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1、 第五章 植物体内有机物的代谢Metabolite of in plant 本章重点： 初生代谢和次生代谢的概念 次生代谢物的类型及合成过程 本章难点： 次生代谢物合成过程及作用 次生代谢的基因工程第一节 植物的初生和次生代谢一、初生和次生代谢的概念1、初生代谢：由光合作用产生糖类、脂肪、核酸、蛋白质等可以再次参加代谢物质的过程。2、次生代谢：初生代谢物进一步衍生出其他物质，这些物质贮存在液泡或细胞壁中，大部分不再参加代谢，这一过程即次生代谢。二、次生代谢物的类型 萜类 酚类 含氮次生化合物三、此生代谢物合成的主要途径及与初生代谢物的关系 CO2光合作用初生代谢赤藓糖-4-磷酸莽草酸途径芳香族
2、氨基酸含氮次生物酚类化合物烯醇丙酮酸磷酸三羧酸循环脂肪族氨基酸甘油酸-3-磷酸丙酮酸甲基赤藓醇磷酸途径已酰CoA丙二酸途径甲羟戊酸途径酚类次生碳代谢第二节 萜类一、物理性质：不溶于水，易容于有机溶剂，广泛存在于植物中。二、基本单位：异戊二烯 CH3 C CH（CH2)2C CH CH2OH CH3CH3三、萜类的种类 单萜：樟脑 倍半萜：薄荷醇 双萜：赤霉素 三萜：固醇 四萜：胡萝卜素、叶黄素 多萜：橡胶、杜仲胶 第三节 酚类一、酚的概念 芳香族环的氢原子被羟基或功能衍生物取代后生成的化合物。（含有羟基、苯环、其他基团）二、酚的种类（根据芳香环上带有的碳原子数目的不同分类） 简单苯丙酸类：咖啡
3、酸 苯丙酸内酯：香豆素 苯甲酸衍生物类：水杨酸 木质素：木醇单体构成 香豆醇 松柏醇 芥子醇 类黄酮类：花色素苷、黄酮 鞣质：单宁 酶、聚合S型G型H型三、酚类的生物合成莽草酸途径第四节 含氮次生化合物一、生物碱二、含氰苷查耳酮合酶是花色素合成途径中的一个关键酶, 该酶及其衍生物的种类与表达量决定了花色的变化将基因无论是以正义或反义的方式导人矮牵牛后, 一部分转基因植株的外源基因与内源基因一起发生了沉默, 导致花色由紫色变为白色或紫白相间 用蚜虫吻针法收集筛管汁液A.将吻针切下; B.切口溢出汁液; C.用毛细管吸取汁液四、萜类的生物合成1、甲羟戊酸途径2、甲基赤藓醇磷酸途径 两条途径都形成异
4、戊烯焦磷酸（IPP） 各种萜类第三节 酚类二、有机物运输的途径（一）短距离运输 1、细胞内运输 2、细胞间运输 共质体运输 质外体运输 交替运输（二）、长距离运输 韧皮部运输胞间连丝结构示意图 箭头表示溶质转移方向韧皮部和木质部的转移细胞 树木枝条的环割 A.开始环割的树干 B.经过一段时间的树干成熟筛管分子的结构 三、运输方向（一）代谢源、代谢库及其相互关系 1、代谢源： 制造并输出有机物的器官、组织或部位。 2、代谢库：接纳、消耗或贮藏有机物的器官、组织或 部位。 3、源库关系：相互影响 随时间可变（二）有机物运输方向：多向性，总趋势：源 库四、有机物运输速率 1、运输速度：单位时间内有机
5、物转移的距离。 2、运输速率 比集运量：单位时间内通过单位韧皮部横截面积的有机物数量。 在苹果枝条两个部位环割以证明韧皮部运输方向 用同位素示踪法观察有机物 的双向运输 第二节 有机物运输的机理一、源端装载1、途径： a. 共质体途径 b.交替途径2、装载机理源叶中韧皮部装载途径 (图中粗箭头示共质体途径， 细箭头示质外体途径)蔗糖在韧皮部装载机理 糖-质子共运输学说二、有机物运输的动力（机理）1、压力流动学说2、收缩蛋白学说 压力流动模型筛细胞内的纤维结构筛管中的胞纵连束示意图 筛细胞内部纤维结构示意图a、b表示丝状物连接细胞壁或顺轴穿行，靠丝状物摆动，使溶液集体流动 c.沿轴丝状体靠外面柱
6、状物的泵动 d.管壁上的纤毛推动溶液集体流动三、库端卸出1、卸出途径2、卸出机理蔗糖卸出到库组织的可能途径蔗糖-质子同向运输和反向运输跨膜过程 第三节 有机物的分配一、分配方向 1、多向分配：a.纵向：向上、向下；b.横向 2、源库单位：二、分配特点 1、优先供给生长中心 2、就近供应、同侧分配 3、功能叶之间互不供应三、有机物可以进行再分配、再利用四、光合产物分配与产量形成的关系水稻源库单位示意图 小麦植株光合产物形成于分配黑点代表同化物积累强度,箭头粗细表示运输的相对速度就近供应与同侧运输示意图第四节 有机物运输与分配的调控一、代谢调节1、胞内蔗糖浓度2、能量代谢调节二、激素调节 各种激素对菜豆同化物运输的影响叶肉细胞筛管分子之间相互作用与同化物运输的关系三、环境因素调节1、温度temperature2、光照light3、水分water4、矿质元素mineral N、P、K、B
