關于細胞膜對不同物質私密性的差別的研究大學：生命科學大學姓名：****級：2011學號：關于細胞膜對不同物質私密性的差別的研究摘要：紅細胞是觀察膜私密性差別的良好實驗材料。將紅細胞分別放于各類等滲氨水中，因為紅細胞膜對不同溶質的私密性不同，促使不同溶質溶入細胞的速率相差很大，有些溶質甚至不能透入細胞。當溶質分子碳酸銨、甘油、丙酮等步入細胞后，會造成滲透壓下降，水份子步入細胞，使細胞膨脹甚至斷裂，發生紅細胞溶血的現象，此時，光線較易通過堿液，原先不透明的紅細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生了溶血現象，而因為各類溶質步入細胞的速率不同，所以不同的溶質誘導紅細胞溶血的時間也不同。關鍵詞：紅細胞膜私密性溶血:.,,tion,,,.,,,sure,,,,menon,,t.:is引言：細胞膜將細胞內物質與細胞外環境隔離開細胞膜選擇性通透，為細胞內各類新陳代謝提供了一個相對比較穩定的內環境。
然而這些隔離并不是絕對的，由于細胞要與周圍環境進行物質和能量的交換，因而細胞膜也是細胞與外界環境進行物質交換的結構。細胞膜可以選擇性地讓個別物質進出細胞，但是各類物質進出細胞的方法是不同的，大體可以分為3種：被動運輸、主動運輸和胞吞與胞吐作用。單純考慮細胞膜的脂單層結構，僅疏水性小分子和個別極性小分子可以依含量差自由通過細胞膜，絕大多數的極性分子和離子不能自由通過，但細胞膜的脂單層上分布有豐富的功能各異的膜轉運蛋白，致使這種極性分子和離子的跨膜運輸得以實現。以上統統歸屬于細胞膜私密性的范疇，而紅細胞是觀察膜私密性差別的良好實驗材料，由于紅細胞沒有細胞核，這樣也就缺少一個貫串質膜與細胞核之間的細胞骨架的網格系統。而其他有核細胞，由于其質膜成份與骨架成份的互相結合，而使細胞膜抗低滲的機械程度大大降低，低滲氨水中這種細胞會吸水膨脹，顯微鏡下可以觀察到細胞容積明顯減小，但很難像紅細胞那樣在短時間內脹破。所以，實驗采用紅細胞作為實驗材料。實驗目的了解細胞膜對不同物質私密性的差別；觀察紅細胞的溶血現象；理解溶血原理，完善等滲概念。材料、試劑和儀器2.1實驗材料抗凝人血、雞血的稀釋液2.2實驗試劑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實驗儀器試管、移液管、滴管、計時秒表、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，如發生溶血，記錄溶血時間。
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同樣實驗，觀察并記錄有無溶血，以及溶血時間：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。實驗結果因為各溶質步入細胞的速率不同，所以不同的溶質誘導紅細胞溶血的時間不同。我們用溶血時間來恐怕細胞膜對各類物質私密性的大小并進行記錄，得到結果如下：結果剖析5.1雞血紅細胞與人血紅細胞的比較上述實驗結果表明，人血要比雞血更容易發生溶血現象。相比于雞血的紅細胞，人血紅細胞缺乏細胞核以及多種細胞器，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乙二醇一個介于質膜與細胞核之間的骨架結構，而雞血紅細胞由于具有細胞核，機械硬度大大降低，細胞膜抗低滲的能力也相對提高，當細胞吸水時，盡管細胞會吸水膨脹，但很難像人的血紅細胞那樣在短時間內脹破。
所以，相比于雞血的紅細胞，人血紅細胞更容易發生溶血現象。5.2堿液相對分子質量對人血紅細胞溶血的影響由圖一可知，溶血的時間與氨水相對分子質量并沒有呈現絕對的正相關或負相關，只是在某一小范圍內暫時性地呈現正相關，如乙酸到甘油這一范圍內。由此，我們可以推論，溶血時間會隨堿液溶質相對分子質量的降低而降低，并且這些趨勢并不絕對，由于溶血并不單一只受這一種誘因影響。堿液相對分子質量與人血紅細胞溶血時間的關系5.3電解質與非電解質對人血紅細胞溶血影響的比較把不同溶質的溶血時間分為兩類：電解質與非電解質，如圖表2、表3。相比于電解質，非電解質更易使血紅細胞發生溶血。一方面，實驗當中所用非電解質多為脂胺類物質，其成份與細胞膜相像；另一方面，這550溶血時間（單位：堿液（根據相對分子質量從小到大排列）些非電解質多為相對分子質量較小的有機物。這兩個方面都決定了實驗中所涉及到的非電解質更易通過細胞膜，從而使人血紅細胞發生溶血。電解質碳酸鈉硝酸銨乙酸銨草酸銨硝酸鈉溶血時間143s電解質與人血紅細胞溶血時間的關系非電解質獼猴桃糖甘油丙酮丁醇乙二醇溶血時間15s20s45s非電解質與人血紅細胞溶血時間的關系5.3.1電解質按照表2，實驗中的各類電解質的溶血時間由長到短排列：硫酸鈉（不溶）＞硝酸鈉（不溶）＞草酸銨＞硫酸銨＞乙酸銨。
可以看出，酸酐發生溶血，而谷氨酸鈉則不溶血。由于酸酐為強電解質，氨水中存在電離平衡，銨根離子與水份子發生可逆反應生成氨分子，氨分子順含量梯度步入紅細胞內，使細胞內滲透壓降低，使得水通道開放，因而大量水份子順濃度梯度步入細胞內發生溶血現象；鈉離子在水堿液中無電離平衡現象，是通過細胞膜上的選擇性離子通道步入細胞的，由離子通道介導的易化擴散是順含量梯度或電物理梯度的，而等滲的硫酸鈉不能導致細胞膜上離子通道的開放，鈉離子難以步入紅細胞內，不能使細胞內的滲透壓升高，水份子難以步入，不會出現溶血現象。在可以發生溶血現象的酸酐中，溶血的時間也存在差別。由于酸酐發生溶血現象的機制主要是由于銨根離子發生了電離平衡，所以銨根離子的含量也決定著溶血時間的快慢，盡管硝酸銨、醋酸銨和草酸銨都是等滲堿液，但因為它們分子中銨根離子數量的不同，所以使血紅細胞發生溶血的能力也不相同。5.3.2非電解質水的溶血時間是最快的，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，細胞膜上還存在有水通道，這也是水份子進出細胞的路徑之一。
所以，基于以上兩方面，水是最容易使紅細胞發生溶血的物質之一。獼猴桃糖是不能使紅細胞溶血的。它是通過協助擴散步入紅細胞的，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胞內，又會經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生溶血。甘油相對分子質量不大，但是它與細胞膜中磷脂分子一樣，均為非極性結構，所以甘油以自由擴散的形式進出細胞。外界較高的含量梯度促使甘油步入到紅細胞內，發生溶血。丙酮的溶血機理大致與甘油相同，但因為其相對分子質量大于甘油，所以溶血的速率要稍微快于甘油。乙酸相對分子質量小于丙酮，但是它步入細胞的形式與乙酸、甘油基本相同，理論上溶血時間應當小于丙酮，但實際結果卻相反，不排除實驗的碰巧性或操作上的偏差等。乙二醇的溶血時間大于乙酸。從結構上來看，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胞膜選擇性通透，乙二醇比乙酸更易步入細胞，所以其溶血時間大于乙酸。參考文獻：[1]曾憲錄,巴鵝黃，朱筱娟.細胞生物學實驗指導.上海:高等教育出版社[2]翟中和,王喜忠,丁明孝.細胞生物學.4版.上海:高等教育出版社[3]黃百渠,曾憲錄.細胞生物學簡明教程.上海:高等教育出版社
