《脂質(zhì)和生物膜化學(xué)》PPT課件.ppt

第三章 脂質(zhì)和生物膜化學(xué),第三節(jié) 磷脂 第四節(jié) 固醇和類固醇 第五節(jié) 生物膜 一、生物面膜的定義 一、生物膜的化學(xué)組成 二、生物膜的結(jié)構(gòu) 三、生物膜的功能,第一節(jié) 慨述 一、脂質(zhì)的定義 二、脂質(zhì)的類別 三、脂質(zhì)的生物學(xué)意義,第二節(jié) 油脂 一、油脂的存在 二、油脂的結(jié)構(gòu) 三、油脂的理化性質(zhì) 四、油脂的鑒定,學(xué)習(xí)綱要：,第一節(jié) 慨述,一、脂質(zhì)的定義 凡是水不溶性的、基本成分含有醇與脂肪酸的一類化合物統(tǒng)稱為脂質(zhì)類。（既依據(jù)溶解特性又依據(jù)結(jié)構(gòu)特點來定義）,第一節(jié) 慨述,二、脂類的類別 按其化學(xué)組成的不同可分為兩大類： 單脂由高級脂肪酸和醇構(gòu)成。其中甘油三酯通稱為油脂也叫脂肪，而高級醇的脂肪酸酯稱為蠟。 復(fù)脂（類脂）除了高級脂肪酸和醇以外，還含有其他成分的脂，包括磷脂、糖脂和固醇等。 按其功能的不同也可分為兩大類： 結(jié)構(gòu)脂質(zhì)作為組織成分的脂質(zhì)，含量比較穩(wěn)定，這類脂一般屬于類脂； 儲存脂質(zhì)作為機(jī)體能量來源的脂質(zhì)，游離存在皮下、器官之間或種子和果實中，含量不穩(wěn)定，這類脂一般屬于油脂。,脂類,單脂：脂肪,可變脂,磷脂,糖脂,固醇,基本脂,復(fù)脂：,二、脂類的類別,第一節(jié) 慨述,三、脂質(zhì)的生物學(xué)功能 歸納起來有： 是生物體組織細(xì)胞的構(gòu)成成分，主要用于構(gòu)成細(xì)胞膜； 氧化分解提供能量，具有體積?。ㄒ蛑|(zhì)幾乎以無水的形式存在），熱價高（燃燒價是糖或蛋白質(zhì)的兩倍多）等特點，冬眠動物所用的能量主要是由脂肪氧化產(chǎn)生的； 具有潤滑、防震、防寒（保溫）等作用：高等動物皮下的結(jié)締組織、視網(wǎng)膜、內(nèi)臟器官的系網(wǎng)膜可以避免器官之間的相互摩擦，震動時得以固定而不受損傷；皮下堆積的脂肪層，能防止體溫外散，所以有“胖人怕熱而不怕冷”的說法。 是某些活性物質(zhì)的溶劑?；钚晕镔|(zhì)是指生物體內(nèi)含量少，但又起著極其重要作用的物質(zhì)，如VA、VD、VE、VK，還有激素等，它們要溶于脂類物質(zhì)后才有利于吸收和代謝。,第二節(jié) 油脂,一、油脂的結(jié)構(gòu) 油脂（acyl glycerols)分為單脂酰、二脂酰和三脂酰甘油，其中三脂酰甘油又稱為甘油三酯。 甘油三酯的由一分子甘油和三分子脂肪酸脫水縮合而成：,第二節(jié) 油脂,一、油脂的結(jié)構(gòu) 脂肪酸的結(jié)構(gòu)高等動植物的脂肪酸有以下共性：,1、脂肪酸鏈長多為14-20個碳原子，都是偶數(shù)。 2、最常見的脂肪酸是軟脂酸、硬脂酸以及油酸； 3、有飽和和不飽和脂肪酸之分，高等植物和低溫生活的動物中，常見到高不飽和脂肪酸。含量高于飽和脂肪酸。 4、不飽和脂肪酸，幾乎都具有順式的幾何構(gòu)型。,脂肪酸,飽和脂肪酸：軟脂酸（16C）、硬脂酸（18C）。,不飽和脂肪酸,含1個雙鍵（油酸）,含2個雙鍵（亞油酸）,含3個雙鍵（亞麻酸）,含4個雙鍵（花生四烯酸）,維持人和動物生長所需的，體內(nèi)又不能合成而必必需從食物中來的的脂肪酸,必需脂肪酸：,二.油脂的理化性質(zhì),1.溶解性: 不溶于水易溶于有機(jī)溶劑 2.熔點: 熔點較低,三脂酰甘油(硬,軟脂酸)為600C左右, 含一個雙鍵,熔點下降140C,雙鍵越多,熔點越低. 3. 密度: 相對密度小于1,比水輕. 4.乳化作用: 脂肪在乳化劑作用下,可變成細(xì)小的顆粒,均勻地 分散在水中而形成穩(wěn)定的乳狀液-叫乳化作用 5.水解作用: 一切油脂均能被酸,堿,酶水解.水解產(chǎn)物為脂肪酸 和甘油. 水解作用在堿性溶液(NaOH/KOH)中 進(jìn)行時,生成高級脂肪酸的鹽(鈉鹽/鉀鹽)-肥皂, 脂肪酸的堿水解過成稱為皂化作用 6.加成作用: 不飽和脂肪酸中的雙鍵可與氫或鹵素起加成作用 與鹵素的加成作用-稱鹵化作用 7.氧化作用:不飽和脂肪酸中的雙鍵被空氣中的氧氧化生成過 氧化物,進(jìn)一步氧化成醛,酮,酸及其衍生物. 天然油脂暴露在空氣中一段時間后產(chǎn)生刺鼻臭味, 稱為酸敗,三.油脂的鑒定,1.皂化值: 完全皂化1克油脂所需要氫氧化鉀的毫克數(shù), 稱為油脂的皂化值. 油脂的皂化值與油脂的分子量成反比,2.碘值: 油脂的鹵化作用中,100克油脂與碘作用所需碘的克數(shù) 碘值可表示油脂中脂肪酸的不飽和度 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克油脂中的游離脂肪酸所需要的氫氧化鉀的 毫克數(shù), 酸值可以表示油脂品質(zhì)的優(yōu)劣,第三節(jié) 磷脂,主要是磷酸甘油二脂。甘油中第1，2位碳原子與脂肪酸酯基（主要是含16碳的軟脂酸和18碳的油酸）相連，第3位碳原子則與磷酸酯基相連。 不同的磷脂，其磷酸酯基組成也不相同。 （一）甘油磷脂類： （二）神經(jīng)鞘磷脂：,（一）甘油磷酸酯類,H,H,X,非極性尾,非極性尾,極性頭,磷脂在水相中自發(fā)形成脂質(zhì)雙分子層。,磷脂的結(jié)構(gòu)類型,（心磷脂）,（腦磷脂）,磷脂的特點,磷脂分子中含有親水性的磷酸酯基和親脂性的脂肪酸鏈，是優(yōu)良的兩親性分子。 磷脂分子在水溶液中，由于水分子的作用，能夠形成雙層脂膜結(jié)構(gòu)或微團(tuán)結(jié)構(gòu)。 磷酸甘油二脂在水溶液中主要是形成雙層脂膜。 磷脂的這種性質(zhì)，使它具有形成生物膜（雙層脂膜）的特性。,（二）、神經(jīng)鞘磷脂,第五節(jié) 生物膜,一、生物膜的定義 所有的細(xì)胞都以一層薄膜將它的內(nèi)含物與外界環(huán)境分開。 另外，大多數(shù)細(xì)胞中還含有許多內(nèi)膜系統(tǒng)，組成具有各種特定功能的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞器。例如，線粒體、細(xì)胞核、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體和葉綠體等。 細(xì)胞膜以及各種細(xì)胞器的外膜通稱為生物膜。電鏡下表現(xiàn)出大體相同的形態(tài)、厚度69nm左右的3片層結(jié)構(gòu)。,第五節(jié) 生物膜,二、生物膜的化學(xué)組成 1.膜脂：主要是磷脂、固醇和鞘脂。當(dāng)磷脂分散于水相時，可形成脂質(zhì)體。 2.膜蛋白 3.膜糖類 4.水和金屬離子 生物膜的組成，因膜的種類不同而有很大的差別。,三、生物膜的結(jié)構(gòu),雙層脂分子構(gòu)成（E. Gorter, F.Grendel, 1925) 三明治式結(jié)構(gòu)模型(H.Davson, J.F.Danielli, 1935) 單位膜模型(J.D.Robertson, 1959) 流動鑲嵌模型(S.J.Singer, G.Nicolson, 1972),第五節(jié) 生物膜,生物膜是以磷脂、膽固醇和糖脂為主構(gòu)成的雙層脂膜,膜的流動鑲嵌模型結(jié)構(gòu)要點,1.膜結(jié)構(gòu)的連續(xù)主體是極性的脂質(zhì)雙分子層。,2.脂質(zhì)雙分子層具有流動性。,3.內(nèi)嵌蛋白“溶解”于脂質(zhì)雙分子層的中心疏水部分。,4.外周蛋白與脂質(zhì)雙分子層的極性頭部連接。,5.雙分子層中的脂質(zhì)分子之間或蛋白質(zhì)組分與脂質(zhì)之間無共價結(jié)合。,6.膜蛋白可作橫向運(yùn)動。,1、保護(hù)功能,四、生物膜的功能,第五節(jié) 生物膜,2、轉(zhuǎn)運(yùn)功能,細(xì)胞或細(xì)胞器需要經(jīng)常與外界進(jìn)行物質(zhì)交換以維持其正常的功能。 細(xì)胞或細(xì)胞器通過生物膜，從膜外選擇性地吸收所需要的養(yǎng)料，同時也要排出不需要的物質(zhì)。 在各種物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程中，細(xì)胞膜起著重要的調(diào)控作用。,被動轉(zhuǎn)運(yùn),物質(zhì)從高濃度的一側(cè)，通過膜轉(zhuǎn)運(yùn)到低濃度的另一側(cè)，即沿著濃度梯度（膜兩邊的濃度差）的方向跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)的過程。 這類轉(zhuǎn)運(yùn)是通過被轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)本身的擴(kuò)散作用進(jìn)行的，是一個不需要外加能量的自發(fā)過程。 許多物質(zhì)的被動轉(zhuǎn)運(yùn)過程需要特殊的蛋白載體幫助。,主動轉(zhuǎn)運(yùn),主動轉(zhuǎn)運(yùn)是在外加能量驅(qū)動下進(jìn)行的物質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過程。 主動轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)，可以是離子、小分子化合物，也可以是復(fù)雜的大分子物質(zhì)，如某些蛋白或酶等。 這一過程一般都與ATP的釋能反應(yīng)相偶聯(lián)。,主動轉(zhuǎn)運(yùn)的特點, 膜的專一性：膜對于主動轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)有專一性。 載體蛋白：物質(zhì)的主動轉(zhuǎn)運(yùn)需要載體蛋白的參與。載體蛋白具有專一性，一種載體蛋白一般只能轉(zhuǎn)運(yùn)一種或一類物質(zhì)。 方向性：物質(zhì)可以逆濃度梯度或電化學(xué)梯度進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。如細(xì)胞為了保持膜內(nèi)、外的K+和Na+離子的濃度梯度以維持正常的生理活動需要，細(xì)胞通過主動轉(zhuǎn)運(yùn)方式，向內(nèi)泵入K+，而向外泵出 Na+。 主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程可以被某些抑制劑抑制。 主動轉(zhuǎn)運(yùn)所需的能量一般由ATP提供。,3、能量轉(zhuǎn)換,氧化磷酸化：通過生物氧化作用，將食物分子中存儲的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成生物能。 光合磷酸化：通過光合作用，將光能（主要是太陽能）轉(zhuǎn)換成ATP的高能磷酸鍵。再利用ATP的能量合成糖類物質(zhì)。 真核細(xì)胞的氧化磷酸化主要在線粒體膜上進(jìn)行。 原核細(xì)胞的氧化磷酸化