02 细胞膜渗透性实验

山东大学实验报告2018年3月19日

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姓名：丁志康系年级：2016级班级：生科一班组别：周一

科目：细胞生物学实验题目：细胞膜渗透性实验学号：201600140055

一、目的要求

1、了解细胞膜的渗透性

2、了解各种小分子物质跨膜进入红细胞的速度

二、实验原理

1、细胞膜

细胞膜是防止细胞外物质自由进入细胞的屏障，它保证了细胞内环境的相对稳定，使各种生化反应能够有序运行。但是细胞必须与周围环境发生信息、物质与能量的交换，才能完成特定的生理功能，因此细胞必须具备一套物质转运体系，用来获得所需物质和排出代谢废物。

2、选择透过性

细胞膜具有对物质选择透过的生理功能。脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过，小分子比大分子容易透过。水分子可通过水孔蛋白（aquaporins）快速地进

出细胞。非极性的小分子如O

2、CO

2

、N

2

可以很快透过脂双层，不带电荷的极性小分子，如尿素、甘

油等也可以透过人工脂双层，尽管速度较慢，分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过，而膜对带电荷的物质如：H+、Na+、K+、Cl–、HCO3–是高度不通透的。

3、渗透

渗透是水分子经半透膜扩散的现象。它由高水分子区域（即低浓度溶液）渗入低水分子区域（即高浓度溶液），直到细胞内外浓度平衡（等张）为止。水分子会经由扩散方式通过细胞膜，这样的现象，称为渗透。渗透作用是细胞膜的基本功能之一。

2、溶血现象

将红细胞放入低渗盐溶液中，水分子会大量渗入细胞内，导致细胞涨破，血红蛋白释放到周围液体介质中，使介质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。

将红细胞放入数种等渗溶液中，细胞不会立即吸水张破，但由于红细胞对各种溶质的透性不同，有的溶质可以渗入，有的溶质不能渗入，渗入的溶质可以提高红细胞内的渗透压，促进水分进入细胞，引起细胞涨破，发生溶血。由于溶质渗入的速度不同，因此溶血时间也并不相同。

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一种指标。（溶血速度→穿膜速度）

3、物质穿膜运输的类型

i.被动运输

a.简单扩散：不需要载体蛋白参与的扩散称为简单扩散。顺浓度梯度，不需要载体，不消耗ATP。

b.协助扩散：协助扩散是指非脂溶性物质或亲水性物质，如氨基酸、糖和金属离子等借助细胞膜上的膜蛋白的帮助顺浓度梯度或顺电化学浓度梯度，不消耗ATP进入膜内的一种运输方式。ii.主动运输

主动运输是指物质沿着逆化学浓度梯度差(即物质从低浓度区移向高浓度区) 的运输方式，主动运

输不但要借助于镇嵌在细胞膜上的特异性的传递蛋白分子作为载体，而且还必须消耗细胞代谢所产生的能量来完成。

4、物质穿膜运输所符合的物理化学规律

物质跨膜扩散速率的大小除与膜两边分子浓度梯度大小有关外，还同物质的油水分配系数及分子大小有关。

分子穿膜的通透性以P表示，有公式：P=KD/t

K：油水分配系数，即一种溶质在油相与水相中的含量值比

D：扩散系数，即相对分子质量的函数，物质分子越小，扩散系数越大

t：膜的厚度

三、实验用品

1、实验材料：鸡血（已离心、洗涤、并加入抗凝血剂）

2、实验试剂：0.85%的氯化钠溶液，0.085%的氯化钠溶液，0.8mol/L的甲醇，0.8mol/L的丙三醇，

6%的葡萄糖溶液，2%的Triton X-100溶液。

3、实验器材：试管，离心机，离心管，滴管，载玻片，盖玻片，显微镜等。

四、实验步骤

1、取鸡血8ml,加入0.85%的氯化钠溶液4ml，在1000r/min条件下离心5分钟。（RBC压积量不少于

0.6ml）

2、将上述离心的红细胞按沉淀量配成50%浓度的溶液。（总体积量不少于1.2ml）

3、每组取七支试管，分别加入如下溶液各3ml ：

a.0.85%的氯化钠溶液

b.0.085%的氯化钠溶液

c.0.8mol/L（0.32mol等渗）的甲醇溶液

d.0.8mol/L（0.32mol等渗）的丙三醇溶液

e.6%（5%等渗）的葡萄糖溶液

f.5%的葡萄糖溶液(用6%的葡萄糖溶液稀释得到)

g.2%(1.5%等渗)的Triton X-100溶液

4、向上述六支试管中加入50%的红细胞悬液1滴，轻摇混匀，观察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种溶液中的细胞。

五、实验结果

1、溶血时间记录

2、实验照片

图一 0.85% NaCl 溶液中的鸡红细胞（10×40） 图二 0.4% NaCl 溶液中的鸡红细胞（10×40）

图三0.085% NaCl 溶液（10×40，示血影） 图四 0.085% NaCl 溶液（左）与0.85% NaCl 溶液（右）

图五 5%葡萄糖溶液中的鸡红细胞（10×40） 图六 5%葡萄糖溶液（左）与0.85% NaCl 溶液（右）

图七 0.8mol/L 丙三醇溶液（15min ，10×40） 图八 0.8mol/L 丙三醇溶液（30min ，10×40）

图九 0.8mol/L 丙三醇溶液（45min ，10×40） 图十 0.8mol/L 丙三醇溶液（60min ，10×40）

图11 等渗NaCl 与丙三醇（左） 图12 等渗NaCl 与甲醇（左） 图13等渗NaCl 与Triton X-100（左）