第三章脂类与生物膜
3第三章脂类
研究生生物化学
脂类
附：Cholesterol
是脊椎动物细胞的重要成分，以中性脂的形式分布在双层脂膜内， 对生物膜中脂类的物理状态有一定的调节作用，有利于保持膜的流 动性和降低相变温度（液晶态）。
与膜的透性、 神经髓鞘的绝缘物质及动物细胞对某种毒素的保护 作用有关。
CH3
CH3
CH CH2 CH2 CH2 CH CH3
1(9) ]； 高等植物和低温生活的动物中，不饱和脂肪酸含量高于饱和脂
肪酸。 不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的低？ 单不饱和脂肪酸的双键位置一般在 C9-10 C之间，多不饱和脂
肪酸的双键分别位于 C9-10 和 C12-13； 不饱和脂肪酸，几乎都是顺式的几何构型，少数反式。
研究生生物化学
研究生生物化学
脂类
Content
生物学功能和组成 脂酰甘油类 磷脂类 萜类和类固醇 结合脂
研究生生物化学
脂类
1、生物学功能和组成
构成生物膜：如磷脂； 作为膜表面物质，与细胞识别、种特异性和组织免疫有关：
糖脂类 机体贮能 机体表面脂类防护和保温功能：皮下缓冲、蜡质保湿防水、
脂肪保温等。 其他营养代谢及调节功能：供给机体必需的脂肪酸和脂溶性
脂质过氧化作用对机体的损害：导致蛋白质分子聚合，进 而引发：损害生物膜，动脉粥样硬化；与酶、金属离子共 同作用导致黑色素沉积（老年斑），影响RNA代谢，导致 细胞凋亡。
研究生生物化学
脂类
附：抗氧化剂的保护作用
Antioxidant & Free Racical Scavenger：具有还原性而 能够抑制靶分子自动氧化（抑制自由基链式反应）的物质； 直接还原自由基生成非自由基的抗氧化剂。
高级生物化学 第三章生物膜的结构与功能
第三章生物膜的结构与功能生物膜(biomembrane)包括质膜和细胞内膜，是极性脂与蛋白质组成的片状超分子复合物，具有独特的结构与功能，是细胞结构的重要成分。
质膜把原生质与环境隔开，其本质作用就是维持细胞内微环境的相对稳定，与环境进行物质交换、能量和信息的传递，与细胞的生存、生长、分裂、分化等均有密切关系。
真核细胞拥有复杂的内膜系统，包括核膜、内质网系统、高尔基体、溶酶体(液泡)系统、微体以及线粒体和叶绿体等细胞器。
这些膜系统约占细胞干重的70～80%。
生物膜与生命科学中许多基本理论问题以及有关的一些亟待解决的实际问题密切相关，如细胞起源、形态发生、细胞分裂、分化、细胞识别、免疫、物质运输、信息传递、代谢调控、能量转换、肿瘤发生以及药物和毒物的作用等等，无一不与生物膜有关。
几十年来，生物膜成为细胞生物学、生物化学与分子生物学、生物物理学以及生理学、病理学、药理学、免疫学等相关学科竞相涉足的最富有魅力的高科技领域。
生物膜的选择透性、能量转换和信息传递的基本原理为仿生学提供了基础和原型，必将对化工、制药、能源、环保等相关产业的技术革新产生深远的影响。
从生物膜结构与功能的角度研究植物的抗病和抗旱、抗冻、耐盐等的机制正在进行，其研究成果必将为种植业的发展提供新的契机。
人工膜不仅是在分子水平上研究生物膜结构与功能的理想模型，而且可以作为药物载体和制成生物传感器，已发展成具有广阔应用前景的膜生物工程。
3.1 生物膜功能概述细胞全部生命活动几乎都与生物膜有某种联系，各种不同的膜系统有着独特的结构与功能，生物膜的一般生物学功能可以概括为以下几方面：(1)区隔化或房室化(compartmentalization)：生物膜是连续、环闭的薄壳体，质膜把整个细胞包裹起来，内膜系统以及核膜、线粒体膜和叶绿体膜等，把细胞分隔成相对独立的房室。
在这些分隔开的区间内，各自进行着不同的生命活动。
内膜实际上成为细胞向内延伸着的网络支架，把参与反应的多个元件有序地定位安置，使细胞内各种生命活动能在正确的时间和位点有组织地高效进行，把不同生化活性彼此间的干扰减少到最低。
脂类与生物膜
含有亲水性的磷酸 酯基和亲脂性的脂 肪酸链，是两亲性 分子。
极性脂在多水介质中自发地形成闭合的双分子层， 头部向着两侧的多水介质，尾部形成双分子层中间 的疏水区，成为亲水物质的扩散屏障。
②胆固醇 真核细胞膜含有胆固醇，动物细胞膜比植物含有较 多的固醇。 高等植物细胞膜的固醇主要是谷甾醇和豆甾醇。 动物细胞膜中最多的固醇为胆固醇。 磷脂和糖脂是构成脂质双分子层的物质，胆固醇在 调节膜的流动性、增加膜的稳定性以及降低水溶性 物质的通透性等方面都起着重要作用。
脂类与生物膜
13.04.2021
生产计划部
本章要求
了解脂类的概念、分类和特点，熟悉脂类的生 理功能；
掌握脂类的结构组成，熟悉油脂的性质； 掌握生物膜的组成和结构； 掌握生物膜的功能，熟悉生物膜的特性。
第一节 概述
一、脂质的概念 1.定义——脂质是醇与酸缩合的产物。 脂类(lipids) 是由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生 物。 2.特点：通常是水不溶性化合物，而溶于乙醚、三 氯甲烷等有机溶剂。 二、脂类的分类：单纯脂和复合脂 1.单纯脂——仅含脂肪酸和醇 2.复合脂——含有多种成分，如糖、磷酸和蛋白等。
皂化值=56.1Vc/m V为滴定用HCl体积,mL；c为HCl的浓度；56.1为
KOH的相对分子质量；m为测定所用油脂质量。
二、油脂的性质
皂化值的大小可以推知脂肪中所含脂肪酸的平 均相对分子质量。
5g三酰甘油需要0.5mol/L KOH 36.0mL才能使之 完全水解并将其脂肪酸转变为肥皂。试计算样 品中脂肪酸的平均相对分子质量。
质蛋白的活动，并为一些微生物、微生物毒素、病 毒提供结合位点。 胞外药物可通过激活鞘磷脂酶从而水解鞘磷脂，释 放神经酰胺。
鞘磷脂
03脂类
（三）三酰甘油脂的主要化学性质 1．水解 ． 在酸、 在酸、碱、酶的作用下水解为甘油和脂肪酸（盐）。 酶的作用下水解为甘油和脂肪酸（ 碱水解称皂化反应。皂化1g脂肪的 数称皂化价。 碱水解称皂化反应。皂化 脂肪的KOH mg数称皂化价。 脂肪的 数称皂化价 2．加成 ． 三酰甘油中的不饱合脂酸能与囟素和氢起加成反应。 三酰甘油中的不饱合脂酸能与囟素和氢起加成反应。 （1）加囟素 100g甘油脂加成需碘克数称碘价。 ） 甘油脂加成需碘克数称碘价。 甘油脂加成需碘克数称碘价 不饱合脂肪在有催化剂如Ni催化下 催化下， （2）加氢 不饱合脂肪在有催化剂如 催化下，可加氢 ） 成为饱合脂肪。这一作用称为氢化。 成为饱合脂肪。这一作用称为氢化。
第二节 复合脂类
一、磷脂和糖脂 二、固醇
一、磷脂和糖脂
（一）甘油磷脂类 1．甘油磷脂的结构 ． （1）磷脂酸结构 ） 甘油C1和C2羟基连接脂肪酸，C3连磷酸，构成磷脂酸。 甘油 羟基连接脂肪酸， 连磷酸，构成磷脂酸。
（2）甘油磷脂 ） 磷脂酸的磷酸基再连接一个碱性基团X构成甘油磷脂。 磷脂酸的磷酸基再连接一个碱性基团 构成甘油磷脂。 构成甘油磷脂 磷脂中C 脂肪酸多为饱合的， 脂酸一般为不饱合的。 磷脂中 1脂肪酸多为饱合的，C2脂酸一般为不饱合的。 甘油磷脂的通式： 甘油磷脂的通式：
2．鞘糖脂 ．
神经酰胺与糖结合， 神经酰胺与糖结合， 结合键是苷键， 结合键是苷键，故 称苷脂。 称苷脂。 （1）脑苷脂 ）
3．氧化及酸败 ． 油脂贮存时间久后则发生氧化出现难闻气味，称酸败。 油脂贮存时间久后则发生氧化出现难闻气味，称酸败。 是由于自发水解出游离脂酸氧化为醛或酮类物质。 是由于自发水解出游离脂酸氧化为醛或酮类物质。 酸价：中和1g脂肪内游离脂肪酸所需要 酸价：中和 脂肪内游离脂肪酸所需要KOH的mg数。 脂肪内游离脂肪酸所需要 的 数 酸价可表示酸败程度。 酸价可表示酸败程度。 植物油在空气中氧化发生聚合形成固体油称油脂的干化。 植物油在空气中氧化发生聚合形成固体油称油脂的干化。 4．乙酰化 ． 含羟基的甘油酯和醋酸酐作用生成乙酰化酯的反应。 含羟基的甘油酯和醋酸酐作用生成乙酰化酯的反应。 乙酰价： 乙酰化的脂肪经皂化所释放的乙酸在中和 乙酰价：1g乙酰化的脂肪经皂化所释放的乙酸在中和 时所需要用的KOHmg数。 时所需要用的 数 乙酰价表示脂肪的羟基化程度。 乙酰价表示脂肪的羟基化程度。
4脂类和生物膜(答案)
4脂类化学和生物膜一、名词解释1、外周蛋白：在细胞膜的细胞外侧或细胞质侧与细胞膜表面松散连接的膜蛋白，易于用不使膜破坏的温和方法提取。
2、内在蛋白：整合进入到细胞膜结构中的一类蛋白，它们可部分地或完全地穿过膜的磷脂双层，通常只有用剧烈的条件将膜破坏才能将这些蛋白质从膜上除去。
3、同向协同：物质运输方向与离子转移方向相同4、反向协同：物质运输方向与离子转移方向相反5、内吞作用：细胞从外界摄入的大分子或颗粒，逐渐被质膜的小部分包围，内陷，其后从质膜上脱落下来而形成含有摄入物质的细胞内囊泡的过程。
6、外排作用：细胞内物质先被囊泡裹入形成分泌泡，然后与细胞质膜接触、融合并向外释放被裹入的物质的过程。
7、细胞识别：细胞通过其表面的受体与胞外信号物质分子选择性地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化变化，最终表现为细胞整体地生物学效应的过程。
二、填空1、膜蛋白按其与脂双层相互作用的不同可分为内在蛋白与外周蛋白两类。
2、根据磷脂分子中所含的醇类，磷脂可分为甘油磷脂和鞘磷脂两种。
3、磷脂分子结构的特点是含一个极性的头部和两个非极性尾部。
4、神经酰胺是构成鞘磷脂的基本结构，它是由鞘氨醇以酰胺键与脂肪酸相连而成。
5、磷脂酰胆碱(卵磷脂)分子中磷酰胆碱为亲水端，脂肪酸的碳氢链为疏水端。
6、磷脂酰胆碱(卵磷脂)是由甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱组成。
7、脑苷脂是由鞘氨醇、脂肪酸和单糖（葡萄糖/半乳糖）组成。
8、神经节苷脂是由鞘氨醇、脂肪酸、糖和唾液酸组成。
9、生物膜内的蛋白质疏水氨基酸朝向分子外侧，而亲水氨基酸朝向分子内侧。
10、生物膜主要由膜脂和膜蛋白组成。
11、膜脂一般包括磷脂、糖脂和固醇，其中以磷脂为主。
三、单项选择题鞘1、神经节苷脂是（）A、糖脂 B、糖蛋白 C、脂蛋白 D、脂多糖2、下列关于生物膜的叙述正确的是（）A、磷脂和蛋白质分子按夹心饼干的方式排列。
B、磷脂包裹着蛋白质，所以可限制水和极性分子跨膜转运。
C、磷脂双层结构中蛋白质镶嵌其中或与磷脂外层结合。
细胞生物学 第三章
图3-6
膜各个断面的名称
第一节
细胞膜
（1）膜脂的不对称性 膜脂的不对称性是指同一种膜脂分子在膜的脂双层中 呈不均匀分布。组成膜两个单层的膜脂种类不同。糖脂的 分布表现出完全不对称性，其糖侧链部都在质膜的ES面上， 所以糖脂仅存在质膜的细胞外小页中，糖脂的不对称分布 是完成其生理功能的结构基础。膜脂的不对称性有重要的 生理意义，有一些疾病，如镰刀状贫血病、未分化肿瘤细 胞等疾病都是质膜脂双层的不对称性发生紊乱造成的。 （2）膜蛋白的不对称性 膜蛋白的不对称性是指每种膜蛋白分子在细胞膜上都 有明确的方向性和分布的区域性。各种生物膜的特征及功 能主要由膜蛋白决定的，膜蛋白的不对称性是生物膜完成 复杂有序的各种生理功能在时间上与空间上的保证。
第三节 细胞连接
2.胞间连丝 胞间连丝是植物细胞特有的通讯连接。是由穿过细胞壁的质膜围 成的细胞质通道，直径约20～40nm。因此植物体细胞可看作是一个巨 大的合胞体。通道中有一由膜围成的筒状结构，称为连丝小管。连丝 小管由光面内质网特化而成，管的两端与内质网相连。连丝小管与胞 间连丝的质膜内衬之间，填充有一圈细胞质溶质。一些小分子可通过 细胞质溶质环在相邻细胞间传递（图3-13）。
第三节 细胞连接
1.桥粒和半桥粒
在锚定连接中，如果细胞是通过中间纤维锚定到骨架上，这种连接方式 称为桥粒(desmosome)。通常在易受牵拉的组织结构中，桥粒最为丰富，如 皮肤、口腔、食管等处复层鳞状上皮细胞易受撕拉和摩擦，其细胞间桥粒最 丰富。
图3-10 桥粒结构模式图
第三节 细胞连接
2.粘着带和粘着斑
第三节 细胞连接
一、封闭连接
封闭连接（occluding junction）是指在相邻细胞的质膜之间，只 有2nm或更小，甚至没有间隔。
生物化学 5 脂类与生物膜
脂肪酸简写原则：
FA名称+碳数:双键数△双键位数 如:亚油酸18:2△9,12
亚麻酸18:3△9,12,15 亚油酸是ω-6系 亚麻酸是ω-3系
必需脂肪酸(FA)：人和哺乳动物生长所需的但不 能合成，必须由膳食提供的不饱和脂肪酸，亚油 酸、亚麻酸。
油： Oils 常温下呈液态(不饱和脂肪酸) 脂: Fats 常温下呈固态(饱和脂肪酸)
外
极性
非极性
非极性
内
极性
“三明治”结构模型
该假设认为，两层磷脂分子的脂肪酸羟链伸向膜 中心，其极性一端则面向膜两侧水相。蛋白质分 子以单层覆盖两侧。形成“蛋白质-脂质-蛋白质” 的“三明治”式结构。
磷脂
球蛋白
脂相
Davson-Danielli模型
单位膜模型
Robertson发现，除细胞质膜外，其他如内质网、 线粒体、叶绿体和高尔基体在电镜下观察都呈现相 似的三层结构，为反映这种结构的普遍性，提出了 “单位膜”模型。这一模型与Davson-Danielli模 型不同之处在于脂双层两侧蛋白分子体系以β折叠形 式存在，而且呈不对称性分布。
非极性尾— 不易溶于水
CH3(CH2)12
OH HN CCCC HHHH
鞘磷脂
极性头— 易溶于水
O CRO H2 COP X
O
磷酰
神经
胆碱 头部
酰胺
鞘 磷 脂
鞘 氨 醇
（3）糖脂
糖脂是一类含糖类残基的结合脂质。 糖脂分为两大类：鞘糖氨脂、甘油糖脂。 鞘糖氨脂分:中性糖鞘脂和酸性糖鞘脂。
① 鞘糖氨脂 ② 甘油糖脂
的功能）。
二、生物膜的结构与功能
❖ 细胞中的生物膜系统 ❖ 生物膜的化学组成 ❖ 生物膜的结构 ❖ 生物膜的功能
4、脂类和生物膜
不饱和脂肪酸
羟酸
主要
环酸
一、脂类
1、 三酰甘油（脂肪）
脂肪酸
一、脂类
1、 三酰甘油（脂肪）
不饱和脂肪酸的顺反式构型 含两个或两个以上双键的脂肪酸称为不饱和脂 肪酸。
CH3（CH2）7CH HOOC（CH2）7CH CH3（CH2）7CH
HC（CH2）7COOH
顺油酸
反油酸
一、脂类
2、甘油磷酸脂
二、生物膜
1、细胞中的膜系统
膜的化学组成 生物膜几乎都是脂 类和蛋白质两大类物质 组成。此外尚含有少量 糖（糖蛋白和糖脂）以 及金属离子等，水分一 般占15.20%。
糖蛋白
磷脂双分子 蛋白质分子
二、生物膜
2、膜的化学组成
膜脂 磷脂（最丰富、50% ）、胆固醇和糖脂为主， 膜脂是兼性分子，能自动形成双分子层（自我组 装）。 磷脂甘油酯（PC、PE、PS、PI） 磷脂 鞘氨醇磷脂（SM） 胆固醇 中性糖鞘脂 糖脂 酸性糖鞘脂 神经酰胺的衍生物 甘油糖脂
CHOH R= CHOH
CH2OH
GM1神经节苷脂
唾液酸（NANA ）分子结构
一、脂类
4、固醇类
固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物，由于含有醇 基故命名为固醇。
环戊烷
菲
环戊烷多氢菲
一、脂类
4、固醇类
胆固醇（cholesterol） 一端有极性头部基团羟基因而亲水，分子的另 一端具有烃链及固醇的环状结构而疏水。
CH3 (CH2)12CH=CH—CHOH R—C—NH —CH O
鞘氨醇
脂肪酸
O
CH2O ——P—O—CH2CH2N+(CH3)3 OH
磷酸胆碱
生物化学-3-脂类
• 醚甘油磷脂
缩醛磷脂 (plasmalogen) 血小板活化因子(PAF)
• 鞘磷脂
鞘磷脂(sphingomyelin)即鞘氨醇磷脂(phosphosphingolipid)， 由鞘氨醇(sphingosine)、脂肪酸、磷酰胆碱组成。
鞘磷脂
六、 糖 脂
• 糖脂：指糖通过半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化 合物。
R=
CH2
CH2
+
NH3
phosphatidylethanolamine
CH2 CH2 N(CH3)3+ phosphatidylcholine (lecithin)
OH
O
O
CH2 CH
CH2
O
P O
O
CH O C R3 CH2 O C R4
diphosphatidylglycerol O
(cardiolipin)
• (5)蜡 蜡：长链脂肪酸和长链一元醇或固醇形成的酯。 分为：蜂蜡、白蜡、鲸蜡、羊毛脂、巴西棕榈蜡。
四、脂质过氧化作用
• 脂质的过氧化作用：多不饱和脂肪酸或脂质的氧化变质 (oxidation deterioration)。
• 自由基、活性氧和自由基链反应
1.自由基（free radical, radical）
又可分为
甘油三酯 蜡
复合脂质(compound lipid)：除脂肪酸和醇外,含其他 非脂分子。
又可分为 磷脂
糖脂
衍生脂质(derived lipid)：由单纯脂肪酸和复合脂质衍 生而来或关系密切。 取代烃
固醇类
萜
其他脂质
2.按脂质在水中和水界面上的行为不同：
非极性脂质：不具有溶剂可溶性，也不具有界面 可溶性。
脂类与生物膜
由磷脂形成的双层脂膜的示意图
在水溶液中两性的磷脂分子为避免疏水部分接触 水分子而定向排列，形成脂双层结构。脂双层中， 磷脂分子的疏水基团在内部而亲水的头部在表面。
2.1.2膜蛋白 膜蛋白是膜功能的主要承担者，依据膜蛋白与脂双层相互
作用方式不同，分为外周蛋白和内在蛋白。
分布于膜的脂双层外表面，通过极性氨基酸残基以离子 键、氢键、范德华力等次级键与膜脂极性头部或与内嵌蛋 白的亲水部分结合。
传导作用是一种化学能转化为电能的过程，肌肉收缩是化 学能转化为机械能，光合作用是光能转化为化学能，呼吸 作用是将营养物质在氧化分解过程中释放的化学能转变成 另一种高能键化学能的结果。
1. 脂类
1.1 脂类也称脂质，是一类性质微溶或不溶于水，但能溶 于非极性有机溶剂的有机化合物，绝大多数脂类是由脂肪 酸和醇所形成的酯及其衍生物。
1.2 根据其分子组成和化学结构特点：
单纯脂类
脂类 复合脂类
甘油三酯 蜡
磷脂
糖脂
衍生脂类
1.3脂类的生物学功能
贮存脂类——重要的贮能供能物质，每克脂肪氧化时可释放 出38.9 kJ 的能量，每克糖和蛋白质氧化时释放的能量仅分别 为17.2 kJ和23.4 kJ。蜡是海洋浮游生物体内能量物质的主要 储存形式。
1.维生素A（视黄醇）
理化性质： Vit A和胡萝卜素均耐热、酸、碱； 溶于脂肪，不溶于水，一般烹调加工不易破坏 易被氧化和被紫外线破坏； 食物中含有磷脂、Vit E、Vit C和其它抗氧化物质 时，Vit A和胡萝卜素均较稳定。
作用：
（1）. 构成视觉细胞内的感光物质——视紫红质： 白天感到光刺眼，必须带墨镜；眼睛外突，
我是不是你最疼 爱的人！
2.维生素D（阳光维生素） 理化性质：
考研 生物化学 笔记 第3章 脂类
第三章脂类提要一、概念脂类、类固醇、萜类、多不饱和脂肪酸、必需脂肪酸、皂化值、碘值、酸价、酸败、油脂的硬化、甘油磷脂、鞘氨醇磷脂、神经节苷脂、脑苷脂、乳糜微粒二、脂类的性质与分类单纯脂、复合脂、非皂化脂、衍生脂、结合脂单纯脂脂肪酸的俗名、系统名和缩写、双键的定位三、油脂的结构和化学性质(1)水解和皂化脂肪酸平均分子量＝3×56×1000÷皂化值(2)加成反应碘值大，表示油脂中不饱和脂肪酸含量高，即不饱和程度高。
(3)酸败蜡是由高级脂肪酸和长链脂肪族一元醇或固醇构成的酯。
四、磷脂（复合脂）（一）甘油磷脂类最常见的是卵磷脂和脑磷脂。
卵磷脂是磷脂酰胆碱。
脑磷脂是磷脂酰乙醇胺。
卵磷脂和脑磷脂都不溶于水而溶于有机溶剂。
磷脂是兼性离子，有多个可解离基团。
在弱碱下可水解，生成脂肪酸盐，其余部分不水解。
在强碱下则水解成脂肪酸、磷酸甘油和有机碱。
磷脂中的不饱和脂肪酸在空气中易氧化。
（二）鞘氨醇磷脂神经鞘磷脂由神经鞘氨醇（简称神经醇）、脂肪酸、磷酸与含氮碱基组成。
脂酰基与神经醇的氨基以酰胺键相连，所形成的脂酰鞘氨醇又称神经酰胺；神经醇的伯醇基与磷脂酰胆碱（或磷脂酰乙醇胺）以磷酸酯键相连。
磷脂能帮助不溶于水的脂类均匀扩散于体内的水溶液体系中。
非皂化脂（一）萜类是异戊二烯的衍生物多数线状萜类的双键是反式。
维生素A、E、K等都属于萜类，视黄醛是二萜。
天然橡胶是多萜。
（二）类固醇都含有环戊烷多氢菲结构固醇类是环状高分子一元醇，主要有以下三种：动物固醇胆固醇是高等动物生物膜的重要成分，对调节生物膜的流动性有一定意义。
胆固醇还是一些活性物质的前体，类固醇激素、维生素D3、胆汁酸等都是胆固醇的衍生物。
植物固醇是植物细胞的重要成分，不能被动物吸收利用。
1，酵母固醇存在于酵母菌、真菌中，以麦角固醇最多，经日光照射可转化为维生素D2。
2.固醇衍生物类胆汁酸是乳化剂，能促进油脂消化。
强心苷和蟾毒它们能使心率降低，强度增加。
第三章 脂和生物膜
膜转运的类型
被动转运是自发进行的 －－易化扩散（facilitated diffusion）
转运蛋白的作 用是使加快反 应的平衡
通道蛋白和孔蛋白使溶质扩散过膜
主动转运需要供给能量
主动转运―通过Na＋,K＋-ATP酶进行的Na+,K+转运机制
胞吞和胞吐与脂囊泡形成有关
生物膜结构模型特点
• 生物膜的结构是流动镶嵌模型 • 1、膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层， 脂双层中的脂类既是内在蛋白的溶剂，也是物 质通透屏障； • 2、膜脂与特定的膜蛋白专一的相互作用，膜 蛋白穿入膜的任一边或跨膜完全伸展； • 3、脂双分子层具有流动性，膜是不对称的， 膜蛋白可以做侧向扩散，但一般不能从膜的一 侧翻转到另一侧； • 4、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。
第三章 脂类化合物
本章掌握内容： 1、脂类化合物的分类 2、脂肪酸的共性，三脂酰甘油的化学性质 3、甘油磷脂的结构 4、生物膜的结构与功能 5、了解脂质体及其应用
脂类及其作用
定义——脂类是生物体内脂溶性物质的统称 脂类的化学元素组成主要是 C.H.O.N.P 是机体代谢所需燃料的储存形式、运输形式 是构成生物膜的重要物质（磷脂双分子层） 某些萜类、类固醇类物质，具有营养、代谢和 调节功能（维生素等） 脂类物质有防止机械损伤与防止热量散发等保 护作用 脂类与细胞识别，种特异性和组织免疫等有密 切关系 其它
三脂酰甘油是中性的非极性脂
三脂酰甘油的化学性质
• • • • • 1、水解与皂化: 皂化值 2、氧化和酸败： 3、加成作用：碘价 双键：氢化，卤化作用， 4、乙酰化作用：乙酰化价 含羟基的脂肪酸＋酰化剂（乙酸酐）
三脂酰甘油的化学性质
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第三章脂类与生物膜
9
种类（极性头基）
• 鞘磷脂类：分子简单，含量丰富，极性头为磷酰胆 碱或磷酰乙醇胺
• 脑甘脂类（糖鞘脂类）：极性头不带电，糖单（D葡萄糖、D-半乳糖、N-乙酰基-D-半乳糖胺），大 部分存在于细胞膜的外层。
• 神经节苷脂类：极性头由几个糖基构成的庞大结构， 细胞膜表面特异性的受体的重要组分。和专一性相 关，和组织免疫极细胞识别相关。
激素、胆固醇、维生素等。
第三章脂类与生物膜
4
三酰甘油（脂肪）
• 一分子甘油和三分子脂肪酸结合而成的酯 • 单纯甘油酯、混合甘油酯 • 饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸
பைடு நூலகம்
第三章脂类与生物膜
5
第一节 复合脂类
• 一、甘油磷酸酯类 • 二、鞘脂类 • 三、固醇类
第三章脂类与生物膜
6
一、 甘油磷酸酯类
• 结构特点：
• 3. 少数的膜锚蛋白：与糖链共价结合，形成蛋白 质、糖、脂类的复合物
• 生物功能：细胞物质代谢，传递，运动，内外物 质转运，信息传递与接受等
第三章脂类与生物膜
18
膜内（内嵌）蛋白与脂 通过疏水作用维系在膜中
• 内嵌蛋白通常富含疏水氨基酸区域（可在 中间段，也可在氨基端或羧基端），有些 可有多个疏水序列，如-螺旋，可横贯整 个膜脂双分子层。
第三章脂类与生物膜
10
第三章脂类与生物膜
11
三、固醇类
• 结构特点： • 极性头—OH • 非极性尾，固醇环戊烃类物质 • 细胞膜
-R
HO-
— —
第三章脂类与生物膜
12
复合脂类的共性
• 双亲媒性（两性分子） • 极性头基 • 疏水基
第三章脂类与生物膜
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第二节 生物膜（了解掌握）
• 一、细胞中的膜系统 • 二、膜的化学组成 • 三、膜的结构 • 四、生物膜的功能
• 1972年，Singer & Nicolson——流动镶嵌 模型
• 核心：生物膜是一种流动的嵌有pro的脂质 双分子层结构
第三章脂类与生物膜
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流动镶嵌模型（Fluid Mosaic Model）
生物膜中兼性的磷脂和固醇形成一个脂质双分 子层，非极性部分相对构成双分子层的核心，极 性的头部朝外；脂质双分子层结构中，球状蛋白 以非正规间隔埋于其中；另一些蛋白则伸出（突 出）膜的一面或另一面；还有一些蛋白跨越整个 膜。蛋白质在脂双分子层中的方向是不对称的， 表现为膜蛋白功能的不对称。脂质与蛋白质之间 构成一个流动的镶嵌结构。
• 2. 鞘脂类：鞘磷脂（SM） • 3. 固醇类：胆固醇、豆固醇 • 特性：双亲媒性 • 作用（生物功能）：参与膜结构的构成，调节膜
功能
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（二）膜蛋白
• 1. 外周蛋白：处于双分子层的表面，占20-30%， 亲水，自由游动（以极性基因的静电作用离子键， 氢键等结合）
• 2. 内嵌蛋白：处于双分子层的内部70-80%，疏水， “溶解”于半脂质双分子层中，通过膜蛋白上疏水性 AA或基于双分子层内部相连
第三章脂类与生物膜
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（三）膜糖类
• 糖脂与糖蛋白的形式存在 • 细胞质膜总量的2%—10% • 结合糖：中性糖、氨基糖和唾液酸 • 生物功能：与细胞的抗原结构、受体、细
胞免疫反应、细胞识别、血型及细胞癌变 密切相关。
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三、膜的结构
• 1953年，Daneilli——脂质双分子层组成生 物膜
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一、细胞中的膜系统
• 定义：
• 细胞质膜及各种的内膜的统称生物膜，细 胞的多膜结构
• 电镜下表现大体相同的形态：三层结构， 厚度6——9nm
• 双分子层生物膜
• 能量转换，信息传递，细胞分类，分泌， 代谢，癌变等
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二、膜的化学组成
• 生物膜的组成 • 生物膜水含量小15％——20％，生物体含
水量50％——90％ • 固形物中蛋白质60％脂类40％，少量糖
（糖蛋白、糖脂），金属离子 • 生物体中20——25％pro参与膜作用
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（一）膜脂类
• 1. 甘油磷酸脂类，（二酯）占膜脂的55-75％： ＊磷脂酰胆碱（卵磷脂PC）、＊磷脂酰乙醇胺 （脑磷脂PE）、磷脂酰甘油（PG）、磷脂酰肌 醇（PI）、磷脂酰丝氨酸（PS ） 如：柑桔叶细胞膜中PC、PE占总甘油磷酸脂的 75％
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3. 脂类的功能
• 贮藏物质/能量物质：脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式， 它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用。
• 防震、防机械损伤、防热量散发 • 提供给机体必需脂成分 （1）必需脂肪酸
亚油酸 18碳脂肪酸，含两个不饱和键； 亚麻酸 18碳脂肪酸，含三个不饱和键； 花生四烯酸 20碳脂肪酸，含四个不饱和键； （2）生物活性物质
第三章 脂类与生物膜
Lipid and Biological Membrane
第三章脂类与生物膜
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脂类概述
1. 概念
• 脂类是脂肪和类脂的总称，它是有脂肪酸与醇 作用生成的酯及其衍生物，统称为脂质或脂类，是 动物和植物体的重要组成成分。
• 它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在 着很大的差异，但它们都有一个共同的特性，多数 脂类都易溶于乙醚、氯仿、己烷、苯等有机溶剂， 而不溶于水。 即可用非极性有机溶剂从细胞和组 织中提取出来。
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流动镶嵌模型的要点
– 连续主体是极性的脂类双分子层，常温 下具流动性。
– 内嵌蛋白位于双分子层的疏水部分中， 外周蛋白漂浮于双分子层表面。
• 第三个-OH磷酸酯化 • 一、二-OH与两分子脂肪酸酸化 • 极性的头部，疏水的尾部，聚合形成双分子层的
疏水域 • 生物膜连续阻体
第三章脂类与生物膜
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二、鞘脂类
• 植物和动物细胞膜的重要组分，特别是神 经组织和脑
• 结构特点：不含有甘油，也具有一个极性 头和两个非极性尾。
• 脂类定义的特点就是水不溶性(water insoluble) （即脂溶性，fat-soluble）。
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2. 分类
• 脂类
单纯脂肪：脂肪、油脂、蜡脂（甘油醇类与脂肪酸
构成）
磷脂
甘油磷脂 鞘氨醇磷脂
卵磷脂 脑磷脂
复合脂类： 糖脂
固醇类
衍生物：脂溶性维生素、激素、前列腺素、甾醇类
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