脂質與生物膜第1頁，課件共68頁，創作于2023年2月概述：脂類的概念、分類、生理功能一．定義由脂肪酸與醇作用生成的酯及其衍生物通稱為脂質或脂類。是一般不溶于水而溶于有機溶劑的一類生物有機分子脂肪酸：長鏈的一元酸（>4C）醇：甘油(丙三醇)、鞘氨醇、高級一元醇和固醇

組成第2頁，課件共68頁，創作于2023年2月按化學結構可分三類1．單純脂質2．復合脂質（結合脂）3．衍生脂質

二．脂質的分類甘油三酯、磷脂、膽固醇和糖脂等第3頁，課件共68頁，創作于2023年2月1．單純脂質：由各種高級脂肪酸與醇生成的酯

A．三酰甘油或稱甘油三酯：

3分子脂肪酸＋1分子甘油

B．蠟:

長鏈脂肪酸和長鏈醇或固醇組成

蠟是浮游生物代謝燃料的主要貯存形式第4頁，課件共68頁，創作于2023年2月2．復合脂質定義：脂與其它生物分子形成的復合物分子中除脂肪酸和醇外，還有其他非脂成分A．磷脂：其非脂成分是磷酸和含氮堿(如膽堿、乙醇胺)磷脂根據醇成分的不同,又可分為甘油磷脂和鞘氨醇磷脂(簡稱鞘磷酯)第5頁，課件共68頁，創作于2023年2月c.脂蛋白：脂類與蛋白質非共價結合的產物，如血中的幾種脂蛋白，VLDL、LDL、

HDL、VHDL是脂類的運輸方式。B.糖脂：糖與脂類以糖苷鍵連接起來的化合物非脂成分是糖(如單已糖,二已糖)。也可根據醇成分分為甘油糖脂(如半乳糖基二酰基甘油)

和鞘糖脂(如腦苷脂)

鞘氨醇磷脂與鞘糖脂合稱為鞘脂類第6頁，課件共68頁，創作于2023年2月3．衍生脂質（derivedlipid）

－由單純脂質和復合脂質衍生而來。A．取代烴：主要是脂肪酸及其堿性鹽（皂）和高級醇B．固醇類：包括固醇、膽酸和一些激素。C．萜(tie1)：天然色素、香精油等D．其他脂質：VitA、D、K、E，脂酰CoA，類二十碳烷（前列腺素）等。第7頁，課件共68頁，創作于2023年2月三．脂質的生理功能1．儲存脂質－最佳的能量儲存方式主要是三酰甘油和蠟,生物中油脂是能量的主要貯存形式。脂質氧化程度低,產熱高。單位重量的供能：

1g油脂37kJ（9kcal）

1g糖orPr17kJ

胖人脂肪15～20Kg－供一個月的能量，而貯存的糖原不足一天的能量.儲存體積：糖元或淀粉:水=1:2，脂則是純的，體積小得多。動用先后：糖優先第8頁，課件共68頁，創作于2023年2月2．結構脂質－磷脂作為生物膜的主要成分,參與構成生物膜的骨架細胞和細胞壁的膜－生物膜主要是磷脂類構成的雙分子層或稱脂雙層,

膜脂還包括固醇和糖脂第9頁，課件共68頁，創作于2023年2月3．活性脂質－激素、輔酶類等

活性脂質是小量的細胞成分類固醇(類固醇激素)---代謝調節萜：合成糖蛋白時，磷酸多萜醇作為羰基的載體

脂溶性的維生素A、D、E、K卵磷脂激活β-羥丁酸脫氫酶--酶的激活劑第10頁，課件共68頁，創作于2023年2月4．電與熱的絕緣體

電絕緣：神經細胞的鞘細胞,像電線的包皮,避免神經短路熱絕緣：冬天保暖，企鵝、北極熊其次,儲存脂還有一定的潤滑和襯墊作用防止機械損傷和器官的定位第11頁，課件共68頁，創作于2023年2月

第一節三酰甘油三酰甘油或甘油三酯,俗稱油脂甘油+脂肪酸脂肪酸的C一般為12個以上（飽和、不飽和）結構一．脂肪酸第12頁，課件共68頁，創作于2023年2月必需脂肪酸(FA)：人和哺乳動物生長所需的但不能合成，必須由膳食提供的多不飽和脂肪酸，亞油酸、亞麻酸。FA名稱+碳數:雙鍵數△雙鍵位數如:亞油酸18:2△9,12

亞麻酸18:3△9,12,15

亞油酸是ω-6系亞麻酸是ω-3系脂肪酸簡寫原則：第13頁，課件共68頁，創作于2023年2月自然界脂肪酸特點：1.FA鏈長為10－20個碳,所含C多為偶數2.不飽和脂肪酸的雙鍵多為順式,雙鍵位置一般在C9－10間3.相同鏈長的FA,雙鍵愈多熔點愈低4.飽和FA的每個單鍵可自由旋轉,有多種構像,不飽和FA的雙鍵不能旋轉,只有一種或少數幾種構像第14頁，課件共68頁，創作于2023年2月

油：Oils常溫下呈液態(不飽和脂肪酸)

脂:Fats常溫下呈固態(飽和脂肪酸)R一般為不同的脂肪酸

R1＝R2=R3

單純甘油酯

R1≠R2≠R3混合甘油酯第15頁，課件共68頁，創作于2023年2月二、三酰甘油的結構與類型L-型三酰甘油第16頁，課件共68頁，創作于2023年2月三．油脂的理化性質（一）物理性質1．熔點：取決于所含FA的成分

FA飽和度相同,C數熔點

FA碳數相同,熔點:不飽和脂肪酸<飽和脂肪酸2．溶解性:

三酰甘油不溶于水也不形成高度分散相。二酰、單酰甘油能形成高度分散體系－微團第17頁，課件共68頁，創作于2023年2月

（二）化學性質

1.水解反應：油脂能被酸、堿、酶水解→甘油+各種脂肪酸(鈉)

皂化作用－油脂的堿水解過程,不可逆

皂化值:皂化1g油脂所需的KOH的mg數,它是甘油三酯平均相對分子質量的量度。皂化值越大,相對分子質量越小。

油脂平均Mr＝56是KOH的Mr

(三酰甘油TG)1molTG需3molKOH皂化值3×56×1000第18頁，課件共68頁，創作于2023年2月不飽和FA的雙鍵在適當的溫度和催化劑作用下,可與氫、鹵素加成。與氫加成可生成飽和脂肪酸。與碘加成可推斷FA的不飽和程度－碘值。碘值(iodinenumber)：油脂鹵化時,100g油脂與碘作用所需碘的克數。碘值越大,油脂中含不飽和FA越多,油脂的不飽和程度越大。

2.氫化與鹵化第19頁，課件共68頁，創作于2023年2月3.酰化反應乙酰化值：用來確定油脂的羥基含量生成1g乙酰化油脂釋放出的乙酸被中和所需的KOH的mg數含羥基的FA中的羥基可與乙酸酐發生酰化反應，生成乙酰化油脂，同時有乙酸生成。第20頁，課件共68頁，創作于2023年2月

4．氧化與酸敗酸敗－油脂在空氣中氧化產生臭味的現象。產生原因:不飽和成分的自動氧化,繼而降解成醛、酮酸的混合物。酸敗的程度用酸值表示。酸值:中和1g油脂中的游離FA所需KOH的mg數酸敗程度越高,酸值也越大。可用于檢測油脂的品質第21頁，課件共68頁，創作于2023年2月脂質的過氧化作用對機體的損傷：1.脂質過氧化產生的自由基，會導致蛋白的聚合和交聯2.降低生物膜的流動相3.造成動脈粥樣硬化4.與衰老有關第22頁，課件共68頁，創作于2023年2月第二節甘油磷脂—生物膜的主要成分1.甘油磷脂的結構由甘油、FA、磷酸、含氮堿或其它醇類組成一．結構和種類：第23頁，課件共68頁，創作于2023年2月1.甘油分子C1上連接的多為飽和脂酰基,C2上連接的多為不飽和脂酰基；2.甘油分子C3被磷酸酯化,在磷酸上連有X3.兩個碳原子脂酰化,為疏水性,C3磷酸酯化并帶有膽堿、膽胺等親水基團

特點：兩親性分子甘油磷脂的結構特征第24頁，課件共68頁，創作于2023年2月2.重要的甘油磷脂磷脂酰膽堿—卵磷脂第25頁，課件共68頁，創作于2023年2月磷脂酰乙醇胺—腦磷脂第26頁，課件共68頁，創作于2023年2月磷脂酰絲氨酸第27頁，課件共68頁，創作于2023年2月二、甘油磷脂的理化性質物理性質：磷脂是兩親性分子，可用氯仿-

甲醇混合溶劑提取化學性質：1）水解作用：弱堿條件下，水解生成FA、磷酸甘油、含氮堿2）氧化作用：不飽和FA氧化生成過氧化物3）酶解作用：第28頁，課件共68頁，創作于2023年2月甘油磷脂的酯鍵和磷酸二酯鍵能被磷脂酶專一性地水解：

磷脂酶A1廣布于生物界

B1

主要蛇毒

C細菌等

D植物

磷脂酶B1第29頁，課件共68頁，創作于2023年2月第三節鞘脂類－鞘氨醇衍生物

（不含甘油結構）

由鞘氨醇、FA、磷酸及膽堿各一分子組成,是一種不含甘油的磷脂。鞘氨醇X＝磷酸膽堿

鞘磷脂第30頁，課件共68頁，創作于2023年2月鞘磷脂鞘糖脂--

含有糖成分的復脂由鞘氨醇、FA、半乳糖或葡萄糖各一分子組成鞘糖脂第31頁，課件共68頁，創作于2023年2月糖脂也是構成細胞膜的重要成分,主要存在于腦組織中,故又名腦苷脂。含半乳糖腦苷脂、葡萄糖腦苷脂。結構為：半乳糖極性頭部第32頁，課件共68頁，創作于2023年2月酸性糖脂－神經節苷脂極性頭部有唾液酸，故有酸性其在神經末梢中含量豐富，種類很多，在神經沖動的傳遞中起著重要作用。第33頁，課件共68頁，創作于2023年2月第四節固醇類－環戊烷多氫菲的衍生物

常見的有膽固醇、膽酸、植物固醇等。α型固醇β型固醇第34頁，課件共68頁，創作于2023年2月1、膽固醇

Cholesterol

膽固醇不能皂化,易溶于有機溶劑。在氯仿溶液中與乙酸酐及濃硫酸反應產生綠色－測Ch含量。第35頁，課件共68頁，創作于2023年2月膽固醇與磷脂共同構成細胞膜的結構,還能轉化為激素、膽酸、VitD3等。VD3參與機體的鈣磷代謝,與骨骼生長有關。膽固醇除人體自身合成外,可從膳食獲取,如蛋黃、肝、腎、腦中含量很高。膽固醇是生理必需的,但過多會引起疾病。它是動脈壁上粥樣硬化斑塊的成分之一,也是膽結石主要成分。老年人應注意膳食中的膽固醇量。

第36頁，課件共68頁，創作于2023年2月2.固醇衍生物－膽酸及膽汁酸膽汁酸是脂肪消化的乳化劑膽汁中,膽酸多與甘氨酸或牛磺酸結合成甘氨膽酸或牛磺膽酸－膽汁酸,常成鈉鹽－膽汁酸鹽,是表面活性劑,乳化腸道中的脂肪、膽固醇和Vit(脂溶性),促進腸壁細胞對脂肪的吸收,還可激活脂肪酶,對脂肪的消化和吸收具有重要的生理意義。

（牛磺膽酸）第37頁，課件共68頁，創作于2023年2月

脂蛋白

用密度梯度超速離心法，分為5大類：乳糜微粒(CM)

極低密度脂蛋白(VLDL)低密度脂蛋白(LDL)高密度脂蛋白(HDL)第38頁，課件共68頁，創作于2023年2月在地球上出現有生命物質和它由簡單到復雜的長期演化過程中,生物膜的出現是一次飛躍,它使細胞能夠既獨立于環境而存在,又能通過生物膜與周圍環境進行有選擇的物質交換而維持生命活動。顯然,細胞要維持正常的生命活動,不僅細胞的內容物不能流失,且其化學組成必須保持相對穩定,這就需要在細胞和它的環境之間有某種特殊的屏障存在。它能使新陳代謝過程中,經常由細胞得到氧氣和營養物質接受各種信息分子和離子,排出代謝產物和廢物,使細胞保持穩態,這對維持細胞的生命活動極為重要。因此細胞、細胞器和其環境接界的所有膜結構的總稱。

生物膜是一個具有特殊結構和功能的選擇性通透膜.第五節、生物膜

biologicalmembrane第39頁，課件共68頁，創作于2023年2月生物中除某些病毒外,都具有生物膜,厚度一般為7nm～8nm。真核細胞除質膜外,還有分隔各種細胞器的內膜系統,包括核膜、線粒體膜、內質網膜、溶酶體膜、高爾基器膜、葉綠體膜、過氧化酶體膜等。這些細胞或細胞器由膜包裹著與外界分開,形成一個穩定的內環境,在活細胞的物質、能量及信息的形成、轉換和傳遞等生命活動過程中,是必不可少的結構。第40頁，課件共68頁，創作于2023年2月第41頁，課件共68頁，創作于2023年2月一．生物膜的組成

膜成分－脂質、蛋白質、糖類

脂質主要是磷脂、膽固醇及糖脂。

外周膜蛋白～30％

內在膜蛋白

～70％

寡糖類物質：大多與膜蛋白結合,少數與膜脂結合。在信息傳遞和相互識別方面具有重要作用。

不同的膜其組成有明顯的不同(與其功能有關)蛋白質第42頁，課件共68頁，創作于2023年2月生物膜的結構第43頁，課件共68頁，創作于2023年2月1.膜脂化學組成：磷脂為主，還有固醇、糖脂雙分子層：生物膜的基質是極性脂質：磷脂、膽固醇和糖脂。磷脂的分子形態包括一個親水性的極性頭部和疏水性的脂肪酰鏈尾部。這種兩親性特性維持了膜結構的穩定性。親水性頭部朝向水相，疏水性尾部彼此聚集。第44頁，課件共68頁，創作于2023年2月急性白血病(AL)患者因癌細胞過度生長,需要大量膽固醇用以合成細胞漿膜,而使血漿膽固醇下降。說明膽固醇是細胞生物膜的重要組成部分。動物細胞膽固醇含量高于植物細胞。在脂雙層中,它的極性頂端(-OH)靠近磷脂的(親水)極性端,類固醇環(環戊烷多氫菲)與磷脂親水頂端以下的一般碳氫鏈相互作用,而非極性的尾端則比較靈活。第45頁，課件共68頁，創作于2023年2月膽固醇分子在脂雙層中的存在,可以防止溫度過高或過低時膜的流動性發生改變。因為如果膜流動性下降,粘度增加,附著其上的酶將失去活性,各種活動,如過膜運輸等都將變為不可能。第46頁，課件共68頁，創作于2023年2月2.膜蛋白：外周蛋白和內在蛋白生物膜的種種功能均與膜蛋白有關,因此膜蛋白種類多于脂質。外周蛋白－－受體內在蛋白－－酶、通道第47頁，課件共68頁，創作于2023年2月<1>物質運輸:作為“載體”將物質帶入或帶出細胞；<2>外界信息的接受與傳遞:有些膜蛋白是激素或其他化學物質的特異受體;<3>作為各種酶(蛋白質),使特異的化學反應能在膜上進行;<4>細胞的識別<5>維持細胞結構

膜蛋白的作用第48頁，課件共68頁，創作于2023年2月缺乏跨膜轉運調節蛋白,導致氯離子通道異常,引起粘膜上皮的分泌及吸收功能改變,粘膜上皮細胞脫水和覆蓋粘膜上皮的呼吸道分泌物粘性增加,抑制了抗微生物多肽和呼吸道粘膜表面免疫球蛋白的活性,致使肺囊性纖維化.如：水通道蛋白4(AQP4)是近10年來發現的膜通道蛋白之一,在哺乳動物中至少有11種亞型。其功能主要是參與水的分泌和吸收過程,維持細胞內外水的平衡。第49頁，課件共68頁，創作于2023年2月3.糖膜中的糖常以寡糖鏈形式與蛋白質或脂類結合,形成糖蛋白或糖脂。糖蛋白：

o-糖苷鍵

N-糖苷鍵糖脂：o-糖苷鍵第50頁，課件共68頁，創作于2023年2月二.膜結構—液態鑲嵌模型液態鑲嵌模型（液晶態鑲嵌模型）—膜是蛋白質鑲嵌在粘滯的流體狀脂質雙層中所形成的。1972年，S.J.Singer和G.L.Nicolson提出生物膜流動鑲嵌模型。根據疏水相互作用明確了雙分子層中的基質是脂質,蛋白質靠靜電相互作用結合在脂質的極性頭部(外周膜蛋白),或鑲嵌在雙分子層的疏水性區域(內在性膜蛋白)—即膜的鑲嵌特性生物膜的內外表面上,脂類和蛋白質的分布不均衡,這反映了膜兩側的功能的不同。第51頁，課件共68頁，創作于2023年2月主要特征：①膜中的磷脂疏水尾相對,極性頭朝外,基本結構是磷脂雙分子層,有一定的流動性。②蛋白質分子有的鑲嵌在膜脂中,有的貫穿磷脂雙層,

膜Pr可側向運動，但不能翻滾。③膜Pr與膜脂,膜Pr與膜Pr等的相互作用限制了膜的流動性。④膜在化學組成及結構上的不對稱性,保證了膜功能

(物質運輸,信息傳遞)的方向性。⑤糖類多以糖蛋白,糖脂的形成結合在細胞表面—天線,在接受信息與細胞識別上起重要作用。

第52頁，課件共68頁，創作于2023年2月膜的流動性是生物膜極為重要的結構特征,它保證生物膜實現能量轉換、物質轉運、信息傳遞、細胞分裂等功能,生物膜磷脂中的多聚不飽和脂肪酸(PUFA)可維持膜的流動性。脂質分子在膜中的運動形式主要有：①脂肪酰鏈C一C鍵的“反式-扭轉式”異構化；②繞整個分子軸的旋轉擴散；③在膜平面上的側向擴散；④脂肪酰鏈的片斷運動；⑤內、外層分子的翻轉運動。第53頁，課件共68頁，創作于2023年2月組成膜的磷脂具有一個極性頭二個非極性尾—常含有不飽和脂肪酸以調節膜的流動性膜中的膽固醇也可調節膜的流動性,降低水溶性物質的通透性。影響流動性的因素：1.所含的FA不飽和程度、鏈長，2.膽固醇、鞘磷酯的含量，3.膜蛋白及溫度pH等等。膜蛋白的流動性第54頁，課件共68頁，創作于2023年2月三．生物膜的功能

不同的生物膜具有不同的功能主要包括:

保護作用－穩定內環境物質運輸能量轉換信息的傳遞細胞識別第55頁，課件共68頁，創作于2023年2月

1．保護功能在細胞或細胞器中,生物膜第一個重要作用是將其內含物質與外界環境分隔開來,使之成為具有特殊功能的獨立個體。生物膜能夠保護細胞或細胞器不受或少受外界環境因素改變的影響。第56頁，課件共68頁，創作于2023年2月

2.轉運功能細胞或細胞器需要經常與外界進行物質交換以維持其正常的功能。細胞或細胞器通過生物膜,從膜外選擇性地吸收所需要的養料,同時也要排出不需要的物質。在各種物質跨膜轉運過程中，細胞膜起著重要的調控作用。第57頁，課件共68頁，創作于2023年2月物質轉運——生物膜的基本功能簡單擴散：物質從濃度高的一側到濃度低的一側,不需能量,不