生物细胞中微管的波传播

摘要

微管是细胞质骨架系统中的主要成分，在胞质中形成网络结构，作为运输路轨并起支撑作用。微管有着多种不同的细胞功能，能够维持细胞的形态，使细胞不至于破裂；对于维持细胞内部的组织起重要作用。微管周围存在多种物质，这些物质的多样性和变化性对微管的稳定性有一定的影响。实验证明，微管呈现各向异性特性，具有一定的强度，能够抗压和抗弯曲，这种特性给细胞提供了机械支持力。近来，微管的各种特性越来越受到人们的关注，其中微管中波的传播性能是主要被关注的。 本文从理论上讨论了正交各向异性微管的波的传播特性。主要利用正交各向异性圆柱壳模型研究了单个微管及粘弹性介质中微管的波的传播特性，其中特别强调了微管的正交各向异性特点。通过正交各向异性圆柱壳模型和各向同性圆柱壳模型的数值计算和比较，其结果表明：一方面，微管的扭转波和径向波的较低波速很好说明了微管的各向异性特点，尽管微管的各向异性特点对它的纵向波的影响很小。大多数情况下，正交各向异性微管的三种波的波速与波向量呈非单调关系的，且波速是在波向量的特殊值时达到最小值，特别值得一提的是这一有趣现象在各向同性微管中不存在。另外，正交各向异性微管的横向弯曲波的最低速度在波长足够长时与各向同性梁模型一致。另一方面，粘弹性介质中微管的波的传播特性与单个微管的波的传播特性在短波时比较相似，在长波时变化较大且波速明显减小。这说明了微管周周的介质对微管的短波波的传播特性影响相对于长波的传播特性影响要小得多，这个结果恰恰体现了微管在细胞中的变化受周围介质的影响，与细胞的实际情况比较一致。文中得到的许多结果关于微管的波传播特性在相关文献中都很少发现过。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外研究概况

1.2.1单个微管性能的研究概况

1.2.2微管在介质中性能的研究概况

1.3本文的研究目的及主要研究内容

第二章正交各向异性圆柱壳模型

2.1正交各向异性圆柱壳模型介绍

2.2控制方程

第三章微管中波的传播

3.1轴对称波的传播

3.1.1轴对称波的方程形式

3.1.2轴对称波的传播结果及分析

3.2非轴对称波的传播

3.2.1非轴对称波的方程形式

3.2.2非轴对称波的传播结果及分析

第四章粘弹体中的正交各向异性圆柱壳模型

4.1微管周同的粘弹体

4.2 Kelvin模型

4.3控制方程

第五章粘弹体中微管波的传播

5.1粘弹体中轴对称波的传播

5.1.1轴对称波传播的方程形式

5.1.2轴对称波的传播结果及分析

5.2粘弹体中非轴对称波的传播

5.2.1非轴对称波的方程形式

5.2.2非轴对称波的传播结果及分析

第六章结论与展望

6.1结论

6.2展望

主要参考文献

附录A

作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文

作者在攻读硕士学位期间所作的项目及参加的学术会议

致谢