脂类与生物膜
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第五章-脂类和生物膜PPT课件
膜蛋白约占细胞蛋白的1/4。其中70%~80%为膜内在蛋白（如受体、离子通道、 离子泵、膜酶、运送载体等）。
膜周边蛋白质：能溶于水，较易分离 膜蛋白
膜内在蛋白质：不溶于水，需用剧烈方法分离
10
膜结构模型的类型
关于膜的结构有流动镶嵌、板块镶嵌等模型。
（1）流动镶嵌模型的结构特点是强调膜的不对称性和流 动性，不对称性主要指脂类和蛋白质分布的不对称；而流 动性则指组成膜的脂类双分子层或蛋白质都是可以流动或 运动的。膜的流动性保证了生物膜能经受一定程度的形变 而不致破裂，这也可使膜中各种成分按需要重新组合，使 之合理分布，有利于表现膜的多种功能。更重要的是它允 许膜互相融合而不失去对通透性的控制，确保膜分子在细 胞分裂、膜动运输、原生质体融合等生命活动中起重要的
角"，能够识别外界的某些物质，并对外界的某些刺激产生相应的反 应。 (6) 物质合成：粗糙型内质网是蛋白质合成的场所。 （7）反应场所：细胞内的生化反应具有特异性，高效性，和连续性， 使得某些代谢反应在膜上进行，前一反应的产物就是下一反应的底物， 如呼吸链与光合链的电子传递。 （8）吸收作用：细胞膜可通过简单扩散，杜南平衡，离子通道，离 子载体，离子泵，胞饮作用与分泌等方式调控物质的吸收与转移。
必需脂肪酸：亚油酸和亚麻酸对人体功能必不可少，但必须 由膳食提供，称之。
碘值： 指100g油脂卤化时所能吸收碘的克数。
3
脂质过氧化：一般是指多不饱和脂肪酸或多不饱和脂质的发 生自动氧化产生过氧化物的现象，它是典型的活性氧参与的自 由基链式反应；
活性氧：指氧或含氧的高反应活性分子，如超氧阴离子自由 基、羟基自由基、过氧化氢等的统称；
生物膜的生理功能
(1)分室作用：把细胞内部/的空间分隔开耒，使细胞内部区域化，发 生不同的生理生化反应。
《生物化学》 第4章 脂类和生物膜
4.2.2 膜的化学组成
化学分析结构表明生物膜几乎都是由脂类和蛋 白质两大类物质组成。此外尚含有少量糖（ 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， 蛋白和糖脂 ） 以及金属离子等 ， 水分一般占 15.20包括磷脂、固醇及其他脂类， 生物膜的脂类主要包括磷脂、固醇及其他脂类， 其中包括磷脂酰胆碱（ PC） 其中包括磷脂酰胆碱 （ PC ） ， 磷脂酰乙醇胺 PE） 磷脂酰丝氨酸（ PS） （ PE ） ， 磷脂酰丝氨酸 （ PS ） ， 磷脂酰肌醇 PI ） 鞘磷脂（ SM ） （ PI） ， 鞘磷脂 （ SM） 等 。 膜脂对膜的结构 和膜功能均有重大影响。 和膜功能均有重大影响。
4.2 生物膜
4.2.1 细胞中的膜系统
生物的基本结构和功能单位是细胞。任何细胞都 生物的基本结构和功能单位是细胞。 是以一层薄膜将其内容物与环境分开， 是以一层薄膜将其内容物与环境分开，这层薄膜 称为细胞的质膜。 称为细胞的质膜。此外大多数细胞中还有许多内 膜系统， 膜系统，他们组成具有各种特定功能的亚细胞结 构和细胞器如细胞核、线粒体、内质网、溶酶体、 构和细胞器如细胞核、线粒体、内质网、溶酶体、 高尔基体、过氧化酶体等。 高尔基体、过氧化酶体等。
②膜蛋白
膜中蛋白质根据其在膜结构中的分步大体可分为两大类， 膜中蛋白质根据其在膜结构中的分步大体可分为两大类， 外周蛋白与内嵌蛋白。 外周蛋白与内嵌蛋白。 外周蛋白的主要特点是分布于膜的外表， 外周蛋白的主要特点是分布于膜的外表，通过静电作用 及离子键作用等较弱的非共价键与膜的外表相结合。 及离子键作用等较弱的非共价键与膜的外表相结合。 内嵌蛋白的主要特征为水不溶性， 内嵌蛋白的主要特征为水不溶性，他们分布在磷脂的脂 双分子层中， 双分子层中，有时横跨全膜或者以多酶复合物形式由内 嵌蛋白和外周蛋白结合， 嵌蛋白和外周蛋白结合，或者以疏水和亲水两部分分别 与磷脂的疏水和亲水部分两结合。 与磷脂的疏水和亲水部分两结合。 膜蛋白对物质代谢（酶蛋白） 物质传送、细胞运动、 膜蛋白对物质代谢（酶蛋白）、物质传送、细胞运动、 信息的接受与传递、支持与保护均有重要意义。 信息的接受与传递、支持与保护均有重要意义。
生物化学第二章 脂类和生物膜
（一）种类： 1、按脂肪酸种类分： 饱和脂肪酸 如：软脂酸(16C)、 硬脂酸(18C)。 不饱和脂肪酸 如：油酸、亚油酸。
（二）命名
脂肪酸的俗名主要反映其来源和特点。系统名反映其碳原 子数目、双键数和位置。如：硬脂酸的系统名是十八烷酸， 用18：0表示，其中“18”表示碳链长度，“0”表示无双键； 油酸是十八碳-9-烯酸，用18：1 Δ9c表示，“1”表示有一 个双键。反油酸用18：1Δ9,trans表示。 天然脂肪酸中的双键多为顺式结构，少数为反式结构， 如：反油酸等。大多数单不饱和脂肪酸中双键的位置在C9 和C10之间（ Δ9），多不饱和脂肪酸通常有一个双键在 Δ9，其余双键在Δ9和烃链末端甲基之间。
另外，根据是否能被碱水解而产生皂，分为皂化 脂质和不可皂化脂质。非皂化脂 包括类固醇、萜 类和前列腺素类。 不含脂肪酸，不能被碱水解。 根据脂质在水中和水界面上的行为分为：非极性 和极性。
3、脂质的生物学作用
（1）贮存脂质 机体代谢燃料和储能形式； 三酰甘油主要分布在皮下、胸腔、腹腔、肌肉、骨髓 等处的脂肪组织中，是储备能源的主要形式。 保护作用；绝缘保温、缓冲压力、减轻摩擦振动 （2）结构脂质 磷脂、糖脂、胆固醇等极性脂是构 成生物膜的重要组分； （3）活性脂质 具营养、代谢及调节功能；与细胞 识别、种特异性、组织免疫等密切相关。 肾上腺皮质激素和性激素的本质是类固醇；各种脂溶 性维生素是脂类得的衍生物。
（三）饱和与不饱和脂肪酸的构象
柔性大，完全伸展
一个双键有30°的 刚性弯曲
（四）脂肪酸盐与乳化作用
脂肪酸盐属于Ⅲ类极性脂质，具有亲水基团和疏水基 团，是典型的两亲化合物，是一种离子型的去污剂， 如：天然的胆汁盐酸、人工合成的十二烷基硫酸钠 （SDS）。
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
脂类与生物膜
2A
9
10 B 8
3 4
HO
5
7
6
胆固醇
二、固醇类
1.胆固醇——甾体活性物质前体 存在于动物细胞和组织中，属两性分子。 胆固醇与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆蛋白及
细胞外膜的重要组分。 参与神经兴奋传导、脂类代谢，也是一些类固醇物
质的前体物质； 测定：与毛地黄糖苷结合生成沉淀； 三氯甲烷溶液中与乙酸酐、浓硫酸作用呈蓝绿色，
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。
内吞作用 胰岛素的作用
氧化磷酸化
吞噬作用
脂质体（liposome）
脂质体可用于转基因或制备的药物，它可以 与细胞膜融合，将药物送入细胞内部。
本章小结
脂类的结构组成和油脂的性质； 生物膜的组成和结构； 生物膜的功能和特性。
谢谢大家
生产计划部
必需脂肪酸（ essential fatty acid ）
必需脂肪酸是哺乳动物生长所必需的、而体内又 不能合成的脂肪酸必须从食物中获得 。如亚油酸 和-亚麻酸。 植物能够合成亚油酸和-亚麻酸，所以植物是这 些脂肪酸的最初来源。
脂肪的存在形式
不饱和脂肪酸的加成反应
与氢或卤素起加成反应，生成饱和脂肪酸。 可用于推断油脂中脂肪酸的不饱和程度，用碘值
颗粒使之均匀地分散在水中。
二、油脂的性质
4.自动氧化——脂肪的自动氧化及其防止 油脂在空气中暴露过久，就会产生一种难闻的臭
9
10 B 8
3 4
HO
5
7
6
胆固醇
二、固醇类
1.胆固醇——甾体活性物质前体 存在于动物细胞和组织中，属两性分子。 胆固醇与长链脂肪酸形成的胆固醇酯是血浆蛋白及
细胞外膜的重要组分。 参与神经兴奋传导、脂类代谢，也是一些类固醇物
质的前体物质； 测定：与毛地黄糖苷结合生成沉淀； 三氯甲烷溶液中与乙酸酐、浓硫酸作用呈蓝绿色，
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。
内吞作用 胰岛素的作用
氧化磷酸化
吞噬作用
脂质体（liposome）
脂质体可用于转基因或制备的药物，它可以 与细胞膜融合，将药物送入细胞内部。
本章小结
脂类的结构组成和油脂的性质； 生物膜的组成和结构； 生物膜的功能和特性。
谢谢大家
生产计划部
必需脂肪酸（ essential fatty acid ）
必需脂肪酸是哺乳动物生长所必需的、而体内又 不能合成的脂肪酸必须从食物中获得 。如亚油酸 和-亚麻酸。 植物能够合成亚油酸和-亚麻酸，所以植物是这 些脂肪酸的最初来源。
脂肪的存在形式
不饱和脂肪酸的加成反应
与氢或卤素起加成反应，生成饱和脂肪酸。 可用于推断油脂中脂肪酸的不饱和程度，用碘值
颗粒使之均匀地分散在水中。
二、油脂的性质
4.自动氧化——脂肪的自动氧化及其防止 油脂在空气中暴露过久，就会产生一种难闻的臭
第四章--脂类与生物膜化学
第四章脂类和生物膜第一节脂类脂类包括的范围很广，是生物体内一大类重要的有机化合物，脂类是脂肪和类脂及其它们的衍生物的总称。
脂肪：（甘油三酯或三酯酰甘油）分布于皮下结缔组织、大网、肠系膜、肾内脏周围——脂库，含量随营养状态变动，称可变脂。
脂类类脂：磷脂、糖脂、固醇类，分布在生物膜和神经组织中——组织脂，含量稳定，称为固定脂。
这些物质在化学组成和化学结构上有很大差异，但是它们都有一个共同的特性，即不溶于水而易溶于乙醚、氯仿、苯等非极性溶剂（故可用乙醚和石油醚等提取）。
用这类溶剂可将脂类物质从细胞和组织中萃取出来。
脂类的这种特性主要由构成它的碳氢结构成分所决定。
脂类具有重要的生物功能，它是构成生物膜的重要物质，细胞所含有的磷脂几乎都集中在生物膜中。
脂类物质，主要是油脂，是机体代谢所需燃料的贮存形式和运输形式。
脂类物质也可为动物机体提供溶解于其中的必需脂肪酸和脂溶性维生素。
某些萜类及类固醇类物质，如维生素A、D、E、K，胆酸及固醇类激素具有营养、代谢及调节功能。
在机体表面的脂类物质有防止机械损伤与防止热量散发等保护作用。
脂类作为细胞的表面物质，与细胞识别、种特异性和组织免疫等有密切关系。
具有生物活性的某些维生素和激素也是脂类物质。
一、脂酰甘油类脂酰甘油（acyl glycerols），又可称为脂酰甘油酯（acyl glycerides），即脂肪酸和甘油所形成的酯。
根据参与产生甘油酯的脂肪酸的分子数，脂酰甘油分为单脂酰甘油、二脂酰甘油和三脂酰甘油三类。
三脂酰甘油(triacylglycerols)又称为甘油三酯(triglycerides)，是脂类中含量最丰富的一大类，其结构如下：194CH2OHC H HOCH2OHHO COR1HO COR2HO COR3+COR1OCH2CCOR2O HO COR32甘油脂肪酸甘油三酯（R1，R2和R3可以相同，也可不全相同甚至完全不同）它是甘油中的三个羟基和三个脂肪酸分子缩合、失水后形成的酯。
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：
4-脂类和生物膜
• 是变化最多、最复杂的糖脂， 其头部包含一个或几个唾液酸 和糖的残基。 • 存在：是中枢神经系统神经元 质膜中具有特征性的成分，存 在于大脑灰质中；非神经组织 也有少量存在
• 功能：可能与神经传导、组织 免疫、细胞识别等有关
GM1神经节苷脂
唾液酸：N-乙酰基神 经酸
（四）固醇（甾醇）类
固醇类都是环戊烷多氢菲的衍生物。
生物的基本结构和功能单位是细胞，任何细胞外 的薄膜称为细胞的质膜。大多数细胞还有内膜。 细胞膜组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细 胞器（细胞核、线粒体、内质网、溶酶体、高尔 基体等）。
细胞膜在电镜下表现出大体相同的形态、厚度 6~9nm左右的3片层结构。
膜的化学组成
脂类（磷脂）、蛋白质（包括酶）和糖类 水、金属离子等。 1. 膜脂：主要是磷脂、固醇和鞘脂——两性分 子。当磷脂分散于水相时，可形成脂质体。 脂质体：当磷脂分散于水相时，分子的疏水尾部倾 向于聚集在一起，避开水相而亲水头部暴露在水相， 形成具有双分子层结构的封闭囊泡。
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.D.Robertson, 1959) • 流动镶嵌模型(S.J.Singer, G.Nicolson, 1972)
锚定膜蛋白
内嵌蛋白
糖脂
胆固醇
卵磷脂
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。 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。
第4章 脂类及生物膜
O
通式
1
CH2 O C R1 O
7
R2 C O C H
3
2
CH2 O C R3
脂肪酸
软脂酸（十六烷酸） 软脂酸（十六烷酸）
硬脂酸（十八烷酸） 硬脂酸（十八烷酸）
油酸（十八烯酸） 油酸（十八烯酸）
8
饱和脂肪酸
必需脂 肪酸
机体生命活动必不可 但又不能合成， 少，但又不能合成， 必须由食物供给的多 不饱和脂肪酸。 不饱和脂肪酸。
HC OH C OH H2
H2O
H2O
H2C O HO CH C OH H2
单酯酰甘油
H2 C H2 C C H2 C H2 H2 C C H2 H2 C C H2 H2 C C H2 H2 C C H2 H2 C C H2 H2 C CH3 C H2
HO
C O
脂肪酸2 脂肪酸
O
二酯酰甘油 三酯酰甘油
27
3.2 膜的结构---流动镶嵌模型
流动的脂质双分子层构成膜的连续体， 蛋白质象一 流动的脂质双分子层构成膜的连续体，而蛋白质象一 构成膜的连续体 群岛屿一样无规则地分散在脂质的 海洋中” 分散在脂质的“ 群岛屿一样无规则地分散在脂质的“海洋中”。 细胞膜模型
蛋白质 非极 性尾 极性头 磷脂（ 成 磷脂（7成）、胆固 成）、鞘脂 醇（3成）、鞘脂
26
3.1 生物膜的化学组成
主要成份：蛋白质、脂类以及少量糖类、水和金属离子。 主要成份：蛋白质、脂类以及少量糖类、水和金属离子。 膜脂：主要包括磷脂、固醇及其他脂类， 膜脂：主要包括磷脂、固醇及其他脂类，一般都属于两 性分子。 性分子。 膜蛋白：外周蛋白和内嵌蛋白，膜蛋白对物质代谢（ 膜蛋白：外周蛋白和内嵌蛋白，膜蛋白对物质代谢（酶 蛋白）、物质传送、细胞运动、信息的接收与传递、 ）、物质传送 蛋白）、物质传送、细胞运动、信息的接收与传递、支 持与保护均有重要意义。 持与保护均有重要意义。 膜糖类：糖蛋白和糖脂。 膜糖类：糖蛋白和糖脂。
脂类与生物膜
与过去模型的主要差别 突出了膜的流动性 显示了膜蛋白分布的不对称性
脂类与生物膜
㈠ 膜分子结构的不对称性
1、膜脂的分布不对称，即膜脂双分子层内外两 侧的脂种类、含量不同，如人红细胞质膜： 内
❖ 膜的外层卵磷脂、鞘磷脂较多
❖ 膜的内层脑磷脂、磷脂酰丝氨酸较多
2、膜蛋白的分布不对称
如线粒体内膜中的NADH电子传递链各组分： ❖ Cyt氧化酶 、琥珀酸脱氢酶在线粒体内膜内侧 ❖ Cytc在线粒体内膜外侧
糖蛋白
3. 糖类 生物膜中的糖类大多与膜蛋白结合
糖蛋白（信息识别） 少数与膜脂结合 糖脂
脂类与生物膜
糖类在膜上的分布
非对称的，全部分布在膜的非细胞质 一侧。
质膜上的糖
脂类与生物膜
细胞内膜的糖
脂类与生物膜
三、 生物膜的分子结构模型
流体镶嵌模型 1972年美国Singer和Nicolson提出
膜脂的流动性是不均匀的,在一定温度下,有的膜 脂处于凝胶态,有的则呈液晶态,处于液晶态的各 膜脂的流动性也不完全相同.
第四章 脂类与生物膜
脂类与生物膜
脂的分类与功能
甘油三酯 单纯脂 （脂肪酸+醇） 蜡（长链脂肪酸+长链醇或固醇）
磷脂
复合脂
（含有非脂成分）
糖脂 鞘脂
脂类与生物膜
提问：脂类有哪些功能？
皮下脂肪细胞 （黄、白色）
1.能量物质
三酰甘油脂又称油脂，每克的发热值比同质量的糖、蛋白脂质肪高滴2.3 脂肪倍滴，并且不溶于水，在细胞内易于聚集，储存，故而被普遍作为
HH
H3C-(CH2)12-C C- C- C- CH2-O-半乳糖
鞘氨醇
H OH N-H
OC R1
脂类与生物膜
㈠ 膜分子结构的不对称性
1、膜脂的分布不对称，即膜脂双分子层内外两 侧的脂种类、含量不同，如人红细胞质膜： 内
❖ 膜的外层卵磷脂、鞘磷脂较多
❖ 膜的内层脑磷脂、磷脂酰丝氨酸较多
2、膜蛋白的分布不对称
如线粒体内膜中的NADH电子传递链各组分： ❖ Cyt氧化酶 、琥珀酸脱氢酶在线粒体内膜内侧 ❖ Cytc在线粒体内膜外侧
糖蛋白
3. 糖类 生物膜中的糖类大多与膜蛋白结合
糖蛋白（信息识别） 少数与膜脂结合 糖脂
脂类与生物膜
糖类在膜上的分布
非对称的，全部分布在膜的非细胞质 一侧。
质膜上的糖
脂类与生物膜
细胞内膜的糖
脂类与生物膜
三、 生物膜的分子结构模型
流体镶嵌模型 1972年美国Singer和Nicolson提出
膜脂的流动性是不均匀的,在一定温度下,有的膜 脂处于凝胶态,有的则呈液晶态,处于液晶态的各 膜脂的流动性也不完全相同.
第四章 脂类与生物膜
脂类与生物膜
脂的分类与功能
甘油三酯 单纯脂 （脂肪酸+醇） 蜡（长链脂肪酸+长链醇或固醇）
磷脂
复合脂
（含有非脂成分）
糖脂 鞘脂
脂类与生物膜
提问：脂类有哪些功能？
皮下脂肪细胞 （黄、白色）
1.能量物质
三酰甘油脂又称油脂，每克的发热值比同质量的糖、蛋白脂质肪高滴2.3 脂肪倍滴，并且不溶于水，在细胞内易于聚集，储存，故而被普遍作为
HH
H3C-(CH2)12-C C- C- C- CH2-O-半乳糖
鞘氨醇
H OH N-H
OC R1
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简单扩散：没有电菏的小分子（H20、O2、CO2、尿素、乙醇等） 浓度高→低，不耗能。
协助扩散：小分子，需要特异的膜蛋白参与“协助”运输 浓度高→低 转运蛋白包括：载体蛋白、通道蛋白（搬运工与传送带）
主动运输：逆浓度梯度或电化学梯度的方向运输的跨膜运送方式。 特点：浓度低→高 需要载体蛋白 耗能
内吞和外排作用 大分子化合物不通透，只能通过内吞和外排进行，过程见教材P82 固体称吞噬作用，液体称胞饮作用
膜蛋白 可分为外周 蛋白和结合蛋白
生物膜的结构模型及特点
1、结构-----脂质双层液态镶嵌模型 2、特点-----不对称性和流动性
流动镶嵌模型
膜脂的分子运动
侧向扩散 旋转运动 摆动运动 伸缩振荡 翻转运动 旋转异构
生物膜的功能
一、 物质运输 二、 能量转换 三、 信息传递 四、 细胞识别
一、 物质运输
必需脂肪酸缺乏 生长迟缓，生殖障碍，皮肤损伤(出现皮疹等)以及
肾脏、肝脏、神经和视觉方面的多种疾病。此外对心 血管疾病、炎症、肿瘤等多方面也有影响。
多不饱和脂肪酸摄入过多 使体内有害的氧化物、过氧化物等增加，产生多种
慢性危害。
2.脂肪
脂肪酸和甘油形成的脂，也称三酰甘油或者甘 油三酯
化学通式：
O
O H2C O C (CH2)m CH3
（三）胆固醇和萜类
胆固醇（了解） 胆固醇是甾醇族中最主要的一类固醇类 化合物，也属于两性分子 萜类（了解） 萜类是异戊二烯的衍生物。根据异戊二 烯的数目，可分为单萜、倍半萜、二萜、 三萜、四萜等。Va Ve Vk等都属于萜类。
第二节 生物膜
生物膜的组成、结构和功能
生物膜的化学组成
生物膜
膜脂 主要包括磷脂、 糖脂、胆固醇
营养学上最具价值的脂肪酸有两类
n-3(或ω-3)系列不饱和脂肪酸,即从甲基端 数，第一个不饱和键在第三和第四碳原子之间 的各种不饱和脂肪酸；
n-6(或ω-6)系列不饱和脂肪酸，从甲基端 数，第一个双键在第六和第七碳之间。
CH3－(CH2)n－CH2－COOH
甲基端
羧基端
必需脂肪酸功能 ● 是磷脂的重要组成成分 ●与精子形成有关 ●是合成前列腺素的前体 ●有利于组织修复 ●与胆固醇的代谢有关
十八碳三烯酸 18：3
9,12,15
3,6,9
ω-3 植物油
十八碳三烯酸 18：3
6,9,12
6,9,12 ω-6 植物油
廿碳四烯酸 20：4 5,8,11,14 6,9,12,15 ω-6 植物油
廿碳五烯酸 （EPA）
20：5 5,8,11,14,17 3,6,9,12,15 ω-3 鱼油
廿二碳五烯酸 （DPA）
单不饱和脂酸 多不饱和脂酸
含2个或2个以上双键的不饱和脂酸
脂肪酸的书写规则
1、先写出碳原子的数目 2、再写出双键的数目 3、最后写出双键的位置
不饱和脂酸命名
系统命名法 标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双
键的位置。
△编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序
ω或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序
4.衍生脂系：脂类水解产物（甘油、脂肪酸、乙酰CoA)
5.结合脂类：糖脂、脂蛋白
生理意义
1、储存能量氧化供能 2、提供必需脂肪酸 3、电与热的绝缘体，缓冲压力 4、机体的主要结构成分 5、参与机体代谢调节（信号传 递、激活酶、糖基载体）
二、脂类物质的基本构成
甘油
FA
甘油三酯
FA FA
甘油磷脂 (phosphoglycerides)
22：5
7,10,13,16,1 9
3,6,9,12,15
ω-3
鱼油， 脑
廿二碳六烯酸 （DHA）
22：6
4,7,10,13,16 3,6,9,12,15,
,19
18
ω-3
鱼油
* 必需脂肪酸—
是指人体不可缺少而自身又不能合成， 必须通过食物供给的脂肪酸。 亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱 和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能 自身合成，需从食物摄取，故称必需脂 酸。
蛋白的跨膜运送 三种方式： 内吞外排 通过内质网：有信号肽、信号识别颗粒、停泊蛋白等参与 通过线粒体膜、叶绿体膜、过氧化物酶体膜以及乙醛酸循环体膜 基团转移 主要在细菌中存在
（二）能量转换
ATP的作用：有机物的能量→ATP→机体活 动需要的能量
光合磷酸化和氧化磷酸化的酶系分别在叶绿 体和线粒体的膜上
第四章
脂类与生物膜
定义
物理 性质
脂类概述
脂肪和类脂总称为脂类(lipid)，是 生物体内一大类重要的有机化合物
不溶于水，溶于非极性有机溶剂
•
功能 •
• •
能源Hale Waihona Puke 生物膜 多种生理活动 激素/维生素
生物膜
生物膜＝细胞质膜＋细胞内膜系统 生物膜＝蛋白质＋脂类（磷脂）
一、分类和生理意义
第一节 脂 类
1.单纯脂：高级脂肪酸＋醇 • 脂肪 ---三酰甘油 ：脂肪酸+甘油 • 蜡------ 脂肪酸+长链脂肪醇 • 固醇酯----脂肪酸+胆固醇 2.复合脂：单纯脂＋其他物质 磷脂：含有磷酸和有机碱（甘油磷脂和鞘磷脂） 3.萜类和类固醇及其衍生物：一般不含脂肪酸
（三）信息传递
信息传递的过程：
（四）细胞识别
细胞识别：细胞信号传递的一个重要环节，是指 细胞通过其表面受体与胞外信号分子选择性 地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化 变化，产生生物学效应
识别自我和非我，有的是自我的时候作用，有的 是非我的时候作用
甘油
FA FA Pi X
胆固醇酯
胆固醇 FA
X = 胆碱、水、乙 醇胺、丝氨酸、甘 油、 肌醇、磷脂 酰甘油等
1.脂肪酸
脂肪酸的来源
自身合成 以脂肪形式储存，需要时从脂肪动员 产生，多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。
食物供给 包括各种脂酸，其中一些不饱和脂 酸，动物不能自身合成，需从植物 中摄取。
不饱和脂酸的分类
常见的不饱和脂酸
习惯名
软油酸 油酸 亚油酸 α-亚麻酸 γ-亚麻酸 花生四烯酸
timnodonic
clupanodonic
cervonic
系统名
碳原子及 双键数
双键位置
△系
n系
族 分布
十六碳一烯酸 16：1
9
7
ω-7 广泛
十八碳一烯酸 18：1
9
9
ω-9 广泛
十八碳二烯酸 18：2
9,12
6,9
ω-6 植物油
单纯甘油酯和混合甘油酯 H3C (CH2)n C O CH O
油的概念
H2C O C (CH2)k CH3
脂的概念
3. 蜡
蜡是高级脂肪酸与脂肪醇或者甾醇形成 的酯，其理化性质与中性脂肪相似，常 温下为固体，能溶于有机溶剂。 按来源分：动物蜡和植物蜡
（二） 磷脂、鞘磷脂和鞘糖脂
磷脂的概念：
磷脂的化学通式：
O
尾部 O H2C O C (CH2)m CH3
H3C (CH2)n C O CH
O
H2C O P O X OH
X = 胆碱、水、乙 醇胺、 丝氨酸、甘 油、肌醇、磷脂酰 甘油等
磷脂的功能：两性分子，构成生物膜
（二） 磷脂、鞘磷脂和鞘糖脂
鞘脂
FA
鞘氨醇 鞘氨醇
鞘磷脂 鞘糖脂
鞘氨醇
FA Pi X
FA 糖
协助扩散：小分子，需要特异的膜蛋白参与“协助”运输 浓度高→低 转运蛋白包括：载体蛋白、通道蛋白（搬运工与传送带）
主动运输：逆浓度梯度或电化学梯度的方向运输的跨膜运送方式。 特点：浓度低→高 需要载体蛋白 耗能
内吞和外排作用 大分子化合物不通透，只能通过内吞和外排进行，过程见教材P82 固体称吞噬作用，液体称胞饮作用
膜蛋白 可分为外周 蛋白和结合蛋白
生物膜的结构模型及特点
1、结构-----脂质双层液态镶嵌模型 2、特点-----不对称性和流动性
流动镶嵌模型
膜脂的分子运动
侧向扩散 旋转运动 摆动运动 伸缩振荡 翻转运动 旋转异构
生物膜的功能
一、 物质运输 二、 能量转换 三、 信息传递 四、 细胞识别
一、 物质运输
必需脂肪酸缺乏 生长迟缓，生殖障碍，皮肤损伤(出现皮疹等)以及
肾脏、肝脏、神经和视觉方面的多种疾病。此外对心 血管疾病、炎症、肿瘤等多方面也有影响。
多不饱和脂肪酸摄入过多 使体内有害的氧化物、过氧化物等增加，产生多种
慢性危害。
2.脂肪
脂肪酸和甘油形成的脂，也称三酰甘油或者甘 油三酯
化学通式：
O
O H2C O C (CH2)m CH3
（三）胆固醇和萜类
胆固醇（了解） 胆固醇是甾醇族中最主要的一类固醇类 化合物，也属于两性分子 萜类（了解） 萜类是异戊二烯的衍生物。根据异戊二 烯的数目，可分为单萜、倍半萜、二萜、 三萜、四萜等。Va Ve Vk等都属于萜类。
第二节 生物膜
生物膜的组成、结构和功能
生物膜的化学组成
生物膜
膜脂 主要包括磷脂、 糖脂、胆固醇
营养学上最具价值的脂肪酸有两类
n-3(或ω-3)系列不饱和脂肪酸,即从甲基端 数，第一个不饱和键在第三和第四碳原子之间 的各种不饱和脂肪酸；
n-6(或ω-6)系列不饱和脂肪酸，从甲基端 数，第一个双键在第六和第七碳之间。
CH3－(CH2)n－CH2－COOH
甲基端
羧基端
必需脂肪酸功能 ● 是磷脂的重要组成成分 ●与精子形成有关 ●是合成前列腺素的前体 ●有利于组织修复 ●与胆固醇的代谢有关
十八碳三烯酸 18：3
9,12,15
3,6,9
ω-3 植物油
十八碳三烯酸 18：3
6,9,12
6,9,12 ω-6 植物油
廿碳四烯酸 20：4 5,8,11,14 6,9,12,15 ω-6 植物油
廿碳五烯酸 （EPA）
20：5 5,8,11,14,17 3,6,9,12,15 ω-3 鱼油
廿二碳五烯酸 （DPA）
单不饱和脂酸 多不饱和脂酸
含2个或2个以上双键的不饱和脂酸
脂肪酸的书写规则
1、先写出碳原子的数目 2、再写出双键的数目 3、最后写出双键的位置
不饱和脂酸命名
系统命名法 标示脂酸的碳原子数即碳链长度和双
键的位置。
△编码体系 从脂酸的羧基碳起计算碳原子的顺序
ω或n编码体系 从脂酸的甲基碳起计算其碳原子顺序
4.衍生脂系：脂类水解产物（甘油、脂肪酸、乙酰CoA)
5.结合脂类：糖脂、脂蛋白
生理意义
1、储存能量氧化供能 2、提供必需脂肪酸 3、电与热的绝缘体，缓冲压力 4、机体的主要结构成分 5、参与机体代谢调节（信号传 递、激活酶、糖基载体）
二、脂类物质的基本构成
甘油
FA
甘油三酯
FA FA
甘油磷脂 (phosphoglycerides)
22：5
7,10,13,16,1 9
3,6,9,12,15
ω-3
鱼油， 脑
廿二碳六烯酸 （DHA）
22：6
4,7,10,13,16 3,6,9,12,15,
,19
18
ω-3
鱼油
* 必需脂肪酸—
是指人体不可缺少而自身又不能合成， 必须通过食物供给的脂肪酸。 亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸等多不饱 和脂酸是人体不可缺乏的营养素，不能 自身合成，需从食物摄取，故称必需脂 酸。
蛋白的跨膜运送 三种方式： 内吞外排 通过内质网：有信号肽、信号识别颗粒、停泊蛋白等参与 通过线粒体膜、叶绿体膜、过氧化物酶体膜以及乙醛酸循环体膜 基团转移 主要在细菌中存在
（二）能量转换
ATP的作用：有机物的能量→ATP→机体活 动需要的能量
光合磷酸化和氧化磷酸化的酶系分别在叶绿 体和线粒体的膜上
第四章
脂类与生物膜
定义
物理 性质
脂类概述
脂肪和类脂总称为脂类(lipid)，是 生物体内一大类重要的有机化合物
不溶于水，溶于非极性有机溶剂
•
功能 •
• •
能源Hale Waihona Puke 生物膜 多种生理活动 激素/维生素
生物膜
生物膜＝细胞质膜＋细胞内膜系统 生物膜＝蛋白质＋脂类（磷脂）
一、分类和生理意义
第一节 脂 类
1.单纯脂：高级脂肪酸＋醇 • 脂肪 ---三酰甘油 ：脂肪酸+甘油 • 蜡------ 脂肪酸+长链脂肪醇 • 固醇酯----脂肪酸+胆固醇 2.复合脂：单纯脂＋其他物质 磷脂：含有磷酸和有机碱（甘油磷脂和鞘磷脂） 3.萜类和类固醇及其衍生物：一般不含脂肪酸
（三）信息传递
信息传递的过程：
（四）细胞识别
细胞识别：细胞信号传递的一个重要环节，是指 细胞通过其表面受体与胞外信号分子选择性 地相互作用，从而导致胞内一系列生理生化 变化，产生生物学效应
识别自我和非我，有的是自我的时候作用，有的 是非我的时候作用
甘油
FA FA Pi X
胆固醇酯
胆固醇 FA
X = 胆碱、水、乙 醇胺、丝氨酸、甘 油、 肌醇、磷脂 酰甘油等
1.脂肪酸
脂肪酸的来源
自身合成 以脂肪形式储存，需要时从脂肪动员 产生，多为饱和脂酸和单不饱和脂酸。
食物供给 包括各种脂酸，其中一些不饱和脂 酸，动物不能自身合成，需从植物 中摄取。
不饱和脂酸的分类
常见的不饱和脂酸
习惯名
软油酸 油酸 亚油酸 α-亚麻酸 γ-亚麻酸 花生四烯酸
timnodonic
clupanodonic
cervonic
系统名
碳原子及 双键数
双键位置
△系
n系
族 分布
十六碳一烯酸 16：1
9
7
ω-7 广泛
十八碳一烯酸 18：1
9
9
ω-9 广泛
十八碳二烯酸 18：2
9,12
6,9
ω-6 植物油
单纯甘油酯和混合甘油酯 H3C (CH2)n C O CH O
油的概念
H2C O C (CH2)k CH3
脂的概念
3. 蜡
蜡是高级脂肪酸与脂肪醇或者甾醇形成 的酯，其理化性质与中性脂肪相似，常 温下为固体，能溶于有机溶剂。 按来源分：动物蜡和植物蜡
（二） 磷脂、鞘磷脂和鞘糖脂
磷脂的概念：
磷脂的化学通式：
O
尾部 O H2C O C (CH2)m CH3
H3C (CH2)n C O CH
O
H2C O P O X OH
X = 胆碱、水、乙 醇胺、 丝氨酸、甘 油、肌醇、磷脂酰 甘油等
磷脂的功能：两性分子，构成生物膜
（二） 磷脂、鞘磷脂和鞘糖脂
鞘脂
FA
鞘氨醇 鞘氨醇
鞘磷脂 鞘糖脂
鞘氨醇
FA Pi X
FA 糖