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第五章第五章 植物体内有机物代谢植物体内有机物代谢 糖类的代谢糖类的代谢 n n 单糖代谢单糖代谢 n n 寡糖代谢寡糖代谢 n n 多糖代谢多糖代谢 单糖代谢单糖代谢 1 1、糖磷酸酯:、糖磷酸酯:G-6-PG-6-P 2 2、糖核苷酸:、糖核苷酸: UDPG UDPG:参与蔗糖、淀粉、纤维素的合成参与蔗糖、淀粉、纤维素的合成 ADPG ADPG:参与淀粉合成;参与淀粉合成; GDPG GDPG:参与纤维素合成参与纤维素合成 寡寡 糖糖 n n 双糖:蔗糖、麦芽糖、纤维二糖双糖:蔗糖、麦芽糖、纤维二糖 n n 三糖:棉子糖、麦芽三糖三糖:棉子糖、麦芽三糖 n n 四糖:水苏糖四糖:水苏糖 重要的二糖重要的二糖 n n 蔗糖:蔗糖: 代谢功能:有机物运输、糖类贮存积累代谢功能:有机物运输、糖类贮存积累 组成:由组成:由GG和和F F组成,组成, 分解:生成分解:生成GG和和F F n n 麦芽糖:为淀粉的组分,由两个麦芽糖:为淀粉的组分,由两个GG分子分子 组成组成 多多 糖糖 n n 形成骨干的不溶性多糖:形成骨干的不溶性多糖: 纤维素、半纤维素、木质素纤维素、半纤维素、木质素 n n 贮藏的营养多糖:淀粉、菊糖贮藏的营养多糖:淀粉、菊糖 淀淀 粉粉 n n 淀粉的结构与性质:淀粉的结构与性质: 直链淀粉:直链淀粉:200-1000200-1000个个GG分子,以分子,以-1,4-1,4-糖苷键相连糖苷键相连 支链淀粉:支链淀粉:600-6000600-6000个个GG分子,以分子,以 -1.4-1.4-糖苷键联成直糖苷键联成直 链链, , 以以-1,6-1,6-糖苷键分出支链。糖苷键分出支链。 n n 性质:性质: 水溶性:水溶性: 直链淀粉:易溶于水,溶液粘稠度低直链淀粉:易溶于水,溶液粘稠度低 支链淀粉:不易溶于水,溶液粘稠支链淀粉:不易溶于水,溶液粘稠 与与I I 2 2 的反应:淀粉遇的反应:淀粉遇I I 2 2 变蓝变蓝 淀粉的生物合成淀粉的生物合成 n n 淀粉合成酶:淀粉合成酶: 以以ADPGADPG或或UDPGUDPG为葡萄糖供体,催化为葡萄糖供体,催化-1,4-1,4-糖苷键形成,将糖苷键形成,将ADPGADPG或或 UDPGUDPG中的中的GG单位加到麦芽糖、麦芽三糖或淀粉分子上,使淀粉链延单位加到麦芽糖、麦芽三糖或淀粉分子上,使淀粉链延 长。长。 n n 淀粉磷酸化酶:淀粉磷酸化酶: 以以G-1-PG-1-P为供体,催化为供体,催化-1,4-1,4-糖苷键合成,将糖苷键合成,将GG分子加到支链淀粉的支分子加到支链淀粉的支 链上面,使支链延长,而不催化直链淀粉延长,其引子至少应含链上面,使支链延长,而不催化直链淀粉延长,其引子至少应含3 3个个 GG单位单位 n n QQ酶:酶: 以一段葡萄糖链为底物,催化其加到直链淀粉某个葡萄糖分子的第以一段葡萄糖链为底物,催化其加到直链淀粉某个葡萄糖分子的第 六位上,形成六位上,形成-1,6-1,6-糖苷键,从而形成支链,其引子至少应含糖苷键,从而形成支链,其引子至少应含5 5个个GG单单 位。位。 淀粉的淀粉的分解分解 n n 水解:水解: A A-淀粉酶淀粉酶 B B-淀粉酶淀粉酶 C C、R-R-酶(支链淀粉酶)酶(支链淀粉酶) D D、麦芽糖酶麦芽糖酶 n n 磷酸解:磷酸解: 淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶 各种有机物代谢的相互联各种有机物代谢的相互联 系系 次生代谢物的合成途径次生代谢物的合成途径 植物体内重要的次生代谢物质植物体内重要的次生代谢物质 n n 萜类萜类 n n 酚类酚类 n n 含氮次级化合物含氮次级化合物 萜萜 类类(terpeneterpene ) 1 1、单萜和倍半萜:、单萜和倍半萜: 除虫菊酯、挥发油、闭鞘姜脂、棉除虫菊酯、挥发油、闭鞘姜脂、棉 酚酚 2 2、双萜:、双萜:冷杉酸、佛波醇、紫杉醇冷杉酸、佛波醇、紫杉醇 3 3、三萜:、三萜:固醇类固醇类 4 4、四萜:、四萜:类胡萝卜素、番茄红素类胡萝卜素、番茄红素 5 5、多萜:、多萜:橡胶橡胶 酚 类 n n 简单酚类简单酚类 简单苯丙酸类、苯丙酸内酯类、苯丙酸衍生物简单苯丙酸类、苯丙酸内酯类、苯丙酸衍生物 类类 n n 木质素木质素 n n 类黄酮类类黄酮类 花色素苷、黄酮、黄酮醇和异黄酮花色素苷、黄酮、黄酮醇和异黄酮 n n 鞣质鞣质 含氮次级化合物 n生物碱 n含氰苷 n芥子油苷 n蛋白氨基酸 第六章 植物体内有机物的运输 n运输途径:韧 皮部 (环割实验、同位素示踪 法) 韧皮部的双向运输韧皮部的双向运输 运输速度和溶质种类运输速度和溶质种类 n速度:100cm/h n溶质种类: (1)研究方法:蚜虫吻刺法结合同位素示踪。 (2)形式:蔗糖(90%干重)、棉子糖、水苏糖、 aa、酰胺、生长物质、有机酸等。 蚜虫刺吸蚜虫刺吸 蚜虫吻刺法 第二节 韧皮部装载 n韧皮部装载(phloem loading):光合产物从叶肉细 胞到筛分子伴胞复合体的整个过程。 n主要步骤: (1)白天,叶肉细胞光合作用形成的磷酸丙糖首先从叶绿体运 到细胞溶质;晚上,可能以葡萄糖形式离开叶绿体,并转变 为蔗糖。 (2)叶肉细胞的蔗糖运到叶片细脉的筛分子附近。 (3)筛分子装载,即糖分进入筛分子和伴胞。 一、韧皮部装载的途径 质外体途径、共质体途质外体途径、共质体途 径径 植物体内的物质运输 二、蔗糖质子同向转运 在蔗糖进入 韧皮部或者由韧皮 部卸出到需要有机 物的器官时作为主 要的有机物跨膜运 输方式。 三、韧皮部装载的特点 n逆浓度梯度进行 n需能过程 n具有选择性 三、有机物运输的机理 n压力流动学说:有机物在筛管中随液流的流动而移动, 这种液流的流动是由输导系统两端的压力势差异引起的 ,故称压力流动学说。 n内容:叶片中光合作用生成大量溶质,叶中溶质,吸 水,压力势增大;根中利用大量物质供给生长,根中 溶质,放水,压力势减小,溶质流向根部。 n证据和问题: 细胞质泵动学说细胞质泵动学说 n筛管分子内腔胞质呈几条长丝,形成胞 纵连束,纵跨筛管分子,束内成环状的 蛋白反复、有节奏地收缩和张驰,产生 一种蠕动,把细胞质长距离泵走,糖分 就随之流动。 收缩蛋白学说收缩蛋白学说 n筛管分子中有一种由微纤丝相连的网状结构 ,微纤丝一端固定,一端游离于筛管细胞质 内,ATP可使微纤丝韧皮蛋白收缩而引起微 纤丝颤动,从而推动细胞质流动,在同一时 间内,一部分微纤丝向一个方向收缩,另一 部分向另一个方向收缩,从而引起溶质向不 同方向流动。 有机物运输与呼吸作用 n有机物运输需耗用呼吸作用放出的能量 n维管束呼吸速率比其他部位高许多倍,呼吸 能量多数用于物质运输。 n维管束局部降温或用呼吸抑制剂抑制呼吸均 会影响有机物正常运输 四、外界条件对有机物运输的影响 1 1、温度、温度:影响光合产物运输的速度和方向。 速度:低温:呼吸速度:低温:呼吸,能量,能量运输速度运输速度 方向:土温方向:土温 气温,光合产物运往根部多,顶气温,光合产物运往根部多,顶 部少部少 土温土温 气温,光合产物运往根部少,顶气温,光合产物运往根部少,顶 部多部多 2 2、矿质元素、矿质元素 n硼:促进糖分运输 n n 磷磷: (1)促进光合作用,增加有机物产量,增大压力 差。 (2)参与蔗糖合成和能量供应,能量供应充足。 n钾: 促进糖分转化成淀粉,维持维管束压力差。 五、有机物的分配 n分配方向: 优先供应生长中心 就近供应,同侧运输。 有机物分配控制因素 n供应能力:代谢源 n竞争能力:代谢库 n运输能力:
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