脂质和生物膜化.ppt

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。

2、 复脂（类脂）除了高级脂肪酸和醇以外，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

3、生的； 具有润滑、防震、防寒（保温）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

4、等动植物的脂肪酸有以下共性：,1、脂肪酸链长多为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

5、脂酰甘油(硬,软脂酸)为600C左右, 含一个双键,熔点下降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

6、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.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

7、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

8、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。 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

9、.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

10、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

11、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