第二章 脂类化学.

第二章脂类化学

内容

2．1 脂类的概念和类别 45

2．1．1 存在 45

2．1．2 脂类的化学概念 45

2．1．3 脂类的分类 46

2．2 单脂 46

2．2．1 脂肪（真脂） 46

2．2．1．1 脂肪分子的组成和结构 46

2．2．1．2 脂肪的性质 49

2．2．2 蜡 53

2．3 复脂 53

2．3．1 磷脂 53

2．3．1．1 甘油醇磷脂 53

2．3．1．2 鞘氨醇磷脂 58

2．3．2 糖脂 59

2．3．2．1 N－酰基鞘氨醇糖脂（神经酰胺糖脂） 59 2．3．2．2 甘油醇糖脂 61

2．4 固醇 62

2．4．1 固醇的核心结构 62

2．4．2 胆固醇与麦角固醇的结构和功能 62 2．4．2．1 胆固醇 63

2．4．2．2 麦角固醇 64

2．4．3 其他天然固醇 65

2．5 脂质及固醇的生物功能 67

总结性思考题 67

提要和学习指导本章主要介绍单脂和复脂的组分、结构和性质，对固醇亦给以必要的介绍。学习时应注意：

1．对脂肪的结构和性质以及对固醇类物质的基本结构作彻底的了解；

2．联系脂肪的结构学习复脂的结构，在固醇核心结构的基础上学习类固醇物质，这样就容易掌握较繁复难懂的物质；

3．磷脂与糖脂的区别，各种磷脂、糖脂和固醇彼此间的异同应作分析比较，以加强理解。

2．1 脂类的概念和类别

2．1．1 存在脂类就是动、植物的油脂。人们吃的动物油脂（如猪油、牛羊油脂、鱼肝油、奶油等）、植物油（如豆油、菜油、花生油、芝麻油、茶油、棉子油等）和工业、医药上用的蓖麻油和麻仁油等都属于脂类物质。一切动植物都含有脂质，它是构成原生质的重要成分，也是动植物的储能物质。动物（包括人类）腹腔的脂肪组织、肝组织、神经组织和植物中油料作物的种子等的脂质含量都特别高。

2．1．2 脂类的化学概念根据化学分析结果，脂类分子都含碳、氢、氧元素，有的也含氮和磷。脂类被碱水解后产生醇（一般为甘油醇）和脂肪酸。因此，可以说脂类是脂肪酸（C4以上的）和醇[包括甘油醇、鞘氨醇（或称神经醇）、高级一元醇和固醇]等所组成的酯类及其衍生物，它们具有下列3个特征：

①不溶于水而溶于这种或那种脂溶剂，如乙醚、丙酮及氯仿等。

②为脂肪酸与醇所组成的酯类。

③能被生物体利用，作为构造、修补组织或供给能量之用。

2．1．3 脂类的分类脂类可分为单脂与复脂两大类。

一、单脂为脂酸与醇（甘油醇、高级一元醇）所组成的酯类。分脂、油及蜡3小类。

脂：一般在室温时为固态，是甘油与3分子脂酸结合所成的三酰甘油，称脂肪或真脂，也称中性脂。

油：指一般在室温时为液态的脂肪，正确的名称为脂性油。就化学本质来说，脂含较多饱和脂酸，油含较多不饱和脂酸和低分子脂酸。

蜡：高级脂酸与高级一元醇所生成的酯，如虫蜡、蜂蜡等。

二、复脂为脂酸与醇（甘油醇，鞘氨醇）所生成的酯，同时含有其他非脂性物质，如糖、磷酸及氮碱等。复脂分磷脂与糖脂两大类。

磷脂：为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：为含糖分子的脂类，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等。

为简明起见，脂类的分类可列表如下：

思考题什么叫脂和酯，生活中遇见的事物中有哪些与脂类有关？

2．2单脂

2．2．1脂肪（真脂）（fat）

2．2．1．1 脂肪分子的组成和结构脂肪是三脂酸（C4以上）的甘油酯，即三酰甘油。脂肪中的3个脂酸可以是相同的，也可以是不同的。前者称简单三酰甘油，后者称混合三

称酯键。

式中α、α′代表甘油的末端碳，β代表中间碳位。甘油的3个碳位亦可用1、2、3数字标志。

甘油酯第2碳位（即β碳位）的RCOO—基在碳链右侧的称D－型，在左侧的称L－型。

自然界的脂肪多为混合三酰甘油的混合物，由一种简单三酰甘油所组成的天然油脂极少，仅橄榄油和猪油含三油酸甘油酯较高，约70％。

脂酸自然界存在的脂酸皆为含双数碳的脂酸，已知者有C4～C28的各种脂酸，分饱和脂酸、不饱和脂酸、羟酸和环酸四类（表2－1），饱和与不饱和脂酸为主体，羟酸和环酸仅存在于个别动植物体中。不饱和脂酸皆为C18到C22的脂酸，其中有含5个不饱和双键者，这些不饱和脂酸，都有其一定的特殊生理功能。

表示脂酸结构的简明，方法是先写出碳原子的数目，再写出双键的数目，最后表明双键的位置。如棕榈酸用16：0表示，表明棕榈酸含16个碳原子，无双键。油酸用18：1（9）或18：1△9表示，表明油酸为18个碳原子，在第9～10位之间有一个不饱和双键。

饱和与不饱和脂酸的构象有很大的差别，饱和脂酸由于其碳骨架中的每个单键都能自由转动，所以它能以多种构象存在，最稳定的是完全伸展的构象，这时邻近原子间的空间障碍最小；不饱和脂酸双键不能自由转动，顺式双键使碳氢链发生弯曲，而反式双键的构象则近似于饱和链的伸展形式。饱和与不饱和脂酸的构象见图2－1。

2．2．1．2脂肪的性质

一、物理性质一般为无色、无嗅、无味，呈中性，比重皆小于1（固体脂类的比重约为0.8，液体脂类的比重为0.915～0.94）。不溶于水．而溶于脂溶剂（如苯、石油醚、乙醚、丙酮、四氯化碳、汽油、二硫化碳、氯仿等）。在热乙醇内溶度甚大，在冷乙醇内不易溶解。测定脂质总量时都用无水乙醚作抽提溶剂（Soxhlet法）。低分子脂酸（自C6以下）组成的脂肪略溶于水。在有乳化剂如肥皂和胆汁酸盐存在下，油脂可和水混合成乳状液，这种作用可促进肠道内脂肪的吸收，有重要生理意义，因为动物的胆汁可分泌到肠道，胆汁内的胆汁酸盐可使肠内脂肪乳化。

脂肪能溶解脂溶性维生素（维生素A、D、E、K）和某些有机物质（如香精）。

天然脂肪无明确熔点，因为它们多是几种脂肪的混合物，有折光性。不饱和脂肪的折光率一般比饱和脂肪的高。饱和脂肪相对分子质量高者，它的折光率比相对分子质量低的高。故可利用测定脂肪的折光率以判断脂肪分子中脂酸的性质。

二、化学性质脂肪的化学性质和它本身的酯键及其所含的甘油和脂酸都有关。

（一）由酯键产生的性质

水解和皂化一切脂肪都能被酸、碱、蒸汽及脂酶所水解，产生甘油及脂酸。如果水解剂是碱，则得甘油和脂酸的盐类。这种盐类称皂，因此，我们也称碱水解脂肪的作用为皂化作用。

甘油与肥皂皆溶于水，但溶液中的肥皂可加无机盐使之沉淀（这种方法称为盐析法）。甘油可用蒸发及真空蒸馏方法提取。

钠肥皂与钾肥皂溶于水，而钙肥皂与镁肥皂则不溶于水。普通用的肥皂都是钠肥皂或钾肥皂。如果用硬水洗涤，肥皂的功效就要减低，因为硬水含有很多的钙离子和镁离子，能使钾或钠肥皂变成不溶解的钙和镁肥皂而沉淀。表示皂化所需的碱量数值称皂化价。皂化价为皂化1g脂肪所需的KOH的mg数。通常从皂化价的数值即可略知混合脂酸或混合脂肪的平均相对分子质量。

式中56是KOH的相对分子质量；由于中和1摩尔三酰甘油的脂酸需要3摩尔的KOH，故以3乘之。

皂化价与脂肪（或脂酸）的相对分子质量成反比，脂肪的皂化价高表示含低相对分子质量的脂酸较多，因为同重量的低级脂酸皂化时所需的KOH数量比高级脂酸为多。从表2－2实验数字中，即可证明。

思考题

1．什么叫酯键？

2．为什么说脂肪的皂化价和它的相对分子质量成反比？一个脂肪相对分子质量的大小取决于什么因素？

（二）由不饱和脂酸产生的性质

脂肪分子中的不饱和脂酸与自由不饱和脂酸一样，可以与氢及卤素起加成作用。

氢化和卤化不饱和脂肪在有催化剂如Ni的影响下，其脂酸的双键上可加入氢而成饱和脂。这个作用称氢化，例如：

利用这种原理可将液体植物油如棉子油、豆油、菜子油等部分氢化，制成半固体脂肪；由棉子油氢化可制成“人造猪油”。

卤素中的溴、碘同样可加入不饱和脂肪的双键上，而产生饱和的卤化脂，这种作用称卤化。加碘作用在油脂分析上非常重要，从加碘数目的多少，可以推测油脂中所含脂酸的不饱和程度。表示油脂的不饱和度是用碘价。碘价就是100g脂类样品所能吸收的碘克数，如表2－3。

氧化脂类所含的不饱和脂酸与分子氧作用后，可产生脂酸过氧化物。这些产物在空气中可以迭化成胶状复杂化合物。不饱和度甚高的油类暴露在空气中后，也发生这种氧化。工业上利用这种性质作油漆之用，如桐油暴露在空气中，可得一层坚硬而有弹性的固体薄膜，可作为防雨防腐膜，这种现象称脂类的干化。

生活细胞内的不饱和脂酸被活性氧（自由基氧）氧化产生的过氧化物可破坏细胞结构。

酸败天然油脂暴露在空气中经相当时间后即败坏而发生臭味，这种现象称酸败。酸败现象在温暖季节更易发生。酸败原因有二：①脂类因较长期经光和热或微生物的作用而被水解，放出自由脂酸，低分子脂酸即有臭味。②因空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生的醛和酮，亦有臭味，故陈腐脂类酸败的原因，大概不外乎水解与氧化。

酸败程度的大小用酸价来表示。酸价就是中和1g脂类的游离脂酸所需的KOHmg数。

（三）由羟酸产生的性质

乙酰化乙酰化是脂类所含羟基脂酸产生的反应。

含羟酸的甘油酯和醋酸酐作用即成乙酰化酯（乙酰基与OH基结合）。

脂肪的羟基化程度是用乙酰价表示。乙酰价即中和由1g乙酰脂经皂化释出的乙酸所需的KOH mg数。从乙酰价的大小，即可推知样品中所含羟基的多少。

思考题

1．脂肪的氢化、卤化、氧化、酸败和乙酰化都是在一定外因影响下所起的变化，这些变化是根据什么内因而产生的？

2．检验油脂的质量通常要测它的碘价、皂化价和酸价，这是为什么？这三种油脂常数的大小说明什么问题？

3．有什么办法可防止油脂的水解、氧化和酸败？

2．2．2蜡（wax）

蜡是高级脂酸与高级一元醇所生成的酯。不溶于水，熔点较脂肪高，一般为固体，不易水解。在动物体内多存在于分泌物中，主要起保护作用。

蜂巢、昆虫卵壳、羊毛、鲸油皆含有蜡。我国出产的蜡主要为蜂蜡、虫蜡和羊毛蜡，是经济价值较高的农业副产品。

蜂蜡为许多高级一元醇酯的混合物，但主要成分是三十醇的棕榈酸酯（C15H31COOC30H61），C25～C35的链烷也在蜂蜡中发现。

中国虫蜡是一种昆虫（ Coccus ceriferus Fabr．）的分泌物。其主要成分为二十六醇的二十六及二十八酸酯。

羊毛蜡的成分为三羟蜡酸环醇酯（以胆固醇为主）。

鲸蜡的主要成分为十六醇棕榈酸酯（C15H31COOC16H33）。

蜡在工业上用途颇大，蜂蜡、虫蜡可作涂料、绝缘材料、润滑剂，羊毛蜡可制高级化妆品。

思考题从有机化学观点来看，生物蜡和石蜡（从石油原油中提出的）有何本质上的不同？

2．3 复脂

复脂是指含磷或含糖的脂类，因而分磷脂与糖脂两类。

2．3．1 磷脂（phospholipid）

磷脂为含磷的单脂衍生物，分甘油醇磷脂及鞘氨醇磷脂两类。前者为甘油醇酯衍生物，后者为鞘氨醇酯的衍生物。磷脂是细胞膜的重要成分。

2．3．1．1 甘油醇磷脂甘油醇磷脂是由甘油、脂酸、磷酸和其他基团（如胆碱、乙醇胺、丝氨酸、脂性醛基、脂酰基或肌醇等中的一或二种）所组成，是磷脂酸的衍生物。磷脂酸是生物体内自身合成的（详见脂代谢章）。甘油醇磷脂与磷脂酸的关系可从第54页两结构式看出。

式中R1、R2表示脂酰基的碳氢基，X表示氮碱或其他化学基团，如肌醇。1、2、3表示甘油的碳位，称立体专一序数（stereospecific numbering）代号sn。根据国际生化名词委员会1967年的规定，1、3两字的位置是不能交换的。所有甘油衍生物的名称前都应冠以sn符号，例如甘油－3－磷酸即应写为sn－甘油－3－磷酸，其对映体甘油－1－磷酸就应为sn－甘油－1－磷酸。

甘油醇磷脂包括磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸、磷脂酰肌醇、缩醛磷脂和心磷脂（表2－4）。

一、磷脂酰胆碱（卵磷脂）

结构磷脂酰胆碱分子含甘油、脂酸、磷酸、胆碱等基团。其结构和三酰甘油不同的地方是1个脂酰基被磷酰胆碱基所代替。

自然界存在的磷脂酰胆碱为L－α－磷脂酰胆碱，其结构式是：

α－型即磷酰胆碱基连接在甘油基的第3碳位上，β－型乃连在第2碳位上。R2－CO－基如在甘油碳链左边则称L－α－磷脂酰胆碱。

又因磷脂酰胆碱的磷酸基上的H和胆碱基N上的－OH基都可离解，因此，它的结构式又可写成如下的两性离子型（同一分子上带等量正、负两种电荷的化学结构式称两性离子）。

磷脂酰胆碱分子中的脂酸随不同磷脂而异。天然磷脂酰胆碱常常是含有不同脂酸的几种磷脂酰胆碱的混合物。在磷脂酰胆碱分子的脂酸中，常见的有棕榈酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸等。α位的脂酸（R1CO－）通常是饱和脂酸，β位的脂酸（R2 CO－）通常是不饱和脂酸。

性质磷脂酰胆碱为白色蜡状固体，在低温下也可结晶，易吸水变成棕黑色胶状物。不溶于丙酮，但溶于乙醚及乙醇。在水中成胶状液。经酸或碱水解后可得脂酸、甘油磷酸和胆碱。甘油磷酸在体外很难水解，但在生物体内可经酶促水解生成磷酸和甘油。

磷脂酰胆碱分子中的磷酰胆碱端为亲水端，有极性，易与水相吸，称极性端。其余的脂酸碳氢链（烃链）端为疏水端，不与水相吸，称非极性端（图2－2），这种同一分子含极性端和非极性端的化合物称两亲化合物。磷脂同糖脂都属于两亲物质。

磷脂酰胆碱可被磷脂酰胆碱酶水解，失去1分子脂酸而产生单脂酰化合物。这种磷脂酶作用的部位可以在磷脂的α－碳位的α－酯键，也可在β－碳位的β－酯键（详见脂代谢章）。

磷脂酰胆碱被胆碱磷酸酯酶水解，释出胆碱，即产生磷脂酸（结构式见2．3．1．1）。

二、磷脂酰乙醇胺、磷脂酰丝氨酸（脑磷脂）这两种磷脂是从脑组织和神经组织中提取得到的，心、肝及其他组织亦含有，常与磷脂酰胆碱共同存在于组织中。

结构磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸的结构与磷脂酰胆碱相似，只是分别以乙醇胺或丝氨酸代替胆碱。

性质磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸的性质与磷脂酰胆碱相似。不安定，易吸水，在空气中即氧化为棕黑色物质。水解后产生脂酸、甘油磷酸与乙醇胺或丝氨酸。

磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸的脂酸通常有四种，即棕榈酸、硬脂酸、油酸及少量二十碳四烯酸。

磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸不溶于丙酮及乙醇而溶于乙醚，故可与磷脂酰胆碱分开。

思考题试写出磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸的结构式。

三、磷脂酰肌醇磷脂酰肌醇是一类由磷脂酸与肌醇结合的脂质，其结构与上述磷脂酰胆碱、磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸相似，所不同者仅仅是由肌醇代替胆碱。

除磷脂酰肌醇外，已发现的还有磷脂酰肌醇磷酸（肌醇部分为4－磷酸肌醇）和磷脂酰肌醇二磷酸（肌醇部分为4，5－二磷酸肌醇）。

磷脂酰肌醇存在于多种动植物组织中，心肌及肝脏含磷脂酰肌醇，脑组织中含磷脂酰肌醇二磷酸较多，磷脂酰肌醇的生理作用尚不甚清楚，但已有实验指出肌醇三磷酸有信使作用，通过钙调蛋白（calmodulin）可促进细胞内Ca2+的释放。也有实验提示磷脂酰肌醇对从青霉素（Penicilliumnotatum）分离出的磷脂酶B有激活作用。

四、缩醛磷脂这一类磷脂的特点是经酸处理后产生1个长链脂性醛。这个链代替了典

型的磷脂结构式中的1个脂酰基，从下式可知：

上式中R1代表饱和烃链。脂酸(R2CO—)大部分是不饱和脂酸。乙醇胺缩醛磷脂是最常见的一种。有的缩醛磷脂的脂性醛基在β位上，也有的不含乙醇胺基而含胆碱基。

缩醛磷脂可水解，随不同程度的水解而产生不同的产物。溶于热乙醇、KOH溶液，不溶于水，微溶于丙酮或石油醚。存在于脑组织及动脉血管，可能有保护血管的功用。

五、心磷脂(双磷脂酰甘油)心磷脂是由2分子磷脂酸与1分子甘油结合而成的磷脂，故又称双磷脂酷甘油或多甘油磷脂，其结构式如下：

心磷脂大量存在于心肌，因以得名，也存在于许多动物组织。有证据认为心磷脂只存在于有关组织的细胞膜中。新近研究指出，心磷脂有助于线粒体膜的结构蛋白质同细胞色素C的连接，是脂质中唯一具有抗原性的。

2．3．1．2鞘氨醇磷脂鞘氨醇磷脂是鞘氨醇(亦称神经鞘氨醇)、脂酸、磷酸与氮碱组成的脂质。它同甘油醇磷脂的组分差异主要是醇，前者是甘油醇，而后者是鞘氨醇，另外脂酸是与氨基相连。鞘氨醇的氨基以酰胺键与长链(C18～20)脂酸的羧基相连称神经酰胺(ceramid)，是鞘氨醇磷脂的母体。

鞘氨醇磷脂的种类不如甘油醇磷脂多，除分布于细胞膜的鞘磷脂(sphingomyelin)外，生物体中可能还存在有其他鞘氨醇磷脂，例如含不同脂酸的鞘氨醇磷脂。下面以鞘磷脂为例说明鞘氨醇磷脂的结构、性质和功用。

结构为鞘氨醇、脂酸、磷酸及胆碱所组成。鞘氨醇磷脂中的脂酸是同鞘氨醇的氨基相连接，分子中只含1个脂酸。

在鞘磷脂中发现过的脂酸有C16、C18、C24酸及C24烯[15]酸，随不同鞘磷脂而异。

性质及功用鞘磷脂为白色晶体，对光及空气皆稳定，可经久不变，不溶于丙酮、乙醚，而溶于热乙醇，与CdCl2成加合物，在水中成乳状液，有两性解离性质(表2-5)。

鞘磷脂对神经的激动性和传导性可能有重要性。

2．3．2糖脂(glycolipid)

糖脂是一类具有一般脂类溶解性质的含糖脂质。分子中所含的糖分子在1或1以上，不溶于水而溶于脂溶剂。

糖脂的分类很难，且不统一，因为有的含糖脂质可属于这一类，也可属于那一类，例如细菌体中的含糖磷脂酰肌醇(甘露糖磷脂酰肌醇)可以说是糖脂，也可以说是磷脂，本书则归入糖脂。又如在第一章已谈到的和第八章将要提到的脂多糖(细菌胞壁成分)，因其为水溶性，应列入杂多糖类而不应列入糖脂。为简明起见，本书将糖脂分为N-酰基鞘氨醇糖脂(glycosyl ceramides)和甘油醇糖脂(glycosyl glycerides)两大类。

2．3．2．1N-酰基鞘氨醇糖脂(神经酰胺糖脂)这类糖脂最初从脑组织提出，故又称脑苷脂。本书只扼要介绍脑苷脂(cerebroside)和神经节苷脂(gangliosides)。

一、脑苷脂(脑糖脂) 脑苷脂只含1分子糖(半乳糖)，是哺乳动物组织中存在的最简单的鞘氨醇糖脂。脑苷脂分角苷脂(kerasin或cerasine)、α-羟脑苷脂(phrenosin)、烯脑苷脂(nervon)和羟烯脑苷脂(oxynervon)。

结构脑苷脂是由鞘氨醇、脂酸和D-半乳糖所组成，脂酸与鞘氨醇的氨基结合，鞘氨醇C-1上的OH基与D-半乳糖C-1上的β-OH基结合成β-糖苷键，4种脑苷脂的结构基本相同，所不同者仅脂酸部分。

角苷脂：R—COOH=二十四酸

CH3(CH2)22COOH

羟脑苷脂：R—COOH=α-羟二十四酸(亦称脑酸)

CH3(CH2)21CHOHCOOH

烯脑苷脂：R—COOH=二十四烯[15]酸

CH3(CH2)7CH=CH—(CH2)13COOH

羟烯脑苷脂：R—COOH=羟二十四烯[15]酸

CH3(CH2)7CH=CH(CH2)12—CHOH—COOH

性质脑苷脂一般为白色粉状物，多少呈蜡状，不溶于水、乙醚及石油醚，溶于热乙醇、热丙酮、毗啶及苯，极稳定，不被碱皂化。有旋光性(因半乳糖有不对称碳原子)。角苷脂为右旋，羟脑苷脂及烯脑苷脂为左旋，水解后产生鞘氨醇或其衍生物、脂酸和半乳糖。

其他脑苷脂上述4种脑苷脂都只含1分子半乳糖，这类脑苷脂称单糖基脑苷脂。此外，动植物组织中还有含2分子、3分子和4分子单糖的，本书不一一介绍。

二、神经节苷脂(神经节糖脂) 神经节苷脂存于大脑灰质、神经节细胞、红细胞、脾、肝和肾等软组织中，其组分为鞘氨醇、脂酸、半乳糖、葡萄糖和唾液酸。已发现的神经节苷脂中有含1分子、2分子和3分子唾液酸三种。含1分子唾液酸的单唾液酸神经节苷脂的分子式简示如下：

神经节苷脂不溶于乙醚、丙酮，微溶于乙醇，易溶于氯仿和乙醇混合液中。在水中成胶态溶液，不能透过半透膜，左旋，可被酸、碱或神经酰胺酶(neuramidase)水解。

脑苷脂和神经节苷脂的生物功能尚不明了，但已知先天性缺少糖脂酶的人会导致多种脂代谢反常的疾病。

神经节苷脂在神经末梢中含量丰富、可能在神经突触的传导中起某种作用。

2．3．2．2甘油醇糖脂甘油醇糖脂是由二酰甘油与己糖(主要为半乳糖或甘露糖)或脱氧葡萄糖结合而成的化合物。存在于绿色植物中，又称植物糖脂。有的含1分子己糖，有的含2分子己糖，有的糖基还带有SO3基的(硫酯)。下列几种都是已经证实的。

糖脂的功用糖脂同磷脂都是构成细胞膜脂质双层(详见第八章)的组分，而且与生物膜的功用密切相关。近年来发现细胞表面膜中的糖脂，特别是神经节苷脂，具有受体的功能(1971年Van Heyningen首先提出)。

思考题

1．试列表总结几种甘油醇磷脂的个性和共性。

2．鞘氨醇磷脂与糖脂有何共同之处？

3．各种复脂在理论和实践(应用)上有何重要性？

2．4 固醇

2．4．1固醇的核心结构

固醇类是环戊烷多氢菲的衍生物，是4个环组成的一元醇。所有固醇化合物分子都是以环戊烷多氢菲为核心结构。有α及β两型。

式中R为支链，C-3上有羟基，α-或β-型就是根据C-3羟基的立体位置与C-10上CH3基的位置关系来决定的。C-3上的OH基位置与C-10上CH3基的位置相反者(即在平面下)称α-型，以虚线连接；与C-10上CH3

脂类的化学

第二章脂类的化学 一.填空 1.膜主要是由两类分子组成:_____和_____。 2._____磷脂脂肪酸尾的链长可增加膜的流动性。 3.膜结构的液态镶嵌型认为大多数蛋白质和脂质能够自由迅速地进行_____,但不容易从膜的一侧表面_____到另一侧表面。 4.脂类的分类依据是______。 5.磷脂的主要不同点是______,其主要的生物学功能是______。 6.鞘磷脂类的分子由______和______组成。 7.磷酸甘油酯分子是______分子,具有______头部和______尾部。 8.磷酸甘油酯的不同在于______的不同。 9.磷酸甘油酯是______的主要成分。 10.鞘脂类包括______.______和______三类物质,其相同的结构成分是______。 11.自然界最丰富的磷脂是______和______。 12.鞘磷脂.脑苷脂和神经节苷脂的极性头部分别是______.______和______。 13.三酰甘油酯也称______,是由一分子______和三分子______结合而成。 二.判断 1.基本的双层膜结构是从细胞到细胞一代代传递下来的,但其遗传性与遗传(DNA)信息无关。 2.磷脂的极性头基与氨基酸的侧链相似,二者在电荷和极性方面都是可以改变的。 3.膜与蛋白质一样具有亲水表面和疏水内部。 4.生物膜最可能是通过模板指导的装配过程形成的。 5.大多数单个蛋白质和蛋白质聚集在膜内都保持一种非随机的分布。 6.膜整合蛋白质通常比外周蛋白疏水性强。 7.能引起脂肪酸在膜内紧密包装的脂肪酸结构的任何改变都将降低膜的流动性。 8.膜的两侧表面显示出不同的蛋白质和不同的酶活性。 9.核膜与内质网膜是连续的。 10.不同种的细胞膜可以融合这一发现表明所有的细胞膜都是由相同的成分构成的。 11.膜的胞质表面和外表面是随着小泡形成和小泡融合的每一循环而改变的。 12.蜂蜡属于脂类物质。 13.生物体内的脂类物质是生物的贮藏物质。 三.解答题 1.假定有一种适于在25℃生长的细菌。一个科学家突然将它移到37℃环境中, 从而使细胞膜的流动性增加。怎样才能重新获得原来的最适流动性? 2.计算一棕榈二硬脂甘油酯的皂化值? 3.250毫克纯橄榄油样品,完全皂化需要47.5毫克的KOH。计算橄榄油中甘油三酯的平均分子量。

第2章脂类化学概论

第四章脂类和生物膜 第一节脂类的概念、分类和生物学功能第二节三酰甘油和蜡 第三节甘油磷脂 第四节鞘脂 第五节简单脂类 第六节脂蛋白 第七节脂质的提取、分离与分析 第八节生物膜

第一节脂类的概念、分类和生物学功能一、脂类的概念 ●脂类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，其化学本质是脂肪酸和醇所形成的酯类及其衍生物。 ●其脂肪酸多是4碳以上的长链一元酸，醇成分包括甘油、鞘氨醇、高级一元醇和固醇。 ●生物体含有的脂类主要有脂肪、磷脂、糖脂、固醇等。 ●脂类的元素组成主要是碳、氢、氧，有些尚有氮、磷及硫。

二、脂类的分类 按化学组成可分为三大类： 1.单纯脂类(simple lipid) 是由脂肪酸和甘油形成的酯。又分为： （1）三酰甘油由3分子脂肪酸和1分子甘油组成。 （2）蜡主要由长链脂肪酸和长链醇或固醇组成。 2.复合脂类(compound lipid) 除含脂肪酸和醇外,尚有非脂成分,按非脂成分可分为: (1)磷脂非脂成分是磷酸和含氮碱(胆碱,乙醇胺)。根据醇成分的不同,又分为甘油磷脂和鞘磷脂。 (2)糖脂非脂成分是糖(单己糖、二己糖等),并因醇成分不同,又分为甘油糖脂和鞘糖脂。

鞘磷脂和鞘糖脂合称为鞘脂类（sphingolipid）。（3）衍生脂类（derived lipid） 是由单纯脂质和复合脂质衍生而来或与之关系密切，但也具有脂质一般性质的物质。如： （1）取代烃主要是脂肪酸及其碱性盐和高级醇，少量脂肪醛、脂肪胺和烃。 （2）固醇类包括固醇、胆酸、性激素等。 （3）萜包括许多天然色素、香精、橡胶等。（4）其他脂质如维生素A、D、E,类十二碳烷等。

第二章 脂类化学习题答案--生化习题及答案

脂类化学习题答案 一、单项选择题 1.B 2.D 3.D 4.A 5.C 6.A 7.A 8.E 9.C 10.D 三、填空题 1.单纯甘油酯、混合甘油酯 2.C16、 C18 3.脂肪酸盐、氢氧化钾 4.碳碳双键、加成 5.酯键、水解 6.脂肪、脂类 四、名词解释 1.是脂肪和类脂的总称。 2.是由甘油与脂肪酸形成的三酰甘油(TAG)，又称甘油三酯。 3.在多不饱和脂肪酸中，亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸是维持人和动物正常生命活动所必需的，但哺乳动物体内不能合成或合成量不足，需由食物提供，称为必需脂肪酸。 4.在碱性条件下水解１g脂肪所消耗氢氧化钾的毫克数称为皂化值，皂化值越大表示脂肪中脂肪酸的平均分子质量越小。 5.酸败作用久置于潮湿、闷热的空气中，脂肪分子中的碳碳双键、酯键等可以发生氧化、水解等反应，生成低级的醛、醛酸和羧酸等物质而产生臭味，这个过程称为酸败作用。 五、问答题 1．动物、植物和微生物体内存在100多种脂肪酸，它们大多数是含偶数碳原子的直链一元酸，碳原子数目一般在4～26之间，尤以C16和C18为最多。 脂肪酸可以根据碳原子数目分为短链(C2～C4)脂肪酸、中链(C6～C10)脂肪酸和长链(C12～C26)脂肪酸，或根据其是否含有碳碳双键分为饱和脂肪酸和不饱和脂肪酸。天然不饱和脂肪酸都是顺式结构。 在不饱和脂肪酸中，只含有一个碳碳双键的称为单不饱和脂肪酸，含有多个碳碳双键的称为多不饱和脂肪酸。在多不饱和脂肪酸中，亚油酸、亚麻酸和花生四烯酸是维持人和动物正常生命活动所必需的，但哺乳动物体内不能合成或合成量不足，需由食物提供，称为必需脂肪

酸。 2．⑴水解与皂化：脂肪在酸或酶的作用下水解生成甘油和脂肪酸。 脂肪在碱性条件下水解生成甘油和脂肪酸盐(即肥皂)的反应称为皂化反应。水解１g脂肪所消耗氢氧化钾的毫克数称为皂化值。皂化值越大表示脂肪中脂肪酸的平均分子质量越小。⑵氢化和碘化：脂肪中不饱和脂肪酸的碳碳双键在催化剂存在下可与氢或卤素发生加成反应，其中与碘的加成反应可用以分析脂肪酸的不饱和程度。通常将100g脂肪通过加成反应所消耗碘的克数称为碘值(或碘价)。碘值越大，脂肪酸的不饱和程度越高。 ⑶酸败作用：久置于潮湿、闷热的空气中，脂肪分子中的碳碳双键、酯键等可以发生氧化、水解等反应，生成低级的醛、醛酸和羧酸等物质而产生臭味，这个过程称为酸败作用。

第二章 脂类化学习题

第二章脂类化学 一、单项选择题 1.下列属于不饱和脂肪酸的是（） A.辛酸 B.月桂酸 C.油酸 D.硬脂酸 2.参与卵磷脂组成的化合物是（） A.胆碱 B.乙酰胆碱 C.丝氨酸 D.葡萄糖 3.下列属于脂肪酸的是（） A.苹果酸 B.柠檬酸 C.亚油酸 D.琥珀酸 4.不含糖苷键的化合物是（） A.蔗糖B麦芽糖 C.脑苷脂 D.脑磷脂 5.心磷脂的组成成分是（） A.磷脂酸 B.胆碱 C.胆胺 D.半乳糖 6.下列物质中由二十碳原子组成的不饱和脂肪酸是（） A.油酸 B.亚油酸 C.亚麻酸 D.花生四烯酸 7.关于胆固醇的叙述错误的是（） A.它是醇的一种 B.它是一种两亲分子 C.它是动脉粥样硬化斑的主要成分之一 D.它不是生物膜的组成成分 E.它也是合成维生素D3的前体 8.胆固醇是下列哪种化合物的前体？ A.辅酶A B.泛醌 C.维生素A D.维生素D E.维生素E 9.下面化合物哪种是磷脂？ A.糖原 B.神经鞘磷脂 C.前列腺素 D.油酸 E.三酸甘油酯 10.脂肪的碱水解称为： A.脂化 B.还原 C.皂化 D.氧化 E.水解 11.卵磷脂的成分为： A.脂肪酸、甘油、磷酸、乙醇胺 B.脂肪酸、磷酸、胆碱、甘油 C.脂肪酸、磷酸、甘油、丝氨酸 D.脂肪酸、磷酸、胆碱 E.脂肪酸、磷酸、甘油 12.胆汁酸来源于： A.胆色素 B.胆红素 C.胆绿素 D.胆固醇 13.下列有关甘油三酯的叙述，哪一个不正确？ A.甘油三酯是由一分子甘油与三分子脂酸所组成的酯 B.任何一个甘油三酯分子总是包含三个相同的脂酰基 C.在室温下，甘油三酯可以是固体，也可以是液体 D.甘油三酯可以制造肥皂 E.甘油三酯在氯仿中是可溶的 14.从某天然脂肪水解所得的脂酸，其最可能的结构是 A.CH3(CH2)12COOH B.CH3(CH2)13COOH C. CH3CH2COOH D. E. 15.下列化合物中除哪个外都是神经节苷脂的组分? A.甘油 B.唾液酸 C.己糖 D.鞘氨醇 E.长链脂酸 16.胆固醇是 A.酸性固醇 B.17-酮类固醇 C.所有类固醇激素的前体 E.苯的衍生物 D.17-羟皮质类固醇 17.乳糜微粒、中间密度脂蛋白(IDL)、低密度脂蛋白(LDL)和极低密度脂蛋白(VLDL)都是血清脂蛋白，这

第二章 脂类化学

第二章脂类化学 第一节概论 一、脂类的概念及生物学功能： （一）概念： 脂类共同的物理性质，不溶于水，但是能溶于非极性的有机溶剂（氯仿、乙醚、丙酮、苯等）中。化学组成和化学结构上有很大的差异一般是由脂肪酸和醇组成，也有不含脂肪酸的如萜类、固醇类及其衍生物。 （二）脂类的生物功能也是多种多样，主要有以下几个方面： 1、膜功能：构成生物膜的重要物质。 2、能量来源：燃料的贮存形式和运输形式 3、对动物来讲，是必须脂肪酸和脂溶性的维生素的溶剂。 4、参与信号的传导和识别 5、另外此类物质有防止机械损伤和热量散发等保护作用 二、脂类的分类： 根据组成脂类的不用组分可以讲脂类分为三大类： 1、单纯脂质： 1）甘油三酯是3分子脂肪酸和1分子甘油所组成的酯 2）蜡由长链脂肪酸和长链醇或固醇组成。 2、复合脂质：除醇类和脂肪酸外尚有其他物质。 1）磷脂如甘油磷酸类含有甘油、脂肪酸、磷酸和其他含氮的碱（胆碱、乙醇胺）：鞘氨醇磷脂 2）糖脂鞘糖脂和甘油糖脂 3）鞘氨醇磷脂和鞘糖脂合称为鞘脂类 3、衍生脂质，上述脂类物质衍生而来，或关系密切。 1）取代烃：脂肪酸及其碱性盐和高级醇 2）固醇类 3）萜 4）其他脂质如维生素A、D、E、K，糖脂和脂蛋白。 第二节脂酰甘油类 脂酰甘油，即脂肪酸和甘油所形成的脂。脂类中最丰富的一大类是三脂酰甘油，其结构如图 所示。 一、脂肪酸 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 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（16酸）和硬脂酸（18酸）。不饱和脂肪酸中最普遍的是 油酸（18碳1烯酸）。 4、不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸低。 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。

第二章 脂类.

第二章脂类Lipids 重点：磷脂、糖脂 一、脂类的概念 不溶于水而能被乙醚、氯仿、苯等非极性有机溶剂抽提出的化合物，统称脂类。脂类包括油脂（甘油三脂）和类脂（磷脂、蜡、萜类、甾类）。 二、分类 （1）单纯脂：脂肪酸与醇类形成的酯，甘油酯、鞘脂、蜡 （2）复合脂：甘油磷脂、鞘磷脂。 （3）萜类和甾类及其衍生物：不含脂肪酸，都是异戊二烯的衍生物。 （4）衍生脂：上述脂类的水解产物，包括脂肪酸及其衍生物、甘油、鞘氨醇等。 （5）结合脂类：糖脂、脂蛋白 三、脂类的生物学功能 脂类的生物学功能也多种多样： ①生物膜的结构组分(甘油磷脂和鞘磷脂，胆固醇、糖脂)；②能量贮存形式(动物、油料种子的甘油三酯)；③激素、维生素和色素的前体(萜类、固醇类)；④生长因子；⑤抗氧化剂；⑥化学信号(如)；⑦参与信号识别和免疫（糖脂）；⑧动物的脂肪组织有保温，防机械压力等保护功能，植物的蜡质可以防止水分的蒸发。 第一节脂肪酸及其衍生物 一、脂肪酸 绝大多数的脂肪酸含有偶数个碳原子，形成长而不分支的链(也有分支的或含环的脂肪酸)。 不饱和脂肪酸有顺式和反式两种异物体。但生物体内大多数是顺式结构。 不饱和脂肪酸中，反式双键会造成脂肪酸链弯曲，分子间没有饱和脂肪酸链那样结合紧密。因此，不饱和脂肪酸的熔点低。 脂肪酸(主要是豆蔻酸与棕榈酸)可以与蛋白质共价相连，形成脂酰蛋白(acyloted protein)，脂酰基团能促进膜蛋白与疏水环境间的相互作用。 1、结构特点： （1）天然脂肪酸通常偶数碳原子，一般12-22个碳。 （2）脂肪酸有饱和、单不饱和和多不饱和。不饱和双键一个处于C9-C10之间，且为顺式（cis），为反式必须加t（trans）。 （3）多不饱和脂肪酸（PUFA）：往往不共轭。 P83 表2-2 某些天然存在的脂肪酸 硬脂酸n-十八酸18：0 油酸十八碳-9-烯酸18：1Δ9 亚油酸十八碳-9，12-二烯酸18：2Δ9，12 α-亚麻酸十八碳-9，12，15-三烯酸18：3Δ9，12，15

2 脂类化学答案

第二章脂类化学 一、填充题 1．脂类是由醇和脂肪酸等所组成的酯类及其衍生物。 2．脂类化合物具有以下三个特征溶于脂溶剂、为酯类及其衍生物、能被生物体利用。3．固醇类化合物的核心结构是环戊烷多氢菲。 4．磷脂酰胆碱（卵磷脂）分子中磷酰胆碱为亲水端，脂肪酸碳氢链为疏水端。5．磷脂酰胆碱（卵磷脂）是由甘油、脂肪酸、磷酸和胆碱组成。 6．哺乳动物的必需脂肪酸是亚油酸和亚麻酸。 7．鞘磷脂分子由鞘氨醇、脂肪酸和磷脂酰胆碱三部分组成。 8. 叶绿醇含4个异戊二烯单位属二萜化合物。 9. 植物中含三个双键的脂肪酸有α-亚麻酸、γ-亚麻酸及桐油酸。 二、是非题 1．自然界中常见的不饱和脂酸多具有反式结构。× 2．磷脂是中性脂。× 3．天然存在的磷脂是L-构型。√ 4．植物油和动物脂都是脂肪。√ 5．脂肪的皂化价高表示含低相对分子质量的脂酸少。× 6．胆固醇为环状一元醇，不能皂化。√ 7．脂肪和胆固醇都属脂类化合物，它们的分子中都含有脂肪酸。× 8．磷脂和糖脂都属于两亲化合物。√ 9．胆固醇分子中无双键，属于饱和固醇。× 10．所有脂类均含有脂酰基。× 11. 哺乳动物体中也能合成不饱和脂肪酸。√ 12. 某些类固醇类化合物具有激素功能，对代谢有调节作用。√ 13. 油脂酸败后具有刺鼻的臭味，是因为产生了醛类和酮类物质。√ 14. 甘油磷脂中，甘油的第二个碳原子羟基常与饱和脂肪酸结合。× 15. 构成萜类化合物的基本成分是异戊二烯分子。√ 三、选择题 1．下列有关甘油三酯的叙述，哪一个不正确？（B ） （A）甘油三酯是由一分子甘油与三分子脂酸所组成的酯 （B）任何一个甘油三酯分子总是包含三个相同的脂酰基 （C）在室温下，甘油三酯可以是固体，也可以是液体 （D）甘油三酯可以制造肥皂 2．脂肪的碱水解称为（ C ） （A）酯化（B）还原（C）皂化（D）水解 3．卵磷脂含有的成分为（B ） （A）脂酸，甘油，磷酸，乙醇胺（B）脂酸，磷酸，胆碱，甘油 （C）磷酸，脂酸，丝氨酸，甘油（D）脂酸，磷酸，胆碱 4．下列哪个是饱和脂酸？（ D ） （A）油酸（B）亚油酸（C）花生四烯酸（D）棕榈酸 5、关于脂肪酸的叙述，错误的是（ A ） （A）不饱和脂肪酸的第一个双键均位于9～10碳原子之间 (B)高等植物中的不饱和脂肪酸属顺式结构 (C) 花生四烯酸在植物中不存在 (D) 膜脂肪酸的过氧化作用破坏了膜的结构和功能 (E) 细菌中只存在单不饱和脂肪酸 6．关于甘油磷脂的叙述，错误的是（ C ） （A）在pH7时卵磷脂和脑磷脂以兼性离子存在

2第二章脂类练习题(1)

第二章脂质化学 一、选择题 1.含有三个双键的脂肪酸是_________。 A.油酸 B. 软脂肪酸 C. 亚麻酸 D.棕榈酸 2. 人体内的多不饱和脂肪酸是指___ ___。 A. 油酸、软脂肪酸 B. 油酸、亚油酸 C. 亚油酸、亚麻酸 D. 软脂肪酸、亚油酸。 3.卵磷脂含有的成分为_________。 A. 脂肪酸，甘油，磷酸，乙醇胺 B. 脂肪酸，磷酸，甘油，胆碱 C. 磷酸，甘油，丝氨酸，脂肪酸 D. 脂肪酸，磷酸，甘油 4.下列物质中由十八碳原子组成的不饱和脂肪酸是_________。 A. 油酸 B. 棕榈油酸 C. 硬脂酸 D. 花生四烯酸 二填空题 1. 磷脂酰胆碱(卵磷脂)分子中__________为亲水端，__________为疏水端。 2. 卵磷脂是由______、___________、___________和____________组成。03B 3.脑磷脂是由_________、__________、_________和__________组成。 4.膜脂的组成物质一般包括___________、___________和____________，其中以___________为主。 三、判断题 1. 磷脂不溶于丙酮，根据这个特点可将磷脂和其它脂类化合物分开。（） 2. 细胞膜类似与球蛋白，有亲水的表面和疏水的内部。（） 3. 自然界中常见的不饱和脂肪酸多具有反式结构，少数为顺式结构。 （） 4. 植物油的必需脂肪酸含量丰富，所以植物油比动物油营养价值高。（）

5. 脂肪和胆固醇都属于脂类化合物，它们的分子中都含有脂肪酸。（） 6. 磷脂和甘油是中性脂。 （） 7. 脂肪的皂化价高表示含低相对分子量的脂肪酸少。（） 8．构成生物膜的骨架是磷脂，不再含有其他脂类化合物。（） 四名词解释 .油脂酸败必需脂肪酸脂肪酸三脂酰苷油

第二章 脂类化学.

第二章脂类化学 内容 2．1 脂类的概念和类别 45 2．1．1 存在 45 2．1．2 脂类的化学概念 45 2．1．3 脂类的分类 46 2．2 单脂 46 2．2．1 脂肪（真脂） 46 2．2．1．1 脂肪分子的组成和结构 46 2．2．1．2 脂肪的性质 49 2．2．2 蜡 53 2．3 复脂 53 2．3．1 磷脂 53 2．3．1．1 甘油醇磷脂 53 2．3．1．2 鞘氨醇磷脂 58 2．3．2 糖脂 59 2．3．2．1 N－酰基鞘氨醇糖脂（神经酰胺糖脂） 59 2．3．2．2 甘油醇糖脂 61 2．4 固醇 62 2．4．1 固醇的核心结构 62 2．4．2 胆固醇与麦角固醇的结构和功能 62 2．4．2．1 胆固醇 63 2．4．2．2 麦角固醇 64

2．4．3 其他天然固醇 65 2．5 脂质及固醇的生物功能 67 总结性思考题 67 提要和学习指导本章主要介绍单脂和复脂的组分、结构和性质，对固醇亦给以必要的介绍。学习时应注意： 1．对脂肪的结构和性质以及对固醇类物质的基本结构作彻底的了解； 2．联系脂肪的结构学习复脂的结构，在固醇核心结构的基础上学习类固醇物质，这样就容易掌握较繁复难懂的物质； 3．磷脂与糖脂的区别，各种磷脂、糖脂和固醇彼此间的异同应作分析比较，以加强理解。 2．1 脂类的概念和类别 2．1．1 存在脂类就是动、植物的油脂。人们吃的动物油脂（如猪油、牛羊油脂、鱼肝油、奶油等）、植物油（如豆油、菜油、花生油、芝麻油、茶油、棉子油等）和工业、医药上用的蓖麻油和麻仁油等都属于脂类物质。一切动植物都含有脂质，它是构成原生质的重要成分，也是动植物的储能物质。动物（包括人类）腹腔的脂肪组织、肝组织、神经组织和植物中油料作物的种子等的脂质含量都特别高。 2．1．2 脂类的化学概念根据化学分析结果，脂类分子都含碳、氢、氧元素，有的也含氮和磷。脂类被碱水解后产生醇（一般为甘油醇）和脂肪酸。因此，可以说脂类是脂肪酸（C4以上的）和醇[包括甘油醇、鞘氨醇（或称神经醇）、高级一元醇和固醇]等所组成的酯类及其衍生物，它们具有下列3个特征： ①不溶于水而溶于这种或那种脂溶剂，如乙醚、丙酮及氯仿等。 ②为脂肪酸与醇所组成的酯类。 ③能被生物体利用，作为构造、修补组织或供给能量之用。 2．1．3 脂类的分类脂类可分为单脂与复脂两大类。 一、单脂为脂酸与醇（甘油醇、高级一元醇）所组成的酯类。分脂、油及蜡3小类。 脂：一般在室温时为固态，是甘油与3分子脂酸结合所成的三酰甘油，称脂肪或真脂，也称中性脂。