛的二联体轴丝微管

红色代表的是马达蛋白也就是动力蛋白

当它沿着相邻的二联体微管移动的时候

就会使鞭毛的局部弯曲

大家可能会要问我们研究这些

鞭毛和纤毛的结构有什么意义呢

事实上 这些结构与我们

人体的健康是密切相关的

在人体的多个组织细胞的表面

都覆盖有功能各异的纤毛

例如 大脑的室管膜上皮

视网膜的视锥细胞和视杆细胞

呼吸道的上皮细胞

嗅觉神经元细胞

肾小管的上皮细胞

输卵管的上皮细胞等等

这些细胞的表面都存在有纤毛

如果这些细胞表面的纤毛结构出现异常

或者功能丧失

就会导致一系列的疾病出现

例如脑积水 失明

不动纤毛综合症 多囊肾等等

这些病都是与纤毛相关的

如果胚胎发育过程中纤毛丧失

会导致多指左右体轴异常

和肾囊肿等发育缺陷疾病

因此 研究纤毛的组装和解聚的机制

对于这些疾病的治疗是有指导意义的

普通生物学课程列表:

绪论——走进生命科学

-绪论

--绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节 什么是精准医学

--第二节 精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节 精准医学的临床应用实例

--第四节 给医学生的建议

--第五节 精准医学的发展展望

第一章 细胞生物学基础

-第一节 细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述

-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节 真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构

-第四节 细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢

-第五节 细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化

第二章 分子生物学基础

-第一节 遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础

-第二节 基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控

-第三节 生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用

-第四节 人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病

第三章 高等植物体的结构与功能

-第一节 高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织

-第二节 植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长

-第三节 植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育

-第四节 植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的?

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输

-第五节 植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.6 乙烯

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控

第四章 高等动物体的结构与功能

-第一节 动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.5 软骨

--4.1.6 硬骨

--4.1.7 血液

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节 动物的组织--作业

-第二节 消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统

-第三节 呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节 呼吸系统--作业

-第四节 循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统

-第五节 内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制

-第六节 内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统

-第七节 神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节

-第八节 生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

1.3.5 细胞骨架——微管笔记与讨论

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