第二章　脂类（ lipid ）

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河北科技大学生工学院生命科学系

第二章　脂类（ lipid ）

第一节　引　言第二节　脂肪酸第三节　脂酰甘油类第四节　磷脂、糖脂、萜类和类固醇类第五节　脂蛋白第六节　细胞膜

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第一节　引　言　第 79 页

一、脂质的定义二、脂质的分类　三、脂质的生物学作用

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一、脂质的定义

是指那些低溶于水而高溶于非极性有机溶剂（乙醚、氯仿、石油醚苯等）的生物有机分子。

共性是：脂溶性化学元素组成主要是： C. H. 0. N. P

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二、脂质的分类1. 按化学组成分：

单纯脂质：脂肪酸和醇形成。（脂、油、蜡）复合脂质：除含脂肪酸和醇外，尚含其它非脂成分。衍生脂质：如取代烃、类固醇、萜、脂溶性 V 等。结合脂：脂与糖或蛋白形成的脂多糖和脂蛋白。

2. 能否被碱水解：可皂化脂质不可皂化脂质（类固醇和萜）

3. 在水中和水界面的行为不同：非极性脂质极性脂质

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河北科技大学生工学院生命科学系脂质在空气－水界面和水系统中自发形成的几种常见结构

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脂类(Lipids)

脂肪：甘油三酯 (Triglycerides, TG) (Fats)

类脂

磷脂 (Phospholipids, PL)

糖脂 (Glycolipids, GL)

胆固醇 (Cholestrol, CH)

胆固醇脂 (Cholestrol ester,CHE)

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三、脂质的生物学作用

1 ．贮存脂质：能量的主要贮存形式；抗低温；2 ．结构脂质：构成生物膜的骨架。3 ．活性脂质：是少量的细胞成分，具有专一的重要生物活性。

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第二节　脂肪酸（ fatty acid ， FA ）　第 82 页

脂肪酸及种类必需多不饱和脂肪酸脂肪酸的结构特点脂肪酸的物理和化学性质

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一、脂肪酸及种类

1. 是一羧酸，少数以游离形式存在2. 常见的脂肪酸：软脂酸、硬脂酸、油酸3. 根据脂肪酸碳链结构的不同（ 83 页表）

饱和脂肪酸不饱和脂肪酸（ 1~4, 少数有 6 个）含羟基和酮基的脂肪酸含分支和环状结构的脂肪酸表 2 － 2

CH3 －（ CH2 ） n －COOH

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二、必需多不饱和脂肪酸动物不能合成亚油酸，必须从食物中才能获得这种必需脂肪酸。　亚油酸（ 9,12 －十八碳二烯酸）和　亚麻酸（ 9,12,15- 十八碳三烯酸）

　　　　　　花生四烯酸　　　　　　　　　　　　　　　 DHA（ 5 ， 8 ， 11 ， 14- 二十碳四烯酸 AA ）（ 4 ， 7 ， 10 ， 13 ， 16,19-

二十二碳六烯酸）

　

　　　　　　　　　　是人的大脑发育、成长的重要物质之一

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练习题糖原和支链淀粉结构上很相似 , 都由许多 ___ 组成 . 结

构上的差别主要是糖原分子 __ 、 _ 　和 _ _ 。纤维素分子是由　　　糖组成。琼脂有哪些用途？　　　　　　人血液中含量最丰富的糖是 __, 肝脏中含量最丰富的糖

是 _ , 肌肉中含量最丰富的糖 _ 。糖胺聚糖是一类含 __ 和 ___ 的杂多糖 , 其代表性化合物

有 ____ 、　　、　　、等。从人体营养角度考虑必需脂肪酸包括　、、、。　　

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三、脂肪酸的结构特点

天然脂肪酸几乎都是偶数碳，多数在 12 － 24 碳，最常见的是 16C和 18C 双键数目一般为 1~4 个非共轭双键系统、共轭双键系统、顺式与反式构型（多为顺式）。　　－ CH2－ CH ＝ CH － CH2 － CH ＝ CH － CH2－　　－ CH2－ CH ＝ CH － CH ＝ CH － CH ＝ CH － CH2－

－ C ＝ C －

H

H

－ C ＝ C －

H H催化剂，加热

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几种脂肪酸的立体结构

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1. 溶解度 :在水中的不同2. 溶点：同等链长的不饱和的比饱

和的溶点低，双键愈多溶点低。顺式比反式低。

四、脂肪酸的物理和化学性质 87 页

植物中脂肪常温下为液态称油 ,

动物脂常温下为固态称为脂。

？

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3. 脂肪酸盐与乳化作用

脂肪酸盐： CH3 －（ CH2 ） n － COO －

K ＋

去污剂：都是两性分子，具有亲水基和疏水基，是两亲化合物。

乳化作用： 88 页…油滴被裹上一层去污剂分子，处于微团中，油滴作为亲水物体悬于水中而成乳胶。

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几种常用去污剂的结构　　　　 87 页

脂肪酸盐十二烷基硫酸钠（ SDS ，人工合成）胆汁酸辛基葡糖苷脱氧胆酸钠聚乙二醇辛基苯基醚 (T riton X-100 )

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去污剂在生化领域的应用

高浓度时能使蛋白变性。若高于临界微团浓度时可使生物膜溶解；若低于临界微团浓度时不引起蛋白质变性，

能从膜中溶解膜结合蛋白，有利于进行膜蛋白分离纯化；

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第三节　三酰甘油（脂肪、真脂， fat ）　第 91 页

脂肪的组成及结构特点三酰甘油的化学性质

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一、组成及结构特点

单脂酰甘油 (MG) 、二脂酰甘油 (DG) 、三脂酰甘油 (脂肪， TG) R2 多是不饱和脂肪酸动、植物油脂中主要是三酰甘油（ TG ）自然界动植物油脂多为混酸甘油三酯、同酸甘油三酯的复杂混合物

α

α

β

α

β

α

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二、脂肪的化学性质　　　第 94 页

1.无色、无味的稠性液体或蜡状固体。2. 水解与皂化3.氢化和卤化4. 油脂酸败、油脂干燥5. 脂质过氧化作用

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水解（在酸碱酶作用下均可发生）

皂化作用（ saponification ）：油脂的碱水解过程。皂化价：指完全皂化 1克油脂所需的氢氧化钾的毫克数称

为。　可用皂化值检测油脂的纯度。其大小可推知脂肪中所含脂肪酸的平均相对分子质量。

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氢化应用：植物油固态脂（氢化油）

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卤化作用碘值：指 100g 油脂卤化时所能吸收碘的克数。根据油脂碘价的高低，可将油分为三类，

干性油碘价在 130 以上半干性油在 100~130 之间不干性油在 100 以下　　　　　　　　　　　　　　　

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自动氧化油脂酸败　　　是油脂中不饱和脂肪酸分子双键受空气中氧的作用，逐渐发生了变化，产生一种难闻的臭味现象（光热、湿气、铜、铁等促进行氧化）

酸败程度用酸值表示：酸值是指中和 1克油脂中游离脂肪酸所需的氢氧化钾的毫克数。

油脂干燥　　　含高度不饱和脂肪酸的油类 (如桐油，亚麻油 ) 经空气氧化后，

可形成一层坚硬不溶而富于弹性的薄膜 . 脂肪酸的不饱和程度愈高，愈容易形成氧化膜。

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脂质过氧化作用　　　　 96 页

脂质过氧化：指多不饱和脂肪酸或脂质的氧化变质，产生过氧化物。是活性氧参与的自由基链反应。

自由基：共价键均裂而产生。含奇数价电子，反应性强，易反应生成稳定分子，寿命短。（辐射诱导，热诱导，单电子氧化还原）

活性氧自由基： O2 • － H O2

• HOO • • OH 1O2 ，、

　化学性质活泼，能发生抽氧（氢）、歧化、化合、取代、加成等反应。自由基链反应：引发、增长和终止　 100 页

－ CH ＝ CH － CH2 － CH ＝ CH －　　 LH ＋ • OH － L• ＋ H2 O L• ＋ O2 － LOO • LOO • ＋ LH － LOO H ＋ L• L• ＋ L• － L － L

脂质过氧化物自由基、环过氧化物和环内过氧化物自由基断裂生成各种醛类（丙二醛）、酮、羧酸和烃类。

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脂质过氧化作用对机体的损伤 101 页

中间产物自由基导致蛋白质分子的聚合。终产物丙二醛导致蛋白质分子的交联丙二醛可与蛋白质分子的氨基发生作用导致多肽链的链内交联和链间交联。醛类产物也能与蛋白质的巯基反应，使其失去生物活性。

脂质过氧化对生物膜的损害：生物膜是生命系统中最容易发生脂质过氧化的场所。

脂质过氧化与动脉粥样硬化脂质过氧化与衰老：脂褐素和黑色素组成。脂褐素：是氧化了的不

饱和脂质、蛋白质和其他细胞降解物的聚合物，是在自由基、酶和金属离子的参与下膜分子发生裂解和过氧化的结果。

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几种重要的抗氧化剂（ antioxidant ）抗氧化剂凡具有还原性性而能抑制靶分子自动氧化即抑制自由基链反应

的物质称为。超氧化物歧化酶（ SOD ）歧化反应： O2

• －＋ 2H ＋－ H2O2 ＋ O2

　 H2O2 能穿透细胞膜进入细胞，产生反应性极强的　 • OH 　过氧化氢酶　　　　　 2H2O2 －　 2H2O ＋ O2

　谷胱甘肽过氧化物酶（ GSHPX ） 2GSH ＋ H2O2 － GSSH ＋ 2H2O 维生素 E （生育酚）　　　　

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第四节　磷脂、糖脂、萜和类固醇　第 103 页

磷脂糖脂萜和类固醇

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一、磷脂（ phospholipid ）

指含磷酸基团的脂类，主要参与细胞膜系统的组成。少量存在于细胞的其它部分。甘油磷脂醚甘油磷脂鞘磷脂

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1. 甘油磷脂组成与结构（磷酸甘油脂， L － α －甘油磷脂）

结构通式 :甘油＋脂肪酸＋磷酸＋X（其它）

X

极性头部

非极性尾部

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磷脂酸（天然的属于 L- 型 Sn- 甘油 -3- 磷酸）

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几种常见甘油磷脂（ pH7 ， 104 页 )

甘油醇磷脂（名称） X （氮碱或其他基团）净电荷磷脂酰胆碱（卵磷脂）磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）磷脂酰丝氨酸（脑磷脂）磷脂酰肌醇磷脂酰甘油心磷脂

胆碱乙醇胺丝氨酸肌醇或磷酸肌醇甘油磷脂酰甘油

00-1-1-1-2

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磷脂酰胆碱（卵磷脂， lecithin ）

有防止脂肪肝形成的作用，食品工业上广泛用作乳化剂。不溶于丙酮，溶于乙醚及乙醇。

+

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磷脂酰乙醇胺 (PE ，脑磷脂 )

不溶于丙酮及乙醇，但溶于乙醚。与凝血有关。（凝血酶致活由脑磷脂和蛋白质组成）

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2. 甘油磷脂的一般性质　第 105 页

难溶于无水丙酮，用氯仿－甲醇混合液可从细胞和组织中提取磷脂。是两亲分子，在水中能形成微团和微囊。

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二、糖脂　第 110 页

糖脂：指糖（ 1 或 1 以上个分子）通过其半缩醛羟基以糖苷键与脂质连接的化合物。

分为鞘氨醇糖脂甘油醇糖脂

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三、萜和类固醇 110 页

一般不含脂肪酸属不可皂化脂质，在生物体内含量不多，是重要的生物活性物质。

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1. 萜　 (terpene)

属于异戊二烯系脂类，不含脂肪酸，属不皂化物。可分为：单萜、双萜、三萜、四萜、多萜。

头

尾

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2. 类固醇（甾醇， steroid ）

核心结构：环戊烷多氢菲环大多数真核细胞膜中存在，也可游离或与脂肪酸成酯。

3

110

6

19

11 13

1415

17

18

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胆固醇 (cholesterol)

两亲特性使对膜中脂质的物理　状态具有调节作用。

与脂代谢、细胞膜结构、其它类固醇物质有关。

动物体内固醇：胆固醇、7 －脱氢胆固醇

植物体内固醇：麦角固醇、谷固醇、豆固醇。

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第五节　脂蛋白（ lipoprotein ）　第 116 页

脂蛋白：是脂质与蛋白质非共价键结合而成。包括血浆脂蛋白和细胞脂蛋白

载脂蛋白：脂蛋白中的蛋白质部分。在肝和小肠中合成并分泌的。

大多数蛋白质的密度为 1.3-1.4g/cm3

脂质聚集体密度为 0.8-0.9g/cm3

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一、血浆脂蛋白（脂蛋白复合体， 117 页）

是脂类在血浆中的运输形式。以疏水性脂类为核心围绕着极性脂类和载脂蛋白组成。

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血浆脂蛋白的结构核心（疏水脂）和外壳（极性脂和载脂蛋白）两部分载脂蛋白质的主要作用是： 117 － 118 页

作为疏水脂质的增溶剂作为脂蛋白受体的识别部位（细胞导向信号）

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血浆脂蛋白的分类（合成部位不同，所运的脂是有区别的）

乳糜微粒：小肠上皮细胞合成。极低密度脂蛋白 (VLDL) ：肝细胞合成。中间密度脂蛋白（ IDL) 低密度脂蛋白 (LDL) ：来自肝脏。高密度脂蛋白 (HDL) ：来自肝脏。

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练习题1. 卵磷脂是由 ___ 、 __ 、 __ 、和 ___ 组成。2.所有的磷脂分子中都含有甘油基 .3. 要将膜蛋白分子完整地从膜上溶解下来，可以用 A. 蛋白水解酶　 B. 脂肪酶 C.去垢剂 D. 糖苷水解酶4. 自然界中常见的不饱和脂酸多具有反式结构。5. 不同来源的油脂溶点不同是因所含脂肪相对分子质量不同。6. 脂类在血浆中是以　　　形式运输。

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第六节　细胞膜（ plasma membrane ， 589 页 )

膜的化学组成与结构膜结构特点膜的功能

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一、膜的化学组成与结构

1. 膜脂：主要是磷脂、固醇。2. 膜蛋白：内在蛋白和外周蛋白3. 膜糖类：糖脂和糖蛋白

甘油磷脂

是双亲媒性分子

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二、膜结构特点及特性（流动镶嵌模型， 1972 年）

1. 膜结构的连续主体是极性的脂质双分子层。

2. 膜蛋白分布不对称性。

3. 脂质分子之间或蛋白质组分与脂质之间无共价结合。

4. 膜蛋白和膜脂的流动性

5.选择性渗透作用

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膜的流动性

相变温度：指生物膜从液晶态转变为凝胶状态时的温度。

流动性取决于①不饱和脂肪酸含量及碳链长度②胆固醇含量（不改变相变温度，但影响膜的流动性）

膜质的流动性变化会影响膜蛋白的构象和功能。

液晶态　　　　　　凝胶态相变温度

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三、膜的功能

1. 物质传递作用。2.保护作用。3.信息传递作用。4. 细胞识别作用。5. 能量转换作用（线粒体内膜和叶绿体类囊体膜）。6. 蛋白质合成与运输（糙面内质网膜）。7.内部运输（高尔基体膜）。8.核质分开（核膜）。

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第二章 脂类 （ lipid ）

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