脂质和生物膜化学.ppt

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1、第三章 脂质和生物膜化学,第三节 磷脂第四节 固醇和类固醇第五节 生物膜 一、生物面膜的定义 一、生物膜的化学组成 二、生物膜的结构 三、生物膜的功能,第一节 慨述一、脂质的定义二、脂质的类别三、脂质的生物学意义,第二节 油脂一、油脂的存在二、油脂的结构三、油脂的理化性质四、油脂的鉴定,学习纲要：,第一节 慨述,一、脂质的定义 凡是水不溶性的、基本成分含有醇与脂肪酸的一类化合物统称为脂质类。（既依据溶解特性又依据结构特点来定义）,第一节 慨述,二、脂类的类别按其化学组成的不同可分为两大类：单脂由高级脂肪酸和醇构成。其中甘油三酯通称为油脂也叫脂肪，而高级醇的脂肪酸酯称为蜡。复脂（类脂）除了高级脂

2、肪酸和醇以外，还含有其他成分的脂，包括磷脂、糖脂和固醇等。按其功能的不同也可分为两大类：结构脂质作为组织成分的脂质，含量比较稳定，这类脂一般属于类脂；储存脂质作为机体能量来源的脂质，游离存在皮下、器官之间或种子和果实中，含量不稳定，这类脂一般属于油脂。,脂类,单脂：脂肪,可变脂,磷脂,糖脂,固醇,基本脂,复脂：,二、脂类的类别,第一节 慨述,三、脂质的生物学功能 归纳起来有：是生物体组织细胞的构成成分，主要用于构成细胞膜；氧化分解提供能量，具有体积小（因脂质几乎以无水的形式存在），热价高（燃烧价是糖或蛋白质的两倍多）等特点，冬眠动物所用的能量主要是由脂肪氧化产生的；具有润滑、防震、防寒（保温）

3、等作用：高等动物皮下的结缔组织、视网膜、内脏器官的系网膜可以避免器官之间的相互摩擦，震动时得以固定而不受损伤；皮下堆积的脂肪层，能防止体温外散，所以有“胖人怕热而不怕冷”的说法。是某些活性物质的溶剂。活性物质是指生物体内含量少，但又起着极其重要作用的物质，如VA、VD、VE、VK，还有激素等，它们要溶于脂类物质后才有利于吸收和代谢。,第二节 油脂,一、油脂的结构油脂（acyl glycerols)分为单脂酰、二脂酰和三脂酰甘油，其中三脂酰甘油又称为甘油三酯。甘油三酯的由一分子甘油和三分子脂肪酸脱水缩合而成：,第二节 油脂,一、油脂的结构脂肪酸的结构高等动植物的脂肪酸有以下共性：,1、脂肪酸链长

4、多为14-20个碳原子，都是偶数。2、最常见的脂肪酸是软脂酸、硬脂酸以及油酸；3、有饱和和不饱和脂肪酸之分，高等植物和低温生活的动物中，常见到高不饱和脂肪酸。含量高于饱和脂肪酸。4、不饱和脂肪酸，几乎都具有顺式的几何构型。,脂肪酸,饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）。,不饱和脂肪酸,含1个双键（油酸）,含2个双键（亚油酸）,含3个双键（亚麻酸）,含4个双键（花生四烯酸）,维持人和动物生长所需的，体内又不能合成而必必需从食物中来的的脂肪酸,必需脂肪酸：,二.油脂的理化性质,1.溶解性:不溶于水易溶于有机溶剂2.熔点:熔点较低,三脂酰甘油(硬,软脂酸)为600C左右,含一个双键,熔点下

5、降140C,双键越多,熔点越低.3.密度:相对密度小于1,比水轻.4.乳化作用:脂肪在乳化剂作用下,可变成细小的颗粒,均匀地 分散在水中而形成稳定的乳状液-叫乳化作用5.水解作用:一切油脂均能被酸,碱,酶水解.水解产物为脂肪酸 和甘油.水解作用在碱性溶液(NaOH/KOH)中 进行时,生成高级脂肪酸的盐(钠盐/钾盐)-肥皂,脂肪酸的碱水解过成称为皂化作用6.加成作用:不饱和脂肪酸中的双键可与氢或卤素起加成作用 与卤素的加成作用-称卤化作用7.氧化作用:不饱和脂肪酸中的双键被空气中的氧氧化生成过 氧化物,进一步氧化成醛,酮,酸及其衍生物.天然油脂暴露在空气中一段时间后产生刺鼻臭味,称为酸败,三.

6、油脂的鉴定,1.皂化值:完全皂化1克油脂所需要氢氧化钾的毫克数,称为油脂的皂化值.油脂的皂化值与油脂的分子量成反比,2.碘值:油脂的卤化作用中,100克油脂与碘作用所需碘的克数 碘值可表示油脂中脂肪酸的不饱和度 碘值 130叫干性油,100-130叫半干性油,100非干性油,3.酸值:中和1克油脂中的游离脂肪酸所需要的氢氧化钾的 毫克数,酸值可以表示油脂品质的优劣,第三节 磷脂,主要是磷酸甘油二脂。甘油中第1，2位碳原子与脂肪酸酯基（主要是含16碳的软脂酸和18碳的油酸）相连，第3位碳原子则与磷酸酯基相连。不同的磷脂，其磷酸酯基组成也不相同。（一）甘油磷脂类：（二）神经鞘磷脂：,（一）甘油磷酸

7、酯类,H,H,X,非极性尾,非极性尾,极性头,磷脂在水相中自发形成脂质双分子层。,磷脂的结构类型,（心磷脂）,（脑磷脂）,磷脂的特点,磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂性的脂肪酸链，是优良的两亲性分子。磷脂分子在水溶液中，由于水分子的作用，能够形成双层脂膜结构或微团结构。磷酸甘油二脂在水溶液中主要是形成双层脂膜。磷脂的这种性质，使它具有形成生物膜（双层脂膜）的特性。,（二）、神经鞘磷脂,第五节 生物膜,一、生物膜的定义所有的细胞都以一层薄膜将它的内含物与外界环境分开。另外，大多数细胞中还含有许多内膜系统，组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器。例如，线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等

8、。细胞膜以及各种细胞器的外膜通称为生物膜。电镜下表现出大体相同的形态、厚度69nm左右的3片层结构。,第五节 生物膜,二、生物膜的化学组成1.膜脂：主要是磷脂、固醇和鞘脂。当磷脂分散于水相时，可形成脂质体。2.膜蛋白3.膜糖类4.水和金属离子生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大的差别。,三、生物膜的结构,双层脂分子构成（E.Gorter,F.Grendel,1925)三明治式结构模型(H.Davson,J.F.Danielli,1935)单位膜模型(J.D.Robertson,1959)流动镶嵌模型(S.J.Singer,G.Nicolson,1972),第五节 生物膜,生物膜是以磷脂、胆固醇

9、和糖脂为主构成的双层脂膜,膜的流动镶嵌模型结构要点,1.膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。,2.脂质双分子层具有流动性。,3.内嵌蛋白“溶解”于脂质双分子层的中心疏水部分。,4.外周蛋白与脂质双分子层的极性头部连接。,5.双分子层中的脂质分子之间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合。,6.膜蛋白可作横向运动。,1、保护功能,四、生物膜的功能,第五节 生物膜,2、转运功能,细胞或细胞器需要经常与外界进行物质交换以维持其正常的功能。细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性地吸收所需要的养料，同时也要排出不需要的物质。在各种物质跨膜转运过程中，细胞膜起着重要的调控作用。,被动转运,物质从高浓度的一侧，通

10、过膜转运到低浓度的另一侧，即沿着浓度梯度（膜两边的浓度差）的方向跨膜转运的过程。这类转运是通过被转运物质本身的扩散作用进行的，是一个不需要外加能量的自发过程。许多物质的被动转运过程需要特殊的蛋白载体帮助。,主动转运,主动转运是在外加能量驱动下进行的物质跨膜转运过程。主动转运的物质，可以是离子、小分子化合物，也可以是复杂的大分子物质，如某些蛋白或酶等。这一过程一般都与ATP的释能反应相偶联。,主动转运的特点,膜的专一性：膜对于主动转运的物质有专一性。载体蛋白：物质的主动转运需要载体蛋白的参与。载体蛋白具有专一性，一种载体蛋白一般只能转运一种或一类物质。方向性：物质可以逆浓度梯度或电化学梯度进行转

11、运。如细胞为了保持膜内、外的K+和Na+离子的浓度梯度以维持正常的生理活动需要，细胞通过主动转运方式，向内泵入K+，而向外泵出 Na+。主动转运过程可以被某些抑制剂抑制。主动转运所需的能量一般由ATP提供。,3、能量转换,氧化磷酸化：通过生物氧化作用，将食物分子中存储的化学能转变成生物能。光合磷酸化：通过光合作用，将光能（主要是太阳能）转换成ATP的高能磷酸键。再利用ATP的能量合成糖类物质。真核细胞的氧化磷酸化主要在线粒体膜上进行。原核细胞的氧化磷酸化则是在细胞质膜上进行。光合磷酸化主要在叶绿体膜上进行。,4、信息传递,生物体内的信息传递，例如激素的刺激、神经传导和遗传信息的传递等，主要是在细胞膜上进行的。,5、运动功能,许多原生动物及单细胞动物主要是通过其细胞膜表面的纤毛或鞭毛的摆动而移动。淋巴细胞的吞噬作用和某些细胞利用质膜内折叠将外源物质包围入细胞的作用等都是靠细胞膜的运动实现的。,