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生物如何利用有机物

发布时间:2023-07-26 12:36:54

⑴ 动植物对有机物如何利用

动植物都需要氧化分解有机物从中获取能量维持新陈代谢

通过有氧呼吸和无氧呼吸

有机化学生物学中有什么应用

生物有机化学作为有机化学向生命科学渗透过程中形成的一个新的学科分支,近20年来取
得了令人瞩目的迅速发展。生物有机化学的研究几乎涉及到生命科学的所有前沿领域,已经成
为现代生命科学研究中的重要组成部分。同时生物有机化学的研究成果,又极大地丰富和发展
了传统的有机化学。例如,抗体酶的发现,不仅令人信服地证明了有机化学反应过渡状态理论的
正确性,而且为有机合成提供了新的概念和途径。 1 现代生物技术在中药化学成分产生途径研究中的应用

中药化学成分大多是药用植物在生长时期进行的一系列新陈代谢过程中形成和积累的,绝大部分是代谢次生产物,它们的产生往往有几种到几十种酶的参与,合成途径非常复杂。中药化学成分产生途径的研究要借助于酶工程、基因工程等现代生物技术来研究中药化学成分生物合成途径。研究中药化学成分的生物合成途径不仅可以有助于这些化学成分的仿生合成,而且还可以人为地对这些化学成分的合成进行生物调控,有利于定向合成所需要的化学成分,是整个中药化学研究的基础。国际上这方面的研究已经逐步深入。Heide等在辽宁紫草的细胞培养中,研究了与紫草宁生物合成相关的酶类,初步确定了紫草宁生物合成的关键酶是对羟基苯甲酸牦牛儿基转移酶(P-hydroxyben-zoate geranytransferase)[3]。Okada等[4]分离出了某种黄连细胞中的编码(S)?菜那庑¢藜钛趸?酶的基因,并进行序列分析。国内这方面的研究起步较晚,但也取得一些成果。中国科学院植物研究所叶和春研究员课题组已克隆出青蒿素生物合成途径中四个关键酶基因,构建了不同启动子下的Cad和PP基因植物表达载体,通过液氮冻融法等技术建立了二元载体系统[5]。利用基因技术研究红豆杉属植物中抗癌化合物紫杉醇产生途径中关键酶 环化酶已经取得应用。吲哚生物碱合成过程的关键酶异胡豆苷合成酶(SSS),它催化次番木鳖苷和色胺缩合反应生成异胡豆苷。在萜类化合物(如倍半萜合成酶和二萜合成酶)和苯丙基类化合物(如查耳酮合成酶)的基因工程研究也取得了一定的进展。

2 现代生物技术在中药化学反应中的应用

中药化学反应非常复杂,广泛存在于药用动植物的生长采收阶段、炮制加工、中药制剂、临床调剂煎煮等中药产业的各个环节。中药化学研究的很重要方面就是研究其化学反应。现代生物技术在此方面的应用,给中药化学反应的研究开辟一条捷径。

2.1 羟基化反应羟基化发应是中药化学反应的一个重要类型,在中药化学成分生物合成途径中的乙酸 丙二酸途径(acetate-malonate pathway ,AA-MA途径 )和甲戊二羟酸途径(mevalonic acid pathway, MVA途径)中都存在羟基化反应。传统羟基化反应需要大量的反应步骤和催化剂,过程复杂,大规模生产成本高。现在利用现代生物技术,就可以避免上述问题。通过培养具有部位特异和立体特异性羟基化烯丙位C=C双键的能力以及区别底物的不同对映体并选择性地对其中之一进行羟基化的能力的植物细胞培养物,在分子中的不同部位进行立体选择性氧化反应转化外源底物,从而实现羟基化。例如长春花(Catharanthus roseus)的细胞悬浮培养物可将香叶醇、橙花醇以及左旋和右旋香芹酮通过其戊基侧链羟基化为一系列的单羟基化异构体,再转化为抗真菌代谢物5,3羟基新二羟基香芹醇[6]。

⑶ 人类尿中的有机物直接能被植物利用吗它要经过什么生物的分解才能被利用

土壤内含有松散的颗粒、各种有机物、水以及溶于水的各种无机物和空气,有利于微生物的生存,因此是微生物适宜生长和繁殖的基地。土壤微生物主要聚集在表土层中,它们多以微菌落的形式分布在土壤颗粒和有机物表面及植物根际。土壤中存在许多不同功能的微生物类群.
例如,好氧性微生物多生活于土壤表层,并能适应较高浓度的有机养料;而在土壤底层则有较多的好氧、厌氧和兼性厌氧微生物。土壤细菌以异养型为主,这些细菌在1
g土中的总菌数一般可达10的6次方~10的9次方个,生物量超过全部土壤微生物总量的1/4。所以,细菌是土壤微生物中数量最大、功能最多样的类群。真菌主要分布在土壤表面的枯枝落叶层和表土层中,在土壤形成和肥力提高过程中起重要作用。
微生物通过分泌细胞外酶,把底物分解为简单的分子,然后再吸收。细菌通过细胞表面吸收营养物质。真菌可以长出菌丝,穿入难以处理的待分解资源。甚至用一般的酶难以分解的纤维素,真菌菌丝体也能分开其弱的氢键。大多数真菌具有分解木质素和纤维素的酶,它们能分解植物性有机物;而细菌中只有少数具有此能力,但在缺氧和一些极端环境中只有细菌起分解作用。所以细菌和真菌在一起,就能利用自然界绝大多数有机物和许多人工合成的有机物。

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