花色素结构假说
花青素(Anthocyanidin),又称花色素
花青素(Anthocyanidin),又称花色素
花青素(Anthocyanidin),又称花色素,是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素,属类黄酮化合物。
也是植物花瓣中的主要呈色物质,水果、蔬菜、花卉等五彩缤纷的颜色大部分与之有关。
花青素存在于植物细胞的液泡中,可由叶绿素转化而来。
在植物细胞液泡不同的pH值条件下,使花瓣呈现五彩缤纷的颜色。
秋天可溶糖增多,细胞为酸性,在酸性条件下呈红色或紫色,所以花瓣呈红、紫色是花青素作用,其颜色的深浅与花青素的含量呈正相关性,可用分光光度计快速测定,在碱性条件下呈蓝色。
花青素的颜色受许多因子的影响,低温、缺氧和缺磷等不良环境也会促进花青素的形成和积累。
目前食品工业上所用的色素多为合成色素,几乎都有不同程度的毒性,长期使用会危害人的健康,因此天然色素就越来越引起了科研领域的关注:由于至今国内市场上还没有花青素纯品,所以提取高纯度的花青素对花色苷类色素的深入研究与开发提供必备的表征条件和理论依据,并且有助于它的工业利用。
由于没有市场还没有出现花青素纯品,因此需要摄入花青素,那么目前只能通过食补的方式了,譬如食用蓝莓、草莓、葡萄、紫玉米等获得。
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花黄素化学结构
花黄素化学结构全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:花黄素是一种植物中常见的黄色色素,属于一类叫做黄酮类化合物的天然物质。
它存在于许多蔬菜、水果、花卉和草药中,具有抗氧化、抗炎和美白的功效,因此被广泛应用于食品、保健品和化妆品等领域。
花黄素的化学结构是C15H10O6,它的分子式是C15H10O6,分子量是286.24。
花黄素的化学结构包括一个芳香环和一个苯环,它们连接成了一个类似于双环的结构。
在花黄素的分子中,有一个较长的苯环,其中带有大量的氧原子,这使得花黄素具有很强的氧化还原性。
花黄素分子中还含有两个羟基,它们可以与其他化合物发生酯化反应或氧化反应,从而形成不同的化合物。
花黄素在自然界中的存在形式有很多种,比如花朵中的色彩、果实中的色泽等。
它在植物中的功能主要是吸收阳光,进行光合作用,以及保护植物免受紫外线的伤害。
花黄素还可以通过抑制氧自由基的生成,起到抗氧化、抗衰老的作用。
除了在植物中存在外,花黄素也可以通过化学合成的方法来获得。
化学合成的花黄素与天然提取的花黄素在结构上是完全相同的,但其性质可能有所不同。
目前,许多实验室都在研究花黄素的合成方法,以便在工业生产中更好地利用这种化合物的功效。
花黄素是一种多功能的化合物,具有多种生物活性,包括抗氧化、抗炎、抗衰老等。
它在食品、保健品和化妆品中都有广泛的应用前景,可以通过不同的渠道来获取,如天然提取、化学合成等。
在未来的研究中,人们将继续深入研究花黄素的化学结构和功能,以期更好地发挥其功效,为人类的健康和美容带来更多的益处。
第二篇示例:花黄素是一种天然产生的化合物,其化学结构为C15H10O2,属于黄酮类生物碱。
花黄素在许多植物中都可以找到,如桑葚、杏仁、蓝莓等,不仅具有良好的药用价值,还具有抗氧化、抗炎、抗癌等多种生理活性。
花黄素的化学结构中含有两个苯环和一个吡喃环,其中两个苯环相连,形成了一个稠环结构,吡喃环连接在整个结构非常稳定。
花黄素含有多个羟基基团,这些羟基基团使其具有较强的抗氧化活性,可以减少氧化应激对细胞的伤害,延缓细胞老化。
植物花色遗传机理
植物花色遗传机理姓名:胡浩班级:生物技术121 学号:11312112 摘要: 植物花色是决定植物观赏价值的关键特征。
以相关研究为例,介绍决定花色的相关分子机理; 论述花色遗传调控的机理。
关键词:花色;遗传调控;花色素;花色改良1、花色素的化学组成与存在组织植物花朵中主要含有三大类色素,即类黄酮( Flavonoids) 、类胡萝卜素( Carotenoids) 及生物碱类( Alkaloid ) 。
各种色素的合成备一套完整的链式反应, 其表达由一系列基因及基因组控制。
类黄酮是植物的次生代谢产物,分为黄酮、黄酮醇、黄烷酮(flavonone)和花色苷(anthocyanins)等。
花色苷即花色素苷,控制花的粉红、红、蓝、紫和红紫等,由花色素和糖(saccharide)组成。
类胡萝卜素是胡萝卜素(carotene)和叶黄素(xanthophyll)(即胡萝卜醇,carotenol)的统称,所含共轭双键构成生色团,表现黄、橙、红和紫等。
生物碱是含负氧化态氮原子的环状有机物,是氨基酸的次生代谢产物。
花色素一般存在于花瓣的上表皮细胞,深色花瓣的栅状组织、海绵组织及下表皮细胞也含有色素。
不同花色素在细胞内存在的位置及状态不相同, 类胡萝卜素以沉积形式或结晶态存在于细胞质的色素体上, 而类黄酮则以细胞液状态存在于液泡之中。
花色是色素综合的外在表现, 决定于液泡的p H 值、花色素普、黄酮醇及其它辅色素的存在与浓度。
2、液泡pH值对花色影响花瓣细胞液pH 直接与花色相关。
尽管花瓣细胞液pH多在2.5~7.5,但红色花的细胞液比蓝色花的酸性更强; 红色花衰老时液泡pH增加且花色变蓝。
花瓣细胞液pH直接影响花色素的颜色表现。
花色苷呈色具pH 依赖性:pH<2时显红或黄; pH<3时显红或蓝; pH>6时显多种色; pH3~6时形成的无色甲醇假碱可再转化为无色顺式查尔酮和反式查尔酮; 在特定pH溶液中,花色苷的几种型式达成平衡且表现特定颜色; 一般,花色苷在低pH下为红色且稳定,在弱酸性的液泡pH下更趋蓝色且常不稳定;pH也影响花色苷的共色作用而影响花色。
植物生理学习题及答案
绪论一、名词解释:植物生理学二、填空1、1、1917年,在美国的《植物学公报》(Batanical Gazette)发表了“钡、锶、铈对水绵属的特殊作用”一文,这是中国人应用近代科学方法研究植物生理学的第一篇文献。
2、“南罗北汤”是两位著名的中国植物生理学家。
他们是上海的和北京。
3、植物生理学是研究的科学,属于范畴,因此,其主要研究方法是。
4、1882 编者的“植物生理学”讲义问世。
随后发表一部三卷本“植物生理学”使植物生理学成为一门具完整体系的独立学科。
5、被认为是现代植物生理学的二位主要创始人。
A、J.B.van Helmont和J.WoodwardB、J.Sachs和W.PfefferC、S.Hales和N.T.de SaussureD、O.R.Hoagland和D.Arnon6、被认为是中国最早的三位植物生理学家。
A、A、钱崇澍、张珽和李继侗B、B、罗宗洛、汤佩松和殷宏章C、C、吴相钰、曹宗巽和阎龙飞D、D、汤玉玮、崔澄和娄成后7、1648年,将一棵5lb(2.27kg)重的柳树栽种在一桶称量过的土壤中,每天除了给柳树浇灌雨水外,不再供应其他物质。
5年后,这小树长成一棵重达169lb(76.66kg)的大树,土壤的重量只减少了2oz(56.7g)。
由此,他合乎逻辑地、但是错误地得出结论:柳树是由水构成的。
A、J.B.van HelmontB、W.PfefferC、J.SachsD、N.A.Maximov8、矿质营养学说是由德国的1840年建立的。
A、J.von LiebigB、J.B.van HelmontC、W.KnopD、J.Sachs9、1771年,英国牧师兼化学家用蜡烛、老鼠、薄荷及钟罩进行试验,结果发现植物能释放氧气,并能气经过动物呼吸后的污浊空气更新。
A 、J.IngenhouseB 、J.PriestlyC 、J.SachsD 、N.T.de Saussure三、思考题1.植物生理学的发展大致经历了哪几个阶段?2.21世纪植物生理学的发展趋势如何?3.近年来,由于生物化学和分子生物学的迅速发展,有人担心植物生理学将被其取代,谈谈你的观点。
花卉色素合成与花色变化机制
花卉色素合成与花色变化机制花卉作为自然界中的美丽存在,其色彩鲜艳丰富,给人们带来了无尽的欣赏和赏心悦目的感受。
然而,花朵的颜色并非天生就是如此美丽多彩,而是通过花卉色素的合成和花色变化机制来实现的。
本文将探讨花卉色素的合成过程以及影响花色变化的机制。
一、花卉色素的合成过程花卉色素的合成是通过复杂的生物化学反应来实现的。
其中,花卉色素主要由苯酮衍生物和苯丙氨酸衍生物两类合成途径。
苯酮衍生物合成途径包括乙酸途径、黄酮途径和黄酮异构酶途径;苯丙氨酸衍生物合成途径包括酪氨酸途径和酪氨酸类别途径。
1. 乙酸途径:乙酸途径主要是通过酶催化将乙酰辅酶A转化为苯丙酮酸,然后通过多个中间产物的转化,最终形成花卉色素。
2. 黄酮途径:黄酮途径是指通过乙酸途径产生的苯丙酮酸,进一步被酶催化以产生黄酮类,最终形成花卉色素。
3. 黄酮异构酶途径:黄酮异构酶途径是通过对黄酮类物质进行异构酶催化反应,最终形成花卉色素。
4. 酪氨酸途径:酪氨酸途径主要是通过酶催化将酪氨酸转化为还原酪胺酸,然后通过多个中间产物的转化,最终形成花卉色素。
5. 酪氨酸类别途径:酪氨酸类别途径是指通过酶催化将酪氨酸转化为另一类花卉色素的途径。
二、花色变化的机制花色变化是指花朵颜色的改变,在花卉色素的合成基础上,还受到其他因素的调控和影响。
1. 光照条件:光照是影响花色变化的重要因素之一。
光照可以直接影响花卉色素的合成速率和种类,不同波长的光照会导致不同颜色的花朵。
2. 水分供应:水分供应充足能够促进花色的饱满和艳丽,缺水则会导致花色的枯萎和暗淡。
3. 温度:温度也是影响花色变化的重要因素之一。
高温会促进花卉色素的合成和花色的鲜艳,而低温会使花色变得暗淡。
4. 土壤物质:土壤中的营养物质和无机盐对花卉色素的合成和花色的变化也有影响。
不同的土壤条件对花色的稳定性和鲜艳程度有不同的影响。
5. 植物激素:植物激素是调控植物生长和发育的重要分子,在花色变化中也起着关键的作用。
花为什么是五颜六色的
花为什么是五颜六色的引言花是大自然中美丽而神奇的存在,我们常常能够在花园、公园或者野外欣赏到各种各样色彩斑斓的花朵。
然而,为什么花会如此绚丽多彩呢?本文将探讨花朵为什么具有五颜六色的原因。
鲜花色彩的形成原理花的颜色是由花瓣内的色素决定的。
具体来说,花色素分为两类:一个是类胡萝卜素,另一个是花青素。
类胡萝卜素类胡萝卜素主要包括β-胡萝卜素、叶黄素和β-类胡萝卜素。
这些物质主要呈现橙色和黄色。
类胡萝卜素在花朵中起到抗氧化和光保护的作用。
通过吸收和转化光能,帮助花朵进行光合作用,同时还能够保护花朵免受光照引起的损害。
花青素花青素是一类富含氮的有机化合物,呈现出蓝色、紫色和红色等颜色。
花青素的颜色是由其分子结构和化学键的不同而决定的。
花青素在花朵中起到吸引传粉媒介的作用。
蓝色或紫色的花朵能够吸引蜜蜂、蝴蝶等传粉昆虫,进而帮助花朵进行传粉和繁殖。
花色的遗传基础花色的遗传基础涉及到多个基因的相互作用。
具体来说,花色的遗传是由一系列基因控制的。
这些基因控制了花瓣的色素合成、转运和积累等过程。
在人工培育中,通过选取和杂交具有特定花色的花朵,可以培育出新的花色变异。
这种遗传变异提供了认识花色形成机制的重要途径。
适应环境的进化花朵的色彩除了在生物学中起到重要作用之外,还有助于花朵适应环境。
在自然界中,花朵的颜色可以帮助花朵与环境相融合,从而降低花朵被食草动物或其他捕食者发现的机会。
同时,花朵的颜色还可以通过吸引传粉媒介来促进花粉的传播和繁殖。
人为因素的影响花色的多样性不仅仅由自然因素决定,人为因素也对花色的形成起到了重要作用。
通过人工培育和选择,人们可以将具有不同花色的花朵进行杂交,从而培育出新的颜色变种。
这种人为干预为花色的多样性提供了更丰富的可能性。
结论花为什么是五颜六色的,原因有多个方面。
首先,花色的形成与花瓣内的色素有关,类胡萝卜素和花青素的存在使花朵呈现出丰富多彩的色彩。
其次,花色的遗传基础决定了花朵颜色的遗传方式和可能性。
花卉色素合成的分子机制
花卉色素合成的分子机制随着人们生活水平的提高,花卉的种植和养护也逐渐成为现代城市生活中不可缺少的一部分。
而伴随着这一趋势的,是对花卉颜色的追求。
不同的颜色使得花卉更加美丽多姿,而花卉色素合成的分子机制正是影响花卉颜色的重要因素之一。
本文将从花卉色素的种类、合成机制和影响因素三个方面,深入探讨花卉颜色的形成。
一、花卉色素的种类花卉的颜色来源于其皮层细胞中的色素。
目前已知的花卉色素主要包括以下类型:1.类胡萝卜素:类胡萝卜素是一种脂溶性的天然色素,常见的有β-胡萝卜素、叶黄素、玉米黄质等。
此类色素在花卉中通常呈现红、橙、黄三种颜色。
2.花青素:花青素是水溶性的色素,主要分为花色苷和花青素二种物质。
此类色素在花卉中主要呈现紫、蓝、红三种颜色。
3.花翠素:花翠素又称为花木素,是一种水溶性的色素,主要来源于植物叶绿素的降解产物。
此类色素在花卉中呈现绿色。
二、花卉色素的合成机制花卉色素的合成是一系列复杂的生化反应过程。
其中,影响花卉颜色的主要物质是叶绿素,它是植物中最常见的色素,常常被形象地比喻为植物中的“绿宝石”。
花卉颜色的形成过程一般包括两个阶段。
第一阶段是色素的生物合成,也就是花卉中生物制造色素的过程。
第二阶段则是色素的积累和稳定,在此阶段中,花卉会将实现色素的均衡分配,使得各个层面的色素合成均衡,并最终呈现出具有鲜明特色的花卉颜色。
以花青素为例,它是由花青苷酸的生物合成组成的,此过程中可以分为两个环节。
第一个环节是由酪氨酸合成花青原,第二个环节则是由花青原转化为花青素。
此过程中还需要经过多个酶促反应,包括酪氨酸脱羧酶、花青原-5-葡萄糖甙转移酶、花青原-6'-葡萄糖甙转移酶等多种酶促反应,最终合成花青素。
花青素的不同种类,则是由其不同的花青苷酸成分所带来的。
三、影响因素花卉颜色的形成不仅和物种本身有关,还和环境等多种因素有关。
其中比较重要的因素包括光照、温度、土壤、水分等。
光照可以影响花卉色素的合成,太阳光照强度强时,叶绿素的含量会增加,从而影响花卉中色素的合成。
植物花朵呈色的分子机制
植物花朵呈色的分子机制
自古以来,人们就深深地爱上了植物的花朵,它们的色彩绚丽多姿,总是让采
集者对给自己的礼物充满憧憬。
而这些不同的花朵呈色模式,则有赖于其中存在的色素的精彩分子机制。
根据经典的植物人类学理论,植物色素有两种,分别是类胡萝卜素和类黄酮素,这两种色素综合起来构成植物花朵不同颜色。
类胡萝卜素由三种基本结构组成:由雌二醇和两个羟基侧链组成的中心羟基、共轭橙色素基团和细胞表面分子,每个组件都具有互相作用的作用,从而影响花朵的色彩呈现,最终衍生出不同的颜色。
类黄酮素由花色因子、类黄酮素一些特定的特定氨基酸、芰黄酸和氨基异戊二酸组成,每个成分都具有不同的色素特性,从而将多种色彩组合在一起。
因此,植物花朵呈色的分子机制就可以概括为:类胡萝卜素和类黄酮素这两种
色素的互动,会影响植物色素的形成,最终呈现出丰富的色彩。
如今,人们已经能够在各种颜色的花朵中丰富自己的展示空间,它们的绚丽美丽令人叹为观止,让有缘人从中开始一场梦境的旅行,令世界更加多姿多彩。
花卉的色素合成与花色变化机制
花卉的色素合成与花色变化机制花卉作为大自然中的美丽鲜花,其多彩的花朵给人们带来了无尽的惊喜和美感。
这些花卉的色彩多样,花色变化丰富,令人叹为观止。
那么,花卉的色素合成与花色变化机制是什么呢?本文将从花卉的色素合成过程、花色变化机制以及对花卉颜色加工的意义三个方面展开论述。
一、花卉的色素合成过程色素是构成花卉颜色的重要成分,不同的色素决定了花朵的颜色多样性。
花卉的色素合成过程主要通过光合作用中的光能以及植物自身的生物合成途径来完成。
1. 光合作用中的色素合成光合作用是植物通过吸收阳光中的光能,将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。
在这个过程中,植物会利用光照中的各种不同波长的光线来合成色素。
光照中的红光、蓝光和紫外线等波长的光线是花卉合成色素的重要因素。
红光:红光的波长较长,能够促进叶绿素的合成。
叶绿素是植物绿色的色素,不仅在叶子中起到光合作用的主要载体,也可以影响花卉的色素合成。
蓝光:蓝光的波长较短,能够促进花青素的合成。
花青素是具有蓝色和紫色的色素,常见于紫色、蓝色花卉中。
紫外线:紫外线的波长更短,能够促进类胡萝卜素的合成。
类胡萝卜素是黄色和橙色的色素,常见于黄色、橙色花卉中。
2. 植物自身的生物合成途径除了光合作用中的色素合成外,植物还可以通过自身的生物合成途径来合成色素。
这些途径包括苯丙素途径、黄酮素途径、类胡萝卜素途径等。
这些途径不仅会受到植物遗传因素的控制,也会受到外界环境因素的影响。
二、花色变化机制花卉的花色变化主要受到色素的类型、浓度以及花组织的结构等多个因素的影响。
花色变化机制主要可以从以下几个方面来解释。
1. 花色素的类型与浓度花卉所含的色素类型不同,花色就会呈现不同的变化。
例如,花卉中含有大量的花青素,花色就会呈现蓝色和紫色。
此外,花卉中色素浓度的高低也会影响花色的变化。
色素浓度高,花色鲜艳。
反之,浓度低则花色较淡。
2. 花组织的结构花卉中色素的分布也与花组织的结构有关。
比如,花卉中的色素大部分分布于花瓣的细胞中,而少量分布于其他花组织中。
变色花的科学原理是什么
变色花的科学原理是什么变色花,顾名思义,就是指在特定条件下能够改变花瓣颜色的花朵。
这种神奇的花朵一直以来都备受人们的好奇和喜爱。
那么,变色花的科学原理究竟是什么呢?接下来,我们就来一探究竟。
首先,我们需要了解变色花的颜色变化是如何实现的。
在自然界中,有一些花朵在不同的酸碱度环境下会呈现出不同的颜色。
这种现象的产生,主要是由于花瓣中存在着一种叫做“花色素”的物质。
花色素是一种PH指示剂,它会根据周围环境的酸碱度发生变化,从而导致花瓣颜色的改变。
其次,我们来解析一下花色素的工作原理。
花色素的颜色变化是由于分子结构的改变所导致的。
在酸性环境下,花色素的分子结构会发生变化,从而呈现出一种颜色;而在碱性环境下,花色素的分子结构又会发生另一种变化,导致花瓣呈现出另一种颜色。
这种颜色变化的原理,其实就是利用了花色素分子结构的敏感性和可变性。
再者,我们需要了解酸碱度对花色素的影响。
酸碱度是影响花色素颜色变化的关键因素。
在酸性环境下,花色素会呈现出一种颜色,而在碱性环境下,花色素会呈现出另一种颜色。
这种对环境酸碱度的敏感性,使得花色素能够根据周围环境的变化而自动调整自身的颜色,从而实现花瓣颜色的变化。
最后,我们来谈谈变色花的实际应用。
变色花的科学原理虽然看似简单,但却蕴含着深奥的物理化学知识。
在现实生活中,人们可以利用这一原理,培育出更加多彩多姿的花卉品种,丰富了人们的生活。
同时,变色花也被广泛应用于教育领域,作为生物化学实验的教学材料,帮助学生更好地理解酸碱度对物质性质的影响。
综上所述,变色花的科学原理主要是基于花色素对酸碱环境的敏感性和可变性,从而实现花瓣颜色的变化。
这种原理的应用不仅丰富了花卉品种,也为生物化学教育提供了有力的实验材料。
相信随着科学技术的不断发展,变色花的科学原理也将迎来更多的应用和发展。
大学课程《植物生理学》试题及答案(十一)
大学课程《植物生理学》试题及答案一、名词解释1、单性结实:子房不经过受精作用而形成不含种子果实的现象,称为单性结实。
2、春化作用:低温促使植物开花的作用,称为春化作用。
3、长日植物:指日照长度大于一定临界日长才能开花的植物。
4、短日植物:指日照长度小于一定临界日长才能开花的植物。
5、光周期诱导:植物只需要一定时间适宜的光周期处理,以后即使处于不适宜的光周期下,仍然可以长期保持刺激的效果,这种现象称为光周期诱导。
二、是非题1、植物的C/N较大时延迟开花或不开花。
(N )2、在24h周期条件下,暗期越长越能促进短日植物开花。
(N )3、对植物进行光周期诱导,其光照强度必须低于正常光合作用所需要的光照强度。
(N )4、在大田条件下,春季播种的冬小麦不能开花。
(Y )5、在任何日照条件下都可以开花的植物称为日中性植物。
(Y )6、以日照长度12小时为界限,可区分为长日植物和短日植物。
(N )7、花粉落在雌蕊柱头上能否正常萌发,导致受精,决定于双方的亲和性。
(Y )8、花粉的识别物质是内壁蛋白。
(N )9、花粉管在雌蕊中的定向生长,是由于花粉管尖端朝着雌蕊中“向化物质”浓度递增方向延伸的缘故。
(Y)10、授粉后,雌蕊中的生长素含量明显减少。
(N)11、植物在适当光周期诱导下,会增加开花刺激物的形成,这种物质是可以运输的。
( Y )三、选择题1、甘蔗只有在日长12.5h下才开花,它是属于(D )。
A、短日植物B、长日植物C、日中性植物D、中日性植物2、在植物的光周期反应中,光的感受器官是(C )。
A根B、茎C、叶D、根、茎、叶3、在赤道附近地区能开花的植物一般是(A )植物。
A、中日B长日C、短日D、长-短日4、在温带地区,秋季能开花的植物一般是(C )植物。
A、中日B、长日C、短日D、绝对长日5、除了光周期、温度和营养3个因素外,控制植物开花反应的另一个重要因素是(C )。
A、光合磷酸化的反应速率B、有机物有体内运输速度C、植物的年龄D、土壤溶液的酸碱度6、长日植物南种北移时,其生育期(B )。
花青素结构式
花青素结构式
花青素(anthocyanidin)又称花色素,是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素,是花色苷水解而得的有颜色的苷元。
水果、蔬菜、花卉中的主要呈色物质大部分与之有关。
在植物细胞液泡不同的PH值条件下,花青素使花瓣呈现五彩缤纷的颜色。
已知花青素有20多种,食物中重要的有6种,即天竺葵色素、矢车菊色素、飞燕草色素、芍药色素、牵牛花色素和锦葵色素。
自然状态的花青素都以糖苷形式存在,称为花色苷,很少有游离的花青素存在。
花青素主要用于食品着色方面,也可用于染料、医药、化妆品等方面。
花青素是糖苷衍生物,基本结构如下:
一般自然条件下游离的花青素极少见,常与一个或多个葡萄糖、鼠李糖、半乳糖、木糖、阿拉伯糖等通过糖苷键形成花色苷,花色素中的糖苷基和羟基还可以与一个或几个分
子的香豆酸、阿魏酸、咖啡酸、对羟基苯甲酸等芳香酸和脂肪酸通过酯键形成酸基化的花色素。
花青素分子中存在高度分子共扼体系,含有酸性与碱性基团,易溶于水、甲醇、乙醇、稀碱与稀酸等极性溶剂中。
在紫外与可见光区域均具较强吸收,紫外区最大吸收波长在280nm附近,可见光区域最大吸收波长在500~550nm范围内。
花青素类物质的颜色随pH值变化而变化,pH<7呈红色,pH=7~8时呈紫色,pH>11时呈蓝色。
花的颜色原理
花的颜色原理花的颜色原理涉及到花朵内部的结构和颜色成分的相互作用。
主要有色素成分和结构性颜色两种原理。
首先,色素成分是花的颜色形成的主要原因之一。
花色素是由植物体内产生的天然有机化合物,通常被称为花色素或植物色素。
它们主要分为三大类:类黄酮、花青素和类胡萝卜素。
这些色素会吸收特定波长的光线,而反射或透射其他波长的光线,使得我们能够看到特定的颜色。
比如,花色素可以吸收蓝光和紫光,而反射红光和黄光,我们会看到花朵呈现出蓝色或紫色。
不同的花色素组合和浓度会导致不同的花色。
其次,结构性颜色是花的另一种颜色成分原理。
结构性颜色是因为反射和干涉的光学现象而产生的颜色。
花瓣表面或细胞内存在着具有特殊结构的物质,如多孔或多层的细胞壁、光波长相近的颜色组分等。
这些结构能够使一些光波长被散射或者干涉,而其他光波长被放大,从而形成特殊的颜色。
例如,一些花朵表面有微小凹凸的纹理和蜡质涂层,使得光线发生折射和散射,产生独特的光学效果,观察者会看到闪亮或金属质感的颜色。
此外,细胞壁内多孔或多层的结构也会导致某些波长的光被干涉或散射,而呈现出特定的色彩效果。
花色的形成受到遗传因素、环境因素和生理因素的影响。
不同物种的花朵在基因水平上决定了它们能够产生的色素类型和浓度,从而决定了花色的表现。
同时,环境因素如温度、光照和土壤中的元素含量等也会对花色产生影响。
例如,寒冷的气候或贫瘠的土壤可能会对花色产生限制,而光照强烈的环境可能促使花朵产生更鲜艳的颜色。
此外,植物体内的生理过程,如光合作用和激素调控,也会影响花色的形成。
另外,花色在植物中也具有重要的生物学功能。
一方面,花色可以用来吸引传粉者,如昆虫、鸟类或蝙蝠,促进花粉传播,从而增加植物的繁殖成功率。
不同传粉者对花色的好恶和识别能力不同,因此花朵的颜色适应了不同传粉者的需求,形成了一种共生关系。
另一方面,花色也可以用来吓阻或迷惑植食动物或其他潜在的危害,保护植物免受掠食或破坏。
总结起来,花的颜色形成受到色素成分和结构性颜色的相互作用影响。
花卉的色素代谢途径与花色调控因素
花卉的色素代谢途径与花色调控因素花卉是大自然中美丽的艺术品,花朵的色彩丰富多样,给人们带来了无尽的美感。
然而,花卉的色彩并不是随意而来的,而是经过复杂的色素合成和调控过程。
本文将介绍花卉的色素代谢途径和花色调控因素。
一、色素代谢途径花卉的花色主要来源于花瓣细胞内的色素。
花朵中常见的色素有类胡萝卜素、花青素和类黄酮素等。
1. 类胡萝卜素代谢途径类胡萝卜素是一类重要的花色素,它们主要存在于花朵的黄、红和橙色部分。
类胡萝卜素的合成途径经过多个酶的催化反应,最终生成β-胡萝卜素。
其中,关键酶包括PSY(phytoene synthase)、PDS (phytoene desaturase)和CRTISO(carotenoid isomerase)等。
2. 花青素代谢途径花青素是一类重要的花色素,它们主要存在于花朵的蓝、紫和红色部分。
花青素的合成途径包括花瓣细胞中的酚氨酸途径和苯丙氨酸途径。
在酚氨酸途径中,经过多个酶的作用,最终生成花青素。
而在苯丙氨酸途径中,经过苯丙氨酸氨基酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase)的作用,苯丙氨酸生成对香豌豆素,然后在酶的作用下合成花青素。
3. 类黄酮素代谢途径类黄酮素是一类重要的花色素,它们主要存在于花朵的黄色部分。
类黄酮素的合成途径经过多个酶的作用,最终生成橙黄色的花色素。
其中,关键酶包括CHI(chalcone isomerase)、F3H(flavone 3-hydroxylase)和F3′H(flavonoid 3′-hydroxylase)等。
二、花色调控因素花卉的花色不仅仅由色素的合成途径决定,还受到一系列的调控因素的影响。
1. 光照条件光照是影响花朵颜色的重要因素。
不同波长的光照对花朵的色素合成和色彩表达具有不同的影响。
例如,蓝光促进类黄酮素的合成和紫色花色的表达,而红光则促进类胡萝卜素的合成和红色花色的表达。
2. 温度条件温度是影响花朵颜色的关键因素之一。
花色素的结构
花色素的结构花色素是植物中的一种重要色素,主要存在于花瓣、果实和叶子等部位。
它是赋予植物各种颜色的重要因素,也是食品、药品和化妆品等的重要原料。
花色素的结构多样,包括单环、双环和三环等多种形式,下面将详细介绍花色素的结构。
一、单环花色素单环花色素是最简单的花色素结构,通常由一个苯环和一个色酮或色胺基团组成。
常见的单环花色素有:黄酮、黄酮醇、异黄酮、异黄酮醇等。
这些花色素在植物中广泛存在,如黄酮类化合物是许多水果和蔬菜的主要色素。
二、双环花色素双环花色素是由两个苯环组成的复杂结构,其核心是由两个苯环共用一个碳原子形成的双键。
常见的双环花色素有:花色苷、花色苷酸、花色苷醇等。
这些花色素在植物中广泛存在,如紫色的葡萄中含有大量的花色苷。
三、三环花色素三环花色素是由三个苯环组成的复杂结构,其核心是由三个苯环共用一个或多个碳原子形成的多键。
常见的三环花色素有:蒽醌、蒽酮、蒽酚等。
这些花色素在植物中广泛存在,如红色的玫瑰中含有大量的蒽醌。
四、花色素的结构特点花色素的结构特点是具有高度的共轭体系,这是它们能够吸收光能并产生颜色的主要原因。
共轭体系中的π电子可以在分子间自由移动,形成电子云,从而使得花色素能够吸收不同波长的光。
此外,花色素的结构还决定了它们的稳定性和溶解性。
例如,含有多个羟基的花色素通常具有较高的稳定性和水溶性。
五、花色素的应用由于花色素具有丰富的颜色和生物活性,因此被广泛应用于食品、药品和化妆品等领域。
例如,黄酮类化合物因其抗氧化性和抗炎性,被广泛用于保健食品和药品;花色苷因其抗癌和抗氧化性,被广泛用于化妆品;蒽醌类化合物因其抗菌和抗炎性,被广泛用于药品。
花色素合成途径
花色素合成途径花色素是花卉产品加工过程中重要的天然色素之一。
它不仅能给食品以天然的美感,而且还有良好的营养保健作用。
如何科学地利用花色素是人们非常关心的问题。
目前为止,虽然对花色素的提取、分离、性质及其应用做了大量研究工作,但对花色素合成途径的研究还很不够,更没有从生理活性、营养价值方面进行系统研究。
本实验通过从食用型玫瑰花中提取花色素,并探讨了其合成途径。
结果表明: 1、花色素合成途径包括水解、缩合、氧化、还原、聚合等。
2、具体地说,花色素合成途径可分为两步。
第一步是从食用型玫瑰花中提取花青素。
在该步骤中,有20种植物蛋白酶和纤维素酶参与反应,其中, PP1和PP1在提取过程中起主导作用。
第二步是从玫瑰花色素提取液中得到三种花色素。
目前主要采用醇溶、碱溶、醚溶三种方法。
其中,醇溶的色素含量最高。
花青素的化学结构式如图3-4所示。
其中, H8和R16的长度为30。
3nm,分别为花青素中两个酚羟基上的氢原子。
由于环上的取代基和位置不同,花色素分子结构也会发生变化。
如PP1和PP2均属于酚性醌类化合物。
PP1的4。
3位碳原子被氧化,形成苯醌基团; PP2的5。
3位碳原子被氧化,形成醌式结构。
PP1和PP2的2。
2位碳原子均为可变构型。
PP1和PP2的1。
2位碳原子各接有两个酚羟基。
这些都使得花色素的理化性质有所改变。
花色素分子呈紫红色或紫色,因此又称为紫色素或紫罗兰色素。
花色素主要由花青素组成,可分为花青素(β-紫罗兰酮、矢车菊素、飞燕草素、菊花素、向日葵素、红花黄素、玉簪黄素、矢车菊红素、蓝色素、红花黄素、蓝靛素)、类花青素(C。
beta-D-葡萄糖基矢车菊素、矢车菊红素、蓝色素、紫色素)、其他类花青素(黑豆花青素、菊苣黄素、棉花素)。
其中, PP1和PP2主要是食用型玫瑰花中花青素的主要成分,占总量的60%以上。
四,多种有效成分参与合成,提高花色素的营养价值。
五,无毒副作用,符合食品卫生安全要求。
花青染料结构
花青染料结构花青素是一类广泛存在于植物中的天然色素,具有鲜艳而多样的颜色,如紫色、蓝色、红色等。
花青素在生物学、医学和食品科学等领域有广泛的应用。
而花青染料则是由花青素经过一系列加工和处理工序得到的颜料,被广泛用于质量要求高、对颜色要求强的纺织、印染、涂料等领域。
一、花青素的结构花青素是一种水溶性的黄酮类化合物,由苯环、间苯二酮环和葡萄糖苷结构组成。
其分子式为C15H10O6,分子量为286.24 g/mol。
不同的花青素分子所具有的颜色,主要受分子结构的影响。
二、花青染料的结构花青染料的结构与花青素有所不同,具有更广泛的结构变化,且通常是由多个不同的花青素分子而成。
花青染料结构的重点在于花青素分子的连接方式。
在花青染料分子中,分子上的羟基,如-OH、-OCH3等官能团,可通过不同的反应形式与其他分子结构中的羟基连接,形成不同的结构类型。
比如,苯丙基结构与花青素分子结合,就可以生成花青二糖类化合物。
三、花青染料的应用花青染料具有广泛的应用,是纺织、印刷、涂料等领域中常见的颜料之一。
一些深色的天然花青染料,如蓝色的蓝靛,可用于染色和绘画,具有高度的耐光性和耐褪色性。
在食品工业中,花青染料也应用广泛,如在冰激凌、饮料和药品中,加入少量的花青染料能够改善食品的色彩和口感,并为消费者带来更好的吃的体验。
总之,花青染料的结构与性质有广泛的差异,其结构特点决定了它们在不同的应用领域的表现和应用条件。
随着科学技术的不断发展,人们可以更好地理解和利用花青素结构的性质,从而创造出更多种类的花青染料。
花色素结构假说
田晓艳
沈阳农业大学**********************
摘要:本研究对南果梨果皮花色素进行了质谱分析,经过对一级质谱和二级质谱的详细推算,认为自然界的花色素是以钟罩体或灯笼体或小球体形式存在,要么由单纯花色素单元组成,要么与葡萄糖连接而成。钟罩体或灯笼体,连接在细胞膜和叶绿体膜之间或叶绿体双层膜之间;小球体连接在叶绿体双层膜之间或叶绿体与基粒膜之间或基粒膜之间,有特定分子量和形状,及特定的空间构型。以往人们提出的六种花色素,天竺葵色素,矢车菊色素,飞燕草色素,芍药色素,矮牵牛色素,锦葵色素,既存在也不存在,因为在自然界状态下,不存在这些花色素单体,它们只不过是花色素钟罩体或灯笼体或小球体水解时得到的不同片段。花色素主要是苯基苯并吡喃通过氧桥连接而成的类似钟罩的网状大分子或灯笼体或小球体。B环上的3′、5′位通过氧桥,手拉手般相连在一起,酸解后,就会得到人们以往所提出的矢车菊色素或飞燕草色素;B环若没有氧桥相连,酸解后得到的就是天竺葵色素;钟罩体或灯笼体或小球体的顶端起始有3种形式,葡萄糖分子或甲氧苯基苯并吡喃或乙氧苯基苯并吡喃与细胞膜或叶绿体膜或基粒膜上的磷脂双分子层的磷酸羟基相连,钟罩体底端通过苯并吡喃环上的5-C位与叶绿体膜或叶绿体基粒膜上的磷脂以氧桥相连;灯笼体或小球体的底端通过甲氧基或乙氧基与叶绿体膜或叶绿体基粒膜上的磷脂以氧桥相连。钟罩体或灯笼体或小球体两顶端若是通过B环上3′或5′位一个甲氧基将苯基苯并吡喃与细胞膜相连,酸水解后,就得到人们所说的芍药色素;顶端若是通过B环上3′、5′位两个甲氧基将苯基苯并吡喃环与细胞膜相连,酸水解后,就得到人们所说的锦葵色素或矮牵牛色素。因此,花色素酸水解后,人们以往提出的天竺葵色素,矢车菊色素,飞燕草色素含量高,而芍药色素,矮牵牛色素,锦葵色素含量低与本研究假说是吻合的,因为人们理念中的芍药色素、矮牵牛色素、锦葵色素仅仅存在于顶端。不同的花和果实之所以呈现不同颜色,关键在于花色素钟罩体或灯笼体或小球体的密集度以及氧桥的丰度,钟罩体或灯笼体或小球体的密集度以及氧桥的丰度越高,则蓝移;越低,则红移。花色素主要功能是防止紫外线对果实或花朵的伤害,就像一层天网罩在叶绿体膜或基粒膜上,紫外光高能光子通过花色素大分子时,激活的高能电子在通过花色素众多p-π共轭环时,环内电子高速旋转,摩擦产生热能释放出去,同时高能电子变为低能电子传递给叶绿体,从而保证了叶绿体能够正常进行光合作用。
牵牛花色素结构式
牵牛花色素结构式牵牛花,又称酸模叶,是一种常见的观赏植物,属于旋花科。
它的学名是Ipomoea purpurea,是一种藤本植物,通常是攀援生长的。
牵牛花的色素结构式如下:牵牛花的花朵通常呈钟状,花径约为5-8厘米,花色丰富多样,有红色、紫色、蓝色、白色等多种颜色。
牵牛花的色素是赖氨酸衍生物,主要是由花青素和类胡萝卜素组成。
花青素是牵牛花花朵中最主要的色素成分,它们赋予了牵牛花鲜艳的颜色。
花青素是一种水溶性的天然色素,具有强大的抗氧化作用,对于保护细胞免受自由基的侵害具有重要作用。
花青素的分子结构中含有苯环和吡咯环,这些结构使得花青素具有很强的紫外吸收能力,因此牵牛花的花朵在阳光下显得格外艳丽。
类胡萝卜素是牵牛花花朵中的另一种重要色素,它们主要负责牵牛花花朵的黄色、橙色等颜色。
类胡萝卜素是一类脂溶性的天然色素,具有很强的抗氧化作用,对于维护细胞健康和预防癌症等慢性疾病具有重要作用。
类胡萝卜素的分子结构中含有长链碳氢化合物,这些结构使得类胡萝卜素具有很强的吸收和传导光能力,因此牵牛花的花朵在阳光下呈现出丰富多彩的色彩。
牵牛花的花朵色素结构复杂多样,这使得它成为了人们喜爱的观赏植物之一。
无论是在家庭庭院中还是公园花坛中,牵牛花都能为人们带来美丽的视觉享受。
花青素和类胡萝卜素的存在使得牵牛花的花朵不仅仅具有艳丽的外观,还具有重要的药用价值。
牵牛花被认为具有清热解毒、消肿止痛等功效,常被用于治疗感冒、咳嗽等症状。
牵牛花色素结构复杂多样,花青素和类胡萝卜素是其主要色素成分。
这些色素赋予了牵牛花丰富多彩的花朵颜色,也使得牵牛花成为了人们喜爱的观赏植物之一。
同时,牵牛花的色素还具有重要的药用价值,对于人们的健康有着积极的影响。
让我们一起欣赏牵牛花的美丽,感受大自然的神奇和魅力。
植物花色由哪些色素构成
类胡萝卜素是胡萝卜素(carotenes) 和叶黄素(xanthophylls) 的统称,
存在于质体内, 决定花的黄、橙、红等颜色。
A.植物花色表现的内在影响因子
化学因子 :花色素的存在及其变化 物理学因子:色素在花瓣中的空间分布及其对光的 作用 生理学因子:细胞液PH值,花发育阶段和植物激 素
黑郁金香、黑蔷薇等黑色花品种之所以呈黑色是因为 花瓣的表皮为乳头状,并具有向垂直于花瓣表面的方 向显著伸长的特征,这一特征使其产生自身的阴影, 加上黑色花所含的花青素浓度较别的颜色的花高,这 就使得在人的视觉上就感觉花瓣是黑色的。
3、八仙花的花色由土壤中的酸碱度决定,土壤pH 低,花色呈蓝色,土壤pH高,花色呈粉红色? 花青素颜色随pH值发生变化,故含花青素的 花颜色极不稳定,遇酸呈红色,遇碱呈蓝色,中 性时则呈紫色。
植物开花生理
1、植物花色由哪些色素构成,以及影响花色的 内外因素。
植物花色色素主要是类黄酮(flavonoids) 和类胡萝卜素(carotenoids)。
类黄酮存在于花瓣表皮细胞液泡中, 花色苷能控制花的粉红、红、蓝、
紫和紫红等颜色, 橙酮(aurone) 和查尔酮(chalcone) 显示花的黄色,统 称为花橙素类色素。
紫甘薯花青素在不同pH值下颜色变化
谢谢观赏
B.植物花色表现的外在影响因子
生态因子 传粉者 真菌侵染或机械损伤 人为行为 光 光强 光质 光周期物理因子源自温度 水分化学因子
矿质营养 糖类 其他 如分子氧可促进花色苷降解
2、为何自然界黑色花极少? 内因——花的颜色都是由花青素表现出来的。花青 素与植物中的铜铁钴钼等不同的金属元素结合后,花 瓣就会表现出不同的颜色。但花青素与任何元素结合 后都不能表现出黑色来。 外因——a.黑色花不鲜艳,不太吸引蜜蜂、蝴蝶等 昆虫。没有昆虫作媒传,花就无法繁衍后代;b.黑色 的花由于能吸收全部的光,花朵容易受到伤害。通过 长久的自然选择,黑色花品种就变得特别稀少了。
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2结果与分析
2.1南果梨果实花色素一级质谱和二级质谱分析的假说前提
本研究组对花色素大分子的一级质谱和二级质谱的分析,本着中国古老文明之大道至简的原则,认为一级质谱的某一段峰或相对直线部分所表达的都是相同的某一个色素大分子,因为花色素含量丰度不同,而出现峰或相对直线。相对直线部分丰度在103-105之间,峰值部分丰度在105-108之间。花色素大分子是一个特殊的大分子,花色素基本单元含有O+,在经过一级质谱分析时,因O+两侧的化学键可能发生随机断裂而使分子内重排或直接加氢后O+恢复为O2-,从而导致花色素分子所含有的电荷数发生变化。而化学键断裂的方式或加氢方式取决于花色素分子的大小,氧桥的多寡,从而产生不同的一级质谱+MS图谱。一级质谱断裂方式,直接决定了进入二级质谱后,形成的片段大小。质谱分析,展现的是核质比,本研究认为,对于花色素大分子而言,作为被除数的分子质量变化极微,而作为除数的核数变化,直接导致核质比发生很大变化。这也是相同的千万个花色素分子进入一级质谱分析时,可能会生成不同一级质谱+MS图谱的原因。
图3随机抽取的21.0-21.8min峰+MS图谱
以21.0-21.8min峰为例,一级质谱峰值主要为382.9、395、464.9。21.0-21.7min以382.9或383为主,21.7-21.8min以395、464.9为主。该峰代表了花色素大分子因电荷数变化导致核质比变化,是该花色素特殊结构决定的。
本研究认为二级质谱的某一段峰或相对直线部分所表达的都是相同的某一个色素大分子的所有片段,换言之,就是没有片段丢失,所有片段的和就是一个完整的花色素网状大分子或小球体或灯笼体。
本研究依据这样的指导思想,结合一级图谱和二级图谱,认为该南果梨果皮样品含有61种花色素分子。峰与峰之间或许还容易区分,那么相对直线部分,又是如何彼此划分开呢?本着中国《易经》数生相,相有形,形有体的原则,认为数变则相变,相变则体变。结合一级图谱的+MS图谱和二级图谱的+MS2图谱的数变,确定每种花色素分子的起始,从而确定了全部花色素分子。
我要阐明的意思是:对于本研究,能进入二级质谱的是花色素完整的大分子,虽然它可能局部化学键断裂,但依然保持整体性,而不是碎裂的片段。
图5 33.5-33.6min峰+MS2图谱
以33.5-33.6min峰+MS2图谱为例,图5为该花色素分子完整+MS2图谱,离子峰值分别为398.8,399.3,367.3,351.5。398.8片段级别是×104、399.3片段级别是×104、367.3片段级别是×103、351.5片段级别是×106;本研究认为它们是一个整体的4个片段,都应该在×106级别上,之所以有减少,是因为不同的片段有再次环化过程,其生成机率及被监测到的机率不同;若碎片没来得及环化,以带负电荷形式存在而不能被检测到。
1.2方法
1.2.1南果梨花色苷的提取及纯化取种子褐色期南果梨果实的果皮10g,充分研磨后,加入250mL1%盐酸乙醇溶液,放于50℃恒温水浴锅4h,4000r.min-1离心10min,滤渣按相同提取方法再次提取,至滤液为无色,合并滤液并定容到相同体积,采用pH示差法测定花色苷含量[9]。
粗提液减压浓缩后,经预处理的D101大孔吸附树脂纯化,用重蒸水洗脱去除糖、有机酸及蛋白质等杂质,后用60%乙醇洗脱,收集花色苷洗脱液,真空浓缩,冷冻干燥至深红色粉末,备用。
1.2.2南果梨花色苷的HPLC-DAD-ESI-MS鉴定色谱条件:色谱柱为Agilent SB-C18(2.1mm×150mm,3.0 µm);流动相的A液为甲醇,B液为0.5%甲酸水;线性梯度洗脱顺序为0~15min,A液15%~40%;15~30min,A液40%~90%;30~35min,90%~90%;进样量为5µL;柱温为30℃;流速为0.2mL.min-1;DAD检测器的检测波长为530nm。
1材料与方法
1.1材料
供试南果梨采自辽宁省海城市接文镇宋家堡村10~12年生南果梨树,于2012年8月25日种子褐色期按果树正南方向,中部同等高度取果实10个,试验设3次重复。
供试盐酸、95%乙醇、氯化钾、无水乙酸钠均为分析纯,由沈阳化学试剂厂生产;供试D101大孔树脂为国药集团化学试剂有限公司生产;供试甲醇、甲酸均为色谱纯,为国药集团化学试剂有限公司生产。试验采用的仪器有:N-1001型旋转蒸发仪、SHB-Ⅲ循环水式真空泵、DHL-A型电脑恒流泵、Christ真空冷冻干燥机和1100液质联用仪。
苯环直径为0.58nm,一个花色素单元直径视为0.58*2=1.16nm。植物细胞大小10-100μm,叶绿体直径4-10μm,叶绿体外膜和内膜合称被膜,每层膜厚度6-8nm,内外层膜间隙在10-20nm。
基于以上的假说,本研究对该样品的61种花色素的分子大小,结构及在细胞中所处的位置及与膜的连接方式,进行详细论述。
花色素结构假说
田晓艳
沈阳农业大学**********************
摘要:本研究对南果梨果皮花色素进行了质谱分析,经过对一级质谱和二级质谱的详细推算,认为自然界的花色素是以钟罩体或灯笼体或小球体形式存在,要么由单纯花色素单元组成,要么与葡萄糖连接而成。钟罩体或灯笼体,连接在细胞膜和叶绿体膜之间或叶绿体双层膜之间;小球体连接在叶绿体双层膜之间或叶绿体与基粒膜之间或基粒膜之间,有特定分子量和形状,及特定的空间构型。以往人们提出的六种花色素,天竺葵色素,矢车菊色素,飞燕草色素,芍药色素,矮牵牛色素,锦葵色素,既存在也不存在,因为在自然界状态下,不存在这些花色素单体,它们只不过是花色素钟罩体或灯笼体或小球体水解时得到的不同片段。花色素主要是苯基苯并吡喃通过氧桥连接而成的类似钟罩的网状大分子或灯笼体或小球体。B环上的3′、5′位通过氧桥,手拉手般相连在一起,酸解后,就会得到人们以往所提出的矢车菊色素或飞燕草色素;B环若没有氧桥相连,酸解后得到的就是天竺葵色素;钟罩体或灯笼体或小球体的顶端起始有3种形式,葡萄糖分子或甲氧苯基苯并吡喃或乙氧苯基苯并吡喃与细胞膜或叶绿体膜或基粒膜上的磷脂双分子层的磷酸羟基相连,钟罩体底端通过苯并吡喃环上的5-C位与叶绿体膜或叶绿体基粒膜上的磷脂以氧桥相连;灯笼体或小球体的底端通过甲氧基或乙氧基与叶绿体膜或叶绿体基粒膜上的磷脂以氧桥相连。钟罩体或灯笼体或小球体两顶端若是通过B环上3′或5′位一个甲氧基将苯基苯并吡喃与细胞膜相连,酸水解后,就得到人们所说的芍药色素;顶端若是通过B环上3′、5′位两个甲氧基将苯基苯并吡喃环与细胞膜相连,酸水解后,就得到人们所说的锦葵色素或矮牵牛色素。因此,花色素酸水解后,人们以往提出的天竺葵色素,矢车菊色素,飞燕草色素含量高,而芍药色素,矮牵牛色素,锦葵色素含量低与本研究假说是吻合的,因为人们理念中的芍药色素、矮牵牛色素、锦葵色素仅仅存在于顶端。不同的花和果实之所以呈现不同颜色,关键在于花色素钟罩体或灯笼体或小球体的密集度以及氧桥的丰度,钟罩体或灯笼体或小球体的密集度以及氧桥的丰度越高,则蓝移;越低,则红移。花色素主要功能是防止紫外线对果实或花朵的伤害,就像一层天网罩在叶绿体膜或基粒膜上,紫外光高能光子通过花色素大分子时,激活的高能电子在通过花色素众多p-π共轭环时,环内电子高速旋转,摩擦产生热能释放出去,同时高能电子变为低能电子传递给叶绿体,从而保证了叶绿体能够正常进行光合作用。
前言:
本研究6年多来一直针对提高南果梨花色素含量做了大量的田间和实验室工作,南果梨是中国特产,秋子梨的变种,只产于辽宁省鞍山市和海城市一带,香气怡人,口感浓郁,是梨果精品,堪称梨中之王。但南果梨致命不足就是成熟期果实遇雨褪色,果实品质急剧下降,并且再着色困难,品质一落千丈,给果农带来极大的经济损失,一年的收入很大程度取决于成熟期的光照和雨水情况。为了解决这个生产难题,本研究针对南果梨果实花色素做了质谱分析,却意外发现了花色素天然存在下的合理状态,不是人们一直以来盲人摸象的状态,它是一个完整的网状大分子或小球体,不是片段。
每种花色素分子,不论是网状钟罩式或小球体或灯笼体,都有顶,要么是苯基苯并吡喃做顶,要么是葡萄糖做顶,先合成第一层B环,4个B环以4′位与作为顶的苯基苯并吡喃或葡萄糖以氧桥相连,同时4个B环3′、5′位以4个氧桥手拉手式相连,或者不相连或者某两个B环两两相连,氧桥的多寡取决于当时葡萄糖的含量及氧桥酶的活性,本研究认为,花色素的生物合成主要底物是葡萄糖和乙酰辅酶A。葡萄糖含量高,氧桥的丰度就高。当然也取决于该物种的氧桥酶活性。第二层合成含有A环的苯并吡喃,第三层再合成B环,第四层再合成有A环的苯并吡喃,以此重复下去,生成的层数取决于细胞膜与叶绿体膜之间的距离,或叶绿体双层膜间距及叶绿体膜与基粒膜间距。因为花色素分子的主要功能就是保护叶绿体膜或基粒膜免受紫外光伤害并且利用紫外光光能,保证光合作用顺利进行。花色素分子就好比中国神话中的女娲补天中的七彩石,花色素分子是花或果实的七彩补天网。提出这个假说的前提就是大道至简,因为真正的大道,简单的不能再简单。太阳光有红外光区域、可见光区域、紫外光区域。太阳光不会因为你是花朵或果实就额外关照你,针对你的喜好而给你提供红光或柔和的可见光,它是普照一切的。那么植物必然会接受到一切光谱。春天太阳光中紫外光含量低,树叶能进行正常的光合作用,少量的紫外光由树叶细胞质中黄酮类物质吸收并释放热能,降低了能量,再提供给叶绿体进行光合作用。植物不会浪费一丝光源的,一切光源都会被利用。到秋天,紫外光强烈,树叶变黄,实质是黄酮类有色物质增加,目的是为了减少紫外光带来的伤害并且利用紫外光光能进行光合作用。作为花或果实,是特殊的生殖器官,具有器官特异性,自身就能进行光合作用,并且具有合成花色素相关的酶,例如氧桥酶、B环合成酶、合成含有A环的苯并吡喃酶,生成花色素大分子充分利用光能,同时也具有花色艳丽,招蜂引蝶,为了更好繁殖的功效。
花色素大分子,一层B环,相当于4个苯环;一层苯并吡喃,相当于8个苯环。电子流在层层间传递过程中,就好比水流一样,4个苯环汇聚,8个苯环扩散,在汇聚过程中,电子流加速,在扩散过程中电子流减速,电能降低,释放热能。这样不断的汇聚扩散,即保持了电子流的速度,又降低了电能,保证电子流以低能状态顺利到达叶绿体进行光合作用。若没有汇聚作用,电子流速度过低,不能保证电能的快速传递。这样的空间构型保证了为叶绿体获得低能电子流的效率。