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1、第二章 细胞的基本功能 v第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 v第二节 细胞的跨膜信号转导功能 v第三节 细胞的生物电现象 v第四节 肌细胞的收缩功能 馅 耿 荧 酬 尉 锑 靶 昼 阑 况 渭 衰 彝 凄 堆 屁 靠 曝 盅 咙 菲 舱 骗 均 雇 鬃 伟 瘴 詹 肚 迫 确 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 本章要求 掌 握 v1.单纯扩散、易化扩散的概念、形式和特点； v2.原发性主动转运的概念和转运机制； v3.静息电位、动作电位的概念及产生机制； v4.动作电位、局部反应的特点； v5.兴奋在同一细胞上传导的形式及特点； v6.兴奋-收缩
2、耦联的概念及其耦联物质。 蛙 会 帜 硝 胰 土 斧 缅 蹿 玲 您 级 咖 孰 劲 黎 项 续 燕 醉 霜 温 霖 侯 巳 基 左 屉 溅 惑 威 硼 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第一节 细胞膜的结构和物质转运功能 一、细胞膜的结构概述 细胞膜主要由脂质和蛋白质组成，此外还有极少量的 糖类物质。 液态镶嵌模型（fluid mosaic model）的基本内容是 ：膜以液态的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同 分子结构和生理功能的蛋白质。 包 破 徽 铀 茸 浊 氟 想 蓄 躇 掏 悟 矗 入 精 点 砌 教 瘪 怒 硼 记 占 悄 盒
3、蝉 迂 从 封 缓 蜘 惭 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 细胞膜的液态镶嵌模型 粱 一 瓤 晰 机 荔 睹 枕 炼 朋 倍 悬 享 豪 乒 肥 戊 洲 两 硒 同 腮 贩 匡 瓮 彦 瞥 玫 悯 藐 彩 郡 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 二、细胞膜的物质转运功能 (一) 单纯扩散 v概念：是一种简单的物理扩散，没有生物 学的转运机制参与。 v扩散的方向和速度：取决于物质在膜两侧 的浓度差和膜对该物质的通透性。 v影响扩散量的因素：浓度差：是物质扩 散的动力；通透性：通透性愈大，扩散 量也愈大。
4、消 戳 篮 凯 沦 调 沈 险 潦 篇 了 又 兼 队 旋 医 椭 抖 丹 老 炽 蝴 舱 勤 殆 聚 踊 瓤 苍 斑 瘩 纪 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 (二) 易化扩散 1.载体介导的易化扩散 v载体蛋白质有较高的结构特异性。 v饱和现象。 v竞争性抑制。 宛 阀 淘 疗 唉 颁 拂 蔫 吨 荔 筛 捞 逐 蹲 拌 慷 侩 沟 恳 哉 涅 软 呼 弹 惫 挠 潦 盐 冷 瘩 筐 扛 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 载体介导的易化扩散 孰 侥 嘶 寇 黍 踞 少 甫 恕 喷 柜 销 骤 羞 昆
5、 哆 坡 低 畦 妈 殷 又 帛 秧 磨 镀 驾 绊 酌 流 娩 岗 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 通道介导的易化扩散示意图 蹄 祷 洛 镍 砰 用 椎 与 札 德 娱 决 嚼 掳 皆 化 屎 颐 敝 娟 欧 矣 屋 验 能 跋 乞 往 径 宅 毫 驱 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 通道介导的易化扩散 门控离子通道分为三类： v1. 电压门控通道：在膜去极化到一定电位时开放 ，如神经元上的Na+ 通道； v2. 化学门控通道：受膜环境中某些化学物质的影 响而开放,这类化学物质（配基）主要来自细胞
6、外 液，如激素、递质等； v3. 机械门控通道：当膜的局部受牵拉变形时被激 活，如触觉的神经末梢、听觉的毛细胞等都存在 这类通道。 缅 蹄 拘 瘟 擅 休 禹 碘 拟 赦 烹 请 砒 办 煞 某 婶 菠 宅 馈 疫 掖 波 庇 扯 日 缩 菱 钓 渡 命 膛 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 （三）主动转动 v概念：细胞通过本身的某种耗能过程，将某种物 质的分子或离子由膜的低浓度一侧移向高浓度一 侧的过程。 v分类：原发性主动转运、继发性主动转运 v二者区别： 原发性主动转运：直接利用ATP能量 继发性主动转运：间接利用ATP能量 掩 住 为 闻
7、惠 羊 彰 吞 油 唐 甥 溺 谅 樱 贮 孽 滞 臼 常 淆 碌 害 仓 侮 枫 泞 壕 昔 锤 魄 稿 辆 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 钠钾泵（sodium-potassium pump） 简称钠泵，也称Na+-K+依赖式。 v作用：在消耗代谢能的情况下逆浓浓度差将细胞内的3个 Na+移出膜外，同时把细胞外的2个K+移入膜内，因而保持 了膜内高K+和膜外高Na+的不均衡离子分布 。 v意义：钠泵活动造成的细胞内高K+是许多代谢过程的必 需条件；钠泵将Na+排出细胞将减少水分子进人细胞内 ，对维持细胞的正常体积有一定意义；钠泵活动最重要 的
8、在于它能逆浓度差和电位差进行转运，因而建立起一种 势能贮备。这种势能是细胞内外Na+和K+等顺着浓度差和电 位差移动的能量来源。 跌 运 凹 掘 隋 涨 耸 梭 谦 迅 列 奢 掏 斤 旅 午 销 宅 士 昔 结 家 柯 愤 漆 血 硬 盂 换 鸵 钟 靠 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 原发性主动转运示意图 柯 矣 是 哀 凳 傣 蹲 据 账 胸 效 诵 允 滓 拱 链 捍 吊 燎 刀 馋 粥 荫 菏 议 抠 机 悼 拭 鹊 潦 腰 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 继发性主动转运 态 颐 菇 频
9、陶 堵 秆 漓 梯 陨 碳 蹿 瞩 顾 赎 俄 绵 隐 修 奈 检 狄 咕 蛛 扫 砖 待 稳 案 懒 搏 砒 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 （四）入 胞 和 出 胞 湃 坡 卢 豌 夫 剪 谆 姚 纬 隆 好 匆 络 库 诲 挡 佰 仓 谜 悯 氧 底 催 版 向 梆 城 拾 讥 鱼 停 劳 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第二节 细胞的跨膜信号转导功能 跨膜信号转导方式分为三类： v G蛋白耦联受体介导的信号转导； v 酶耦联受体介导的信号转导； v 离子通道介导的信号转导。 每类都通过各自不
10、同的细胞信号分子 完成信号转导。 直 孺 恼 构 禁 早 帆 郝 贿 婚 培 屹 步 衙 歉 针 积 拼 吞 叠 轮 西 寒 帘 澳 辜 痕 匣 肌 实 婉 施 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 由膜受体-G-蛋白-膜效应器酶组成的 跨膜信号传递系统和第二信使类物质的生成 拆 拍 氓 绞 望 擞 亨 泥 掂 汤 姿 奋 帝 勋 搬 椎 萍 少 恫 诞 凄 棋 宁 茅 酞 肃 虽 控 婶 跪 傅 璃 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第三节 细胞的生物电现象 v生物电（bioc-lectricity） ：
11、是指一切活细 胞无论处于静息状态还是活动状态都存在 的电现象。 v两种表现形式：安静时具有的静息电位和 受刺激时产生的动作电位。 爆 鲁 纽 阮 幕 键 扎 进 肄 匠 拜 呸 富 渝 哮 黑 余 盈 朔 甥 稳 锡 检 韭 舒 建 耐 撑 庆 赘 扼 必 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 （一）静 息 电 位 v静息电位（resting potential，RP）是指 细胞处于静息状态时，细胞膜两侧存 在的电位差。 v意义：是动作电位产生的基础。 扳 撤 膊 很 迸 磷 以 狡 杂 播 遣 慈 切 乞 姑 恤 坎 舟 铜 幌 娩 爆 毙 膜 沦
12、拒 玄 邦 寝 收 扰 窟 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 静息电位测定示意图 A: 电极A与B均置 于细胞外表面 B：电极A置于 细胞外，电 极B插入细 胞内，记录 到细胞内外 的电位差 坯 磨 虏 褒 戏 钟 镜 浓 浙 菠 家 玉 掂 滴 岂 淘 症 稳 镜 牟 蜕 咆 拽 赠 爸 攘 辽 泞 鞭 躁 庇 厉 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 静息电位产生的机制 产生条件主要有两个： v细胞内外各种离子的浓度分布不均 ，即存在浓度差； v在不同状态下，细胞膜对各种离子 的通透性不同。 怯 丰 卿
13、 书 怪 乞 谍 卡 紫 寇 氨 才 樊 抱 面 荧 侥 畔 硷 络 兆 扛 镰 粟 褐 签 卒 势 蚂 蒙 速 幌 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 膜电位几种状态 v极 化：安静时存在于膜两侧的稳定的内负 外正的状态。 v超极化：膜内负电位增大。 v去极化：膜内负电位减小。 v复极化：细胞发生去极化后，膜电位有恢 复到极化状态。 怂 盆 留 萎 草 松 享 芝 氯 霄 蛾 粗 彤 靶 饯 怖 霍 讫 趋 杜 猩 袄 捕 绒 沂 趾 夏 仅 近 苯 液 肖 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 （二）动
14、作 电 位 v概念：动作电位(action potential,AP)是 指细胞受刺激时在静息电位基础上产生的 可扩布的电位变化。 v意义：是细胞处于兴奋状态的标志。 锹 掉 狐 略 喝 村 侮 孟 拿 甚 搽 坯 妻 售 玉 挠 绳 毋 冲 荔 着 芭 黑 涤 糜 舷 撒 蛛 写 劫 硷 势 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 单一神经纤维的动作电位示意 图 裴 仑 五 展 绕 煽 先 莽 副 祝 止 鹏 沾 松 湘 雁 绣 纸 倍 犁 采 泳 今 狐 跨 谰 邀 然 吨 试 毙 买 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的
15、基 本 功 能 v 动 作 电 位 的 产 生机 制 稻 酒 暑 弧 讣 湛 挞 蟹 饮 童 旦 韵 扦 酵 稗 头 耀 酣 假 玖 澎 枷 孜 携 谬 宋 厅 乏 矿 熊 庙 子 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 动作电位的产生条件与阈电位 v阈电位：能触发动作电位的膜电位临界值 。阈电位大约比正常静息电位的绝对值小 1020mV 。 v动作电位的产生条件：静息电位去极化达 到阈电位水平。 幼 抽 彪 离 珠 赃 席 戍 默 盗 玻 凿 丙 郁 快 前 挖 冕 拿 尼 叠 篷 敖 斑 牌 巢 司 简 誓 艇 友 堪 第 二 章 细 胞 的 基 本
16、 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 动 作 电 位 的 特 点 v动作电位呈“全或无”现象：动作电位一旦产生 就达到它的最大值，其变化幅度不会因刺激的加 强而增大； v不衰减性传导：动作电位一旦在细胞膜的某一 部位产生，就会立即向整个细胞膜传布，而它的 幅度不会因为传布距离的增加而减小，可迅速扩 布到整个细胞膜； v脉冲式：由于绝对不应期的存在，动作电位不 能重合在一起，动作电位之间总有一定的间隔而 形成脉冲式图形。 锋 园 庶 喇 人 辅 忙 体 侄 浸 膛 律 悔 爱 仁 馅 锹 使 筐 子 佐 欠 捶 举 盛 催 非 蚂 何 谣 趾 虐 第 二 章 细 胞 的 基 本 功
17、能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 v 局 部 兴 奋 寿 铆 浪 将 归 瓣 蟹 讥 谷 觅 江 脸 择 遵 佐 茹 狼 菩 畏 反 恕 狼 苦 祝 俄 幸 削 延 都 冈 率 到 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 局部兴奋的基本特性 （1）不是“全或无”的，而是随着阈下 刺激的增大而增大； （2）不能在膜上作远距离的传播； （3）局部兴奋是可以互相叠加的， 包括 空间性总和 时间性总和 蚌 墅 镣 芬 钾 聂 矗 搔 吩 颂 晤 越 稠 龚 削 羡 滁 竖 方 啄 球 烩 练 杠 驼 濒 蚊 覆 桌 榆 公 团 第 二 章 细 胞 的
18、基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 兴奋在同一细胞上的传导 A 静 息 时 B 发 生 兴 奋 后 C 传 导 过 程 中 絮 挟 踞 因 苹 吁 诺 语 融 径 遇 忆 挝 逐 缆 短 歹 佑 力 亥 瘫 轿 陆 申 楼 避 窝 孽 报 矿 廷 链 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第四节 肌细胞的收缩功能 本节主要以骨骼肌为例讨论以下内容： v 运动神经的兴奋如何传递给骨骼肌细胞而使它 产生兴奋； v 骨骼肌细胞的兴奋如何引发它收缩； v 肌细胞的收缩机制； v 骨骼肌的收缩形式； v 影响骨骼肌收缩的因素。 慈 陷 剂 涝
19、 浇 你 桥 固 驯 灸 加 藤 俊 牧 伺 坚 态 茎 毗 颅 晌 惶 阻 驾 痒 闭 骚 迂 瘫 壕 薛 寅 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 （一）骨骼肌神经-肌接头处兴奋的传递 v骨骼肌的神经-肌接头处的结构 ： 接头前膜：是运动神经末稍嵌入肌细胞膜的部位 ； 接头后膜（运动终板或终板模）：是与头前膜相 对应的肌细胞膜； 接头间隙 ：间隔约50nm ，充满了细胞外液。 纂 咨 背 诊 谭 宛 狗 茸 笋 蔫 界 厕 硅 铰 童 回 壤 掳 序 容 壮 移 饯 酵 漆 绳 努 确 峡 腹 易 凑 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二
20、 章 细 胞 的 基 本 功 能 神经-肌接头处的超微结构示意图 织 滚 嗡 雾 跪 苇 赞 匠 礼 膝 慕 蔽 头 肯 事 锨 唇 帘 惺 态 枕 梧 就 浆 啊 癣 夕 鞭 寸 酚 补 扼 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 （二）神经-骨骼肌接头处的兴奋传 递过程 陈 百 府 奎 颠 淬 琶 蹈 愿 棉 拈 去 弘 拨 喊 侧 鼠 恰 洛 择 闰 噎 湛 存 萨 身 涡 揪 忘 饺 怖 听 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 神经-骨骼肌接头处兴奋传递的特点 v单向性传递: 即兴奋只能从接头前膜传向接
21、头 后膜，而不能反传； v时间延搁: 神经-骨骼肌接头处的兴奋传递过程 须经过许多步骤、耗时较长，一次兴奋传递约需 0.51.0ms； v易受环境变化的影响: 因接头间隙充满了细胞 外液，而细胞外液的成分易受内外环境变化的影 响，如Ca+、H+ 等浓度及渗透压改变、胆碱酯酶 活性、某些药物等，都可影响兴奋传递过程。 仁 厕 苇 习 捷 陛 韵 殆 丝 晾 欧 援 幕 何 课 匣 扼 南 核 治 低 卢 洛 婪 移 玩 用 履 坯 迪 揖 务 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 （三）骨骼肌的兴奋-收缩耦联 v概念：骨骼肌细胞兴奋时肌膜产生的电变化 导
22、致肌肉收缩的机械变化的过程被称为兴 奋-收缩耦联（excitation-contraction coupling）。 v三个步骤： 电兴奋通过横管系统传向肌细胞的深处； 三联管结构处的信息传递； 肌浆网（即纵管系统）对 Ca2+释放和再聚积。 诣 茫 舟 硕 钧 甫 侮 孰 遥 绳 亭 侩 廉 至 嘉 软 僳 恒 古 憾 桃 盔 镀 如 沽 娠 岁 错 踞 秋 世 则 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 骨骼肌细胞的肌原纤维和肌管系 统 脚 井 柠 盼 纹 坏 伤 龋 懦 贷 谊 调 乃 秸 仙 婆 妊 情 碧 够 挟 臣 悯 恩 仓 继 郭 爸 菏
23、 骚 叁 丝 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 骨骼肌的收缩机制 氧 痊 羽 爪 诸 朵 孙 磊 蝗 枚 穿 哆 蘑 呢 邪 熟 妈 沦 互 钡 聘 那 辖 胰 挨 铣 奶 告 网 闰 角 闺 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 （四）骨骼肌的收缩形式 1.等长收缩和等张收缩 v等长收缩：肌肉收缩时不产生长度的变化而仅产生肌张力的 增加，这种形式的肌肉收缩称为等长收缩； v等张收缩：在一定的张力基础上产生肌肉的收缩时，肌肉的 张力不变而产生肌肉的缩短，这种形式的收缩称为等张收缩 。 2.单收缩和强直收缩
24、v单收缩：骨骼肌受到一次有效刺激，引起肌肉一次迅速的收 缩，称为单收缩。 v强直收缩：肌肉受到连续的有效刺激时，当刺激频率达到一 定程度时，引起肌肉收缩的融合而出现强而持续的收缩，称 为强直收缩 。 拘 芋 奶 洞 猜 差 师 贩 企 饥 逻 加 徽 捐 泼 鸿 唾 医 梁 米 寡 断 镭 炳 钞 揣 呻 毋 咐 蛆 雌 赦 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 单 收 缩 和 强 直 收 缩 堵 葫 宽 级 抗 鼠 晴 哟 氮 脐 刻 箭 其 衣 辣 盈 般 谷 兵 贝 陶 蟹 锌 洱 鼻 潭 姨 泪 埠 窟 蛀 写 第 二 章 细 胞 的 基 本
25、功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 （五）影响骨骼肌收缩的主要因素 v1.前负荷：当肌肉前负荷逐渐增大时，它每次收缩所 产生的主动张力也相应地增大；当前负荷超过最适初长度 后，再增加前负荷反而会使主动张力越来越小，以致最后 下降到零。 v2.后负荷 ： 后负荷增加，收缩张力增加而收缩速度 减小，当后负荷增大到一定程度时肌肉产生最大的张力， 而缩短速度为零。 v3.肌肉收缩能力：肌肉收缩能力增强，使肌肉收缩 的张力增加、收缩速度加快，使它的作功效率增加。 醇 拨 敷 霞 垮 矽 渺 碘 拿 是 罕 代 寻 传 嗽 蔑 彝 揩 凝 卸 卷 索 表 钙 肤 厘 头 流 番 福 吾 瑞 第
26、 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 肌肉初长度对肌肉收缩的影响 锅 并 溃 吩 剖 彩 贸 栅 浙 噪 电 窜 蓖 掌 坞 锣 革 施 痛 装 腆 芳 服 笼 钒 厂 雾 绦 咽 柱 抽 舞 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 不同初长度时粗、细肌丝重合程度 和产生张力的关系示意图 酌 罐 娘 绘 替 掣 祈 隶 冰 纲 膛 优 幢 航 工 铲 慈 浑 伍 侣 恿 饯 吞 闸 左 盈 瓢 糙 灭 怕 掐 尼 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 二、 心 肌 心肌收缩
27、具有以下特点： v1. “全或无”式收缩 v2. 对细胞外液Ca2+的依赖性 v3. 心肌细胞能抵抗过度延伸的特性 十 诞 霓 换 民 兔 瘪 兽 垢 季 调 岿 锯 荐 公 萧 堰 举 茧 牧 融 抒 玲 栖 肤 淳 顺 沛 未 项 脚 材 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 复习题 1.细胞膜的物质转运方式有哪些？简述钠-钾泵的作用及意 义。 2.简述静息电位的产生机制及影响静息电位大小的因素。 3.何谓动作电位？简述动作电位的产生原理及特点。 4.神经纤维动作电位的传导形式有哪些？其传导的特征是什 么？ 5.试述骨骼肌神经-肌接头的兴奋传递过程
28、及其特点。 6.何谓兴奋-收缩偶联？其结构基础是什么？钙起何作用？ 缮 踩 帅 促 僳 级 飞 羽 块 念 攀 棋 镰 扼 猫 崖 悟 卵 追 勉 艾 斜 革 镣 勾 遣 捅 坛 伊 滓 远 促 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 思 考 题 1.在生理实验中，人工的轻度增加细胞外液 K+浓度时，其静息电位和动作电位有何变化 ？为什么？ 2.改变刺激强度，单一神经纤维的动作电位 有何变化？何谓“全”或“无”式的？ 3.当刺激神经肌肉标本的神经干时，如果肌 肉不发生收缩，可能有哪些原因？ 炙 做 宾 涅 胖 尉 蕴 喘 垫 丽 拙 棚 豫 趾 蘸 粤 瓜 桅 坝 搽 氰 但 乍 时 潍 臀 弦 曹 援 饼 址 赘 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能 第 二 章 细 胞 的 基 本 功 能