细胞骨架习题范文

细胞骨架习题范文（精选10篇）

细胞骨架习题 第1篇

第九章 细胞骨架

一、名词解释

1.微管组织中心MTOC：在细胞中微管开始组装的地方，如中心体、基粒等部位。

2.应力纤维（stress fiber）：真核细胞中广泛存在的一种较为稳定的纤维束，由大量平行的 肌动蛋白丝组成。培养的成纤维细胞含有大量的应力纤维，通过粘合斑附着在细胞外基质上。3.细胞骨架cytoskeletion：由微管、微丝和中间纤维组成的蛋白网络结构，具有为细胞提供结构支架、维持细胞形态、负责细胞内物质和细胞器转运和细胞运动等功能。

4.网格蛋白clathrin：又称笼形蛋白，是一类包被蛋白，由三条重链和三条轻链组成，组装形成多面笼状结构，介导高尔基体到溶酶体以及胞吞泡形成等过程。

5.中心体centriole：由一对相互垂直的柱状中心粒以及周围无定形的电子致密的基质组成，是微管组织中心。

6.基体basal body：是纤毛和鞭毛的微管组织中心，是9+0型的结构，只含有一个中心力

7.胞质环流cyclosis：植物细胞中胞质绕液泡环形缓慢流动的现象。动力来自肌动蛋白与肌球蛋白（微丝）的相互作用。

8.轴突运输axonal transport：细胞器或分子沿神经细胞轴突的定向运输方式。

9.分子发动机molecular motor：细胞内利用ATP供能,产生推动力，进行细胞内的物质运输或细胞运动的蛋白质分子，例如以微管为轨道的驱动蛋白和动力蛋白，以肌动蛋白纤维为轨道的肌球蛋白。

10.动力蛋白dynein：巨大的蛋白质复合体，由2条重链、4条轻链、3～4条中间链组成，具有ATP酶活性，与微管结合，其功能是分子马达，驱动内体、溶酶体、线粒体等沿着微管向中心体运动，结合真核生物外周的鞭毛和纤毛并驱动其运动，参与细胞分裂过程中染色体的分离。

11.驱动蛋白kinesins：一类微管动力蛋白，由两条重链(110～135 kDa)和数条轻链(60～70 kDa)组成，其重链的头部具有ATP酶的活性，利用水解ATP得到的能量沿着微管移动，参与细胞器的转运、有丝分裂和减数分裂。（具有ATP酶活性的一类微管动力蛋白。由两条重链和数条轻链组成，可利用水解ATP提供的能量沿微管向微管的正端移动，与小泡、细胞器运输和有丝分裂过程中染色体移向两极有关。）

12.微管结合蛋白（MAP）：与微管特异地结合在一起, 对微管的功能起辅助作用的蛋白质称为微管结合蛋白，如装配MAPs。

二、选择题：请在以下每题中选出正确答案，每题正确答案为1-6个，多选和少选均不得分 1.以下哪些药物常被用于特异性的显示微丝 A.细胞松弛素 B.肌动蛋白抗体 C.鬼笔环肽 D.紫杉酚 2.微管组织中心

A.是细胞内富含微管的部位 B.是细胞内装配微管的部位 C.具有γ微管球蛋白 D.包括中心体和鞭毛基体 3.角蛋白分布于 A.肌肉细胞 B.表皮细胞 C.神经细胞 D.神经胶质细胞

4.以下关于中间纤维的描述哪条不正确？ A.是最稳定的细胞骨架成分 B.直径略小于微丝 C.具有组织特异性

D.肿瘤细胞转移后仍保留源细胞的IF 5.头发由 α角蛋白构成 β角蛋白构成

6.中间纤维之所以没有极性是因为其

A.单体不具有极性 B.二聚体不具有极性 C.三聚体不具有极性 D.四聚体不具有极性

7.能趋向微丝正极运动的马达蛋白属于哪个家族？ A.Myosin B.Kinesin C.Dynein 8.鞭毛的轴丝由 A.9+0微管构成 B.9+1微管构成 C.9+2微管构成 D.由微丝构成 9.鞭毛基体和中心粒 A.均由三联微管构成 B.均由二联微管构成

C.前者由二联微管、后者由三联微管构成 D.前者由三联微管、后者由二联微管构成

10.秋水仙素可抑制染色体的分离是因为它能破坏哪一种细胞骨架的功能？ A.微丝 B.微管 C.中间纤维

11.动物细胞微绒毛中的骨架结构和马达蛋白分别为 A.微丝 B.微管 C.Myosin D.Kinesin E.Dynein 13.动物细胞中微管的（+）极在 A.远离中心体的方向 B.向着中心体的方向

14.微管α球蛋白结合的核苷酸可以是 A.GTP B.GDP C.ATP D.ADP 15.以下关于微管的描述那一条不正确？ A.微管是由13条原纤维构成的中空管状结构 B.紫杉酚(taxol)能抑制微管的装配 C.微管和微丝一样具有踏车行为 D.微管是细胞器运动的导轨

16.微管具有极性，其（+）极的最外端是 A.α球蛋白 B.β球蛋白 C.γ球蛋白 17.细胞的变形运动与哪一类骨架成分有关？ A.微丝 B.微管 C.中间纤维

18.以下哪一类药物可以抑制胞质分裂？ A.紫杉酚 B.秋水酰胺 C.长春花碱 D.细胞松弛素

19.应力纤维是由哪一类细胞骨架成分构成的？ A.微丝 B.微管

C.中间纤维

20.Myosin是微丝的动力结合蛋白，肌肉中的Myosin属于

A.Ⅰ型 B.Ⅱ型 C.Ⅲ型 D.Ⅳ型

21.肌动蛋白结合的核苷酸可以是 A.ATP B.ADP C.GTP D.GDP

细胞骨架习题 第2篇

细胞骨架的观察

姓名：邓燕玲 学号：201011202912 专业：生命科学生物科学 实验时间：20121030 指导老师：张伟 同组同学：张丽华

细胞生物学实验

实验目的

1.了解细胞骨架的组成、结构和功能。2.学习细胞骨架标记的原理和方法。3.学习用鬼笔环肽标记微丝的方法步骤。

4.观察小鼠胚胎成纤维细胞和中国仓鼠卵巢细胞的细胞微丝骨架。5.讨论细胞骨架在中学中教学的重点与难点。

实验原理

1.细胞骨架一般是指真核细胞质内的蛋白质纤维网架系统。广义大的细胞骨架包括细胞膜骨架、细胞核骨架和细胞质骨架。直至1963年，科学家用戊二醛在室温下固定成功后，人们才广泛地观察到各类细胞骨架纤维的存在。细胞骨架包括微管、微丝和中间纤维。不同成分有不同的结构和功能。细胞骨架处于不断地动态平衡中，并且有极性。2.微丝的标记方法可分为在固定细胞中标记和在活体中标记。本实验采用的是固定细胞标记，主要运用带荧光探针的抗体或鬼笔环肽标记，这需要对样品进行化学固定和膜的通透。

3.荧光探针是一种标记物，其中包含的荧光物质在从外界吸收能量后变成激发态，在回到基态时以电磁波的形式释放能量，从而产生荧光。荧光物质在受到长时间的照射后会淬灭。

4.鬼笔环肽（phalloidin）是一种剧毒生物碱，能结合F-actin，而不与G-actin结合，并且在结合后可以抑制微丝的解聚，破坏微丝聚合和解聚的动态平衡。鬼笔环肽对细胞有毒害作用，因此不利于活体细胞的研究。

5.荧光显微镜是用于观察和分析样品中产生的荧光物质的成分和定位的一种光学显微镜，荧光物质在受到激发光的激发下，会发出比激发光波长更长的光，从而在显微镜下观察。

实验器材

1.材料：小鼠胚胎成纤维细胞、CHO中国仓鼠卵巢细胞

2.试剂：PEM缓冲液（50 mM pipes,5 mM EGTA, 5 mM MgSO4, 0.225M 山梨醇），0.5 % Triton X-100（溶于PEM缓冲液），4%多聚甲醛（溶于PEM缓冲液），55nM Alex-phalloidin 3.器械：荧光显微镜 实验步骤

1.将小培养皿中的培养液用移液枪吸掉，加入预热的1mlPEM清洗，注意不要打在盖玻片

细胞生物学实验

上，洗三次。

2.加入1ml37°C预热的0.5 % Triton X-100，放置10min。3.加入预热的1mlPEM清洗，洗三次。4.加入预热的4%多聚甲醛1ml，放置15min。5.加入预热的1mlPEM清洗，洗三次。

6.剪下一段与载玻片宽度一样的封口膜，将封口膜包在在玻片上，在玻片上的封口膜上加10L的 55nM Alex –phalloidin，将载玻片有细胞的一面朝下盖片，在暗盒中静置25min。7.用37°预热的PEM洗三次，将载玻片有细胞的一面朝上转移到一个新的载玻片中，在荧光显微镜下观察并拍照。

实验结果 思考题

1.PEM缓冲液的作用是什么？

答：促进微管中肌动蛋白的聚合，抑制其解聚，使微管形态固定，便于观察。2.1％Triton X-100处理细胞的作用是什么？

细胞骨架习题 第3篇

激光扫描共聚焦显微镜(laser scanning confocal microscope,LSCM)是20世纪80年代发展起来的一种结合激光扫描、显微镜技术与计算机自动化分析的仪器。它是在荧光显微镜成像的基础上加装激光扫描装置,使用紫外光或可见光激光荧光探针产生信号,利用计算机进行图像处理,可以获得高分辨率、高质量的图像。通过针孔成像,还可以对样品进行直接无损伤的光学断层扫描,进而实现立体结构的三维重建以及空间结构和荧光强度信息。LSCM主要由激光光源、扫描器(内装有针孔光栏、分光镜、发射荧光滤光片及检测器)、荧光显微镜(装有微量步进电动机)系统、光学装置、计算机存储与处理及控制系统等部分组成[1]。目前,激光扫描共聚焦显微技术已用于细胞内形态结构观察及三维重建、组分空间定位、实时动态变化监测等研究,图像分析软件还能提供荧光强度、空间距离定量测定的丰富数据信息。不仅可观察固定的细胞、组织切片,还可对活细胞进行结构、定位、定性、定量分析及动态监测,结合其他相关生物技术,在形态学、生理学、免疫学及遗传学等领域得到广泛应用。

微丝(microfilaments,MF),又称肌动蛋白纤维(actin filament),是真核细胞中由肌动蛋白(actin)组成,直径为7nm的骨架纤维。参与细胞内的多种生理活动,如胞质流动,肌肉收缩,细胞分裂,细胞颗粒的运输等,维持细胞的形状,参与细胞顶端生长,细胞壁构建,细胞器定位等。微丝骨架通常是通过迅速的聚合解聚来调整和改变其形态,从而在细胞执行各种功能及应对外界刺激时维持细胞正常的生理活动。

细胞中的微丝骨架的动态变化直接受肌动蛋白结合蛋白(actin-binding proteins,ABPs)的调节。ABPs通过与单体肌动蛋白(G-actin)或丝状肌动蛋白(F-actin)结合,调节二者之间的动态平衡,进而调控微丝骨架的组织和功能。ABPs的活性又受诸多其他因素的调控,诸如Ca2+、pH、磷酸化等等,因此微丝骨架能通过ABPs对细胞内外信号作出的反应,从而参与细胞内的各种生理活动[2,3,4,5,6]。目前为止,动物细胞中已知160多种ABPs[7],按照其与肌动蛋白的相互作用方式可分为单体肌动蛋白结合蛋白(monomer actin binding proteins),封端蛋白(capping proteins),侧面结合蛋白(lateral binding proteins),交联蛋白(crosslinking proteins)及成核蛋白(nucleating proteins)等。

随着动物细胞中ABPs研究的日趋完善,近年来有关植物肌动蛋白结合蛋白的研究也成为热点问题。植物肌动蛋白结合蛋白的研究工作主要集中在它们的体外生化性质、体内对胞内微丝结构的影响及其参与的植物生长发育调节等方面。

细胞内微丝骨架是高度动态的网络结构,采用合适的标记探针对体内的微丝骨架进行标记、获得可视化效果强的图像,是研究体内微丝骨架形态结构及动态变化的重要前提。随着发光蛋白的发现,植物体内微丝骨架的标记方法也从利用微丝的特异性药物向着构建发光蛋白与某种可以特异结合微丝的蛋白或肽段构成的融合蛋白方向发展。Kost等人最先使用GFP与小鼠talin蛋白C端的肌动蛋白结合结构域构成融合蛋白(GFP-mTn)在植物体内标记微丝[8,9]。随后,Timmers将GFP与一种微丝结合蛋白——拟南芥丝束蛋白1(AtFIM1)构成融合蛋白(GFP-AtFIM1)用于标记微丝[10]。Sheahan等又构建GFP与AtFIM1的肌动蛋白结合结构域2(fABD2)的融合蛋白,并且证明这种探针能够显示出GFP-mTn和GFP-AtFIM1所不能标记的更加精细、动态的微丝结构[11,12,13]。以本实验室已构建好的携带GFP-fABD2基因的BY-2悬浮细胞系为材料,观察到细胞间期成网络状态的微丝骨架及随着细胞有丝分裂过程的进行而处于不断动态变化的微丝骨架结构。有丝分裂细胞中的微丝结构可参与成膜体组成和细胞板延伸。这些实验方法的建立为进一步研究各种肌动蛋白结合蛋白的体内功能及其在细胞周期过程中与微丝的关系提供基础。

1 实验部分

1.1 材料

植物材料为携带GFP-fABD2融合基因的烟草BY-2转基因细胞系[12]。携带GFP-fABD2融合基因的过表达拟南芥种子由德国波恩大学Diedrik Menzel博士惠赠。荧光染料FM4-64[N-(3-triethy lammoniumpropyl)-4-(6-(4-(diethylamino)phenyl)hexatrienyl)-pyridinium dibromide]购自Invitrogen公司,潮霉素Hyg(Hygromycin B)购自Roche(Germany)公司;试验所用无机盐均为分析纯。

BY-2细胞液体培养基(改良的MS培养基1964)[14]:MS植物盐混合物(M5524,Sigma):4.33 g;蔗糖:30 g;KH2PO4溶液(20 g/L):10 mL;Thiamine HCl(1 g/L):1 mL;2,4-D(200 mg/L):1 mL;myo-inositol(20 g/L):5 mL;加三蒸水至1000 mL,调pH 5.8。

固体培养基含0.8%的琼脂。

1.2 仪器

激光共聚焦显微镜LSCM(Olympus IX70—FV300,Japan),普通荧光显微镜(Zeiss Axio Imager.Al),全温振荡培养箱HZQ-F160,生化培养箱HPS-400。

1.3 试验方法

BY-2愈伤组织静置培养在27℃避光的生化培养箱HPS-400中,每月更换新鲜固体培养基。BY-2悬浮细胞震荡培养在27℃避光且转速为130rpm的全温振荡培养箱HZQ-F160中,7天继代更换新鲜培养基。

携带有GFP-fABD2融合基因的农杆菌介导转化烟草BY-2愈伤组织:转化方法参考[9]。

FM4-64活染BY-2悬浮细胞:取200μL生长良好的BY-2悬浮细胞;2μmol/L FM4-64(母液浓度为2 mmol/L,以水溶解常温保存),避光处理5 min;用BY-2细胞液体培养基洗1～2次,去掉多余的染料;制片观察。

LSCM检测选择参数:激光光源为10 mW氩离子激光器,可输出波长488 nm;z轴步距:0.5～0.8μm;扫描方式:Kalman扫描或XYZT扫描模式;扫描速度:中速;物镜:60×oil。活体细胞内微丝结构按z轴步距逐层往细胞底部进行断层扫描,获取高分辨率的多层叠加图像或三维立体图像。采集所得图像通过Olympus软件Fluoview 4.0和Photoshop 7.0处理并进行图像重组。

2 结果

2.1 LSCM与普通荧光显微镜成像的比较

用带GFP-fABD2标记的转基因拟南芥植株观察根细胞内的微丝排列情况时比较普通荧光显微镜和LSCM在微丝骨架结构观察的应用。图1A展示的是用普通荧光显微镜拍摄的根下胚轴部位细胞内的微丝结构,只能看到一些主干微丝结构无法看到胞内精细微丝和微丝的整体网络结构。由于普通荧光显微镜采用的是一种场光源其摄影为场摄影同时包含焦点和非焦点的影像,受到物镜分辨率和切片厚度的制约,标本上每一点的图像都会受到邻近点的衍射光或散射光的干扰,故看到的绿色荧光分布弥散且部分呈现模糊状。图1B是利用LSCM的光学切层性能观察拟南芥植株根细胞内的微丝结构。此图是按照步距0.8μm由根的底层切至最上层后叠加后的结果。可以看到在质膜下层围绕着清晰的微丝网络,胞内还存在大量长的跨越整个细胞的微丝索结构。相比普通荧光显微镜,LSCM对标本上的每个点都是在焦点上的摄影,其在X-Y平面上的最佳分辨率可达0.2～0.25μm,较普通显微镜要高出40%;在Z轴上的最佳分辨率可达0.5～0.6μm[15]。由于LSCM可以更加真实地展现出植物细胞内清晰的微丝网络结构,所以主要用LSCM来观察携带有GFP-fABD2融合基因的烟草BY-2悬浮细胞内微丝网络结构。

A.普通荧光显微镜拍摄的图像;B.LSCM扫描的图像。标尺为20μm

2.2 BY-2间期细胞微丝网络结构的观察

取继代培养3～5天的悬浮细胞进行显微观察。利用LSCM可直接、无创性地对样品进行连续光学切片,观察同一标本表面和内部结构的特点,对转基因的悬浮细胞进行切层观察。采集图像时所用方法中所介绍的参数其中z轴步距为0.8μm;扫描方式:Kalman扫描;扫描范围:目的细胞的最外层周质至横切最宽面。图2所展示的是BY-2间期细胞内从周质到核周不同切面的微丝结构。在紧贴质膜下的胞质中可以看到存在大量排列成网络状的微丝结构(见图2A～2E),这些包围整个细胞的笼状结构参与细胞形状维持和正常生理活动,如传导细胞接受的外界信号,胞内细胞器的正确定位,维持胞质环流等。由周质逐步到核周,胞内微丝相应地由周质的网络结构变成亚周质轴向分布的大型微丝索(见图2F～2J)和核周跨胞内液泡的网络结构(见图2K～20)。其中图2E、2J、2O是所选切层的叠加图,清晰地展示出细胞周质致密的微丝三维网络结构及核周的微丝束结构。同时,这些断层扫描图像可用LSCM的软件进行后期处理做成可旋转的三维图像,非常直观地展示出细胞内的微丝骨架的空间网络结构。得到与先前一些报道相一致的观察结果[16]。

A-D,F-I,K-N左至右,从上到下依次为从细胞周质到核周的不同切层,E,J,O分别为A-D,F-I,K-N中所有切层的叠加。标尺为10μm。

2.3 BY-2细胞有丝分裂过程中微丝结构的动态变化

BY-2细胞内的微丝骨架是一个高度动态的结构,这种高度动态的特性在细胞有丝分裂期表现得尤为明显。LSCM荧光检测器可以毫秒级或微秒级的速度检测荧光,具有较高时间分辨率,同时可对活细胞在无损伤处理的情况下进行观察,因此可以跟踪活细胞内的物质、结构和生理过程随时间变化的情况,得到实时动态的连续图像[17]。为观察细胞有丝分裂过程中微丝骨架的变化情况,吸取50μL GFP-fABD2悬浮细胞放入型号为GWSt-3512直径为22 mm的玻璃底培养皿中,直接在激光共聚集显微镜下实时观察,清晰的观察到微丝骨架在有丝分裂期的动态变化过程。对所观察到的细胞分裂过程进行图像采集所用参数如方法中所介绍,其中z轴步距:0.5μm;扫描间隔时间T:5 min;扫描方式:Kalman扫描;扫描范围:目的细胞的最外层周质至横切最宽面。图3显示一个细胞从有丝分裂中期开始到有丝分裂结束成为两个新的子细胞的过程,荧光图片显示微丝在这个过程中的动态变化,相应的微分干涉相差(differential interference contrast,DIC)图像可以显示出细胞核的变化过程。当细胞进入有丝分裂期时,随着核膜的瓦解,染色质的凝集,周质浓密的微丝网络也开始向细胞中央聚集。间期细胞核内是没有微丝的,而当细胞进入有丝分裂期后会有大量的微丝聚集在核区,这也是在显微镜下分辨细胞处于间期或是有丝分裂期的标志之一。在前中期,微丝排列成类似于纺锤体的结构,另外还有长而粗的微丝束联系着质膜和核区(见图3A)。当细胞进入有丝分裂中期,染色体整齐地排列在赤道面上(见图3B),此时,纺锤体状的微丝在赤道面的分布很少,形成类似肌动蛋白缺失带(actin-depleted zone,ADZ)的结构(见图3B中箭头所示),有观点认为ADZ是继早前期带后决定未来分裂位点的又一标志。到有丝分裂的后期,姐妹染色单体开始分开并向两极移动,纺锤体状的微丝结构变得不太规则,微丝逐渐向中央收缩并起始形成膜体结构(见图3D中箭头所示),此时核周还有纺锤体微丝的残余。到40 min的时候,形成典型的成膜体微丝结构,即在细胞中央形成的由两列短的微丝平行排列而成的柱状结构,成膜体结构被认为是胞质分裂期起始的标志。当后期姐妹染色单体分开的时候,大量的囊泡向细胞中央聚集开始形成细胞板(见图3E),细胞板的周围依然留有少量的微丝,但大部分短的微丝集中在细胞板生长的边缘(见图3F～3I)并随细胞板的扩展而扩展,直到和母细胞质膜完全融合(见图3J)。LSCM可以实时检测BY-2细胞有丝分裂的整个过程并可得到清晰图像,能展示微丝骨架结构动态变化的整个过程。这为研究细胞有丝分裂过程中肌动蛋白结合蛋白及周期相关蛋白与骨架结构的关系打下良好基础。

A-J有丝分裂期微丝的动态变化;A-J是相应的DIC图片,表示细胞核的变化。A-C,微丝成纺锤体状排列,B中箭头所示为ADZ结构;C,纺锤体微丝开始变得不规则;D-E,成膜体微丝形成,D中箭头示刚开始形成的成膜体微丝,E示成熟的成膜体微丝结构;F-I,微丝始终位于细胞板的边缘并随细胞板向周质的扩展而扩展;J,细胞板边缘的微丝和母细胞质膜融合。图中数字代表图像扫描时距离第一次开始扫描该细胞的时间,单位是min。标尺为10μm。

2.4 BY-2细胞微丝荧光强度分析

植物细胞周期分为间期,分裂期和胞质分裂期。而植物细胞的胞质分裂和动物细胞胞质分裂最大的差别就是植物细胞要在两个子细胞之间形成细胞壁,而细胞壁的前体就是细胞板,细胞板的形成是和植物细胞特有的胞质分裂器——成膜体相关的,成膜体结构是由微管,微丝和成膜体相关蛋白共同组成的。所以详细研究胞质分裂期微丝骨架的动态变化过程及其与细胞板的关系。利用LSCM携带软件的定量分析功能,测定检测荧光信号的荧光强度,进行细胞面积、长度等参数的计算,从而可以获得更精确的具有统计学意义的定量分析结果。FM4-64,是一种亲脂性的苯乙烯基荧光染料,可以在活体细胞内标记内吞作用的囊泡,FM4-64经过内吞作用进入细胞后和内吞泡结合,内吞泡携带的膜成分和壁物质也参与到细胞板的形成[18]。所以可以用FM4-64来标示细胞板的位置。图4A～4D显示在成膜体形成之初在细胞中央,大量短的微丝聚集在细胞板的两侧形成垂直于细胞板的平行列阵,相应的DIC图片显示在微丝密集的区域有大量囊泡聚集形成明显的突起。随着时间的进行,图4E-4H显示细胞板在逐渐向周质离心式扩展,同时中央的微丝逐渐向两端集中形成两个亮点,但两点之间的距离已有明显的扩大。微丝始终处于细胞板的边缘直至细胞板和母细胞质膜融合图4I～4L。图4M～4O是用LSCM的软件分别分析的图4D,4H,4L中所标直线间的两种荧光强度,可以清晰地看出在细胞板向周质离心式扩展的过程中成膜体微丝从开始的在细胞板两侧,逐渐围在圆形细胞板的边缘直至细胞板与母细胞壁融合。荧光强度的分布图可非常直观地展示出所标区域微丝结构的分布情况。这在烟草BY-2细胞中研究微丝结构动态及肌动蛋白结合蛋白对微丝的影响方面都有应用[12,19]。

A.胞质分裂初期微丝结构,B.FM4-64标记的成膜体,E.细胞板扩张期的微丝结构,F.FM4-64标记的扩张中的细胞板,I.与母细胞壁融合的细胞板处的微丝结构,J.FM4-64标记的成熟细胞板,C.G.K.分别为图A,E,I的DIC图,D.H.L.分别为图A和B,E和F,I和J的叠合图,M.N.O.分别为图D,H,L中所标直线间的荧光强度分析图。标尺为10μm。

3 小结

于荣：细胞骨架“帮忙”气孔运动 第4篇

从1995年至今，于荣的世界很微观，她的关注点始终是植物的细胞骨架与气孔运动。

记者：“细胞骨架”听起来有些陌生，能不能先简要介绍什么是细胞骨架及其研究背景?

于荣：对于细胞骨架的研究是从20世纪60年代开始的，研究者相继在真核细胞中发现了微管，微丝、中间纤维三种不同的细胞骨架成分，它们在细胞中构成了一个复杂的三维网络体系，也就是细胞骨架。除了维持细胞形态外，细胞骨架也与细胞运动有关。比如肌肉收缩要靠肌细胞中的微丝和微丝马达蛋白相互协调完成，鞭毛和纤毛的运动，要依靠微管和微管马达蛋白的相互作用产生。细胞骨架也参与了植物的气孔运动，从1995年开始，我的研究也集中在细胞骨架在气孔运动机理中的作用上。

记者：针对细胞骨架与气孔运动的研究取得了哪些进展?

于荣：气孔由两个保卫细胞组成，主要存在于植物的叶片下表皮，保卫细胞的形态变化引起了气孔运动。1996年，研究者发现，在气孔运动中，保卫细胞中的微丝排布会发生明显变化，并由此首次提出微丝在气孔运动中起作用。如果将引起气孔开闭的信息传递过程比喻成一场“接力赛”，微丝接了其中的一个”接力棒”。微丝在气孔运动中的作用，很快得到了学界的公认，也被写入了权威的学界年度综述。而关于植物细胞骨架的另一组成部分——微管是否参与气孔运动，却存在争论。反对观点来自1997年和1998年，韩国与美国的研究者相继提出微管在气孔运动中没有作用，之后，日本的研究者认为微管参与气孔运动。国内的研究者也持支持观点，我的2003年新星项目就是“微管骨架在气孔运动中的作用”。

记者：新星项目的成果是否有助于平息争论?

于荣：1995年，我在中国农业大学读博士的时候，用显微注射技术也初步得出了相同的支持结论，因为显微注射技术对细胞造成的伤害远远小于在固定细胞过程中多种化学试剂所造成的伤害。要提出令人信服的实验结果，必须尽量减低实验中的假象，随着实验经验的积累，对使用活体细胞的要求也越来越迫切。1998年出现的植物微管绿色荧光蛋白(GFP)转基因活体标记技术，解决了这个问题。在高精度的激光共聚扫描显微镜下，可以清楚地看到在气孔开闭过程中，保卫细胞内微管骨架的排布发生相应的聚合，解聚的动态变化，这就是最令人信服的证据，微管确实在气孔运动中起作用。

记者：那么，相关研究的实用方向在哪里呢?

细胞骨架的构成 第5篇

1、作为支架，为坚持细胞的`形状提供支持结构，并给细胞器定位。

2、为细胞内的物质和细胞器的运输运动提供机械支持。

3、为细胞从一个位置向另一个位置挪动提供动力。

4、为信使RNA提供锚定位点，促进mRNA翻译成多肽。

细胞骨架观察实验设计 第6篇

I、实验内容

一、正常细胞

二、秋水仙素处理 三、VP16处理 四、低温处理 II、实验流程

一、细胞传代

二、细胞爬片

1~2d

三、细胞处理

6h

四、细胞固定、免染、观察

1d III、实验过程

一、细胞传代

1、实验材料

VEC

2、实验器材

超净台、CO2培养箱、普通冰箱、倒置显微镜、离心机、离心管、微量加液器、吸管、细胞培养瓶（皿）、镊子、酒精灯、消毒酒精、废液缸

3、试剂

胰酶、PBS、培养液（牛血清、双抗）

二、细胞爬片

已处理盖片

三、细胞处理

细胞爬片、秋水仙素、VP16、普通冰箱

四、细胞固定、免染、观察

1、实验材料

已处理的爬片

2、实验器材

离心机、离心管、玻璃培养皿、载玻片、滤纸、封口膜、温箱、荧光显微镜、微量加液器、镊子

3、试剂

PBS、BSA封闭液、一抗、二抗、蒸馏水、DAPI

4、步骤

固定

爬片置于玻璃培养皿中，PBS（500uL）洗3次，每次2min 吸弃PBS，加-20℃预冷甲醇，固定5min 吸弃甲醇，PBS洗3次，每次2min 免染

吸弃PBS，加100uL 2﹪BSA封闭液，盖上培养皿盖，室温固定15min 滤纸吸去片子上封闭液，加30uL（1:500）稀释一抗，盖上封口膜（勿大于盖片），37℃孵育30min ,边上滴一滴PBS PBS洗3次，每次5min 在边缘吸弃PBS（滤纸），滴加30uL（1:200）稀释二抗，避光，盖封口膜，37℃,30min 揭去封口膜，PBS洗3次，每次5min 吸弃PBS，蒸馏水清涮，迅速，片子正面朝上，晾干

干净载玻片上，滴加3uLDAPI，将爬片镊子夹上，反盖于防淬灭剂上 荧光镜观察

IV、注意事项

1、区分盖片正反面

2、保持样品湿润

3、一抗二抗孵育后，封口膜轻轻冲起

4、二抗孵育后，避光操作，以免荧光淬灭

第九章 细胞骨架作业 第7篇

一、名词解释

1、肌动蛋白

2、中心粒/中心体

3、细胞骨架

4、动力蛋白

5、驱动蛋白

6、微管组织中心

7、踏车行为

二、判断题

1、与微丝不同，中间纤维蛋白合成后，基本上均组装成为中间纤维，没有大量游离的单体存在。

2、通常微管的负极指向中心体

3、微管和微丝都具有极性，在装配时，正极的装配速度较快。

4、微管和微丝的装配需要能量，而中间纤维的自发装配不需要能量。

5、通常细胞内微丝和微管处于动态平衡，在低温条件下，微丝和微管趋向于解聚

6、肌动蛋白单体在临界浓度时，微丝的正极趋于装配，负极趋于解聚，微丝长度保持相对不变。

7、微丝和微管的两端都可以进行装配和解聚。

8、纤毛的运动与微管有关。

9、细胞松弛素可以使细胞变圆

10、纺锤体与染色体的运动有关，其中动粒微管在染色体运动时发生显著变化，而极微管和星体微管变化不大。

11、细胞松弛素的作用是促进微丝的稳定性。

12、与肌动蛋白和微管蛋白不一样，中间纤维蛋白具有组织特异性。

13、肌动蛋白的装配需要ATP提供能量。

14、微管蛋白的装配需要GTP提供能量。

15、微管蛋白的α和β亚基上都具有GTP结合位点，在微管装配时α亚基上的GTP会发生水解。

16、微管的直径大约为25nm，微丝的直径约为7nm，中间纤维的直径在10nm左右。

三、选择题

1、细胞变形足运动的本质是 细胞膜迅速扩张使细胞局部伸长 2 胞内微管迅速解聚使细胞变形 3 胞内微丝迅速重组使细胞变形 4胞内中间纤维重新聚合使细胞变形

2、参与纤毛运动的蛋白质是

1动力蛋白 2 驱动蛋白 3 tau 蛋白 4 微管结合蛋白

3、微管是由（）条微管蛋白聚合而成的中空结构。1 9 2 11 3 13 4 15

4、肌动蛋白需要与（）结合后才能进行装配 1 ATP 2 GTP 3 ADP 4 GDP

5、微管不具备以下功能 物质运输 2 细胞内的区域组织 3 染色体运动 4 受体作用。

6、在肌肉的收缩过程中，没有参与其功能的是

肌球蛋白 肌钙蛋白 原肌球蛋白 胶原蛋白

7、属于马达蛋白的是

肌球蛋白

肌钙蛋白

驱动蛋白 tau蛋白

8、属于稳定性微管的是

1、伪足

2、纤毛

3、收缩环 4纺锤体

9、下列组织结构中不含有微管结构的是

（）

A、纺锤体

B、鞭毛

C、轴突

D、胞质分裂环

四、问答题

1、论述细胞骨架的类型及其功能

细胞骨架习题 第8篇

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2009年1月至2009年12月在广州市白云区第一人民医院门诊就诊的患者1000例, 年龄20-60岁, 平均40.3岁, 均有生育, 患者因阴道分泌物增加, 外阴不适, 有接触性出血就诊, 妇科检查发现宫颈病变, 其中宫颈肥大并中、重度糜烂570例, 宫颈赘生物102例, 宫颈肥大并宫颈纳氏囊肿263例, 宫颈光滑并阴道分泌物增多及接触性出血65例。均行宫颈防癌三阶梯 (细胞学--阴道镜检--组织病理学) 检查, 排除重度宫颈上皮内瘤变 (CINIII) 及宫颈侵润癌。宫颈组织活检为轻、中度宫颈上皮内瘤变 (CINI-II) 者152例。患者均愿意接受LEEP联合红色诺卡氏菌细胞壁骨架治疗。

1.2 仪器与药品

采用深圳金科威公司生产的SLC-2000B型电子阴道镜和HF-120D型高频电刀及大小型号不同的LEEP电切环。药品为红色诺卡氏菌细胞壁骨架制剂 (商品名:纳可佳) , 由沈阳胜康宝生物制药有限公司生产的国家二类生物新药, 有效成分:胞壁酸、阿拉伯半乳聚糖、粘肽等生物活性成分。每盒2支。

1.3 方法

月经干净3天后在电子阴道镜下行LEEP治疗, 根据病变的范围选择不同型号的LEEP刀头, 环行切除宫颈病变及部分宫颈组织, 深0.3cm-0.6cm、宽1cm-2.5cm沿宫颈环绕一周, 最大限度切除病变范围及转化区, 切除组织物全部送病理检查, 创面电凝后同时应用纳可佳。取纳可佳1支, 用2-2.5ml生理盐水将其稀释, 将带尾线的棉球撕展略大于宫颈创面并浸湿药液, 用镊子将棉球贴附宫颈创面2min, 使药液充分吸收。缓慢退出窥器, 防止将带尾线的棉球带离宫颈。棉球保留24h后由患者自行取出。每周上药2次, 6次为一疗程。术后3d追踪病理结果, 同时了解阴道流液及流血情况, 分别于术后1周、2周、3周、4周、6周、8周、3月、6月复诊, 并仔细记录阴道流液及阴道流血、宫颈创面愈合情况。

1.4 疗效评定标准

(1) 痊愈:症状完全消失, 白带正常, 宫颈光滑, 宫颈病变消失, 对治疗前细胞学和/或组织病理检查异常进行复查未见异常。 (2) 显效:症状明显减轻或完全消失, 白带量趋于正常, 糜烂好转达轻度, 宫颈上皮内瘤变于阴道镜下检查异常图像减少甚至消失。 (3) 有效:症状减轻, 白带量较治疗前减少, 中、重度糜烂面积缩小但未见好转至轻度, 宫颈上皮内瘤变于阴道镜下检查仅见单个异常图像。 (4) 无效:治疗前后症状及宫颈病变程度无变化或加重。

2 结果

2.1 宫颈病变病理检查结果

1000例中轻、中度宫颈上皮内瘤变 (CIN) 152例, 宫颈肌瘤合并慢性宫颈炎4例, 其余均为慢性宫颈炎, 宫颈糜烂502例, 宫颈息肉98例, 宫颈肥大并纳氏囊肿244例, 均可以找到病原体, CIN均为HPV感染。

2.2 临床观察

患者均与术后第三天回医院复查及按照计划用药、按时复查, 并详细记录每位患者的阴道流液、阴道流血、创面感染、创面愈合情况。本组1000例无1例出血阴道大流血, 仅有点滴状出血, 时间为3-7天, 阴道排液量不多, 少于治疗前的白带量, 宫颈创面愈合好, 无1例发生创面感染, 宫颈创面于4周完全愈合者845例, 6周完全愈合112例, 8周完全愈合33例, 术后3个月、术后6个月复查见宫颈光滑, 行细胞学--阴道镜检--组织病理学"三阶梯"检查, 未发现有异常。无1例发生宫颈口狭窄、闭锁及宫颈子宫内膜异位症。

3 讨论

3.1 物理治疗是慢性宫颈炎和轻、中度宫颈上皮内瘤变目前治疗的最佳方法, 物理治疗的具体操作方式不同, 但原理基本相同, 用不同物理方法破坏宫颈受损上皮, 使之坏死脱落, 从而促使新生鳞状上皮覆盖。创面愈合时间需6-12周。术后2周有较多渗液, 2-3周脱痂, 有时会有较多出血。LEEP由法国学者Carfier1981年首创, 是一种新型的宫颈病变的物理治疗方法, 其切除病变范围大, 能够达到一定的深度, 并且用低功率环形电切, 整块转化区组织不被破坏, 可做详细的病理检查, 已经在国内基层医院广泛开展。特别是宫颈癌筛查制度及方法未健全, 基础医疗单位采取基本方案 (以肉眼观察为主, 结合3%-5%冰醋酸试验和4%-5%碘液试验) 进行筛查, 必要时做进一步的检查及治疗, 及查及治。多采用LEEP。

3.2 本组1000例宫颈炎性疾病全部采用LEEP治疗, 在对宫颈病变进行准确诊断的同时又对宫颈病变做了治疗。明显优于其他的物理治疗方法, 并且有操作快捷简便、并发症少及恢复快的优点, 加之切除病变后创面放置红色诺卡氏菌细胞壁骨架制剂, 增强宫颈局部的免疫功能, 减少感染, 促进创面修复。

3.3 随着对宫颈癌及HPV感染的认识, 积极治疗宫颈糜烂, 积极治疗和预防HPV感染, 防治宫颈癌。宫颈炎性疾病采用LEEP治疗后组织修复一方面是创面间质、上皮基底层的储备细胞增生和化生, 使创面愈合;另一方面是纤维蛋白复合物、巨噬细胞、成纤维细胞、胶原蛋白和血管形成肉芽组织, 使创面愈合。一般需要3个月左右才能痊愈, 期间均有不同程度的阴道流液, 部分由阴道流血甚至大出血。红色诺卡氏菌细胞壁骨架制剂是一种非特异免疫调节剂, 通过宫颈创面吸收, 向机体发出免疫调节信号, 从而激活人体免疫系统, 增强免疫细胞吞噬和杀灭病原体功能, 加快鳞状上皮的化生, 促使创面愈合。微量成分直接作用于创面, 无毒副作用, 不影响妇女阴道内环境的微生态平衡, 不损伤正常组织。

3.4 LEEP联合红色诺卡氏菌细胞壁骨架制剂局部应用治疗宫颈炎性疾病收到好的效果, 并且操作简便, 安全, 副反应少, 恢复快, 能提高宫颈鳞状上皮修复质量, 增强宫颈局部的免疫功能。值得基层医疗单位广泛推广使用。

参考文献

[1]乐杰, 主编.妇产科学[M].第6版, 人民卫生出版社.

[2]现代临床药物大全编委会, 现代临床药物大全, 第3版.

[3]陈新谦.新编药物手册[M].

[4]顾美娇, 主编.临床妇产科学[M].

细胞骨架习题 第9篇

细胞骨架组分的荧光染色观察

一、实验目的

1、掌握细胞骨架的显示方法

2、掌握荧光显微镜的使用方法

3、了解荧光显微镜下细胞骨架的基本形态结构

4、了解荧光探针Hoechst 33342（Ho.33324）与细胞成分的结合特性和光谱特性

二、实验原理

1、微丝股价是一种高度动态的三维网状结构，与细胞的多种生理活动如细胞运动、胞质分离、细胞器的定位、细胞内物质的运输、吞噬作用、细胞极性生长等密切相关。

2、鬼笔环肽(phalloidin)是从一种毒性菇类中分离的剧毒生物碱，它同细胞松弛素的作用相反, 只与聚合的微丝结合, 而不与肌动蛋白单体分子结合。它同聚合的微丝结合后, 抑制了微丝的解体, 因而破坏了微丝的聚合和解聚的动态平衡。

3、由于鬼笔环肽非常特异地结合并稳定聚合态肌动蛋白, 因而对肌动蛋白的动态平衡造成严重影响.此外, 较高浓度的鬼笔环肽对细胞有毒害作用.因此, 用鬼笔环肽标记微丝并不是用于研究活体细胞的理想方法。

三、实验材料

1、材料：CHO（中国仓鼠卵巢细胞）

2、试剂：

（1）PEM：50mM pipes(pH6.9), 5mM

EGTA, 5mM MgSO4, 0.225M 山梨醇

（2）0.5% Triton X-100溶于PEM缓冲液中。

（3）4%多聚甲醛溶于PEM缓冲液中。

四、实验步骤

1、取出上次实验爬片于小盖玻片上的CHO细胞；

2、取出培养有CHO细胞的盖片，于小平皿中37℃预温 PEM洗3次(每次 1mL)； 3、37℃预温 4%多聚甲醛固定细胞15min(1mL)4、37℃预温 PEM洗3次

5、加入0.5%Triton X-100处理约10min(1mL)；

6、取一洁净的载玻片，按照其的大小在其上放置一条封口膜，在封口膜上滴加20μL 60nM Alex-phalloidin 10L湿盒中室温染色30min；

7、在parafilm 膜上加PEM，待盖玻片被冲起后，再轻轻揭下盖玻片； 8、37℃预温 PEM洗数3次；

9、滴加10L Ho.33342复染色；

10、荧光镜下观察。【注意事项】

1、注意不要弄碎盖片，分清细胞所在面；

2、各步洗细胞要轻，勿使细胞脱落；

3、荧光观察注意避光操作

4、节约试剂。

五、实验结果

图一：CHO细胞微丝荧光染色图

图二：CHO细胞细胞核荧光染色图

图三：CHO细胞微丝与细胞核荧光染色叠加图

六、实验结果分析

染色后微丝呈绿色，细胞核为蓝色，染色较为清晰。但细胞数量较多，导致有些染色结果重叠。

七、思考题

1、PEM缓冲液的作用是什么？

细胞内的微丝在含有ATP和Ca2+及低浓度的Na+，K+等阳离子溶液中，趋于解聚成G-actin；而在Mg2+和高浓度的Na+，K+等阳离子溶液中，G-actin则装配为F-actin。PEM缓冲液提供高Mg环境，让单体肌动蛋白（G-actin）聚合成丝状肌动蛋白（F-actin）。同时，EGTA能螯合Ca2+，使G-actin装配成F-actin，微丝骨架保持聚合状态且较为舒张。用PEM缓冲液处理细胞，能够模拟体内环境并提高细胞骨架的稳定性。2、0.5%Triton X-100处理细胞的作用是什么？

0.5%Triton X-100处理细胞的作用是溶解细胞膜上的脂类和蛋白质，增加细胞膜的通透性，使荧光染料能够更容易地透过细胞膜与F-actin特异性结合。

3、鬼笔环肽用于细胞骨架研究的优缺点是什么？

（1）鬼笔环肽用于细胞骨架研究的优点：鬼笔环肽的分子量小，很容易通过细胞，不需要对细胞进行冷丙酮和TRITON X-100处理。鬼笔环肽可以与聚合的微丝结合，通过让这种毒素吸附于荧光染料上面，可以研究细胞的内部工作机制，窥视细胞如何分裂。（2）鬼笔环肽用于细胞骨架研究的缺点：对细胞有毒性，价格昂贵。

细胞骨架习题 第10篇

10.3.4 肌细胞: 特化的肌收缩功能

肌细胞在进化的过程中形成了一种高度特化的的功能:肌收缩(muscle

contraction)。在肌细胞中, 肌动蛋白和肌球蛋白联合形成一种复合物:称为肌动球蛋白(actomyosin), 一种高度有序的结构, 并能高效地工作。

■ 骨骼肌细胞的基本结构 ● 肌纤维(myofibers)

肌纤维(myofibers)是圆柱形的肌细胞(长度可达40mm, 宽为10-100μm), 并且含有许多核(可多达100个核)。每个肌纤维被一层细胞质膜包被，这种细胞膜称作肌纤维膜(sarcolemma)。扁平的细胞核位于肌纤维膜的下方，并沿细胞的长度多点分布。

● 肌原纤维(myofibril)

肌原纤维是横纹肌中长的、圆柱形的结构。肌原纤维有明暗相间的带，明带称为I带(I band)，暗带称为A带(A band)。在I带中有一条着色较深的线, 叫Z线。

● 肌节(sarcomere)

肌节是Z线将肌原纤维分成的一系列的重复单位,含有一个完整的A带和两个二分之一I带（图10-46）, 肌节是肌收缩的单位。

图10-46 肌细胞的结构 ■ 肌原纤维的结构

在电子显微镜下揭示肌原纤维是由两种类型的长纤维构成, 一种是细肌丝，直径为6nm；另一种是粗肌丝，直径为15nm。明带只含有细肌丝，所以比较亮，而暗带之所以暗，是因为有粗肌丝和细肌丝的重叠。粗肌丝的长度占据整个A带，而细肌丝没有伸展到A带的中央区，所以A带的中央区也比较明亮，该区叫H带(图10-47)。

图10-47 肌原纤维的结构

● 粗肌丝(think filament)组成肌节的肌球蛋白丝。

● 细肌丝(thin filament)组成肌节的肌动蛋白丝。细肌丝是由三种蛋白组成, 除了肌动蛋白外, 还有两个结合蛋白, 即原肌球蛋白和肌钙蛋白。

细肌丝的两端分别与两个不同的肌动蛋白加帽蛋白结合(图10-48),一个是CapZ蛋白, 另一个是原肌球调节蛋白(tropomodulin)。

图10-48 肌节中与细肌丝结合的加帽蛋白的结合部位和作用

CapZ蛋白结合在肌动蛋白的(+)端, 位于Z线。原肌球调节蛋白结合在肌动蛋白的(-)端。这两种蛋白的结合有利于细肌丝的稳定, 防止去聚合。

● Z线(Z disk)是纤维网状结构, 它的主要功能是锚定肌动蛋白纤丝的正端。至于肌动蛋白纤丝是如何同Z线结合的, 尚不清楚, 推测加帽蛋白Cap Z蛋白和交联蛋白α-辅肌动蛋白(α-actinin)都有作用。α-辅肌动蛋白是Z线提取物中的主要成份, 它很可能在I带中将细肌丝交联成束。● 原肌球蛋白(tropomyosin, Tm)

原肌球蛋白是细肌丝中肌动蛋白的结合蛋白，由两条平行的多肽链组成α螺旋构型，每条原肌球蛋白首尾相接形成一条连续的链同肌动蛋白细肌丝结合, 正好位于双螺旋的沟(grooves)中。每一条原肌球蛋白有7个肌动蛋白结合位点，因此Tm同肌动蛋白细肌丝中7个肌动蛋白亚基结合(图10-49a,b)。

● 肌钙蛋白(troponin.Tn)

肌钙蛋白由3个多肽，即肌钙蛋白T(Tn-T)、肌钙蛋白I(Tn-I)、肌钙蛋白C(Tn-C)组成的复合物。Tn-T是一种长形的纤维状分子(图10-49c), Tn-I和Tn-C都是球形分子。Tn-I能够同肌动蛋白以及Tn-T结合, 它同肌动蛋白的结合就抑制了肌球蛋白与肌动蛋白的结合。Tn-C是肌钙蛋白的Ca结合亚基，Tn-C控制着原肌球蛋白在肌动蛋白纤维表面的位置。在细肌丝上大约每隔40nm就结合有一个肌钙蛋白。

2+

图10-49 原肌球蛋白及其结合蛋白

(a)原肌球蛋白的螺旋结构;(b)原肌球蛋白的序列特征, C是保守区, V是可变区, 不同来源的原肌球蛋白的V区序列可能不同;非肌细胞中的原肌球蛋白的长度要短些, 但保守区的组成相同;(c)原肌球蛋白、肌钙蛋白和肌动蛋白的结合关系。

肌联蛋白(titin)与伴肌动蛋白(nebulin)在肌节中除了上述的蛋白成分外,还有两种重要的蛋白:肌联蛋白和伴肌动蛋白(图10-50)。

图10-50 肌联蛋白-伴肌动蛋白纤维系统对粗肌丝和细肌丝的稳定作用(a)每条粗肌丝都有肌联蛋白纤维维持它的稳定,跨度起自Z线到M线;每条细肌丝的(+)端到(-)都结合有伴肌动蛋白纤维；(b)用凝溶脚蛋白（一种纤维切割蛋白）处理肌细胞, 破坏了肌节中的细肌丝, 没有了肌动蛋白的支持, 伴肌动蛋白凝缩在Z

线。

■ 肌收缩的滑动丝模型(sliding filament model)及分子基础 ● 实验依据

研究发现:肌收缩过程中，肌节几乎缩短50%，但是肌节的A带的长度并没有发生变化。肌节的缩短只是伴随着I带的缩短，在整个收缩的肌纤维中，I带几乎消失了。

● 滑动丝模型

两个英国研究小组的科学家们提出滑动丝模型解释肌收缩的机理。他们推测:肌节的缩短并不是因纤丝的缩短而引起, 而是由纤丝互相滑动所致。细肌丝向肌节中央滑动, 肌丝滑进了A带之中导致重叠部分增加, 使得I带和H带的宽度缩小, 其结果是缩短了肌节，减少了肌纤维的长度(图10-51)。

图10-51 肌收缩时肌节的收缩

(a)肌收缩时肌节长度变化及肌节结构差异示意图。在肌收缩时,肌球蛋白的交联桥(cross-bridge)与周围的细肌丝接触, 细肌丝被推动滑向肌节的中心。(b)肌

收缩时的电子显微镜照片。

● 肌球蛋白Ⅱ的作用

粗肌丝同细肌丝之间的滑动主要涉及粗肌丝中肌球蛋白Ⅱ的头部同肌动蛋白细肌丝接触，产生细肌丝与粗肌丝之间的交联桥(crossbridges)，才能产生滑动。研究发现: 肌收缩时,每个肌球蛋白的头都向外伸出, 并与细肌丝紧紧地结合, 形成细肌丝与粗肌丝间的交联桥。肌球蛋白Ⅱ的头部一旦同细肌丝结合, 头部就会快速向中心部位弯曲，使细肌丝沿粗肌丝向肌节中央移动5～15nm。

● 旋转升降臂(swinging lever arm)假说

1993年Ivan Rayment 等提出旋转升降臂假说解释肌球蛋白与肌动蛋白之间滑动的机理:他们认为ATP水解释放出的能量诱导肌球蛋白头部构型发生少许改变, 然后通过旋转使肌球蛋白α螺旋的颈部伸展,实际上,肌球蛋白的颈部作为强度极高的升降臂(lever arm),引起肌动蛋白纤维快速的远距离滑动(图10-52)。

图10-52 肌球蛋白颈部作为旋转升降臂开关的模型, 详见正文

什么是滑动丝模型和旋转升降臂假说? ■ Ca离子在肌收缩中的作用 2+● 原肌球蛋白的抑制作用

原肌球蛋白能够同7个肌动蛋白单体结合，并封闭了肌动蛋白上同肌球蛋白结合的位点。在这种情况下，肌节中的粗肌丝和细肌丝之间不可能形成交联桥，只有解除原肌球蛋白对肌动蛋白纤维的抑制，才有可能形成交联桥(图10-53)。

图10-53 原肌球蛋白在肌收缩中的作用

当原肌球蛋白处于b位时,抑制了肌球蛋白头部与肌动蛋白的结合, 当原肌球蛋白移动到a位时, 解除了抑制的肌球蛋白的头部得以同肌动蛋白接触。● Ca离子对肌收缩的调节作用

细胞中Ca离子浓度能够调节原肌球蛋白对肌动蛋白的抑制作用, 因为高浓度的Ca离子能够同肌钙蛋白的Tn-C亚基结合，改变原肌球蛋白同肌动蛋白结合的位置，解除原肌球蛋白对肌动蛋白的抑制，露出与肌球蛋白结合的位点(图10-54)。2+2+2+

图10-54 Ca离子对原肌球蛋白与肌动蛋白结合的影响

当Ca离子很低时, 肌动蛋白上与肌球蛋白结合的位点被原肌球蛋白占据, Ca2+

2+

2+离子浓度高时, 通过与肌钙蛋白Tn-C亚基的结合, 改变原肌球蛋白在肌动蛋白纤维中的结合部位,暴露出与肌球蛋白结合的位点。

● Ca离子浓度调节:肌收缩与神经兴奋相偶联

神经系统的电信号传递是以膜电位的形式沿着神经细胞传递的,这种膜电位叫动作电位(action potentials)。当动作电位到达神经细胞末梢时，它触发神经递质扩散，穿过轴突，并同相邻靶细胞的质膜结合，使细胞质膜去极化，最后信号通过与肌质网相邻的T管激发肌质网向胞质溶胶释放贮存的Ca2+离子, 从而使胞质溶胶中的Ca2+离子浓度快速升高, 使电信号转变成化学信号(图10-55)。2+

图10-55 肌质网对骨骼肌胞质溶胶中Ca离子浓度的调节作用

(a)肌纤维的三维结构图;(b)SR释放Ca离子。①神经信号传递到肌纤维的细胞质膜,经T管靠近肌质网;②诱导肌质网释放Ca离子, 使胞质溶胶中Ca离子浓度升高。

释放出来的Ca离子同肌钙蛋白结合，解除原肌球蛋白对肌动蛋白的抑制，使得粗肌丝肌球蛋白的头部得以同肌动蛋白接触，形成交联桥。然后再由ATP同肌球蛋白头部的ATP结合位点结合，并通过ATP的水解提供能量，以及肌球蛋白头部构型的变化，引起粗肌丝与细肌丝间的滑动，产生肌肉的收缩。

怎样通过Ca离子浓度调节使肌收缩与神经兴奋相偶联?

2+

2+