生物教学中，通过仿真实验室中的各类虚拟仿真资源创设生物学科融合课程，以虚补实，日常教学中令人苦恼的微观的结构与抽象难以理解的机理跃然眼前，鲜活生动。这样的虚拟仿真融合课程可以帮助学生更好地助推“结构与功能观”的初步建立，贯彻生命观念的养成。
细胞骨架是新教材“必修1-分子与细胞”中重要的的知识点，也是组成细胞的重要结构。它的微观结构以及与之对应的功能是怎样的呢？
在细胞生物学的发展中，随着电子显微镜和染色技术的应用，除了不断认识各种细胞器的结构和功能以外，还发现在细胞质中有一个三维的网络结构系统，这个系统被称为细胞骨架。
一、细胞骨架的结构
细胞骨架是细胞内以蛋白质纤维为主要成分的网络结构，主要由三类蛋白纤维构成，即微管、微丝和中间丝。
组成微管的基本成分是微管蛋白，组成微丝的基本成分是肌动蛋白，组成中间丝的基本成分相对复杂一些，包含一类纤维蛋白家族。通常微管主要分布在核周围，呈放射状向细胞质四周扩散，微丝主要分布在细胞膜的内侧，而中间丝则分布在整个细胞。虽然细胞骨架各成分在细胞质中的分布有一定的规律性，但不是绝对的，随着细胞类型或发育时期的不同会发生相应的变化。
（一）微管
微管细胞骨架纤维中最粗的一种，是一种动态结构，能很快的组装和去组装， 因而在细胞中呈现了各种形态和排列方式，以适应变动的细胞质状态和完成它们的各种功能。微管在细胞内存在三种形式：单管（质膜下）；二联管（鞭毛和纤毛）；三联管（中心粒和基体）。
1. 微管的结构特点及分子组成
（1）微管的结构特点
电镜下，微管是中空的管状结构，直径为24～26nm，长短不一。微管的管壁厚约5nm，由13条原纤维纵行螺旋排列而成，每条原纤维是由α 、β微管蛋白相间排列而成的长链。
（2）微管的分子组成
微管蛋白是构成微管的主要蛋白。这是一类酸性蛋白，分为两型，即α微管蛋白和β微管蛋白，它们常以异二聚体的形式存在，是微管装配的基本单位。二者的分子量相同（5.5×104），各含约500个左右的氨基酸。两者的氨基酸组成、排列方式均有差别。异二聚体上具有：两个鸟嘌呤（GTP）的结合位点；二价阳离子（Mg2+）结合位点；秋水仙素结合位点；长春花碱结合位点。微管结合蛋白是附着在微管多聚体上、参与微管组装并增加微管稳定性的蛋白，如τ蛋白、MAP1、MAP2、+TIPs（+端追踪蛋白）等，它们是微管结构和功能的必须组成成份。
2. 微管的主要功能
（1）维持细胞的形态；
（2）参与细胞器的运动和分布；
（3）参与细胞内物质物运输；
（4）参与信息传递与细胞的多种运动功能。
（二）微丝
1. 微丝的结构特点及分子组成
微丝的主要成分是肌动蛋白，它是微丝的基础蛋白。纯化的肌动蛋白单体称为G肌动蛋白，外观呈哑铃状，有极性，具阳离子、ATP（ADP）和肌球蛋白结合位点。肌动蛋白以相同的方式头尾相接形成螺旋状肌动蛋白丝，称为 F肌动蛋白，肌动蛋白丝具有极性。目前已知有α、β、γ 3种肌动蛋白异构体，分别分布在不同细胞或组织中。如α肌动蛋白存在于成熟的肌肉组织中，β和γ肌动蛋白共同存在于大部分非肌细胞中。目前已发现40多种微丝结合蛋白，它们多数以简单的方式与肌动蛋白相结合，形成多种不同的亚细胞结构并具有多种功能。
2. 微丝的主要功能
（1）与细胞运动紧密相关，如有丝分裂时染色体移动，胞质分裂，肌肉收缩，细胞移动，胞质环流等都有微丝参与。
（2）参与构成细胞支架，维持细胞的一定形态。
（3）微丝常与其它细胞器连接，与细胞内运输和细胞分泌活动有关。
（4）微丝与信息传递有关。
（三） 中间丝
1. 中间丝的类型
中间丝又称为中间纤维，根据其组织来源和免疫原性以及蛋白质的氨基酸序列，可将中间丝分为5大类：（1）角蛋白纤维。（2）结蛋白纤维。（3）波行蛋白纤维。（4）胶质蛋白纤维。（5）神经蛋白纤维。
2. 中间丝的功能
维持细胞的整体性 ；参与细胞内信息传递及物质运输 ；参与相邻细胞间连接结构的形成 ；参与细胞分化；肿瘤诊断 。
二、细胞骨架具有多种功能
（1）它在细胞内形成一个框架结构，为各种细胞器提供附着位点，将细胞器组成各种不同的体系和区域网络，保证了各细胞器生命活动正常有序地进行。
（2）细胞骨架为细胞内的物质和细胞器的运输及运动提供机械支撑。例如，由内质网产生的囊泡向高尔基体的运输，通常由细胞骨架提供运输轨道。
（3）为细胞运动提供机械动力。细胞上的纤毛和鞭毛主要由细胞骨架构成。
