细胞生物学实验报告——细胞渗透性

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1、细胞生物学实验报告——细胞膜渗透性实验山东大学细胞生物学实验报告鸡血红细胞细胞膜的渗透性实验姜政2012/9/18实验目的：了解细胞膜的渗透性与不同物质进入细胞的速度，观察鸡血红细胞发生溶血时的细胞形态变化和细胞悬液通透性变化，理解溶血现象的机制和动态过程。实验原理：细胞膜是一种选择透过性生物膜，胞外分子可通过自由扩散、协助扩散或主动运输进入细胞。通常，水分子，气体分子如C02、O2，脂溶性分子如甘油、维生素，有机小分子如乙醇、尿素等均通过自由扩散以渗透的方式进入细胞。细胞最主要的单糖营养物质——葡萄糖以协助扩散或主动运输进入细胞。在体外适宜浓度的盐溶液中，红细胞可保持等渗状态而维持正常形态，

2、但当体外溶液中盐浓度过低时，细胞内的渗透压高于细胞外渗透压，水分子将大量渗透进入红细胞，最终导致红细胞胀破，血红蛋白泄露，形成血红蛋白溶液，即发生溶血。在溶血过程中破裂的红细胞并不会完全失去正常红细胞的形态，有研究表明低渗导致的血红蛋白泄露是由红细胞表面形成的孔道造成的。此外，常造成溶血的因素还有速冻、机械力、生物或化学毒素等，某些等渗溶液由于细胞膜对不同种溶质通透性不同也可能发生溶血。一般把低渗溶液中发生溶血后，红细胞破裂留下的细胞结构被称为血影。StomatocytesDiscocyteEchinocytes图1.口形红细胞，盘状红细胞和棘状红细胞之间的平衡（引自W.H.Reinhart等

3、，1986）。扫描电镜图从左到右依次为0.002Mm、0.1mM、0.5mM氯丙嗪处理的口形红细胞，正常盘状红细胞，7.5mM、30mM和120mM水杨酸钠处理的棘状红细胞。在左数第二幅电镜图中可以看到膨胀红细胞表面的孔洞。不同分子渗透进入细胞的能力与分子的性质有关，按照相似相容原理，脂溶性分子易于穿过细胞膜，同时，小分子和非电性分子易于穿膜。因此，不同物质由于分子本身差异，渗透进入红细胞的原理不同，速度不同，导致溶血的时间也不同，因而可以用溶血时间作为衡量物质进入红细胞速度的一个指标。本实验以鸡血红细胞为实验材料，分别以NaCl溶液、甲醇溶液、丙三醇溶液、葡萄糖溶液和TritonX-100溶

4、液进行渗透处理。其中等渗和低渗NaCl溶液处理是为了得到正常形态的红细胞和迅速溶血的红细胞（血影），并作为实验的对照。甲醇、丙三醇和葡萄糖三种溶液浓度都高于鸡血红细胞的等渗浓度，三种分子的分子量依次递增且三种分子都可以通过渗透进入细胞，使细胞胀破，因此通过比较三种溶液溶血的时间可1细胞生物学实验报告——细胞膜渗透性实验以比较不同分子量有机分子进入红细胞的速度。甲醇和丙三醇除了可以渗透进入红细胞，还能直接破坏细胞膜磷脂双分子层或膜内细胞骨架蛋白的稳定结构，而葡萄糖可能介导红细胞间的粘合。TritonX-100是一种非离子表面活性剂，可以溶解脂质和部分膜蛋白，一般认为其溶血作用的原理是Triton

5、X-100分子可以插入细胞膜的磷脂双分子层，导致膜结构的破坏[2]。有研究表明TritonX-100对细胞磷脂膜具有双重作用，当浓度很低(0.0001-0.01%,v/v)时，TritonX-100能够抑制溶血，但当其浓度稍高时又将促进溶血[3]。图2.三种两性分子结合磷脂双分子层的可能机制（引自ArnoldM.Katz等，1981）。①.膜膨胀；②.钙离子置换；③.环形分裂。实验材料和试剂：冷藏鸡血，0.85%NaCl溶液（鸡血红细胞等渗溶液），0.0085%NaCl溶液，0.8mol/L甲醇溶液（对鸡血红细胞的等渗浓度为0.3mol/L），0.8mol/L丙三醇溶液（对鸡血红细胞的等渗浓度

6、为0.3mol/L），6%葡萄糖溶液（对鸡血红细胞的等渗浓度为5%），2%TritonX-100溶液（对鸡血红细胞的等渗浓度为1.5%）实验用具：离心机，普通光学显微镜，带有刻度的10ml玻璃离心管，胶头滴管，普通玻片实验步骤：1.取冷藏鸡血7ml于10ml玻璃离心管，向离心管中加入约3ml0.85%NaCl溶液，以1000r/min离心5min。2.将离心后的上清液取出，加入与细胞沉淀等体积的0.85%NaCl溶液配成50%（v/v）鸡血红细胞悬液。3.取6支10ml玻璃离心管，分别加入0.85%NaCl溶液，0.0085%NaCl溶液，0.8mol/L甲醇溶液，0.8mol/L丙三醇溶液，

7、6%葡萄糖溶液和2%TritonX-100溶液各3ml。4.向上述溶液中滴加1-2滴50%鸡血红细胞悬液，轻摇混匀，取悬液进行显微观察，比较不同溶液处理后红细胞的形态变化，并比较各试管中红细胞悬液的透明度，判断不同溶液中的溶血状态和速度。2细胞生物学实验报告——细胞膜渗透性实验实验结果：图3.不同溶液处理后鸡血红细胞的形态变化。a.0.85%NaCl溶液中的红细胞，细胞保持较正常形态，可见细胞核；