第2章脂类物质.ppt

第二章 脂类物质,第一篇 物质篇,2.1 脂 类 一、简单脂 二、复合脂 三、萜类、类固醇及前列腺素2.2 生物膜 一、生物膜的组成和结构 二、生物膜的物质运送功能,脂类：能溶于有机溶剂而不同于水的化合物。脂类的分类：1、简单脂脂肪酸与醇所组成的酯类，分为脂、油及蜡。2、复合脂除醇类、脂肪酸外，还含有其他物质。3、萜类、类固醇及其衍生物。4、衍生脂水解产物、氧化产物。脂类的生物学功能：1、构成生物膜的重要物质。2、机体代谢所需能量的贮存形式和运输形式。3、为机体提供溶解于其中的必需脂肪酸和脂溶性维生素。4、具有营养、代谢、调节功能。5、保护作用。6、与细胞识别、种（属）特异性和组织免疫等有密切关系。,2.1 脂 类,一、简单脂,（一）甘油酯类 1、结构 根据脂肪酸数，分单脂酰甘油酯、二脂酰甘油酯 和三脂酰甘油酯。三脂酰甘油酯（甘油三酰酯、油脂）结构通式：,R1、R2、R3：各脂肪酸的烃基。,脂肪酸羧基的OH与 甘油醇基的H连接形成酯键。,脂肪酸 结构：一端带有羧基的长的碳氢链。不同脂肪酸之间的区别在于碳氢链的长度、饱和与否以及双键的数目和位置。碳原子是从羧基碳（1位碳）开始编号，与羧基碳相邻的碳原子（2位碳）为碳，3位碳和4位碳分别为和碳，末端的甲基碳为碳原子或n碳原子。表示双键位置和数目的不同方法：9：表示双键在脂肪酸的第9和第10位碳之间。9：表示从碳开始计数，双键在第9为碳上。例如：,部 分 脂 肪 酸,高等动、植物脂肪酸的共同特点,脂肪酸链长为1420个碳原子的占多数，且都是偶数，最常见的是16个或18个碳原子的酸。12碳以下的饱和脂肪酸大量存在于哺乳动物的乳脂中。饱和脂肪酸中 最常见的是软脂酸和硬脂酸。不饱和脂肪酸中最常见的是油酸。高等植物和低温生活的动物中，不饱和脂肪酸的含量高于饱和脂肪酸。不饱和脂肪酸的熔点比同等链长的饱和脂肪酸的熔点低。单不饱和脂肪酸的双键位置一般在910位碳之间；多不饱和脂肪酸中的一个双键一般也位于910位碳之间，其他双键位于9位碳和碳氢链的末端甲基之间，且在两个双键之间往往存在一个亚甲基。少数植物的不饱和脂肪酸中含有共轭双键：（-CH=CH-CH=CH-),细菌所含的脂肪酸种类比高等动、植物的少得多，且绝大多数为饱和脂肪酸。细菌的不饱和脂肪酸只有一个双键，哺乳动物体内能够合成饱和脂肪酸和单不饱和脂肪酸，但不能合成亚油酸、亚麻酸。,不饱和脂肪酸几乎都具有相同的几何构型，且都属于顺式，只有极少数的属于反式。,甘油,与水或乙醇可任意比例互溶。不溶于乙醚、氯仿及苯。甘油在脱水剂（如硫酸氢钾、五氧化二磷）存在下加热，生成丙烯酸，成为有刺激性臭味的气体。此反应可用于鉴定甘油。,2、甘油三酰酯的理化性质,（1）物理性质,无色、无味、无臭，呈中性，不溶于水，溶于脂溶剂。在有乳化剂存在下，油脂能和水混合成乳状液。脂肪能溶解脂溶性维生素和某些有机物质。不饱和脂肪的折光率一般比饱和脂肪高，饱和脂肪分子质量高的，折光率也高。因此，测定脂肪的折光率可以判断脂肪分子中脂肪酸的分子质量。,（2）化学性质,水解和皂化,脂肪能被酸、蒸汽及酯酶水解。产生甘油及脂肪酸。,如果是碱作用，则得甘油和脂肪酸盐（皂），碱水解脂肪也叫皂化。,皂化价皂化1g脂肪所需的KOH的毫克数。,氢化和卤化,不饱和脂肪在有催化剂（如Ni）的作用下，脂肪酸上的双键可加氢而饱和氢化。（棉子油、豆油、菜籽油部分氢化制成半固体脂肪）溴、碘同样可加入不饱和双键上产生饱和卤化脂卤化。碘价100g脂类样品所能吸收碘的克数。,氧化,脂肪中不饱和脂肪可被分子氧或活性氧氧化，生成脂肪酸过氧化物。,酸败,天然油脂暴露在空气中经相当长的时间后败坏而发生臭味酸败。,酸价中和1g脂类的游离脂肪酸所需的KOH克数。,酸败原因：一是水解：光、热或微生物作用可水解脂类。放出自由脂肪酸，低分子脂肪酸有臭味。二是氧化：空气中氧将脂肪中不饱和脂肪酸氧化，产生有臭味的醛和酮类物质。,乙酰化,含羟基的甘油酯和醋酸酐作用生成乙酰化酯（乙酰基与OH基结合）。,羟基化甘油酯,乙酰化甘油酯,醋酸酐,乙酰价：中和由乙酰酯经皂化释放出的乙酸所需的的毫克数。,（二）蜡,蜡是脂肪酸与高级脂肪醇形成的酯。天然的蜡中往往含有一些游离的脂肪酸和脂肪醇。蜡在常温时是固体，能溶于醚、苯、三氯甲烷等有机溶剂。蜡既不被脂肪酶水解，也不易皂化。蜡和它的脂肪醇在水中都不溶解。动植物中（如昆虫）、水果以及植物各器官的表面通常有一薄层的蜡存在，有防止水的侵蚀与蒸发的作用。蜂蜡是软脂酸与三十碳醇所成的酯。,二、复合脂,除含有醇类、脂肪酸外，还含有其他物质的脂复合脂。如：磷脂、糖脂、脂蛋白等。,（一）磷脂为含磷酸的复合脂。是细胞膜的重要成分。分为甘油醇磷脂和鞘氨醇磷脂。,、甘油醇磷脂,是由甘油、脂肪酸、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）组成。是磷脂酸的衍生物。,甘油醇磷脂的通式：、：脂酰基的碳氢基。：其他基团。、：甘油碳链立体专一序数（、位置不能交换）。所有甘油衍生物的名称前应冠以符号。如：磷酸甘油磷酸甘油,（）磷脂酰胆碱（卵磷脂）,结构：含甘油、脂肪酸、磷酸、胆碱等基团，结构和三脂酰甘油不同的是1个脂酰基被磷酰胆碱基所代替。磷脂酰胆碱有 型与型之分，型即磷酰胆碱基连接在甘油的第3碳位上，型的磷酰胆碱基连接在第碳位上。基如在甘湍碳链左边则称磷脂酰胆碱。自然界存在的为磷脂酰胆碱。磷脂酰胆碱的磷酸上的和胆碱基上的基都可离解，因此又可写成两性离子型。,性质：,两亲化合物同一种分子含有极性端和非极性端的化合物。,脂肪酸常见的有：软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸、亚麻酸、花生四烯酸。,极性头部,疏水尾部,（）磷脂酰乙醇胺和磷脂酰丝氨酸（脑磷脂）,结构：结构和卵磷脂相似，只是以乙醇胺和丝氨酸代替胆碱。,性质：和卵磷脂相似，但卵磷脂溶于乙醇，而脑磷脂不溶于乙醇，可将二者分离开。,脂肪酸常见的有：软脂酸、硬脂酸、油酸及少量的二十碳四烯酸。,（二）糖脂,糖脂：一个或多个单糖残基与单脂酰甘油或二脂酰甘油的羟基，或与鞘氨醇或神经酰胺上的羟基以糖苷键相连所形成的化合物。,（三）脂蛋白,脂蛋白可根据其蛋白质组成大致分为：核蛋白类、磷蛋白类和单纯蛋白类。,三、萜类、类固醇和前列腺素,（一）萜类,属于异戊二烯衍生物。,萜类根据异戊二烯的数目分类。由两个异戊二烯构成的称为单萜，3个异戊二烯构成的称为倍半萜，4个异戊二烯构成的称为二萜。植物中的萜类多数有特殊气味，VA、VE、VK等都属于萜类。,异戊二烯分子结构,（二）类固醇,1、固醇类 分为：动物固醇、植物固醇和酵母固醇。（1）动物固醇 胆固醇：又称胆甾醇。占脑固体物质的17%，胆结石几乎都是由胆固醇构成。胆固醇易溶于乙醚、氯仿、苯及热乙醇，不能皂化。7-脱氢胆固醇：存在于动物皮下，在紫外线作用下生成维生素D3。（2）植物固醇 是植物细胞的重要组分，不能为动物吸收利用。（3）酵母固醇 存在于酵母、霉菌中,2、固醇衍生物,典型代表：胆汁酸、强心苷、睾酮、雌二醇、孕酮和维生素D。人胆汁中含有3种不同的胆汁酸：胆酸、脱氧胆酸和鹅脱氧胆酸。胆酸与脂肪酸或其他脂类形成盐类。胆酸是乳化剂，能降低水和油脂的表面张力，使肠腔内油脂乳化成微粒，增加油脂与消化液中脂肪酶的接触面积，便于油脂的消化吸收。,2.2 生 物 膜,biological membrane所有的细胞都以一层薄膜将它的内含物与外界环境分开。这层膜称细胞膜（原生质膜或质膜）。另外，大多数细胞中还含有许多内膜系统，组成具有各种特定功能的亚细胞结构和细胞器。例如，线粒体、细胞核、内质网、溶酶体和叶绿体等。构成这些细胞器的膜称为胞内膜。,细胞的外周膜以及内膜系统通称为生物膜。,生物膜的功能,1、生物膜结构是细胞结构的基本形式，为细胞内很多生物大分子的有序反应和整个细胞的区域化提供了必需的结构基础。使各个细胞器和亚细胞结构既各自具有恒定、动态的内环境又相互联系、相互制约，从而使整个细胞活动有条不紊、协调一致的进行。2、在物质运输、能量转换、细胞识别、细胞免疫、神经传导、代谢控制等许多重要过程中以及激素和药物的作用、肿瘤的发生等都与生物膜有关。,一、生物膜的组成和结构,生物膜的组成 主要由脂质（主要是磷脂和胆固醇）、蛋白质（包括酶）和多糖类组成，还含有水和金属离子等。生物膜的组成，因膜的种类不同而有很大的差别。一般来讲，功能复杂或多样的膜，蛋白质占的比例较大；相反，功能越简单，膜蛋白的种类和含量就越少。,（一）生物膜的化学组成,1、脂质（Lipid）,脂质是构成生物膜最基本的结构物质脂质包括磷脂、胆固醇和糖脂等，其中以磷脂为主要成分。,磷脂（Glycerophospholipids）,主要是磷酸甘油二脂。甘油中第1，2位碳原子与脂肪酸酯基（主要是含16碳的软脂酸和18碳的油酸）相连，第3位碳原子则与磷酸酯基相连。不同的磷脂，其磷酸酯基组成也不相同。,（1）脂质的种类,磷脂分子中含有极性基团（磷酰胆碱、磷酰胆胺、磷酰丝氨酸等）-极性头部,又含有非极性基团（脂肪酰基的烃链、鞘氨醇的烃链）-疏水尾部。,磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂的脂肪酸链，是优良的两亲性分子,磷脂的两亲性结构,极性端,非极性端,磷脂的结构类型,磷脂的特点,磷脂分子中含有亲水性的磷酸酯基和亲脂性的脂肪酸链，是优良的两亲性分子。磷脂分子在水溶液中，由于水分子的作用，能够形成双层脂膜结构或微团结构。磷酸甘油二脂在水溶液中主要是形成双层脂膜。磷脂的这种性质，使它具有形成生物膜（双层脂膜）的特性。,糖脂（Glycosphingolipids）,糖脂也是构成双层脂膜的结构物质。糖脂主要是甘油醇糖脂和鞘氨醇糖脂，分布在细胞膜外侧的单分子层中。动物细胞膜所含的糖脂主要是脑苷脂。结构为：,脑苷脂的分子结构,鞘氨醇磷脂的结构,脑苷脂中所含的高级脂肪酸,脑苷脂中所含的高级脂肪酸有：二十四酸、二十四烯酸和-羟二十四酸等。这些脂肪酸以酰胺键形式与神经鞘氨醇中的氨基相连。细菌和植物的细胞膜中糖脂含量较多。这类糖脂结构比较复杂，主要为甘油的衍生物。糖脂分子中也含有亲水基团（糖基）和疏水基团（鞘氨醇R基和脂肪酸R基）。,胆固醇（Sterols）,胆固醇是一种类脂化合物,在生物膜中含量较多。,胆固醇以中性脂的形式分布在双层脂膜内，对生物膜中脂类的物理状态有一定的调节作用，有利于保持膜的流动性和降低相变温度。,（2）膜脂分子在水溶液中的存在形式,组成生物膜的脂质种类多，但有共同的结构特点：都是两性分子；分子中疏水基团占的比例大。这使他们在水中容易自动聚集成微团结构或片状双分子层结构。,微团结构：膜脂分子的疏水尾尽量避开水，藏在中央；极性头部与水亲和，露在外面。直径最大可达20nm。片状双分子层结构：膜脂分子的疏水尾相互亲和指向双分子层内部，极性头部露在片层两侧的面上，面向水。双层微囊结构：片状双分子层结构中脂分子疏水尾间的疏水力、范德华力、极性头与水分子间的静电力、氢键等作用力，促使片状双分子层结构自我融合，使疏水尾全部藏于双分子层内部的非极性环境中，形成连续的、封闭的双分子囊泡。与微团结构不同，内部有水溶液。（微囊内外都是水相）,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。膜蛋白都是功能蛋白：有的是受体蛋白；有的是运送蛋白；有的是酶类。蛋白质含量越高，种类越多，膜的功能越复杂。,外周蛋白（peripheral protein）,这类蛋白约占膜蛋白的2030%，分布于双层脂膜的外表层，主要通过静电引力或范德华力与膜脂的极性头部结合。外周蛋白与膜的结合比较疏松，容易从膜上分离出来。外周蛋白能溶解于水。,内在蛋白（integral protein）,内在蛋白约占膜蛋白的70-80%，蛋白的部分或全部镶嵌在双层脂膜中，或横跨全膜。这类蛋白的特征是不溶于水，主要靠疏水键与膜脂相结合，而且不容易从膜中分离出来。内在蛋白与双层脂膜疏水区接触部分，由于没有水分子的影响，多肽链内形成氢键趋向大大增加，因此，它们主要以-螺旋和-折叠形式存在，其中又以-螺旋更普遍。,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，在质膜和胞内膜中，糖基链都分布于非细胞质一侧。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犹如细胞的化学天线，在信息传递和细胞识别、细胞免疫方面具有重要作用。,（二）膜脂和膜蛋白在脂双层两侧 分布的不对称性,1、膜蛋白分布的不对称性 分布于质膜外侧的蛋白质：Mg2+-ATP酶、5核苷酸酶、5 磷酸二酯酶、对硝基酚磷酸酶、各种激素及毒素受体蛋白等。分布于脂质内侧的蛋白质：腺苷酸环化酶。除了跨膜蛋白外，没有哪种蛋白质同时出现在膜的两侧。膜蛋白的这种不对称性分布反映了膜两侧功能的不对称性。,2、膜脂分布的不对称性,糖脂质存在于膜的非细胞质一侧的单分子层中。（绝对的不对称）其他脂类在膜两侧含量也有差异。同一细胞同一膜的不同部位，各种脂的分布也不均匀。膜脂的不对称、不均一分布，可使膜的不同部位在流动性、电荷情况有差异，为膜蛋白的不对称分布和执行不同的功能提供提条件。,如：膜两侧质子梯度的产生、物质的跨膜运送、信息传递等生理过程都需要膜的方向性。膜两侧不同组分的协同作用是生物膜迅速、准确地完成其复杂功能的保障。,保证膜功能的方向性。,生物膜结构上的两侧不对称性的意义,（三）生物膜的流动性,包括：膜脂流动性和膜蛋白流动性。,1、膜脂的流动性（膜脂的运动状态）,凝胶态,液晶态,温度降低,相变温度,在相变温度以上，膜脂分子具有5种运动方式：脂酰烃链绕C-C键旋转，导致异构化运动。膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴左右摆动。膜脂分子围绕与膜平面垂直的轴作旋转运动。膜脂分子在膜内沿膜的平面作侧向扩散或侧向移动。膜脂分子在脂双层中由一单分子层倒翻至另一层。,2、膜蛋白的流动性,（1）膜蛋白的侧向扩散,，和的细胞融合试验。,，,（）膜蛋白的旋转扩散,较侧向扩散慢。,（四）生物膜的结构模型,组成膜的脂类分子呈双分子层排列，这是构成膜结构的基础。脂双层有双重作用。既是内在蛋白的溶剂，又是物质通透的屏障。在生理条件下，膜脂处于流动状态，生物通过改变膜脂的脂肪酸组成等因素进行调节，控制其流动性。,流动镶嵌模型（1972，美国Singer,Nicolson）,除非为特殊的相互作用所限制，膜蛋白在脂双层中可以自由地侧向扩散，但一般不能从膜的一侧翻转到另一侧。,组成及流动性,外周蛋白分子表面分布有许多极性基团，通过静电力与膜脂的极性头部亲和而附着在膜两侧表面。内在蛋白以不同浓度镶嵌在脂双层中，有的贯穿整个膜。其分子中有疏水结构域和亲水结构域，疏水域埋在膜双层中心，与膜脂疏水尾亲和，亲水域朝向膜的表面。脂双层结构对于内在蛋白构象的形成和功能表现都是必要的，若脱离膜，内在蛋白就失活。,不 对 称 性,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。,二、生物膜的功能,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个体。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。,1保护功能,2、能量转换功能,氧化磷酸化：通过生物氧化作用，将食物分子中存储的化学能转变成生物能，即将化学能转换成ATP分子的高能磷酸键。然后再通过ATP分子磷酸键的分解释放能量，为生物体提供所需的能量。光合磷酸化：通过光合作用，将光能（主要是太阳能）转换成ATP的高能磷酸键。再利用ATP的能量合成糖类物质。真核细胞的氧化磷酸化主要在线粒体膜上进行。原核细胞的氧化磷酸化则是在细胞质膜上进行。光合磷酸化主要在叶绿体膜上进行。,3、信息传递功能,生物体内的信息传递，例如激素的刺激、神经传导和遗传信息的传递等，主要是在细胞膜上进行的。细胞膜上有接受不同信息的专一性受体，这些受体能识别和接受各种特殊信息，然后将不同的信息分别传递给有关的靶细胞并产生相应的效应以调节代谢、控制遗传和其它生理活动。,激素作用过程,4、运动功能,许多原生动物及单细胞动物主要是通过其细胞膜表面的纤毛或鞭毛的摆动而移动。淋巴细胞的吞噬作用和某些细胞利用质膜内折叠将外源物质包围入细胞的作用等都是靠细胞膜的运动实现的。,5、免疫功能,细胞的免疫性主要是由于细胞膜上有专一性的抗原受体，当抗原受体被抗原激活后，即产生相应的抗体。抗体能够识别及特异性地与外源性抗原（如细菌、病毒等）结合并吞噬消灭。另外，吞噬细胞和淋巴细胞的免疫功能，是由于它们能够识别外源物质（细菌或其它蛋白质等），并能将这些外源物质吞噬消灭。,6、物质运送功能,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。细胞或细胞器通过生物膜，从膜外选择性地吸收所需要的养料，同时也要排出不需要的物质。在各种物质跨膜转运过程中，细胞膜起着重要的调控作用。运送物质方式：穿膜运送和膜泡运送,（1）物质的穿膜运送,指物质进出生物膜时要穿过膜的结构。分为：被动运送和主动运送。,被动运送,物质从高浓度的一侧，通过膜转运到低浓度的另一侧，即沿着浓度梯度（膜两边的浓度差）的方向跨膜转运的过程。这类转运是通过被转运物质本身的扩散作用进行的，是一个不需要外加能量的自发过程。分为：简单扩散和促进扩散。,简单扩散,是生物膜运送物质最简单的一种方法。在膜对物质的运送中指占很小的比例。它依赖于物质的的扩散作用和渗透作用。运送速率取决于物质膜两侧的浓度差、物质分子大小、亲脂性等因素。,亲水小孔,一些小分子物质顺浓度梯度穿膜运送中，需借助膜上的载体蛋白帮助。载体蛋白为跨膜蛋白。分子中有与被转送结合的转移性位点。促进扩散的速率在一定限度内与物质浓度成正比。,促进扩散,被动转运的实验,主动运送,主动转运是在外加能量驱动下进行的物质跨膜转运过程。是逆浓度梯度或逆电化学梯度运送物质的过程。由膜上的专一载体蛋白帮助完成（起泵的作用）。主动转运的物质，可以是离子、小分子化合物，也可以是复杂的大分子物质，如某些蛋白或酶等。这一过程一般都与ATP的释能反应相偶联。,a.Na+、K+的主动运输,细胞内外Na+、K+的浓度明显不同：细胞内，高K+、低Na+；细胞环境,高Na+、低K+。这种现象是由于细胞膜对 Na+或K+逆浓度梯度主动运送的结果。执行这种主动运送功能的复合物称Na泵。也叫Na+-K+-ATP酶。Na泵由两个亚基组成：跨膜的催化亚基和与其结合的糖蛋白。催化亚基在膜内侧有Na+和ATP结合的位点，外侧有K+结合的位点。Na+-K+泵每将一个ATP水解为ADP，泵就运送3个Na+由胞内至胞外。并将2个K+从胞外带入胞内。,钠、钾离子泵,主动转运过程,b.糖和氨基酸的协同运送,协同运送有些细胞对葡萄糖和氨基酸的吸收是伴随着Na+或K+顺浓度梯度流动一起进入细胞的。,主动转运的特点:,膜的专一性：膜对于主动转运的物质有专一性。载体蛋白：物质的主动转运需要载体蛋白的参与。载体蛋白具有专一性，一种载体蛋白一般只能转运一种或一类物质。方向性：物质可以逆浓度梯度或电化学梯度进行转运。如细胞为了保持膜内、外的K+和Na+离子的浓度梯度以维持正常的生理活动需要，细胞通过主动转运方式，向内泵入K+，而向外泵出 Na+。主动转运过程可以被某些抑制剂抑制。主动转运所需的能量一般由ATP提供。,（2）物质的膜泡运送,生物膜对大分子的运送主要通过膜泡运送的方式进行。膜泡运送是物质被包在由单层生物膜围起的小泡内进出细胞的过程。每次能大批量的运送物质。分为：外排作用和内吞作用。,外排作用,细胞内有些待排出物质，由膜包围成小泡移动至质膜内侧，小泡膜与质膜融合，把所裹入的物质排出胞外。,内吞作用,细胞质膜内陷，由质膜把环境中的物质包围成小泡，小泡与质膜脱离，被包围的物质进入到细胞内。分为：吞噬作用、胞饮作用、受体介导的内吞作用。,A:内吞作用；B：外排作用。,吞噬作用细胞内吞较大的固体颗粒、直径达几微米的复合物、微生物和细胞碎片。胞饮作用细胞将其周围的溶液或极小的颗粒物质，以小的囊泡形式内吞的过程。受体介导的内吞作用某些内吞物质（蛋白质或小分子物质），可与细胞膜上专一受体蛋白结合，随即引发细胞膜内陷，形成小囊泡而被吞进细胞。是一种专一性很强的内吞作用。,生物膜的模拟-人工膜,是指由双亲性分子高度有序排列形成的体系.是指由双亲性分子高度有序排列形成的体系，如胶束、微团、单分子层膜、双分子层膜和脂质体等。人工膜具有生物膜的基本结构特点和某些理化性质，是研究生物膜结构与功能关系的基本模型。最能代表生物膜结构特性的人工膜是单分子层膜、双分子层膜和脂质体。,1单分子层膜,单分子层膜是由高度有序排列的双亲性分子形成的单分子层膜结构。单分子层可以在气-液、气-固、液-液和固-液等界面形成，其中，空气-水界面形成的单层膜最重要。LB膜技术是制备单分子层膜的主要方法。LB膜技术是由Langmuir 和Blodgett发明的膜制备技术，所以称为LB膜技术。,LB膜技术 应用此技术制备单分子层膜的过程是：将双亲性分子溶于挥，发性有机溶剂中，然后将该溶液滴入纯水表面，待有机溶剂挥发后，水表面即形成无序排列的双亲性分子层。再对溶液表面进行压缩（必须严格控制表面压，否则将引起膜的破裂），即可得到具有高度有序排列的单分子层膜。LB膜制备仪的基本结构和单分子层膜形成过程如图所示。,常用的双亲性分子是花生酸（正二十烷酸）和磷脂，其中花生酸的成膜性能最好。,2双层类脂膜,这类膜是指具有双分子厚度，能有效分隔水溶液的超薄类脂膜。双层类脂膜的厚度小于10 nm，具有两个界面，不透光。双层类脂膜可以将溶液分隔成两个部分，是模拟细胞膜内、外环境的理想模型，在生物化学体系研究中具有重要意义。,双层类脂膜的制备方法是：在一块聚四氟乙烯薄板中间开一个直径15mm的小孔，将此板浸入水中，再将溶解有双亲性分子的溶液从孔的下端加入，最初会形成一个厚的类脂膜，然后逐渐变薄，到膜变黑时，小孔处即形成了双层类脂膜。,人工膜,3脂质体,是指由磷脂形成的封闭的双分子层球形或椭圆形的囊泡结构。脂质体的制备比较简单，将磷脂溶于水中，经强超声处理，即形成脂质体。控制磷脂的浓度及适当加人表面活性剂等添加剂，可以制备不同大小或不同性能的脂质体。由于脂质体在结构上与细胞相似，因此，是研究细胞膜的结构与功能的理想模型。,高分子聚合物脂质体,同位素荧光标记脂质体,脂质体在生物技术方面的应用,细胞是生物体的基本结构单元,细胞是组成生物体的基本结构单元，是生物体进行代谢、能量转换、遗传以及其它生理活动的基本场所。细胞内存在着各种各样的生物化学体系，生物体内发生的大多数化学反应过程都是在细胞内进行的。,根据生物的进化程度，细胞可以分为两大类：原核细胞和真核细胞。,1原核细胞 原核细胞是一类进化程度低、结构最简单的一类细胞。属于原核细胞的有细菌和蓝藻等。原核细胞的外层是细胞壁和细胞膜（质膜），内部为细胞质。细胞质的结构非常简单，没有明显的细胞器，只有原始的细胞核（无核膜和核仁）和其它一些核糖核蛋白体等。,原核细胞结构,2真核细胞,真核细胞是高等植物和动物的基本结构单元。真核细胞的外层为细胞膜（植物细胞还有一层细胞壁），内部为细胞质。细胞质的结构非常复杂，含有许多细胞器，主要有：细胞核、线粒体、核糖核蛋白体、高尔基体和溶酶体等。,线粒体结构示意图,