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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
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