细胞膜对不同性质物质通透性差异的一般规律.pdf

[创设情景4]：红细胞吸水胀破的图片 细胞内的物质是有一定浓度的，如果把细胞放在清水中，水会进入细胞细胞膜透性，把细胞胀破，细胞内的物质流出来，这样我 们就可以得到细胞膜了。(1)ppt呈现材料：①19世纪末，欧文顿曾用500多种化学物质对植物细胞的通透性进行上万次实验，发现细胞膜对不同物质的通透性不一样：凡是可以溶于脂质的物质，比不能溶于脂质的物质更容易通过细胞膜进入细胞。③细胞内的物质是由一定浓度的，如果把细胞放在清水里，水会进入细胞，把细胞涨破，细胞内的物质流出来，这样既可得到细胞膜。

另外，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重要的意义。本实验选择人血和鸡血的红细胞作为实验材料，观察探究细胞膜对不同物质的通透性差异。细胞对水是自由渗透的，但对大多数物质具有选择透过性，在等渗条件下，红细胞保持正常大小和双凹圆碟形，稀释的红细胞悬浮液呈浑浊状且透光性差。但红细胞对各种溶质的通透性不同，有的溶质可以渗入，有的不能，有的溶质渗入红细胞后后使其渗透压增大进而促进水分进入红细胞，在渗透压递减的一系列溶液中,由于水分子的摄入超过???分子的流出,导致红细胞逐步胀大,当体积增加45-60%时则细胞膜损伤发生溶血,此时血红蛋白逸出细胞外，可观察到一个非常明显的现象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透明且光线容易透过的澄清液。笔者通过观察人血及鸡血的红细胞在各种等渗溶液中发生的反应进而根据溶血现象是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提供科学的依据。12.材料与方法2.1 实验材料抗凝人血、鸡血的稀释液（1份血液加入9 份生理盐水进行稀释）。

2.2 实验试剂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 实验仪器试管、试管架、5ml移液管、移液枪、计时秒表等2.4 实验方法（1）取试管2 支，各加入3mL 蒸馏水，再分别加入0.5mL 稀释的鸡血和人血，轻轻摇匀，注意观察颜色变化，如发生溶血，记录溶血时间。（2）取试管两支，各加入0.17mol/L 的氯化钠溶液3mL，再分别加入0.5mL稀释的鸡血和人血，轻轻摇匀细胞膜透性，注意观察溶液颜色变化，如发生溶血，记录溶血时间。若 10 分钟后依然没有溶血现象发生或现象不明显，则记录为不溶血或不完全溶血。（3）分别在以下几种等渗溶液中重复同样实验，观察有无溶血现象并记录溶血时间。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。

1％钒酸铵（钠）溶液1ml和8－羟基喹啉的6％乙醇溶液1ml混和，用30ml苯萃取，分取灰蓝色的苯溶液为试剂。实例2冲洗液的配方实例a显影液水750毫升苯甲醇5毫升一缩二乙醇5毫升亚硫酸钠2克无水碳酸钠50克溴化钾2克硫代硫酸铵氢氧化钠14.5克碳酸氢钠2.5克四硼酸钠8克硫酸羟铵1.8克6-硝基并咪唑硝酸盐(0.1%毫升溶液)cp-48克水加至1000毫升b漂定液水750毫升乙二铵四乙酸60克无水碳酸钠30克三氯化铁25克氨水15毫升硫代硫酸钠120克硫氰酸钠25克碘化钾1.5克溴化钾2.5克硫氧(亚硫酸钠)2克硫酸(0.15%毫升溶液)彩色络合剂2.5克水加至1000毫升。最后可以全 部分解，并放出氨、氰酸等物质，一些物质不仅 会和活性染料反应，例如发生氨解使染料失去 活性，而且可会形成有毒的物质，这样使碳酸氢 反应中问产物具有季铵离去基，反应性比 钠一碌素固色工艺的应用受到限制。

人血与鸡血红细胞在相同等渗溶液中是否反生溶血以及溶血时间有所差异，其主要原因可能是：其细胞膜结构不同。人血的红细胞没有细胞核以及其他众多细胞器，使其缺乏一个贯穿质膜与细胞核之间的细胞骨架的网络系统；而鸡血红细胞有细胞核，其质膜成分与骨架成分相互结合，构成细胞骨架，维护细胞形态，使细胞膜抗低渗的机械强度大大增加，在低渗溶液中这些细胞会吸水膨胀，显微镜下可观察到细胞体积变大，但由于其存在细胞骨架，能够维护细胞形态，因此不会想哺乳动物的红细胞那样迅速胀破。 除此之外，人血与鸡血红细胞内离子浓度的不同以及鸡血红细胞内存在DNA而人血红细胞内不存在，也可能是造成两者红细胞溶血现象有差异的原因。 4.2 等渗溶液溶质横向比较由表 1 可以看出：有4 种等渗溶液不能引起溶血反应，分别为生理盐水、硝酸钠溶液、硫酸钠溶液和葡萄糖溶液。其它7 种等渗溶液均可以引起溶血反应。在人血红细胞中引起溶血速度由快到慢依次为醋酸铵、乙醇、丙酮、乙二醇、甘油、草酸铵、氯化铵。以上物质引起溶血/不溶血的机制各具特点，与物质本身的性质和生物膜的结构特征有关。单纯考虑细胞膜的脂双层性质，仅疏水性小分子和某些极性小分子可以依浓度差自由通过细胞膜，绝大多数的极性分子和离子不能自由通过，但细胞膜的脂双层上分布有丰富的功能各异的膜转运蛋白，使得这些极性分子和离子的跨膜运输得以实现。

膜转运蛋白包括两大类：载体蛋白和离子通道。细胞所需的营养如葡萄糖、氨基酸、核酸等极性分子通过载体蛋白的转运进入细胞；离3子通道则是离子通过细胞膜的特有方式。4.2.1 钠盐（强电解质）等渗溶液的比较氯化钠、硝酸钠、硫酸钠这三种钠盐并不能引起红细胞的溶血，可能是由于钠离子进入细胞的方式造成的。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，而由于这三种物质的溶液都是等渗溶液，不存在浓度梯度或者电化学梯度,离子也没有受到机械刺激、胁迫或是和配体结合，因此在本实验中强电解质的钠盐电离产生的离子都不能通过细胞膜，不会引起溶血。4.2.2 铵盐（弱电解质）等渗溶液的比较 醋酸铵、氯化铵、草酸铵这三种铵盐均能引起人血红细胞的溶血，这三种铵盐引起细胞溶血的机制既有相同处，又有区别。相同处是：铵根离子能与水反应++有：NH4 + H2O ≒ NH3.H2O + H ，其中氨分子为小的不带电荷的非极性分子，脂溶性强，生成后迅速由简单扩散进入细胞，进入细胞后，氨分子与水分子结合解离成铵根离子，铵根离子不能穿出细胞，导致细胞内的铵根离子浓度不断上升，水分子进入细胞，细胞肿胀，最终导致溶血。

去离子水、月桂醇聚醚硫酸脂钠、月桂醇硫酸脂钠、聚二甲硅氧烷、椰油酰铵mea、乙二醇二硬脂酸脂、peg-8、橄榄油羧酸钠、月桂基葡糖苷、聚季铵盐-7、瓜尔胶羟丙基三甲基氯化铵、柠檬酸、甲基异噻唑啉酮、甲基氯异噻唑啉酮、库拉索芦荟（aloebarbadensis）叶汁粉、马齿苋提取物、zpt、棕榈酰水解蚕丝蛋白、d-泛醇、甘油、香精。去离子水、月桂醇聚醚硫酸钠、椰油酰铵dea、月桂酸聚醚磺基琥珀酸酯二钠、椰油酰铵丙基甜菜碱、peg-8、乙二醇二硬脂酸脂、橄榄油羧酸钠、月桂基葡糖苷、甘油、氯化钠、d-泛醇、薰衣草精油、edta-2na、甲基异噻唑啉酮、甲基氯异噻唑啉酮、香精。亲水性信号分子(所有的肽类激素、神经递质和各种细胞因子等)均不能进入细胞.它们的受体位于细胞表面.这些受体与信号分子结合后,可以诱导细胞内发生一系列生物化学变化,从而使细胞的功能如生长、分化及细胞内化学物质的分布等发生改变,以适应微环境的变化和机体整体需要.这一过程可以称之为膜受体介导的跨膜信号转导,或者跨膜信号转。

脂的特点： （头部——亲水 尾部——疏水） 均含有极性基团和非极性基团， 形成亲水头部和疏水尾部， 称为双亲媒性分子或兼性分子。亲水性信号分子(所有的肽类激素、神经递质和各种细胞因子等)均不能进入细胞.它们的受体位于细胞表面.这些受体与信号分子结合后,可以诱导细胞内发生一系列生物化学变化,从而使细胞的功能如生长、分化及细胞内化学物质的分布等发生改变,以适应微环境的变化和机体整体需要.这一过程可以称之为膜受体介导的跨膜信号转导,或者跨膜信号转。第二，水与体内的电解质，如钠、钾共同维持了细胞渗透压的平衡，渗透压指的是溶质分子通过半透膜的一种吸水力量，我们的细胞膜就是一种半透膜，水分子等小而不带电的分子可以根据膜两侧的浓度差自由穿透这层膜，为细胞的正常生理代谢提供保证。

小分子进入细胞后，首先和其受体结合，这个小分子蛋白复合物可以特异性抑制目标蛋白，小分子和其受体蛋白单独不能产生活性。 第五章 物质跨膜运输与信号传递一、 名词： 被动运输、 简单扩散、 协助扩散、 膜转运蛋白、 载体蛋白、 通道蛋白、 电压门、 配体门、 主动运输、 离子泵、 协同运输、 胞吞、 胞吐、 胞饮与吞噬作用、 有被小泡、 细胞通讯、 细胞识别、 受体、第二信使、 分子开关、 g蛋白 二、 思考题： 1. 比较主动运输与被动运输的特点及其生物学意义。信号分子主要是激素.a为消化酶,是分泌蛋白,在口腔中起作用,不属于信号物质.b为激素,属于信号物质,且化学本质是脂质,能以自由扩散方式进入细胞中,与细胞内受体结合.c为激素,属于信号物质,但化学本质是蛋白质,其受体位于细胞膜外表面,不能进入细胞中.d属于胞内蛋白,主要在线粒体中,催化有氧呼吸,不属于信号分子.另,楼下说。

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