細(xì)胞膜的滲透性實驗報告

1、細(xì)胞膜的滲透性實驗報告一、 實驗?zāi)康模?1 了解細(xì)胞膜的滲透性 2 了解各種小分子物質(zhì)跨膜進(jìn)入紅細(xì)胞的速度二、 實驗原理：1. 細(xì)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??；非極性分子比極性容易透過，小分子比大分子容易透過。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(xì)胞的溶質(zhì)能提高紅細(xì)胞的

2、滲透壓，使水進(jìn)入細(xì)胞，引起細(xì)胞吸水脹破；即紅細(xì)胞膜破裂，血紅蛋白從紅細(xì)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）：膜或膜狀結(jié)構(gòu)只允許溶劑(通常是水)或部分溶質(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

3、，造成化學(xué)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、 實驗材料及作用：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 X-100，氯仿(三氯甲烷)。1.NaCl的作用：將正常紅細(xì)胞懸浮于不同濃度的NaCI溶液中：等滲溶液中的紅細(xì)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(xì)胞逐步脹大并雙側(cè)凸起，當(dāng)體積增加30%時成為球形；體積增加45%60%則細(xì)胞膜損傷而發(fā)生溶血，這時血紅

4、蛋白逸出細(xì)胞外，僅留下一個雙凹圓碟形細(xì)胞膜空殼，稱為血影細(xì)胞（ghost cell）。正常人的紅細(xì)胞一般在0.42%NaCI溶液中時開始出 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，容易溶解于脂雙層，并迅速透過，提高紅細(xì)胞的滲透壓，促使水分進(jìn)入細(xì)胞，引起溶血。3. 乙醇：乙醇是脂溶性小分子，可以自由擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞。紅細(xì)胞外有相對高濃度的乙醇，大量乙醇分子順濃度差進(jìn)入紅細(xì)胞，使紅細(xì)胞內(nèi)滲透壓高于紅細(xì)胞外滲透壓，水通道開放，大量水分子進(jìn)入紅細(xì)胞，發(fā)生溶血。4. 丙醇，丙二醇，丙三醇的作用與甲醇，乙醇的作用相似，都是脂溶性分子，隨著分子量的增加

5、，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(tuán)和疏水的非極性基團(tuán)的長鏈分子。非離子型去垢劑如TritonX-100(聚乙二醇辛基苯基醚)可與脂雙層形成混合微團(tuán)，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)合后可改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，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(xì)胞膜上的磷脂化合物，從而使細(xì)胞膜破裂，釋放出細(xì)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、 實驗過程：1. 取新鮮羊血，加入適量抗凝劑備用2. 觀察加入不同溶液之后的溶血現(xiàn)象。3. 滲透性計時比較五、

6、實驗結(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，上層無色透明，下層紅色不透明。溶血，溶液通體一色，紅色透明溶血時間1s以內(nèi)顯微觀察完整的紅細(xì)胞無完整的紅細(xì)胞，有絮狀物質(zhì)結(jié)論：Na+和Cl-不能以自由擴(kuò)散方式通過細(xì)胞膜，0.15mol/L NaCl不能導(dǎo)致溶血；而H2O可以很快地進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞膨脹溶血。 2. 不同濃度的NaCl試劑5 mmol/L NaCl65 mmol/L NaCl150 mmol/L NaCl變化迅速溶血溶血不溶血，靜置半小時后分層，上層無色透明，下層紅色不透明。溶血時間5s10s顯微觀察

7、無完整紅細(xì)胞，絮狀物質(zhì)，能看見少量血影細(xì)胞無完整紅細(xì)胞，有血影細(xì)胞完整的紅細(xì)胞結(jié)論：150 mmol/L NaCl溶液與羊血細(xì)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(xì)胞吸水漲裂。濃度越低，與細(xì)胞的滲透壓相差越大，滲透作用越強(qiáng)，越容易發(fā)生溶血。3. 相同濃度的甲醇，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7s10s12s顯微觀察無完整紅細(xì)胞，有絮狀沉淀，血影細(xì)胞無完整紅細(xì)胞，有絮狀沉淀，血影細(xì)胞結(jié)論：血細(xì)胞在相同濃度的甲醇，乙醇，丙醇中都能溶血，但是時間不同，隨著

8、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(guān)，還與分子的大小有關(guān)。4. 相同濃度的丙醇，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12s20s30min顯微觀察無完整紅細(xì)胞，可觀察到血影細(xì)胞無完整紅細(xì)胞，絮狀物質(zhì)，可觀察到血影細(xì)胞未溶血前，可觀察到完整的紅細(xì)胞，變小，30分鐘后溶血，無完整紅細(xì)胞結(jié)論：丙醇，丙二醇，丙三醇都是極性分子，都能使紅細(xì)胞溶血，但是丙三醇的分子較大，所以溶血時間較長。5.2%Triton X-100，氯仿試劑2%Triton X-100氯仿變化快速溶血不溶

9、溶血時間6s顯微觀察無完整紅細(xì)胞，可觀察到血影細(xì)胞無法觀察結(jié)論：非離子型去垢劑TritonX-100(聚乙二醇辛基苯基醚)可與脂雙層形成混合微團(tuán)，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(xì)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(xì)胞。六、討論 1.試分析水進(jìn)入紅細(xì)胞膜的速度是由于擴(kuò)散嗎?如果不是, 如何證明?答：不是。因為水進(jìn)入紅細(xì)胞的速度很快，而滲透作用不能這么快。紅細(xì)胞膜上存在水通道，控制水的進(jìn)出。證明方法：可以用同位素標(biāo)記的方法，將水通道蛋白標(biāo)記，如果發(fā)現(xiàn)其中有水通過，說明水不是僅僅通過滲透作用進(jìn)入細(xì)胞的。2. 為什么溶液中微量的去垢劑可對活細(xì)胞產(chǎn)生嚴(yán)重的影響？答：因為去垢劑是一些具有親水的極性基團(tuán)和疏水的非極性基團(tuán)的長鏈分子。非離子型去垢劑如TritonX-100(聚乙二醇辛基苯基醚)可與脂雙層形成混合微團(tuán)，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)合后可改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，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(xì)胞膜上的磷脂化合物，從而使細(xì)胞膜破裂，釋放出細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)。3. 實驗結(jié)果并分析不同類型的醇透過細(xì)胞膜的速度不同的原因（按極性、分子大小等分析）。（答案見實驗