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中生网 > 实验技术 > 微生物实验 > 细胞膜的渗透性

细胞膜的渗透性

更新:2013年12月29日 阅读次数: 【字体:

一、实验目的
  1.了解细胞膜的渗透性
  2.了解各种物质进入红细胞的速度

二、小分子跨膜运输概述
  生物膜对小分子的跨膜渗透包括水、电解质和非电解质溶质。根据人工不含蛋白质的磷脂双分子层研究物质通透性质表明,只要时间足够长,任何分子都能顺浓度梯度扩散通过脂双层。人工合成的脂质体主要用来研究细胞膜的渗透性及各类物质进入细胞的速度。但不同分子通过脂双层扩散的速率差别很大,主要取决于它们在脂类和水之间的分配系数及其分子的大小。分子越小,分配系数越大,通过质膜的速率越快。从图9-1中可以看出,小的、亲脂性的、非极性分子(如O2、CO2、 N2 、苯)容易溶解于脂双层,可迅速透过脂双层。小的、不带电荷的极性分子(如水、脲、甘油等)如果足够小时,也能很快透过脂双层;大的、不带电荷的极性分子(如葡萄糖,蔗糖等)可以跨膜扩散运输,但比较困难;对于带电荷的分子或离子,由于这些分子的电荷及高的水化度,因此不管多小,都很难透过脂双层的疏水区,它们要通过载体介导的主动运输方式跨膜运输。所以人工脂双层对水的透性比那些直径小的多的Na+和K+大109倍。
  与人工脂双层膜不同的是,生物膜不但允许水和非极性分子借简单的物理扩散作用透过,还允许各种极性分子,如离子、糖、氨基酸、核苷酸及很多细胞代谢产物通过特有的机制通过。
   细胞膜的渗透性
   图1-1 溶质通过简单扩散的跨膜运输

  如果将红细胞放置在各种溶液中, 根据红细胞质膜对各种溶质的渗透性不同,有的溶质可渗入,有的溶质不能渗入。即使能渗入,速度也有差异。可通过观察红细胞溶血现象时间的不同来记录渗入速度。血红蛋白从红细胞中逸出的现象称为溶血现象。渗入红细胞的溶质能提高红细胞渗透压,使水进入红细胞,引起溶血及细胞膜破裂。此时光线较容易通过溶液,使溶液呈现透明即为溶血。由于溶质透入速度不同,溶血时间也不同。因此,可通过溶血现象来测量各种物质通透性的差别。

动画一
动画二

三、材料、试剂和仪器
  1.材料 一龄鸡,将鸡血溶于含有抗凝剂的等渗液中(肝素钠0.2mg/mL,一般范围在 0.01-0.2mg/mL;等渗液为0.15mol/L NaCl)
  2. 试剂 5mmol/L NaCl, 65mmol/L NaCl, 0.15mol/L NaCl, 0.8mol/L甲醇,0.8mol/L乙醇,0.8mol/L丙三醇,2% Triton X-100, 氯仿
  3. 器材 直管,5mL量筒,滴管,载玻片,盖玻片,光学显微镜。

四、实验程序
  1.血红细胞悬液: 取50mL烧杯将鸡血用等渗液进行适当稀释。
  2. 溶血现象观察:取试管一支加入3mL蒸馏水, 加入1滴或2滴稀释的鸡血,轻混一下,然后静止注意观察溶液的颜色变化。由于红细胞发生破裂,溶液颜色由浑浊的红色逐渐清亮。此即为溶血现象。
  3. 鸡红细胞的渗透性记时比较:
  1)对三种不同浓度的NaCl(5mmol/L NaCl, 65mmol/L NaCl, 0.15mol/L NaCl)进行溶血记时比较,注意从滴进血红细胞开始记时,操作方法同2。注意观察颜色变化,回答是否有溶血现象? 为什么?
  2)对三种相同浓度的试剂:0.8 mol/L甲醇、0.8 mol/L乙醇、0.8 mol/L丙三醇进行溶血记时比较,操作方法同上。轻轻摇动,注意观察颜色变化,是否有溶血现象? 为什么?
  3)比较血红细胞在2% TritonX-100与氯仿中的变化现象,操作方法同上。

五、结果与分析
  将观察到的现象记录, 并进行分析和比较不同等渗溶液下的溶血现象

 

试 管 编 号

是否溶血

时间

结果分析

(1) 3mL 5 mmol/L NaCl +0.3mL稀释鸡血
(2) 3mL 65 mmol/L NaCl +0.3mL稀释鸡血
(3) 3mL 0.15 mmol/L NaCl +0.3mL稀释鸡血
(4) 3mL 0.8 mol/L 甲醇 +0.3mL稀释鸡血
(5) 3mL 0.8 mol/L 乙醇 +0.3mL稀释鸡血
(6) 3mL 0.8 mol/L 丙三醇+0.3mL稀释鸡血
(7) 3mL 2% Triton X-100 +0.3mL 稀释鸡血
(8) 3mL氯仿        + 0.3mL稀释鸡血

 

 

 

 

关键词:细胞膜 渗透性
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