搜索
Chapter5OrganicMetablisminPlants§1植物的初生代谢和次生代谢•糖类、脂类、蛋白质及核酸是相互转化的。它们均来源于光合作用的产物糖，经生物体内的各种反应而转化。其中卡尔文循环、糖酵解、TCA循环和HMP途径是代谢的主干。P126•糖类、脂类、蛋白质及核酸称为初生代谢产物。•由糖类等有机物次生代谢衍生产生的物质，如萜类、酚类和含氮化合物（生物碱）等物质称为次生代谢产物。储存于液泡或细胞壁中，一般不再被代谢利用。§2萜类也称类萜，为异戊二烯衍生物，一般不溶于水，链状或环状。CH2＝C－CH＝CH2一、种类：据异戊二烯单位多少分为：单萜：2个异戊二烯单位倍半萜：3个异戊二烯单位二萜、三萜、四萜：4、6、8个异戊二烯单位多萜：多于8个异戊二烯单位P132表5-1CH3•萜类作用：1、影响植物生长发育：赤霉素（二萜）、脱落酸（胡萝卜素衍生而来）、细胞分裂素（含萜类侧链）。2、作为膜的成分：固醇（三萜）3、作为色素：类胡萝卜素、番茄红素。4、对植物具有保护作用：如苎烯、倍半萜棉酚、松脂中的冷杉酸、大戟科的佛波醇等。对人类来说5、有些作为药物：红豆杉醇6、工业原料：如橡胶、杜仲胶（多萜）。二、萜类生物合成萜类合成有两条途径：甲羟戊酸途径和甲基赤藓醇磷酸途径前者形成甲羟戊酸异戊烯焦磷酸（IPP）后者形成甲基赤藓醇焦磷酸二甲丙烯焦磷酸（DMAPP）二者为异构体，可相互转化，并能合成牻牛儿焦磷酸（GPP）－－单萜前身GPP＋IPPFPP（法尼焦磷酸）－－倍半萜、三萜前身。FPP＋IPPGGPP（牻牛儿牻牛儿焦磷酸）－－二萜、四萜前身。FPP+GGPP聚合为多萜§3酚类一、酚类的种类定义：酚类是芳香族环上H被羟基或其他基团取代形成的产物。•性质：可溶于有机溶剂或水，或不溶•种类：种类繁多，P135•分布：以糖脂或糖苷状态存在于液泡。举例：花色素（决定花色）、木质素（CW成分）、肉桂醇（药物）二、酚类生物合成•莽草酸途径：高等植物中多为此途径。•丙二酸途径：真菌和细菌中存在。莽草酸途径PEP＋E4P3-脱氧-D-阿拉伯庚酮糖酸-7-Pi，脱羧脱磷莽草酸，＋PEPEPSP，再脱磷成分支酸，可形成色氨酸或预苯酸，后者变为阿罗酸，继而形成苯丙氨酸和酪氨酸。多数酚类物质都是经苯丙氨酸氨解酶（PAL）催化苯丙氨酸产生桂皮酸后衍生形成。丙二酸途径细菌真菌中途径，可形成黄酮衍生物。赤藓糖-4-Pi三、酚类简介•1、简单酚类：苯丙酸类：反-桂皮酸、咖啡酸、阿魏酸等。苯丙酸内酯类：香豆素、补骨脂内酯等。苯甲酸类：如水杨酸、香兰素。功能：防御昆虫和真菌侵袭。2、木质素（lignin）：有机界丰度第二，仅次于纤维素。是简单酚类醇衍生物的聚合物，种类多。生物合成：苯丙氨酸和酪氨酸为起点，苯丙氨酸氨解酶PAL催化Phe成桂皮酸，再与Tyr合成4-香豆酸，继而形成咖啡酸、阿魏酸、5-羟基阿魏酸和芥子酸，然后经高能CoA硫脂衍生物和醛，被氧化为醇，运输到细胞壁后，经氧化聚合而成为木质素。P138功能：细胞壁成分；抗菌。3、类黄酮类种类：是两个芳香环被3C桥连接的15C化合物，根据3C桥氧化程度分为4种：花色素苷（anhorcyanin）、黄酮（flavone）、黄酮醇（flavonol）、异黄酮（isoflavone）。类黄酮骨架上有许多取代基，多数类黄酮为葡糖苷，因此具有水溶性，其他基团有脂溶性。生物合成：查耳酮合酶催化苯丙酸、p-香豆酰CoA和3个丙二酰CoA合成。功能：1、呈现颜色。使花、果、叶具有一定颜色。2、防御功能。如抗紫外线、鱼藤酮杀虫、植物防御素抗菌。4、鞣质：即丹宁，分为缩合鞣质和可水解鞣质，可分解为花色素苷。功能：具有防御功能。§4含氮次生化合物•由普通氨基酸合成，具有含氮杂环，有防御功能。一、生物碱目前发现100多科植物含生物碱，如豆科、夹竹桃科、罂粟科、毛茛科、防己科、茄科、芸香科、茜草科、石蒜科等。含量较低，常万分之几到2％。常受外界条件影响含量,如氮素高则烟碱含量高。功能：1、是核酸、VB1、叶酸、生物素的成分。2、具有防御功能。3、常被人类用为药物:如兴奋剂烟碱、麻醉剂阿托品、抗癌药金鸡纳和三尖杉酯碱、平喘剂麻黄、抗高血压药利血平、止痛药元胡。二、含氰苷广泛存在于液泡中，豆科、禾本科、蔷薇科等含量多。•性质：本身无毒，细胞破坏后，底物和细胞质中的酶接触，含氰苷被糖苷酶分解出氰醇，在羟基氰裂解酶作用下可释放HCN，对细胞有毒。•作用：防御。•举例：杏仁、银杏、木薯中的含氰苷。§5植物次生代谢的基因工程一、花卉育种查尔酮合酶转基因二、作物育种增强抗性、减少木质素合成。三、药用植物改造药用植物转基因生产高含量药物。Thanksforyourattention！