玩轉動物細胞三維結構模型

◆四川省通江縣第二中學 馮 藝 陶雨能

一、創作背景

目前，市場上已有的動物細胞模型教具存在以下缺點：

一是沒有展現出細胞膜的立體結構。二是沒有體現出細胞器和細胞核在細胞中的固定方法，即沒有體現出細胞骨架的作用。三是細胞器的結構不完整，包括內質網的結構不完整，沒有區分光面內質網和粗面內質網的結構差異；中心體的結構表示模糊；線粒體沒有體現出雙層膜、質粒和核糖體等結構；沒有區分游離核糖體和附著核糖體。四是整體模型類似平面結構，空間排布效果不強。

針對現有模型的不足，結合高中生物教材的細胞核結構圖、動物細胞結構圖和細胞膜結構圖，我們將細胞的各個結構融為一體，展現在一個完整的三維細胞中，形象地展示出細胞各組成結構的空間排布，幫助學生觀察細胞的微觀結構，從而使其更容易把握細胞結構的完整性及其結構與功能相適應的特點。

二、材料準備

采用模型建構的方法，將模型呈現在直徑為40cm的透明球體中。構建模型的各個結構所用材料如表1。

表1

三、作品結構

圖1 模型結構圖

模型幾乎包含了高中生物課程標準對動物細胞結構的所有知識要求，不僅科學、準確，而且美觀、直觀。模型結構包括以下幾個部分。

1.細胞膜模型

流動鑲嵌模型，包括磷脂雙分子層、膜蛋白、糖蛋白。

2.細胞器模型

（1）內質網：光面內質網（無核糖體附著）、粗面內質網（有核糖體附著）。

（2）核糖體：附著核糖體、游離核糖體。

（3）高爾基體：由扁平膜囊和囊泡組成。

（4）溶酶體：小球狀。

（5）中心體：由兩個相互垂直的中心粒組成，每個中心粒由9束三連體微管組成。

（6）線粒體：包括外膜、內膜、核糖體、環狀DNA、基質等。

3.細胞核模型

包括核膜、核孔、染色質、核仁。

4.細胞骨架模型

包括微管、中間絲、微絲。

四、創新點

1.將細胞膜的結構與細胞器、細胞核的結構結合，展示了磷脂雙分子層在細胞中的立體排布以及細胞內部的結構。

2.充分體現出細胞骨架在細胞中對細胞器、細胞核的固定作用。

3.各個細胞器和細胞核可以自由取出觀察結構。

4.細胞的各個結構嚴格按照教材要求制作并在查閱資料后予以補充完善。例如粗面內質網和光面內質網的結構不同；中心粒由9組三聯體微管排列而成，呈桶狀；內質網膜與核膜、細胞膜相連；線粒體能進行半自主自我復制，具有環狀DNA和核糖體；糖蛋白、各個細胞器的顏色以及細胞核的顏色嚴格依據教材圖片設計，便于學生識別、觀察。

5.支架的獨特設計可以使細胞呈立體狀，便于教師在講臺上展示細胞結構，學生在座位上觀察。

6.模型后面的燈光可以照亮細胞內部結構，便于師生觀察磷脂雙分子層的立體結構和細胞內各個結構的空間分布。

圖2 模型支架和燈光設計