細胞膜的滲透性實驗報告

細胞膜的滲透性實驗報告細胞膜的滲透性試驗報告

一、

試驗目的：

1．

了解細胞膜的滲透性

．了解各種小分子物質(zhì)跨膜進入紅細胞的速度

二、

試驗原理：

1.

細胞膜具有對物質(zhì)選擇透過的生理功能。脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越??；非極性分子比極性簡單透過，小分子比大分子簡單透過。水分子可通過由膜脂運動而產(chǎn)生的間隙。非極性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透過脂雙層，不帶電荷的極性小分子，如尿素、甘油等也可以透過人工脂雙層，盡管速度較慢，分子量略大一點的葡萄糖、蔗糖則很難透過，而膜對帶電荷的物質(zhì)如：H+、Na+、K+、Cl–、HCO3

–是高度不通透的。

2.hemolysis（溶血現(xiàn)象）：滲入紅細胞的溶質(zhì)能提高紅細胞的滲透壓，使水進入細胞，引起細胞吸水脹破；即紅細胞膜裂開，血紅蛋白從紅細胞中逸出的現(xiàn)象稱為溶血現(xiàn)象。

3.isotonic

solution（等滲溶液）：滲透壓與血漿滲透壓相等的溶液稱為等滲

溶液。

4.Hypertonic

solution（高滲溶液）：滲透壓高于血漿滲透壓的溶液稱為高滲溶液。

5.Hypotonic

solution（低滲溶液）：滲透壓低于血漿滲透壓的溶液稱為低滲溶液。

6.semipermeable（半透性）：膜或膜狀構(gòu)造只允許溶劑(通常是水)或局部溶質(zhì)(一般為小分子物質(zhì))透過，而不允許其他溶質(zhì)(一般為大分子物質(zhì))透過的特性。

7.osmosis（滲透作用）：膜兩側(cè)溶液濃度存在差異，造成化學勢能差，在勢能差的驅(qū)動下，溶劑穿過對溶質(zhì)不透膜的過程。

三、

試驗材料及作用：

150

mmol/L

NaCl,蒸餾水，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：將正常紅細胞懸浮于不同濃度的NaCI溶液中：等滲溶液中的紅細胞保持正常大小和雙凹圓碟形；滲透壓遞減的一系列溶液中，紅細胞逐步脹大并雙側(cè)凸起，當體積增加30%時成為球形；體積增加45%～60%則細胞膜損傷而發(fā)生溶血，這時血紅蛋白逸出細胞外，僅留下一個雙凹圓碟形細胞膜空殼，稱為血影細胞（ghost

cell）。正常人的紅細胞一般在0.42%NaCI溶液中時開頭出

現(xiàn)溶血,在0.35%NaCI溶液中時完全溶血.

2.甲醇：小分子、親脂性的非極性分子甲醇為低滲溶液，簡單溶解于脂雙層，并快速透過，提高紅細胞的滲透壓，促使水分進入細胞，引起溶血。

3.

乙醇：乙醇是脂溶性小分子，可以自由集中進出細胞。紅細胞外有相對高濃度的乙醇，大量乙醇分子順濃度差進入紅細胞，使紅細胞內(nèi)滲透壓高于紅細胞外滲透壓，水通道開放，大量水分子進入紅細胞，發(fā)生溶血。

4.

丙醇，丙二醇，丙三醇的作用與甲醇，乙醇的作用相像，都是脂溶性分子，隨著分子量的增加，分子的增大，溶血時間增加。

5.

去垢劑是一些具有親水的極性基團和疏水的非極性基團的長鏈分子。非離子型去垢劑如Triton*-100((聚乙二醇辛基苯基醚))可與脂雙層形成混合微團，它們主要與蛋白質(zhì)疏水部位相互作用，一般不會引起蛋白質(zhì)變性。而離子型去垢劑與蛋白結(jié)合后可轉(zhuǎn)變蛋白質(zhì)構(gòu)造，使之變性，尤其是加熱后可使蛋白質(zhì)解離為單體，如十二烷基磺酸鈉（SDS）等。多種去污劑可以溶解細胞膜上的磷脂化合物，從而使細胞膜裂開，釋放出細胞內(nèi)物質(zhì)。

6.氯仿：氯仿是很好的脂類萃取劑，不能夠發(fā)生溶血現(xiàn)象。

四、

試驗過程：

1.

取新奇羊血，參加適量抗凝劑備用

2.

觀看參加不同溶液之后的溶血現(xiàn)象。

3.

滲透性計時比擬

五、

試驗結(jié)果分析：

1.蒸餾水和150

mmol/L

NaCl：

試劑

150

mmol/L

NaCl

蒸餾水

變化

不溶血，靜置半小時后分層，上層無色透亮，下層紅色不透亮。

溶血，溶液通體一色，紅色透亮

溶血時間

——

1s以內(nèi)

顯微觀看

完整的紅細胞

無完整的紅細胞，有絮狀物質(zhì)

結(jié)論：Na+和Cl-不能以自由集中方式通過細胞膜，0.15mol/L

NaCl不能導致溶血；而H2O可以很快地進入細胞內(nèi)，使細胞膨脹溶血。

2.

不同濃度的NaCl

試劑

5

mmol/L

NaCl

65

mmol/L

NaCl

150

mmol/L

NaCl

變化

快速溶血

溶血

不溶血，靜置半小時后分層，上層無色透亮，下層紅色不透亮。

溶血時間

5s

10s

——

顯微觀看

無完整紅細胞，絮狀物質(zhì)，能觀察少量血影細胞

無完整紅細胞，有血影細胞

完整的紅細胞

結(jié)論：150

mmol/L

NaCl溶液與羊血細胞是等滲溶液，所以不能溶血，5

mmol/L

NaCl與65

mmol/L

NaCl溶液為低滲溶液，能夠是紅細胞吸水漲裂。濃度越低，與細胞的滲透壓相差越大，滲透作用越強，越簡單發(fā)生溶血。

3.

一樣濃度的甲醇，乙醇，丙醇

試劑

0.8

mol/L甲醇

0.8

mol/L乙醇

0.8

mol/L丙醇

變化

溶血

溶血

溶血

溶血時間

7s

10s

12s

顯微觀看

無完整紅細胞，有絮狀沉淀，血影細胞

無完整紅細胞，有絮狀沉淀，血影細胞

結(jié)論：血細胞在一樣濃度的甲醇，乙醇，丙醇中都能溶血，但是時間不同，隨著分子量的增加，分子增大，溶血時間增長，這說明溶血時間的長短不但與分子的極性有關，還與分子的大小有關。

4.

一樣濃度的丙醇，丙二醇，丙三醇

試劑

0.8

mol/L丙醇

0.8

mol/L丙二醇

0.8

mol/L丙三醇

變化

溶血

溶血

長時間放置后溶血

溶血時間

12s

20s

30min

顯微觀看

無完整紅細胞，可觀看到血影細胞

無完整紅細胞，絮狀物質(zhì)，可觀看到血影細胞

未溶血前，可觀看到完整的紅細胞，變小，30分鐘后溶血，無完整紅細胞

結(jié)論：丙醇，丙二醇，丙三醇都是極性分子，都能使紅細胞溶血，但是丙三醇的分子較大，所以溶血時間較長。

5.2%Triton

*-100，氯仿

試劑

2%Triton

*-100

氯仿

變化

快速溶血

不溶

溶血時間

6s

——

顯微觀看

無完整紅細胞，可觀看到血影細胞

無法觀看

結(jié)論：非離子型去垢劑Triton*-100((聚乙二醇辛基苯基醚))可與脂雙層形成混合微團，主要與蛋白質(zhì)疏水部位相互作用，不會引起蛋白質(zhì)變性，從而是紅細胞內(nèi)物質(zhì)滲出，發(fā)生溶血現(xiàn)象。而氯仿根本無法溶解紅細胞。

六、爭論

1.試分析水進入紅細胞膜的速度是由于集中嗎?假如不是,如何證明?

答：不是。由于水進入紅細胞的速度很快，而滲透作用不能這么快。紅細胞膜上存在水通道，掌握水的進出。

證明方法：可以用同位素標記的方法，將水通道蛋白標記，假如發(fā)覺其中有水通過，說明水不是僅僅通過滲透作用進入細胞的。

2.

為什么溶液中微量的去垢劑可對活細胞產(chǎn)生嚴峻的影響？

答：由于去垢劑是一些具有親水的極性基團和疏水的非極性基團的長鏈分子。非離子型去垢劑如Triton*-100((聚乙二醇辛基苯基醚))可與脂雙層形成混合微團，它們主要與蛋白質(zhì)疏水部位相互作用，一般不會引起蛋白質(zhì)變性。而離子型去垢劑與蛋白結(jié)合后可轉(zhuǎn)變蛋白質(zhì)構(gòu)造，使之變性，尤其是加熱后可使蛋白質(zhì)解離為單體，如十二烷基磺酸鈉（SDS）等。多種去污劑可以溶解細胞膜上的磷脂化合物，從而使細胞膜裂開，釋放出細胞內(nèi)物質(zhì)。

3.

試驗結(jié)果并分析不同類型的醇透過細胞膜的速度不同的緣由（按極性、分子大小等分析）。

（答案見試驗結(jié)果與分析）

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