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第 三 章

第 三 章. 脂类化学与生物膜. 第一节. 脂类的概念及 生物学功能：. 一、概念：. 脂质： 脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。参与脂质组成的脂肪酸多是 4 碳以上的长链一元羧酸、醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。 具有三个特征： 不溶于水而溶于有机溶剂 为脂肪酸和醇所组成的酯类 能被生物体所利用，作为构造、修补组织或供给能量之用. 二．脂质的元素组成. 元素组成： C 、 H 、 O ，有的还含有 N 、 P 等。如：磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇等；.

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第 三 章

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Presentation Transcript

  1. 第 三 章 脂类化学与生物膜

  2. 第一节 脂类的概念及 生物学功能：

  3. 一、概念： 脂质：脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。参与脂质组成的脂肪酸多是4碳以上的长链一元羧酸、醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。 • 具有三个特征： • 不溶于水而溶于有机溶剂 • 为脂肪酸和醇所组成的酯类 • 能被生物体所利用，作为构造、修补组织或供给能量之用

  4. 二．脂质的元素组成 元素组成：C、H、O，有的还含有N、P等。如：磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇等； 化学观点: 脂肪酸+醇→酯，酯的衍生物。

  5. 三、 脂类的生物功能： 1．提供能量。 人体内氧化1g脂肪可得到38KJ热能氧化1g糖或蛋白质只能得到17KJ热能 ； 2．保护作用和御寒作用 ； 3．为脂溶性物质提供溶剂，促进人及动物体吸收脂溶性物质； 4．为生物体提供必需脂酸；

  6. 三、 脂类的生物功能： 5．构建生物膜； 6．脂类作为细胞表面的物质，与细胞识别、免疫等密切相关； 7．有些脂类还具有维生素和激素的功能。 如：维生素A、D、 E、K。类固醇具有激素功能。

  7. 由脂构成的单层生物膜

  8. 第二节 脂类的分类

  9. 根据组成脂类的不同组份可以将脂类分为三大类：根据组成脂类的不同组份可以将脂类分为三大类： 一、单脂：脂肪酸和醇所形成的酯。 最常见的脂类物质有： （1）甘油三酯： 三分子脂肪酸和一分子甘油所组成的酯； （2）蜡：由高级脂肪酸和高级一元醇构成的酯。 分动物蜡和植物蜡。

  10. 二、复脂： 除醇类和脂肪酸外尚含有其他物质。 （1）磷脂：分为甘油醇磷脂和鞘胺醇磷脂； （2）糖脂：分为鞘糖脂和甘油糖脂； 三、类脂化合物: 上述脂类物质衍生而来或关系密切。 （1）固醇类； （2）萜类； （3）其它：如维生素A、D、E、K。

  11. 第三节 油 脂 glycerides

  12. 一、油脂的结构 油脂（也叫脂肪、真脂、酯酰甘油，包括脂和油），属于脂酰甘油酯，但常温下脂一般是固体，而油是液体

  13. 脂酰甘油:即脂肪酸和甘油所形成的脂。包括：单脂酰甘油，二脂酰甘油和三脂酰甘油三种。其中，三酯酰甘油是脂类中最丰富的一大类，其结构如图所示:

  14. 三酰甘油个空间结构：

  15. 二、油脂的水解物 （一）脂肪酸： 1、目前已发现100余种脂肪酸，它们主要在链的长度和饱和度方面有差异。 2、在自然界中游离的脂肪酸较为少见，绝大部分脂肪酸是以结合形式存在的。按照其饱和程度脂肪酸可分成： • 饱和脂肪酸； • 不饱和脂肪酸。

  16. 脂酸的空间构象

  17. 3、脂肪酸的特点： （1）、它们之中大部分是不分枝和无环无羟基单羧酸； （2）、自然界中分子中的碳原子数目绝大多数是偶数； （3）、饱和脂肪酸中最普遍的软脂酸（十六酸）和硬脂酸（十八酸）。不饱和脂肪酸中最普遍的是油酸（△9 - 十八烯酸）； （4）、不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸低。链长相同则不饱和度越高，熔点越低。

  18. （5）、细菌中所含的脂肪酸比植物动物少得多，绝大多数为饱和脂肪酸。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含量。（5）、细菌中所含的脂肪酸比植物动物少得多，绝大多数为饱和脂肪酸。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含量。 （6）、高等动物的不饱和脂肪酸从结构上讲部分是顺式结构

  19. （7）、必需脂肪酸：我们把维持哺乳动物正常生长所需要的而体内又不能合成的脂肪酸称为必需脂肪酸(如：亚油酸和亚麻酸)。（7）、必需脂肪酸：我们把维持哺乳动物正常生长所需要的而体内又不能合成的脂肪酸称为必需脂肪酸(如：亚油酸和亚麻酸)。 • 哺乳动物中的亚油酸（18碳2烯酸）和亚麻酸（18碳3烯酸）是从植物中获得的。如亚油酸在红花油、玉米油、棉籽油、大豆油中含量均在 50% 以上。

  20. （二）甘油 • 甘油味道甜，质量密度为1.26； • 和水与乙醇可以任何比例互溶，但不溶于乙醚、氯仿等； • 甘油是许多化合物的良好溶剂，广泛地用于化妆品和医药工业； • 甘油能保持水分，可以作为润湿剂。

  21. 三、甘油三酯的物理化学性质： （一）物理性质 1、外观：一般为无色、无味、无臭，呈现中性，密度小于1（固体≈0.8,液体≈ 0.915-0.94) 。 2、溶解性：不溶于水，溶于非极性溶剂，但低级脂肪酸（C6以下）所构成的脂肪可略溶于水。在胆汁酸或乳化剂存在下乳化。 3、熔点：碳链越长熔点越高，饱和脂肪酸高于不饱和脂肪酸的熔点。 如：三软酯酰甘油和三硬酯酰甘油在体温下为固态，三油酰甘油和三亚油酰甘油在体内呈液态。 如：猪的脂肪中油酸占50%，猪油的固化点30.5℃ ，人的脂肪中油酸占70%,人的固化点15℃ 。 植物中含有大量的不饱和脂肪酸，因此成液态。

  22. （二）化学性质 1、酯键产生的性质： 水解和皂化：将脂酰甘油与酸或碱共煮或经脂酶作用时都可以发生水解,当用碱水解酯酰甘油时，可产生脂肪酸的盐类即肥皂，故称之为皂化反应。 水解 皂化反应

  23. 皂化值： 完全皂化一克油脂所消耗的KOH的毫克数。

  24. 皂化值的计算：

  25. 2、由不饱和脂肪酸产生的性质 （1）、氢化和卤化： 氢化：油脂中的不饱和键可以在金属镍催化下发生氢化反应：

  26. —CH＝CH－＋I2 —CH－CH－ I I 卤化和碘值： • 油脂可以与囱素发生加成作用。生成卤代脂肪酸，称为卤化作用。 • 碘值：指100克油脂与碘作用所需碘的克数。

  27. 碘值的计算： • 测定过程的反应：

  28. （2）氧化： • 温和条件下氧化（如空气）

  29. 剧烈条件下氧化（如臭氧）

  30. （3）酸败和酸值： 酸败：油脂是在空气中暴露过久即产生难闻的臭味这种现象称为酸败。 水解性酸败：由于光、热或微生物的作用，使油脂水解生成脂酸，低级脂酸有臭味，称水解性酸败。 氧化性酸败：由于空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生醛和酮等，称氧化性酸败。 酸值（价）（acid number or value）：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需KOH的mg数。

  31. 酸败的主要原因： 首先：由于油脂的不饱和成分发生自动氧化，产生过氧化物质进而降解成醛酮酸的复杂混合物； 其次：微生物的作用。它们把油脂分解为游离的脂肪酸和甘油。一些低级脂肪酸本身就有臭味，脂肪酸经系列酶促反应也产生挥发性的低级酮。甘油可被氧化成具有异臭的 1、2-环氧丙酮。

  32. 3、由羟基产生的性质 • 羟基脂肪酸乙酰化：油脂中含羟基的脂肪酸可以与乙酰酐或其它酰化试剂作用形成相应的酯： • 乙酰化值：指1克乙酰化的油脂经分解释放出的乙酸用氢氧化钾中和时所需要的氢氧化钾的毫克数。

  33. 总结：脂肪酸的化学性质完全可以从其结构中被推导出来。总结：脂肪酸的化学性质完全可以从其结构中被推导出来。 1、酯键水解——皂化反应。 2、不饱和键的存在有氢化、卤化、氧化等反应。 3、羟基的存在有乙酰化反应。

  34. 第四节蜡 waxes • 高级脂肪酸与高级一元醇生成的酯 • 1、分类：动物蜡和植物蜡 • 2、物理性质：不溶于水，溶于有机溶剂，固体，熔点比脂肪高。 • 3、化学性质：不易水解，不被脂肪酶水解（所以没有营养价值，主要起保护作用）。

  35. 第五节复 脂 Complex lipids

  36. 一、磷脂phospholipides 磷脂是分子中含有磷酸的脂质。 根据含有的醇可以分为2类： 甘油（丙三醇） 甘油磷脂类 神经鞘氨醇 鞘氨醇磷脂

  37. （一）甘油磷脂 1、通式

  38. 立体命名的规定： • 甘油的3个C指定为1、2、3，其顺序不能颠倒，称为立体专一编号，代号Sn，根据国际生化命名委员会1967年的规定，1、3两字的位置不能交换。所有甘油衍生物的名称前都应冠以Sn，例如Sn-甘油-3-磷酸与Sn-甘油-1-磷酸互为对映体

  39. 甘油磷脂类：磷脂酰胆碱

  40. 鞘氨醇磷脂

  41. 2、共同的理化性质： （1）两亲分子：亲油、亲水；

  42. 两亲分子的解释： 英文：amphipathic compound 译文：双性、两型、亲水、单极性化合物、兼性离子、两性脂类、两性分子、中性两极的化合物。 现在定为两亲分子。

  43. 磷脂分子的双亲性

  44. （2）可解离成两性离子型或带电荷的分子； 如：磷脂酰胆碱为例的解离：

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