山东大学-细胞膜的通透性

1、一、实验名称细胞膜的渗透性二、实验目的1 、了解细胞膜的渗透性原理以及各类物质进出细胞的方式.2、了解溶血现象及其发生机制.3、比拟不同大小或不同溶解性的物质进入细胞的速度.三、实验原理1 、细胞膜的选择透过性： 细胞膜是细胞与环境进行物质交换的选择通透性屏障, 是一种 半透膜, 可选择性地限制物质进出细胞. 将红细胞放在低渗溶液中, 水分子大量渗透到细胞 内,可使细胞胀破, 血红蛋白释放到介质中, 溶液由不透明的红细胞悬液变为红色透明的血 红蛋白溶液, 这种现象称为溶血. 由于溶质渗透入细胞的速度不同, 溶血时间也不同, 因此, 发生溶血现象所需的时间长短可作为测量物质进入红细胞速度的一种指

2、标. 本实验选用红细 胞作为细胞膜渗透性的实验材料,将其放入不同的介质溶液中,观察红细胞的变化.2、溶血现象：溶血是指红细胞破裂, 血红蛋白逸出的现象.哺乳动物血浆的等渗溶液为0.85%NaCI溶液,红细胞在低于 0.45%NaCI溶液中,因水渗入,红细胞膨胀而破裂,血红蛋 白逸出.在体内,溶血可为溶血性细菌或某些蛇毒侵入、抗原 - 抗体反响(如输入配血不合 的血液)、各种机械性损伤、红细胞内在(膜、酶)缺陷、某些药物等引起.溶血性细菌, 如某些溶血性链球菌和产气荚膜杆菌可导致败血症. 疟原虫破坏红细胞和某些溶血性蛇毒含 卵磷脂酶,使血浆或红细胞的卵磷脂转变为溶血卵磷脂,使红细胞膜分解.3 、

3、不同物质的溶血速度：影响因素：脂溶性越大的分子越容易穿膜； 小分子比大分子容易穿膜； 非极性物质比极性物质越容易穿膜； 不带电荷的分子容易穿膜.有通道蛋白容易穿膜.(1)等渗溶液,渗透压与血浆渗透压相等的溶液称为等渗溶液,0.85%的NaCI溶液.( 2)低渗溶液,渗透压低于血浆渗透压的溶液称为低渗溶液,0.085%的 NaCI 溶液.( 3)甲醇：小分子、亲脂性的非极性分子甲醇为低渗溶液,容易溶解于脂双层,并迅 速透过,提升红细胞的渗透压,促使水分进入细胞,引起溶血.( 4)丙三醇,作用与甲醇的作用相似,都是脂溶性分子,由于分子量的增加,分子的 增大,溶血时间增加.( 5)葡萄糖,作用也和甲

4、醇相似,脂溶性大分子,分子量更大,溶血时间更长.( 6) TritonX-100 ,它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, 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. 它是一种非离子型去垢剂, 离子型去垢剂与蛋白结合后可改变蛋白质结构, 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,从而使细胞膜破裂,释放出细胞内物质.四、实验材料1 、材料鸡血.2、试剂0.85%NaCI 溶液、 0.085%NaCI 溶液、 0.8moI/L 甲醇溶液、 0.8moI/L 丙

5、三醇溶液、 6% 葡萄糖溶液、 2%TritonX-1003 、器材离心管、试管架、滴管、显微镜.五、实验过程1 、取鸡血 6ml,力口 0.85%NaCI溶液4ml,在1000r/min 条件下离心 5分钟；RBC压积 量不少于 0.6mol 2、 将上述离心后的红细胞按沉淀量配成50%农度已完成,每组取血1.5mL左右.3、 每组取 6支离心管,分别参加如下溶液各3ml：10.85%NaCI 溶液 2 0.085%NaCl 溶液 3 0.8mol/L 0.3mol/L 等渗甲醇溶液 4 0.8mol/L 0.3mol/L 等渗丙三醇溶液 5 6% 5%等渗葡萄糖溶液6 2%1.5%等渗 T

6、ritonX-1004、 小组各成员分工合作,向上述6 支试管中分别参加 50%红细胞悬液 2 滴,轻摇混匀,宏观观察离心管中是否有溶血现象发生,记录溶血时间,并于显微镜下观察各溶液的细胞. 对于丙三醇溶液,每 10 分钟比照一次颜色,每 20 分钟镜检一次细胞；对于葡萄糖溶液, 每 20 分钟比照一次颜色,每 30 分钟观察一次细胞.时间为1 个小时即可.5、拍照记录,清楚装片,整理实验台.六、实验结果1 、比色结果：等渗与低渗甲醇与等渗等渗与 TritonX-100葩耳09黯舉矍耳彖昜葩耳0£黯舉矍耳彖昜等渗与甘油 20分钟 等渗与甘油 40分钟 等渗与甘油 60 分钟2、镜检结

7、果:(1)甘油：10分钟20分钟30分钟40分钟20分钟40分钟60分钟(3)甲醇:(4)低渗:(5) TritonX-100(6)等渗:3、破裂过程展示4、溶血速度比拟表:编号溶液类型溶血程度溶血速度溶血所需 要的时间结果分析10.85%氯化钠溶液不溶血0不溶血作比色用,颜色暗红, 浑浊,不透明20.0085%氯化钠完全溶血+5s溶液透明,颜色鲜红, 由于浓度较大,细胞完 全溶血30.8mol/L 甲醇完全溶血+16s前期细胞不完全溶血, 然后细胞完全溶血40.8mol/L丙三醇不完全溶血+> 1h局部细胞先溶血,随着 时间的增加,溶血细胞 逐渐增加56%葡萄糖溶液不完全溶血+>

8、 1h局部细胞先溶血,随着 时间的增加,溶血细胞 逐渐增加66%Trito n X-100完全溶血+10s外表活性剂,结果不明 显,溶液浑浊,但颜色 鲜红七、实验结果分析分析上述实验所得数据, 细胞的溶血时间与溶质进入细胞的速度成正比,各溶血时间不同,说明细胞膜对于不同的物质通透性不同,具体解释如下：1、0.85% NaCI溶液与鸡血细胞是等渗溶液,所以不能溶血.2、0.085% NaCI溶液为低渗溶液,能够使红细胞吸水涨裂.浓度越低,与细胞的渗透压相差越大,渗透作用越强,越容易发生溶血.水分子引起细胞溶血的速度最快,是由于细胞膜上有水孔蛋白的存在,由于有水孔蛋白参与了水分子的易化扩散,其进入

9、细胞的速度远比水分子的简单扩散快得多.3、血细胞在相同浓度的甲醇,丙三醇,葡萄糖中都能溶血,但是时间不同,甲醇最快, 其次是丙三醇,葡萄糖最慢.也就是说,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、非离子型去垢剂 Trit on X-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,溶血速度相对较快.5、影响溶血速度的因素：脂溶性越大的分子越容易穿膜；小分子比大分子容易穿膜；非极性物质比极性物质越容易穿膜；不带电荷的分子容易穿膜.存在特定通道的

10、物质容易穿膜.6、溶血细胞变透明的原因？红细胞悬浮液之所以不透明 , 有两个因素是由于红细胞较大 , 具有遮光水平, 另一个 因素是红细胞内部有大量血红蛋白, 周围溶质的屈光度略有不同. 这两个因素结合起来使得 红细胞可以折射光线 , 最终变得不透明. 而当红细胞溶血后, 血红蛋白释放到溶质中 ,其直径 在 10 纳米数量级 , 缺乏以反射或折射波长在 400800 纳米的可见光. 同时细胞膜内外的介质 相同,于是就变得相对透明了.7、溶血细胞悬液变红的原因？细胞胀破后, 内容物流出, 血红蛋白流出, 直接暴露在视野下, 没有细胞膜的遮挡, 所以会变红.八、总结改良1、低渗、甲醇溶血太快,可以提前调整好显微镜的焦距,以免在调节焦距的过程中浪 费时间.另外,要通过小组合作完成,防止自己操作是取放物品浪费时间.2、试管中有红细胞和测试溶液时 ,不应强力摇晃