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第五章 脂类和生物膜

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第五章 脂质和生物膜_PPT幻灯片

第五章 脂质和生物膜_PPT幻灯片
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。
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；
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
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
磷脂的结构类型
X= H X= CH2CH2N(CH3)2 X= CH2CH2NH2 X= CH2CH(OH)CHOH X= CH2CH(NH2)COO-
OH OH
O O CH2O C R1 R2 C O CH O
CH2O P O X OH
磷脂酸
磷脂酰胆碱（卵磷脂）
磷脂酰乙醇胺
磷脂酰甘油
X=
OH
O
OH OH
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
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

脂类和生物膜 ppt课件

脂类和生物膜 ppt课件

17 PPT课件
3、必须脂肪酸（essential fatty acids） ：维持 哺乳动物正常生长所需的，而动物又不能合成的 脂肪酸。
亚油酸、亚麻酸可直接从植物性食物中获得 亚麻酸可衍生出二十碳五烯酸（EPA）和二十二
碳六烯酸（DHA） 亚油酸可衍生出花生四烯酸
18 PPT课件
三、磷脂 甘油磷酸酯（glycerophosphatide） 含有极性头和非极性尾 构成生物膜的基本成分
15 PPT课件
二、脂肪酸（fatty acid, FA） 1、脂肪酸种类：饱和脂肪酸（软脂酸、硬脂酸
等）、不饱和脂肪酸（油酸、亚油酸、亚麻 酸等）。 表 示 方 法 ： 1 8 : 2 △9c,12c（ 亚 油 酸 : 顺 ， 顺 9,12-十八烯酸） 植物油含不饱和脂肪酸比动物油多
16 PPT课件
（乙醚、氯仿、苯等） • 熔点：无明确熔点，只有大概范围 • 折光性：不饱和脂肪酸的高于饱和脂肪酸，
分子量高的饱和脂肪酸高于分子量低的
10 PPT课件
2、水解和皂化
水解：一切脂肪都能被酸、 蒸汽及脂肪酶水解，产生 甘油和脂酸。
皂化：如果水解剂是碱， 则得甘油和脂酸的盐类。 该过程为皂化。
皂化价：皂化1g油脂所需 的KOHmg数。是三酰甘 油平均分子量的量度
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。
酸价（值）：中和1g油脂中的游离脂肪酸所需 的KOH的mg数。
如何防止脂肪的自动氧化？ 加入抗氧化剂，如BHA(丁基羟基茴香醚)、BHT(二 丁基羟基甲苯)、α-生育酚
• 教师的教鞭

脂类和生物膜文稿演示

脂类和生物膜文稿演示
脂类和生物膜文稿演示
复脂 ：脂酸与醇(甘油醇，鞘氨醉2)所生成 的酯，同时含有其他非脂性物质，如糖、磷 、酸及氮碱。
磷脂：含磷酸与氮碱的脂类，分甘油醇磷 脂和鞘氨醇磷脂两类。鞘氨醇磷脂不含甘油 醇而含鞘氨醇。
糖脂：含糖分子的脂类，由鞘氨醇或甘油 醇与脂酸和糖所组成，如脑苷脂和神经节苷 脂。
脂质类别
内在蛋白
（3）糖类
生物膜中含有一定的寡糖类物质。它 们大多与膜蛋白结合，少数与膜脂结 合。 糖类在膜上的分布是不对称的，全部 都处于细胞膜的外侧。生物膜中组成 寡糖的单糖主要有半乳糖、半乳糖胺 、甘露糖、葡萄糖和葡萄糖胺等。 生物膜中的糖类化合物在信息传递和 相互识别方面具有重要作用。
生物膜的功能
s
糖脂也是构成双层脂膜的结构物质。
糖脂主要分布在细胞膜外侧的单分子层中。
动物细胞膜所含的O糖脂主要是脑苷脂。
C H 2 O H结构为： NH C R R:脂肪酸
OH
O O CH2 CH CH=CH (CH2)12 CH3
OH
OH
OH
半乳糖
神经鞘氨醇
（2）膜蛋白质
生物膜中含有多种不同的蛋白质，通常称为 膜蛋白。 根据它们在膜上的定位情况，可以分为外周 蛋白和内在蛋白。 膜蛋白具有重要的生物功能，是生物膜实施 功能的基本场所。
生物膜具有保护、转运、能量转换、信息传 递、运动和免疫等生物功能。
1．保护功能
在细胞或细胞器中，生物膜第一个 重要作用是将其内含物质与外界环 境分隔开来，使之成为具有特殊功 能的独立体。 生物膜能够保护细胞或细胞器不受 或少受外界环境因素改变的影响， 保持它们原有的形状和完整结构。
2．转运功能
细胞或细胞器需要经 常与外界进行物质交 换以维持其正常的功 能。

脂类与生物膜

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

第五章 脂类

第五章 脂类

影响油脂发生酸败的因素有： 影响油脂发生酸败的因素有： • • • • • • 温度； 温度； 光和射线：紫外线和β 射线、 射线； 光和射线：紫外线和β-射线、γ-射线； 氧气； 氧气； 催化剂：如金属元素； 催化剂：如金属元素； 脂肪酸的类型； 脂肪酸的类型； 抗氧化剂。 抗氧化剂。
防止油脂酸败的措施
（三）脂肪的酸败
油脂暴露在空气中，因为空气中的氧气、日光、 油脂暴露在空气中，因为空气中的氧气、日光、微生 酶的作用而发出难闻的气味和口味变苦， 物、酶的作用而发出难闻的气味和口味变苦，甚至有 毒性等现象，称为油脂的酸败 油脂的酸败。 毒性等现象，称为油脂的酸败。 酸败影响食品质量、风味变坏或使其营养价值降低、 酸败影响食品质量、风味变坏或使其营养价值降低、甚 至对人体健康有害。 至对人体健康有害。 酸价：中和 油脂中的游离脂肪酸所消耗 油脂中的游离脂肪酸所消耗KOH的毫克 酸价：中和1g油脂中的游离脂肪酸所消耗 的毫克 称为酸值。酸败程度一般用酸值来表示。 数，称为酸值。酸败程度一般用酸值来表示。
• • • • • • 低温贮存； 低温贮存； 隔绝空气； 隔绝空气； 避光保存； 避光保存； 降低杂质和水分含量； 降低杂质和水分含量； 包装容器干净清洁，且不用金属容器； 包装容器干净清洁，且不用金属容器； 加入抗氧化剂，如维生素E 丁基羟基茴香醚、 加入抗氧化剂，如维生素E、丁基羟基茴香醚、 丁基羟基甲苯等。 丁基羟基甲苯等。
油脂的酸败可分为3种类型： 油脂的酸败可分为3种类型：
①水解型酸败：在酶作用下水解产生脂肪酸，如产生 水解型酸败：在酶作用下水解产生脂肪酸， 的是低级脂肪酸，则具有难闻的气味， 的是低级脂肪酸，则具有难闻的气味，若产生的是 高级脂肪酸，则不产生难闻气味。如奶油、 高级脂肪酸，则不产生难闻气味。如奶油、椰子油 产生这种水解型酸败。 产生这种水解型酸败。 酮型酸败（ 型氧化酸败）： ）：水解产生的游离饱和 ②酮型酸败（β-型氧化酸败）：水解产生的游离饱和 脂肪酸， 脂肪酸，在酶的作用下氧化生成有特殊刺激性臭味 的酮酸和甲基酮。 的酮酸和甲基酮。 氧化型酸败（自动氧化）： ）：油脂中不饱和脂肪酸在 ③氧化型酸败（自动氧化）：油脂中不饱和脂肪酸在 空气中易发生自动氧化，生成过氧化物， 空气中易发生自动氧化，生成过氧化物，进一步分 解为低级脂肪酸、 产生臭味。 解为低级脂肪酸、醛、酮，产生臭味。是油脂及含 油脂食品主要的变质现象。 油脂食品主要的变质现象。 含水和含蛋白质较多的含油食品或油脂易受微生物污 引起水解型酸败和酮型酸败。 染，引起水解型酸败和酮型酸败。

生物化学 5 脂类与生物膜

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

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：

生物化学简明教程第五版课后习题答案5 脂类化合物和生物膜

生物化学简明教程第五版课后习题答案5 脂类化合物和生物膜1．简述脂质的结构特点和生物学作用。

解答：(1)脂质的结构特点：脂质是生物体内一大类不溶于水而易溶于非极性有机溶剂的有机化合物，大多数脂质的化学本质是脂肪酸和醇形成的酯及其衍生物。

脂肪酸多为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。

脂质的元素组成主要为碳、氢、氧，此外还有氮、磷、硫等。

(2)脂质的生物学作用：脂质具有许多重要的生物功能。

脂肪是生物体贮存能量的主要形式，脂肪酸是生物体的重要代谢燃料，生物体表面的脂质有防止机械损伤和防止热量散发的作用。

磷脂、糖脂、固醇等是构成生物膜的重要物质，它们作为细胞表面的组成成分与细胞的识别、物种的特异性以及组织免疫性等有密切的关系。

有些脂质（如萜类化合物和固醇等）还具有重要生物活性，具有维生素、激素等生物功能。

脂质在生物体中还常以共价键或通过次级键与其他生物分子结合形成各种复合物，如糖脂、脂蛋白等重要的生物大分子物质。

2．概述脂肪酸的结构和性质。

解答：(1)脂肪酸的结构：脂肪酸分子为一条长的烃链（“尾”）和一个末端羧基（“头”）组成的羧酸。

烃链以线性为主，分枝或环状的为数甚少。

根据烃链是否饱和，可将脂肪酸分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。

(2)脂肪酸的性质：①脂肪酸的物理性质取决于脂肪酸烃链的长度和不饱和程度。

烃链越长，非极性越强，溶解度也就越低。

②脂肪酸的熔点也受脂肪酸烃链的长度和不饱和程度的影响。

③脂肪酸中的双键极易被强氧化剂，如H 2O 2、超氧阴离子自由基（）、羟自由基（·OH ）等所氧化，因此含不饱和脂肪酸丰富的生物膜容易发生脂质过氧化作用，从而继发引起膜蛋白氧化，严重影响膜的结构和功能。

④脂肪酸盐属于极性脂质，具有亲水基（电离的羧基）和疏水基（长的烃链），是典型的两亲性化合物，属于离子型去污剂。

⑤必需脂肪酸中的亚油酸和亚麻酸可直接从植物食物中获得，花生四烯酸则可由亚油酸在体内转变而来。

第五章脂类与生物膜


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。 3.内嵌蛋白“溶解”于脂质双分子层的中心疏水部分。 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。
☆
四、 膜的功能
2.膜蛋白
3.膜糖类
三、 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）
第四章 脂类与生物膜
脂类的生理功能：
1、机体的主要结构成分： 磷脂和胆固醇，是所有生物膜的主要成分。
2、储存能量和氧化供能 机体摄取的营养物质如超过正常需要量，则转变为脂肪存于
组织中，当营养不够时，再分解释放能量供机体所需。 3、提供必需脂肪酸，协助和促进脂溶性维生素的吸收： 4、保温和保护作用：
脂质起润滑剂作用，能防止机械损伤；皮下脂肪能防止热量 散失，起防寒作用。 5、参与机体代谢调节：
含4个双键（花生四烯酸）
（二）甘油磷酸酯类
第四章 脂类与生物膜
磷脂在水相中自发形成脂质双分子层。 ☆
一些甘油磷酸酯
第四章 脂类与生物膜
（三）鞘脂类
第四章 脂类与生物膜
——由1分子脂肪酸，1分子鞘氨醇或其衍生物，以及1分子 极性头基团组成。
鞘磷脂类 鞘脂类 脑苷脂类（糖鞘脂）
神经节苷脂类
sphingomyelin
第四章 脂类与生物膜

5脂质和生物膜

第五章 脂质和生物膜
概述 脂肪 脂肪酸 磷脂 鞘脂类 类固醇 生物膜
脂质概述
一、脂质的定义：脂质（lipid）亦译为脂类或类脂是 脂质的定义：脂质（lipid） 一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。 一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。其化 学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。 学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。 脂肪酸多为4碳以上的长链一元羧酸。 脂肪酸多为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。 醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。 脂类的元素组成主要是C O,有些尚含N P。 脂类的元素组成主要是C H O,有些尚含N S P。 二、脂质的分类 脂质的分类 单纯（简单）脂质：是由脂肪酸和醇形成的酯， 包括脂肪和蜡。其中脂肪就是甘油三酯 复合脂质：除含有脂肪酸和醇基团以外，还含有一 些非脂成分，如甘油磷脂、鞘磷脂异戊二烯类脂 衍生脂质：上述脂质的衍生物，如固醇及其衍生物。
第二节 物 膜 六、生 生物膜
（一）细胞中的膜系统 生物膜的概念 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（细胞核 膜、线粒体膜、内质网膜、溶酶体膜、高尔基体膜） 系统。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。
（二）膜的化学组成 1.膜脂：主要是磷脂、固醇和鞘脂。当磷脂分 膜脂：主要是磷脂、固醇和鞘脂。 膜脂 散于水相时，可形成脂质体 微团）。 脂质体（ 散于水相时，可形成脂质体（微团）。 2.膜蛋白：内在（内嵌）蛋白、外在（外周）蛋白 膜蛋白： 膜蛋白 内在（内嵌）蛋白、外在（外周） 3.膜糖类 膜糖类 4.金属离子 水 金属离子
二、脂肪酸
2.按照碳原子数目 脂肪酸 奇数脂肪酸
偶数脂肪酸：但天然的脂肪酸绝大多数为偶数脂肪 酸。软脂酸（16C）、硬脂酸（18C）。 3.按照双键数目 单不饱和脂肪酸：油酸 脂肪酸 多不饱和脂肪酸：亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸 4.按照营养价值 必需脂肪酸：在人体内（或其它高等动物）不能 自已合成，可是人体又需要它，因此必须从食物 脂肪酸 中获取。亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。 非必需脂肪酸：能够自身合成饱和及单不饱和 脂肪酸。饱和脂肪酸、油酸。
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功能：选择性透过物质运输通道，信息识别受体。
以非共价键结合
静电力结合
Pr分子末端片段插入膜中
以单一a螺旋跨膜
以多段a螺旋跨膜
通过共价键结合的脂插膜
（三）糖类
质膜：糖类占质膜2-10%，大多与膜蛋白结合，少数与膜脂结合。 内膜系统
分布于质膜表面的糖残基形成一层多糖-蛋白质复合物（细胞外壳-糖萼）
糖蛋白功能：糖蛋白与大多数细胞的表面行为有关，细胞与周围环境的 相互作用都涉及到糖蛋白，在接受外界信息及细胞间相互识别方面有重 要作用。 二、生物膜的分子结构 （一）生物膜中的分子作用力 1、静电力：一切极性和带电基团之间，相互吸引或排斥 2、疏水作用：对维持膜结构起主要作用 3、范德华力：使膜中分子彼此靠近，在膜结构中也很重要。
四、脂质过氧化作用对机体的损伤 1、中间产物自由基导致蛋白质分子的聚合 2、脂质过氧化终产物可与蛋白质的氨基发生作用导致多肽 链的链内交联和链间交联。被修饰了的蛋白质和酶失去生 物活性，导致代谢异常。 3、脂质过氧化对膜的伤害 脂质过氧化的直接结果是不饱和脂肪酸减少，膜脂的 流动性降低。 4、脂质过氧化和动脉粥样硬化 5、脂质过氧化和衰老 老年斑、老年色素、脂褐素、黑色素
（二）膜蛋白 20-25%蛋白质与膜结构相联系，根据在膜上的定 位可分为膜周边蛋白质和膜内在蛋白质。 1、膜周边蛋白质（占膜蛋白的20-30%—外周蛋白 分布于膜的脂双层表面，通过静电力或非共价键与 其它膜蛋白相互作用连接到膜上，膜周边蛋白易于 分离，改变离子强度或金属螯合剂可提取，这类蛋 白质溶于水。 2、膜内在蛋白质（占膜蛋白的70-80%）
②协助扩散—溶质在顺浓度梯度扩散时，依赖于特定载体。 这些载体主要是镶嵌在膜上的多肽或蛋白质，属于透性酶 系，通过载体构象的变化完成运输，如：红细胞膜对葡萄 糖的运输。 两者的区别：协助扩散具有明显的饱和效应。 （二）主动运输（运送） 定义：凡物质逆浓度梯度的运输过程。 特点：①专一性（有的细胞膜只能运输氨基酸,不能运输葡 萄糖）；②运输速度可达到饱和状态（需载体蛋白）；③ 方向性（细胞总是向外运输Na+，向内运输K+以维持正常的 生理功能）④选择性抑制（乌本苷抑制Na+向外运输，根皮 苷抑制肾细胞对G的运输）⑤需提供能量 主动运输过程发生需要两个体系：一是参与运输的传递体、 二是酶系组成的能量传递系统。
Na+.K+-ATPase的亚基 结构及其在膜上定位
Na+-K+-ATPase
去污剂微囊
增溶的膜蛋白
Na+-K+- ATPase 的体外重建
脂-去污剂微囊
透析 纯化 外加的磷脂 去污剂微囊 Na+-K+-ATPase 在脂质体上重建
纯化的膜蛋白
• 3、阴离子的运输 • 4、糖和Aa的运输 • 1）葡萄糖的运输（主动运输、协同运输中的同向 运输） • 葡萄糖的运输利用Na+梯度提供能量，通过载体蛋 白，伴随着Na+一起运输入细胞，Na+梯度越大，葡 萄糖进入的速度越快，进入膜内的Na+又通过Na+、 K+—ATP酶运输体系将Na+运输到膜外，以维持Na+梯 度，所以葡萄糖的运输是Na+、K+—ATP酶维持的， Na+梯度推动的。[动物细胞中利用Na+梯度，细菌 中用H+梯度]
晶格镶嵌模型 1975年，Wallach提出了晶格镶嵌模型。他在流动镶嵌模 型的基础上，进一步强调：生物膜中流动性脂质的可 逆性变化。这种变化区域呈点状分布在膜上。相变表 现为膜脂分子的一种协同效益，即几十个以上的脂分 子同时相变。膜脂的相变受温度、脂本身的性质、膜 中其他成分、pH和二价阳离子浓度等因素的影响。 板 块镶嵌模型 板块镶嵌模型 1977年，Jain和White提出了板块镶嵌模型，其内容本质 上与晶格镶嵌模型相同。他们认为：在流动的脂双分 子层中，存在许多大小不同的、刚度较大的、彼此独 立运动的脂质“板块”（有序结构区），板块之间被 无序的流动的脂质区所分割，这两种区域处于一种连 续的动态平衡之中。
Ⅰ 脂类
一、脂质的定义 是一类低溶于水而高溶于非极性溶剂的生物有机分 子，对大多数脂质而言即是脂肪酸和醇所形成的酯类及 其衍生物。脂肪酸多是四碳以上的长链一元羧酸，而醇
类包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。
二、脂质分类 按照化学组成可分为： 1、单纯脂质，包括甘油三酯和蜡。 2、复合脂质（含有非脂分子成分）包括磷脂和糖脂
Na+- K+- ATPase的作用模型
1
细胞外
2
细胞质
P ADP
3
构象变化学说
6
4
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2、Ca2+的运输（单向运输） Ca 2+泵和Ca 2+ —ATP酶 Ca2+—ATP酶可以催化下列反应： 2Ca 2+ （外）+ATP 2Ca 2+ （内） + ADP（外）+Pi （外） ①Ca2+—ATP酶是肌质网的主要成分，占膜蛋白的90%，易于提 纯，对Ca2+有很高的亲和力。 • ②肌肉的收缩和松弛过程，是Ca 2+从肌质网释放和再摄入的主 动运输过程。 • ③每一分子ATP酶每秒钟可以水解10个ATP分子，每水解一分子 ATP运输2个Ca 2+。 • 钙调蛋白：可刺激细胞对钙离子的摄取，钙调蛋白的作用与Ca 2+浓度有关。
（二）生物膜结构的几个特征
1、脂双层是生物膜的基本骨架
2、膜蛋白以两种方式与膜结合 外周蛋白和内在蛋白 3、膜组分的不对称分布 构成膜的脂质、蛋白质和糖类在膜两侧分布都是不对称的。
（脂质在双层之间可以翻转，而膜蛋白在双层之间不能翻
转） 4、生物膜的流动性（主要特征）变形虫运动.avi
合适的流动性对生物膜表现正常功能具有重要作用。
发绿光荧光素 标记的小鼠细 胞膜蛋白抗体
发红光硷性蕊香 红标记的人细胞 膜蛋白抗体
通过细胞膜的融合证明细胞的流动性
1）膜脂的流动性（取决于磷脂） 膜脂运动的方式： ①磷脂分子在膜内侧作侧向扩散或侧向移动（速度很快） 人工膜和生物膜中均有。 ②磷脂分子在脂双层中作翻转运动（速度较慢）。 ③磷脂烃链围绕C-C键旋转而导致异构化运动。 ④磷脂分子围绕与膜平面垂直的轴左右摆动。 ⑤磷脂分子围绕与膜平面垂直的轴旋转运动。 影响流动性的因素：脂酰链的不饱和度、链长、蛋白质、 pH、离子强度。 2）膜蛋白的运动性 膜蛋白的侧向扩散、膜蛋白的旋转扩散 膜蛋白的旋转扩散＜膜蛋白的侧向扩散＜ 膜脂的侧向扩散 膜脂合适的流动性是膜蛋白正常功能表现的必要条件。
五、抗氧化剂的保护作用 几种重要的抗氧化剂 超氧化物歧化酶（SOD） 过氧化氢酶（CAT），人体肝脏和红细胞中含量最为丰富。 维生素E，生物体内的自由基清除剂。
Ⅱ 生物膜
一、生物膜组成、结构的探索历程 1、1859年，欧文顿利用500多种化学物质对植物细胞的细胞膜 进行了上万次的研究，发现凡是易溶于脂类的物质比较容易 通过膜，反之不容易溶于脂类的物质则不容易穿过膜。 2、1897年，crijins 和hedin用红细胞做实验，同样证明分子的 通透性与其在脂质中的溶解度有关，溶解度越大越容易通过。 根据相似相容原理可以证明膜中含有脂类，那么还是否含有其 它成分呢？ 3、20世纪初，科学家第一次将膜从哺乳动物的红细胞中分离 出来，发现细胞膜也会被蛋白酶水解，化学分析表明也含有 蛋白质成分。
3、Robertson单位膜模型
20世纪50年代末，与三夹板不同之处，脂双层两侧蛋白质分
子以β -折叠形式存在，而且是不对称性分布。
4、流动镶嵌模型（广泛接受的膜结构模型）细胞膜的三维动 画模型.avi
1972年，Singer与Nicolson 膜结构特点： ①膜结构主体是脂质双分子层。 ②脂质双分子层具有流动性。 ③内在蛋白质镶嵌于脂质双分子层中或横跨全膜。 ④外周蛋白质分布于脂质双分子层的表面。 ⑤脂质分子之间或脂质与蛋白质之间无共价结合。 ⑥膜蛋白质可作横向运动。 与以往模型相比，最大的区别两点： 一是突出了膜的流动性；二是显示了膜蛋白分布的不对称性
膜内在蛋白质有的部分嵌在脂双层中，有的横跨全膜，通 过疏水作用与膜脂结合，膜内在蛋白质不易分离，只有用剧 烈的条件（去垢剂、有机溶剂、超声波）才能溶解下来，这 类蛋白质不溶于水，分离下来之后一旦除去去垢剂或有机溶 剂又聚合成不溶性物质，构象和活性发生很大的变化。 膜内在蛋白质与膜的连接方式： 1）以单一螺旋跨膜 2）以多段a-螺旋跨膜 3）以蛋白质分子末端片段插膜 4）通过共价键结合的脂插入膜中
单层
微团
双层微囊
2、糖脂 动物细胞几乎都含有糖脂，含量约占外层膜脂的5％，大多 是鞘氨醇的衍生物。 植物细胞和细菌质膜的糖脂几乎都是甘油的衍生物，非极性 部分亚麻酸含量丰富，极性是糖残基。 功能：糖脂往往具有受体功能，与药物结合起作用，如神经 节苷脂（干扰素、促甲状腺素、破伤风素等的受体）。 3、胆固醇（胆甾醇） 动物细胞的胆固醇多，植物细胞中没有，质膜含量多于细胞 内膜。 功能：调整膜的流动性。
3、衍生脂质 包括取代烃、固醇类、萜类、其它脂质
三、脂质的生物学作用 1、贮存脂质：三酰甘油和蜡； 2、结构脂质:参与生物膜的组成； 3、活性脂质:类固醇激素、脂溶性维生素。 必需脂肪酸：人体不能合成的，但是对人 体功能必不可少的，必需由膳食提供的。 亚油酸和亚麻酸。 亚油酸：各种植物油 亚麻酸：坚果
① Ca 2+ 浓度极低时，钙调蛋白以不与Ca 2+结合的状态存在，不能激活 Ca 2+ —ATP酶，酶对钙的亲和力低。 ②如细胞内的钙离子浓度升高，则钙调蛋白与钙形成复合物，可与Ca 2+ —ATP酶结合，提高酶对钙的亲和力。 Ca 2+ —ATP酶的作用机制 经历磷酸化和去磷酸化的过程，通过E1和E2两种构象的相互转变，将钙 从膜的一侧运输到另一侧。