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(huán)境進行物質(zhì)交換,在此過程中所發(fā)生的物質(zhì)合成、轉(zhuǎn)化和分解的化學(xué)變化,總稱為代謝(metabolism)。 醫(yī)學(xué)教.育網(wǎng)搜集整理
植物一方面從環(huán)境中吸收簡單無機物,轉(zhuǎn)化為復(fù)雜的有機物,綜合成自身的一部分,同時把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,貯存于有機物中。這種在合成物質(zhì)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(nèi)復(fù)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(zhì)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(yǎng)植物(autophyte),如大多數(shù)高等植物和少數(shù)具有色素的微生物。另有些植物,只能利用現(xiàn)成的有機物,經(jīng)代謝轉(zhuǎn)化為自身的生命物質(zhì),這些植物稱為異養(yǎng)植物(heterophyte),如某些微生物和少數(shù)缺乏色素的寄生高等植物。從進化觀點來看,異養(yǎng)植物是最先出現(xiàn)的一些比較原始的生物類型,光合細菌是異養(yǎng)植物發(fā)展到自養(yǎng)植物的橋梁。自養(yǎng)植物在植物界最普通且很重要。
自養(yǎng)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,并釋放氧氣。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(yǎng)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(xué)能量,作為還原二氧化碳的能量來源,它只能在有氧氣的環(huán)境中進行。
有合成必然有降解,兩者構(gòu)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(yīng)中都由酶進行調(diào)節(jié)。合成生命活動必需物質(zhì)的代謝和降解代謝,在每個合成或降解反應(yīng)中都由酶進行調(diào)節(jié)。合成生命活動必需物質(zhì)的代謝過程稱為初生代謝(primary metabolism),所生成的物質(zhì)有蛋白質(zhì)類、氨基酸類、糖類、脂肪類、RNA、DNA等,這些產(chǎn)物稱為初生代謝產(chǎn)物(primary metabolites)。利用初生代謝產(chǎn)物產(chǎn)生對植物本身無明顯作用的化合物,如:甙類、生物堿類、萜類、內(nèi)酯類、酚類化合物等,它們稱為次生代謝產(chǎn)物(secondary metabolites),這個代謝過程稱次生代謝(secondary metabolism)。