【实验题目】细胞膜通透性实验【实验目的】1、观察溶血现象并掌握其发生机制。 2、了解细胞膜的渗透性及各类物质进入细胞的速度。【实验
材料
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与用品】1. 试剂：0.85%NaCl溶液、0.085%NaCl溶液、0.8mol/L甲醇溶液、0.8mol/L丙三醇溶液、6%葡萄糖溶液、2%TritonX-100 2. 器具：离心管、试管架、滴管、显微镜、离心机3. 材料：鸡血红细胞【实验原理】细胞膜是细胞与环境进行物质交换的选择性屏障，它是一种半透膜，可选择性控制物质进出细胞。各种物质出入细胞的方式是不同的，水是生物界最普遍的溶剂，通透性高（肾小管、肠上皮、植物根细胞更高），水分子可以从渗透压低的一侧通过细胞膜向渗透压高的一侧扩散，这种现象称为渗透。渗透作用是细胞膜的主要功能之一。1.溶血现象将红细胞放在低渗盐溶液中，水分子大量渗到细胞内使细胞涨破，血红蛋白释放到介质当中，介质由不透明的细胞悬液变为红色透明的血红蛋白溶液（此时的细胞膜收缩，会略有不溶性内容物），这种现象称为溶血。红细胞在等渗盐溶液中短时间之内不会发生溶血，但是由于红细胞的细胞膜对不同物质的通透性不同，时间久了，膜两侧的渗透压平衡会被打破，也会发生溶血。由于各种溶质透过细胞膜的速度不同，因此发生溶血的时间也不相同。发生溶血现象所需的时间，可以作为测量某种物质进入红细胞速度的指标。即溶血时间对应着穿膜速度。2.物质穿膜运输的类型（1）被动运输（不耗能）被动运输分为简单扩散（顺浓度梯度扩散）和协助扩散。（通道：载体蛋白、通道蛋白）（2）主动运输（耗能）需要跨膜载体蛋白的协助，这些载体蛋白起到泵的作用，有选择性地把专一溶质逆浓度梯度的穿膜运输。3.影响物质穿膜通透性的因素（1）脂溶性越大的分子越容易穿膜（非极性的物质比极性的物质更容易溶于脂类物质）（2）小分子比大分子更容易穿膜（小的非极性分子，如O2、CO2等）（3）不带电荷的分子容易穿膜（离子难溶于脂质物质，离子带水膜使体积增大）（4）亲水性分子和离子的穿膜要依赖于专一性的跨膜蛋白【实验步骤】1、大体流程2、具体操作1.取鸡血6ml，加0.85%NaCl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%浓度；（总体积应不少于1.2ml）3.每组取6支试管，分别加入如下溶液各3ml：（1）0.85%NaCl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）TritonX-1004.向上述6支试管中分别加入50%红细胞悬液1滴，轻摇混匀，观察试管中是否有溶血现象发生（观察时间1小时），记录溶血时间，并于显微镜下观察各溶液的细胞。【实验结果与分析】I.实验结果图1:0.85%NaCl溶液图2:0.085%NaCl溶液图3：0.8mol/L甲醇溶液图4：丙三醇溶液（20min）图5：丙三醇溶液（40min）图6：丙三醇溶液（60min）图7：葡萄糖溶液图8：TritonX-100II.观察记录表 编号 溶液类型 是否溶血 溶血时间 现象记录 1 0.85%NaCl溶液 不溶血 / 溶液呈暗红色乳浊液，未发生溶血，作为对照组 2 0.085%NaCl溶液 完全溶血 6s 溶液呈鲜亮的红色，完全溶血，作为对照组。 3 0.8mol/L甲醇溶液 完全溶血 35s 溶液呈鲜亮的红色；完成溶血的时间很短 4 0.8mol/L丙三醇溶液 不完全溶血 20min 溶液短时间内仍呈暗红色，透明度不高；溶血速度缓慢，每隔10min进行观察，发现显微镜下个别细胞形态有所改变 5 6%葡萄糖溶液 几乎不溶血 1h 溶液呈暗红色乳浊液；溶血速度慢，在1h内几乎没有溶血现象 6 2%TritonX-100 完全溶血 1min 溶液呈鲜亮红色，震荡后溶液上层有泡沫产生；溶血速度快，且细胞膜被破坏III.实验分析1号溶液和鸡血是等渗的，在短时间内不发生溶血（时间若过长，膜两侧的渗透压平衡会被打破，也会发生溶血）本次实验中控制溶血观察时间在1h内；2号溶液为低渗溶液，发生完全溶血，因此可将1号、2号溶液作为对照和另四种溶液进行比对；3号甲醇溶液中的鸡血红细胞溶血速度很快，在几十秒内就已完全溶血，因甲醇的脂溶性高、分子量小，进入细胞的速度很快，因此在操作过程中要求速度快，在完全溶血前做好装片在显微镜下观察；4号丙三醇溶液虽然脂溶性较高，但分子量较大，因此进入细胞的速度慢，溶血过程缓慢，在20min左右发现有溶血的细胞（图4），在40min以后发现有个别细胞在显微镜下的形态有变化（图5、图6），因丙三醇进入细胞，且其对光的折射率很高，使细胞看上去有缺口；5号葡萄糖溶液，因其分子量过大，进入细胞的速度很慢，在1小时的观察中，未发生明显溶血现象；6号溶液中添加了表面活性剂，可以将膜蛋白抽提出来，使细胞膜的通透性增大，快速发生溶血现象，同时由于有大量膜蛋白被抽提，细胞结构遭到破坏，若操作速度过慢容易观察不到细胞；膜蛋白溶于溶液中使得溶液的透明度没有2号溶液的高；经过本次实验可以看出，由于溶质的脂溶性、分子量等的差异会导致其进入细胞的速度不同，从而导致溶血时间上的不同，因此可把发生溶血现象的时间当做一种测量物质进入红细胞速度的指标。【注意事项】1、滴加完50%的血细胞悬液后，可用手指轻弹试管，使其混合均匀，防止血细胞沉入底部，但不要用力震荡，以免细胞遭到人为损坏；2、注意滴加的顺序，因3号溶液再加入血细胞后溶血时间很短，最好在稍后滴加，并做好提前的准备工作。以免错过溶血的观察；3、做好小组内分工，丙三醇溶液需每隔10min观察一次，最好安排同一人进行计时；4、记录好各个溶液发生溶血的时间；5、在显微镜下观察时，若发现细胞移动的较快，可用吸水纸吸走部分溶液再进行观察；6只试管分别滴加50%红细胞悬液1滴取6只试管分别加入等量的不同溶质配置50%的鸡血红细胞悬液在显微镜下观察细胞形态混匀后，观察并记录溶血时间
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