關(guān)于細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)私密性的差別的研究大學(xué)：生命科學(xué)大學(xué)姓名：****級(jí)：2011學(xué)號(hào)：關(guān)于細(xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)私密性的差別的研究摘要：紅細(xì)胞是觀察膜私密性差別的良好實(shí)驗(yàn)材料。將紅細(xì)胞分別放于各類等滲氨水中，因?yàn)榧t細(xì)胞膜對(duì)不同溶質(zhì)的私密性不同，促使不同溶質(zhì)溶入細(xì)胞的速率相差很大，有些溶質(zhì)甚至不能透入細(xì)胞。當(dāng)溶質(zhì)分子碳酸銨、甘油、丙酮等步入細(xì)胞后，會(huì)造成滲透壓下降，水份子步入細(xì)胞，使細(xì)胞膨脹甚至斷裂，發(fā)生紅細(xì)胞溶血的現(xiàn)象，此時(shí)，光線較易通過堿液，原先不透明的紅細(xì)胞懸液忽然弄成白色透明的血紅蛋白堿液，我們借此來判定是否發(fā)生了溶血現(xiàn)象，而因?yàn)楦黝惾苜|(zhì)步入細(xì)胞的速率不同，所以不同的溶質(zhì)誘導(dǎo)紅細(xì)胞溶血的時(shí)間也不同。關(guān)鍵詞：紅細(xì)胞膜私密性溶血:.,,tion,,,.,,,sure,,,,menon,,t.:is引言：細(xì)胞膜將細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞外環(huán)境隔離開細(xì)胞膜選擇性通透，為細(xì)胞內(nèi)各類新陳代謝提供了一個(gè)相對(duì)比較穩(wěn)定的內(nèi)環(huán)境。
然而這些隔離并不是絕對(duì)的，由于細(xì)胞要與周圍環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)和能量的交換，因而細(xì)胞膜也是細(xì)胞與外界環(huán)境進(jìn)行物質(zhì)交換的結(jié)構(gòu)。細(xì)胞膜可以選擇性地讓個(gè)別物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞，但是各類物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的方法是不同的，大體可以分為3種：被動(dòng)運(yùn)輸、主動(dòng)運(yùn)輸和胞吞與胞吐作用。單純考慮細(xì)胞膜的脂單層結(jié)構(gòu)，僅疏水性小分子和個(gè)別極性小分子可以依含量差自由通過細(xì)胞膜，絕大多數(shù)的極性分子和離子不能自由通過，但細(xì)胞膜的脂單層上分布有豐富的功能各異的膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，致使這種極性分子和離子的跨膜運(yùn)輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)。以上統(tǒng)統(tǒng)歸屬于細(xì)胞膜私密性的范疇，而紅細(xì)胞是觀察膜私密性差別的良好實(shí)驗(yàn)材料，由于紅細(xì)胞沒有細(xì)胞核，這樣也就缺少一個(gè)貫串質(zhì)膜與細(xì)胞核之間的細(xì)胞骨架的網(wǎng)格系統(tǒng)。而其他有核細(xì)胞，由于其質(zhì)膜成份與骨架成份的互相結(jié)合，而使細(xì)胞膜抗低滲的機(jī)械程度大大降低，低滲氨水中這種細(xì)胞會(huì)吸水膨脹，顯微鏡下可以觀察到細(xì)胞容積明顯減小，但很難像紅細(xì)胞那樣在短時(shí)間內(nèi)脹破。所以，實(shí)驗(yàn)采用紅細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料。實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私饧?xì)胞膜對(duì)不同物質(zhì)私密性的差別；觀察紅細(xì)胞的溶血現(xiàn)象；理解溶血原理，完善等滲概念。材料、試劑和儀器2.1實(shí)驗(yàn)材料抗凝人血、雞血的稀釋液2.2實(shí)驗(yàn)試劑0.17mol/L硫酸銨、0.17mol/L甲酸銨、0.17mol/L氯化鈉、0.12mol/L酸銨、0.12mol/L氯化鈉、0.32mol/L藍(lán)莓糖、0.32mol/L甘油、0.32mol/L乙二醇、0.32mol/L丙酮、0.32mol/L乙醇2.3實(shí)驗(yàn)儀器試管、移液管、滴管、計(jì)時(shí)秒表、吸耳球、試管架等研究方式3.1取試管2支，各加入3ml分餾水，再分別加入0.5ml輕輕攪勻，注意觀察堿液顏色變化，如發(fā)生溶血，記錄溶血時(shí)間。
3.2取試管2支，各加入0.17mol/L的硫酸鈉堿液3ml，再分別加入0.5ml3.3．分別在以下幾種等滲氨水中重復(fù)同樣實(shí)驗(yàn)，觀察并記錄有無溶血，以及溶血時(shí)間：0.17mol/L硫酸銨、0.17mol/L乙酸銨、0.17mol/L氯化鈉、0.12mol/L草酸銨、0.12mol/L鹽酸鈉、0.32mol/L獼猴桃糖、0.32mol/L甘油、0.32mol/L乙二醇、0.32mol/L丙酮、0.32mol/L乙醇。實(shí)驗(yàn)結(jié)果因?yàn)楦魅苜|(zhì)步入細(xì)胞的速率不同，所以不同的溶質(zhì)誘導(dǎo)紅細(xì)胞溶血的時(shí)間不同。我們用溶血時(shí)間來恐怕細(xì)胞膜對(duì)各類物質(zhì)私密性的大小并進(jìn)行記錄，得到結(jié)果如下：結(jié)果剖析5.1雞血紅細(xì)胞與人血紅細(xì)胞的比較上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人血要比雞血更容易發(fā)生溶血現(xiàn)象。相比于雞血的紅細(xì)胞，人血紅細(xì)胞缺乏細(xì)胞核以及多種細(xì)胞器，這樣也就缺乏了.17mol/L硫酸鈉0.17mol/L硫酸銨90s0.17mol/L乙酸銨60s0.17mol/L氯化鈉0.12mol/L草酸銨143s0.12mol/L鹽酸鈉0.32mol/L獼猴桃糖0.32mol/L甘油200s0.32mol/L乙酸187s0.32mol/L乙醇20s0.32mol/L乙二醇一個(gè)介于質(zhì)膜與細(xì)胞核之間的骨架結(jié)構(gòu)，而雞血紅細(xì)胞由于具有細(xì)胞核，機(jī)械硬度大大降低，細(xì)胞膜抗低滲的能力也相對(duì)提高，當(dāng)細(xì)胞吸水時(shí)，盡管細(xì)胞會(huì)吸水膨脹，但很難像人的血紅細(xì)胞那樣在短時(shí)間內(nèi)脹破。
所以，相比于雞血的紅細(xì)胞，人血紅細(xì)胞更容易發(fā)生溶血現(xiàn)象。5.2堿液相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)人血紅細(xì)胞溶血的影響由圖一可知，溶血的時(shí)間與氨水相對(duì)分子質(zhì)量并沒有呈現(xiàn)絕對(duì)的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)，只是在某一小范圍內(nèi)暫時(shí)性地呈現(xiàn)正相關(guān)，如乙酸到甘油這一范圍內(nèi)。由此，我們可以推論，溶血時(shí)間會(huì)隨堿液溶質(zhì)相對(duì)分子質(zhì)量的降低而降低，并且這些趨勢(shì)并不絕對(duì)，由于溶血并不單一只受這一種誘因影響。堿液相對(duì)分子質(zhì)量與人血紅細(xì)胞溶血時(shí)間的關(guān)系5.3電解質(zhì)與非電解質(zhì)對(duì)人血紅細(xì)胞溶血影響的比較把不同溶質(zhì)的溶血時(shí)間分為兩類：電解質(zhì)與非電解質(zhì)，如圖表2、表3。相比于電解質(zhì)，非電解質(zhì)更易使血紅細(xì)胞發(fā)生溶血。一方面，實(shí)驗(yàn)當(dāng)中所用非電解質(zhì)多為脂胺類物質(zhì)，其成份與細(xì)胞膜相像；另一方面，這550溶血時(shí)間（單位：堿液（根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量從小到大排列）些非電解質(zhì)多為相對(duì)分子質(zhì)量較小的有機(jī)物。這兩個(gè)方面都決定了實(shí)驗(yàn)中所涉及到的非電解質(zhì)更易通過細(xì)胞膜，從而使人血紅細(xì)胞發(fā)生溶血。電解質(zhì)碳酸鈉硝酸銨乙酸銨草酸銨硝酸鈉溶血時(shí)間143s電解質(zhì)與人血紅細(xì)胞溶血時(shí)間的關(guān)系非電解質(zhì)獼猴桃糖甘油丙酮丁醇乙二醇溶血時(shí)間15s20s45s非電解質(zhì)與人血紅細(xì)胞溶血時(shí)間的關(guān)系5.3.1電解質(zhì)按照表2，實(shí)驗(yàn)中的各類電解質(zhì)的溶血時(shí)間由長到短排列：硫酸鈉（不溶）＞硝酸鈉（不溶）＞草酸銨＞硫酸銨＞乙酸銨。
可以看出，酸酐發(fā)生溶血，而谷氨酸鈉則不溶血。由于酸酐為強(qiáng)電解質(zhì)，氨水中存在電離平衡，銨根離子與水份子發(fā)生可逆反應(yīng)生成氨分子，氨分子順含量梯度步入紅細(xì)胞內(nèi)，使細(xì)胞內(nèi)滲透壓降低，使得水通道開放，因而大量水份子順濃度梯度步入細(xì)胞內(nèi)發(fā)生溶血現(xiàn)象；鈉離子在水堿液中無電離平衡現(xiàn)象，是通過細(xì)胞膜上的選擇性離子通道步入細(xì)胞的，由離子通道介導(dǎo)的易化擴(kuò)散是順含量梯度或電物理梯度的，而等滲的硫酸鈉不能導(dǎo)致細(xì)胞膜上離子通道的開放，鈉離子難以步入紅細(xì)胞內(nèi)，不能使細(xì)胞內(nèi)的滲透壓升高，水份子難以步入，不會(huì)出現(xiàn)溶血現(xiàn)象。在可以發(fā)生溶血現(xiàn)象的酸酐中，溶血的時(shí)間也存在差別。由于酸酐發(fā)生溶血現(xiàn)象的機(jī)制主要是由于銨根離子發(fā)生了電離平衡，所以銨根離子的含量也決定著溶血時(shí)間的快慢，盡管硝酸銨、醋酸銨和草酸銨都是等滲堿液，但因?yàn)樗鼈兎肿又袖@根離子數(shù)量的不同，所以使血紅細(xì)胞發(fā)生溶血的能力也不相同。5.3.2非電解質(zhì)水的溶血時(shí)間是最快的，水是一種比較小的極性分子。一方面，在以磷脂雙分子層為骨架的細(xì)胞膜中，水可以從磷脂雙分子層的空隙中自由地通過；另一方面，細(xì)胞膜上還存在有水通道，這也是水份子進(jìn)出細(xì)胞的路徑之一。
所以，基于以上兩方面，水是最容易使紅細(xì)胞發(fā)生溶血的物質(zhì)之一。獼猴桃糖是不能使紅細(xì)胞溶血的。它是通過協(xié)助擴(kuò)散步入紅細(xì)胞的，盡管不耗能并且須要載體，速率比較慢，但是獼猴桃糖一旦步入細(xì)胞內(nèi)，又會(huì)經(jīng)過糖酵解階段形成能量而被消耗掉，所以獼猴桃糖不能使紅細(xì)胞溶血。這也解釋了為何臨床上患者可以注射一定含量獼猴桃糖而不用害怕發(fā)生溶血。甘油相對(duì)分子質(zhì)量不大，但是它與細(xì)胞膜中磷脂分子一樣，均為非極性結(jié)構(gòu)，所以甘油以自由擴(kuò)散的形式進(jìn)出細(xì)胞。外界較高的含量梯度促使甘油步入到紅細(xì)胞內(nèi)，發(fā)生溶血。丙酮的溶血機(jī)理大致與甘油相同，但因?yàn)槠湎鄬?duì)分子質(zhì)量大于甘油，所以溶血的速率要稍微快于甘油。乙酸相對(duì)分子質(zhì)量小于丙酮，但是它步入細(xì)胞的形式與乙酸、甘油基本相同，理論上溶血時(shí)間應(yīng)當(dāng)小于丙酮，但實(shí)際結(jié)果卻相反，不排除實(shí)驗(yàn)的碰巧性或操作上的偏差等。乙二醇的溶血時(shí)間大于乙酸。從結(jié)構(gòu)上來看，乙二醇為非極性分子，與磷脂雙分子層相像，按照相像相溶原理細(xì)胞膜選擇性通透，乙二醇比乙酸更易步入細(xì)胞，所以其溶血時(shí)間大于乙酸。參考文獻(xiàn)：[1]曾憲錄,巴鵝黃，朱筱娟.細(xì)胞生物學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo).上海:高等教育出版社[2]翟中和,王喜忠,丁明孝.細(xì)胞生物學(xué).4版.上海:高等教育出版社[3]黃百渠,曾憲錄.細(xì)胞生物學(xué)簡明教程.上海:高等教育出版社
