細(xì)胞膜的滲透性實驗報告

細(xì)胞膜的滲透性實驗報告細(xì)胞膜的滲透性試驗報告

一、

試驗?zāi)康模?/p>

1．

了解細(xì)胞膜的滲透性

．了解各種小分子物質(zhì)跨膜進(jìn)入紅細(xì)胞的速度

二、

試驗原理：

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?。环菢O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(xì)胞的溶質(zhì)能提高紅細(xì)胞的滲透壓，使水進(jìn)入細(xì)胞，引起細(xì)胞吸水脹破；即紅細(xì)胞膜裂開，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(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、

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(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(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，可以自由集中進(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(tuán)和疏水的非極性基團(tuán)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(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(xì)胞膜上的磷脂化合物，從而使細(xì)胞膜裂開，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、

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(xì)胞

無完整的紅細(xì)胞，有絮狀物質(zhì)

結(jié)論：Na+和Cl-不能以自由集中方式通過細(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

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(xì)胞，絮狀物質(zhì)，能觀察少量血影細(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(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(guān)，還與分子的大小有關(guān)。

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(xì)胞，可觀看到血影細(xì)胞

無完整紅細(xì)胞，絮狀物質(zhì)，可觀看到血影細(xì)胞

未溶血前，可觀看到完整的紅細(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

*-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(xì)胞，可觀看到血影細(xì)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(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、爭論

1.試分析水進(jìn)入紅細(xì)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(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，掌握水的進(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，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(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)峻的影響？

答：由于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Triton*-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(xì)胞膜上的磷脂化合物，從而使細(xì)胞膜裂開，釋放出細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)。

3.

試驗結(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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