植物的化學成分是怎麼合成的

1. 植物中的纖維素是怎樣合成的

1.纖維素微纖絲的結構:植物中的纖維素主要是以微纖絲（microfibril）的形式存在，據估計，每條微纖絲由(12-)36條平行的β-1,4-D-葡聚糖鏈構成，其中大約有500-14000個葡聚糖分子。葡聚糖鏈之間由氫鍵結合形成結晶結構。

2.維管植物纖維素合酶復合體的結構:在電鏡下，纖維素合酶復合體（cellulose synthase complex，CSC）呈現玫瑰花形（rosette），由6個球狀蛋白復合體構成。其中催化纖維素合成的基本單元是纖維素合酶（cellulose synthase，CesA），在擬南芥中一共發現有10種CesA。

可塵改如以看到CesA是8次跨殲蘆膜蛋白，在第2和第3個跨膜區之間有一個非常重要的D,D,D,QXXRW結構域，據推測，前兩個保守的天冬氨酸殘基（D）與UDP的結合有關，第3個為葡聚糖的延伸提供了催化位點，QXXRW殘基則提供了葡聚派啟糖非還原端的結合位點。如果一個纖維素合酶復合體是由36個CesA組成的，那就可以很好地解釋微纖絲中所含的36條鏈是怎樣合成出來的。而少於36條鏈的微纖絲可能是由少於36個CesA組成的纖維素合酶復合體合成的，也可能是由於纖維素合酶復合體中的CesA並未同時處在激活狀態。

2. 植物是怎樣通過光合作用合成蛋白質、脂質等有機物的具體過程是怎麼樣的

光合作用的產物衡穗
大多數植物的光合作用產物為澱粉,但芭蕉科植物的綠色細胞中不含澱粉而含油類,其他多數單子葉植物的光合作用只產生糖類.
光合作用的直接生成物因種而異,大多數情況下為糖類,有的為多聚糖(澱粉),有的為雙糖(蔗糖),也有的為單糖(葡萄糖和果糖).至於單糖中葡萄糖與果糖哪種為直接生成物,還有爭論;當前大多數學者都贊同葡萄糖為直接生成物的學說.產生澱粉的葉與葉柄脫離後,如浮於數種糖液,在黑暗處能使糖轉變為澱粉.這種在黑暗處能轉變為澱粉的糖,為乳糖,麥芽糖,蔗糖及葡萄糖(乳糖是由一分子半乳糖和一分子葡萄糖結合而成,麥芽糖由兩分子葡萄糖構成,蔗糖則是由一分子果糖和一分子葡萄糖結合而成).
光合作用產物的種類還與光照強度,和濃度,葉片年齡和光質等因素有關.葉片年齡對產物的影響:
成熟的葉片主要形成糖類,幼嫩的葉片除了形成糖類外,還產生蛋白質.光質對葉片光合作用產物的影響:
在紅光下大量形成糖類,蛋白質生成很少;在藍光下葉片光合作用的產物中蛋白質增加較多.
資料6-16光合作用的副產物
按光合作用簡單的反應式(6+6→+6),其過程中產生氧氣,並擴散至大氣中.我們稱氧氣為副產品,因為氧氣是製造澱粉時附帶產生的.地球大氣中存有的氧氣絕大多數是通過綠色植物的光合作用產生的,這些氧氣除了滿足綠色植物利用外,也滿足其他生物生命活動的需要.
將植物沉浸於水內,並在日光中照射,則綠色植物進行光合作用時所產生的氣體形成氣泡上升.淡水中的絲狀藻類經過日光照射後,因氣泡的聚集可使藻體浮至水面.如以一玻璃漏斗覆於水中的藻類或水生的植物上,使漏斗頸中充滿水,繼將其頸封閉可收集植物所放出的氣體,待氣體收集至相當容量時,開啟其封閉的頸,以燃燒的木片試之,則木片燃燒旺盛,這拆旁證明其氣體中含有大量的氧氣.
總反應：CO2 + H2018 ——→ （CH2O） + O218
注意：光合作用釋放的氧氣全部來自水，光合作用的產物不僅是糖類，還有氨基酸（無蛋白質）、脂肪，因此光合作用產物應當是有機物。
各步分反應：
H20→H+ O2（水的光解）
NADP+ + 2e- + H+ → NADPH（遞氫）
ADP→ATP （遞能）
CO2+C5化合物→C3化合物（二氧化碳的固定）
C3化合物→（CH2O）+ C5化合物（有機物的生成）

光合作用的過程:1.光反應階段 光合作用第一個階段中的化學反應，必須有光能才能進行，這個階段叫做光反應階段。咐御卜光反應階段的化學反應是在葉綠體內的類囊體上進行的。暗反應階段 光合作用第二個階段中的化學反應，沒有光能也可以進行，這個階段叫做暗反應階段。暗反應階段中的化學反應是在葉綠體內的基質中進行的。光反應階段和暗反應階段是一個整體，在光合作用的過程中，二者是緊密聯系、缺一不可的。

光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物，並且釋放出氧的過程。

3. 植物的化學組成包括哪幾個主要部分

植肆頌物的化慎大學組成包括哪幾個主要部分？

A.碳水化合物

B.木質素

C.脂類化合物

D.蛋白質

正確答案：碳水化合物；寬雹豎木質素；脂類化合物；蛋白質

4. 中葯化學相關知識（一）——植物化學成分的生源學說

【 全 文 】
植物化學成分的生源學說
植物中眾多的化學成分有許多已闡明了它們的化學結構和葯理作用，其中不少已用於臨床。這些成分中有的已可用化學的或生物的方法進行合成。但尚存在的問題是：這些成分在植物體內是怎樣形成的？是由何種物質、經過什麼新陳代謝途徑形成的？為了解決這個問題，許多植物學、生物學、植物化學、生化學的研究工作者從可能的新陳代謝過程，生物化學反應等多方面地進行推測這些成分在植物體內的形成過程，這就是植物化學成分的生源學說（Biogenesis Biogenetic Origin）。
植物化學成分的生源研究主要是研究各類成分在體內生物合成的途徑，各種酶在過程中所起的作用以及過程中所產生的各種中間產物的化學並測定它們的結構。生源的研究有多種設想與途徑，因而也形成了多種學說，如異戊二烯法則、醋酸學說等已普遍應用於研究葯用植物有效成分的生物合成及其途徑。隨著同位素示蹤技術和化學技術的發展，生源研究的進展也更為迅速。
生源研究的意義基本上可歸納為下列幾點：
1．了解了各類成分的生物合成途徑以及某種成分最初由何種物質（這種物質稱為前體Precursors）形成和各種中間產物後，就可以人為地於植物中注入前體絕臘或中間產物來增加所需成分的積累和產量。達到人工控制、定向培育的目的。例如於枸椽酸的新陳代謝途徑中加入烏頭酶（Aconilase）就可以增加枸椽酸在植物體內的積累，因枸椽酸的生成過程中必須有此種酶的存在。這是研究植物生源最主要的目的。但是，前體並非一成不變，例如熊果甙在不同科時它們的生源就有可能不同。
2．從生源關系密切的成分中來擴大生物活性物質的資源。如三萜類與許多甾體衍生物類在生源上具密切關系，甾體衍生物類常具多種生物碰圓活性，三萜類成分在植物界分布廣泛，故有可能從三萜類成分來尋找具廣泛生物活性的物質。
3．從生源學說來確定某類成分的結構類別。如四環三萜類成分原分類不屬於三萜，以後通過生源關系的探討，才明確地將它們劃在三萜范圍內。
4．了解某類成分在植物體內的原始狀態與代謝途徑後，就可以為進行植物成分的生物合成提供理論規律，這將能更好地對生產與實踐（如生葯的採收時間與部位，有效成分的合成等）起指導作用。
植物體內各種成分的生源基本上可分為兩類，一類是植物本身必須的營養物質如糖類，脂肪、蛋白質等成分的新陳代謝途徑，一類是植物次生物質，如生物鹼、甙類、萜類等成分的新陳代謝途徑。有關這些代謝途徑的學說很多，其中不少還是設想，例如認為醋酸酯一丙二酸酯（Acetate-Melonate）途徑合成脂肪酸、酚性化合物、蒽醌等成分，3，5-羥基一3-甲基戊酸酯（並吵滑Mevalonate）途徑合成萜類、甾類等成分，莽草酸（shikimicacid）途徑合成芳香族氨基酸、有機酸及其他化合物；氨基酸途徑合成生物鹼等成分。
1．植物體內各類成分的生源關系：
2．各類植物次生物的生源學說，列舉數例說明它們的生物合成途徑：
（1）有機酸類： 有14C可以說明許多較復雜的有機酸類由 CH3COOH形成，如上所述6-甲基不楊酸的生物合成途徑：
（2）生物鹼：
生物鹼的生源學說曾有多種路線的設想，但目前己主要集中一種學說，即生物鹼是由醋酸、單萜和多種簡單氨基酸如苯丙氨酸（Phenylalanine）、色氨酸（TrYptophan）、蛋氨酸（Meih1onine），鳥氨酸（Ornithine）等作為前體而形成的。這些理論因為標記化合物的發展已可用實驗證實。方法是給予植株以一定的具標記元素的化合物為前體，（常用的為具14C的化合物），待植株經過一定時期的生長後，分離生物鹼，從前體與生成物標記元素的位置來確定二者之間的關系。由於應用了這種技術，許多生物鹼如煙鹼（Nicoitine）、）嗎啡（Morphine）、莨菪鹼（Hyoscyamine）、秋水仙鹼（Col一chicine）、罌粟鹼（Papaverine）、蘆竹鹼（Gramine）等已證明是由氨基酸形成。有些簡單的生物鹼已可按生源學說途徑在實驗室里用氨基酸進行人工合成。目前關於生物鹼的生源研究有一較大的突破，即認為除了上述各種前體外，還有許多特殊的中間物質參與了生物合成過程。
例：自鳥氨酸等形成的生物鹼
（3）香豆精類：
（4）蒽醌類： 許多蒽醌類成分在植物體內的前體至今未完全確定。有的學者認為苔蘚酸（Orsellinic acid，廣泛分布於地衣和真菌）為一前體。由其形成蒽醌類成分的生源學說路線。
（5）萜類：
一般認為由CH3COOH與輔酶A（CoenzymeA，簡作：CO.A）縮合成酯,再經過脫水、氧化-還原、環化、分子重排等反應形成C5——C10——C15——C20——C30——C40……的各種萜類。
以上僅列舉了部分植物化學萬分的生源學說，由於大家對此項工作的意義日益重視，有關生源研究的科研工作日益增多，原來的一些設想也得到了實驗證實。但由於植物成分的本身種類和結構變化多樣，加上在這些成分生物合成過程中所產生的各種中間產物的化學結構以及它們之間關系的復雜性，植物成分的生源研究還需要進行大量的深入的工作。

5. 植物分類系統與化學成分的關系

現代植物分類是按照植物形態的異同、習性的差別以及親緣關系的遠近系統排列的。因此，一般說來，在植物分類系統中位置愈接近的植物，它們的親緣關系就愈接近。植物分類系統與化學成分的關系，實際上是指植物親緣關系與化學成分的關系。

各種植物由於新陳代謝類型的不同，產生了各種不同的化學物質——生物鹼類、甙類、萜類等等。這些化學成分在植物中的遺傳和變異，是與植物系統位置、植物的環境條件（氣候、土壤與生物等）密切有關的。植物分類系統與化學成分的關系可大致歸納為下述幾個方面：

1.每一種植物在恆定的環境條件下、具有製造一定的化學成分的特性，而這個特性是這種植物的生理生化特徵。如顛茄產生莨菪烷衍生物類生物鹼，人參產生三萜類皂甙，薄荷產生萜類等等。

2.親緣關系相近的植物種類由於有相近的遺傳關系，往往具有相似的生理生化特徵。親緣關系愈近，共同性愈多；親緣關系愈遠，共同性愈少。如異喹啉類生物鹼主要分布於多心皮類及其近緣類植物的一些科中，如木蘭科、睡蓮科、馬兜鈴科、防已科、毛莨科、小檗科、罌栗科、芸香科等。這些科中的生物鹼的化學結構也顯示相互之間有緊密的親緣關系，與產生它們的植物科之間的親緣關系一致。吲哚類生物鹼中的一族為雞蛋花烴（Plumerane）型吲哚生物鹼，這族生物鹼僅存在於夾竹桃科中的雞蛋花亞科植物中。同屬植物的親緣關系很相近明鎮，因而往往含有近似的化學成分。如小檗屬（Berberis）植物含小檗鹼，大黃屬（Rheum）植物含羥基蒽醌衍生物等等。

3.一般說來與廣泛存在於植物界的代謝產物有更近似化學結構的簡單化學成分（如黃嘌吟與咖啡鹼化學結構很近似），在植物界的分布較廣，分布的規律性不明顯。有些化學成分在系統發育過程中，經過一系列的突變，因而結構也較復雜，如馬錢子鹼、奎寧等。這類物質的分布往往只限於某一狹小范圍的分類群中。但某些起源古老的成分，雖經一系列突變，結構亦較復雜，但它們在植物界中的分布，還是有一定范圍的，而且這種類型成分與植物親緣之間的聯系表現得更為明顯和突出，例如上述異喹啉類生物鹼的分布。

植物分類系統與化學成分間存在著聯系性這一概念，已廣泛應用於葯用植物的研究、野生資源植物的尋找等方面。如具有降壓與安定作用的蛇根鹼（Reserpine）自印度的夾竹桃科蘿芙木屬植物蛇根木Rauvolfia serpenitina （L.）Benth ex Kurz中發現後，從該激或粗屬的其他約20種植物中亦發現了利血平，並根據植物的親緣關系在蘿芙木屬的兩個近緣屬中找到了同類生物鹼。為了發掘具抗菌作用的小檗鹼的資源植物，經植物分類學與植物化學綜合研究，發現小檗鹼在中國主要分布在5個科（小檗科、防已科、毛莨科、罌粟科、芸香科）16個團態屬的多種植物中，而以小檗科小檗屬較理想。又據研究，莨菪烷類生物鹼主要集中分布於茄科茄族（So1aneae）中的天仙子亞族（Hyoscyaminae）、茄參亞族（Mandragorinae）及曼陀羅族（Datureae）植物中，並發現了含鹼量較高，有生產價值的新原料植物——矮莨菪（Przewalskia shebbearei（C.E.C.Fischer） Kuang， ined）及馬尿泡（P. tangutica Maxim.）。再如生產可的松等激素葯物的原料——甾體皂甙，不僅在薯蕷屬（Dioscorea）的幾十種植物中有發現，而且在親緣關系相近的一些科中也有發現。必須注意的是，植物的系統發育與其所含化學成分的關系是十分復雜的。由於植物界系統發育的歷史很長，發掘出來的古生物學資料不夠齊全，加上多數植物的化學成分尚未明了，有些成分的分布規律還未被揭示及認識，所以，有關植物的系統發育與化學成分的關系的研究尚未成熟，有待於進一步研究。在應用植物分類系統與化學成分間的聯系性時，必須具體問題具體分析。

近年來，在植物分類學與植物化學這二門學科間出現了一門新的邊緣學科——植物化學分類學（P1ant chemotaxonomy）。它的主要研究任務是：

（1）探索各級分類群（如科、屬、種等）所含化學成分（包括主要成分、特有成分和次要成分）及其合成途徑。

（2）探索各種化學成分在植物系統中的分布規律。考試大網站整理

（3）在以往研究的基礎上，配合傳統分類學及各有關學科，從植物化學成分的角度，共同探索植物的系統發育。

顯然，這一新興學科在認識植物系統發育方面有重大的理論意義，並可為有目的地開發、利用植物的資源、尋找工業原料等提供理論依據。例如通過對毛莨科與單子葉植物的百合目植物所含生物鹼、甾體化台物、三萜化合物、氰醇甙和脂肪酸等五類化學成分的比較分析，發現二者具有很多類似的化學成分，有的成分甚至僅僅為它們所共有。聯繫到百合目與毛莨科的一些原始類群在形態和組織解剖上的某些相似性，從而認為二者有著十分密切的親緣關系，即單子葉植物通過百合目起源於原始的毛莨科植物。這一研究結果在了解客觀存在的植物系統發育的真實情況方面，具有一定的理論意義。

又如根據國內外在葯用植物研究工作方面的大量實踐、目前從中國葯用植物中大致歸納出一些具重要生物活性的成分（生物鹼、黃酮類、萜類、香豆精等）及葯理作用的植物類群。由此可見，植物化學分類學是一門富有活力的新學科，它的研究成果值得葯用植物學與葯用植物化學工作者重視與運用。

6. 植物生長的有機物主要是怎樣來的主要是不是用光合作用把無機物合成有機物。還是咋來的

植物生長的有機物是綠色植物利用光提供的能量，存葉綠體中把二氧化碳和水合成了澱粉等有機物，並且把光能轉化成化學能，侍灶儲存在有機物中。

實質:
   光合作用的實質上是綠色植物通過葉綠體．利用光能，把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物(如澱粉)，並且釋放出氧氣的過程。

可以概括出兩個方面：一方面把簡單的無機物轉化成復雜的有機物，並且釋放出氧氣，這是物質的轉化過程；另一祥談方面是在把無機物轉化成有機物的同時，把光能轉變成為儲存在有機物中的化學能，這是能量的轉化過程。

意義:
光合作用是一切生物生存、繁衍和發展的根本保障。綠色植物通過光合作用製造的有機物不僅能滿足自身生長、發育和繁殖的需老宴扮要，而且為生物圈中的其他生物提供了基本的食物來源，其產生的氧氣是生物圈的氧氣的來源。

影響光合作用的因素：
(1)光照強度：光照增強，光合作用隨之加強。但光照增強到一定程度後．光合作用不再加強。夏季中午，由於氣孔關閉，影響二氧化碳的進入，光合作用強度反而下降，因而中午光照最強的時候，並不是光合作削最強的時候。
(2)一氧化碳濃度：二氧化碳是光合作用的原料，其濃度影響光合作用的強度。溫室種植蔬可適當提高大棚內二氧化碳的濃度，以提高產量。 
(3)溫度：植物在10℃～35℃、條件下正常進行光合作用，其中25℃～30℃最適宜，35℃以上光合作用強度開始下降，甚至停止。

7. 中葯化學輔導：有關中葯植物化學成分概述

一、植物的新陳代謝產物
植物為了維持生長、運動、繁殖等生命活動，必須不斷地與周圍環境進行物質交換，在此過程中所發生的物質合成、轉化和分解的化學變化，總稱為代謝(metabolism)。
植物一方面從環境中吸收簡單無機物，轉化為復雜的有機物，綜合成自身的一部分，同時把太陽能轉化為化學能，貯存於有機物中。這種在合成物質的同時又獲得能量的代謝過程，叫做同化作用(assimilaiton)或合成(anabolism)。另一方面，植物又將體內復雜的有機物分解成簡單的無機物，同時把貯存在有機物中的能量釋放出來，供生命活動。這種在分解物質的同時又釋放能量的代謝過程，叫做異化作用(disassimilation)或分解(catabolism)。
有些植物，能直接利用無機碳化合物來合成有機物，這些植物稱為自養植物(autophyte)，如大多數高等植物和少數具有色素的微生物。另有些植物，只能利用現成的有機物，經代謝轉化為自身的辯租生命物質，這些植物稱為異養植物(heterophyte)，如某些微生物和少數缺乏色素的寄生高等植物。從進化觀點來看，異養植物是最先出現的一些比較原始的生物類型，光合細菌是異養植物發展到自養植物的橋梁。自養植物在植物界最普通且很重要。
自養植物的同化作用又分兩種類型：綠色植物通過光合作用(photosynthesis)進行合成，即吸收陽光的能量，同化二氧化碳和水，合成碳水化合物，並釋放氧氣。此過程可用下列方程式表示：6co2+ 6h2o = c6h12o6 + 6o2
不具備光合色素的自養型細菌，通過化能合成作用(chemosynthesis)來合成，即只能利用無機物氧化分解放出的化學能嘩明量，作為還原二氧化碳的能量來源，它只能在有氧氣的環境中進行。
有合成必然有降解，兩者構成了植物代謝的過程。各種化合物的合成和降解，分別稱為合成代謝和降解代謝，在每個合成或降解反應中都由酶進行調節。合成生命活動必需物質的代謝和降解代謝，在每個合成或降解反應中都由酶進行調節。合成生命活動必需物質的代謝過程稱為初生代謝(primary metabolism)，所生成的物質有蛋白質類、氨基酸類、糖類、脂肪類、rna、dna等，這些產物稱為初生代謝產物(primary metabolites)。利用初生代謝產物產生對植物本身無明顯作用的化合物，如：甙類、生物鹼類、萜類、內酯類、酚類化合物等，它們稱為次生代謝產物 (secondary metabolites)，這個代謝過程稱次生代謝(secondary metabolism)。
二、有效成分、輔成分和無效成分
生葯雖來源於植物、動物和礦物，但95%以上來自植物，其所含的化學成分主要是指植物新陳代謝所產生的代謝產物。大多為維持本身生命活動所必需的化合物，這些成分含量較高，而生理活性一般較小，臨床應用不多。而植物的次生代謝產物，它們是存在於植物體內的特殊成分，含量較低，但生理活性較強，具有臨床應用的價值。通常把生葯的化學成分分為三類：
1. 有效成分(active substances)
指具有顯著生理活性和葯理作用，在臨床上有一定應用價值的成分。這類成分僅存在於某些植物中，包括生物鹼類、甙類、揮發油類等等，如：利血攜蘆兆平 (reserpine)是蘿芙木降壓的有效成分，苦杏仁甙(amygdalin)是苦杏仁止咳平喘的有效成分，薄荷揮發油中的薄荷醇(emnthol)和薄荷酮(menthone)是薄荷辛涼解表的有效成分。
2. 輔成分(adjuvant substances)
指具有次要生理活性和葯理作用的成分，有時候，它們在臨床上也有一定的應用價值。有些輔成分能促進有效成分的吸收，增強療效，如：洋地黃皂甙能促進洋地黃強心甙的吸收，從而增強洋地黃的強心作用。有些輔成分能使有效成分更好地發揮作用，如檳榔中的鞣質，可保護檳榔鹼(arecoline)在胃液中不溶解，而到腸中才被游離出來，木栓、角質、粘液、色素、樹脂等。在生葯鑒定、有效成分測定或在制備葯劑時必須考慮它們的存在與性質。
3. 無效成分(inactive substances)
指無生理活性，在臨床上沒有醫療作用的成分。它們包括纖維素、木栓、角質、粘液、色素、樹脂等。在生葯鑒定、有效成分測定或在制備葯劑時必須考慮它們的存在與性質。
上述分類並不是絕對的和固定不變的，應根據具體的生葯進行具體分析，才能確定某成分是否是有效成分、輔成分或無效成分。如：鞣質在地榆與五倍子中為有效成分，在大黃中為輔成分，而在肉桂中為無效成分。同時應從發展的觀點來分析，隨著人們的不斷實踐，特別是現代科學技術的發展，生葯中越來越多的化學成分被認識，用於葯理研究，進而被開發用於臨床。原來認為是"無效"成分，現在不少已發現了它們的醫療價值，而成為有效成分了。如：天花粉蛋白質有引產、抗癌作用，蘑菇多糖(lentian)對實驗動物的腫瘤有明顯抑製作用，葉綠素能促使肉芽生長，菠蘿蛋白酶有驅蟲、抗炎、抗水腫的作用。
生葯的化學成分不僅與葯理作用、臨床應用有密切的聯系，而且對於生葯的鑒定、質量評價、新制劑的開發研究、新資源的發掘利用均有密切聯系。隨著化學成分的生源(biogenesis)和生物合成(biosynthesis)研究的深入，對植物新陳代謝及其代謝產物的內涵也將不斷充實和發展。
本教材簡要介紹生葯中有關成分的基本概念、結構類型、分布、通性、鑒別反應和含量測定等，為生葯的鑒定、質量評價與常用生葯的開發利用打下必要的基礎。至於各類成分的提取分離、結構測定等內容將在天然葯物化學課程中介紹。

8. 植物體內是怎樣合成脂肪和蛋白質

植物的綠色組織進行光合作用合成的有機物主要是碳水化合物。這些 光合產物一小部分留在葉子內，供葉子本身的生長及呼吸消耗外，絕大部 分運往植物體的其他非綠色部分。或作為呼吸作用的原料，或通過轉化用於構成植物體的結構物質（細胞壁中的果膠物質及纖維素，原生質中的氨基酸及蛋白質），或運往貯藏組織、器官，轉化為貯藏物質（澱粉、蛋白質和脂肪）。當植物的種子、塊根、塊莖萌發時，其中的貯藏有機物發生分解，分解產物運往幼苗，供其生長利用。因此，植物體內有機物成分不是處於靜止狀態，而是處在不斷地合成、分解和互相轉化的變化之中，這些變化過程稱為有機物的代謝。廣義的代謝包括光合作用，呼吸作用以及所有有機物的合成、分解和相互間的轉化過程。本節主要討論碳水化合物、脂類、核酸和蛋白質四類物質的代謝過程。
一、碳水化合物的代謝
碳水化合物的種類很多，本節重點說明蔗糖、澱粉的合成與分解的生化過程。
1．蔗糖的合成與分解
蔗糖廣泛分布於植物界，甘蔗、甜菜和水果中含量較多。蔗糖是植物體中有機物運輸的主要形式，也是高等植物組織中碳水化合物貯藏和積累的主要形式。
蔗糖的合成：蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖構成的雙模山糖，合成蔗糖所需的葡萄糖是由 UDPG （二磷酸葡萄糖尿苷）供給的。根據酶的不同，合成途徑分為磷酸蔗糖合成酶催化途徑和蔗糖合成酶催化的途徑兩條。
蔗糖的分解：蔗糖可在蔗糖酶（轉化酶）的催化下水解，生成葡萄糖和果糖。
2．澱粉的合成與分解
澱粉的合成：澱粉是植物重要的貯藏多糖，糧食作物的種子、塊根、塊莖含澱粉最多，植物體內的澱粉分直鏈澱粉和支鏈澱粉兩種。澱粉的合成是由幾種酶來催化的，每一種酶都有其自己催化的底物和引物（葡萄糖受體）。催化葡萄糖形成α-1.4-糖苷鍵合成直鏈澱粉的酶類是二磷酸葡萄糖尿苷轉葡萄糖苷酶和二磷酸葡萄糖腺苷轉葡萄糖苷酶。在支鏈澱粉的分支點上尚有α-1.6-糖苷鍵，這種鍵由另一種酶來催化，在植物中這種酶稱Q酶。Q酶能催化 α-1.4-糖苷鍵轉變為α-1.6-糖苷鍵，將直鏈澱粉轉變為支鏈澱粉。
澱粉的分解：澱粉的分解有水解和磷解兩種反應。澱粉的水解由澱粉酶催化，澱粉酶有α-與β-澱粉酶兩種，二者只能催化水解澱粉中的 α-1.4-糖苷鍵。水解澱粉分支點的 α-1.6-糖苷鍵的酶為 R酶。支鏈澱粉在上述三種酶催化下，產物也和直鏈澱粉一樣，有葡萄糖和麥芽糖，所產生的麥芽糖在麥芽糖酶的催化下，分解為兩個分子的葡萄糖，在植物體內麥芽糖酶與澱粉酶同時存在。澱粉在磷酸化酶的催化下分解為磷酸葡萄糖。
3．碳水化合物的相互轉化
各種碳水化合物在植物體內都經常發生相互間轉化。在光合作用的碳循環中和呼吸作用的糖酵解作用中，以及在上述的碳水化合物合成和分解過程中，都有這類物質的相互轉化。此外，在植物體內還有其他的碳水化合物的相互轉化反應。
4．碳水化合物代謝與植物生長發育的關系
在植物的整個生長發育的團碼歲過程中，碳水化合物代謝都在不斷的進行著。種子萌發，營養器官旺盛生長及結實器官成熟時，碳水化合物轉化尤為強烈（圖5-1）。
禾穀類和菜豆等種子以及薯類等貯藏器官均以澱粉為主要貯藏物。萌發時，其中的澱粉迅速分解為糖，以供幼苗呼吸和生長之用。水稻種子前發時，胚分泌赤黴素到糊粉層，誘導形成α-澱粉酶，α-澱粉酶轉移至胚乳，催化澱粉分解為麥芽糖。麥芽糖再進一步分解為葡萄糖。澱粉磷酸化酶在催化澱粉分解的過程中也起一定的作用，生成的1-磷酸葡萄糖脫去磷酸後轉變為葡萄糖。在胚乳中也含有少量的蔗糖，在蔗糖酶的催化下分解為葡萄糖。葡萄糖由胚乳運至盾片，在盾片中又轉化為蔗糖，蔗糖轉運到胚芽、胚根中去，以供胚的生長。
種子和果實均是貯藏器官，在成熟過程中葉子的光合產物通過輸導組織源源不斷地運進種子和果實，並在其中貯藏起來，大都進行合成轉化。由於種子或果實的種類不同，其貯藏物的種類也不一樣。禾穀類種子貯藏物以澱粉為主。在籽粒內只有少量可溶性糖，其含量隨籽粒成熟而微有下降。油料作物如花生、大豆、油菜等的成熟種子，在發育的初期先積累碳水化合物，至後期才轉化為脂肪貯存起來。各種水果中均有相當數量的塌睜可溶性糖，有葡萄糖、果糖和蔗糖。但在不同種類的果實中的糖類成分不同。如：柑桔果實中蔗糖、葡萄糖和果糖的比例約為 2∶1∶1，蘋果中則以果糖為主。有些果實，如香蕉、蘋果等在發育前期主要積累澱粉，含糖量較低，到果實成熟時，澱粉分解轉化為糖。
二、脂肪的代謝
植物體內的脂肪主要是作為貯藏物質，以小油滴狀態存在於細胞中，主要分布在種子或果實內。油料作物種子（蓖麻、芝麻、花生、向日葵和文冠果等）、大多數野生植物種子和一些植物的果肉都有脂肪存在。
脂肪的合成：脂肪是由甘油和脂肪酸合成的甘油三酯。植物細胞中先合成甘油和脂肪酸，二者再縮合生成脂肪（甘油脂肪酸三酯）。
脂肪的分解：生物體內廣泛存在著脂酶，它能催化脂肪水解為甘油和脂肪酸。甘油經磷酸化作用和氧化作用轉化為磷酸二羥丙酮，再異構化成3-磷酸甘油醛，進入有氧氧化途徑，徹底氧化分解成二氧化碳和水，同時釋放出大量能量。
脂肪與碳水化合物相互轉化：植物體內常發生脂肪和碳水化合物的相互轉化，例如在油料作物種子成熟時相當多的碳水化合物就轉變成了脂肪。脂肪分子中的甘油是由己糖通過糖酵解作用生成的磷酸二羥丙酮轉變成的，合成脂肪酸所需的乙酸輔酶A 也是由丙酮酸氧化脫羧生成，所以脂肪是由碳水化合物轉化而來的。由脂肪轉化為碳水化合物的過程比較復雜，脂肪先分解為甘油和脂肪酸。甘油可通過糖酵解的逆轉而轉化為糖。脂肪酸經 β-氧化分解為乙酸輔酶A以後通過乙醛酸循環而轉化為糖，這稱為葡萄糖生成作用。
脂肪轉化與植物生長發育的關系：自然界中，大多數植物的種子都是以脂肪作為主要的貯藏物，這是因為脂肪分子中的碳比碳水化合物和蛋白質分子中的碳處於更還原狀態，在氧化時能放出較多的能量，每克脂肪氧化時放出約38911.2J熱量，每克蛋白質放出23430.4J 熱量，每克碳水化合物只放出 17527.8 熱量。所以脂肪是貯藏能量的最好形式。但油料種子在萌發時只有小部分脂肪直接供作能量來源，大部分則先轉化為碳水化合物，而後再用以供種於萌發時呼吸及幼苗生長之用（圖5-2）。油料作物種子成熟過程中發生著和種子萌發時相反的生化變化。
三、核酸的代謝
人們早就知道生物的遺傳現象。細胞核中的染色體是遺傳物質，它由許多基因構成。基因的化學成分是脫氧核糖核酸 （DNA）。DNA 特殊的化學結構，可以成為控制生物發育傳遞信息的載體。每一個物種都有一套表示其特殊的DNA分子。生物與生物之間的差異，就是這些遺傳物質分子結構上的差異演化造成的。
核酸的合成：核酸的基本組成單位是核苷酸，核苷酸在細胞內合成有兩條基本途徑，一條是以體內的氨基酸，磷酸核糖，CO2和NH3 等簡單的前體物質合成。另一條途徑是由體內核酸分解產生的鹼基或核苷轉變的核苷酸。生物遺傳信息以密碼的形式編碼在DNA分子上，表現特定的核苷酸排列順序，並通過DNA的「復制」把遺傳信息由親代傳遞給子代。在後代個體發育過程中，遺傳信息自DNA「轉錄」到RNA分子上，然後再通過RNA翻譯成為特異蛋白質中的氨基酸排列順序，通過蛋白質以執行各種生命功能，使後代表現出與親代相似的遺傳特徵。
核酸的分解：核酸是由四種單核苷酸以磷酸-3.5-二酯鍵連接起來的，若將核酸分解，首先在核酸內切酶和核酸外切酶的催化下將二酯鍵拆開，生成單核昔酸或寡核苷酸（幾個單核苷酸組成的）。各種單核苷酸在核苷酸酶的催化下水解成核苷和磷酸。核苷經核苷酶作用分解為瞟呤鹼或嘧啶鹼和戊糖。所有生物的細胞都含有與核酸代謝有關的酶類，能分解各種核酸，促使核酸分解更新。核酸分解產物的戊糖可進入磷酸戊糖途徑，瞟呤鹼和嘧啶鹼還可進一步分解或再被利用。
四、蛋白質的代謝
經過DNA的復制，RNA的轉錄已將遺傳信息貯存起來，但如何將遺傳信息表達出來，則需要在RNA指導下合成活性蛋白質。
蛋白質的合成：蛋白質是在mRNA指導下合成的，這一過程稱作翻譯，就是指由 mRNA上四種不同鹼基組成的密碼被「解讀」成為不同氨基酸排列順序。mRNA 中核苷酸順序決定蛋白質多肽鏈中氨基酸順序，這種在mRNA分子中決定氨基酸排列順序的核苷酸組稱為遺傳密碼。tRNA亦稱轉運RNA，它能識別 mRNA上的密碼子和攜帶與密碼子相對應的氨基酸，並將氨基酸轉運到核糖體中，合成蛋白質。核糖體（rRNA）是合成蛋白質的場所，它由大小兩個亞基構成。
蛋白質的分解：蛋白質在蛋白酶的催化下，使多肽鏈的肽鍵水解斷開，最後生成α-氨基酸。蛋白酶可分為肽鏈內切酶，肽鏈外切酶和二肽酶三類。蛋白質在一系列酶相互協同反復作用下，最終能將蛋白質或多肽鏈水解為各種氨基酸的混合物。
蛋白質代謝與植物生長發育的關系：種子發芽時，貯藏組織內的蛋白質含量下降，胚中的可溶性氮則增加，幼苗體內常含有大量醯胺（谷氨醯胺和天冬醯胺），說明種子發芽時，貯藏組織內的蛋白質水解為氨基酸，這些氨基酸轉移至正在生長的胚中去。幼苗葉子開始伸展並轉綠時，葉子內的蛋白質及RNA含量均迅速增加，這主要是葉綠體蛋白質的增加，細胞質、線粒體的蛋白質也有所增加的結果。樹木的芽在春季萌發時，其生長所需的氮素大部分是由枝條樹皮內的貯藏物（主要是蛋白質）供應。春季芽萌發前，樹皮內蛋白質開始分解為氨基酸與醯胺。芽萌發後，樹皮內的蛋白質更進一步分解，運輸到芽中去，供枝葉生長之用。蘋果花芽發育過程中，其總氮量增高，花被部分的氮代謝尤為強烈。花發育時，合成過程迅速進行，開花後花被雕謝時，其中蛋白質迅速分解，分解產物運回植株中去。隨著果實的發育，從植株的其他部分調節的氮素運至果實中，果實含氮量也不斷增加，而此時莖葉內的含氮量則逐漸減少。種子發育成熟過程中，可溶性含氮化合物不斷從植株的其他部分轉運到種子中，然後在其中轉變為蛋白質。葉片充分成長以後，經過一定時期便進入衰老階段，最後死亡。葉片衰老時其RNA含量也減少，這可說明在葉片衰老時蛋白質的合成是在下降，而分解在增強。

9. 植物是由什麼組成的

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植物體是由根、莖、葉、花、果實和種子構成的。
細胞構成組織，組織構成器官，器官構成植物體。
所以構成植物器官的分別是：根、莖、葉、花、果實和種子。
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植物構成的化學成分有:
水、糖類、蛋白質（各種酶，結構蛋白，細胞骨架）核酸、脂類、多肽、氨基酸，此外還有
果膠、纖維素、半纖維素、澱粉以及一些游離的金屬離子（K、Na、Ca、Fe、Mn等)
解釋一下：其中的水、糖類、蛋白襪畝質、脂肪以及核酸是生物體所需的基本成分，這個沒什麼好說的。多肽、氨基酸是合成蛋白質的中間產物和基本原料，這個也是存在的。果膠、纖維素、半纖維素是植物細胞壁的組成成分，澱粉的光合作用的產物。金屬離子告伍森主要用來調節細胞的滲透平衡等，比如鉀和鈉，鎂和錳是葉綠素的成分。
細胞間質液含有細胞在代謝時所需要的全部物質，包括：水、二氧化碳、蛋白質、纖維素、糖類、無機鹽、尿素以及一些激素等。
解釋：細胞間質是由細胞產生的不具有細胞形態和結構的物質，它包括纖維、基質和流體物質（組織液、淋巴液、血漿等）
由於細胞凋亡的時候會發生自溶現象，死細胞和活細胞的化學成分有很大不同，最主要表橘鉛現在核酸含量不一樣，其次蛋白質的含量也有區別。