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同样 为弱酸盐的醋酸铵战草酸铵
作者:admin 发布时间:2019-09-07

  细胞生物学尝试课程论文 专 业:生物科学 姓 名:刘 冬 学 号:2014012709 指点教师:巴雪青 2016 年 09 月 15 日 细胞对分歧性质物质通透性的察看比力 生命科学学院 2014 级 刘冬 2014012709 摘 要 细胞膜是防止细胞外物质进入细胞的樊篱,它能够选择性地让某些 物质进出细胞,但各类物质进出细胞的体例有所分歧,即细胞膜对分歧物质的通 透性分歧。本尝试通过察看人血及鸡血红细胞的溶血现象,理解溶血道理,成立 等渗概念,曲不雅的比力分歧物质跨摸进入细胞的时间和速度,并切磋溶质相对分 子质量大小、脂溶性、强弱电解质、离子大小等对细胞膜通透性的影响,从而总 结细胞膜对分歧性质物质通透性差别的一般纪律。 环节词 红细胞;细胞膜;通透性;溶血现象;渗入压 1.媒介 细胞膜位于细胞的最外层这一特殊,不只为细胞供给了不变的内环 境,而且细胞膜取细胞表里物质的运输、信号的传导以及能量的传送都有亲近 的联系,这就决定了对细胞膜通透性的认识是对整个细胞甚至生命体认识的基 础.细胞的心理勾当取细胞膜的通透性互相关注,同时,细胞膜的通透性也能 反映细胞所处的心理形态。通过对细胞膜通透性大小的研究,人们可以或许更好地 领会生命体的各类心理形态,从而弄清相关疾病的发病机理,最一生产出更好 的药物来医治疾病。别的,通过对细胞膜通透性改变的研究,实现了细胞代谢 的人工调控。此外,细胞膜通透性的研究对发酵工业也具有十分主要的意义。 本尝试选择人血和鸡血的红细胞做为尝试材料,察看探究细胞膜对分歧物 质的通透性差别。细胞对水是渗入的,但对大大都物质具有选择透过性, 正在等渗前提下,红细胞连结一般大小和双凹圆碟形,稀释的红细胞悬浮液呈浑 浊状且透光性差。但红细胞对各类溶质的通透性分歧,有的溶质能够渗入,有 的不克不及,有的溶质渗入红细胞后后使其渗入压增猛进而推进水分进入红细胞, 正在渗入压递减的一系列溶液中,因为水的摄入跨越水的流出,导致红 细胞逐渐缩大,当体积添加 45-60%时则细胞膜毁伤发生溶血,此时血红卵白逸 出细胞外,可察看到一个很是较着的现象是正在试管中细胞形态的絮状物消逝, 溶液由细胞存正在的悬浊液变为非细胞布局的通明且光线容易透过的液。笔 者通过察看人血及鸡血的红细胞正在各类等渗溶液中发生的反映进而按照溶血 现象能否发生以及溶血时间的快慢,研究细胞膜对各类溶质通透性的大小和强 弱,以期为相关方面的研究供给科学的根据。 1 2.材料取方式 2.1 尝试材料 抗凝人血、鸡血的稀释液(1 份血液插手 9 份心理盐水进行稀释)。 2.2 尝试试剂 0.17mol/L 氯化钠,0.17mol/L 氯化铵,0.17mol/L 醋酸胺,0.17mol/L 硝 酸钠,0.12mol/L 草酸铵, 0.12mol/L 硫酸钠,0.32mol/L 葡萄糖,0.32mol/L 甘油,0.32mol/L 乙醇,0.32mol/L 丙酮。0.32mol/L 乙二醇。 2.3 尝试仪器 试管、试管架、5ml 移液管、移液枪、计时秒表等 2.4 尝试方式 (1)取试管 2 支,各插手 3mL 蒸馏水,再别离插手 0.5mL 稀释的鸡血和人 血,悄悄摇匀,留意察看颜色变化,如发生溶血,记实溶血时间。 (2)取试管两支,各插手 0.17mol/L 的氯化钠溶液 3mL,再别离插手 0.5mL 稀释的鸡血和人血,悄悄摇匀,留意察看溶液颜色变化,如发生溶血,记实溶血 时间。若 10 分钟后仍然没有溶血现象发生或现象不较着,则记实为不溶血或不 完全溶血。 (3)别离正在以下几种等渗溶液中反复同样尝试,察看有无溶血现象并记实 溶血时间。0.17mol/L 的氯化铵溶液;0.17mol/L 的醋酸铵溶液;0.17mol/L 的 硝酸铵溶液;0.12mol/L 的草酸铵溶液;0.12mol/L 的硫酸钠溶液; 0.32mol/L 的葡萄糖溶液;0.32mol/L 的甘油;0.32mol/L 的乙醇; 0.32mol/L 的丙酮; 0.32mol/L 的乙二醇。 3.尝试成果 各类分歧物质的等渗溶液正在 10min 内制血红细胞溶血所需的时间,如表 1 所示。 表 1 各类等渗溶液制红细胞溶血时间 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 物质 水 氯化 氯化 醋酸 硝酸 草酸 硫酸 葡萄 甘油 乙醇 丙酮 乙二 钠铵铵钠铵钠糖 醇 时间 30 - 4’27 20 - 1’28 - - 1’10 42 49 59 注:画“-”的暗示十分钟后仍然没有发生溶血 选择人血红细胞发生溶血最快的三种溶液(蒸馏水、0.17mol/L 的醋酸铵溶 2 液、0.32mol/L 的乙醇)进行鸡血红细胞的溶血现象察看。正在十分钟内,形成鸡 血红细胞溶血所需的时间,如表 2 所示。 表 2 三种等渗溶液形成鸡红细胞溶血时间 编号 1 2 3 物质 水 醋酸铵 乙醇 时间 9’36 - 5’ 4.阐发取会商 4.1 人血取鸡血红细胞纵向比力 由表 1 和表 2 能够看出:人血红细胞较鸡血更容易发生溶血,如:正在水、醋 酸铵及乙醇等物质中,人血红细胞均呈现溶血现象,而鸡血红细胞正在这几种等渗 溶中,均不完全溶血或完全不溶血。 人血取鸡血红细胞正在不异等渗溶液中能否反生溶血以及溶血时间有所差别, 其次要缘由可能是:其细胞膜布局分歧。人血的红细胞没有细胞核以及其他浩繁 细胞器,使其缺乏一个贯穿质膜取细胞核之间的细胞骨架的收集系统;而鸡血红 细胞有细胞核,其质膜成分取骨架成分彼此连系,形成细胞骨架,细胞形态, 使细胞膜抗低渗的机械强度大大添加,正在低渗溶液中这些细胞会吸水膨缩,显微 镜下可察看到细胞体积变大,但因为其存正在细胞骨架,可以或许细胞形态,因而 不会想哺乳动物的红细胞那样敏捷缩破。 除此之外,人血取鸡血红细胞内离子浓度的分歧以及鸡血红细胞内存正在 DNA 而人血红细胞内不存正在,也可能是形成两者红细胞溶血现象有差别的缘由。 4.2 等渗溶液溶质横向比力 由表 1 能够看出:有 4 种等渗溶液不克不及惹起溶血反映,别离为心理盐水、硝 酸钠溶液、硫酸钠溶液和葡萄糖溶液。其它 7 种等渗溶液均能够惹起溶血反映。 正在人血红细胞中惹起溶血速度由快到慢顺次为醋酸铵、乙醇、丙酮、乙二醇、甘 油、草酸铵、氯化铵。 以上物质惹起溶血/不溶血的机制各具特点,取物质本身的性质和生物膜的 布局特征相关。纯真考虑细胞膜的脂双层性质,仅疏水性小和某些极性小分 子能够依浓度差通细致胞膜,绝大大都的极性和离子不克不及通过,但 细胞膜的脂双层上分布有丰硕的功能各别的膜转运卵白,使得这些极性和离 子的跨膜运输得以实现。膜转运卵白包罗两大类:载体卵白和离子通道。细胞所 需的养分如葡萄糖、氨基酸、核酸等极性通过载体卵白的转运进入细胞;离 3 子通道则是离子通细致胞膜的特无方式。 4.2.1 钠盐(强电解质)等渗溶液的比力 氯化钠、硝酸钠、硫酸钠这三种钠盐并不克不及惹起红细胞的溶血,可能是因为 钠离子进入细胞的体例形成的。钠离子是通过离子通道进入细胞的,通道介导的 是被动扩散运输,需顺浓度梯度或者电化学梯度的,而因为这三种物质的溶液都 是等渗溶液,不存正在浓度梯度或者电化学梯度, 离子也没有遭到机械刺激、 或是和配体连系,因而正在本尝试中强电解质的钠盐电离发生的离子都不克不及通细致 胞膜,不会惹起溶血。 4.2.2 铵盐(弱电解质)等渗溶液的比力 醋酸铵、氯化铵、草酸铵这三种铵盐均能惹起人血红细胞的溶血,这三种铵 盐惹起细胞溶血的机制既有不异处,又有区别。不异处是:铵根离子能取水反映 有:NH4++ H2O ≒ NH3.H2O + H+,此中氨为小的不带电荷的非极性,脂溶 性强,生成后敏捷由简单扩散进入细胞,进入细胞后,氨取水连系解离 成铵根离子,铵根离子不克不及穿出细胞,导致细胞内的铵根离子浓度不竭上升,水 进入细胞,细胞肿缩,最终导致溶血。 而三者之间的区别是:氯化铵溶液溶血时间比草酸铵和醋酸铵长,这是因为 三者铵离子含量分歧。弱酸弱碱盐的水解愈大,发生的 NH3 和 AH 就愈多,跨 膜溶质梯度就愈大,过膜速度就愈快,因为 NH4Ac,(NH4)2C2O4 和强酸铵盐的水解常 数别离为 3.17×10-5,9.8×10-6,5.6×10-10,所以它们的过膜速度顺次减慢,形成红 细胞完全溶血的时间顺次耽误. 4.2.3 脂溶性的比力 尝试成果表白,正在甘油,乙醇,乙二醇,丙酮的等渗溶液中,红细胞均较容 易呈现溶血现象,是因为其均为脂溶性物质。细胞膜是磷脂双层,其次要成 分是脂质,大都无机物是易溶于脂质的,所以磷脂双层能让脂质或脂溶性的 物质以简单扩散的体例进入细胞,因而脂溶性物质更易使红细胞发生溶血。 但这四种物质使红细胞发生溶血的时间并不不异,从快到慢顺次为:乙醇, 丙酮,乙二醇,甘油,能够从其布局构成以及量加以注释:对于简单扩散而 言,小易通细致胞膜,所以跟着量的添加 (甘油乙二醇丙酮乙醇) , 扩散速度减慢,所以进入红细胞的速度应为:乙醇丙酮乙二醇甘油。此外由 于羟基是亲水集团而细胞膜的次要成分是脂质,因而羟基数越多,越不易亲脂通 细致胞膜,丙酮的脂溶性强于醇类,所以丙酮最易通细致胞膜,同时有极性 愈加亲水,所以对称的非极性也要比极性更容易通细致胞膜,综上所述, 甘油使红细胞发生溶血现象的时间最长。 4 4.2.4 大小的比力 乙醇,乙二醇,甘油和葡萄糖均为不带电荷的极性,但红细胞正在这些溶 液中发生溶血的时间分歧,由快到慢顺次为乙醇、乙二醇、甘油,葡萄糖,该现 象取相对证量大小相关,跟着量的添加(萄糖甘油乙二醇乙醇), 扩散速度减慢,所以进入红细胞的速度应为:乙醇乙二醇甘油葡萄糖。同样 为弱酸盐的醋酸铵和草酸铵,醋酸铵相对证量小于草酸铵,醋酸铵更易进入 细胞,所以溶血的时间短。 4.3 水中溶血时间阐发 尝试成果表白正在水中,人和鸡的血红细胞都能发生溶血反映,且人的红细胞 正在水中发生溶血比正在脂溶性物质中快,这是因为细胞膜上有水孔卵白的存正在, 由 于有水孔卵白参取了水的易化扩散,其进入细胞的速度远比水的简单扩 散快得多,所以水的溶血时间比脂溶性物质的溶血时间短。 5. 总结 综上所述,操纵红细胞溶血现象察看分歧物质通细致胞膜的差别,是个简单 又快速的尝试方式。用 12 种分歧性质的物质对红细胞进行溶血时间察看,发觉 细胞膜对分歧物质的通透性一般纪律为: 5.1 血红细胞的布局差别,人血(无细胞骨架无核)更利于物质通细致胞膜。 5.2 强弱电解质的差别,弱电解质利于通细致胞膜;弱电解质水解程度越大,对 膜的通透性越强。 5.3 小物质比大更容易通细致胞膜,跟着量的添加,溶血速度减慢。 5.4 脂溶性物质比水溶性物质利于通细致胞膜;脂溶性越强,溶血速度越快;脂 溶性物质中,对称的利于通细致胞膜。 5.5 葡萄糖等大的通过协帮扩散进入细胞的极性因为性卵白稀少而不 能惹起细胞溶血。 6. 提出问题 6.1 为什么等渗的葡萄糖溶液不会使红细胞发生溶血? 葡萄糖为大的不带电荷的极性,次要通过协帮扩散进入细胞,其扩散需 要膜上性卵白协帮,而这种卵白是很少的,所以,进入细胞的葡萄糖很少。 因而,等渗的葡萄糖溶液不会使红细胞发生溶血。也有可能是:细胞所需的养分 如葡萄糖、氨基酸、核酸等极性通过易化扩散进入细胞。葡萄糖进入红细胞 后很快被代谢掉,为生物体供给能量,因而葡萄糖不会惹起红细胞渗入压的升高, 也就不会呈现溶血现象。 6.2 从理论上讲,细胞正在水中发生溶血的时间该当很是短,大约正在 5-6 秒之间, 5 但实践记实的时间达 30 余秒,为什么? 阐发其缘由可能是:记实不精确;自来水中含有其他离子,其他离子进入血 红细胞的体例是通过离子通道,之前提到过离子通道并没有前提,因而溶血 时间比力长;水进入细胞膜的体例有两种,一是通过水通道卵白,二是扩散, 因为水通道卵白通道不多,所有导致水扩散进入,速度较慢;察看 的不精确,导致没有精确记实下溶血发生的时间,报酬误差的可能性比力大。 参考文献 [1]曾宪录,巴雪青,朱筱娟.细胞生物学尝试指点..高档教育出书社,2011. 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