高中生物竞赛：脂课件.pptx

《高中生物竞赛：脂课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中生物竞赛：脂课件.pptx（71页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、,Chap.2 脂（一） 组成 结构多样性 理化特性 功能多样性 Common properties 共性 Hydrophobic nature 疏水性,1,脂类的定义由脂肪酸和醇作用生成的酯及其衍生物脂肪酸：主要是碳原子数为1224个的有机羧酸，含有1个羟基和末端1个羧基,1,根据功能分类:,2, Structural lipids结构脂 作为机体组织和细胞的结构组分 Storage Lipids储存脂 作为机体细胞代谢的能源物质 Active lipid 活性脂 量少，功能多样，作为细胞内信号、酶的辅助因子、激素、维生素等,根据组成分类: 单纯脂（Simple lipins） （脂肪酸和醇

2、） 甘油三酯通称为脂肪 蜡（Wax）：高级醇的脂肪酸酯,常温为固体 复合脂（Complex lipids） 除醇类、脂肪酸外，含有其它非脂性物质，如磷 酸、含氮化合物、糖基及其衍生物、鞘氨醇及其 衍生物等（包括磷脂和糖酯等） 衍生脂(Derived lipids) 如前列腺素、类异戊 二烯等。,2,1、脂类与糖形成的复合物称为糖脂或脂多糖如：半乳糖脑苷脂、神经节苷脂、脂多糖等 2、脂类与蛋白质形成的复合物称为脂蛋白 如：血浆脂蛋白、脑脂蛋白、核蛋白类（含脂类和核酸）,脂类+糖、蛋白质=脂复合物,类脂,磷脂,糖脂,脂类,脂肪,脂肪酸,甘油三酯,胆固醇（及胆固醇酯）,常见种类：,结构特点： Hyd

3、rophilic or polar head 亲水头部 Hydrophobic or nonpolar tail 疏水尾部,Glycerol甘油,亲水头,疏水尾,脂类的共同特征,不溶于水而溶于乙醚、石油醚、氯仿、丙酮等有机溶剂。 大多具有酯的结构，并以脂肪酸形成的酯最多。 都是由生物体产生，并能由生物体所利用例外：卵磷脂（溶于乙醚）、鞘磷脂和脑苷脂类。,脂类的生物学功能,结构组分 磷脂是生物膜的主要成分储存能源 机体的储存燃料溶剂 一些活性物质的溶剂保温和保护 防寒剂和润滑剂其他 参与机体代谢调节,2.1 油脂（Glycerides）2.1.1 定义1分子甘油和3分子脂肪酸反应所得（三酰甘油的

4、俗称） 化学名：脂酰甘油（Acyl glycerols）或脂酰甘油酯。 95%的植物和动物脂类是脂肪酸甘油酯，即脂肪。 脂(fats) ：室温下为固体油(oils) ，室温下为液体，与油脂中的不饱和脂肪酸含量有关 存在形式：结构脂肪 贮存脂肪,单纯甘油酯: R1=R2=R3 混合甘油酯: R1R2R3 单酰甘油: 1个OH被酯化 （脂肪酸的结构式中除羟基余下的基团，通式是RCO-） 二 酰甘油: 2个OH被酯化 三酰甘油: 3个OH被酯化,CH2OCR3,O,3,R1,R2,2.1 油脂（Glycerides）2.1.2 油脂的存在和生物学意义 结构脂是细胞原生质的组分 储存脂存在于脂肪细胞或

5、脂肪组织中,通过氧化（燃烧）提供能量。 植物的油脂存在于果实和种子中。 微生物细胞中，Fat以颗粒形式存在。,脂肪酸（Fatty acid, FA） 结合态、游离态结构特点 体内脂肪酸大多以结合形式存在 由1026个碳原子偶数，常为链状 不饱和脂肪酸含有双键 大多为顺式，少数为反式 溶点与结构的关系：链长-高，饱不饱和（饱-高）简单表达式 简单结构式：波浪形，注意双键的构型 简单表达式：链长、双键数、双键位置 举例：亚油酸 C18：2 9，12,5,棕榈酸,硬脂酸,油酸,亚油酸,亚麻酸,花生四烯酸,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。硬脂酸的系统名是十八烷酸，

6、简写（18：0），其中“18”表示碳链长度，“0”表示无双键；,命名,天然脂肪酸约有100多种，主要区别为烃链长度、不饱和度以及双键的位置,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。油酸是十八碳-9-烯酸，简写（18：19c），“9”表示 双键位置，“1”表示有 一个双键。,命名,天然脂肪酸约有100多种，主要区别为烃链长度、不饱和度以及双键的位置,双键位置的表示方法编号系统：从羧基端数起，双键羧基侧碳原子的序数给双键定位。或(n)编号系统：从甲基端数起（倒数序数），用双键甲基侧碳原子的序数给双键定位。这样可将脂肪酸分为代谢相关的4组，即3、6、7、9,CH3CH2

7、CH2CH2CH2CH=CHCH2CH=CHCH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2COOH体系 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1体系 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18,编码体系命名：18:2(9,12) 编码体系命名：18:2(6,9),常见脂肪酸,脂肪酸,饱和脂肪酸：软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）,不饱和脂肪酸,含1个双键（油酸）,含2个双键（亚油酸）,含3个双键（亚麻酸）,含4个双键（花生四烯酸）,油酸（oleic acid） （9十八烯酸） CH3(CH2)7CHCH(

8、CH2)7COOH 亚油酸( linoleic acid) （9，12十八（二）烯酸） CH3CH2CHCHCH2CHCH(CH2)7COOH,不饱和脂肪酸具有重要的生物学作用,1、Essential Fatty acids（必需脂肪酸） 人体不能合成或虽然能合成，但不能满足机体的需要。 亚油酸（18：2，9,12） 亚麻酸（18：3，9,12,15） 花生四烯酸（20：4，5,8,11,14） (SEFA) 2、多不饱和脂肪酸的衍生物具有重要的生物学活性 如Prostaglatdin（PG,前列腺素），几乎参与了细胞的所有代谢活动，并与炎症、免疫、过敏、心血管等疾病的病理生理过程有关。,天然

9、油脂的组成 甘油一酯 甘油二酯 甘油三酯 混合物,7,2.1.3 油脂的理化性质取决于脂肪酸物理性质： 颜色和气味 ：无色、无嗅、无味 溶解性 低级脂肪酸可溶于水，随C数而 高温和高压下可溶于水 溶于乙醇、乙醚、氯仿等 熔点 由脂肪酸的饱和度和烃链的长度决定 饱和度相同情况下，随C数的而 不饱和比饱和低 例如：硬脂酸熔点为70高于软脂酸的63， 而引入一个双键后的油酸熔点仅为14；,7,2.1.3 油脂的理化性质取决于脂肪酸 乳化作用（Emulsification） 在乳化剂作用下，可变成很细小的颗粒，均匀地分散在水里面而形成稳定的乳状液的过程 乳化剂：表面活性剂，能降低油、水两相界面的表面张

10、力。 肥皂去除衣物上的油污 胆汁酸盐消化脂肪,7,2.1.3 油脂的理化性质取决于脂肪酸化学性质：（1） 水解作用： 一切油脂都可被酸、碱和脂肪酶所水解 皂化作用：碱催化的脂肪的水解反应， 即，油脂与碱共热时，产生甘油和脂肪酸盐。,7,C3H5(OCOR)3 + 3H2O 3RCOOH + C3H5(OH)3 脂肪 脂肪酸 甘油,RCOOH + KOH RCOOK + H2O 脂肪酸 肥皂,式中V为滴定时盐酸所耗毫升数， N为盐酸的浓度， 56.1为KOH的分子量， W为测定时所用油脂的重量,W,皂化值 =,VN56.1,皂化值：完全皂化1克油脂所需的KOH毫克数,从皂化值的大小可推知油脂的分

11、子量,2.1.3 油脂的理化性质取决于脂肪酸化学性质：（2） 加成作用：不饱和脂肪酸的双键在适当的温度和催化剂的作用下，可与氢或卤素（ H2、I2、HCl、Cl2等）起加成作用。氢化作用 （硬化油）氢化后，其性质变得稳定卤化作用,+ I2,碘值：油脂的卤化作用中，100克油脂与碘作用所需碘的克数,碘值：可反映油脂中脂肪酸的不饱和度,式中：V为滴定时所用硫代硫酸钠的毫升数， N为硫代硫酸钠的浓度， 127为碘原子量， W为样品油脂的重量,W,100,NV,碘值 =,2.1.3 油脂的理化性质取决于脂肪酸化学性质：（3） 氧化作用,油脂的不饱和脂肪酸的双键氧化分解，或油脂经微生物分解成的脂肪酸，氧

12、化分解形成系列产物的变质过程。酸败：天然油脂长期暴露在空气中，会产生酸臭味 原因是：1、油脂受空气和光照作用，不饱和脂肪酸被氧化成过氧化物，继续分解为低级醛、酮以及羧酸，产生酸臭味。2、霉菌或脂肪酶将油脂水解成低级脂肪酸，再生成-酮酸，其脱羧后而成低级酮类。酸值：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需要的KOH的mg数 酸值可反映脂肪酸的酸败程度。,2.2 磷脂(Phospholipin) 是由醇、脂肪酸、磷酸及含氮碱性化合物等成分组成的复合脂类。 2类：甘油磷脂 鞘磷脂,2.2.1 甘油磷脂 由甘油、脂肪酸、磷酸及含氮碱性化合物等成分组成的复合脂类，叫甘油磷脂。 甘油磷脂是细胞膜结构的重要组分之一,

13、R1通常为饱和脂酰基R2为不饱和脂酰基；X为含氮化合物，如：胆碱、丝氨酸、肌醇, X,名称：磷脂酰X例如：磷脂酰胆碱（卵磷脂）,3个C分别标上1、2、3号，2号一定放在左边这种立体专一编号用sn表示天然存在的甘油磷脂为L构型,卵磷脂,脑磷脂,甘油磷脂（甘油为骨架，主要有7种）,11,心磷脂是唯一带 2 负电荷的磷脂,二磷酸脂酰甘油（心磷脂）,磷脂分子中甘油的C1和C2上的2个FA其中之一被 酶(E)水解后的产物，称为Hemolysis phospholipid(溶血磷脂)。,13,Specific Enzyme,Specific Enzyme,PLA1、PLA2（PLB）、PLC、PLD,几种

14、重要的磷脂酶,CH2OCOR1,P,O-,O,X,O,A1,A2,D,C,磷脂酰胆碱（卵磷脂）的性质,脂质双分子层的形成,2.2.1 （神经）鞘磷脂 为不含甘油的磷脂,神经鞘磷脂：神经酰胺与磷酸酰胆碱形成的磷酸二酯。 鞘氨醇 脂肪酸 磷酸 胆碱神经鞘磷脂是鞘脂类的一种典型复合脂类。在高等动物的脑髓鞘和红细胞膜中特别丰富。,神经酰胺,磷酸胆碱,神经鞘氨醇（红色部分结构）,酰胺键,磷酸胆碱,神经鞘磷脂,(神经)鞘磷脂的构成,鞘氨醇：是一个有18个碳的氨基二醇，已发现的鞘氨醇类有几十种，它们的碳原子和羟基数目均有变化。神经酰胺： 鞘氨醇的氨基与一长链脂肪酸(C16C26)的酰基所形成的具有两个非极性

15、尾部的化合物。 (神经)鞘磷脂： 在神经酰胺分子中，鞘氨醇第一个碳原子上的羟基进一步与磷脂酰胆碱形成磷酸二酯，这种磷脂化合物称为。,鞘氨醇(Sphingosine),2.3 糖酯(Glycolipins) 不含磷酸 含糖的结合脂质，包括鞘糖酯和甘油糖酯。,甘油糖酯,鞘氨醇C1上的羟基连接一个单糖或寡糖，则构成鞘糖脂。这些鞘糖脂存在于脑和神经组织中，故称脑苷脂和神经节苷脂。,脑苷脂是动物体内的一种糖脂，主要位于神经的髓鞘中。脑苷脂中所含的高级脂肪酸有： 二十四酸、二十四烯酸和-羟基二十四酸等。,神经节苷脂：存在于神经组织的另一种糖脂，所含糖往往是几分子，多为氨基己糖。几乎所有已知神经节苷脂类都有

16、一葡萄糖基与神经酰胺以糖苷键相连，分子末端含有唾液酸。为酸性糖苷脂。 脑灰质含有丰富的神经节苷脂类，构成全部脂类的6。,糖脂的生物学功能,糖脂也是构成双层脂膜的结构物质主要分布在细胞膜外侧的单分子层中糖脂几乎都是神经鞘氨醇的衍生物（鞘糖脂）。,2.4 固醇和类固醇(非皂化物) 固醇类和萜类不含FA，不能进行皂化作用.2.4.1 固醇类（Steroids) 固醇（甾醇）类是戊烷多氢菲的衍生物。分为动、植物和酵母固醇。环 动物固醇有3种 胆固醇 7-脱氢胆固醇 粪固醇,胆固醇,主要存在于动物神经组织，其次是血液、胆汁、肝、肾及皮肤组织中。它是动物细胞膜的结构组分，与神经兴奋的传导、血浆脂蛋白合成及

17、脂质代谢有关 ，还是多种激素的原料。以游离态，或与脂肪酸结合成胆固醇酯的形式存在。,胆固醇,（皮肤中）7-脱氢胆固醇 维生素D3 类固醇：比胆固醇少一个双键，肠道微生物作用而来,紫外线, 植物固醇 最重要的是豆固醇和麦固醇（谷固醇）,比胆固醇侧链上多一个C2H5,酵母固醇 典型代表是麦角固醇,2.4 固醇和类固醇(非皂化物)2.4.2 类固醇（固醇的衍生物） 包括胆酸和胆汁酸、固醇激素和某些植物类固醇。 胆酸和胆汁酸 胆汁的重要成分，作用于脂肪代谢 胆汁酸盐，可使脂肪乳化，促进肠壁细胞对脂肪的消化吸收。 （2）固醇类激素 机体内具有调节作用的一类固醇衍生物。包括肾上腺皮质激 素、性激素。（3）

18、植物类固醇 强心苷（寡糖和固醇所成的糖苷）、皂素,2.5 其它脂类2.5.1 萜类 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。,2.5 其它脂类2.5.1 萜类植物中，维生素A、E、K等都属于萜类。高等植物叶绿素的组分叶绿醇属二萜化合物；胡萝卜素是四萜类化合物，大量存在于植物的各个器官内；此外还有多聚萜类如天然橡胶等。其他的还有：薄荷醇、樟脑。具有特殊臭味。11-顺-视黄醛存在于动物的细胞膜上，它是脊椎动物视网膜上发现的一种维生素A的衍生物。,2.5 其它脂类2.5.2 蜡(Waxies)高级一元醇（直链或环状）与高级脂肪酸（碳原子数在2436）所形成的酯。

19、腊分布在植物的叶、茎和果实的表面；昆虫体表。蜡的理化性质与中性脂肪很相似，常温下蜡是固体，能溶于醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂。蜡既不被脂肪酶所水解，也不易皂化。,54,Cell lipoprotein(细胞脂蛋白)Lipoproteins Plasma lipoprotein（血浆脂 蛋白）,2.6 Lipoproteins(脂蛋白),Composition: Pro. + Lipid Lipoproteins脂质和蛋白质以非共价键结合而成的复合物,2.7 脂类的提取分离与分析原理 某些脂的溶解性 乙醚 乙醇 丙酮,溶解性,脂,卵磷脂 + + -脑磷脂 + - -胆固醇 + +（In hot e

20、thanol） +神经磷脂 - +（In hot ethanol） -,有机溶剂萃取氯仿-甲醇,脂类提取分析技术,组织样品,蛋白质沉淀,脂质的有机溶剂提取物,硅胶柱吸附层析,（1）甘油三酯氯仿中,（2）鞘糖脂丙酮中,（3）磷脂甲醇中,思考题： 如何鉴别真品芝麻油 、菜籽油和橄榄油和他们的赝品？答：芝麻油 、菜籽油和橄榄油三种油分别进行酸水解，然后将水解产物脂肪酸进行酯化处理（如甲醇），使脂肪酸转化为脂肪酸甲酯，再进行气相色谱分离，可获得各自的特征色谱图。,Chap.2 脂（二） -膜的结构和组成,一、Concept 生物膜是构成细胞所有膜的总称，包括围在细胞质外围的质膜和细胞器的内膜系统。,外

21、周膜内膜系统,二、膜的化学成分,Membrane lipidMembrane proteinMembrane saccharide（糖）无机盐水,1. 膜脂(Membrane lipid),Phospholipins 磷脂（主要）Glycolipins 糖脂 固醇, Phospholipid 磷脂,Glycerophospholipin 甘油磷脂(主要)Sphingolipin 鞘磷脂,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） Glycolipid糖脂,是糖通过半缩

22、醛羟基以糖苷键与脂质连接而成的化合物。膜脂中糖脂主要有鞘糖脂、甘油糖脂,H H H3C-(CH2)12- C C- C- C- CH2-O-Galactose H OHN-H O C R1,鞘氨醇,半乳糖脑苷脂（鞘糖脂）,（3） 固醇,动物膜固醇主要是胆固醇.植物膜固醇含量较动物少，主要有谷固醇、豆固醇等。,2. Glycoprotein膜蛋白, 内在膜蛋白 Integral,Intrinsic membrane protein 外周膜蛋白 Peripheral,Extrinsic membrane protein 脂锚定膜蛋白 lipid-anchored membrane protein,

23、全部埋于脂双层的疏水区，有的部分嵌在脂双层中，有的横跨全膜.主要靠疏水作用(Hydrophobic interaction)通过某些非极性氨基酸残基与膜脂疏水部分相结合。,这类蛋白被紧密连在膜上，并且不易溶于水。只有用破坏膜结构的试剂如有机溶剂（氯仿）或去污剂（TritonX-100）才能把它们从膜中提取出来。,内在蛋白(Integral ,Intrinsic protein),Intrinsic protein 内在蛋白,膜锚定蛋白(Lipid-anchored protein),有些膜蛋白本身并没有进入膜内，他们以共价键(Covalent link)与脂质、脂酰链、异戊烯基团相结合并通过他们的疏水部分插入到膜内,Lipid-anchored protein,Extrinsic protein,Intrinsic protein,外周蛋白(Extrinsic protein),分布于膜的脂双层内外表面，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在蛋白的亲水部分结合。,比较易于分离，大都能溶于水，可在不破坏膜结构的情况下，通过温和方法（高离子强度、高pH、）分离提取。,3. Polysaccharide糖类,生物膜中的糖类大多与膜蛋白结合成 Glycoprotein（信息识别）少数与膜脂结合成糖脂,