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第六章 植物的次级代谢产物 第六章 植物的次级代谢产物 一 初级代谢和次级代谢 糖类 脂肪 核酸和蛋白质等是光合作用的直接产物 称初级代谢产物 植物体中还有许多其他有机物 如萜类 酚类和生物碱 它们是由糖类等有机物次级代谢衍生出来的物质 因此称为次级代谢产物 又称天然产物 植物的次级代谢产物次级代谢产物贮存在液泡或细胞壁中 是代谢的最终产物 除了极少数之外 大部分不再参加代谢活动 一些是植物生命活动必需的 一些对植物无害但对动物和微生物有毒性 次级代谢产物可分为3类 萜类 酚类和含氮次级代谢产物 次级代谢产物合成的主要途径及其与初级代谢产物的联系 二 萜类 萜的种类 萜类的生物合成 萜类的功能 萜的种类 萜类是由异戊二烯组成的 萜类化合物的结构有链状的 也有环状的 萜类的种类是根据异戊二烯数目而定 有单萜 倍半萜 双萜 三萜 四萜和多萜 萜类的生物合成 萜类的生物合成有两条途径 甲羟戊酸途径和甲基赤藓醇磷酸途径 两者都形成异戊烯焦磷酸 然后进一步合成萜类 所以IPP亦称为 活跃异戊二烯 甲基赤藓醇磷酸途径也能合成IPP 不过它是有糖酵解或C4途径的中间产物丙酮酸和3 膦酸甘油醛经过一系列反应 形成甲基赤藓醇磷酸 kin算继而形成二甲基丙烯焦 甲羟戊酸途径是以3个乙酰CoA分子为原料 形成甲羟戊酸 再经过焦磷酸化 脱羧化和脱水等过程 就形成IPP 萜类的功能 影响植物的生长发育防止哺乳动物和昆虫吞食药用或工业原料 三 酚类 酚的种类 酚类的生物合成 简单酚类 酚的种类 酚类是芳香族环上的氢原子被羟基或功能衍生物取代后生成的化合物 种类繁多 是重要的次级代谢产物之一 以糖苷或糖脂状态积存于液泡中 酚类的生物合成 植物酚类化合物是通过多条途径合成的 其中以莽草酸途径为主 简单酚类 简单苯丙酸 苯丙酸内酯 苯甲酸衍生物类 木质素 植物体中的木质素数量很大 仅次于纤维素 居有机物的第二位 木质素是植物体重要组成物质 广泛分布于植物界 类黄酮类 种类 花色素苷 黄酮 黄酮醇 异黄酮功能 呈现颜色 预防伤害 鞣质 种类缩合鞣质 由类黄酮单位聚合而成 相对分子量较大 是木本植的组成成分 可被强酸水解为花色素 可水解鞣质 是不均匀的多聚体 含有酚酸和单糖 相对分子质量较小 易被稀酸水解 功能草食动物吃后明显抑制生长防止真菌和细菌引起心材腐败 四 次级含氮化合物 生物碱 含氰苷 植物次级代谢产物中有许多是含氮的 大多数含氮次级产物是从普通的氨基酸合成的 芥子油苷 生物碱 生物碱是一类含氮杂环化合物 通常有一个含N杂环 其碱性即来自含N的环 植物器官中的生物碱含量很低 一般在万分之几到百分之一二植物在不同生长时期所含生物碱的成分及其含量常有不同它对动物往往有毒性 有预防天敌的意义生物碱是重要药物的有效成分 含氰苷 分布于植物界 其中以豆科 禾谷类和玫瑰一些种类最多含氰苷存在于叶表皮的液泡中 含氰苷的分解 芥子油苷 十字花科植物中含有芥子油芥子油苷分解产生有刺激性 化学活性的物质芥子油苷有刺激其进食的产卵的作用 芥子油苷的水解 五 次级代谢物的生物技术应用 花色改良品种改良农