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1、 细胞膜的渗透性实验报告 细胞膜的渗透性试验报告 一、 试验目的： 1 了解细胞膜的渗透性 了解各种小分子物质跨膜进入红细胞的速度 二、 试验原理： 1. 细胞膜具有对物质选择透过的生理功能。脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性简单透过，小分子比大分子简单透过。水分子可通过由膜脂运动而产生的间隙。非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层，不带电荷的极性小分子，如尿素、甘油等也可以透过人工脂双层，尽管速度较慢，分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过，而膜对带电荷的物质如：H+、Na+、K+、Cl、HCO3 是高度不通透的。 2.hemolysis（溶血现象）：
2、渗入红细胞的溶质能提高红细胞的渗透压，使水进入细胞，引起细胞吸水胀破；即红细胞膜裂开，血红蛋白从红细胞中逸出的现象称为溶血现象。 3.isotonic solution（等渗溶液）：渗透压与血浆渗透压相等的溶液称为等渗 溶液。 4.Hypertonic solution（高渗溶液）：渗透压高于血浆渗透压的溶液称为高渗溶液。 5.Hypotonic solution（低渗溶液）：渗透压低于血浆渗透压的溶液称为低渗溶液。 6.semipermeable（半透性）：膜或膜状构造只允许溶剂(通常是水)或局部溶质(一般为小分子物质)透过，而不允许其他溶质(一般为大分子物质)透过的特性。 7.osmosi
3、s（渗透作用）：膜两侧溶液浓度存在差异，造成化学势能差，在势能差的驱动下，溶剂穿过对溶质不透膜的过程。 三、 试验材料及作用： 150 mmol/L NaCl,蒸馏水，5 mmol/L NaCl，65 mmol/L NaCl，0.8 mol/L甲醇，0.8 mol/L乙醇，0.8 mol/L丙醇，0.8 mol/L乙二醇，0.8 mol/L丙三醇，2%Triton *-100，氯仿(三氯甲烷)。 1.NaCl的作用：将正常红细胞悬浮于不同浓度的NaCI溶液中：等渗溶液中的红细胞保持正常大小和双凹圆碟形；渗透压递减的一系列溶液中，红细胞逐步胀大并双侧凸起，当体积增加30%时成为球形；体积增加45
4、%60%则细胞膜损伤而发生溶血，这时血红蛋白逸出细胞外，仅留下一个双凹圆碟形细胞膜空壳，称为血影细胞（ghost cell）。正常人的红细胞一般在0.42%NaCI溶液中时开头出 现溶血,在0.35%NaCI溶液中时完全溶血. 2.甲醇：小分子、亲脂性的非极性分子甲醇为低渗溶液，简单溶解于脂双层，并快速透过，提高红细胞的渗透压，促使水分进入细胞，引起溶血。 3. 乙醇：乙醇是脂溶性小分子，可以自由集中进出细胞。红细胞外有相对高浓度的乙醇，大量乙醇分子顺浓度差进入红细胞，使红细胞内渗透压高于红细胞外渗透压，水通道开放，大量水分子进入红细胞，发生溶血。 4. 丙醇，丙二醇，丙三醇的作用与甲醇，乙醇
5、的作用相像，都是脂溶性分子，随着分子量的增加，分子的增大，溶血时间增加。 5. 去垢剂是一些具有亲水的极性基团和疏水的非极性基团的长链分子。非离子型去垢剂如Triton*-100(聚乙二醇辛基苯基醚)可与脂双层形成混合微团，它们主要与蛋白质疏水部位相互作用，一般不会引起蛋白质变性。而离子型去垢剂与蛋白结合后可转变蛋白质构造，使之变性，尤其是加热后可使蛋白质解离为单体，如十二烷基磺酸钠（SDS）等。多种去污剂可以溶解细胞膜上的磷脂化合物，从而使细胞膜裂开，释放出细胞内物质。 6.氯仿：氯仿是很好的脂类萃取剂，不能够发生溶血现象。 四、 试验过程： 1. 取新奇羊血，参加适量抗凝剂备用 2. 观看
6、参加不同溶液之后的溶血现象。 3. 渗透性计时比拟 五、 试验结果分析： 1.蒸馏水和150 mmol/L NaCl： 试剂 150 mmol/L NaCl 蒸馏水 变化 不溶血，静置半小时后分层，上层无色透亮，下层红色不透亮。 溶血，溶液通体一色，红色透亮 溶血时间 1s以内 显微观看 完整的红细胞 无完整的红细胞，有絮状物质 结论：Na+和Cl-不能以自由集中方式通过细胞膜，0.15mol/L NaCl不能导致溶血；而H2O可以很快地进入细胞内，使细胞膨胀溶血。 2. 不同浓度的NaCl 试剂 5 mmol/L NaCl 65 mmol/L NaCl 150 mmol/L NaCl 变化
7、快速溶血 溶血 不溶血，静置半小时后分层，上层无色透亮，下层红色不透亮。 溶血时间 5s 10s 显微观看 无完整红细胞，絮状物质，能观察少量血影细胞 无完整红细胞，有血影细胞 完整的红细胞 结论：150 mmol/L NaCl溶液与羊血细胞是等渗溶液，所以不能溶血，5 mmol/L NaCl与65 mmol/L NaCl溶液为低渗溶液，能够是红细胞吸水涨裂。浓度越低，与细胞的渗透压相差越大，渗透作用越强，越简单发生溶血。 3. 一样浓度的甲醇，乙醇，丙醇 试剂 0.8 mol/L甲醇 0.8 mol/L乙醇 0.8 mol/L丙醇 变化 溶血 溶血 溶血 溶血时间 7s 10s 12s 显微
8、观看 无完整红细胞，有絮状沉淀，血影细胞 无完整红细胞，有絮状沉淀，血影细胞 结论：血细胞在一样浓度的甲醇，乙醇，丙醇中都能溶血，但是时间不同，随着分子量的增加，分子增大，溶血时间增长，这说明溶血时间的长短不但与分子的极性有关，还与分子的大小有关。 4. 一样浓度的丙醇，丙二醇，丙三醇 试剂 0.8 mol/L丙醇 0.8 mol/L丙二醇 0.8 mol/L丙三醇 变化 溶血 溶血 长时间放置后溶血 溶血时间 12s 20s 30min 显微观看 无完整红细胞，可观看到血影细胞 无完整红细胞，絮状物质，可观看到血影细胞 未溶血前，可观看到完整的红细胞，变小，30分钟后溶血，无完整红细胞 结论
9、：丙醇，丙二醇，丙三醇都是极性分子，都能使红细胞溶血，但是丙三醇的分子较大，所以溶血时间较长。 5.2%Triton *-100，氯仿 试剂 2%Triton *-100 氯仿 变化 快速溶血 不溶 溶血时间 6s 显微观看 无完整红细胞，可观看到血影细胞 无法观看 结论：非离子型去垢剂Triton*-100(聚乙二醇辛基苯基醚)可与脂双层形成混合微团，主要与蛋白质疏水部位相互作用，不会引起蛋白质变性，从而是红细胞内物质渗出，发生溶血现象。而氯仿根本无法溶解红细胞。 六、争论 1.试分析水进入红细胞膜的速度是由于集中吗?假如不是,如何证明? 答：不是。由于水进入红细胞的速度很快，而渗透作用不能
10、这么快。红细胞膜上存在水通道，掌握水的进出。 证明方法：可以用同位素标记的方法，将水通道蛋白标记，假如发觉其中有水通过，说明水不是仅仅通过渗透作用进入细胞的。 2. 为什么溶液中微量的去垢剂可对活细胞产生严峻的影响？ 答：由于去垢剂是一些具有亲水的极性基团和疏水的非极性基团的长链分子。非离子型去垢剂如Triton*-100(聚乙二醇辛基苯基醚)可与脂双层形成混合微团，它们主要与蛋白质疏水部位相互作用，一般不会引起蛋白质变性。而离子型去垢剂与蛋白结合后可转变蛋白质构造，使之变性，尤其是加热后可使蛋白质解离为单体，如十二烷基磺酸钠（SDS）等。多种去污剂可以溶解细胞膜上的磷脂化合物，从而使细胞膜裂开，释放出细胞内物质。 3. 试验结果并分析不同类型的醇透过细胞膜的速度不同的缘由（按极性、分子大小等分析）。 （答案见试验结果与分析） 4. 请解释：semipermeable， osmosis， Hypertonic (hyperosmotic) solution，Hypotonic (hypoosmotic）solution， isotonic or isosmotic solution，hemolysis。 （答案见试验原理）
