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实验五、 细胞膜的通透性 『目的要求』 1、观察细胞膜的通透性及各类物质进入细胞的速度 2、了解膜通透性的一般规律 『实验用品』 1、器材：注射器、试管、滴管、试管架 2、试剂：0.17 mol/L氯化钠、 0.17 mol/L氯化铵、 0.12 mol/L草酸铵、0.32 mol/L葡萄糖、 0.32 mol/L乙醇 『实验原理』 细胞膜是一种半透膜，对物质的通透具有选择性。 将红细胞放在低渗溶液中，水分子会大量渗到细胞内，使细胞 胀破，血红蛋白释放到介质中，这种现象称为溶血。 将红细胞放入含有不同溶质的等渗溶液中，由于细胞膜对各种溶质的透性不同，有的溶质可以渗入，有的溶质则不能渗入。渗入的溶质能够提高红细胞的渗透压，所以促进水分进入细胞，随着水分的不断进入红细胞最终破裂，即引起溶血。由于溶质透入的速度互不相同，溶血时间也不相同。因此，发生溶血现象所需时间长短可作为测量物质进入红细胞速度的一种指标。 『实验内容和方法』 1、制备兔红细胞悬液 取兔静脉血液1mL，以1份兔血加9份0.17 mol/L氯化钠溶液配制兔红细胞悬液。轻摇后观察悬液的特点，为一种不透明的红色液体。 2、溶血现象的观察（预实验） 取试管一支，加入3 mL蒸馏水，再加入2滴红细胞悬液，观察溶液颜色的变化，由不透明逐渐变成红色澄清，说明红细胞发生破裂造成100%红细胞溶血。 3、测定兔红细胞对各种物质的选择通透性 取试管6支编号，分别加入0.17 mol/L氯化钠、0.17 mol/L氯化铵、0.12 mol/L 草酸铵、0.32 mol/L葡萄糖、 0.32 mol/L乙醇，蒸馏水（作为对照组）各3mL，再逐一加入2滴红细胞悬液（注意同组实验的同步性，滴加血液操作要迅速），分别记下加入时间T0，轻轻摇动，混匀后静置，注意颜色变化（由不透明至红色透明），记下发生透明变化的时间T1，得出变化的时间t。（t即为某种溶液的溶血时间等于自加入红细胞悬液到溶液变成红色透明所需的时间） 4. 实验结果及分析 观察并记录各试管中发生溶血的情况及溶血时间，并分析原因。 * * 加入时间 T0 变化时间T1 3ml蒸馏水+ 2滴稀释血 3ml乙醇＋ 2滴稀释血 3ml葡萄糖＋ 2滴稀释血 3ml草酸铵＋ 2滴稀释血 3ml氯化铵＋ 2滴稀释血 3ml氯化钠＋2滴稀释血 结果分析 溶血时间t 是否 溶血 试管类型 大多数水直接通过脂双层进入细胞，有些水通过水通道蛋白进行扩散。 限制因素：物质的脂溶性、分子大小和带电性。 实验中各物质的溶血/不溶血机制 ①水+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。 ②0.32M乙醇+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。