《有机物代谢》PPT课件

,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；pH8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=1kgTaxol=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5-6A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5-7B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（simplephenoliccompound）,图5-2,呋喃香豆素类(celery芹菜,parsnip欧洲防风草,andparsley欧芹)UV-activatedtoxins：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（cyanogenicglycoside）,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（nonproteinaminoacid),不结合到蛋白质内，以游离形式存在。结构上与蛋白氨基