全國生物奧賽輔導課件第三節(jié)脂類

第三節(jié) 脂類當前第1頁\共有53頁\編于星期四\15點概述

在化學組成和結構上差異很大，無嚴格確切的定義。分子中碳氫比例較高，使其呈現(xiàn)脂溶性，不溶于水，但易溶于苯、乙醚和氯仿等非極性有機溶劑。O元素含量低，C、H含量高，徹底氧化后可以放出更多能量對于大多數脂質分子，其化學本質是脂肪酸和醇所形成的酯類及其衍生物。2.脂類的性質是一類不（低）溶于水而高溶于非極性溶劑的生物有機分子。1.脂類的概念當前第2頁\共有53頁\編于星期四\15點極性極性脂質非極性脂質化學組成單純脂質復合脂質衍生脂質生物功能儲存脂質結構脂質活性脂質皂化性質可皂化脂質不可皂化脂質3.脂類的分類概述當前第3頁\共有53頁\編于星期四\15點復合脂質脂類蠟單純脂質磷脂糖脂取代烴中性脂肪和油衍生脂質萜類、類固醇3.脂類的分類（根據化學結構和組成）其他脂質當前第4頁\共有53頁\編于星期四\15點單純脂質：由脂肪酸與醇（甘油醇、高級一元醇）組成。根據醇的不同分為：甘油三酯:甘油和三個脂肪酸組成。蠟：高級醇與長鏈脂肪酸形成。3.脂類的分類（根據化學結構和組成）當前第5頁\共有53頁\編于星期四\15點復合脂質：除脂肪酸和醇外，還含有其它非脂成分。

磷脂：非脂成分是磷酸、含N堿。（按醇成分不同又分為甘油磷脂、鞘氨醇磷脂）糖脂：非脂成分是糖（單己糖、二己糖等）。（按醇成分不同又分為鞘糖脂、甘油糖脂）3.脂類的分類（根據化學結構和組成）當前第6頁\共有53頁\編于星期四\15點衍生脂質：由單純脂質、復合脂質衍生而來或與之密切相關，具有脂質一般性質，以及由若干異戊二烯碳骨架組成的物質。

取代烴：主要指脂肪酸及其鹽，高級醇等；固醇類（甾類）：包括固醇、膽酸、性激素等。萜類：包括天然色素（如類胡蘿卜素）等；其它脂質：如VA、VD、VE、VK等。3.脂類的分類（根據化學結構和組成）當前第7頁\共有53頁\編于星期四\15點非極性脂質：無容積可溶性和界面可溶性極性脂質:Ⅰ類極性脂質：有界面可溶性，無容積可溶性Ⅱ類極性脂質：成膜分子（磷脂、鞘糖脂）Ⅲ類極性脂質：可溶性脂質（去污劑）3.脂類的分類（根據極性）當前第8頁\共有53頁\編于星期四\15點儲存脂質：結構脂質：活性脂質：3.脂類的分類（根據生物功能）主要指簡單脂質，是機體代謝所需能量的貯存形式和運輸形式（包括三酰甘油和蠟）。脂雙層，生物膜的基本支架。含量少但有重要生物活性，主要指與營養(yǎng)代謝和調節(jié)功能有關的類固醇和萜類等。當前第9頁\共有53頁\編于星期四\15點生物膜的結構組分(甘油磷脂和鞘磷脂，膽固醇、糖脂)；能量貯存形式(動物、油料種子的甘油三酯)；激素、維生素和色素的前體(萜類、固醇類)；生長因子；抗氧化劑；化學信號；參與信號識別和免疫（糖脂）；動物的脂肪組織有保溫，防機械壓力等保護功能，植物的蠟質可以防止水分的蒸發(fā)。4.脂類的生物學功能當前第10頁\共有53頁\編于星期四\15點一、單純脂質（一）中性脂肪和油相同：單純甘油三酯不同：混合甘油三酯1、化學名稱:甘油三酯或三酯酰甘油2、是甘油分子的三個-OH和三個脂肪酸分子的-COOH，脫水縮合形成三個酯鍵，從而生成的化合物。三個脂?；梢韵嗤部梢圆煌?。1分子甘油（醇）和3分子脂肪酸結合形成的酯。R：代表脂肪酸的碳氫鏈1.結構、組成和物理性質當前第11頁\共有53頁\編于星期四\15點酯單純甘油酯混合甘油酯絕大多數油脂的主要成分是混合甘油酯，而且是多種不同的混合甘油酯的混合物，沒有固定的熔點。當前第12頁\共有53頁\編于星期四\15點一、單純脂質（一）中性脂肪和油3、植物中甘油三酯含不飽和脂肪酸比例高，常溫下呈液態(tài)，稱為油；4、動物中甘油三酯含飽和脂肪酸比例高，常溫下呈固態(tài)，稱為脂。5、純凈的油脂是無色、無味的中性化合物，密度比水輕。1.結構、組成和物理性質當前第13頁\共有53頁\編于星期四\15點一、單純脂質（一）中性脂肪和油2.脂肪酸一條長的烴鏈（尾）和一個末端羧基（頭）組成的羧酸。生物體內少量脂肪酸以游離形式存在，大部分以甘油三酯、磷脂、糖脂等形式存在天然脂肪酸約有100多種，主要區(qū)別為烴鏈長度、不飽和度以及雙鍵的位置天然脂肪酸碳原子數多為偶數，奇數碳原子數的脂肪酸在某些海洋生物中存在碳原子數目大多在12-24個之間，分布最廣、含量最多的是16和18碳的脂肪酸。（1）脂肪酸的結構特點當前第14頁\共有53頁\編于星期四\15點

按鏈長分：短鏈（4-6個碳原子）中鏈（8-14個碳原子）長鏈（16個碳原子以上）；20個碳以上的也稱為超長鏈脂肪酸按飽和度分：飽和脂肪酸：烴鏈不含雙鍵，全由單鍵構成的烷烴基單不飽和脂肪酸：包含一個碳-碳雙鍵的烯烴基天然脂肪的雙鍵均為順式（cis，雙鍵兩側的基團偏向一個方向），反式脂肪僅見于人工產品多不飽和脂肪酸：包含多個碳-碳雙鍵的烯烴基，雙鍵非共軛。一、單純脂質（一）中性脂肪和油2.脂肪酸（2）脂肪酸的分類當前第15頁\共有53頁\編于星期四\15點飽和脂肪酸：軟脂酸（16C）、硬脂酸（18C）不飽和脂肪酸含1個雙鍵（油酸，9-十八碳烯酸）含2個雙鍵（亞油酸，9,12-十八碳二烯酸）含3個雙鍵（亞麻酸）含4個雙鍵（花生四烯酸）（20C）（主要是18碳的烯酸）（一）中性脂肪和油2.脂肪酸（2）脂肪酸的分類一、單純脂質當前第16頁\共有53頁\編于星期四\15點這些不飽和脂肪酸的第一個雙鍵位置一般在C9和C10之間；幾乎所有的雙鍵都是順式構型，非共軛，通常為-CH=CHCH2CH=CH-例如：順，順-亞油酸一、單純脂質（一）中性脂肪和油2.脂肪酸（2）脂肪酸的分類當前第17頁\共有53頁\編于星期四\15點飽和脂肪酸和油酸在體內可以合成，而亞油酸、亞麻酸在哺乳動物和人體內不能合成，必需由食物供給，又是人體的生長和健康必不可少的，稱為“必需脂肪酸”一、單純脂質（一）中性脂肪和油2.脂肪酸（3）必需脂肪酸

亞油酸是一種必需脂肪酸，食物中缺乏這種脂肪酸，動物的生長就會停滯，并出現(xiàn)典型的皮膚病變，最終導致死亡。但由于亞油酸廣泛存在于植物油中，所以因其缺乏而引起的營養(yǎng)不良并不多見。當前第18頁\共有53頁\編于星期四\15點飽和脂肪酸：直鏈，緊密并列如晶體狀，不易散開，熔點高，室溫下呈固態(tài)。

主要存在于動物脂肪和絕大多數細菌內。不飽和脂肪酸：雙鍵部分彎曲，分子不能緊密排列，易于散開，熔點低，室溫下呈液態(tài)。

主要存在于植物特別是高等植物（含大量油酸和亞油酸）以及生活在低溫環(huán)境中的變溫動物。一、單純脂質（一）中性脂肪和油2.脂肪酸（4）脂肪酸的物理性質當前第19頁\共有53頁\編于星期四\15點一、單純脂質①皂化：指堿催化下的酯水解反應，尤指油脂的水解。在堿性條件下，脂肪酸可與NaOH或KOH溶液發(fā)生皂化反應，生成脂肪酸的鈉鹽或鉀鹽，這些鹽常用作肥皂，所以稱為“皂化”。（一）中性脂肪和油2.脂肪酸（5）脂肪酸的化學性質當前第20頁\共有53頁\編于星期四\15點一、單純脂質②加成：

不飽和脂肪酸中的不飽和雙鍵能與氫或鹵素發(fā)生加成反應而成為飽和狀態(tài)。

（一）中性脂肪和油2.脂肪酸（5）脂肪酸的化學性質加碘：油脂中不飽和雙鍵與鹵素中的溴或碘發(fā)生加成反應，產生飽和的鹵化脂當前第21頁\共有53頁\編于星期四\15點加氫：在催化劑如Ni的作用下，油脂中的不飽和雙鍵可以與氫發(fā)生加成反應油脂被飽和，液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)，另外，氫化后的油脂的色、香、味也大為改善。油脂中的雙鍵氫化可制造人造黃油。當前第22頁\共有53頁\編于星期四\15點一、單純脂質③酸敗：

油脂暴露在空氣中，經光、熱、濕和空氣的作用，或者經微生物的作用，產生脂肪酸和甘油。脂肪酸可經微生物進一步作用，使R的碳鏈斷開，生成有特殊氣味的小分子醛、酮、酸等，產生一種特有的臭味，此現(xiàn)象叫做酸敗。酸敗的原因：

油脂中的不飽和脂肪酸的雙鍵被空氣中的氧所氧化，產生過氧化物，進而降解成相對分子質量較小的揮發(fā)性的醛、酮和酸的復雜混合物，而光和熱加快了這一氧化過程。（一）中性脂肪和油2.脂肪酸（5）脂肪酸的化學性質當前第23頁\共有53頁\編于星期四\15點3.酸敗酸值：中和1g油脂中游離脂肪酸所需氫氧化鉀的mg數。酸值大于6，不宜食用。另一變化是油脂水解生成脂肪酸，在經氧化成小分子化合物。如脂肪酸的-氧化當前第24頁\共有53頁\編于星期四\15點酸敗與自動氧化油脂的不飽和成分發(fā)生自動氧化，生成揮發(fā)性醛、酮、酸的混合物，產生酸臭味。另外是微生物的作用，低級脂肪酸、揮發(fā)性的低級酮酸敗天然油脂長期暴露于潮濕悶熱的空氣中，產生難聞的氣味自動氧化空氣中的分子氧在常溫常壓下對化合物的直接作用，從而導致氧化的發(fā)生當前第25頁\共有53頁\編于星期四\15點一、單純脂質（二）蠟由長鏈脂肪酸（14-36個C，飽和的）和長鏈一元醇（16-30個C）或固醇所形成的酯。1.通式：RCOOR’2.組成：天然蠟是多種蠟酯的混合物。3.物理性質：白色固體，由于蠟分子含一個很弱的極性頭（酯基部分）和一個非極性尾（一般為兩條長烴鏈），因此完全不溶于水，溫度稍高時變軟，低溫時變硬。蠟的硬度由烴鏈的長度和飽和度決定。4.存在部位：存在于皮膚表面、毛皮、羽毛、樹葉和果實表面、昆蟲外骨骼中，起保護作用。當前第26頁\共有53頁\編于星期四\15點

常見生物蠟蜂蠟：工蜂頭部的蠟腺分泌

OC15H31COOH+HO-C30H61C15H31-C-O-C30H61鯨蠟：抹香鯨的頭部

OC15H31COOH+HO-C15H31C15H31-C-O-C15H31H2OH2O一、單純脂質（二）蠟當前第27頁\共有53頁\編于星期四\15點脊椎動物：一些皮膚腺分泌蠟，保護它們的毛發(fā)和皮膚，以保持柔順、潤滑及防水。鳥類：尤其水鳥，由尾羽腺分泌蠟使羽毛防水。熱帶植物：葉覆蓋一層蠟以防止寄生物侵襲和水分的過分蒸騰。海洋浮游生物：常利用各種生物蠟為主要代謝燃料。6.應用：蠟因防水性和堅硬度有廣泛應用。蠟有一定的藥學、化妝品及其他工業(yè)用途，如用于洗滌劑、油膏及擦光劑等。5.生物學功能：當前第28頁\共有53頁\編于星期四\15點二、復合脂質（一）磷脂類

含有磷酸二酯鍵的脂類復合物。存在于動物的肝、腦、腎、心、骨髓、卵和神經組織，以及植物的種子（如大豆、棉籽、葵花籽等）中。分類：1.甘油磷脂2.鞘磷脂（神經磷脂）當前第29頁\共有53頁\編于星期四\15點通式：1.甘油磷脂二、復合脂質（一）磷脂類當前第30頁\共有53頁\編于星期四\15點極性頭部非極性尾部二、復合脂質通式：1.甘油磷脂（一）磷脂類親水脂質、極性脂質構成生物膜中具有重要作用當前第31頁\共有53頁\編于星期四\15點乙醇胺（膽胺）膽堿絲氨酸甘油肌醇磷脂酰甘油當前第32頁\共有53頁\編于星期四\15點（1）磷脂酸：是最簡單的磷脂，是其他磷脂合成的中間產物。1.甘油磷脂二、復合脂質（一）磷脂類當前第33頁\共有53頁\編于星期四\15點磷脂酸分子中的H為膽堿、膽胺、絲氨酸所取代，則分別成為卵磷脂、腦磷脂，絲氨酸磷脂等。通常磷脂分子中的2個脂肪酸總有一個是不飽和的，因此2個脂肪酸鏈不是平行并列的，其中一個（不飽和脂肪酸）總是有折彎。當前第34頁\共有53頁\編于星期四\15點卵磷脂是白色蠟狀物質，易溶于乙醚、氯仿、乙醇等有機溶劑，不溶于水、丙酮，具有乳化性。大量存在于腦、卵黃、紅細胞、腎上腺和精液中。膽堿（2）卵磷脂：1.甘油磷脂二、復合脂質（一）磷脂類當前第35頁\共有53頁\編于星期四\15點腦磷脂易溶于乙醚、氯仿，不溶于水、丙酮、冷乙醇。具有乳化性。

以動物腦組織中含量最多。與血液凝固有關。（3）腦磷脂：1.甘油磷脂二、復合脂質（一）磷脂類乙醇胺（膽胺）當前第36頁\共有53頁\編于星期四\15點在動物、高等植物和微生物中分布廣泛但是數量少。（3）絲氨酸磷脂：1.甘油磷脂二、復合脂質（一）磷脂類絲氨酸當前第37頁\共有53頁\編于星期四\15點幾種磷脂的水解產物卵磷脂脂肪酸+甘油+磷酸+膽堿腦磷脂脂肪酸+甘油+磷酸+膽胺幾種磷脂的溶解性能乙醚乙醇丙酮卵磷脂溶溶不溶腦磷脂溶不溶于冷乙醇不溶歸納：當前第38頁\共有53頁\編于星期四\15點

OHOHN-C-R

O

CH3CH3(CH2)12-CH=CH-CH-CH-CH2-O-P-O-CH2CH2N+

CH3

O-CH3

神經酰胺磷脂酰膽堿組成：神經鞘磷脂，不含甘油，是由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸及膽堿或乙醇胺所組成。2.鞘磷脂二、復合脂質（一）磷脂類結構：在高等動物腦和神經組織中含量最豐富，細胞膜磷脂之一，與磷脂酰膽堿共存于細胞膜的外側，300余種。當前第39頁\共有53頁\編于星期四\15點二、復合脂質（二）糖脂類由通過單己糖和二己糖等寡糖分子的半縮醛羥基以糖苷鍵與脂質連接而成的化合物。分類（根據醇成分的不同）：1.鞘糖脂2.甘油糖脂3.類固醇衍生的糖脂當前第40頁\共有53頁\編于星期四\15點腦苷脂：半乳糖苷神經酰胺、葡萄糖苷神經酰胺硫腦苷脂：腦苷脂被硫酸化，在生理pH下帶負電荷神經節(jié)苷脂：寡糖鏈(帶有一個或多個唾液酸殘基)與

神經酰胺形成的鞘糖脂1.鞘糖脂（神經酰胺糖脂）二、復合脂質（二）糖脂類單糖、雙糖或寡糖通過O-糖苷鍵與神經酰胺相連組成：不含甘油，由鞘氨醇、脂肪酸、單己糖

和寡糖所組成分類：當前第41頁\共有53頁\編于星期四\15點如：單（二）半乳糖基甘油二酯6—磺基Glc甘油二酯植物的葉綠體和微生物的質膜富含甘油糖脂。2.甘油糖脂二、復合脂質（二）糖脂類當前第42頁\共有53頁\編于星期四\15點三、異成二烯系的脂質異成二烯系的脂質與前述的各類脂質不同，一般不含有脂肪酸，屬于不可皂化脂質。但在生物體內這兩類脂質也是以乙酸為前體合成的。它們在生物體內含量雖然不多，但不少是重要的活性脂質。分類：1.類固醇：固醇、固醇衍生物2.萜類：胡蘿卜素、視黃醛、香精油、天然橡膠等當前第43頁\共有53頁\編于星期四\15點三、異成二烯系的脂質（一）類固醇也叫甾醇類，以環(huán)戊烷多氫菲為基礎的一類醇、酸及其衍生物。包括：固醇、固醇衍生物當前第44頁\共有53頁\編于星期四\15點1.膽固醇（動物固醇）（1）結構三、異成二烯系的脂質當前第45頁\共有53頁\編于星期四\15點

只存在于動物細胞中，分布于腦及神經組織中，肝、腎、腎上腺、卵巢等合成固醇激素的腺體中膽固醇是動物細胞膜的重要成分，羥基極性端分布于膜的親水界面，母核及側鏈深入脂雙層，控制膜的流動性，阻止磷脂在相變溫度以下時轉變成結晶狀態(tài)，保證膜在低溫時的流動性及正常功能。膽固醇是合成膽汁酸、類固醇激素、維生素D等生理活性物質的前體。膽固醇是動物膜和神經髓鞘的主要成份。

類固醇激素：腎上腺皮質激素、雌激素、雄激素1.膽固醇（動物固醇）（2）分布及功能三、異成二烯系的脂質當前第46頁\共有53頁\編于星期四\15點2.植物固醇不能被動物吸收和利用，抑制腸對膽固醇的吸