第一篇：關于細胞骨架中微管對動植物細胞核影響的探討

關于細胞骨架中微管對動植物細胞核影響的探討

摘要

細胞骨架是指在真核細胞中的蛋白纖維網絡體系，微管（Microtubule MT）是細胞骨架的重要組成成分之一。它不僅對維持細胞胞形態(tài)、保持細胞內部結構的有序性有重要作用，而且與細胞運動、物質運輸、能量轉化、信息傳遞、細胞分裂、基因表達、細胞分化等生命活動密切相關[1]。

細胞內很多基質中起作用的酶都是附著在細胞骨架上的，而生命代謝的本質基本可以認為是各種酶促反應，動植物體內的微管都是由中心體發(fā)出，在細胞內形成有組織有規(guī)則的結構，很多大分子物質如蛋白質合成過程中的分泌蛋白就是在微絲的肌動蛋白牽引下沿著微管進入高爾基體或其它細胞器，由此可得，微管對細胞的組織層次至關重要，甚至構成細胞分裂分化的結構基礎。

關鍵詞

細胞骨架，細胞固定，微管，微管套，嘉庚蛸精細胞，小鼠精細胞，小麥幼苗根尖細胞，紫外輻射（UV-B）。

我們在研究觀察細胞骨架時常用的細胞固定液有：戊二醛、多聚甲醛、乙醇、甲醛、丙酮等。由于不同固定液固定細胞效果不同，因此應該根據(jù)試驗樣本及目的選擇合適的固定液[2]。以下為利用這些固定方法和免疫熒光-激光共聚焦顯微技術及透射電鏡技術觀測頭足類動物嘉庚蛸精細胞和小麥幼苗根尖細胞在不同實驗條件下微管排列方式及其對細胞核和染色質的影響。

微管對嘉庚蛸精細胞核影響的研究

細胞骨架分布有一定的規(guī)則性和方向性，復雜程度高。在哺乳動物精細胞分化過程中，微管及微管依賴蛋白參與了精子頂體的形態(tài)建成，由于頭足類動物精子發(fā)生過程與哺乳動物鏡子發(fā)生過程具有相似性，采用嘉庚蛸研究微管在頭足類動物精子發(fā)生過程中的分布特征，對探究微管依賴蛋白在精子發(fā)生過程中作用的分子機制具有重要指導意義。

頭足類動物精細胞分化形成精子過程中，核從圓形演變成長圓柱形或長螺旋形，核的形態(tài)變化與核周圍微管的活動，密切相關。微管是由微管蛋白裝配成的長管狀結構，是真核生物細胞骨架的主要組成部分；是依賴于微管的驅動蛋白的運輸通道。利用免疫熒光-激光共聚焦顯微技術及透射電鏡技術觀察了嘉庚蛸精子形成過程中微管的分布特征及其作用，結果表明：精細胞早期，核呈圓形或卵圓形，核內染色質由團塊狀趨向顆粒狀均布，或部分凝集成絮狀，核周圍無微管套結構，且微管不均勻分布；精細胞中期，核呈橄欖形，核內染色質呈顆粒狀或絮狀，微管在核周圍均勻分布，形成微管套；精細胞后期，核呈長梭形，核內染色質呈纖維狀，微管套緊貼核周圍；未成熟精子，核呈長柱狀，核內染色質致密均布，微管套仍緊密圍繞核周；成熟精子，核周微管結構消失。嘉庚蛸精子形成過程中微觀結構有一個動態(tài)變化過程，由此可推測微管套可能在核的形態(tài)發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用，由于微管套只在精細胞核形變過程中存在和起作用，因此，微管套可能通過特殊的途徑參與核內染色質的濃縮[3]。具體機制還有待進一步研究。

精細胞分化形成精子過程中，微管系統(tǒng)發(fā)揮重要作用。形態(tài)學和分子生物學研究表明，微管套不僅可能參與精子頂體的生物發(fā)生，而且還可能參與精核的形態(tài)建成[4]。

郭睿等[5]利用免疫熒光FLTC/DAPI共染技術研究分析了小鼠精細胞變態(tài)成形過程中微管套結果變化及其作用，微管套在圓形精細胞核變形延伸的起始階段形成，并隨著精細胞核的濃縮和變長逐漸向精細胞尾部移位，直至精子變態(tài)成形后消失，微管套結構的形成和消失與精細胞核的濃縮及延伸同步，其形態(tài)變化和位置的改變與精細胞核形態(tài)學變化吻合，由于微管套始終與核緊密接觸直至核的形變過程結束，由此認為微管套是引導精子細胞核濃縮、變形、延伸的重要結構。同時，kierszenbaum相關分子蛋白研究還表明，微管套結構還參與了鞭毛和軸絲的發(fā)生。

若能闡明微管及其相關蛋白的特性和功能，將有可能揭示精細胞核形態(tài)變化的機制。在嘉庚蛸精子頂體反應過程的研究中，發(fā)現(xiàn)了頂體錐的存在以及精核的囊泡化現(xiàn)象[6]。該現(xiàn)象是否與微管套相關還有待進一步研究。

紫外輻射UV-B對小麥根尖細胞骨架的影響

微管在植物細胞中參與維持細胞形態(tài)、染色體遷移、細胞有絲分裂、細胞壁構建和信號轉導等生理過程[7]，能對外界作出敏感反應。

以小麥幼苗根尖為材料，采用間接免疫熒光標記技術并結合激光共聚焦掃描顯微系統(tǒng)，研究增強紫外線B（ultraviolet-B，UV-B）輻射對小麥根尖細胞微管骨架的影響，為進一步研究微管骨架與“分束分裂”的關系打下基礎。研究表明，小麥根尖分裂過程中微管骨架排列呈現(xiàn)一定的周期性，對照組中微管周期結構明顯清晰，熒光較強。而增強UV-B輻射處理的小麥根尖細胞中，其微管結構紊亂，周質微管骨架定向發(fā)生改變，或解聚呈片段或點狀分布；出現(xiàn)兩條早期的異常結構，紡錘體微管聚集，末期成膜體彌散或缺失。

該研究表明，增強UV-B輻射使微觀結構出現(xiàn)異常列陣，且與對照組相比達到了顯著水平，使細胞周質微管的空間發(fā)生改變，由原本平行排列變?yōu)槲蓙y分布，同時出現(xiàn)斷裂和解聚現(xiàn)象。周質微管直接或間接地維持細胞的空間結構，即決定細胞的形狀，且它與質膜相連接，起著穩(wěn)定質膜的作用[8]，周質微管發(fā)生斷裂和解聚，更加重了UV-B對細胞屏障——質膜的損傷，而這必然會降低細胞內各種細胞器和細胞結構的穩(wěn)定性，破壞細胞內外物質交換平衡及細胞內物質的代謝，使植物生理功能發(fā)生障礙，從而使植物抗逆境能力下降。

紡錘體的主要功能是牽引染色體，支配染色體的移動。增強UV-B輻射使紡錘體微管結構損傷，聚集成棒，直接影響染色體與紡錘體的結合，在染色體分配的關鍵時刻易使其聚集或丟失，這很可能導致細胞中形成落后染色體、染色體橋甚至可能使染色體像微管一樣聚集成束而形成“分束分裂”細胞。增強UV-B輻射還使細胞在分裂末期沒有成膜體微管，而不能控制細胞核物質沉積，這樣在子細胞中無法構成新的細胞壁，最終導致細胞產生多核現(xiàn)象[9]。因此，增強UV-B輻射不僅改變了微管結構，還使其分布發(fā)生改變。在細胞分裂中微管與染色體的關系密切，微管分布發(fā)生改變直接影響染色體的分布，這些都可能導致細胞分裂發(fā)生異常而形成“分束分裂”，最終改變細胞的遺傳性質。完整的細胞微管骨架是信號轉導所必需的，如果微管受到干擾，依賴細胞骨架進行的信號轉導反應也會受到干擾或終止發(fā)生。

相關文獻

[1] 翟中和，王喜忠，丁明存。細胞生物學，第三版。北京：高等教育出版社；2007，280-9.[2] 張維，騫愛榮，高翔。細胞骨架染色中不同固定方法的探討。中國細胞生物學學報。2010；32(1)：149-153.[3] 俞鶴明，王偉，竺俊全。嘉庚蛸精子形成過程中微管的分布特征及作用分析。中國細胞生物學學報。2010；32(2)：251-255.[4] SabatiniDD，BenschK,BarrnettRJ,Cytochemisty and electron microscopy the preservation of cellular ultrastructure and enzymatic activity by aldelyde fixation..J Cell Biol 1963;17(1):19-58.[5] 郭睿，閆萍，李喜霞，張棟。小鼠精子細胞變態(tài)成型過程中manchette的免疫熒光染色分析。解剖學報2008；39(6)：881-5.[6] Gimenez-Bonafe’ P,RibesE,Zamora MJ,Kasinsky HE,Chiva M.Evolution of octopod Sperm I:Comparison of nuclear morphogenesis in Eledone and Octopas.Mol Reprod Dev 2002;62(3):357-62.[7] 徐是雄，朱徽。植物細胞骨架。北京：科學出版社，1996，60-83，94-104.[8] Jung G，Hellman A，Wernickcw。Change in the density of microtubular networks in mesophyII cells and mesophyII derived protoplasts of Nicotiana and Triticum during Leaf development，Planta 1993；190(1)：10-16.[9] 郭愛華，高麗美，李永鋒，翟菁如。增強紫外線B輻射對小麥根尖細胞微管骨架的影響。中國細胞生物學學報。2010；32(2)：256-260.

第二篇：晝夜對動植物的影響 教案

（蘇教版）五年級科學上冊教案

第一單元 白天和黑夜 5.晝夜對動植物的影響

教學目標：

過程與方法：

1.能提出并識別晝夜對郁金香、合歡樹等的影響以及時差對人的影響，并設法這些問題可能的答案和解決方法；

2.能用圖表記錄晝夜交替對動植物的影響，如用圖表記錄蒲公英的變化；

3.能設計一些調查活動，回答和解決哪些動物適合晝間活動，哪些動物適合夜間活動； 4.會描述生物每天在行為或特征方面的變化，如夜行性動物的行為.某種植物和花的變化。知識與技能

1.知道有的動物適合晝間生活，如蜜蜂、蜻蜓等； 2.知道有的動物適合夜間生活，如蝙蝠、貓頭鷹等； 3.建立事物之間存在普遍的聯(lián)系的初步認識。情感.態(tài)度與價值觀；

體會到晝夜交替對生物的奇妙影響，并以一定的方式贊美，如美文等。

教學準備：

有關晝夜對動植物產生影響的圖片或影像資料，明暗對比明顯的紙盒。

教學過程設計

一、導入

1.生活中有些現(xiàn)象很奇特，比如：我們到了晚上想睡覺，早上沒人叫卻也會按時醒來，夜來香傍晚時花朵才會綻放，發(fā)出陣陣香氣，這一切都與什么有關呢？到底是什么在影響動物和植物的生活呢？ 2.學生發(fā)表各自意見。

3.今天我們就來一起研究晝夜對動植物的影響。

二、探究晝夜對植物的影響。

1.觀察郁金香、合歡樹、酢槳樹、牽牛花、夜來香等植物在一天中不同時段的圖片（媒體出示）。思考：這些植物在一天中在什么變化？是什么在影響著它們發(fā)生變化？ 2.學生討論并交流。

3.從這些植物的變化中可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎？ 4.學生討論并交流。

5.小結：每種植物的生活習性都是受著節(jié)律的支配，這種節(jié)律有時按24小時變化著，--1--

和鐘的周期一樣。這種影響植物的節(jié)律我們也稱作生物鐘。

6.正因為晝夜對植物的影響，有位科學家就利用不同植物開花時間的不同做了一個花鐘。（多媒體展示有關花鐘的詳細內容）

7.我們能不能利用晝夜對植物的影響規(guī)律來改造植物，比如，讓郁金香在晚上也能開花。8.學生討論并交流。

三、探究晝夜對動物的影響。

1.既然晝夜對植物有影響，那么對動物也有影響嗎？能不能舉例說明。2.學生交流各自解釋。

3.多媒體展示：獾、蜻蜓、壁虎、貓頭鷹、刺猬、狐貍，這些動物哪些在晝間活動？哪些在夜間活動？ 4.學生交流各自見解。

5.我們可以通過什么途徑了解答案？ 6.學生討論、交流各自的研究方法。7.師生共同確定研究方法并進行調查訪問。8.交流調查訪問結果。

四、探究蝸牛、螞蟻等動物哪些是在白天活動，哪些是在夜間活動。1.蝸牛、螞蟻等動物哪些是在白天活動，哪些是在夜間活動。2.我們可以采用什么樣的方法進行研究？ 3.學生討論并交流研究方法。4.學生探究。

5.交流各自研究發(fā)現(xiàn)。

作業(yè)：選擇一種夜間活動的動物，查資料了解它為什么喜歡在夜間活動，并用自己喜歡的方式記錄下來。

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第三篇：《晝夜對動植物的影響》教學設計

《晝夜對動植物的影響》的教學設計

教學過程設計

一、導入。

1、生活中有些現(xiàn)象很奇特，比如：我們到了晚上想睡覺，早上沒人叫卻也會按時醒來，夜來香傍晚時花朵才會綻放，發(fā)出陣陣香氣，這一切都與什么有關呢？到底是什么在影響動物和植物的生活呢？

2、學生發(fā)表各自意見。

3、今天我們就來一起研究晝夜對動植物的影響。

4、播放視頻

【評析】以學生身邊常見的現(xiàn)象引起學生思考，通過充分討論引發(fā)本課的研究課題，借機提醒學生生活中處處有科學。

二、探究晝夜對植物的影響。

1、觀察郁金香、合歡樹、酢槳樹、牽?；ā⒁箒硐愕戎参镌谝惶熘胁煌瑫r段的圖片（媒體出示）。思考：這些植物在一天中在什么變化？是什么在影響著它們發(fā)生變化？

2、學生討論并交流。

3、從這些植物的變化中可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎？

4、學生討論并交流。

5、小結：每種植物的生活習性都是受著節(jié)律的支配，這種節(jié)律有時按24小時變化著，和鐘的周期一樣。這種影響植物的節(jié)律我們也稱作生物鐘。（多媒體介紹晝夜對植物影響的相關內容）

【評析】借助相關資料和通過教師直接介紹相關知識，這在科學教學中是一種不可缺少的方法，往往用在學生生活經驗和原有知識結構中非常缺乏的情況下。

6、正因為晝夜對植物的影響，有位科學家就利用不同植物開花時間的不同做了一個花鐘。（多媒體展示有關花鐘的詳細內容）

7、我們能不能利用晝夜對植物的影響規(guī)律來改造植物，比如，讓郁金香在晚上也能開花。

8、學生討論并交流。

9、小結。

三、探究晝夜對動物的影響。

1、既然晝夜對植物有影響，那么對動物也有影響嗎？能不能舉例說明。

2、學生交流各自解釋。

3、多媒體展示：獾、蜻蜓、壁虎、貓頭鷹、刺猬、狐貍，這些動物哪些在晝間活動？哪些在夜間活動？

4、學生交流各自見解。

5、我們可以通過什么途徑了解答案？

第四篇：《晝夜對動植物的影響》教學設計

《晝夜對動植物的影響》教學設計

教材分析

本課是“白天和黑夜”單元的最后一課。本課旨在通過一系列的活動揭示晝夜現(xiàn)象對動物的影響，說明植物、動物和人的生命活動具有一個“自己上發(fā)條”和“自己調節(jié)”的晝夜生物鐘。

本課主要教學內容有三個部分：第一，了解晝夜變化對植物的影響。第二，了解晝夜變化對動物的影響。第三，利用具體事例，讓學生明白改變晝夜長短能改變動植物的生活節(jié)律和生長狀況，進一步反映出生物對環(huán)境的依賴性。

學情分析

人們日出而作、日落而息，這是小學生熟悉的事。本課就是從學生的身邊的事物說起，引導學生發(fā)現(xiàn)晝夜變化會對動植物的行為的影響。五年級的學生經過兩年的科學學習，對科學探究的基本過程已有了一定的了解，他們能夠自己進行簡單的觀察實驗，并對觀察到的現(xiàn)象進行簡單的分析。只是學生在學習過程中缺乏對科學概念的了解，在教學過程中要得到加強和強化。

學習目標

1.通過調查身邊動植物與晝夜的關系，知道晝夜對動植物會產生影響。2.知道動植物、人體都有自己的生物鐘。3.能觀察記錄植物在一天中的變化。教學重難點

重點：知道晝夜的交替變化會對動植物產生影響。難點：調查夜間小動物的活動。評價任務

1.觀察記錄一種植物在一天中的變化。2.知道晝夜對動植物會產生哪些影響。教學準備

筆記本、筆、照相機，不同動植物的圖片。教學過程

一、導入新課

1.談話：生活中有些現(xiàn)象很奇特。比如，我們到了晚上想睡覺，早上沒人叫

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卻也會按時醒來；夜來香傍晚時花朵才會綻放，發(fā)出陣陣香氣。這一切都與什么有關呢？到底是什么在影響動物和植物的生活呢？

2.學生發(fā)表各自意見。

3.講述：今天我們就來一起研究晝夜對動植物的影響。

二、探究晝夜對植物的影響

1.觀察郁金香、合歡樹、酢漿草、牽牛花、夜來香等植物在一天中不同時段的圖片（媒體出示）。思考：這些植物在一天中有什么變化？是什么在影響著它們發(fā)生變化？

2.學生討論并交流。

3.提問：從這些植物的變化中可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎？ 4.學生討論并交流。

5.小結：每種植物的生活習性都受著節(jié)律的支配，這種節(jié)律有時按24小時變化著，和鐘的周期一樣。這種影響植物的生活習性的節(jié)律我們也稱做生物鐘。（多媒體介紹晝夜對植物影響的相關內容）

6.談話：正因為晝夜對植物的影響，有位科學家就利用不同植物開花時間的不同做了一個花鐘。（展示有關花鐘的詳細內容）

7.提問：我們能不能利用晝夜對植物的影響規(guī)律來改造植物。比如，讓郁金香在晚上也能開花。

8.學生討論并交流。9.教師小結。

三、探究晝夜對動物的影響

1.談話：既然晝夜對植物有影響，那么對動物也有影響嗎？能不能舉例說明？

2.學生交流各自解釋，3.（展示圖片：蜻蜓、壁虎、貓頭鷹、刺猬、狐貍等）提問：這些動物哪些在白天活動？哪些在夜間活動？

4.學生交流各自見解。

5.提問：我們可以通過什么途徑來獲取答案？ 6.學生討論、交流各自的研究方法。

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7.師生共同確定研究方法并進行調查訪問。8.交流調查訪問結果。

四、探究哪些動物是在白天活動，哪些動物是在夜間活動

1.談話：蝸牛、螞蟻等動物哪些是在白天活動，哪些是在夜間活動。2.提問：我們可以采用什么樣的方法進行研究？ 3.學生討論并交流研究方法。4.學生探究。

5.交流各自研究發(fā)現(xiàn)。

五、作業(yè)

1.選擇一種夜間活動的動物，查資料了解它為什么喜歡在夜間活動，并用自己喜歡的方式記錄下來。

2.選擇一種植物，記錄它在一天中的變化。教學反思

本課的探究活動可以從交流、整理觀察記錄開始，教師可以提出活動的指向，如提出問題：“課前我們對植物的開花情況進行了觀察，有什么發(fā)現(xiàn)？”然后導入探究活動。也可以針對教科書呈現(xiàn)的牽?；ㄏ驅W生提出問題：“你們知道圖中的牽?；ㄊ鞘裁磿r間開放的嗎？”然后介紹牽牛花開花的時間和花的顏色之間的關系，激起學生對動植物觀察、探究的欲望。

分析人體晝夜變化的活動旨在從事實上說明每個人的生命活動都要受到晝夜變化的影響，讓學生嘗試用不同的方式分析和解讀數(shù)據(jù)，對現(xiàn)象作合理的解釋，并用搜集到的資料完善自己的解釋，培養(yǎng)學生分析、綜合的能力。

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第五篇：晝夜變化對動植物的影響教案

《晝夜對動植物的影響》教案教學內容：

晝夜對動植物的影響（第一單元第五課時）

教學目標：

1、學會調查身邊動植物變化與晝夜交替的關系，能根據(jù)生活經驗進行相應的分析和判斷。

2、知道晝夜變化對動植物會產生影響，知道動植物、人體都有自己的生物鐘。

3、體會到晝夜交替對生物的奇妙影響同時培養(yǎng)學生尊重科學、熱愛科學的良好品質。

教學重難點：

重點：指導晝夜交替變化會對動植物、人的影響。難點：理解晝夜的交替變化會對動植物產生的影響，并知道改變動植物的生物鐘可以改變他們的生活習性。

教學準備：

課前先布置學生先了解生活中的動植物的生活習性。教具：相關課件

教學過程：

一、談話導入

生活中有些現(xiàn)象很奇特，比如：我們到了晚上想睡覺，早上沒人叫卻也會按時醒來，夜來香傍晚時花朵才會綻放，發(fā)出陣陣香氣，這一切都與什么有關呢？到底是什么在影響動物和植物的生活呢？

根據(jù)學生回答，可適當板書。

過渡：今天我們就來一起研究晝夜對動植物的影響。

二、學習新課

1、晝夜對植物的影響

(1)觀察郁金香、牽牛花、合歡樹等植物在一天中不同時段的圖片。思考：這些植物在一天中有什么變化？是什么在影響著它們發(fā)生變化？

（2）出示一些植物的開花時間（凌晨、上午、下午、晚上開花的）。學生思考：晝夜變化對植物的行為有什么影響？從這些植物的變化中可以發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律嗎？

根據(jù)學生的回答，要適當?shù)慕o予表揚與鼓勵

(3)小結：每種植物的生活習性都是受著節(jié)律的支配，這種節(jié)律有時按 24 小時變化著，和鐘的周期一樣。這種影響植物的節(jié)律我們也稱作生物鐘。

(4)正因為晝夜對植物的影響，有位科學家就利用不同植物開花時間的不同做了一個花鐘(5)介紹林奈編排的花鐘及瑞典花鐘。（并出示相應的圖片）、晝夜對人的影響

（1）植物有生物鐘，人類有嗎？那么你們的生物鐘是怎樣的呢？

（2）學生說說一天的作息時間安排。（要排除特殊日子或事件。）

（3）小結：我們發(fā)現(xiàn)大家的作息時間有著類似的規(guī)律，都是按 24 小時變化的，這就是我們的生物鐘。

3、晝夜對動物的影響

（1）既然晝夜對植物有影響，那么對動物也有影響嗎？能不能舉例說明。（2）觀看收集的圖片或多媒體資料。學生討論各自解釋。

（3）看書上13頁的圖：你認識它們嗎？這些動物哪些在白晝活動？哪些在夜間活動？ 夜間活動：蛾、貓、貓頭鷹、蝙蝠。白天活動：狗、公雞、刺猬、蜜蜂。

（4）為什么它們會這樣？——晝夜影響和環(huán)境的變化。

（5）在我們的周圍生活著各種各樣的小動物，我們可以通過什么途徑了解它們在夜間都干些什么？-----調查。

（6）（6）該怎樣調查，要注意些什么呢？ 師生共同討論確定方法。（可以舉例啟發(fā)學生思考，明確調查須知，課后進行。）

4、生物都有生物鐘，你能不能改變它們的生物鐘？

（1）出示圖片：夏天能看到菊花嗎？冬天能吃到西瓜嗎？為什么？（2）學生發(fā)表意見，預測。（3）利用課前收集的資料進行簡單交流，找結論。

（4）小結：原來，當我們改變光照條件時，就能改變動植物原來的生活節(jié)律和生長狀況。它們和人類一樣都能自己調節(jié)生物鐘。（5）你有沒有想過，如果人為地改變白天和黑夜的長短，生物的習性會發(fā)生什么變化？（學生回答）

5、課后小結：大自然真的非常神秘而又有趣，所以我要努力學習，在以后的學習和生活中去探究更多大自然的奧秘。

板書設計

晝夜對動植物的影響

晝夜對植物的影響——花鐘

晝夜對人體的影響——人體生物鐘

晝夜對動物的影響——晝行動物和夜行動物

晝夜長短會改變動植物的生活習性。