第五章-细胞骨架教案

1教案首页章节第五章细胞骨架讲授内容第一节微丝第二节微管第三节中间纤维第四节细胞骨架与疾病课时安排2学时教学目的1.使学生了解细胞骨架与疾病的关系；中间纤维的分类。2.理解微丝、微管的功能；3.掌握细胞骨架的概念；微丝、微管化学组成。重点细胞骨架的概念；微丝和微管化学组成。难点微丝、微管的组装；微丝、微管的功能。教法举要演示法·讲授法·比较法·提问法·多媒体辅助教学法教具准备计算机多媒体设备、自制课件、Powerpoint、Flash软件、教鞭教学参考资料《医学细胞生物学》宋金丹人民卫生出版社《细胞生物学》翟中和高等教育出版社《医学细胞与分子生物学》陈诗书等上海医科大学出版社教学后记1、本章教学内容多，根据教学重点和难点合理安排时间，顺利完成教学任务，但是由于知识量比较大，学生反应语速有点快，结束有点仓促。2、本章内容十分抽象，通过多媒体课件和Flash动画能促进学生理解。教学方法比较有效，大量运用启发式教学，增加师生互动，促进学生主动思考，活跃课堂气氛。3、今后需注意把书面语言转换为通俗语言，利于学生理解。2教学过程：教师活动教学内容学生活动备注【引入】第一节课【讲授新课】【幻灯显示】【讲述】【解释】【幻灯显示】上一周我们学习了细胞内一个双层膜结构的细胞器（线粒体），除了线粒体以外细胞内还有许多其它细胞器的存在，它们在细胞内特定的位置行使自己特定的功能，这些细胞器之所以能稳定的存在于细胞中，是受到一种特殊结构的支撑与保护，这就是我们今天要学习的内容——细胞骨架。从这节课开始我们就来学习一下第六章细胞骨架。第六章细胞骨架（cytoskeleton）在讲授新课之前，我们首先来看一下这一章的教学要求。掌握:1、细胞骨架的概念2、微丝、微管和中间纤维的化学组成和功能。了解：1、细胞骨架与疾病的关系。2、微丝、微管和中间纤维的组装过程。希望同学们根据教学要求能明白这一章的重点。既然学习细胞骨架，我们首先来看一下细胞骨架的重要概念。细胞骨架：是指位于细胞质、细胞核内由蛋白纤维交织而成的立体网架结构，它充满整个细胞质的空间，与外侧的细胞膜和内侧的核膜存在一定的结构联系，以保持细胞特有的形状，并与细胞运动有关。广义骨架系统概念包括细胞质骨架和核骨架两部分。狭义的概念专指胞质骨架。胞质骨架由微丝（MF）、微管（MT）和中等(间)纤维（IF）三种类型。狭义概念和广义概念的区别。细胞骨架三种类型照片。回答：线粒体学生记录本章教学要求学生记录并初步掌握概念学生观察教与学的互动能活跃课堂气氛复习巩固并导入新课（约2分钟）概念的理解对于本节内容的学习与掌握是十分重要的。（约5分钟)3教师活动教学内容学生活动备注【幻灯显示】【讲述】【幻灯显示】【幻灯显示】【比喻】【讲述】【提问】【讲述并提问】【幻灯显示】下面我们就来学习讨论一下细胞骨架的的第一种类型—微丝。第一节微丝微丝广泛存在于所有真核细胞中，以束状、网状或纤维状分散分布于细胞质的特定空间位置上。要学习微丝，首先应了解微丝的化学组成一、微丝的组成基本单位：肌动蛋白（G-肌动蛋白）两个结构域：ATP和Mg2+结合位点构象可改变，有极性肌动蛋白两个结构域四个亚基结构照片。两个结构域比喻为两扇门，ATP和Mg2+结合位点比喻为门缝。肌动蛋白在细胞里有两种存在形式，一种是球状肌动蛋白单体，一种是纤维状肌动蛋白聚合体，大家想一下，这两种存在形式有什么关系呢？（通过聚合和解聚可以相互转换。）知道了微丝的化学组成以及肌动蛋白的存在形式，那么微丝的基本结构是什么样呢？二、微丝的结构微丝是一种具有可弯曲特性的蛋白纤维，直学生观察并对细胞骨架三种类型有初步认识学生观察学生思考并回答问题便于学生有直观认识，激发学生学习的兴趣。（约5分钟)形象比喻加深学生理解。（约3分钟）4【讲述】【幻灯显示】【提示小知识点】【提问并导入下一内容】【幻灯显示】【讲述】【特别强调】【幻灯演示并讲述】【幻灯演示】【引入下一问题】【幻灯显示】【举例】径5-9nm，而且是实心结构。单根的微丝呈双螺旋结构。电镜下微丝结构由于肌动蛋白有极性，从而决定了微丝是有极性的。既然肌动蛋白是组成微丝的基本单位，那么它们又是经历怎样的过程才组装成微丝的呢？三、微丝的组装前面我们提到组成微丝的基本单位是肌动蛋白，体外实验证明，球状肌动蛋白组装成微丝需要ATP和一定的盐浓度（主要K+和Mg2+），其组装过程分三个阶段：即（延迟期）成核期、生长期（延长期）和平衡期。微丝组装的动态变化过程。看完微丝组装的过程，接下来给大家补充一点知识：影响微丝组装的因素四、影响微丝组装的因素ATP和Mg2+：能量和离子环境。Ca2+：组装不利。PH7：有利于组装。细胞松弛素B和D：抑制组装。鬼笔环肽：促进微丝的组装。除了我们上面提到的影响微丝组装的因素，还有一些微丝结合蛋白从不同的水平可以调控微丝的组装，在细胞中起控制微丝的形成、交联、盖帽和截断的作用，并可移动细胞中的微丝。我们以动物细胞为例，看一下这些结合蛋白的类型及其功能。五、微丝结合蛋白及其功能动物细胞中主要的肌动蛋白结合蛋白认真观察带着问题听课学生记录学生观察便于理解学生记录补充内容积极思考，加深对微丝结合蛋白的理解（约10分钟）插入flash动画，使课件更生动直观（约2分钟)5【导入下一内容】【幻灯显示】【具体讲述】【幻灯显示】【新内容导入】【幻灯显示】前面我们知道细胞骨架的作用是维持细胞特有的形态，对细胞起支撑作用，那么作为细胞骨架成分之一的微丝也不例外，接下来我们看一下微丝的功能，这一部分内容比较重要。六、微丝的功能1、作为肌纤维的组成成分，参与肌肉的收缩。2、参与细胞运动3、作为细胞的支架，维持细胞的形态4、参与细胞分裂1、参与肌肉收缩：肌原纤维：粗肌丝、细肌丝粗肌丝：肌球蛋白细肌丝：肌动蛋白、原肌球蛋白和肌钙蛋白2、参生细胞运动：一是通过微丝的滑动，二是通过微丝或微丝束的聚合和解离。3、维持细胞的形态：细胞皮层或肌动蛋白皮层：动态性，提供强度和韧性。4、参与细胞分裂：收缩环：平行排列但具有不同极性的微丝第二节微管前面我们学习了细胞骨架的第一种类型——（微丝）的结构和功能，接下来学习一下第二种类型——微管。光镜下免疫荧光染色的微管照片。电镜下微管的照片认真听讲，积极思考并做记录环环相扣，深入理解回答：微丝拓宽学生的知识面（约10分钟）学习新知识的同时能够复习巩固以前所学的知识（约3分钟）6【幻灯显示】【讲解】【讲述】【幻灯显示】【讲述】【讲述】【幻灯显示并讲述】【设问】光镜下微管照片电镜下微管照片微管是真核细胞胞质中普遍存在的结构，因管状的外型而得名。首先看一下微管的结构与化学组成。一、微管的形态结构与化学组成微管的形态结构：中空的圆柱状结构，从横断面上看，微管壁是由13根原纤维纵向围绕而成。微管的化学组成：微管蛋白，其天然亚基为α-微管蛋白和β-微管蛋白单体。微管的三种存在形式：我们了解了微管的基本组成单位和存在形式以后，α-微管蛋白和β-微管蛋白单体是如何组装成微管的呢？二、微管的组装：思考：免疫荧光染色如何操作的学生观察、对比理解性记忆认真听课，关注三种微管的功能带着疑问听课让学生对微管有形象直观的认识（约5分钟）Flash动画加深学生理解（约5分钟）7【幻灯显示】【讲述】【幻灯显示】【幻灯显示并讲解】【设问】【讲述兼幻灯显示】【对比讲解】【幻灯显示】【讲述】【幻灯显示】微管的组装分为体内组装和体外组装。1、体内组装微管的组装过程可分为三个时期；延迟期、聚合期和稳定期。各个时期的特点与微丝的组装对比讲解。微丝组装的动态变化过程。2、体外组装1972年，Weisenbery首次从小鼠脑组织中分离出微管蛋白，并在其实验室体外组装微管获得成功，随后，不少学者相继采用来自精子尾部的二联微管以及海胆卵细胞、果蝇胚胎和艾氏腹水癌细胞提取的微管蛋白组装微管同样获得成功。所以目前发现在37℃条件下，有GTP和Mg2+存在时，α和β微管蛋白就可在体外组装。既然微管蛋白可以在体外组装成微管，那么影响微管组装的因素有哪些呢？影响微管聚合与解聚的因素1、温度：温度超过20℃有利于组装，低于4℃引起分解。2、药物：秋水仙素和长春花碱引起分解，紫杉酚促进组装。3、离子：Ca2+低时促进组装，高时引起分解。与微丝的组装相似，微管的组装同样需要一部分微管结合蛋白的协助来完成。三.微管的结合蛋白微管结合蛋白（MAP）：MAP-1、MAP-2、tau、MAP4；功能：调节微管组装我们学习了微管的结构和组成以后，下面我们了解一下微管的功能。四.微管的功能（一）维持细胞的形态；（二）参与细胞内物质运输；（三）构成纤毛、鞭毛和中心粒等细胞运动器官，参与细胞运动；与微丝组装对比记忆拓宽知识面积极思考认真记录积极思考Flash动画形象直观（约10分钟）(约5分钟)让学生了解微管在细胞生物学中的研究进展（约2分钟）（约3分钟）（约8分钟）8【举例讲解】【对比讲述】【导入新内容】【讲述】【幻灯显示】【举例讲述】【幻灯显示】【讲述】【幻灯显示】【幻灯显示】【设问】【幻灯显示】（四）参与染色体的运动，调节细胞分裂。微管在大多数真核细胞内参与细胞形态的维持，如哺乳动物红细胞呈（双凹圆盘形），这种形状是靠质膜周边许多环形微管束来维持的，这些微管束构成边缘带，支撑着细胞，并使其具有一定弹性。第三节中间纤维前面我们主要学习了细胞骨架的前两种类型：微丝和微管，我们接着来学习另外一种细胞骨架，它的直径介于微丝和微管之间，我们把它叫做——中间纤维。一.中间纤维的化学组成——中间纤维蛋白单体中间纤维的基本组成单位是中间纤维蛋白单体。虽然中间纤维蛋白包含50多种成员，但它们具有相似的形态结构。中间纤维蛋白的类型和分布二、中间纤维的形态结构三、中间纤维的组装中间纤维的组装动画中间纤维的组装过程，让学生理解中间纤维蛋白单体的倍数变化。四.中间纤维的功能支持、运输、信息传递、连接作用第四节细胞骨架与疾病前面我们一起学习了细胞骨架的结构及功能，那么细胞骨架在临床上与疾病有哪些关系呢？这也是医学生比较关注的知识。一、细胞骨架与肿瘤（一）细胞骨架在肿瘤细胞中的变化（二）中间纤维与肿瘤诊断（三）微管和微丝与肿瘤化疗回答：双面凹圆盘状回答：微丝和微管对比中间纤维蛋白的类型积极观察思考积极思考记录通过举例子，加深学生对细胞骨架功能的理解（约2分钟）（约5分钟）（约5分钟）（约8分钟）9【讲述】【总结本章内容】【布置作业】二、细胞骨架蛋白与神经系统疾病三、细胞骨架与遗传性疾病肿瘤细胞内细胞骨架的形态结构及数目变化。预习第六章细胞核总结、归纳（约2分钟）板书设计：第五章细胞骨架（cytoskeleton）一、微丝：基本单位——肌动蛋白(actin)组装：成核期、生长期、平衡期二、微管：基本单位——微管蛋白单微管（13）二联微管（23）三联微管（33）组装：延迟期、聚合期、稳定期三、中间纤维：基本单位——中间纤维蛋白单体组装：倍数变化：1×2×2×4