植物体内有机物代谢

1、关于植物体内有机物的代谢第一张，PPT共三十一页，创作于2022年6月本章重点和难点：一、植物体内有机物质的次级代谢；二、植物次级产物的合成途径。 第二张，PPT共三十一页，创作于2022年6月第一节 各类有机物代谢的相互关系蔗糖、淀粉等有机物来源于光合作用，通过呼吸作用分解产生各种中间产物。C3循环、EMP、TCA和PPP筑成了有机物代谢的主干。糖和脂肪、蛋白质、核酸之间都可以相互转变。丙酮酸、乙酰COA、-酮戊二酸、草酰乙酸等中间产物起着枢纽作用。第三张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Plant SecondaryMetabolismPlant metabolic pathways

2、 are linkedThese linkages include several key carbon-based primary metabolites(初级代谢物)As plants evolved, they found new (secondary) ways to use metabolitesRandom mutations lead to a variety of specialized plant secondary compounds第四张，PPT共三十一页，创作于2022年6月葡萄糖多糖淀粉、纤维素半纤维素戊糖(Ru5P)核苷酸核酸DHAPPGAldPEP丙酮酸乙酰COA

3、 -酮戊二酸C3途径CO2草酰乙酸TCA丙二酰COA甘油 + 脂肪酸脂肪酚类、萜类化合物丙氨酸等酒精乳酸天冬氨酸族烟碱AMP、GMP谷氨酸族蛋白质卟啉(chl, Cyt)PPP第五张，PPT共三十一页，创作于2022年6月第二节 植物体内的次级产物次级产物： 是植物体内由糖类等有机物代谢衍生而来的物质。贮存在液泡或细胞壁中，是代谢的中产物，不再参与代谢。次级产物具有重要作用： 是植物生命活动所必需的，如IAA、GA； 叶绿素和类葫萝卜素及花色素；木质素等， 是植物组织色、香、味的主要构成成分， 是药业或工业的重要原料。植物的次级产物可分3类： 酚类、萜类、含氮次级化合物第六张，PPT共三十一页

4、，创作于2022年6月第七张，PPT共三十一页，创作于2022年6月萜类的种类： 萜类是以异戊二烯(isoprene)为单位组成的，按其数目，可分为: 单萜(monoterpene)、倍半萜(sesquiterpene)、双萜(diterpene)、 三萜(triterpene)、四萜(tetraterpene)、 多萜(polyterpene)。 CH3 头 CH2 = C CH = CH2 尾一、 萜 类 terpene第八张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Terpenoids: The largest groupFormed from 5-C subunits (isoprene

5、) synthesizedfrom G-3-P, pyruvate, and acetyl-CoACompounds have from 10 to 40 carbonsSome terpenoids have functions in growth anddevelopment Plant hormones (gibberellins, abscisic acid) Accessory pigments in photosynthesisMost terpenoids act as herbivory deterrents andare a prime example of a “bioch

6、emical arms race”第九张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Monoterpenes (C-10)Pyrethroid insecticides拟除虫菊脂Conifer resins松脂Plant-plant defensive Communication防御沟通 Deter pest Attract pest predatorsEssential oils（Essential oils are often stored in surface glands表面腺细胞）第十张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Sesquiterpenes (C-15)Herbivory

7、deterrents威慑草食动物(generalized)BitternessExamples include sagebrush山艾树 and sunflower向日葵第十一张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Diterpenes (C-20)Toxins and irritants毒与刺激 (generalized)Resins from some trees to seal herbivore induced wounds松脂封闭取食伤口Human use has adapted these compounds to anti-cancer drugs (Taxol紫杉醇 from

8、 Pacific yew紫杉)第十二张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Tri-terpenes (C-30)More specialized toxinsSteroid in structure结构类固醇Examples Cardenolides vertebrate heart toxins脊椎动物心脏毒素 Saponins 皂角苷 detergent like structure第十三张，PPT共三十一页，创作于2022年6月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

9、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：多萜化合物一、 萜 类 terpene第十四张，PPT共三十一页，创作于2022年6月二、酚 类phenol种类：按芳香族环上带有的碳原子数可分为 简单酚类、木质素、类黄酮类、鞣质类和其它酚类主要的酚类化合物有： 简单酚类：桂皮酸、咖啡酸、香豆素、水扬酸 木质素：没食子酸、木质素、 类黄酮类：花色素苷、黄酮、黄酮醇、异黄酮 鞣质类：缩合鞣质和可水解鞣质第十五张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Phenolic compoundsCommon element is a phenolic groupD

10、erived from amino acids, principally phenylalanine（苯丙氨酸）第十六张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Examples of phenolic compounds and their rolesPhenylpropanoids（苯丙酸类化合物），具有苯环-C3的基本骨架。Allelopathic compounds inhibit plant growth（A为咖啡酸、阿魏酸）第十七张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Examples of phenolic compoundsand their rolesFuranocoumar

11、ins 呋喃香豆素类(celery芹菜, parsnip欧洲防风草, and parsley欧芹)Toxicity to insect herbivores（草食昆虫毒素）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。第十八张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Examples of phenolic compoundsand their rolesBenzoic acid derivatives（安息香酸派生物）Systemic resistance to pathogens

12、（病原物系统抗性）第十九张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Plant “immune systems”Plant-wide response to a local infectionMay involve both toxic compounds like oxygen radicalsCan produce a memory response第二十张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Plant “immune systems”Phytoalexins（植物抗毒素） are a primary player in plant immune responsePhytoalexins

13、 can be antimicrobial terpenoids or phenolics （抗菌的萜或酚类）Synthesized in response to infection or attack第二十一张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Jasmonic acid Stress anddefense hormoneProduced in response to a signal transduction pathwayInduces synthesis of other defensive compoundsActivates responses at the gene leve

14、l第二十二张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Examples of phenolic compoundsand their rolesLignin木质素 Reinforcing molecule(esp. in woody tissue)组成物质 Decreases palatabilityTannins丹宁 Flavor deterrent威慑味道，如涩味 Tea, blackberry,grape, apple Mode of action is via protein binding蛋白鞣质结合第二十三张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Examples of phenol

15、ic compoundsand their rolesFlavonoids Anthocyanins（花青素）: Pigmentation (pollinator attractant) Flavones and Flavonols（黄酮和黄酮醇）: UV protection and beeAttractant（引诱剂）： (nectar guides花蜜引导) Isoflavones（异黄酮）: Antimicrobial（抗菌）, antiestrogenic（抗雌激素）第二十四张，PPT共三十一页，创作于2022年6月三、含氮次级化合物生物碱(alkaloid)：核酸的组分，亦是维生素

16、B1、叶酸和生物素的组 分， 它对动物有毒，可起防御敌害作用；是重要药物的 有效成分，如奎宁、吗啡、利血平、阿托品等。含氰苷(cyanogenic glycoside)：豆类、禾谷类和玫瑰中较多，本无毒，但释放HCN。芥子油苷(mustard oil glycoside)：十字花科，本无毒，但水解后产生有毒物质。非蛋白氨基酸(nonprotein amino acid)：不构成蛋白质的氨基酸，有毒性，有的阻止 蛋白氨基酸的合成或吸收。第二十五张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Nitrogen-Containing Compounds:Only chemical similarity i

17、s the presence of nitrogen somewhere in the moleculeWell studied because of their toxicity to animals and their medicinal valuePerhaps the most easily-recognizable group of secondary compounds in plants第二十六张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Examples of N-containingcompounds and their rolesAlkaloids A large group

18、of compounds found in 20% ofall plant species All contain a heterocyclic ring杂环 (i.e., a ring formed from carbons and one nitrogen) Best known for their pharmacological effect on animals(动物药理学的效应) 第二十七张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Examples of alkaloids第二十八张，PPT共三十一页，创作于2022年6月Examples of N-containingcompounds and their rolesCyano