備課素材：膽固醇在人體內(nèi)的“兩面性”高一上學(xué)期生物人教版必修1

膽固醇在人體內(nèi)的“兩面性”2019版高中生物學(xué)必修1提到，“膽固醇是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要成分，在人體內(nèi)還參與脂質(zhì)的運輸?！蹦敲?，在生物體內(nèi)，膽固醇的作用到底有哪些？膽固醇的結(jié)構(gòu)圖膽固醇在人體內(nèi)的生理作用早在18世紀(jì)人們已從膽石中發(fā)現(xiàn)了膽固醇，1816年化學(xué)家本歇爾將這種具脂類性質(zhì)的物質(zhì)命名為膽固醇。膽固醇廣泛存在于動物體內(nèi)，尤以腦及神經(jīng)組織中最為豐富，在腎、脾、皮膚、肝和膽汁中含量也高。其溶解性與脂肪類似，不溶于水，易溶于乙醚、氯仿等溶劑。膽固醇是動物組織細(xì)胞所不可缺少的重要物質(zhì)，它不僅參與形成細(xì)胞膜，而且是合成膽汁酸，維生素D以及甾體激素的原料。膽固醇在血液中存在于脂蛋白中，其存在形式包括高密度脂蛋白膽固醇、低密度脂蛋白膽固醇、極低密度脂蛋白膽固醇幾種。在血中存在的膽固醇絕大多數(shù)都是和脂肪酸結(jié)合的膽固醇酯，僅有10%不到的膽固醇是以游離態(tài)存在的。高密度脂蛋白有助于清除細(xì)胞中的膽固醇，而低密度脂蛋白超標(biāo)一般被認(rèn)為是心血管疾病的前兆。血液中膽固醇含量每單位在140~199毫克之間，是比較正常的膽固醇水平。1．形成膽酸膽汁產(chǎn)于肝臟而儲存于膽囊內(nèi)，經(jīng)釋放進(jìn)入小腸與被消化的脂肪混合。膽汁的功能是將大顆粒的脂肪變成小顆粒，使其易于與小腸中的酶作用。在小腸尾部，85%～95%的膽汁被重新吸收入血，肝臟重新吸收膽酸使之不斷循環(huán)，剩余的膽汁（5%～15%）隨糞便排出體外。肝臟需產(chǎn)生新的膽酸來彌補(bǔ)這5%～15%的損失，此時就需要膽固醇。2．構(gòu)成細(xì)胞膜膽固醇是構(gòu)成細(xì)胞膜的重要組成成分，細(xì)胞膜包圍在人體每一細(xì)胞外，膽固醇為它的基本組成成分，占質(zhì)膜脂類的20%以上。研究表明，溫度高時，膽固醇能阻止雙分子層的無序化；溫度低時又可干擾其有序化，阻止液晶的形成，保持其流動性。因此，可以想象要是沒有膽固醇，細(xì)胞就無法維持正常的生理功能，生命也將終止。3．合成激素激素是協(xié)調(diào)多細(xì)胞機(jī)體中不同細(xì)胞代謝作用的化學(xué)信使，參與機(jī)體內(nèi)各種物質(zhì)的代謝，對維持人體正常的生理功能十分重要。人體的腎上腺皮質(zhì)和性腺所釋放的各種激素，如皮質(zhì)醇、醛固酮、睪丸酮、雌二醇以及維生素D都屬于類固醇激素，其前體物質(zhì)就是膽固醇。膽固醇作用的“兩面性”血中膽固醇主要由低密度脂蛋白（LDL）攜帶運輸，借助細(xì)胞膜上的LDL受體介導(dǎo)內(nèi)吞作用進(jìn)入細(xì)胞。當(dāng)胞內(nèi)膽固醇過高，可抑制LDL受體的補(bǔ)充，從而減少由血中攝取膽固醇。遺傳性家族高膽固醇血癥患者體內(nèi)嚴(yán)重缺乏LDL受體，因此LDL攜帶的膽固醇不能被攝取，來自膳食的膽固醇不能從血液中被迅速清除，故血中膽固醇濃度過高，當(dāng)體內(nèi)總膽固醇過高，超過合成生物膜、膽汁酸及類固醇激素等的需要時，膽固醇及其酯則沉積在動脈內(nèi)皮下的巨噬細(xì)胞中，引起內(nèi)皮下變形，進(jìn)而導(dǎo)致血小板在動脈內(nèi)壁集聚。若同時伴有動脈壁損傷或膽固醇轉(zhuǎn)運障礙，則易在動脈內(nèi)膜形成脂斑，繼續(xù)發(fā)展可使動脈管腔變狹窄?？梢妱用}粥樣硬化與血中高水平的膽固醇有關(guān)，特別與存在于LDL中的膽固醇水平有關(guān)。在對待食物膽固醇的作用方面，存在著兩種截然不同的片面的觀點。觀點一：認(rèn)為膽固醇是極其有害不能吃的東西。說這種觀點片面，是由于持這種觀點的人對膽固醇在人體內(nèi)的作用缺乏清楚的認(rèn)識。事實上，膽固醇是細(xì)胞膜的組成成分，參與了一些甾體類激素和膽酸的生物合成。由于許多含有膽固醇的食物中其它的營養(yǎng)成分也很豐富，如果過分忌食這類食物，很容易引起營養(yǎng)平衡失調(diào)，導(dǎo)致貧血和其它疾病的發(fā)生。觀點二：認(rèn)為膽固醇對人體無多大危害，人們可以盡情地攝取。這種觀點之所以錯誤，是由于對高脂血癥、冠心病的發(fā)病機(jī)制缺乏認(rèn)識。長期過量的食物膽固醇攝入，將導(dǎo)致動脈粥樣硬化和冠心病的發(fā)生與發(fā)展。膽固醇對膜流動的“兩面性”20世紀(jì)70年代以來，人們對膽固醇的研究逐漸深入，溫度對脂質(zhì)體膜流動性影響的實驗結(jié)果，使人們對膽固醇在細(xì)胞膜流動性調(diào)節(jié)中所起的作用有了更

加深入的認(rèn)識。在動物細(xì)胞中，膽固醇對膜的流動性起到了重要的調(diào)節(jié)作用。一方面，膽固醇分子與磷脂分子相結(jié)合，限制了磷脂分子的熱運動，但又將磷脂分子相隔開使其更易流動。其最終效應(yīng)取決于上述2種效應(yīng)的綜合結(jié)果。在溫度較高、磷脂分子運動較強(qiáng)時，膽固醇可以降低膜的流動性：在溫度較低、磷脂分子運動較弱時，又可以提高膜的流動性，使細(xì)胞膜在很大溫度范圍內(nèi)保持相對穩(wěn)定的半流動狀態(tài)。例、人體內(nèi)膽固醇含量的相對穩(wěn)定對健康有重要意義。膽固醇是血漿中脂蛋白復(fù)合體的成分，一種膽固醇含量為45%的脂蛋白（LDL）直接影響血漿中膽固醇的含量。LDL可以與細(xì)胞膜上的LDL受體結(jié)合，通過胞吞作用進(jìn)入細(xì)胞，之后LDL在溶酶體的作用下釋放出膽固醇。當(dāng)細(xì)胞中膽固醇含量較高時，它可以抑制酶的合成和活性，也可以抑制LDL受體的合成。請結(jié)合如圖細(xì)胞中膽固醇來源的相關(guān)過程回答：（1）①過程為______，催化該過程的酶主要是______。（2）完成②過程需要的條件有______（至少3個）。已知mRNA1片段中有30個堿基，其中A和C共有12個，則轉(zhuǎn)錄mRNA1的DNA片段中G和T的數(shù)目之和為______。（3）脂蛋白是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的復(fù)合體，細(xì)胞中既是蛋白質(zhì)加工又是脂質(zhì)合成“車間”的是______（細(xì)胞器），分析可知，細(xì)胞對膽固醇的合成過程存在______調(diào)節(jié)機(jī)制。（4）當(dāng)LDL受體出現(xiàn)遺傳性缺陷時，會導(dǎo)致______。答案：（1）轉(zhuǎn)錄

RNA聚合酶

（2）模板、原料、能量、酶、核糖體、tRNA等

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（3）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)

負(fù)反饋

（4）血漿中的膽固醇增多（或血漿中脂蛋白增多），造成高膽固醇血癥解析：（1）從圖中可以看出①過程為細(xì)胞核內(nèi)產(chǎn)生mRNA的過程，此過程應(yīng)名為轉(zhuǎn)錄；轉(zhuǎn)錄時要以DNA的一條鏈作為模板，所以，需要RNA聚合酶，該酶有解旋功能。（2）②過程是以mRNA為模板合成蛋白質(zhì)的過程，此過程應(yīng)名為翻譯，其過程中需要以mRNA為模板，以氨基酸作為原料，以ATP作為直接能源物質(zhì)，以核糖體作為場所，以tRNA作為搬運氨基酸的工具等等條件；mRNA中堿基數(shù)為30，因此轉(zhuǎn)錄出該mRNA的DNA分子中堿基數(shù)為60，根據(jù)堿基互補(bǔ)配對的原則可知，雙鏈DNA分子中，A+C=G+T，所以G和T的總和為30。（3）內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)和脂質(zhì)加工合成