实验一 细胞膜的通透性

【实验目的】

了解物质分子质量、脂溶性、电解质和非电解质溶液对细胞膜透性的影响。

【实验原理】

细胞膜在不断变化的环境中，必须保持自身的稳恒状态，才能生存。细胞膜允许一些物质通透，又能降低甚至阻挡另一些物质的通透，所以细胞膜具有选择通透性。水分子可以自由通过细胞膜，当细胞处于低渗液环境时，水分子大量渗入到细胞内，使细胞膨胀，进而破裂，血红蛋白释放到介质中，由不透明的红细胞悬液变为红色透明的血红蛋白溶液，这就是溶血现象。溶血现象可作为测量物质进人血红细胞速度的一种指标。

红细胞置于乙二醇、丙三醇（甘油）、葡萄糖等摩尔浓度的高渗液中，乙二醇等分子进入血红细胞，使细胞内的渗透性活性分子的浓度大为增加，继而导致水的摄入，细胞膨胀，细胞膜破裂，发生溶血。溶血现象发生的快慢与进入细胞的物质的分子质量大小有关。分子质量大的进入细胞慢，发生溶血所需的时间也长。

非极性化合物易溶于脂溶剂，但在水中溶解度甚小。碳链越长，脂溶性越大。一种化合物在脂溶剂中的溶解度与其在水中溶解度之比，称为分配系数。

各种非电解质溶液，只要单位体积中所含的分子数相同，就具有相同的渗透压。电解质溶液，如氯化钠与葡萄糖分子数相等时，氯化钠产生的渗透压要大得多。具有相同渗透压的某非电解质溶液与某电解质溶液浓度之比，称为等渗系数，用i来表示。 i=葡萄糖的等渗摩尔浓度/氯化钠的等渗摩尔浓度

发生溶血者为低渗液，所以把发生溶血的前一管溶液的浓度近似视为红细胞等渗摩尔浓度。

【实验仪器、材料和试剂】

(1) 仪器、用具：小烧杯、试管、试管架、刻度吸管、注射器、秒表。

(2) 材料：含适量肝素的鸡血。

(3) 试剂：l mol/L乙二醇水溶液，l mol/L丙三醇水溶液，l mol/L 葡萄糖水溶液，3 mol/L甲醇，3 mol/L乙醇，3 mol/L 丙醇，1/8 mol/L、1/9 mol/L、1/10 mol/L、1/12 mol/L、1/14 mol/L葡萄糖溶液， 1/12 mol/L、1/13 mol/L、1/14 mol/L、1/16 mol/L、1/18 mol/L氯化钠溶液。

【方法与步骤】

1. 分子质量大小对细胞膜通透性的影响

（1）在编号的3支试管中，分别用吸管吸入2ml lmol/L乙二醇、lmol/L丙三醇，lmol/L葡萄糖高渗液。

（2）先后分别滴加两滴血液，用手指按住管口，倒置1次。 （3）观察溶血时间，最长延至lOmin。 （4）将实验结果列入如下所示的表格中。

溶液 1mol/L乙二醇 1mol/L丙三醇 1mol/L葡萄糖

相对分子质量

62 92 180

溶血时间

2. 脂溶性大小对细胞膜透性的影响

(1) 编号的3支试管分别加入2m1 3mol/L的甲醇、乙醇、丙醇溶液。 (2) 分别先后加入两滴血液，按住管口倒置1次。 (3) 观察溶血时间。

(4) 将实验结果记入如下所示的表格中。

溶液 3mol/L甲醇 3mol/L乙醇 3mol/L丙醇

相对分子质量

32.04 46.07 58.0

分配系数 0.0097 0.0357 O.156

溶血时间

3. 电解质和非电解质溶液对细胞膜透性的影响

(1) 将试管编号，注明溶质名称及摩尔浓度。

(2) 按编号分别加入不同浓度的葡萄糖及氯化钠溶液2ml。 (3) 每管各加入两滴血液，按住管口，倒置一次。

(4) 室温放置15min, 观察发生溶血的浓度，确定等渗浓度。 (5) 按下表记录实验结果。 (6) 计算等渗摩尔系数。

摩尔浓度

溶液

1/8 M

葡萄糖 NaCl

试管内液体分两层：上层浅黄色透明，下层红色不透明为不溶血，镜检红细胞完好； 如果试管内液体混浊，上层带红色者，称为不完全溶血，镜检有部分红细胞呈碎片状； 如果试管内液体变红而透明者，称为完全溶血，镜检发现细胞全部呈碎片状。 【讨论】

实验中溶血现象发生的机制是什么？对实验中观察到的现象给出合理的解释。

1/9 M

1/10 M

1/12 M 1/13 M

1/14 M

1/16 M 1/18 M

实验二 小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬实验

【目的要求】

1. 掌握细胞吞噬的实验方法。 2. 了解细胞吞噬实验的研究意义。

【实验原理】

吞噬是单细胞动物摄取营养物质的主要方式，也是高等动物的一种非特异性免疫防护机制。高等动物内的巨噬细胞、单核细胞和中性粒细胞等具有吞噬功能，当病原微生物或其他异物侵入机体时，巨噬细胞由于具有趋化性，会向异物处聚集，将其内吞入胞质，形成吞噬泡，然后吞噬泡与溶酶体融合，将异物消化分解。通过观察细胞对鸡红细胞、酵母菌等的吞噬，计算吞噬百分率和吞噬指数，可以分析判断机体的免疫水平。

【实验用品】

1. 器材：显微镜、解剖盘、剪刀、镊子、注射器、载玻片、盖玻片、吸管等。 2. 试剂

（1）0.85% 生理盐水；

（2）阿氏（Alsever）血细胞保存液：柠檬酸钠0.89g、柠檬酸0.05g、葡萄糖2.05g、氯化钠0.42g，加蒸馏水至100ml, 溶解后用滤纸过滤，分装，8-10磅灭菌20min，置冰箱保存。

(3) 4%台盼蓝染液（用生理盐水配制）。

(4) 6%淀粉肉汤：牛肉膏0.3g、蛋白胨1.0g、氯化钠0.5g，蒸馏水100ml，解热后，加入可溶性淀粉6.0g，促使溶解，再煮沸灭菌，置4℃冰箱保存。使用时水浴融化，加入适量4%台盼蓝染液混匀，使呈蓝色。

3. 材料

(1) 小白鼠

(2) 1% 鸡红细胞悬液

自鸡翼下静脉取血 1ml，注入含灭菌阿氏液4ml的瓶中，混匀置于冰箱保存备用。使用时用生理盐水洗涤，离心，倾去上清，如此反复洗涤3次，最后用生理盐水配制成1%的鸡红细胞悬液。

【方法与步骤】

1. 激活腹腔巨噬细胞：实验前1-3天，每天给小鼠腹腔注射6%淀粉肉汤（含台盼蓝）1 ml。

2. 注射鸡红细胞悬液：给每只注射过淀粉肉汤的小鼠腹腔注射1%鸡红细胞悬液1ml，轻按小鼠腹部，使悬液分散；

3. 收集腹腔液，镜检：注射鸡红细胞30min后，用颈椎脱臼法处死小鼠。将小鼠置于解剖盘中，剪开腹部，用吸管吸取腹腔液，滴1滴于载玻片上，加盖玻片后，即可观察。 观察时，将视野光线调暗。在高倍镜下，先分辨清鸡红细胞和巨噬细胞。鸡红细胞为淡黄色、椭圆形、有核的细胞。而数量较多、体积较大、圆形或不规则的细胞，其表面有许多似毛刺状的小突起（伪足），胞质中有数量不等蓝色颗粒的（为吞入的含台盼蓝淀粉肉汤形成的吞噬泡）即为巨噬细胞。变换视野，仔细观察巨噬细胞吞噬鸡红细胞的过程。可见有的鸡红细胞（1至多个）紧贴于巨噬细胞的表面；有的巨噬细胞已将1至数个红细胞部分吞入；有的巨噬细胞已吞入1 个或几个红细胞，在胞质中刚刚形成椭圆形的吞噬泡；有的巨噬细胞内的吞噬泡体积缩小，并呈现圆形，这是与初级溶酶体发生融合，泡内物正在被消化分解。

4. 计算吞噬百分数和吞噬指数：

吞噬百分数=（100个巨噬细胞中吞噬了鸡红细胞的巨噬细胞数/100）×100%

吞噬指数=100个巨噬细胞吞噬的鸡红细胞总数/100

【讨论】

1. 绘图在高倍镜下所观察到的处于不同吞噬阶段的巨噬细胞（包括鸡红细胞黏附于巨噬细胞表面、鸡红细胞被吞入、形成吞噬泡和吞噬泡已开始被消化分解等），以示吞噬作用的全过程。

2. 统计其吞噬百分数和吞噬指数，分析吞噬的免疫保护作用。

 

第二篇：细胞生物学实验：细胞膜的渗透性