高熹1120152430（李安一）
（北京理工大学生命学院16121501班）
摘要：细胞膜是细胞与外界环境进行物质交换的结构，可以选择性地让某些物质进出细胞，但是各种物质进出细胞的方式是不同的。由于细胞膜对于不同物质的通透性不同，使得不同溶质渗入细胞的速度相差很大，甚至有些不能渗入细胞中。本次实验的目的在于了解分子量、脂溶性大小、电解质和非电解质溶液对细胞膜通透性的影响；观察红细胞的溶血现象；建立等渗概念并理解溶血原理。实验以人和鸡的红细胞为材料，用自然渗透的方法进行实验，通过测量红细胞的溶血时间来估计细胞膜对各种物质通透性的大小，得出了各物质通过细胞膜的一般性规律。 关键词：红细胞；细胞膜；渗透性；实验
锚杆机1 引言
新近国内外有关红细胞膜的表面超精细结构的研究包括了红细胞膜流动性、膜载体与膜离子信道等各方面，涉及到信息和分子识别传导的有关问题。可见对于细胞膜结构和功能的研究具有十分重要的意义和应用价值，是一个重要的研究内容。细胞膜渗透性试验是细胞生物学实验的一个组成部分，有助于我们本科生对有关于细胞膜功能的理解，在对于各物质进出细胞的一般规律进行分析的过程中进一步加深对细胞膜本质的认识，同时在其中提高我们分析问题的能力。
在等渗溶液中，红细胞保持正常大小和双凹圆碟形；在渗透压递减的一系列溶液中，由于水分子的摄入超过水分子的流出，导致红细胞逐渐胀大，当体积增加30%时成为球形；体积增加到45%--60%则细胞膜损伤而发生溶血，此时血红蛋白逸出细胞外。一个非常明显的现象就是在试管中细胞形态的絮状物消失，溶液由细胞存在的悬浊液变为非细胞结构的澄清液。这一现象是判别细胞是否溶血的一个现象证据。将红细胞放入各种等渗溶液中，由于红细胞对于各种溶质的通透性不同，有的溶质可以渗入，有的不可以渗入，渗入的溶质能提高红细胞的渗透压后促使水分进入细胞，从而引起溶血；由于溶质进入速度互不相同，因此溶血时间也不相同。根据溶血现象是否发生以及溶血时间的快慢，来判断细胞膜对各类溶质渗透性的大小和强弱。影响物质穿膜能力大小的因素主要有三个：一是物质脂
溶性的大小，因为膜骨架是有脂双层分子构成的，所以脂溶性物质易于穿过细胞膜；二是分子体积大小，较小的分子易穿过细胞膜；三是物质带电状况，因为细胞表面一般带电，不带电的物质易进入细胞。
判定细胞溶血不溶血的方法：溶血的溶液红的程度更高，且溶液发亮，透明度也更高。二是可以在显微镜下观察细胞的形态。细胞破裂后细胞形态并没有发生很大的变化，而是膜结构上有一个小口，膜还是有结构的，只不过体积变小了。
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需要说明的等渗溶液中细胞也会是破裂的，因为生活状态下膜两侧不断交换物质，代谢产物的积累使细胞渗透压的平衡破坏，同时有些代谢物质对细胞是有毒性的，所以长时间放置会使细胞破裂，所以做等渗实验时间不宜超过1h。
2 实验器材及材料
2.1 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。
2.2 材料
羊血。
2.3 器材
荒芜了的花园50ml小烧杯，移液，试管，试管架。
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3 实验步骤
羊血细胞悬浮液：取50ml小烧杯一只，加一份羊血和10份0.17mol/L氯化钠溶液，形成一种不透明的红溶液，即稀释的羊血。
低渗溶液：取试管一只，加入5ml蒸馏水，再加0.5ml稀释的羊血，注意观察溶液颜变化，由不透明的红逐渐澄清，说明红细胞发生破裂造成溶血，全部红细胞溶血后光线比较容易透过溶液。
羊红细胞渗透性：取试管一支，加入0.17mol/L氯化钠溶液5ml，再加入0.5ml稀释的羊血，轻轻摇动，观察颜变化及溶血现象，说明原因。取试管一支，加入0.17mol/L氯化铵溶液5ml，再加入0.5ml稀释的羊血，轻轻摇动，观察颜变化及溶血现象，说明原因。另外8种等渗溶液进行同上实验
记录实验结果并简单分析。
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4 实验结果
图1不同低渗溶液中红细胞溶血现象
图1从左至右依次编号为1、2、3、4、5、6、7、8、9和10。可以明显地观察到1、2、8和10号的四支试管中仍然是浑浊液，而其余的机制试管为澄清液。另外，作为对照组水的溶血时间是26s。
表1不同低渗溶液中红细胞溶血现象
5 结果分析
分析上述实验所得数据，细胞的溶血时间与溶质进入细胞的速度成正比，各溶血时间不同，说明细胞膜对于不同分子的透性不同。物质透过细胞膜的被动运输受限于物质的脂溶性、分子大小和带电性，即脂溶性强、小分子易通过细胞膜，而水溶性强、大分子、离子等不易通过细胞膜；
水分子为小的不带电荷的极性分子，由于细胞膜上有水孔蛋白的存在，由于有水孔蛋白参与了水分子的易化扩散，其进入细胞的速度远比水分子的简单扩散快得多，最终导致红细胞的吸水胀破。
离子通过细胞膜的效应和通过脂双层的效应是一样的，都是高度不透的。细胞膜上存在一些离子通道，如Na+,K+,Ca2+通道，它的开放是有条件的，当上述离子受到机械刺激、胁迫或是配体的结合时，只有在离子通道开放的条件下才能够进入细胞而引起溶血。强电解质在溶液中是以完全电离的离子存在的，因此，在本实验中强电解质的钠盐（氯化钠、硝酸钠和硫酸钠）都是不能引起溶血的；
小的不带电荷的极性分子可以通过细胞膜但其速度极慢，大的不带电荷的极性分子不能通过细胞膜。本实验中弱电解质的盐（氯化铵、醋酸铵和草酸铵）都是能够引起溶血的。因为对于弱电解质盐来说，虽然弱电解质可以电离出一部分离子，但是在动态平衡下大部分是以分子形态存在的，它们实际上归属于小的不带电荷的极性分子，可以透过细胞膜但是速度较慢。葡萄糖是一种大的不带电荷的极性分子，通过脂双层的行为和细胞膜的行为是一致的，也是高度不通透的。
而可以观察到乙醇和丙酮两个试剂是混合就溶，几乎中间没有间隔，考虑是实验室准备时稀释错误，造成乙醇和丙酮的浓度过高，将细胞膜的脂质溶解造成的。
6 实验反思
本次实验为细胞生物学的第一次实验，实验完成的情况较为良好，但是也反映了一些问题，做实验的时候开始没有经验，在甘油组没有等足够的时间，等发现溶血现象后早已停止计时，后来又重做了一遍耽误了一定的时间，因此在未来的实验中，一定要做好预习，实验中及时观察，做好记录。
还有乙醇和丙酮两个实验结果与我个人的预期不符合，之后实验要及时提出质疑，得到老师解答。
参考文献
[1]王金发，何炎明.细胞生物学教程.北京：科学出版社.2004,9.
[2]杨汉民.细胞生物学实验[M].2版.北京：高等教育出版社，1997.
[3]程旺元, 余光辉, 陈雁,等. 红细胞膜通透性实验及分析[J]. 实验科学与技术, 2009, 7(5):39-41.
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