黑龙江生物科技职业学院教案(第

黑龙江生物科技职业学院教案（第页）课题第4章脂代谢4.1脂代谢概述教学要点与目标知识目标：1、理解脂的组成和生理意义，2、掌握脂的运输和贮存方式。能力目标：学会脂的运输和贮存的生理意义。教具与材料《生物化学》教材教学内容与设计：教学设计及时间分配：法组织教学：由班长或学委报告学生出勤情况。复习旧课：1、血糖的来源和去路？2、血糖的调解？3、写出糖原的分解代谢图式。引入新课：讲解新课：巩固练习及课后小结：引导学生归纳总结出本次课内容的重点及难点。布置作业：（课后习题）教学内容：第4章脂代谢4.1脂代谢概述4.1.1脂类的组成（掌握）4.1.2脂类的生理功能（重点掌握）4.1.3脂的消化和吸收（掌握）课前准备1分钟10分钟70分钟8分钟1分钟4黑龙江生物科技职业学院教案（第页）第4章脂代谢4.1脂代谢概述4.1.1脂类的组成4.1.1.1油脂油脂是三分子高级脂肪酸与甘油形成的酯。广泛存在于动植物体内，是体内的重要贮能物质。油脂是油和脂肪的总称，通常将常温下呈液态的称为油，呈固态的称为脂肪。油一般来自植物，脂肪来自动物。（1）油脂的组成油脂由甘油和三分子高级脂肪酸组成，通式为：式中R1、R2、R3可以相同或不同，相同的为单纯甘油酯，不同的为混合甘油酯。组成油脂的高级脂肪酸因来源不同而异。常见的为偶数碳原子的高级脂肪酸，其中十六和十八个碳原子的高级脂肪酸较多。油脂中常见的高级脂肪酸如表4-1所示（P69）。在天然油脂中，不饱和脂肪酸大多为顺式结构。人体能合成软脂酸、硬脂酸和油酸等高级脂肪酸。不能合成亚油酸和亚麻酸，但这两种脂肪酸对人体功能是必不可少的，必须由食物供给，所以称为必须脂肪酸。亚油酸和亚麻酸属于两个不同的多不饱和脂肪酸（PUFA）系列：ω-6和ω-3系列。ω-6指末端双键距甲基末端6个碳原子，ω-3指末端双键距甲基末端3个碳原子。这两个系列的多不饱和脂肪酸不能相互转化。ω-6系列PUFA除亚油酸外，还有花生四烯酸，后者可由亚油酸合成。亚麻酸是ω-3系列的最初成员，人体可由它合成二十碳五烯酸（EPA）和二十二碳六烯酸（DHA）。DHA在眼的视网膜和大脑皮层中特别活跃，大脑中约一半的DHA是在出生前积累的，这说明脂在怀孕和哺乳期间的重要性。研究表明ω-6PUFA能明显降低血清中胆固醇，但降低甘油三酯的效果一般。人体缺乏ω-6PUFA将导致皮肤病变；ω-3PUFA降低血清中胆固醇的作用不强，但降低甘油三酯的效果明显。人体缺乏ω-3PUFA将导致神经和视觉疑难症和心脏疾病。（2）油脂的性质难溶于水，易溶于有机溶剂，在室温下的状态随组成不同而不同。含饱和脂肪酸多的脂肪常呈固态，含不饱和脂肪酸多的油在室温下呈液态。天然油脂是混合物，没有固定的熔点，只有一定的熔点范围。例如：花生油的熔点为0~3℃、牛油熔点为40~49℃油脂可以在酸或碱催化下水解，在生物体中油脂的水解由脂肪酶催化。COCHCH2OCRORCH2OCROO123黑龙江生物科技职业学院教案（第页）油脂中的不饱和脂肪酸中的双键可以发生加成反应。当油脂加氢时，不饱和脂肪酸变为饱和脂肪酸，油脂的熔点升高，由液态变为固态。所以，油脂的加氢也称油脂的更硬化反应。硬化后的油脂性质更加稳定，便于贮藏和运输。油脂贮藏过程中，受到空气中的氧、水和微生物等的作用，发生一系氧化、水解反应，产生难闻的臭味，这个过程称为油脂的酸败。酸败后油脂产生低级的醛及小分子羧酸，酸性增大，pH降低。酸败后的油脂不能食用。4.1.1.2磷脂磷脂是含有磷酸基团的复合脂，广泛存在于动物的脑、肝、卵和植物的种子及微生物中。根据组成将磷脂分为甘油磷脂和鞘氨醇磷脂。甘油磷脂主要有脑磷脂和卵磷脂。4.1.2脂类的生理功能4.1.1.1贮存能量脂肪是三分子高级脂肪酸与甘油形成的酯，脂肪也称为三酰甘油。三酰甘油形成细微的油滴分散于胞液中，在脊椎动物中，脂肪主要存在于脂肪细胞中，三酰甘油几乎充满整个脂肪细胞。在人和动物体中脂肪组织主要存在于皮下、腹腔大网膜等组织中，脂肪的质量随着营养状态的改变而不同。三酰甘油在生物体内主要用于贮存能量。1克脂肪在体内完全氧化放出能量37kJ，而一克糖或蛋白质氧化只放出能量17kJ，所以脂肪是最重要的贮能物质。一个人在空腹时，机体所需能量的50%以上由脂肪氧化供给，若绝食1至3天能量的85%来自脂肪。除贮存能量外，皮下脂肪组织还具有减震、保温功能，腹腔脂肪还具有固定脏器的作用。4.1.1.2构成生物膜生物膜都由膜蛋白和脂类组成。组成生物膜的脂类含量较恒定，它不因生物体营养状态的改变而改变，因此，它们也称为固定脂类。构成生物膜的脂类有磷脂、糖脂和胆固醇等，其中磷脂是最基本成份。生物膜中的磷脂主要有鞘磷脂和甘油磷脂。虽然不同生物膜磷脂的种类不同，但它们分子中都有亲水的极性基团和疏水的非极性基团。这种分子结构使磷脂能形成双分子层生物膜。CHCH2OCOOHR123CH2COORCOOCOR酸或碱HO2CHCH2CH2OHOHOH+R1R23RCOOHCOOHRCOCHCH2OCROCH2OPOOCH2CH2NH2OHO12脑磷脂RCOCHCH2OCROCH2OPOOCH2CH2N(CH3)3OHOHO12+-卵磷脂黑龙江生物科技职业学院教案（第页）4.1.1.3生物活性许多脂类物质有重要的生物活性。胆固醇是合成类固醇激素的前体。这些类固醇激素包括肾上腺皮质激素、醛固酮、盐皮激素及性激素等，它们都有重要的生理功能。磷脂酰肌醇-4，5-二磷酸在激素作用下可被分解成二酰甘油和三磷酸肌醇，这两种物质都可作为第二信使。糖脂广泛存在于机体的各种组织中，神经组织特别是脑组织含量丰富。如半乳糖神经酰胺是脑和其它神经组织的主要鞘糖脂，它在神经组织中起重要的生理功能。4.1.2脂的消化和吸收4.1.2.1脂的消化脂的消化主要在小肠中。脂不溶于水，催化脂肪水解的酶溶于水，因此，脂肪水解发生在脂水界面处。在小肠中，脂肪在胆汁盐的乳化作用下，被分散成细小的微滴，增大了脂的表面积，促进脂肪水解。催化脂肪水解的酶是胰脂肪酶。小肠中的脂肪在胰脂肪酶的催化下被水解成脂肪酸和2-单酰甘油。有少量脂肪被完全水解成脂肪酸和甘油。脂肪中的磷脂被小肠中的磷脂酶水解。体内存在的磷脂酶主要有三种。它们水解磷脂中不同部位的脂键。如磷脂酶A2只催化第二位的脂肪酸水解。在各种磷脂酶的催化下，大部分磷脂被完全水解，只有约25%的磷脂不经水解被直接吸收。4.1.2.2脂的吸收脂的水解产物脂肪酸、2-单酰甘油和二酰甘油的混合物被小肠上皮黏膜细胞吸收，吸收后又经黏膜细胞转化为三酰甘油，再与蛋白质结合形成乳糜微粒，乳糜微粒通过淋巴系统进入血液循环。部分没有水解的脂肪的吸收也与此相同。在脂肪及其产物的吸收中，胆汁起重要作用。它的乳化作用促进乳糜微粒的形成。胆汁也促进其它脂类的吸收。脂肪完全水解的产物甘油可溶于水，直接被小肠黏膜吸收，通过门静脉进入肝脏。高级脂肪酸在胆汁酸盐的作用下，被小肠黏膜细胞吸收，吸收后高级脂肪酸与胆汁酸分离，脂肪酸经门静脉进入肝脏。进入肝脏的甘油和高级脂肪酸可以合成脂肪，脂肪酸也可以与胆固醇形成胆固醇酯。4.1.3脂的运输和贮存4.1.3.1脂的运输脂类不溶于水，它以脂蛋白形式在血浆内运输。与脂结合的蛋白质称为载脂蛋白，它负责脂肪、磷脂、胆固醇和胆固醇酯等脂类在不同器官之间的运输。载脂蛋白与脂结合形成密度、组成不同的颗粒，这些颗粒可以通过离心法分离。根据密度的不同将脂蛋白分成乳糜微粒、极低密度脂蛋白（VLDL）、中密度脂蛋白（IDL）、低密度脂蛋白（LDL）和高密度脂蛋白（HDL）等不同类型。人血浆脂蛋白的成分如表4-3。乳糜微粒是食物中脂的运输形式。它含有大量的脂肪及少量的磷脂和胆固醇等脂类。乳糜微粒在心脏、肌肉、脂肪等组织的毛细血管中，脂肪被脂蛋白脂肪酶水解成游离脂肪酸。乳糜微粒因脂肪被水解而形成富含胆固醇的乳糜微粒残体，经血液循环至肝脏，被肝脏吸收。所以乳糜微粒将食物中的脂肪运送到肌肉和脂肪组织，将胆固醇运送到肝脏。黑龙江生物科技职业学院教案（第页）课题4.2脂肪的分解代谢教学要点与目标知识目标：1、理解β-氧化的概念。，2、掌握脂肪的分解代谢的生理意义。3、掌握脂肪代谢的反应过程。能力目标：学会正确书写脂分解代谢的反应式。。教具与材料《生物化学》教材教学内容与设计：教学设计及时间分配：法组织教学：由班长或学委报告学生出勤情况。复习旧课：1、脂类的组成2、脂类的生理功能。3、脂的消化和吸收？4、脂肪的动员？引入新课：讲解新课：巩固练习及课后小结：引导学生归纳总结出本次课内容的重点及难点。布置作业：（课后习题）教学内容：第4章脂代谢4.2脂肪的分解代谢4.2.1脂肪酸的分解代谢（掌握）4.2.1.1脂肪酸分解代谢过程4.2.1.2脂肪酸分解代谢的能量计算4.2.2酮体的生成和利用（重点掌握）4.2.2.1酮体的生成4.2.2.2酮体的利用课前准备1分钟10分钟70分钟8分钟1分钟4黑龙江生物科技职业学院教案（第页）4.2脂肪的分解代谢4.2.1脂肪酸的分解代谢4.2.1.1脂肪酸分解代谢过程脂肪酸的完全氧化发生在线粒体中。血液中的游离脂肪酸进入细胞后，必须先转变为活性中间产物脂酰CoA，再被运输至线粒体中。催化脂肪酸转变成脂酰CoA的酶是脂酰CoA合成酶。生成的焦磷酸被焦磷酸酶水解放出能量，每分子脂肪酸的活化消耗两个高能磷酸键，因此相当于消耗两分子ATP。脂肪酸活化的总反应可表示为：在线粒体外形成的超过十个碳原子的长链脂酰CoA不能通过线粒体内膜，它必须通过一个特殊的转运系统才能进入线粒体，这个转运系统是借助肉碱（β-羟基-γ-三甲氨基丁酸）完成的。肉碱在动植物体内都存在，它可与脂酰CoA中的脂酰基结合。脂肪酸向线粒体内的运输过程如图4-1所示。脂肪酸的β－氧化过程经历4个反应步骤。第1步氧化：在脂酰CoA脱氢酶的催化下，脂酰CoA脱氢生成反-△2-烯脂酰CoA，脂酰CoA脱氢酶以FAD为辅基，脱下的氢被转移到FAD辅基上生成FADH2，FADH2可通过电子传递链氧化。第2步水化：在△2-烯脂酰CoA水合酶的催化下，反-△2-烯脂酰CoA加水生成3-羟脂酰CoA。脂肪酸++ATPHS-CoA脂酰CoA合成酶脂酰CoA++PPiAMP脂酰CoAAMP脂肪酸+ATP脂酰CoA合成酶++HS-CoA2PiH-SCoAH-SCoARSCoACO肉碱脂酰基转移酶Ⅰ线粒体内膜肉碱载体蛋白RCO肉碱RCO肉碱肉碱脂酰基转移酶Ⅱ肉碱肉碱RSCoACO1234线粒体内外线粒体RCH2CH2COSCoAFADFADH2脂酰CoA脱氢酶脂酰CoARCCCSCoAHHOα，β-烯脂酰CoARCCCSCoAHHOH2OH2ORCCCSCoAHHOOHH脂酰CoAβ-羟烯脂酰CoA黑龙江生物科技职业学院教案（第页）第3步氧化：3-羟脂酰CoA脱氢氧化成3-酮脂酰CoA，此反应在3-羟脂酰CoA脱氢酶催化下进行。第4步硫解：3-酮脂酰CoA在另一分子CoA的参与下，由硫解酶催化在碳链的第2、3位间裂解，生成乙酰CoA和比原脂酰CoA少两个碳原子的脂酰CoA。上述四步反应循环进行，长链脂肪酸被完全降解为乙酰CoA。β－氧化是脂肪酸在线粒体内发生氧化的主要过程。偶数碳原子饱和脂肪酸经β－氧化完全生成乙酰CoA。4.2.1.2脂肪酸分解代谢的能量计算脂肪酸分解代谢产生大量的能量。在β－氧化过程中，每一次循环产生一分子的NADH和一分子FADH2，以软脂酸为例第一次循环的反应方程式为：软脂酸经β－氧化完全氧化成乙辅酶A需经7次循环，可以产生8个乙辅酶A，总的化学方程式为：β－氧化生成的FADH2和NADH中的电子通过电子传递链传递给氧生成水，在此过程中FADH2可生成1.5分子ATP，NADH可生成2.5分子ATP，同时伴有水生成。乙酰CoA可以通过三羧酸循环氧化成CO2和H2O。软脂酰CoA生成乙酰CoA和完全氧化成CO2和H2O的化学方程式为：软脂酰CoA+7HS-CoA+7FAD+7NAD++H2O→8乙酰CoA+7FADH2+7NADH+H+一分子乙酰CoA