生物物理实验报告——生物膜的通透性分析.doc

实验报告课程名称：生物物理 实验日期：2011年月日班 级： 学生姓名：生物膜的通透性分析合作者：，【实验结果】不同溶剂的红细胞溶血现象试管编号溶剂是否溶血溶血时间11ml水+0.1ml红细胞悬液是21ml0.17M氯化钠+0.1ml红细胞悬液否31ml0.17M氯化铵+0.1ml红细胞悬液是41ml0.12M草酸铵+0.1ml红细胞悬液是51ml0.12M硫酸钠+0.1ml红细胞悬液否61ml0.32M甘 油+0.1ml红细胞悬液是71ml0.32M乙 醇+0.1ml红细胞悬液是81ml葡萄糖+0.1ml红细胞悬液否【实验分析】（一）溶血时间快慢排序：水乙醇甘油草酸铵氯化铵氯化钠、硫酸钠、葡萄糖（15min内不溶血）（二）溶血机制分析：细胞就像一台复杂而精巧的生命机器，各个部件虽然作用不同，但是衔接得非常巧妙，因而整台机器能够灵活运转。细胞膜、核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等细胞器，就是这台“机器”中一些功能相关的“部件”，它们都由膜构成，这些膜的化学组成相似，基本结构大致相同，统称为生物膜。生物膜是细胞的重要结构成分，对维持细胞的功能和活动具有重要意义。物质运输是生物膜的重要功能活动之一，主要与生物膜的通透性有关，生物膜的结构特征决定了不同性质物质的膜通透性不同。本次实验使用红细胞，通过观察红细胞是否溶血，来研究、分析相应物质跨膜运输的方式及特点。实验中将几种不同性质的物质配制成等渗溶液。红细胞膜对不同溶质的通透性不同，有些溶质可以直接通过膜，有些溶质只能借助离子通道或载体才能通过膜。进入红细胞的物质能提高红细胞的渗透压，促使水通道开放，水分子通过水通道进入红细胞，引起红细胞肿胀破裂出现溶血。由于溶质通过细胞膜的方式和速度不同，红细胞出现溶血的时间也不同。红细胞溶血的判断方法是加入红细胞悬液后振荡，观察溶液颜色的变化，当溶液由不透明的红色转为澄清透亮时，说明红细胞发生破裂，造成100%红细胞溶血，使光线比较容易透过溶液，并记录溶血时间。实验过程中肉眼观察溶液颜色变化，溶血时间的记录易受主观因素影响，造成偏差，因此应始终由一位同学来观察判断溶血情况，尽量减小这种主观因素导致的偏差。实验中各物质的溶血/不溶血机制为（按时间快慢分析）：1ml水+0.1ml红细胞悬液：水是一种极性小分子物质，虽然脂双层是疏水的，但其中并非没有空间，水分子可以通过氢键在其中形成类似冰的结构，以自由扩散的方式进出红细胞，只是速度较慢。然而，实验结果显示，水使红细胞发生溶血的时间最短，几乎是瞬时的，说明水分子还有另外一种通过红细胞膜的方式。研究发现，很多细胞表面都有专一的水通道水孔蛋白，是水进出细胞的关键。实验中，在低渗条件下，大量水分子从水通道易化扩散进入红细胞，也有水分子自由扩散进入红细胞，前者速度较快，从而引起了迅速的红细胞溶血现象。1ml0.32M乙醇+0.1ml红细胞悬液：乙醇是脂溶性小分子，可以自由扩散进出细胞。实验中，红细胞外有相对高浓度的乙醇，大量乙醇分子顺浓度差进入红细胞，使红细胞内渗透压高于红细胞外渗透压，水通道开放，大量水分子进入红细胞，发生溶血。1ml0.32M甘油+0.1ml红细胞悬液：甘油进入红细胞引起溶血的机制与乙醇相同，但其引起溶血的时间稍长，是由于甘油极性相对比乙醇高，脂溶性相对比乙醇低，且分子量比乙醇高，进入红细胞的速度比乙醇慢，红细胞内液达到使水通道开放的渗透压时间长。1ml0.12M草酸铵+0.1ml红细胞悬液：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。氨是小分子，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。1ml0.17M氯化铵+0.1ml红细胞悬液：氯化铵引起红细胞溶血的机制与草酸铵引起溶血的机制相同，但其时间比草酸铵长，这是由于二者虽然均为等渗溶液，但铵离子含量不同。氯化铵中铵离子含量少（几乎少了一半），相应地氨分子含量也少，因此氨分子进入红细胞的速率也慢，引起溶血的时间就长（近似长了一倍）。1ml0.17M氯化钠+0.1ml红细胞悬液/1ml0.12M硫酸钠+0.1ml红细胞悬液：钠离子在溶液中完全电离，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。1ml葡萄糖+0.1ml红细胞悬液：红细胞摄取葡萄糖的方式是载体介导的易化扩散。实验中，葡萄糖顺浓度梯度进入红细胞，但随后很快被红细胞代谢，为红细胞提供能量，不会引起红细胞内渗透压的显著升高。因此，等渗的葡萄糖溶液不会使红细胞发生溶血。【实验结论】 等渗溶液的条件下，水、乙醇、甘