细胞的基本功能
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细胞的基本结构与功能细胞是生物体的基本单位,它们以无数个微小的单元组成,构成了我们身体的骨架。
了解细胞的基本结构和功能,有助于我们更好地理解生命的奥秘。
本文将从细胞膜、细胞核、细胞质和细胞器等方面分析细胞的基本结构和功能。
一、细胞膜的结构和功能细胞膜是细胞最外层的包裹物,它由磷脂双层和各种蛋白质组成。
细胞膜起到物质进出细胞的控制门户的作用。
它具有选择性通透性,可以让某些物质通过,而阻止另一些物质的进入。
细胞膜通过磷脂双层的疏水性和亲水性来实现对物质的控制。
疏水性的脂质层可以阻止大部分水溶性物质的通过,而亲水性的蛋白质通道则能够帮助水溶性物质跨越细胞膜。
细胞膜也通过激活特定的受体和信号调节蛋白来传递信号,控制细胞内外的物质交流。
二、细胞核的结构和功能细胞核是细胞中最重要的结构之一,它包含了细胞的遗传信息和调控机制。
细胞核由核膜、染色质和核仁组成。
核膜是由两层膜组成的,它具有两个主要功能:一是保护细胞核的完整性,使细胞核内的DNA不受外界干扰;二是调控物质的进出,通过核孔控制信息和物质的传递。
染色质是DNA和蛋白质的复合体,其中包含了细胞所需的遗传信息。
它通过染色质的组织和结构的改变来调控基因的表达。
核仁是位于细胞核内的小团块,它在细胞内合成核糖体。
核糖体是蛋白质合成的场所,它通过合成不同的蛋白质来满足细胞的需求。
三、细胞质的结构和功能细胞质是细胞膜和核膜之间的区域,包含了细胞内的许多结构和物质。
细胞质主要由水、有机分子和无机盐组成,它在维持细胞稳定和代谢活动中发挥重要作用。
细胞质中存在着各种细胞器,如线粒体、内质网和高尔基体等,它们各自具有不同的功能。
线粒体是细胞的能量生产中心,它通过氧化代谢来产生细胞所需的能量。
内质网是由膜片组成的复杂结构,它参与蛋白质的合成、折叠和运输。
高尔基体是膜囊系统,它参与蛋白质的修饰和分泌。
除了这些细胞器外,还有溶酶体、囊泡和细胞骨架等结构,它们在细胞的降解、运输和形态维持等方面起着重要作用。
细胞的基本功能
细胞是生命的基本单位,具有以下基本功能:
1. 新陈代谢:细胞通过代谢反应从外部环境中获取营养物质和能量,并利用这些物质和能量维持生命活动和生长。
2. 储存遗传信息:细胞内包含着遗传信息,这些信息决定了细胞的结构和功能,并且可以被遗传到下一代细胞。
3. 复制:细胞可以通过细胞分裂的过程进行复制,使得一个细胞可以变成两个完整的细胞。
4. 传递信号:细胞可以通过细胞膜和内部信号传导通路来感知和响应外部环境的变化,从而调节其内部的生命活动。
5. 调节物质的运输和交换:细胞通过细胞膜和细胞器来调节物质的运输和交换,保持细胞内部环境的稳定和适应外部环境的需要。
6. 保持形态和结构:细胞具有不同的形态和结构,可以根据不同的功能需求改变自己的形态和结构,从而适应不同的环境和任务。
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二、细胞的基本功能西医综合考试大纲本章节部分:1.细胞的跨膜物质转运:单纯扩散、经载体和经通道易化扩散、原发性和继发性主动转运、出胞和入胞。
2.细胞的跨膜信号转导:由G蛋白偶联受体、离子通道受体和酶偶联受体介导的信号转导。
3.神经和骨骼肌细胞的静息电位和动作电位及其简要的产生机制。
4.刺激和阈刺激,可兴奋细胞(或组织),组织的兴奋,兴奋性及兴奋后兴奋性的变化。
电紧张电位和局部电位。
5.动作电位(或兴奋)的引起和它在同一细胞上的传导。
6.神经-骨骼肌接头处的兴奋传递。
7.横纹肌的收缩机制、兴奋-收缩偶联和影响收缩效能的因素。
知识概要:细胞膜蛋白的功能:物质转运功能、受体功能、酶的功能细胞膜外表面糖链具有受体和抗体的作用1.细胞的跨膜物质转运:单纯扩散、经载体和经通道易化扩散、原发性和继发性主动转运、出胞和入胞细胞的跨膜物质转运液态镶嵌模型,(Singer,1972)小分子跨膜运输通过:单纯扩散、易化扩散、主动转运Ps:当电位梯度较大且与浓度梯度作用方向相反时可逆浓度梯度扩散成、动作电位复极化时相的形成、局部电位的产生有静息(备用)、激活和失活三种状态道,Ach的受体是通道的一组成部分,只有在Ach与受体结合后通道才打开Na+通道特异性阻滞剂:河豚毒K+通道特异性阻滞剂:四乙基胺Ps:经通道和经载体易化扩散的主要区别:物质转运速率水分子跨膜转运方式:单纯扩散、经水通道和离子通道转运的过程或电位梯度进行的跨膜转运过程细胞外液[Na]约为胞内的10倍③维持细胞内渗透压和细胞容积④维持细胞内pH的稳定具有重要意义++2+(关键:钠泵、载体)同向转运:转运分子与Na+扩散方向相同+葡萄糖、氨基酸的重吸收)、分泌H大多数脂溶性维生素的吸收I-由血液进入甲状腺上皮细胞内无饱和现象:单纯扩散、经通道的易化扩散单纯扩散、易化扩散与主动转运比较G蛋白偶联受体:配体为多肽和蛋白质类激素是一条包含7次跨膜的肽链可间接激活腺苷酸环化酶可激活鸟苷酸结合蛋白G蛋白:连接膜受体与离子通道,与细胞外信号分子结合,来源于同一受体超家族由α、β和γ三个亚单位构成α亚单位具有结合GTP或GDP的能力,及GTP酶的活性IP3:作用:使胞内Ca库释放CaDG:作用:活化PLA举例:肾上腺素离子通道受体:神经-肌肉接头终板膜跨膜信号转导方式离子的平衡电位:当电位差驱动力=浓度差驱动力,达稳态时,此时的跨膜电位差称为该离子的平衡电位不同细胞静息电位(RP)不同:骨骼肌细胞-90mV,神经细胞-70mV,平滑肌细胞-55mV,RBC-10mV静息电位通常是平稳的直流电,但在心肌和平滑肌细胞会出现自发性的静息电位波动钠通道:电压门控;去极化达阈电位时,可引起正反馈扩散驱动力:浓度差和电位差每种离子的平衡电位可由Nernst公式计算出细胞外液的K浓度↑时,K平衡电位↓细胞外液的K浓度明显↑时,静息电位的绝对值将↓Na+通透性↑→RP↓活时相)负后电位:负极时迅速外流的K+蓄积在膜外侧附近,暂时阻碍了K+的外流指峰电位的”全或无”不论传播距离多远,其幅度和形状均不改变③有不应期:峰电位不融合或重叠+阈强度和阈刺激是用作衡量组织兴奋性高低的常用指标可兴奋细胞的共同标志(特征):产生动作电位钠通道激活和内向离子电流(也是局部电位与动作电位的共同点)5.动作电位(或兴奋)的引起和它在同一细胞上的传导兴奋:细胞对刺激发生反应的过程.动作电位的同义语或动作电位的产生过程动作电位一旦在细胞膜的某一点产生,就沿着细胞膜向各个方向传播,直到整个细胞膜都产生动作电位为止.这种在单一细胞上动作电位的传播,称为传导髓鞘:电阻大、不导电,不允许离子通过单个平均幅度:0.4mV终板膜上无电压门控钠通道,不产生动作电位;可通过电紧张电位刺激周围具有钠通道的肌膜,使之产生动作电位,传播至整个肌膜Ach在刺激终板膜产生终板电位的同时,可被终板膜表面的AchE迅速分解,所以终板电位持续时间仅几毫秒横纹肌的肌原纤维是由粗、细两组与其走向平行的蛋白丝组成肌肉的缩短和伸长均通过粗、细肌丝在肌节内的相互滑动而发生肌丝滑行理论的最直接证据是:肌肉收缩时,暗带长度不变,明带和H带长度缩短肌肉收缩的基本过程是在肌动蛋白和肌球蛋白的相互作用下将分解ATP释放的化学能转变为机械能的过程2+2+②运动神经元轴突上的动作电位引起神经-肌肉接头前膜释放Ach③Ach与终板膜上的受体结合,激活Na+通道,产生终板电位④终板电位引起肌膜去极化达阈电位,触发肌细胞电位.传遍整个肌膜⑤肌膜上的动作电位沿横管(T管)传到肌纤维深部,并影响到肌质网⑥肌质网终末泡释放Ca2+,胞质中Ca2+浓度↑,并与肌钙蛋白结合,产生构象变化⑨只要细胞内Ca浓度不↓,横桥周期继续出现2+-后负荷:主要影响肌肉收缩的收缩力量(主动张力)和缩短速度缩和舒张复合收缩:是指骨骼肌受到连续刺激时,后来的刺激有可能在前一次收缩结束前即到达肌肉,于是肌肉有可能在机械收缩过程中接受新的刺激,并发生新的兴奋和收缩新的收缩过程可与上次尚未结束的收缩过程发生总和强直收缩:当骨骼肌受到频率较高的连续刺激时,可出现以这种总和为基础的强直收缩。
二.填空题33.人体和其它生物体的最基本的功能单位是细胞。
34.机体的每个细胞都被一层薄膜所包被,称为细胞膜(质膜)。
35. 细胞膜主要有脂质、蛋白质和少量糖等组成;从重量上看:膜中蛋白质与脂质在膜内的比例大约在4:1~1:4之间;功能活跃的膜,膜中蛋白质比例较高。
36. 液态镶嵌模型的基本内容是:以液态脂质的双分子层为基架,其中镶嵌着具有不同分子结构、因而也具有不同生理功能的蛋白质。
37. 脂质双分子层在热力学上的稳定性,和它的流动性,使细胞膜可以承受相当大的张力和外形改变而不致破裂,而且即使膜结构有时发生一些较小的断裂,也可以自动融合而修复。
38. 体内靠单纯扩散,进出细胞膜的物质较少,比较肯定的是氧和二氧化碳等气体分子;它们进出的量主要受该气体在膜两侧的浓度差(分压差)影响。
39.根据参与的膜蛋白的不同,易化扩散可分为:由通道和由载体介导的易化扩散。
40.人体最重要的物质转运形式是原发性主动转运,;在其物质转运过程中,是逆电-化学梯度进行的。
41. 钠泵能分解A TP使之释放能量,在消耗代谢能的情况下逆着浓度差把细胞内的Na+移出膜外,同时把细胞外的K+ 移入膜内,因而形成和保持了不均衡离子分布。
42. 继发性主动转运可分为同向转运和反向转运(交换)两种形式;与其相应的转运体,称之为同向转运体和反向转运体(交换体)。
43. G蛋白的共同特点是其中的α亚单位同时具有结合GTP或GDP的能力和GTP酶活性。
44. 膜学说认为生物电现象的各种表现,主要是由于细胞内外离子分布不均匀和在不同状态下,细胞膜对不同离子的通透性不同。
45.静息电位是由K+外流,Na+快速内流形成的,峰电位的上升支是形成的。
46. 在刺激的持续时间以及刺激强度对时间的变化率不变的情况下,刚能引起细胞兴奋或产生动作电位的最小刺激强度,称为阈强度;也就是能够使膜的静息电位去极化达到阈电位的外加刺激的强度。
47. 动作电位的幅度决定于细胞内外的Na+ 浓度差,当用河豚毒阻断Na+通道后,则动作电位不能产生。
第二章细胞的基本功能一、名词解释1、单纯扩散:脂溶性小分子物质由细胞膜的高浓度一侧向低浓度一侧转运的过程。
2、易化扩散:非脂溶性或脂溶性小的小分子物质或离子,在膜蛋白的介导下顺电化学梯度进行的跨膜转运称为易化扩散。
3、主动转运:细胞通过本身的某种耗能过程,在膜蛋白的帮助下将小分子物质逆电化学梯度进行跨膜转运的过程,称为主动运输。
4、静息电位:静息时纯在于细胞膜内、外两侧的电位差,称为静息电位。
5、极化:生物学通常把静息电位存在时细胞膜电位外正内负的状态称为极化。
6、动作电位:在静息电位基础上,可兴奋细胞受到一个有效刺激时能产生一次迅速、可逆、可传导的膜电位波动,称为动作电位。
7、阈电位:能使钠通道大量开放并引发动作电位的临界膜电位值称为阈电位。
8、局部电位:在刺激局部产生的一个较小的膜电位波动称为局部电位。
9、兴奋-收缩耦联:将骨骼肌细胞的电兴奋和机械收缩联系起来的中介过程,称为兴奋-收缩耦联。
10、强直收缩:骨骼肌受到连续刺激时,可产生单收缩的总和,即引起肌肉的持续性收缩,称为强直收缩。
二、填空题1、易化扩散是细胞在膜蛋白的介导下顺电化学梯度进行的跨膜物质转运方式,根据借助的膜蛋白的不同,可分为:通道介导的异化扩散和载体介导的异化扩散。
2、根据门控机制的不同,离子通道通常有三类:电压门控通道、化学门控通道和机械门控通道。
3、Na+-K+泵有三种功能状态,分别为:备用(静息)、激活、失活。
4、主动转运是细胞通过本身的某种耗能过程,在膜蛋白的帮助下逆电化学梯度进行的跨膜物质转运,根据耗能是否直接来源于膜蛋白,可分为:原发性主动运输和继发性主动运输。
5、静息电位存在时细胞膜外正内负的状态,称为极化。
6、动作电位具有以下三个重要特征:“全或无”特性、不衰减性传播和有不应期、不可以总和。
7、细胞发生兴奋后兴奋性的依次经历:绝对不应期、相对不应期、超常期和低常期。
8、神经-肌接头是指运动神经末梢与骨骼肌细胞相接处的部位,由接头前膜、接头间隙和接头后膜组成。
9、肌原纤维相邻两条Z线之间的区域,称为一个肌节,包括一个中间的暗带和两侧各1/2的明带,是肌肉收缩和舒张的基本单位。
10、细肌丝主要由:原肌球蛋白、肌动蛋白和肌钙蛋白构成。
11、三联管由一个横管与其两侧的终池相接触而构成,是发生兴奋-收缩耦联的关键部位。
12、影响骨骼肌收缩活动的主要因素有前负荷、后负荷和肌肉收缩能力。
13、兴奋-收缩耦联的结构基础是三联管,关键的耦联因子是钙离子。
三、选择题1、人体内O2、CO2、NH3进出细胞膜是通过( A )A、单纯扩散B、易化扩散C、主动转运D、入胞作用E、出胞作用2、以下属于被动转运的是( E )A、易化扩散B、单纯扩散C、主动转运D、出胞和入胞E、单纯扩散和易化扩散3、物质在膜蛋白质帮助下,顺浓度梯度或电位梯度通过细胞膜的过程是属于( B )A、单纯扩散B、易化扩散C、主动转运D、入胞E、出胞4、参与细胞易化扩散的蛋白质是( E )A、受体蛋白B、通道蛋白C、泵蛋白D、载体蛋白E、载体蛋白和通道蛋白5、与单纯扩散的特点比较,易化扩散不同的是:( C )A、顺浓度差转运B、不消耗生物能C、需要膜蛋白的帮助D、是水溶性物质跨膜转运的唯一方式E、是离子跨膜转运的唯一方式6、离子被动跨膜转运的动力是:( C)A、电位梯度 B、浓度梯度 C、电-化学梯度 D、钠泵供能 E、自由运动7、载体中介的易化扩散产生饱和现象的机理是( D )A、跨膜梯度降低B、载体数量减少C、能量不够D、载体数量所致的转运极限E、疲劳8、氨基酸进入一般细胞的转运方式为:( A )A、易化扩散B、入胞C、单纯扩散D、吞噬E、主动转运9、关于主动转运,错误的是:(B )通道蛋白A、又名泵转运B、依靠载体蛋白的协助C、逆浓度差或电势差进行D、消耗能量E、主要转运无机离子10、在一般生理情况下,每分解一分子ATP,钠泵运转可使( D )A、2个Na+移出膜外B、2个K+移出膜外C、2个Na+移出膜外,同时有2个K+移入膜内D、3个Na+移出膜外,同时有2个K+移入膜内E、3个Na+移出膜外,同时有3个K+移入膜内11、细胞膜内,外正常的Na+和K+浓度差的形成和维持是由( D )A、膜在安静时对K+通透性大B、膜在兴奋时对Na+通透性增加C、Na+ 、K+易化扩散的结果D、膜上钠-钾泵的作用E、膜上ATP的作用12、Na+ 跨膜转运的方式为:(C )A、单纯扩散B、易化扩散C、易化扩散和主动转运D、主动转运E、主动转运和单纯扩散13、钠泵活动最重要的意义是:( C )A、维持细胞内高钾B、防止细胞肿胀C、建立势能储备D、消耗多余的 ATPE、维持细胞外高钙14、肠上皮细胞由肠腔吸收葡萄糖属于( D )A、单纯扩散B、易化扩散C、原发性主动转运D、继发性主动转运E、入胞15、消化腺分泌消化酶的过程是(E )A、单纯扩散B、易化扩散C、主动转运D、入胞E、出胞16、当静息电位的数值向膜内负值加大的方向变化时,称作膜的:( E )A、极化B、去极化C、复极化D、反极化E、超极化17、人工增加离体神经纤维浸浴液中的K+浓度,静息电位的绝对值将:( C )A、不变B、增大C、减小 D先增大后减小 E先减小后增大18、对静息电位的叙述,错误的是:( D )A、主要与K+外流有关,其数值接近于K+的平衡电位B、膜内电位较膜外为负C、其数值相对稳定不变D、各种细胞的静息电位是相等的E、细胞处于极化状态19、正常状态下,细胞内离子分布最多的是( A )A、K+B、Na+C、Ca2+D、Cl-E、Na+和Cl-20、安静状态下,细胞膜对其通透性最大的离子是( A )A、K+B、Cl-C、Na+D、Ca2+E、Na+和Cl-21、动作电位的“全或无”现象是指同一细胞的电位幅度( C )A、不受细胞外的Na+ 浓度影响B、不受细胞外的K+ 浓度影响C、与刺激强度和传导距离无关D、与静息电位值无关E、与Na+ 通道复活的量无关22、沿单根神经纤维传导的动作电位的幅度:( A )A、不变B、不断减小C、不断增大D、先增大后减小E、不规则变化23、动作电位产生下降相的离子流是( A )A、K+外流B、Cl-内流C、Na+内流D、Ca2+内流E、Na+和Cl-24、人工地减少细胞浸浴液中Na+ 浓度,则单根神经纤维动作电位的超射值将( B )A、增大B、减少C、不变D、先增大后减少E、先减少后减少25、神经纤维Na+通道失活的时间在( D )A、动作电位的上升相B、动作电位的下降相C、动作电位超射时D、绝对不应期E、相对不应期26、静息时细胞膜内外的Na+和K+浓度差的维持有赖于( B )A、膜上ATP的作用B、膜上Na-K泵的作用C、Na-K易化扩散的结果D、Na-K交换E、膜对Na和K的单纯扩散27、神经细胞动作电位的去极相中,通透性最大的离子是:( B )A、K+B、Na+C、Cl-D、Ca2+E、Mg2+28、阈电位时,通透性突然增大的离子是( B )A、K+B、Na+C、Ca2+D、Cl-E、Na+和Cl-29、阈电位是:( A )A、引起动作电位的临界膜电位B、引起超极化时的临界膜电位C、引起局部电位的临界膜电位D、引起动作电位复极的临界膜电位E、衡量兴奋性高低的指标30、刺激阈值通常指的是:( C )A、用最小刺激强度,刚刚引起组织兴奋的最短作用时间B、保持一定的刺激强度不变,能引起组织兴奋的最适作用时间C、保持一定的刺激时间和强度—时间变化率不变,引起组织发生兴奋的最小刺激强度D、刺激时间不限,能引起组织兴奋的最适刺激强度E、刺激时间不限,能引起组织最大兴奋的最小刺激强度31、关于局部兴奋的叙述,错误的是:( D )A、局部电位随刺激强度增加而增大B、局部电位随扩布距离增大而减小C、局部去极化电位的区域兴奋性增高D、不存在时间与空间的总和E、它是动作电位形成的基础32、神经纤维峰电位时期约相当于( A )A、绝对不应期B、相对不应期C、超常期D、低常期E、正常期33、能引起动作电位,但幅度最小,这种情况见于:( B )A、绝对不应期B、相对不应期C、超常期D、低常期E、正常期34、神经纤维中相邻两个锋电位的时间间隔至少应大于其:( B )A、相对不应期B、绝对不应期C、超常期D、低常期E、绝对不应期+相对不应期35、神经细胞在接受一次阈上刺激后,兴奋性周期变化的顺序是:( D )A、相对不应期、绝对不应期、超常期、低常期B、绝对不应期、相对不应期、低常期、超常期C、绝对不应期、低常期、相对不应期、超常期D、绝对不应期、相对不应期、超常期、低常期E、绝对不应期、超常期、低常期、相对不应期36、下列有关同一细胞兴奋传导的叙述,错误的是:( E )A、动作电位可沿细胞膜传导到整个细胞B、传导方式是通过产生局部电流刺激未兴奋部位,使之也出现动作电位C、在有髓纤维是跳跃式传导D、有髓纤维传导动作电位的速度比无髓纤维快E、动作电位的幅度随传导距离增加而减小(是局部电位的特点)37、终板膜上的受体是:( C )A、肾上腺素能受体B、5-羟色胺受体C、ACh受体D、多巴胺受体E、组胺受体38、兴奋通过神经-骨骼肌接头时,乙酰胆碱与N-型Ach门控通道结合,使终板膜( B )A、对Na+ 、K+ 通透性增加,发生超极化B、对 Na+ 、K+ 通透性增加,发生去极化C、仅对K+ 通透性增加,发生超极化D、仅对Ca2+ 通透性增加,发生去极化E、对ACh通透性增加,发生去极化39、终板膜上与终板电位产生有关的离子通道是( E )A、电压门控钠离子通道B、电压门控钾离子通道C、电压门控钙离子通道D、化学门控非特异性镁通道E、化学门控钠离子和钾离子通道40、当神经冲动到达运动神经末梢时,可引起接头前膜的:( B )A、Na+通道关闭B、Ca2+通道开放C、K+通道开放D、Cl-通道开放E、Cl-通道关闭41、神经--肌肉接头信息传递的主要方式是:( A )A、化学性突触传递B、局部电流C、非典型化学性突触传递D、非突触性传递E、电传递42、骨骼肌收缩和舒张的基本功能单位是:( E )A、肌原纤维B、细肌丝C、肌纤维D、粗肌丝E、肌小节43、骨骼肌的肌质网终末池可储存:( C )A、Na+B、K+C、Ca2+D、Mg2+E、Ach44、骨骼肌细胞中横管的功能是:( C )A、Ca2+的贮存库B、Ca2+进出肌纤维的通道C、使兴奋传向肌细胞的深部D、使Ca2+与肌钙蛋白结合E、使Ca2+通道开放45、兴奋-收缩藕联中起关键作用的离子是( C )A、K+B、Na+C、Ca2+D、Cl-E、Na+和Cl-46、将肌细胞膜的电变化和肌细胞内的收缩过程耦联起来的关键部位是:( E )A、横管系统B、纵管系统C、肌浆D、纵管终末池E、三联管结构47、骨骼肌兴奋—收缩耦联不包括:( D )A、动作电位通过横管系统传向肌细胞的深部B、三联管结构处的信息传递,导致终末池Ca2+释放C、肌浆中的Ca2+与肌钙蛋白结合D、肌浆中的Ca2+浓度迅速降低,导致肌钙蛋白和它所结合的Ca2+解离(肌肉舒张)E、当肌浆中的Ca2+与肌钙蛋白结合后,可触发肌丝滑行48、肌肉收缩滑行现象的直接证明是:( A )A、暗带长度不变,明带和H带缩短B、暗带长度缩短,明带和H带不变C、明带和暗带的长度均缩短D、明带和暗带的长度均无明显变化E、明带和暗带的长度均增加49、相继刺激落在前次收缩的舒张期内引起的复合收缩称为:( B )A、单收缩B、不完全强直收缩C、完全强直收缩D、等张收缩E、等长收缩50、肌肉的初长度取决于:( B )A、被动张力B、前负荷C、后负荷D、前负荷和后负荷之和E、前负荷和后负荷之差四、简答题1、描述细胞膜“液态镶嵌模型”的基本内容。