不同性质物质细胞膜通透性的观察比较 - 图文

课题：不同性质物质细胞膜通透性的观察比较 作者：张 勋

组员：陈 琪 陈志浩 胡彦波

孟 月 孙 帅

不同性质物质细胞膜通透性的观察比较

张勋 陈琪 陈志浩 胡彦波 孟月 孙帅

摘要： 相对分子质量、脂溶性大小、电解质和非电解质溶液对细胞膜通透性的影响。由于各种溶质进入细胞的速度不同，所以不同的溶质诱导红细胞融血的时间不同。可以通过测量溶血的时间来粗略比较细胞膜对不同物质通透能力的强弱。

关键词：溶血时间 细胞膜通透性 不同溶质

0 前言：

细胞膜的存在将胞内物质与细胞周围环境隔开，为细胞内发生的各种代谢反应提供了一个相对封闭、稳定的内环境。但这种屏蔽作用是相对的，因为细胞要与周围环境间进行物质和能量的交换，因此细胞膜也是细胞与外界环境进行物质交换的结构。细胞膜可以选择性的让某些物质进出细胞。

各种物质进出细胞的方式不同，大体可以分为三种方式：1.被动运输（依据是否需要载体又可以分为自由扩散和协助扩散），疏水性小分子和某些极性小分子以自由扩散的形式通过细胞膜。葡萄糖、氨基酸、核酸等营养物质通过载体蛋白转运进入；2.主动运输，离子通过离子通道进入细胞，需要载体和能量；3.胞吞胞吐，蛋白质等大分子。

单纯考虑细胞膜的脂双层性质，仅疏水性小分子和某些极性小分子可以以低浓度差自由通过细胞膜，绝大多数的极性分子和离子不能自由通过，但细胞膜的脂双层上分布有丰富的功能各异的膜转运蛋白，使得这些极性分子和离子的跨膜运输得以实现。膜转运蛋白包括两大类：载体蛋白和离子通道。其中离子通道是离子通过细胞膜特有的方式。

以红细胞为实验对象，将其放入溶质不同的等渗溶液中，当溶质分子进入细胞后可引起渗透压升高，水分子随即进入细胞，使细胞破裂，发生溶血。由于细胞膜对不同物质的通透性不同，所以不同溶质进入细胞的速度相差很大，进而使红细胞发生溶血的时间有差异，以此来估计细胞膜对各种物质通透性的大小。

1 材料与方法：

1.1 实验材料：抗凝人血、鸡血的稀释液（一份血液加入九份生理盐水进行稀释）

0.17mol/L的氯化钠、0.17mol/L的氯化铵、0.17mol/L醋酸铵、 0.17mol/L硝酸钠、0.12mol/L草酸铵、0.12mol/L硫酸钠、 0.32mol/L葡萄糖、0.32mol/L甘油、0.32mol/L乙醇、 0.32mol/L丙酮、0.32mol/L乙二醇。

1.2 实验器材：试管、移液管、计时器。 1.3 实验方法：

取两支试管，各加入3毫升蒸馏水，再分别加入0.5毫升稀释的鸡血和人血，轻轻摇匀，观察溶液的颜色变化，如发生溶血，记录溶血的时间；

取试管两支，各加入氯化钠溶液3毫升，再分别加入1.5毫升稀释的鸡血和人血，轻轻摇匀，注意观察溶液颜色变化，如发生溶血，记录溶血时间； 分别在以下几种等渗溶液中重复同样实验，观察有无溶血现象以及溶血时间。

2 实验结果：

鸡血全不溶血，人血的溶血情况如下表（后两组数据为其他两组的实验数据）

溶液 氯化钠 氯化铵 醋酸铵 硝酸钠 草酸铵 硫酸钠 葡萄糖 甘油 乙醇 丙酮 乙二醇 第一组人血 不溶 2:54 1:06 不溶 1:54 不溶 不溶 46s 17s 40s 1:36 第二组人血 不溶 3:36 1:01 不溶 2:14 不溶 不溶 1:04 1:10 1:00 10s 第三组人血 不溶 4:50 1:20 不溶 3:35 不溶 不溶 1:45 58s 49s 1:00 蒸馏水 3 结果分析：

35s 39s 49s 通过对比实验数据，得到各个组溶血时间快慢排序如下：

水＜丙酮＜乙醇＜乙二醇＜甘油＜醋酸铵＜草酸铵＜氯化铵 ＜氯化钠、硝酸钠、硫酸钠、葡萄糖（15min内不溶血）

4 分析讨论： 4.1 人血与鸡血

人血中的红细胞在大部分实验试剂中都发生溶血，而鸡血中的红细胞几乎都不溶，我们可以从两者的生理结构及组分进行解释。人的红细胞没有细胞核和众多的细胞器，这样也就缺乏了一个贯穿质膜和细胞核之间的细胞骨架的网络系统。而鸡血的红细胞为有核细胞，其质膜成分与骨架成分相结合，使细胞膜抗低渗的机械强度大大增加，细胞会吸水膨胀，在显微镜下会发现体积明显增大，但很难像红细胞那样在短时间内胀破。 4.2 通过电解质与非电解质间进行比较

通过对实验结果的分析，得到非电解质的溶血速度整体上比电解质要快。 4.2.1 电解质

本实验中，电解质部分能产生溶血现象，部分不能，根据阳离子的不同，可以分为铵盐和钠盐两类。 4.2.1.1 钠盐与铵盐

在电解质中，铵盐出现溶血现象，钠盐不出现溶血现象。原因在于铵盐为弱电解质，溶液中存在电离平衡，有许多分子形式存在的氨。氨通过与水结合形成一水合氨，作为分子形式的一水合氨小分子，可自由扩散进出红细胞。实验中，红细胞外氨浓度相对高，氨分子顺浓度差进入红细胞，使红细胞内渗透压升高，促使水通道开放，大量水分子进入红细胞发生溶血。而钠离子为强电解质，在溶液中完全电离，不存在分子形式。钠离子是通过细胞膜上的选择性离子通道进入细胞的，由离子通道介导的易化扩散是顺浓度梯度或电化学梯度的。等渗的钠盐溶液不能引起红细胞膜上的离子通道开放，因而钠离子无法进入红细胞，红细胞内渗透压不会升高，因而水分子不会进入红细胞，不会发生溶血。

但是，同样是铵盐，实验结果表明其溶血速度醋酸铵最快，草酸铵中等，氯