《有机物代谢》PPT课件.ppt

,1,第五章 植物体内有机物的代谢,烟草,尼古丁,2, 次生代谢和次生代谢产物,由糖类、脂类、氨基酸等基本有机物代谢衍生出来的物质，是代谢的最终产物，除极少数外，不再参加代谢活动。,P126,初生代谢与初生代谢物质,次生代谢物质 初生代谢物,大多数不直接参与生长发育，对植物的生态适应有重要作用 产生和分布往往局限在某一个或分类学上相近的的几个植物种类。,直接参与基础代谢与生长发育 存在于所有植物,从前体物质、化学结构和合成过程很难区分初生代谢物与次生代谢物。如：,贝壳杉烯酸,冷杉酸,P131,次生代谢产物合成主要途径,6,次生代谢物质在植物体内的主要作用（4点）,4.某些次生物质可作为药物、工业原料（如橡胶）等。,1.一些次生物质是生命活动所必需的，如IAA、GA 、CTK、ABA、叶绿素等。,2.有些次生物质的存在使植物体具有一定的色、香、味， 有利于花粉和种子的传播。,P132,3 有防御作用,7,一、 植物次生代谢产物,（一）萜类 （二）酚类 （三）含氮次生化合物,8,（一）萜类,1.定义 2.种类 3.生物合成 4.作用,9,萜类（terpene）：由异戊二烯单元构成的化合物及其衍生物，又称类萜 （Terpenoid）。,P127,1.定义,10,2.种类,萜类的种类是据异戊二烯单位数目而定。表5-1,P132,单萜、倍半萜、双萜、 三萜、四萜、 多萜。,植物体内重要的萜类物质： 挥发油：是单萜和倍半萜，樟树茎、柑橘果皮、薄荷植株等 棉 酚：倍半萜，是重要的抗虫侵袭、抗真菌和细菌的物质 固 醇：三萜的衍生物，质膜成分，植物蜕皮激素的成分 类胡萝卜素：四萜衍生物，有叶黄素、胡萝卜素番茄红素等， 橡 胶：多萜化合物,12,P129,3.生物合成,前体物质是异戊烯焦磷酸(IPP)， IPP来自两条途径合成： 甲羟戊酸（甲瓦龙酸途径） 甲基赤藓醇磷酸（3-磷酸甘油醛/丙酮酸）途径,P134,图5-4 萜类生物合成图解,14,P133,4.作用,与植物生长发育有关（GA-双；固醇-三；胡萝卜素-四）。 防止哺乳动物和昆虫吞食（除虫菊酯-单）。 药用或工业原料（红豆杉醇-抗癌；橡胶）。,紫杉醇简介,二萜化合物，作用抗癌， 分子式：C47H51NO4 稳定性： pH48 稳定； pH 8 易分解；,红豆杉,国家一级保护野生植物，全球十大濒危物种之一 生长缓慢 分布有限紫杉醇含量低,药源问题,红豆杉 生长缓慢 分布有限紫杉醇 含量低 树皮中Taxol含量:0.00001-0.069% 但是红豆杉生长缓慢，天然更新能力差，人工种植10亩仅能提炼1公斤1%纯度的紫杉醇。 3000棵树=10吨树皮=1kg Taxol=500病人,18,（二）酚类,1.定义 2.种类 3.生物合成 4.简单酚类 5.木质素 6.类黄酮 7.鞣质 8. 作用,19,1.定义,酚类（phenol）是芳香族环上的氢原子被羟基、基甲氧基或其它非芳香族环取代后生成的化合物。又叫芳香化合物。,P130-131,2.种类（依骨架不同分类）表5-2,简单酚类 木质素 类黄酮类 鞣质,P131,图5-6 植物酚类物质的生物合成途径,高等植物,真菌 细菌,间苯三酚衍生物,聚合,.生物合成,P133,图5-6 A 莽草酸代谢途径,大多数高等植物 *动物没有，故其不能合成苯丙、酪、色氨酸,草甘磷,环化,阿罗酸,P132,图5-7 B 丙二酸途径,间苯三酚衍生物,包括绿原酸、原儿茶酸、没食子酸等等。这些酚类物质都是具有重要意义的次生代谢物。,（香豆酸）,.简单酚类（simple phenolic compound）,图5-2,呋喃香豆素类(celery芹菜, parsnip欧洲防风草, and parsley欧芹) UV-activated toxins：UVA（320-400nm）激发为高能电子态，插入DNA中，与胞嘧啶和胸腺嘧啶结合，阻断DNA转录和修复，导致细胞死亡。,简单酚类次生代谢物的合成,苯丙氨酸,桂皮酸,对香豆酸,咖啡酸,阿魏酸,香豆素,生物合成： 从苯丙氨酸开始，经过苯丙氨酸解氨酶PAL的作用，形成各种简单苯丙酸类化合物。,P134,图5-9 从苯丙氨酸生物合成的酚类,解氨酶,27,.木质素（lignin）,1）定义：木质素是简单酚类的聚合物。是细胞壁的重要成分。,P134,2）木质素的合成：以苯丙氨酸、酪氨酸（来自莽草酸途径）为起点。,5-10 木质素的形成,P135,细胞质中合成,图5-8,含有苯基丙烷的基本结构的愈疮木基型、紫丁香基型和对羟苯基型结构。,木质素的结构,多糖,30,.类黄酮（flavonoid）,1）定义：两个芳香环和一个C3单位连接成的15 碳化合物。,P136,类黄酮的基本结构,黄酮醇,黄酮,异黄酮,2）种类：根据C3单位的氧化程度不同，类黄酮又分为不同的种类：,花色素苷 黄 酮 黄酮醇 异黄酮,32,P136,3）功能：,颜色形成的主要色素：红色或紫色的花色素苷， 协同着色色素：黄酮、黄酮醇。 其它因素：液泡pH，金属离子。,（1）呈现颜色；,花葵素,花青素,花翠素,34,P136,3）功能：,（1）呈现颜色；,（2）防御伤害（黄酮类和黄酮醇类吸收紫外线-B）。,作为植物植保素。,35,.鞣质（tannin）,P137,俗名丹宁。,ZZ,36,. 作用,P131,A.决定花、果颜色，如花色素。 B.构成次生壁重要组成，如木质素。 C.作为药物，如芸香苷（路丁）、肉桂酸和肉桂醇等。 D.防御草食昆虫和真菌侵袭，如补骨脂素（简单酚类）。,肉桂,芸香,37,（三）含氮次级化合物,1.生物碱 2.含氰苷 3非蛋白氨基酸,38,1.生物碱,1）定义：生物碱是一类含氮杂环化合物。一般具碱性。,2）分布：将近100多个科，均含生物碱，如豆科、夹竹桃科、罂粟科、毛茛科、防己科、茄科、芸香科等。,P137-138,常见的生物碱有：吗啡、 尼古丁、可卡因、奎宁、咖啡因、秋水仙素、可可碱、茛菪碱、麦斯卡林,40,*同一种生物碱也可分布于不同科中，如：毛莨科、小檗科、防已科与芸香科的一些植物中都有小檗碱。 *同种植物中所含生物碱常常不止一种，有的可含数种至数十种，如：罂粟约含 25 种生物碱，长春花中含 70 余种生物碱。,P138,3）种类,解 痉,兴奋剂,恢复心率,降 压,止痛,42,麻黄中的麻黄碱（ephedrine） 止喘作用 黄连中的小檗碱（berberine） 抗菌消炎 鸦片中的吗啡（morphine） 镇 痛 奎宁（quinine） 解热镇痛 阿托品（atropine） 解 痉 萝芙木中的利血平（reserpine） 降 压 长春花中的长春碱（vinblastine） 抗 癌,*生物碱大多有明显的、多种多样的生物活性。,例：,43,2.含氰苷（cyanogenic glycoside）,存在于豆科植物、蔷薇科植物等。 本身无毒，但叶片破坏后会释放出HCN，抑制呼吸 。,图5- 含氰苷被水解为氰化物,3.3 非蛋白氨基酸（nonprotein amino acid),不结合到蛋白质内，以游离形式存在。结构上与蛋