为什么植物中有代谢化合物（植物化学物是植物的初级代谢产物）
植物为什么会进化出同时对自己有利又有害的物质？ 动物在面对其他生物的挑衅或欺负时，往往都是要么还击，要么逃走。但与动物相比，植物们“没手没脚”，无法直接消灭掉敌人，似乎只能“无动于衷”。 但也别小瞧它们，在这看似安静的过程中，植物的体内已经开始“高速运转”，去抵抗外界生物（或非生物）对它的威胁。 其中一种形式，就是产生次生代谢产物，它们是普遍存在于植物体内的小分子有机化合物。 次生代谢产物有什么用？ 科学家们发现，很多植物需要次生代谢产物去帮助它们获取更多的养分，或者抵抗环境中的种种威胁。 例如，有些植物叶表面附有一层蜡质以限制蒸腾作用，防止体内的水分在极端高温条件下过度散失导致死亡；十字花科蔬菜中的硫代葡萄糖苷（简称硫苷），其中的3-吲哚甲基硫代葡萄糖苷水解产物能够抑制微生物的生长，同时对某些昆虫和草食动物具有威慑作用。这些次生代谢物质都对植物的生长和生存有很大的帮助，是植物的“好帮手”。 但是也有例外——有些次生代谢在帮助植物的同时却也会给植物引来杀身之祸，让它们不得不面临窘迫。 玉米中的苯并恶嗪类就是其中一种。 玉米与西方玉米根虫的爱恨纠葛 苯并嗪类物质(benzoxazinoid , Bx)，是一类广泛存在于禾本科植物中的次生代谢物，具有广泛的抗病、抗虫性，能作用于多种农作物病虫害，也是农作物育种的一个抗性指标。 这类化学物质以丁布为代表，是科学家们研究昆虫与植物相互关系的一类重要化合物。从上世纪60年代开始,人们就对这一类化合物的性质、结构以及抗虫性等多方面展开了研究[1]。 玉米就是一种能够代谢合成的苯并恶嗪类化合物的作物。苯并恶嗪能够帮助玉米从土壤中摄取铁，能将有益微生物吸引到与植物根部接触的土壤区域，也能对防御外界胁迫起到一定的促进作用。它是玉米适应外界环境的重要的组件。 “乙之砒霜，甲之蜜糖” 而玉米在使用苯并恶嗪的同时，却被一种叫做西方玉米根虫的天敌盯上了。苯并恶嗪非但对它不能产生抵御作用，反而还成了一种吸引它的“香味剂” 玉米需要通过苯并恶嗪类物质来帮助它摄取土壤中的铁元素，但西方玉米根虫却可以通过感知苯并恶嗪-铁络合物来精确定位和品尝玉米，不仅如此，它还能利用从玉米那里获取的苯并恶嗪来帮助自己抵御其他寄生虫，苯并恶嗪类物质被根虫轻松利用。 除了苯并恶嗪，之前提到的硫代葡萄糖苷也会让一些植物陷入类似的窘境：本来它是植物产生的一种防御病原体、昆虫和食草鸟类等捕食者的次生代谢产物，但对蚜虫来说却不管用。因为蚜虫会一边吸食植物，一边帮助植物积累硫代葡萄糖苷以防御其他的捕食者。这导致植物陷入一个既要促进蚜虫存活的又要被蚜虫啃食的利用怪圈。 植物细胞中储存的物质和代谢产物,称为什么？植物细胞中还常有一些贮藏物质或代谢产物,称后含物。种类很多，包括糖类（淀粉粒）、蛋白质（糊粉粒或蛋白体）、脂质（脂肪与油）、在液泡中的盐类的晶体、某些有机化合物等。 植物的次生代谢产物有哪些 植物的次生代谢产物是指由次生代谢产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。 植物次生代谢产物是植物对环境的一种适应，是在长期进化过程中植物与生物和非生物因素相互作用的结果。在对环境胁迫的适应、植物与植物之间的相互竞争和协同进化、植物对昆虫的危害、草食性动物的采食及病原微生物的侵袭等过程的防御中起着重要作用。 次生代谢过程被认为是植物在长期进化中对生态环境适应的结果，它在处理植物与生态环境的关系中充当着重要的角色。许多植物在受到病原微生物的侵染后，产生并大量积累次生代谢产物，以增强自身的免疫力和抵抗力。植物次生代谢途径是高度分支的途径，这些途径在植物体内或细胞中并不全部开放，而是定位于某一器官、组织、细胞或细胞器中并受到独立的调控。它们是细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。 植物次生代谢产物可分为苯丙素类、醌类、黄酮类、单宁类、类萜、甾体及其甙、生物碱七大类。还有人根据次生产物的生源途径分为酚类化合物、类萜类化合物、含氮化合物(如生物碱)等三大类，据报道每一大类的已知化合物都有数千种甚至数万种以上。 为什么植物会产生这么多种对人类有药用功效的化学物质个人的一点浅见，我觉得这应该是与动物和植物长期共同进化有关。从遗传物质上来说，动植物都属于碳基生物，共用同一套遗传系统（DNA），因此代谢产生的某些有机化合物在结构上具有相似性，因此植物中的某些成分或许刚好能够与人体内的受体结合产生生化反应，从而对人体产生一定影响。这种影响并不一定是好的，比如植物中的毒性成分，多数是在长期演化过程中为了对抗捕食者而进化出的防御机制。而作为捕食者之一的哺乳动物在生理结构上与人的共同之处就更大了，因此很多植物成分对绝大多数动物都有效果。某些情况下，植物中的有毒成分恰好也是发挥药效的成分，比如乌头碱（来源于毛茛科植物乌头）、东莨菪碱（来源于白花曼陀罗），人误食都会中毒，出现呼吸衰竭，但是小剂量使用则有强心或麻醉的功效。 当然也有一部分有效成分对人体有药效仅仅是巧合，单纯是与人体内的受体结构相似或互补。所以我们无法完全通过经验来甄别哪些植物有药效哪些没有。这些都需要实践来鉴别，因此才有了古代的神农尝百草以及现代的药用植物学、生药学等学科，有目的的从自然界寻找对人体有效的动植物，研究其成分制成药品。 什么是植物次生代谢产物由糖类、氨基酸等初生代谢产物通过次生代谢过程产生的有机物称为次生代谢产物，包括萜类、酚类和生物碱等。 次生代谢产物是由次生代谢产生的一类细胞生命活动或植物生长发育正常运行的非必需的小分子有机化合物，其产生和分布通常有种属、器官、组织以及生长发育时期的特异性。 |