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植物的化学成分是怎么合成的

发布时间:2023-04-29 02:38:35

1. 植物中的纤维素是怎样合成的

1.纤维素微纤丝的结构:植物中的纤维素主要是以微纤丝(microfibril)的形式存在,据估计,每条微纤丝由(12-)36条平行的β-1,4-D-葡聚糖链构成,其中大约有500-14000个葡聚糖分子。葡聚糖链之间由氢键结合形成结晶结构。

2.维管植物纤维素合酶复合体的结构:在电镜下,纤维素合酶复合体(cellulose synthase complex,CSC)呈现玫瑰花形(rosette),由6个球状蛋白复合体构成。其中催化纤维素合成的基本单元是纤维素合酶(cellulose synthase,CesA),在拟南芥中一共发现有10种CesA。

可尘改如以看到CesA是8次跨歼芦膜蛋白,在第2和第3个跨膜区之间有一个非常重要的D,D,D,QXXRW结构域,据推测,前两个保守的天冬氨酸残基(D)与UDP的结合有关,第3个为葡聚糖的延伸提供了催化位点,QXXRW残基则提供了葡聚派启糖非还原端的结合位点。如果一个纤维素合酶复合体是由36个CesA组成的,那就可以很好地解释微纤丝中所含的36条链是怎样合成出来的。而少于36条链的微纤丝可能是由少于36个CesA组成的纤维素合酶复合体合成的,也可能是由于纤维素合酶复合体中的CesA并未同时处在激活状态。

2. 植物是怎样通过光合作用合成蛋白质、脂质等有机物的具体过程是怎么样的

光合作用的产物衡穗
大多数植物的光合作用产物为淀粉,但芭蕉科植物的绿色细胞中不含淀粉而含油类,其他多数单子叶植物的光合作用只产生糖类.
光合作用的直接生成物因种而异,大多数情况下为糖类,有的为多聚糖(淀粉),有的为双糖(蔗糖),也有的为单糖(葡萄糖和果糖).至于单糖中葡萄糖与果糖哪种为直接生成物,还有争论;当前大多数学者都赞同葡萄糖为直接生成物的学说.产生淀粉的叶与叶柄脱离后,如浮于数种糖液,在黑暗处能使糖转变为淀粉.这种在黑暗处能转变为淀粉的糖,为乳糖,麦芽糖,蔗糖及葡萄糖(乳糖是由一分子半乳糖和一分子葡萄糖结合而成,麦芽糖由两分子葡萄糖构成,蔗糖则是由一分子果糖和一分子葡萄糖结合而成).
光合作用产物的种类还与光照强度,和浓度,叶片年龄和光质等因素有关.叶片年龄对产物的影响:
成熟的叶片主要形成糖类,幼嫩的叶片除了形成糖类外,还产生蛋白质.光质对叶片光合作用产物的影响:
在红光下大量形成糖类,蛋白质生成很少;在蓝光下叶片光合作用的产物中蛋白质增加较多.
资料6-16光合作用的副产物
按光合作用简单的反应式(6+6→+6),其过程中产生氧气,并扩散至大气中.我们称氧气为副产品,因为氧气是制造淀粉时附带产生的.地球大气中存有的氧气绝大多数是通过绿色植物的光合作用产生的,这些氧气除了满足绿色植物利用外,也满足其他生物生命活动的需要.
将植物沉浸于水内,并在日光中照射,则绿色植物进行光合作用时所产生的气体形成气泡上升.淡水中的丝状藻类经过日光照射后,因气泡的聚集可使藻体浮至水面.如以一玻璃漏斗覆于水中的藻类或水生的植物上,使漏斗颈中充满水,继将其颈封闭可收集植物所放出的气体,待气体收集至相当容量时,开启其封闭的颈,以燃烧的木片试之,则木片燃烧旺盛,这拆旁证明其气体中含有大量的氧气.
总反应:CO2 + H2018 ——→ (CH2O) + O218
注意:光合作用释放的氧气全部来自水,光合作用的产物不仅是糖类,还有氨基酸(无蛋白质)、脂肪,因此光合作用产物应当是有机物。
各步分反应:
H20→H+ O2(水的光解)
NADP+ + 2e- + H+ → NADPH(递氢)
ADP→ATP (递能)
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(有机物的生成)

光合作用的过程:1.光反应阶段 光合作用第一个阶段中的化学反应,必须有光能才能进行,这个阶段叫做光反应阶段。咐御卜光反应阶段的化学反应是在叶绿体内的类囊体上进行的。暗反应阶段 光合作用第二个阶段中的化学反应,没有光能也可以进行,这个阶段叫做暗反应阶段。暗反应阶段中的化学反应是在叶绿体内的基质中进行的。光反应阶段和暗反应阶段是一个整体,在光合作用的过程中,二者是紧密联系、缺一不可的。

光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。

3. 植物的化学组成包括哪几个主要部分

植肆颂物的化慎大学组成包括哪几个主要部分?

A.碳水化合物

B.木质素

C.脂类化合物

D.蛋白质

正确答案:碳水化合物;宽雹竖木质素;脂类化合物;蛋白质

4. 中药化学相关知识(一)——植物化学成分的生源学说

【 全 文 】
植物化学成分的生源学说
植物中众多的化学成分有许多已阐明了它们的化学结构和药理作用,其中不少已用于临床。这些成分中有的已可用化学的或生物的方法进行合成。但尚存在的问题是:这些成分在植物体内是怎样形成的?是由何种物质、经过什么新陈代谢途径形成的?为了解决这个问题,许多植物学、生物学、植物化学、生化学的研究工作者从可能的新陈代谢过程,生物化学反应等多方面地进行推测这些成分在植物体内的形成过程,这就是植物化学成分的生源学说(Biogenesis Biogenetic Origin)。
植物化学成分的生源研究主要是研究各类成分在体内生物合成的途径,各种酶在过程中所起的作用以及过程中所产生的各种中间产物的化学并测定它们的结构。生源的研究有多种设想与途径,因而也形成了多种学说,如异戊二烯法则、醋酸学说等已普遍应用于研究药用植物有效成分的生物合成及其途径。随着同位素示踪技术和化学技术的发展,生源研究的进展也更为迅速。
生源研究的意义基本上可归纳为下列几点:
1.了解了各类成分的生物合成途径以及某种成分最初由何种物质(这种物质称为前体Precursors)形成和各种中间产物后,就可以人为地于植物中注入前体绝腊或中间产物来增加所需成分的积累和产量。达到人工控制、定向培育的目的。例如于枸椽酸的新陈代谢途径中加入乌头酶(Aconilase)就可以增加枸椽酸在植物体内的积累,因枸椽酸的生成过程中必须有此种酶的存在。这是研究植物生源最主要的目的。但是,前体并非一成不变,例如熊果甙在不同科时它们的生源就有可能不同。
2.从生源关系密切的成分中来扩大生物活性物质的资源。如三萜类与许多甾体衍生物类在生源上具密切关系,甾体衍生物类常具多种生物碰圆活性,三萜类成分在植物界分布广泛,故有可能从三萜类成分来寻找具广泛生物活性的物质。
3.从生源学说来确定某类成分的结构类别。如四环三萜类成分原分类不属于三萜,以后通过生源关系的探讨,才明确地将它们划在三萜范围内。
4.了解某类成分在植物体内的原始状态与代谢途径后,就可以为进行植物成分的生物合成提供理论规律,这将能更好地对生产与实践(如生药的采收时间与部位,有效成分的合成等)起指导作用。
植物体内各种成分的生源基本上可分为两类,一类是植物本身必须的营养物质如糖类,脂肪、蛋白质等成分的新陈代谢途径,一类是植物次生物质,如生物碱、甙类、萜类等成分的新陈代谢途径。有关这些代谢途径的学说很多,其中不少还是设想,例如认为醋酸酯一丙二酸酯(Acetate-Melonate)途径合成脂肪酸、酚性化合物、蒽醌等成分,3,5-羟基一3-甲基戊酸酯(并吵滑Mevalonate)途径合成萜类、甾类等成分,莽草酸(shikimicacid)途径合成芳香族氨基酸、有机酸及其他化合物;氨基酸途径合成生物碱等成分。
1.植物体内各类成分的生源关系:
2.各类植物次生物的生源学说,列举数例说明它们的生物合成途径:
(1)有机酸类: 有14C可以说明许多较复杂的有机酸类由 CH3COOH形成,如上所述6-甲基不杨酸的生物合成途径:
(2)生物碱:
生物碱的生源学说曾有多种路线的设想,但目前己主要集中一种学说,即生物碱是由醋酸、单萜和多种简单氨基酸如苯丙氨酸(Phenylalanine)、色氨酸(TrYptophan)、蛋氨酸(Meih1onine),鸟氨酸(Ornithine)等作为前体而形成的。这些理论因为标记化合物的发展已可用实验证实。方法是给予植株以一定的具标记元素的化合物为前体,(常用的为具14C的化合物),待植株经过一定时期的生长后,分离生物碱,从前体与生成物标记元素的位置来确定二者之间的关系。由于应用了这种技术,许多生物碱如烟碱(Nicoitine)、)吗啡(Morphine)、莨菪碱(Hyoscyamine)、秋水仙碱(Col一chicine)、罂粟碱(Papaverine)、芦竹碱(Gramine)等已证明是由氨基酸形成。有些简单的生物碱已可按生源学说途径在实验室里用氨基酸进行人工合成。目前关于生物碱的生源研究有一较大的突破,即认为除了上述各种前体外,还有许多特殊的中间物质参与了生物合成过程。
例:自鸟氨酸等形成的生物碱
(3)香豆精类:
(4)蒽醌类: 许多蒽醌类成分在植物体内的前体至今未完全确定。有的学者认为苔藓酸(Orsellinic acid,广泛分布于地衣和真菌)为一前体。由其形成蒽醌类成分的生源学说路线。
(5)萜类:
一般认为由CH3COOH与辅酶A(CoenzymeA,简作:CO.A)缩合成酯,再经过脱水、氧化-还原、环化、分子重排等反应形成C5——C10——C15——C20——C30——C40……的各种萜类。
以上仅列举了部分植物化学万分的生源学说,由于大家对此项工作的意义日益重视,有关生源研究的科研工作日益增多,原来的一些设想也得到了实验证实。但由于植物成分的本身种类和结构变化多样,加上在这些成分生物合成过程中所产生的各种中间产物的化学结构以及它们之间关系的复杂性,植物成分的生源研究还需要进行大量的深入的工作。

5. 植物分类系统与化学成分的关系

现代植物分类是按照植物形态的异同、习性的差别以及亲缘关系的远近系统排列的。因此,一般说来,在植物分类系统中位置愈接近的植物,它们的亲缘关系就愈接近。植物分类系统与化学成分的关系,实际上是指植物亲缘关系与化学成分的关系。

各种植物由于新陈代谢类型的不同,产生了各种不同的化学物质——生物碱类、甙类、萜类等等。这些化学成分在植物中的遗传和变异,是与植物系统位置、植物的环境条件(气候、土壤与生物等)密切有关的。植物分类系统与化学成分的关系可大致归纳为下述几个方面:

1.每一种植物在恒定的环境条件下、具有制造一定的化学成分的特性,而这个特性是这种植物的生理生化特征。如颠茄产生莨菪烷衍生物类生物碱,人参产生三萜类皂甙,薄荷产生萜类等等。

2.亲缘关系相近的植物种类由于有相近的遗传关系,往往具有相似的生理生化特征。亲缘关系愈近,共同性愈多;亲缘关系愈远,共同性愈少。如异喹啉类生物碱主要分布于多心皮类及其近缘类植物的一些科中,如木兰科、睡莲科、马兜铃科、防已科、毛莨科、小檗科、罂栗科、芸香科等。这些科中的生物碱的化学结构也显示相互之间有紧密的亲缘关系,与产生它们的植物科之间的亲缘关系一致。吲哚类生物碱中的一族为鸡蛋花烃(Plumerane)型吲哚生物碱,这族生物碱仅存在于夹竹桃科中的鸡蛋花亚科植物中。同属植物的亲缘关系很相近明镇,因而往往含有近似的化学成分。如小檗属(Berberis)植物含小檗碱,大黄属(Rheum)植物含羟基蒽醌衍生物等等。

3.一般说来与广泛存在于植物界的代谢产物有更近似化学结构的简单化学成分(如黄嘌吟与咖啡碱化学结构很近似),在植物界的分布较广,分布的规律性不明显。有些化学成分在系统发育过程中,经过一系列的突变,因而结构也较复杂,如马钱子碱、奎宁等。这类物质的分布往往只限于某一狭小范围的分类群中。但某些起源古老的成分,虽经一系列突变,结构亦较复杂,但它们在植物界中的分布,还是有一定范围的,而且这种类型成分与植物亲缘之间的联系表现得更为明显和突出,例如上述异喹啉类生物碱的分布。

植物分类系统与化学成分间存在着联系性这一概念,已广泛应用于药用植物的研究、野生资源植物的寻找等方面。如具有降压与安定作用的蛇根碱(Reserpine)自印度的夹竹桃科萝芙木属植物蛇根木Rauvolfia serpenitina (L.)Benth ex Kurz中发现后,从该激或粗属的其他约20种植物中亦发现了利血平,并根据植物的亲缘关系在萝芙木属的两个近缘属中找到了同类生物碱。为了发掘具抗菌作用的小檗碱的资源植物,经植物分类学与植物化学综合研究,发现小檗碱在中国主要分布在5个科(小檗科、防已科、毛莨科、罂粟科、芸香科)16个团态属的多种植物中,而以小檗科小檗属较理想。又据研究,莨菪烷类生物碱主要集中分布于茄科茄族(So1aneae)中的天仙子亚族(Hyoscyaminae)、茄参亚族(Mandragorinae)及曼陀罗族(Datureae)植物中,并发现了含碱量较高,有生产价值的新原料植物——矮莨菪(Przewalskia shebbearei(C.E.C.Fischer) Kuang, ined)及马尿泡(P. tangutica Maxim.)。再如生产可的松等激素药物的原料——甾体皂甙,不仅在薯蓣属(Dioscorea)的几十种植物中有发现,而且在亲缘关系相近的一些科中也有发现。必须注意的是,植物的系统发育与其所含化学成分的关系是十分复杂的。由于植物界系统发育的历史很长,发掘出来的古生物学资料不够齐全,加上多数植物的化学成分尚未明了,有些成分的分布规律还未被揭示及认识,所以,有关植物的系统发育与化学成分的关系的研究尚未成熟,有待于进一步研究。在应用植物分类系统与化学成分间的联系性时,必须具体问题具体分析。

近年来,在植物分类学与植物化学这二门学科间出现了一门新的边缘学科——植物化学分类学(P1ant chemotaxonomy)。它的主要研究任务是:

(1)探索各级分类群(如科、属、种等)所含化学成分(包括主要成分、特有成分和次要成分)及其合成途径。

(2)探索各种化学成分在植物系统中的分布规律。考试大网站整理

(3)在以往研究的基础上,配合传统分类学及各有关学科,从植物化学成分的角度,共同探索植物的系统发育。

显然,这一新兴学科在认识植物系统发育方面有重大的理论意义,并可为有目的地开发、利用植物的资源、寻找工业原料等提供理论依据。例如通过对毛莨科与单子叶植物的百合目植物所含生物碱、甾体化台物、三萜化合物、氰醇甙和脂肪酸等五类化学成分的比较分析,发现二者具有很多类似的化学成分,有的成分甚至仅仅为它们所共有。联系到百合目与毛莨科的一些原始类群在形态和组织解剖上的某些相似性,从而认为二者有着十分密切的亲缘关系,即单子叶植物通过百合目起源于原始的毛莨科植物。这一研究结果在了解客观存在的植物系统发育的真实情况方面,具有一定的理论意义。

又如根据国内外在药用植物研究工作方面的大量实践、目前从中国药用植物中大致归纳出一些具重要生物活性的成分(生物碱、黄酮类、萜类、香豆精等)及药理作用的植物类群。由此可见,植物化学分类学是一门富有活力的新学科,它的研究成果值得药用植物学与药用植物化学工作者重视与运用。

6. 植物生长的有机物主要是怎样来的主要是不是用光合作用把无机物合成有机物。还是咋来的

植物生长的有机物是绿色植物利用光提供的能量,存叶绿体中把二氧化碳和水合成了淀粉等有机物,并且把光能转化成化学能,侍灶储存在有机物中。

实质:
   光合作用的实质上是绿色植物通过叶绿体.利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧气的过程。

可以概括出两个方面:一方面把简单的无机物转化成复杂的有机物,并且释放出氧气,这是物质的转化过程;另一祥谈方面是在把无机物转化成有机物的同时,把光能转变成为储存在有机物中的化学能,这是能量的转化过程。

意义:
光合作用是一切生物生存、繁衍和发展的根本保障。绿色植物通过光合作用制造的有机物不仅能满足自身生长、发育和繁殖的需老宴扮要,而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源,其产生的氧气是生物圈的氧气的来源。

影响光合作用的因素:
(1)光照强度:光照增强,光合作用随之加强。但光照增强到一定程度后.光合作用不再加强。夏季中午,由于气孔关闭,影响二氧化碳的进入,光合作用强度反而下降,因而中午光照最强的时候,并不是光合作削最强的时候。
(2)一氧化碳浓度:二氧化碳是光合作用的原料,其浓度影响光合作用的强度。温室种植蔬可适当提高大棚内二氧化碳的浓度,以提高产量。 
(3)温度:植物在10℃~35℃、条件下正常进行光合作用,其中25℃~30℃最适宜,35℃以上光合作用强度开始下降,甚至停止。

7. 中药化学辅导:有关中药植物化学成分概述

一、植物的新陈代谢产物
植物为了维持生长、运动、繁殖等生命活动,必须不断地与周围环境进行物质交换,在此过程中所发生的物质合成、转化和分解的化学变化,总称为代谢(metabolism)。
植物一方面从环境中吸收简单无机物,转化为复杂的有机物,综合成自身的一部分,同时把太阳能转化为化学能,贮存于有机物中。这种在合成物质的同时又获得能量的代谢过程,叫做同化作用(assimilaiton)或合成(anabolism)。另一方面,植物又将体内复杂的有机物分解成简单的无机物,同时把贮存在有机物中的能量释放出来,供生命活动。这种在分解物质的同时又释放能量的代谢过程,叫做异化作用(disassimilation)或分解(catabolism)。
有些植物,能直接利用无机碳化合物来合成有机物,这些植物称为自养植物(autophyte),如大多数高等植物和少数具有色素的微生物。另有些植物,只能利用现成的有机物,经代谢转化为自身的辩租生命物质,这些植物称为异养植物(heterophyte),如某些微生物和少数缺乏色素的寄生高等植物。从进化观点来看,异养植物是最先出现的一些比较原始的生物类型,光合细菌是异养植物发展到自养植物的桥梁。自养植物在植物界最普通且很重要。
自养植物的同化作用又分两种类型:绿色植物通过光合作用(photosynthesis)进行合成,即吸收阳光的能量,同化二氧化碳和水,合成碳水化合物,并释放氧气。此过程可用下列方程式表示:6co2+ 6h2o = c6h12o6 + 6o2
不具备光合色素的自养型细菌,通过化能合成作用(chemosynthesis)来合成,即只能利用无机物氧化分解放出的化学能哗明量,作为还原二氧化碳的能量来源,它只能在有氧气的环境中进行。
有合成必然有降解,两者构成了植物代谢的过程。各种化合物的合成和降解,分别称为合成代谢和降解代谢,在每个合成或降解反应中都由酶进行调节。合成生命活动必需物质的代谢和降解代谢,在每个合成或降解反应中都由酶进行调节。合成生命活动必需物质的代谢过程称为初生代谢(primary metabolism),所生成的物质有蛋白质类、氨基酸类、糖类、脂肪类、rna、dna等,这些产物称为初生代谢产物(primary metabolites)。利用初生代谢产物产生对植物本身无明显作用的化合物,如:甙类、生物碱类、萜类、内酯类、酚类化合物等,它们称为次生代谢产物 (secondary metabolites),这个代谢过程称次生代谢(secondary metabolism)。
二、有效成分、辅成分和无效成分
生药虽来源于植物、动物和矿物,但95%以上来自植物,其所含的化学成分主要是指植物新陈代谢所产生的代谢产物。大多为维持本身生命活动所必需的化合物,这些成分含量较高,而生理活性一般较小,临床应用不多。而植物的次生代谢产物,它们是存在于植物体内的特殊成分,含量较低,但生理活性较强,具有临床应用的价值。通常把生药的化学成分分为三类:
1. 有效成分(active substances)
指具有显着生理活性和药理作用,在临床上有一定应用价值的成分。这类成分仅存在于某些植物中,包括生物碱类、甙类、挥发油类等等,如:利血携芦兆平 (reserpine)是萝芙木降压的有效成分,苦杏仁甙(amygdalin)是苦杏仁止咳平喘的有效成分,薄荷挥发油中的薄荷醇(emnthol)和薄荷酮(menthone)是薄荷辛凉解表的有效成分。
2. 辅成分(adjuvant substances)
指具有次要生理活性和药理作用的成分,有时候,它们在临床上也有一定的应用价值。有些辅成分能促进有效成分的吸收,增强疗效,如:洋地黄皂甙能促进洋地黄强心甙的吸收,从而增强洋地黄的强心作用。有些辅成分能使有效成分更好地发挥作用,如槟榔中的鞣质,可保护槟榔碱(arecoline)在胃液中不溶解,而到肠中才被游离出来,木栓、角质、粘液、色素、树脂等。在生药鉴定、有效成分测定或在制备药剂时必须考虑它们的存在与性质。
3. 无效成分(inactive substances)
指无生理活性,在临床上没有医疗作用的成分。它们包括纤维素、木栓、角质、粘液、色素、树脂等。在生药鉴定、有效成分测定或在制备药剂时必须考虑它们的存在与性质。
上述分类并不是绝对的和固定不变的,应根据具体的生药进行具体分析,才能确定某成分是否是有效成分、辅成分或无效成分。如:鞣质在地榆与五倍子中为有效成分,在大黄中为辅成分,而在肉桂中为无效成分。同时应从发展的观点来分析,随着人们的不断实践,特别是现代科学技术的发展,生药中越来越多的化学成分被认识,用于药理研究,进而被开发用于临床。原来认为是"无效"成分,现在不少已发现了它们的医疗价值,而成为有效成分了。如:天花粉蛋白质有引产、抗癌作用,蘑菇多糖(lentian)对实验动物的肿瘤有明显抑制作用,叶绿素能促使肉芽生长,菠萝蛋白酶有驱虫、抗炎、抗水肿的作用。
生药的化学成分不仅与药理作用、临床应用有密切的联系,而且对于生药的鉴定、质量评价、新制剂的开发研究、新资源的发掘利用均有密切联系。随着化学成分的生源(biogenesis)和生物合成(biosynthesis)研究的深入,对植物新陈代谢及其代谢产物的内涵也将不断充实和发展。
本教材简要介绍生药中有关成分的基本概念、结构类型、分布、通性、鉴别反应和含量测定等,为生药的鉴定、质量评价与常用生药的开发利用打下必要的基础。至于各类成分的提取分离、结构测定等内容将在天然药物化学课程中介绍。

8. 植物体内是怎样合成脂肪和蛋白质

植物的绿色组织进行光合作用合成的有机物主要是碳水化合物。这些 光合产物一小部分留在叶子内,供叶子本身的生长及呼吸消耗外,绝大部 分运往植物体的其他非绿色部分。或作为呼吸作用的原料,或通过转化用于构成植物体的结构物质(细胞壁中的果胶物质及纤维素,原生质中的氨基酸及蛋白质),或运往贮藏组织、器官,转化为贮藏物质(淀粉、蛋白质和脂肪)。当植物的种子、块根、块茎萌发时,其中的贮藏有机物发生分解,分解产物运往幼苗,供其生长利用。因此,植物体内有机物成分不是处于静止状态,而是处在不断地合成、分解和互相转化的变化之中,这些变化过程称为有机物的代谢。广义的代谢包括光合作用,呼吸作用以及所有有机物的合成、分解和相互间的转化过程。本节主要讨论碳水化合物、脂类、核酸和蛋白质四类物质的代谢过程。
一、碳水化合物的代谢
碳水化合物的种类很多,本节重点说明蔗糖、淀粉的合成与分解的生化过程。
1.蔗糖的合成与分解
蔗糖广泛分布于植物界,甘蔗、甜菜和水果中含量较多。蔗糖是植物体中有机物运输的主要形式,也是高等植物组织中碳水化合物贮藏和积累的主要形式。
蔗糖的合成:蔗糖是由一分子葡萄糖和一分子果糖构成的双模山糖,合成蔗糖所需的葡萄糖是由 UDPG (二磷酸葡萄糖尿苷)供给的。根据酶的不同,合成途径分为磷酸蔗糖合成酶催化途径和蔗糖合成酶催化的途径两条。
蔗糖的分解:蔗糖可在蔗糖酶(转化酶)的催化下水解,生成葡萄糖和果糖。
2.淀粉的合成与分解
淀粉的合成:淀粉是植物重要的贮藏多糖,粮食作物的种子、块根、块茎含淀粉最多,植物体内的淀粉分直链淀粉和支链淀粉两种。淀粉的合成是由几种酶来催化的,每一种酶都有其自己催化的底物和引物(葡萄糖受体)。催化葡萄糖形成α-1.4-糖苷键合成直链淀粉的酶类是二磷酸葡萄糖尿苷转葡萄糖苷酶和二磷酸葡萄糖腺苷转葡萄糖苷酶。在支链淀粉的分支点上尚有α-1.6-糖苷键,这种键由另一种酶来催化,在植物中这种酶称Q酶。Q酶能催化 α-1.4-糖苷键转变为α-1.6-糖苷键,将直链淀粉转变为支链淀粉。
淀粉的分解:淀粉的分解有水解和磷解两种反应。淀粉的水解由淀粉酶催化,淀粉酶有α-与β-淀粉酶两种,二者只能催化水解淀粉中的 α-1.4-糖苷键。水解淀粉分支点的 α-1.6-糖苷键的酶为 R酶。支链淀粉在上述三种酶催化下,产物也和直链淀粉一样,有葡萄糖和麦芽糖,所产生的麦芽糖在麦芽糖酶的催化下,分解为两个分子的葡萄糖,在植物体内麦芽糖酶与淀粉酶同时存在。淀粉在磷酸化酶的催化下分解为磷酸葡萄糖。
3.碳水化合物的相互转化
各种碳水化合物在植物体内都经常发生相互间转化。在光合作用的碳循环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过程中,都有这类物质的相互转化。此外,在植物体内还有其他的碳水化合物的相互转化反应。
4.碳水化合物代谢与植物生长发育的关系
在植物的整个生长发育的团码岁过程中,碳水化合物代谢都在不断的进行着。种子萌发,营养器官旺盛生长及结实器官成熟时,碳水化合物转化尤为强烈(图5-1)。
禾谷类和菜豆等种子以及薯类等贮藏器官均以淀粉为主要贮藏物。萌发时,其中的淀粉迅速分解为糖,以供幼苗呼吸和生长之用。水稻种子前发时,胚分泌赤霉素到糊粉层,诱导形成α-淀粉酶,α-淀粉酶转移至胚乳,催化淀粉分解为麦芽糖。麦芽糖再进一步分解为葡萄糖。淀粉磷酸化酶在催化淀粉分解的过程中也起一定的作用,生成的1-磷酸葡萄糖脱去磷酸后转变为葡萄糖。在胚乳中也含有少量的蔗糖,在蔗糖酶的催化下分解为葡萄糖。葡萄糖由胚乳运至盾片,在盾片中又转化为蔗糖,蔗糖转运到胚芽、胚根中去,以供胚的生长。
种子和果实均是贮藏器官,在成熟过程中叶子的光合产物通过输导组织源源不断地运进种子和果实,并在其中贮藏起来,大都进行合成转化。由于种子或果实的种类不同,其贮藏物的种类也不一样。禾谷类种子贮藏物以淀粉为主。在籽粒内只有少量可溶性糖,其含量随籽粒成熟而微有下降。油料作物如花生、大豆、油菜等的成熟种子,在发育的初期先积累碳水化合物,至后期才转化为脂肪贮存起来。各种水果中均有相当数量的塌睁可溶性糖,有葡萄糖、果糖和蔗糖。但在不同种类的果实中的糖类成分不同。如:柑桔果实中蔗糖、葡萄糖和果糖的比例约为 2∶1∶1,苹果中则以果糖为主。有些果实,如香蕉、苹果等在发育前期主要积累淀粉,含糖量较低,到果实成熟时,淀粉分解转化为糖。
二、脂肪的代谢
植物体内的脂肪主要是作为贮藏物质,以小油滴状态存在于细胞中,主要分布在种子或果实内。油料作物种子(蓖麻、芝麻、花生、向日葵和文冠果等)、大多数野生植物种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。植物细胞中先合成甘油和脂肪酸,二者再缩合生成脂肪(甘油脂肪酸三酯)。
脂肪的分解:生物体内广泛存在着脂酶,它能催化脂肪水解为甘油和脂肪酸。甘油经磷酸化作用和氧化作用转化为磷酸二羟丙酮,再异构化成3-磷酸甘油醛,进入有氧氧化途径,彻底氧化分解成二氧化碳和水,同时释放出大量能量。
脂肪与碳水化合物相互转化:植物体内常发生脂肪和碳水化合物的相互转化,例如在油料作物种子成熟时相当多的碳水化合物就转变成了脂肪。脂肪分子中的甘油是由己糖通过糖酵解作用生成的磷酸二羟丙酮转变成的,合成脂肪酸所需的乙酸辅酶A 也是由丙酮酸氧化脱羧生成,所以脂肪是由碳水化合物转化而来的。由脂肪转化为碳水化合物的过程比较复杂,脂肪先分解为甘油和脂肪酸。甘油可通过糖酵解的逆转而转化为糖。脂肪酸经 β-氧化分解为乙酸辅酶A以后通过乙醛酸循环而转化为糖,这称为葡萄糖生成作用。
脂肪转化与植物生长发育的关系:自然界中,大多数植物的种子都是以脂肪作为主要的贮藏物,这是因为脂肪分子中的碳比碳水化合物和蛋白质分子中的碳处于更还原状态,在氧化时能放出较多的能量,每克脂肪氧化时放出约38911.2J热量,每克蛋白质放出23430.4J 热量,每克碳水化合物只放出 17527.8 热量。所以脂肪是贮藏能量的最好形式。但油料种子在萌发时只有小部分脂肪直接供作能量来源,大部分则先转化为碳水化合物,而后再用以供种于萌发时呼吸及幼苗生长之用(图5-2)。油料作物种子成熟过程中发生着和种子萌发时相反的生化变化。
三、核酸的代谢
人们早就知道生物的遗传现象。细胞核中的染色体是遗传物质,它由许多基因构成。基因的化学成分是脱氧核糖核酸 (DNA)。DNA 特殊的化学结构,可以成为控制生物发育传递信息的载体。每一个物种都有一套表示其特殊的DNA分子。生物与生物之间的差异,就是这些遗传物质分子结构上的差异演化造成的。
核酸的合成:核酸的基本组成单位是核苷酸,核苷酸在细胞内合成有两条基本途径,一条是以体内的氨基酸,磷酸核糖,CO2和NH3 等简单的前体物质合成。另一条途径是由体内核酸分解产生的碱基或核苷转变的核苷酸。生物遗传信息以密码的形式编码在DNA分子上,表现特定的核苷酸排列顺序,并通过DNA的“复制”把遗传信息由亲代传递给子代。在后代个体发育过程中,遗传信息自DNA“转录”到RNA分子上,然后再通过RNA翻译成为特异蛋白质中的氨基酸排列顺序,通过蛋白质以执行各种生命功能,使后代表现出与亲代相似的遗传特征。
核酸的分解:核酸是由四种单核苷酸以磷酸-3.5-二酯键连接起来的,若将核酸分解,首先在核酸内切酶和核酸外切酶的催化下将二酯键拆开,生成单核昔酸或寡核苷酸(几个单核苷酸组成的)。各种单核苷酸在核苷酸酶的催化下水解成核苷和磷酸。核苷经核苷酶作用分解为瞟呤碱或嘧啶碱和戊糖。所有生物的细胞都含有与核酸代谢有关的酶类,能分解各种核酸,促使核酸分解更新。核酸分解产物的戊糖可进入磷酸戊糖途径,瞟呤碱和嘧啶碱还可进一步分解或再被利用。
四、蛋白质的代谢
经过DNA的复制,RNA的转录已将遗传信息贮存起来,但如何将遗传信息表达出来,则需要在RNA指导下合成活性蛋白质。
蛋白质的合成:蛋白质是在mRNA指导下合成的,这一过程称作翻译,就是指由 mRNA上四种不同碱基组成的密码被“解读”成为不同氨基酸排列顺序。mRNA 中核苷酸顺序决定蛋白质多肽链中氨基酸顺序,这种在mRNA分子中决定氨基酸排列顺序的核苷酸组称为遗传密码。tRNA亦称转运RNA,它能识别 mRNA上的密码子和携带与密码子相对应的氨基酸,并将氨基酸转运到核糖体中,合成蛋白质。核糖体(rRNA)是合成蛋白质的场所,它由大小两个亚基构成。
蛋白质的分解:蛋白质在蛋白酶的催化下,使多肽链的肽键水解断开,最后生成α-氨基酸。蛋白酶可分为肽链内切酶,肽链外切酶和二肽酶三类。蛋白质在一系列酶相互协同反复作用下,最终能将蛋白质或多肽链水解为各种氨基酸的混合物。
蛋白质代谢与植物生长发育的关系:种子发芽时,贮藏组织内的蛋白质含量下降,胚中的可溶性氮则增加,幼苗体内常含有大量酰胺(谷氨酰胺和天冬酰胺),说明种子发芽时,贮藏组织内的蛋白质水解为氨基酸,这些氨基酸转移至正在生长的胚中去。幼苗叶子开始伸展并转绿时,叶子内的蛋白质及RNA含量均迅速增加,这主要是叶绿体蛋白质的增加,细胞质、线粒体的蛋白质也有所增加的结果。树木的芽在春季萌发时,其生长所需的氮素大部分是由枝条树皮内的贮藏物(主要是蛋白质)供应。春季芽萌发前,树皮内蛋白质开始分解为氨基酸与酰胺。芽萌发后,树皮内的蛋白质更进一步分解,运输到芽中去,供枝叶生长之用。苹果花芽发育过程中,其总氮量增高,花被部分的氮代谢尤为强烈。花发育时,合成过程迅速进行,开花后花被雕谢时,其中蛋白质迅速分解,分解产物运回植株中去。随着果实的发育,从植株的其他部分调节的氮素运至果实中,果实含氮量也不断增加,而此时茎叶内的含氮量则逐渐减少。种子发育成熟过程中,可溶性含氮化合物不断从植株的其他部分转运到种子中,然后在其中转变为蛋白质。叶片充分成长以后,经过一定时期便进入衰老阶段,最后死亡。叶片衰老时其RNA含量也减少,这可说明在叶片衰老时蛋白质的合成是在下降,而分解在增强。

9. 植物是由什么组成的

1
植物体是由根、茎、叶、花、果实和种子构成的。
细胞构成组织,组织构成器官,器官构成植物体。
所以构成植物器官的分别是:根、茎、叶、花、果实和种子。
2
植物构成的化学成分有:
水、糖类、蛋白质(各种酶,结构蛋白,细胞骨架)核酸、脂类、多肽、氨基酸,此外还有
果胶、纤维素、半纤维素、淀粉以及一些游离的金属离子(K、Na、Ca、Fe、Mn等)
解释一下:其中的水、糖类、蛋白袜亩质、脂肪以及核酸是生物体所需的基本成分,这个没什么好说的。多肽、氨基酸是合成蛋白质的中间产物和基本原料,这个也是存在的。果胶、纤维素、半纤维素是植物细胞壁的组成成分,淀粉的光合作用的产物。金属离子告伍森主要用来调节细胞的渗透平衡等,比如钾和钠,镁和锰是叶绿素的成分。
细胞间质液含有细胞在代谢时所需要的全部物质,包括:水、二氧化碳、蛋白质、纤维素、糖类、无机盐、尿素以及一些激素等。
解释:细胞间质是由细胞产生的不具有细胞形态和结构的物质,它包括纤维、基质和流体物质(组织液、淋巴液、血浆等)
由于细胞凋亡的时候会发生自溶现象,死细胞和活细胞的化学成分有很大不同,最主要表橘铅现在核酸含量不一样,其次蛋白质的含量也有区别。

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