chap植物和微生物糖类
chap7 植物和微生物糖类
寡糖素
植物自卫系统的激活及其机制 在植物和病原体的相互作用中，任何一方的细胞
壁寡糖均可作为诱导子，引发植物的防御反应。 寡糖激活剂
– 葡七聚糖 – 半乳糖醛酸寡聚糖 – 几丁质寡聚糖
寡糖类植物生长调节剂——解开木葡聚糖网络
– 木葡寡聚糖： (XXFG) – 半乳糖醛酸寡聚糖
合物） 结构糖蛋白 木质素：芳香族化合物 交联和修饰有关的酶类
有花植物 初级 细胞壁结构模型
纤维素 原纤维
木葡聚糖
果胶
伸展蛋白
半纤维素
主要结构：
– 单子叶植物（如禾谷类）：阿拉伯木聚糖 – 双子叶植物（如豆类）：木葡聚糖
主要单糖成分：
– Glc、Gal、GalA、Rha、Fuc、Ara、Xyl
黄原胶 (Xanthan)
黄单胞杆菌Xanthomonas Campestris发酵产生的细 胞外酸性杂多糖，由D-葡 萄糖，D-甘露糖和D-葡萄 糖醛酸，以及丙酮酸和乙 酸所组成的“重复单元” 组成。
可广泛应用于石油开采、 印染、食品添加剂、医药 和化妆品等。
细菌糖蛋白
古细菌和细菌的某些种可使蛋白糖基化，这些 糖蛋白包括：表层蛋白、鞭毛蛋白、细胞分泌 的多糖降解酶等。
Structures of LCOs produced by Rhizobium strains
LCO由四聚或五聚壳 寡糖主链组成，主链 的非还原端连接有一 长链不饱和脂肪酸。
豆科寄主和根瘤菌间 的识别具有种专一性。
LCO可在极低浓度下 可引起根尖敏感区大 量基因应答，引发根 瘤形成。
植物糖蛋白中复杂型N-聚糖 结构特点
(PK) Protein kinase; (LOX) lipoxygenase; (JA) jasmonic acid.
chap8 凝集素(1)
微生物外毒素
霍乱毒素(Cholera toxin) – AB5，B亚基的配体是GM1. – A亚基：ADP-核糖基转移酶活性（修饰G蛋白，持续激活AMP
环化酶，破坏质膜两侧离子和水的平衡，造成腹泻和脱水。
白喉毒素(Diphtheria toxin) – A亚基：ADP-核糖基转移酶活性（修饰蛋白质生物合成延伸因
1954年，凝集素代替血凝素被广泛采用
1960年，发现红肾豆凝集素对静止的淋巴细胞促进有 丝分裂
1960~1980，发现凝集素选择性地凝集一些动物肿瘤细 胞
常见的植物凝集素
凝集素 花生( Peanut agglutinin) 刀豆(Concanavalin ensifomis agglutinin) 蓖麻(Ricinus communis agglutinin) 扁豆(Lens cuinaris agglutinin0 豌豆(Pisum satiwum agglutinin) 菜豆(Phaseolus vulgaris agglutinin) 缩写 PNA ConA RCA LCA PSA PHA 对单糖残基的特异性结合 D—半乳糖、Gal(1→3)—GalNAC D-葡萄糖、D-甘露糖 D—半乳糖、D-GalNAC>半乳糖 D-甘露糖、D—葡萄糖 D-甘露糖 D-GalNAC
目前最主要的两种生物武器
炭疽杆菌：第二次世界大战期间，英国在格鲁 尼亚岛试验了1颗炭疽杆菌炸弹，至今该岛仍 不能住人。 肉毒杆菌毒素：1ug即可致人死亡。 生物武器的罪恶，引起了世界人民的极端愤慨 。1972年联合国签订了禁止试制、生产和储存 并销毁细菌（生物）和毒素武器的国际公约。
炭疽杆菌（Bacillus anthracis）
高一生物动植物糖类知识点
高一生物动植物糖类知识点在生物学中，糖类是一类重要的有机化合物，在动植物的身体中起着重要的能量供给和结构支持的作用。
本文将围绕高一生物学中的动植物糖类知识点展开论述，帮助读者进一步了解糖类的功能和相关概念。
一、糖类的定义和分类糖类，又称碳水化合物，是由碳、氢、氧三种元素组成的化合物。
根据糖分子的基本结构和性质的不同，可以将糖类分为单糖、双糖、多糖三大类。
1. 单糖：由一个单糖分子构成，例如葡萄糖、果糖等。
2. 双糖：由两个单糖分子通过酯键连接而成，例如蔗糖、乳糖等。
3. 多糖：由多个单糖分子通过糖苷键连接而成，例如淀粉、纤维素等。
二、动物体内糖的代谢过程动物体内的糖类主要通过消化吸收、分解和合成三个过程实现对糖的代谢。
1. 消化吸收：在消化系统中，食物中的多糖被酶分解为单糖，例如淀粉被淀粉酶分解为葡萄糖，在小肠中被吸收进入血液中。
2. 分解：通过细胞内的代谢过程，葡萄糖分子在细胞质中经过一系列酶的催化作用，被分解为能量分子ATP，并释放出能量。
3. 合成：当身体内能量充足时，多余的葡萄糖被合成为多糖，储存起来供以后使用。
这一过程在肝脏和肌肉中发生，形成肝糖原和肌糖原。
三、植物体内糖的合成和储存植物体内的糖类主要通过光合作用和合成途径合成，同时在细胞壁中储存起来。
1. 光合作用：植物通过叶绿体中的光合作用，将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气。
光合作用是植物体内糖类合成的重要途径。
2. 合成途径：除了光合作用，植物体内还有其他合成途径参与糖类的合成，例如异源糖异生作用和酸类循环等。
3. 细胞壁中的储存：植物体内的糖类不仅用于供能，还在细胞壁中以多糖的形式储存，例如纤维素、半纤维素等。
这些多糖物质为植物提供结构支持和保护。
四、糖类在生物体内的功能糖类在生物体内有多种重要功能。
1. 能量供给：糖类是生物体内最主要的能量供应物质，通过代谢产生的ATP为细胞提供能量。
2. 结构支持：植物体内的纤维素是构成细胞壁的重要组成部分，为植物提供力学支持和细胞形态的稳定。
chap.15 糖类(有机化学)
常 用
chapter 15
8
单糖的开链结构和构型
D型糖与L型糖是对映体，根据D型糖可写出相应的L型糖
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH HO H HO HO CHO H OH H H CH2OH
O C HO H H CH2OH L-(-)-甘油醛
D-葡萄糖
L-葡萄糖
chapter 15
1）用斐林试剂、托伦试剂、班氏试剂氧化
CHO H HO H H OH H OH OH CH2OH Tollens Fehling Benedict' H HO H H COOH OH H OH OH CH2OH
D-葡萄糖
D-葡萄糖酸
还原糖——能与托伦试剂、班氏试剂或费林试剂反应的糖称为还 原糖。（所有的单糖、具有变旋作用的二糖） 非还原糖——不能与上述试剂反应的糖为非还原糖
21
成苷反应
糖苷中，非糖部分叫配糖基，连接配糖基与糖苷基的键叫苷键
CH2OH O O－CH3 OH OH OH
配糖基
苷键 不同的苷键（α-苷键和β-苷键） 需用不同的酶水解
chapter 15
22
糖苷的特点
无色无味晶体，味苦，水溶性大，有旋光性 无变旋现象，不能成脎反应，无还原性 与醚的性质类似，在碱性条件下稳定，在酸性 或酶的催化下易水解 由α-半缩醛羟基形成的苷键称为α- 苷键 由β-半缩醛羟基形成的苷键称为β-苷键 不同的苷键需不同的酶水解
葡萄糖的六元环Haworth结构并不能解释为什么它的两种异 构体在平衡体系中含量不同。吡喃糖六元环与环己烷相似， 分子不是平面结构，椅式构象是稳定构象。
不等性sp3杂化
O
吡喃环
第二章第二章糖类糖类
（二）糖类的元素组成与化学本质
大多数糖类物质由碳、氢、氧三 种元素组成。其实验式为Cn(H2O)m, 其中氢和氧的原子数比例一般为 2 :1
如：葡萄糖 C6H12O6 乳酸 C3H6O3 鼠李糖 C6H12O5 甲醛 CH2O
糖的定义：
根据糖类的化学本质可给其以下定义：
糖类是多羟醛、多羟酮或其衍生 物，或水解时能产生这些化合物 的物质。
（3）多糖：
水解产生20个以上单糖分子的糖类。 同多糖：水解只产生一种单糖或单糖衍生 物。如糖原、淀粉、纤维素等。 杂多糖：水解产生一种以上的单糖或/和单 糖衍生物。如透明质酸、半纤维素等。 复合糖：与非糖物质共价结合形成的结合 物。如糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等。
（四）糖类的生物学作用
（1）作为生物体内的能源物质
（3）在生物体内转变为其他物质 作为中间代谢物为合成其他生物分子提供碳骨 架。
（4）作为细胞识别的信息分子
乙酰硫胺素 如糖蛋白、 糖脂中的糖链。 硫酸软骨素 细胞识别包括 免疫保护，代 谢调控，形态 发生、发育、 癌变、衰老、 器官移植等， 都与糖蛋白的 糖链有关。乙酰硫胺素
越来越多的事实证明，糖复合物中的 寡糖是体内重要的信息分子，对人类的疾 病的发生、发展和预后起着重要的作用， 同时一类重要的治疗药物。
对映体
对映体
非对映异构物
旋光性：旋光物质使平面偏振光的偏
振面发生旋转的性质。 光的偏振面向右旋转（顺时针） 的为正向，用“ + ”表示； 光的偏振面向左旋转（逆时针） 的为负向，用“ - ”表示。 凡具有旋光性的物质，都是手性 结构分子，即都含有手性碳原子。
构象：由于单键的自由旋转以及键角有一
a) 立体模型和透视式： 立体异构体之间的差别，通常用立体模 型、透视式或投影式来表示。
糖类
补充知识： n 旋光异构体数目= 2 , n为不同的手性碳原子 数。
2- 羟基- 3- 氯丁二酸
COOH H C H C COOH H COOH HO C H C H Cl COOH H C Cl C OH H OH HO C Cl
Cl C H COOH 2R,3R 赤型
COOH 2S,3S
COOH 2R,3S 苏型
α-1，4-苷键
形状 螺旋状
鉴别 + I2→蓝色
2.支链淀粉
胶淀粉
CH2OH O O O
CH2OH O
O CH2OH O O O CH2OH O O CH2 O O CH2OH O O
形状 分枝状
主链
α-1，4-苷键 支链点 α-1，6-苷键
支链淀粉 + I2→紫红色
CH2OH C HO H H
2 3
1
4 5 6
O H OH OH
不反应
CH2OH
在酸性条件下 酮糖不发生差向异 构化 溴水不氧化酮糖 鉴别酮糖和醛糖
HNO3
CHO
H HO H H
OH H OH OH
HNO 3
COOH H OH HO H H OH H OH COOH
CH2OH
H HO H H
HO HO H H
2C 3 4 5 6
1
CH2OH
HO H H
H O OH
CH2OH
CH2OH
α-D-F
D-F
β-D-F
五元环—呋喃环（呋喃糖）
O
O
HO HO H H
2C 3 4 5 6
1
CH2OH
H O OH
CH2OH
高中生物糖类知识点总结人教版
高中生物糖类知识点总结人教版糖类是高中生物课程中的重要内容之一，它们是生物体内重要的能量来源和结构组成成分。
本文将根据人教版高中生物教材，对糖类的相关知识点进行总结。
一、糖类的定义和分类糖类，又称碳水化合物，是由碳（C）、氢（H）和氧（O）三种元素组成的一类有机化合物。
根据分子结构和性质的不同，糖类可分为单糖、双糖和多糖。
1. 单糖：是最简单的糖类，不能被水解成更简单的糖类。
常见的单糖有葡萄糖、果糖和半乳糖。
2. 双糖：由两个单糖分子缩合而成，可被水解为两个单糖。
常见的双糖有蔗糖（白砂糖的主要成分）、麦芽糖和乳糖。
3. 多糖：由多个单糖分子通过糖苷键连接而成的高分子化合物。
常见的多糖有淀粉、纤维素和糖原。
二、糖类的结构和性质1. 单糖：以环状结构（如葡萄糖的六元环）或链状结构（如果糖）存在。
单糖具有旋光性，即能够旋转平面偏振光的方向。
2. 双糖：在水解时，双糖分子中的糖苷键被酶催化断裂，生成两个单糖。
例如，乳糖可被乳糖酶水解为葡萄糖和半乳糖。
3. 多糖：具有分支或直链结构，分子量大，一般不溶于水。
多糖的糖苷键主要是α-1,4-糖苷键和β-1,4-糖苷键。
三、糖类的生理功能1. 能量供应：糖类是细胞的主要能量来源。
葡萄糖是细胞呼吸作用的主要底物，通过糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化等过程产生ATP，供给细胞能量。
2. 细胞结构：多糖如纤维素构成植物细胞壁的主要成分，糖原存在于动物细胞中，参与细胞的结构维持和功能调节。
3. 储存能量：动物体内的糖原和植物体内的淀粉都是能量的储存形式，可以在需要时转化为葡萄糖释放能量。
四、糖类的代谢1. 糖酵解：在细胞质中进行，将葡萄糖分解成两个丙酮酸分子，同时产生ATP和还原型NADH。
2. 有氧呼吸：丙酮酸在线粒体中经历三羧酸循环和电子传递链，最终产生大量的ATP。
3. 无氧呼吸（发酵）：在缺氧条件下，丙酮酸通过发酵途径转化为乳酸或乙醇，释放少量能量。
五、糖类的消化和吸收1. 消化：食物中的多糖和双糖在消化酶的作用下分解成单糖，才能被小肠吸收。
chap02糖类化合物 华东理工大学生物化学课件
– 参与分子和细胞识别、细胞粘附、糖复合物 的定位和代谢等
2.2 单糖
单糖的结构和命名
– D-/L-立体异构 – 单糖的环式结构 – 单糖构象
单糖的物理性质 单糖的化学性质 单糖的化学反应 单糖的重要衍生物
醛糖和酮糖
单糖含有一个羰基和多个羟基。根据羰 基在碳链上的位置可分为，醛糖 (Aldoses) 和酮糖 (Ketoses)。
下一页上一页糖胺聚糖的类型糖胺聚糖的类型种类缩写重复数目二糖重复单位透明质酸ha50000glca13glcnac14硫酸软骨素cs2060glca13galnac4s6s硫酸皮肤素ds2060glcaidoa2s13galnac4s6s硫酸角质素ks25galgal6s14glcnac6s肝素hep50glca2sidoa2s14glcn3s6s硫酸类肝素hs25175下一页上一页下一页上一页下一页上一页肝素与硫酸类肝素的主要区别肝素与硫酸类肝素的主要区别性质硫酸类肝素肝素的溶解性可溶分子大小1070kd1012kd硫酸基己糖胺08181824glcnn硫酸化406085艾杜糖醛酸含量305070与抗凝血酶结合的活性00330合成位置virtuallyallcellsmastcells下一页上一页肝素作为临床抗凝剂肝素作为临床抗凝剂抗凝血酶与肝素的特异性结合在凝血过程中具有重要的生理意义
氨基糖
氨基糖常存在于结构多糖中，如细菌细胞壁中的 肽聚糖(peptidoglycan)，是由N-乙酰-β-D-葡萄糖胺(NAG, GlcNAc)和 N-乙酰胞壁酸(NAM)形成的杂多糖：节肢动 物外骨骼中的几丁质(chitin)，是由 N-乙酰-β-D-葡萄 糖胺形成的同多糖。
唾液酸和糖磷酸酯
–蔗糖由α-D-glc与 β-D-fru通 过各自的异头碳羟基连接。 缩写为Glc(α1-2β)Fru, 或者 Fru(β2-1α)Glc。
chap真核微生物
(一) 、真菌的无性繁殖
1、无性繁殖的类型
真菌的无性繁殖方式可概括为四种：(1) 菌丝 体的断裂片段可以产生新个体，大多数真菌都 能进行这种无性繁殖，实验室“转管”接种便 是利用这一特点来繁殖菌种。(2) 营养细胞分 裂产生子细胞，如裂殖酵母菌无性繁殖就象细 菌一样，母细胞一分为二的繁殖。(3) 出芽繁 殖，母细胞出“芽”，每个“芽”成为一个新 个体，酵母菌属的无性繁殖就是这种类型的繁 殖。(4) 产生无性孢子，每个孢子可萌发为新 个体。
小的酵母，也有较大型的蘑菇。生物学家通常使用 真菌（复数为fungi；单数为fungus，拉丁文意为蘑 菇）这一术语来包括那些真核、产孢子、吸收营养 物质、无叶绿体并以有性和无性方式繁殖的一类有 机体。随着生物的系统学特别是真菌的系统学研究 的深入，一些曾被认为属于真菌的类群现在已被划 入到其他的生物界中，例如过去在丝状真菌中涉及 到的以水霉、疫霉、霜霉等为代表卵菌以及丝壶菌 等已被归于Chromista或Straminipila界中；还有一直 存在分类学归属争议的粘菌、根肿菌等现在一般归 于Protozoa界中。
2、无性孢子的类型
无性繁殖过程所产生的孢子称无性孢子 。 无性孢子的形状、颜色、细胞数目、排 列方式、产生方法都有种的特征性，因 而可作为鉴定菌种的依据。
低等真菌：游动孢子、孢囊孢子（内生孢子） 高等真菌：分生、节孢子、厚垣等
孢孢
囊囊
孢 子
成 熟
释
放
A. 游动孢子 B. 孢囊孢子 C. 分
特性 核 核膜 核仁 DNA 核糖体
细胞分裂 有性生殖 中体 细胞器
细胞膜中甾醇 呼吸链位置 与氧的关系 细胞壁组成 运动器官
细胞大小
原核微生物与真核微生物的主要区别
chap植物和微生物糖类PPT文档共34页
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
chap植物和微生物糖类
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
Chap4 农业微生物生物1
第一节 附生微生物
根据微生物生长的部位不同，分为：
根际微生物 叶际微生物
一、根际微生物
植物根系通过根表细胞或组织脱落物、根系分泌物向 土壤输送有机物质，这些有机物质：
一方面对土壤养分循环、土 壤腐殖质的积累和土壤结构的改 良起着重要作用； 另一方面作为微生物的营养 物质，大大刺激了根系周围土壤 微生物的生长，使根周围土壤微 生物数量明显增加。
• 冰核细菌主要有3个属，即假单胞菌属、欧文氏菌 属、黄单胞菌属。革兰氏染色均呈阴性。
2.4.1冰核细菌与防霜冻技术
• 存在于植物体内的冰核细菌可在-2℃---3 ℃诱发植 物细胞水结冰而发生霜冻；而无INA细菌存在的植物， 一般可耐-6℃---7 ℃的低温不发生或发生轻微霜冻。 因此，这一发现为研究和防御植物霜冻开辟了一条新 途径。
Chap5 农业微生物生物技术
• • • • • • • •
第一节 附生微生物 第二节 植物内生菌 第三节 菌根 第四节微生物农药 第五节微生物肥料 第六节微生物饲料 第七节水产微生物制剂 第八节微生物技术在农业废弃物再利用中的作用
• 广义的农业包括种植业、林业、畜牧业、副业 和渔业 。
• 可持续农业指控制农业病虫害破坏程度、提高 作物生命力、保持生物多样性、改良农业环境 以及采用新式农具等方面内容，与生态农业密 切相关，其中农业微生物在可持续农业中发挥 重要作用。
冰核细菌应用于食品冷冻浓缩中，冰核细菌具 有在较高温度（ -2----5℃）下形成规则、细 腻、异质冰晶的能力。因此，将一定浓度的冰 核菌液喷于待冷冻的食品上，可在（ -2---5℃）条件下贮藏。 一方面可以提高冻结的温度，缩短冻结时间， 节约能源，另一方面又可避免由于过冷却现象 造成冷冻食品风味与营养成分损失过多等弊端， 最大限度地保持食品原料中的芳香组分，改善 冷冻食品的质地。
新课标高中生物人教版必修第一册第二册生物世界〖糖类概述〗
糖类概述糖类广泛地存在于生物界，特别是植物界。
按干重计，糖类占植物体的85％～90％，占细菌的10％～30％，在动物体所占比例小于2％。
动物体内糖类的含量虽然不多，但其生命活动所需要能量主要的一类有机化合物。
地球生物量干重的50％以上是由葡萄糖的聚合物构成的。
地球上糖类的根本大多数糖类只由碳、氢、氧三种元素组成，其实分子为CH2O n 或C n H2O m。
其中氢和氧的原子数比例是2∶1，犹如水分子中氢和氧之比，因此过去曾误认为这类物质是碳（carbon）的水合物（hdtate），碳水化合物（carbohdrate）也因之而得名。
但后来发现有些糖类，如脱氧核糖（C5H10O4），它们的分子中H、O之比并非2∶1；而一些非糖物质，如甲醛（CH2O）、乙酸（C7H4O2）和乳酸（C3H6O3）等，它们的分子中H、O之比却都是2∶1，所以大家认为“碳水化合物”这一名称并不恰当。
为此，1927年国际化学名词重审委员会曾建议用“糖族（gucide）”一词代替“碳水化合物”。
但由于“碳水化合物”这一名称沿用已久，至今西文中仍广泛使用它。
英文的carbohdrate是糖类的总称，比较简单的糖类常称为ugar或accharide（拉丁文accharum即ugar）。
Saccharide一词常被冠以词头，用作糖类的类别名称，如monoaccharide（单糖），oaccharide（多糖）等。
汉语中“糖类”和“碳水化合物”两词通用，但以前者居多。
糖类从化学角度看，是多羟基的醛或多羟基的酮。
大家熟悉的葡萄糖和果糖，结构式如图2－3。
图2－3 葡萄糖和果糖的结构式葡萄糖含6个碳原子、5个羟基和1个醛基，称己醛糖；果糖含6个碳原子、5个羟基和1个酮基，称已酮糖。
淀粉和纤维素也属于糖类，它们是由多个葡萄糖分子缩合而成的聚合物。
此外，像N-乙酰葡糖胺、果糖－1，6－二磷酸这样一些糖类的衍生物也归入糖类。
因此，从化学本质角度给糖类下一个定义应该是：糖类是多羟醛、多羟酮或其衍生物，或水解时能产生这些化合物的物质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
– A. 患者体内补体调节蛋白的基因发生突变
– B. 患者体内缺乏酶将GlcNAc转移到磷脂酰 肌醇上
– C. 患者体内缺乏酶将GlcNAc转移到磷脂酰 乙醇胺上
– D. 患者体内缺乏酶将Man转移到磷脂酰肌醇 上
第六章 植物和微生物糖类
每种能源都有其优缺点，应仔细权衡， 因地制宜的开发，不宜一窝蜂发展
节能减排，从我做起，威力不可小视
充分发展可再生能源，力争构筑全产业 链。
微生物糖生物学的几个有趣问题
病原微生物的细胞壁多糖、凝集素与抗 感染药物开发
微生物多糖的应用
– 微生物纤维素 – 黄原胶 – 透明质酸
细菌中是否有糖蛋白？
细菌多糖
肽聚糖
膜衍生寡糖(MDO)
脂多糖 荚膜多糖
细菌抵御补体和噬菌 体攻击的第一道防线
G+/G-细菌细胞壁结构的差异
古细菌和某些细菌可使蛋白质糖基化
大肠杆菌的细胞壁
G+和G-细菌细胞壁的差异
细胞壁结构 厚度 肽聚糖含量
– 伸展蛋白：含Ara的短O-糖链 – 阿拉伯半乳聚糖蛋白(AGP)：含糖量90%以
上
植物细胞的生长
植物细胞生长需要蛋白质和寡糖介导的 木葡聚糖网络的松开过程。
由膨胀蛋白、内切葡聚糖酶、木葡聚糖 内切转移糖苷酶等催化完成。
寡糖素
植物自卫系统的激活及其机制 在植物和病原体的相互作用中，任何一方的细胞
体)、植物凝集素、病原相关蛋白。 寡糖素 RNAi 凝集素 ……
根瘤菌与宿主共生的信息分子
根瘤的形成是一个植物和根瘤菌共同参与的复 杂过程。
由豆科植物根系释放的类黄酮可以诱导细菌 nod基因表达 合成LCO
结瘤因子
– 壳寡糖脂(LCO)
结瘤基因
– 共同基因 – 调控基因 – 宿主专一性基因
全球能源危机与碳排放危机
由于持续高速的经济发展和能源对化石燃料的 单一依赖性，造成碳的释放远远大于碳的固定， 全球化石燃料碳库资源告急！
预计全球石油可开采約41年、天然气67年、煤 192年、鈾53年。
寻求新的替代能源日益殷切。 改善全球气候和生态呼吁减少碳排放（增加碳
固定）。
植物糖生物学的几个有趣问题
Proposed model for the signaling leading to the activation of defense genes
(PK) Protein kinase; (LOX) lipoxygenase; (JA) jasmonic acid.
植物的天然防御体系小结
保护性形态结构：蜡质、毛、刺、胶质等 植保素phytoalexin：类萜和异黄酮 木质素：木质化作用防止病原菌进一步扩展 抗病蛋白：抵御病原的伤害，包括几丁质酶、
植物细胞壁的结构和功能？
– 如何适应植物自身生长？ – 细胞壁除了支持植物形体还有什么功能？ – 如何利用植物细胞壁中的能源物质？
固氮菌为何专一性感染豆科植物并结瘤？ 如何让植物更高效的固碳和固氮？ 利用转基因植物表达哺乳哺乳动物糖蛋白存在
什么问题？
对植物细胞壁认识的过程
1665年，Robert hook 发现细胞壁； 60年代前，细胞壁被认为是无生命的盒
结构的不同导致植物N-糖链具有高免疫原性
– 核心1,3岩藻糖基 – 1,2木糖基
Manα-1,6
Fucα-1,6
Xylβ1,2 Manβ-1,4-GlcNAcβ-1,4-GlcNAc-Asn
Manα-1,3
Fucα-1,3
转基因植物的糖基化工程改造
– 缺失GlcNAcT-1基因 – 敲除某些糖基转移酶
有花植物 初级 细胞壁结构模型
纤维素 原纤维
木葡糖
果胶
伸展蛋白
半纤维素
主要结构：
– 单子叶植物（如禾谷类）：阿拉伯木聚糖 – 双子叶植物（如豆类）：木葡聚糖
主要单糖成分：
– Glc、Gal、GalA、Rha、Fuc、Ara、Xyl
结构糖蛋白
Gly rich glycoprotein Pro rich glycoprotein Hyp rich glycoprotein(HRGP)
发展和思考
植物ECM如何合成和组装？ ECM如何适应细胞体积变化而生长？ 糖基化对于植物的作用？ 植物凝集素在生理和发育中的作用? 植物中的淀粉和纤维素可以被生物转化
制造乙醇，从而对抗能源危机，其功与 过？
新能源
生物燃料
– 淀粉乙醇 – 纤维素乙醇 – 生物柴油 – 沼气
生物质能 风能 生物氢能 光伏电池、燃料电池和温差热发电
Structures of LCOs produced by Rhizobium strains
LCO由四聚或五聚壳 寡糖主链组成，主链 的非还原端连接有一 长链不饱和脂肪酸。
豆科寄主和根瘤菌间 的识别具有种专一性。
LCO可在极低浓度下 可引起根尖敏感区大 量基因应答，引发根 瘤形成。
植物糖蛋白中复杂型N-聚糖 结构特点
壁寡糖均可作为诱导子，引发植物的防御反应。 寡糖激活剂
– 葡七聚糖 – 半乳糖醛酸寡聚糖 – 几丁质寡聚糖
寡糖类植物生长调节剂——解开木葡聚糖网络
– 木葡寡聚糖： (XXFG) – 半乳糖醛酸寡聚糖
Oligosaccharides from fungal and plant cell walls that elicit plant defense responses
子； 70年代，发现细胞壁内的酶和蛋白质； 80年代，发现细胞壁对侵入病原有反应； 90年代，发现细胞壁在植物生长和分化
中有重要的信号功能。
植物细胞壁结构
纤维素微原纤维 -(1,4Glc)n半纤维素网格：杂聚多糖 果胶（半乳糖醛酸或半乳糖醛酸甲酯聚
合物） 结构糖蛋白 木质素：芳香族化合物 交联和修饰有关的酶类
——全球碳循环的重要环节
全球碳循环与糖
碳的固定：植物（光 合作用）和微生物 （光能、化能固定）
合成代谢
CO2 呼吸
糖 分解
复杂漫长的生物和 化学转化
有机体 煤、石油与天然气
燃烧
全球能源需求
1972-2005年：初 級能源需求成長 86.7%；
初級能源中化石 能源占80%以上；
再生能源中以生 物质能(約佔 79.4%)及水力(約 16.7%)為主