植物生理学 第六章 植物的次生代谢

第六章植物的次生代谢根本概念：初生代谢、次生代谢、萜类、酚类、生物碱根底知识：常见的一些植物次生代谢产物、甲羟戊酸途径、甲基赤藓醇磷酸途径、莽草酸途径研究热点：植物次生代谢的基因工程本章问题：植物的主要次生代谢产物有哪几类？它们的主要合成途径是什么？第一节植物次生代谢概述一、初生代谢与次生代谢初生代谢〔primarymetabolism〕次生代谢〔secondarymetabolism〕次生产物〔secondaryproduct〕或次生代谢物〔secondarymetabolite〕。二、次生产物的分布

贮存在液泡或细胞壁中

分布有很大的局限性种类繁多

据认为，在整个植物界中存在5-10万种次生产物，其中数千种已经被鉴定出。三、次生产物的功能

植物生命活动所必需

植物激素、光合色素、木质素、花色素等植物保护作用

质保素化感作用

共生关系、传粉、相生相克经济意义

中草药成分、工业原料第二节萜类一、萜类的种类类萜〔terpenoid〕萜烯〔terpene〕异戊二烯化合物〔isoprenoid〕

植物次生产物中最大的一类异戊二烯〔isoprene〕为根本单位单萜〔monoterpene，含两个C5〕：薄荷醇、沉香醇、苎烯、蒎烯倍半萜〔sesquiterpene，含三个C5〕：棉酚、姜烯双萜〔diterpene，含四个C5〕：植醇、赤霉素三萜〔triterpene，含六个C5〕：固醇、油菜素内酯四萜〔tetraterpene〕和多萜：类胡萝卜素、橡胶

许多类萜因经过了较彻底的代谢修饰，已难以从中找出其原有的C5单位。二、萜类的生物合成甲羟戊酸途径〔细胞质〕乙酰辅酶A为起始物经甲羟戊酸〔或称甲瓦龙酸，mevalonicacid〕异戊烯基焦磷酸〔isopentenylpyrophosphate，简称IPP〕和其异构体二甲丙烯焦磷酸〔dimethylallylPP，简称DMAP〕2.甲基赤藓醇磷酸途径〔叶绿体〕丙酮酸和3-磷酸甘油醛为起始物经甲基赤藓醇磷酸〔methylerythritolphosphate,MEP〕形成IPP和DMAP第三节酚类一、酚类的生物合成酚类化合物是含有酚基团〔phenol〕的一大类物质，依其结构的不同可以是水溶性、脂溶性或不溶性的。莽草酸途径〔shikimicacidpathway〕

由赤藓糖-4-磷酸和PEP开始，可以形成芳香族氨基酸，Phe和Tyr。

肉桂酸〔桂皮酸〕1.简单苯丙烷类化合物二、常见的酚类化合物2.苯丙烷内酯香豆素〔coumarin〕植保素〔phytoalexin〕3.苯甲酸衍生物类

水杨酸〔salicylicacid)：植物抗病原儿茶酸：可以抑制一些真菌的生长和孢子的萌发4.木质素木质素〔lignin)

具有抗压缩性

具有防护功能5.类黄酮化合物〔flavonoid〕花色素〔anthocyanidin〕黄酮〔flavone〕：吸引蜜蜂、吸引根瘤菌等黄酮醇〔flavonol〕异黄酮类〔isoflavonoid〕：植保素花色素〔anthocyanidin〕----糖苷花葵素

花青素

花翠素天竺葵翠雀/飞燕草玫瑰6.丹宁〔tannin〕可水解丹宁：主要是没食子酸〔gallicacid〕与单糖结合而成，分子量较小，可被稀酸水解；缩合丹宁：由类黄酮根本单位缩合而成，分子量较大，可被强酸水解为花色素。第四节生物碱一、重要的生物碱生物碱〔alkaloid〕是一类含氮杂环化合物，大多数生物碱呈碱性，微溶于水，在酸性和中性的pH值范围内，氮原子质子化。因此生物碱带正电荷。奎宁、吗啡、可待因罂粟金鸡钠树海洛因、尼古丁、阿托品、可卡因、咖啡因茄碱、长春碱、小檗碱〔黄连素〕二、生物碱的合成前体第五节植物次生代谢的基因工程一、花卉育种二、农作物性状改进三、提高有效药用成分异胡豆苷

文多灵

长春质碱

长春碱

阿玛碱

它波宁

异胡豆苷

讨论课要求：1.3位同学组成一个小组，个别的可以2或4位同学；2.各小组同学合作，查找一些相关资料、内容，然后展开讨论和总结。之后制作一个讲解20分钟的PPT；3.推举一位同学在讨论会上展示PPT。讨论课建议题目：1.大树可以到达的最大理论高度2.细胞膜上的通道蛋