-
第
2
章
脂
质
一、教学大纲基本要求
脂质的结构和功能
:1
．三脂酰甘油，
脂肪酸，三脂酰甘油的理化 性质
;2
．磷脂，甘油磷脂，鞘磷脂
;3
结合脂，糖脂，脂蛋白
;4
固醇类化合物，萜类，类固醇，前列腺素。
二、本章知识要点
(
一
)
脂质
( lipid) :
脂质（也译脂类）< br>，是一类不溶于（或低溶于）水而高溶于非极性溶剂的生物有机分子。
按化学组成不同
,
脂质可分为单纯脂质（
simplelipid
）
、复合脂质（< br>compound lipid
）
、衍生脂质
（
derivedli pid
）和其它脂质等三大类．
按是否可被皂化
,
脂质分为可皂化脂质（
saponifiable lipid
）和不可皂化脂质（
unsaponifiable
lipid
）两大类
.
按脂质在水中和水界面上的行为不同，可分为非极性 脂质（
nonplar
）和极性脂质（
polar
）两大类。
（二）甘油三脂
1
．脂肪酸（
fatty acid FA
）
脂肪酸是具有长碳氢链（
“尾”
）和一个羧基末端（
“头”
）的有机化合物的总称。根据碳氢链的饱
和程度可分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸两种 ，不同脂肪酸之间的主要区别在于烃链的长度（碳原子数
目）
、双键数目和位置及构型，以及其 它取代基团数目和位置。脂肪酸及由其衍生的脂质的性质与脂肪
酸的链长和不饱和程度有密切关系
.
饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸具有不同的构象
.
必需脂肪酸
（
essential fatty acid
）是指一类
维持生命活动所必需的、体内不能合成或合成速度不能满足需要
而必须从外界摄取的脂肪酸
.
必需脂肪酸不仅是多种生物膜的重要成分，而且也是合成 一类生理活性脂
质－前列腺素，凝血噁烷和白三烯等类二十碳烷化合物的前体
.
2
．甘油三脂
又称为三脂酰甘油，由３分子脂肪酸和１分子甘油组成，是脂类中含量最丰富的一类。
由两种或三
种不同的脂肪酸组成的，称为混合甘油脂；由同一种脂肪酸组成的称为简单甘油脂。天然甘 油三脂大多数
是混合甘油脂。混合甘油脂具有两种不同的构型（Ｌ－和Ｄ－构型）
。天然甘油三 脂都是Ｌ－构型的。通
过测定皂化价、酸价、碘价和乙酰化价
,
可以确定某种油脂的特 性
.
3
．三酰甘油的理化性质
物理性质：纯的三酰甘油是无色、 无嗅、无味的稠性液体或蜡状固体。天然油脂的颜色来自溶于其中
的色素物质（如类胡萝卜素）
。三酰甘油的比重均小于１，一般为
0.91
～
0.94
。三酰甘油不溶于水 ，略溶
于低级醇，易溶物乙醚、氯仿、苯和石油醚等非极性有机溶剂
.
天然油脂由于都 是多种三酰甘油的混合物，
因此没有明确的溶点，只有一个大概范围。三酰甘油的熔点与其脂肪酸组成有 关，一般随组分中不饱和脂
肪酸（双健数目）和低分子量脂肪酸的比例增高而降低。
．
化学性质
:
三酰甘油能在酸、碱或脂酶（
lipas e
）的作用下水解为脂肪酸和甘油，油脂的碱水解作用
称皂化作用
（
sapo nification
）
.
皂化１ｇ油脂所需的
KOH
mg
数称为皂化值
（价）
［
saponification value
（
number
）
］
。皂化值是三酰甘油中脂肪酸平均 链长即三酰甘油（
TG
）平均分子量的量度。在催化剂如
NI
的存在下油脂中 的双健与氢发生加成反应称氢化（
hydrogenation
）
。氢化作用可以将液 态的植物油转变成
固态的酯。油脂中的双健与卤素中的溴或碘发生加成而成饱和的卤化酯，此过程称卤化 （
halogenation
）
。
卤化反应中吸收卤素的量反映不饱和键的多 少。通常用碘值（价）
（
iodinevalue
）来表示油脂的不饱和程
度 。碘值是指
100
ｇ油脂卤化时所能吸收的碘的ｇ数。含羟基脂肪酸（如麻油酸）的油脂可与乙 酸酐或其
他酰化剂作用形成相应的酯，
称为乙酰化作用。
油脂的羟基化程度一般用乙酰 化价
（
acetylation
number
）
表示。乙酰化价指 １ｇ乙酰化的油脂所放出的乙酸用
KOH
中和时，所需
KOH
的毫克数。油脂 长时间暴露在
１
空气会自发进行氧化作用，发生酸臭和口味变苦的现象， 称为酸败（
rancidity
）
。酸败的原因主要是油脂
的不饱和成分发生 自动氧化（
autoxidation
）
.
自动氧化是指空气中的分子氧在常 温常压下对化合物的直
接作用，从而导致氧化的发生。酸败程度一般用酸值（价）
（
a cid value
）来表示。酸值即是中和１ｇ油
脂中的游离脂肪酸所需的
KOH
ｍ
g
数。
(
三
)
磷
脂（
phospholipid
）
磷脂是分子中含磷酸的复合脂，包括甘油磷脂和鞘磷脂两类。
１
.
甘油磷脂
甘油磷脂（
glycerophospholipid ,glycerolphosphat ide
）也称磷酸甘油酯（
phosphoglyceride
）
,
均有一个ｓｎ－甘油－３－磷酸主链
,
甘油Ｃ
１
和Ｃ
２
位上 羟基通长被脂肪酸所酰化
.
根据分子中脂肪酸和
甘油的结合形式可分为酯型甘油磷脂 和醚形甘油磷脂
.
重要的甘油磷脂有磷脂酰胆碱
(
又称卵磷脂
)（
lecithin
）
、磷脂酰乙醇胺
(
又称脑磷脂
)
、
（
cephalin
）
、磷脂酰肌醇（
phosphat idylinositol
）
、磷脂
酰甘油（
phosphatidylgl ycerol
）
、磷脂酰丝氨酸、缩醛磷脂
(plasmalogen)
等< br>.
2.
鞘磷脂（
sphinomyelin
）
鞘磷脂是由鞘氨醇、脂肪酸、磷酸和胆碱或乙醇胺组成的脂质
.
是神经酰胺的１－位 羟基（伯醇基）
被磷酰胆碱或磷酰乙醇胺酯化形成的化合物
.
它同甘油磷脂的组分差异 主要是醇基
,
甘油磷脂是甘油醇
,
而鞘磷脂是鞘氨醇
.
此 外
,
在鞘磷脂中脂肪酸是与鞘氨醇的氨基相连
,
形成脂酰鞘氨醇
.
(
四
)
结合脂
1
糖
脂
糖脂是指含一个或多个糖基的脂类
,
糖通过其半缩醛羟基以糖苷 键与脂质共价相连
.
根据与脂肪酸酯
化的醇不同
,
糖脂可分为鞘糖脂 、甘油糖脂以及由类固醇衍生的糖脂。
（
1
）鞘糖脂（
glycosphingolipid
）
鞘糖脂是神经酰胺的１－位羟基被糖基化形成的糖苷化合物。根据糖基是否含有唾液酸或硫酸基成
分，鞘糖脂又可分为中性鞘糖脂和酸性鞘糖脂两类。
中性鞘糖脂
:
是指含 有一个或多个中性糖基作为极性头
,
它的极性头不带电荷的鞘糖脂。
中性鞘 糖脂
的糖基不含唾液酸成分，常见的糖基有半乳糖、葡萄糖等单糖
.
由于所含糖基、脂 酰基的脂肪酸组份和鞘
氨醇不同而有不同的中性鞘糖脂。
酸性鞘糖脂：是指含有唾 液酸残基或硫酸基的鞘糖脂。包括硫酸鞘糖脂和唾液酸鞘糖脂。硫酸鞘糖脂是指
糖基部分被硫酸化的鞘糖 脂，
也称硫苷脂
（
sulfatide
）
。
唾液酸鞘糖脂是 指糖基部分含有唾液酸的鞘糖脂，
常称神经节苷脂（
ganglioside
）
。神经节苷脂的糖基都是寡糖链，含一个或多个唾液酸。神经节苷脂是最
重要的鞘糖脂，在神经系统特 别是神经末梢中含量丰富，种类很多。它们可能在神经冲动传递中起重要作
用。
（
2
）甘油糖脂
(glyceroglycolipid)
甘油糖 脂也称糖基甘油酯（
glycoglyceride
）
。在结构上与磷脂相类似，主链 是甘油，含有脂肪酸链和糖
基。它是二酰甘油分子ｓｎ－３位上的羟基与糖基以糖苷键连接而成。最常见 的甘油糖脂有单半乳糖基二
酰基甘油和二半乳糖基二酰基甘油。甘油糖脂主要存在于植物界和微生物中。
2
、脂蛋白（
lipoprotein
）
脂蛋 白是由脂质和蛋白质以非共价键（疏水相互作用、范德华力和静电引力）结合而成的复合物。脂
蛋白中的 蛋白质部分称脱辅基脂蛋白或载脂蛋白（
apolipoprotein
，
apo）
。脂蛋白广泛存在于血浆中，因
此也称血浆脂蛋白（
plasma lipoprotein
）
。
血浆脂蛋白按密度的不同可分为乳糜微粒（
chylomicron CM
）
，极低密度脂蛋白（
very low density
lipop rotein
，
VLDL
）
，中间密度脂蛋白（
intermedi ate
density
lipoprotein
，
IDL
），低密度脂蛋白（
low
density lipoprotein
，
LDL
）和高密度脂蛋白（
high density lipoprotein
，
HDL
）
。根据电泳行为的不同
可分为乳糜微粒、
β
－脂蛋白、前
β
－脂蛋白和
α
－脂蛋白等。
血浆脂蛋白都是球状颗粒，由一个疏水脂（三酰甘油和胆固醇酯）组成的核心和 一个极性脂（磷脂和
２
游离胆固醇）与载脂蛋白参与的外壳层（单分子层 ）构成。各类脂蛋白主要由蛋白质、甘油三酯、磷脂、
胆固醇极其酯组成，但含量和组成比例却相差很大 。
乳糜微粒是由小肠上皮细胞合成的，富含甘油三酯，其主要功能是从小肠转运三酰甘油、胆 固醇及其
他脂质到血浆和其他组织。
VLDL
在肝细胞的内织网中合成，
其功 能是从肝脏运载内源性三酰甘油和胆固醇
至各组织。
VLDL
的三酰甘油也和乳糜微粒 一样被那里的毛细血管内壁上的脂酶所水解，
剩下的颗粒称
IDL
。
IDL< br>颗粒所含的三酰甘油和胆固醇的量介于
VLDL
和
LDL
之间。
一部分
IDL
被肝直接吸收，
其余部分转变为
LDL
。
L DL
是血液中胆固醇的主要载体。
其功能是转运胆固醇到外围组织，
并调节这些部位的 胆固醇从头合
成。
HDL
在肝和小肠中合成的。
。
其功能是将肝外组 织细胞表面的胆固醇摄入并酯化再转运到肝内的载体。
。
（五）固醇类化合物
萜和类固醇与前述的各类脂质不同，一般不含脂肪酸，属不可皂 化脂质。但在生物体内这两类脂质也
是以乙酸为前体合成的。它们在生物体内含量虽不多，但不少是重要 的活性脂质。
1
萜类（
terpene
）
萜 类化合物不含脂肪酸，是异戊二烯（
isopreneunit
）的衍生物，它们的碳连骨架可 用异戊二烯来化
分。根据所含异戊二烯的数目，可将其分为单萜、倍单萜、双萜、三萜、四萜和多萜等数 种。由两个异戊
二烯构成的萜称单萜，由三个异戊二烯构成的称倍单萜，由四个异戊二烯构成的称双萜， 其余依此类推。
萜类有的是线状，有的是环状，有的二者兼有。相连的异戊二烯有的是头尾相连，也有的 是尾尾相连。多
数直链萜类的双键都是反式。
2
．类固醇
类
固
醇
也
称
甾
类
（
steroid）
，
其
基
本
骨
架
结
构
是环
戊
烷
多
氢
菲
（
perhydrocyclo pentenophenathrene
）
。在其
C
10
和
C
13
位置上通常是甲基，称角甲基。带有角甲基的环戊
烷多氢菲称甾核（
s teroidnucleus
）
，是类固醇的母体。因此固醇也称为甾醇。根据甾核上羟基的变 化，
它又可分为固醇和固醇衍生物。最常见的固醇是胆固醇。胆固醇在脑、肝、肾和蛋黄中含量很高，它 是动
物固醇（
zoosterol
）的重要代表。胆固醇是生物膜脂之中的一个成分， 也是类固醇激素和胆汁酸的前体。
固醇衍生物：人体中许多激素（如雄激素、雌激素、孕酮、 糖皮质激素和盐皮质激素）
、胆汁中的胆
酸、昆虫的蜕皮激素、植物中的皂素和强心苷等，都有 环戊烷多氢菲的甾体碳架，这些甾体化合物统称为
类固醇。典型代表是胆汁酸。人胆汁中含三种不同的胆 汁酸：胆酸、脱氧胆酸和鹅胆酸。胆汁酸盐是胆酸
的衍生物，由胆酸和牛磺酸或甘氨酸结合而成。胆汁酸 和胆汁酸盐都是乳化剂，因而能促进肠道中油脂及
脂溶性维生素的消化吸收。
3
前列腺素（
prostaglandin
，
PG
）
前列腺素是具有五碳环，由二十碳多不饱和脂肪酸衍生而来的化合物，各种不同种类的前列腺素区别
在 于取代的环戊烷的环结构有所不同，
至少有九种环戊烷环结构。前列腺素的名字简写为
PG，
后面跟字某
母
A-I
。前列腺素能升高体温（发烧）
，促进炎 症（并产生疼痛）
，调节血流进入特定器官，控制跨膜转运，
调整突触传递，诱导睡眠，刺激分 娩和月经期间子宫肌肉收缩
,
具有广泛的生物学活性及生理功能。
三、重点、难点
重点
：脂肪酸的结构特点：甘油三酯的结构与化学性质，磷 脂的结构与几种重要的甘油磷脂、糖脂的
结构与类型，脂蛋白。
难点
：甘油三酯的化学性质，磷脂的结构、糖脂的结构。
四、典型例题解析
例题
2-1
从一个鳄梨提出一个甘油三酯样品（
5
克）
，需
0.5M KOH 36.0ml
才能完全水解并将其脂肪酸皂化。
３
试计算样品中甘油三酯的平均分子量
解：该样品的皂化值
=
12
?
56
?
0
.
036
?
1000< br>?
201
.
6
毫克
KOH
/
克甘油三酯
5
该样品甘油三酯平均分子量
=
例题
2-2
168
,
000
?
797
.
7
201
.
6
某脂蛋白以重量计含有
80%
蛋白质和
20%< br>脂肪，
计算此蛋白质的密度和比容。
蛋白质和脂类的平均密
度分别
1. 30
克
/
厘米
3
和
0.92
克
/
厘米
3
解：蛋白质比容
V
?
1
?
0.
769
立方厘米
/
克
1
.
30
1
脂肪比容
V
?< br>?
1
.
087
立方厘米
/
克
0
.
92
脂蛋的密度
?
则脂蛋白比容
=80
×
0.769+20%
×
1.087=0.832
立方厘米克
1
?
1
.
20
克
/
立方厘米
< br>0
.
832
Δ
5
，
8
，
11
，
14
例
2-3
：
写出下列脂肪酸的结构：
a.
花生四烯酸（
20:4
）
）
b.
褐煤酸
（
28:0
）
c.
二十二碳六烯酸（
22:6< br>Δ
4
，
7
，
10
，
13
，
16
，
19
解：
a .CH
3
-(CH
2
)
4
-CH=CH- CH
2
-CH=CH-CH
2
-CH
=CH- CH
2
-CH=CH-(CH
2
)
3
-COOH
b .CH
3
-
（
CH
2
）
26
-COOH
c. CH
3
-CH
2
-
（
CH=CH-CH2
）
5
-CH=CH-
（
CH
2
）
2
-COOH
例
2-4
：
磷脂分子在水溶液中有几种结构形式存在？ 这些结构是怎样形成的？
解：有
4
种结构形式存在：单体结构、单层结构、微团和双层微囊结构。
< br>磷脂是即含疏水基团，
又含亲水基团的双亲脂类物质。
当磷脂加入水中后，
由于 疏水部分的表面积较
大，只有极少的分子以单体形式游漓存在。这些磷脂分子倾向于水、空气界面形成单 分子层，即单层。极
性部分与水接触，烃尾部分伸向空气一侧。如果加入较多量的磷脂分子，使水、空气 、界面达到饱和，磷
脂分子就以微团和双层微囊形式存在。大多数天然磷脂分子倾向于形式双层微囊，因 为这样更有利于分子
的堆积。
例
2-5
：
在生理温度下，胆固醇的存在，如何影响膜的性质？
< br>解：
胆固醇存在会降低周围脂质的运动性，
因为胆固醇是一种刚性结构，
与其相 邻分子的烃链有高度
的亲和力。而且，胆固醇深深镶嵌在膜内部，其羟基与相邻脂的酯键平行，与脂的极 性头部产生氢键，一
般地说，富含胆固醇的膜其水的渗透性降低。
例
2-6
：
l
μ
m
2
的磷脂双层区域有多少个磷脂？假设一个磷脂分 子占用的表面积为
0.7nm
2
。
1000
2
?
2
?
2
.
86
?
10
6
解：
2
.
86
?
10
0
.
7
6
例
2-7
：
在
PH < br>7
时，将下列脂类的混合物进行电泳：磷酯酰乙醇胺（
PE
）
、磷脂酰 丝氨酸（
PS
）
，磷酯酰
甘油（
PG
）及心磷脂（
DPG
）
，这些脂类是向哪极运动或保持不动？为什么？
解：
PE
、
PS
、
PG
向阳性运动，
DPG
在原点不动。< br>
因为在
PH 7
时，
PE
、
PS
、
PG
所带的净电荷为负电荷，故在外加电场作用下向阳极移动，
DPG
分子
上不具解离基因，即不带电荷，故不发生移动。
例
2-8
：
将1-
棕榈酰
-2-
软脂酰
-3-
油酯酰甘油和磷脂酸的苯溶液分 别与等体积水剧烈振荡，当两相分离后，
４
哪一个脂在水相中浓度较高？为什么？
解：磷脂酸在水相中浓度较高。因为磷脂酸带 极性基因（磷酸）
，具有亲水性，是两亲分子。而甘油
三脂分子中不带有亲水基因，故不分配到 水相中去。
例
2-9
：
命名用稀
NaOH
水解下 列各脂类的产物：
（
a
）
1-
硬脂酰
-2
，
3
一二棕榈酰甘油；
（
b
）
1-
硬脂酰
-2-< br>反油酰磷脂酰肌醇；
（
c
）
1-
棕榈酰
-2-
油酰磷脂酰胆碱。
解：
a .
硬脂酸钠盐，棕榈酸钠盐，甘油
b.
硬脂酸钠盐，反油酸钠盐，甘油磷酯酰肌醇
c.
棕榈酸钠盐，油酸钠盐，甘油磷脂酰胆碱
例
2-10
：
什么叫糖脂？糖脂可分为哪几种类型？请各举一个例子。
解：
糖脂是指含 一个或多个糖基的脂类，
根据与脂肪酸酯化的醇不同，
糖脂可分为糖鞘脂和糖基甘油
脂 两类，糖鞘脂按所含糖基的不同，又可分为中性糖鞘脂和酸性糖鞘脂。
例：脑苷脂是中性糖苷脂
神经节苷脂是酸性糖鞘脂
D-
吡喃半乳糖甘油二酯是糖基甘油脂。
五、单元自测题
（一）名词解释
1
．脂质
2
．必需脂肪酸
3
．相变温度
4
．鞘磷脂
5
．氢化
6
．神经节苷脂
7
．自由基
8
．活性氧
9
．血浆脂蛋白
10
．乳糜微粒
11
．极低密度脂蛋白
12
．低密度脂蛋白
13
．高密度脂蛋白
14
．糖脂
15
．生物膜
（二）填空题：
1
．按化学组成的不同，可将脂质分为：
、
和
三大类。
2
．甘油
三酯是由
和
所形
成的酯；
天然甘油
三酯都是
____________
构型的。
3
．磷脂可分为
和
两大类。
4
．
类固醇化合物的基本骨架结构是
；
萜类化合物的碳架结构可用
来划分；
有
两个以上
构成的化合物称为
。
5
．重要的甘油磷脂有
、
、
、
、
、
等。
6
．蜡是
和
所形成的酯，因其烃链中不含
，所以称为
物质。
7
．糖脂是指含
或
的脂质，根据与脂肪酸酯化的醇不同，糖脂可分
和
_______________
两类。
8
．血浆脂蛋白主要由
、
、
、
组成。
9
．血浆脂蛋白根据密度的不同可分为
、
、
和
四大类。
10
．生物膜主要由
、
和
物质组成，此外还有少量的
____________
和
。
11
．生物膜膜脂主要为
和
。
12
．人类的必需脂肪酸主要是
和
。
13
．磷酯酶
C
水解磷脂生成
和
或
等。
14
．
人体内二十碳四烯酸可由
转变而来，
二十碳五烯酸可由
转变而来。
15
．胆汁酸的立体构型具有
和
两个侧面，从而能降低油水界面
５
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