植物代谢

　　植物代谢（汉语拼音：Zhiwu Daixie；英语：Plant metabolism），植物利用太阳能和无机物质，形成体内的有机物，并用于各种生命活动，同时排除废物和多余的能量的过程。代谢为一切生物所共有。植物独特之处，在于自养性，即利用太阳光能，通过光合作用从二氧化碳、无机盐和水合成各种含能有机物质，供其生命活动之需。植物的非光合器官，或在黑暗中的光合器官的生命活动，也靠利用现成的有机物，即叶片白天形成的光合产物及其中的能量，因而具有与其他生物相似的呼吸代谢及承担呼吸的细胞器——线粒体。

　　植物的代谢产物，除二氧化碳和水向体外排出之外，其他废物一般不排出体外，而是累积于液泡之中。液泡由液泡膜与原生质隔开，因而其中的有毒物质和不适宜的pH值不致伤害原生质。某些植物形成并积累多种特殊产物，称为次生物质，其生理功能多不明。

　　植物的代谢是按照遗传基因的潜势，在环境条件的制约下有序地进行的，随着发育的进程而形成不同的器官，合成不同的物质。遗传基因的负载者——脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA） ，以及响应外界条件、调节体内生理活动的植物激素，和催化各种生物化学反应的酶，既是代谢的产物，又反过来影响代谢。因此植物代谢的内容极其广泛。

　　植物代谢的各个部分，往往不止一条途径。例如碳水化合物降解的途径有糖酵解（EMP）途径和磷酸戊糖（HMP）途径；呼吸链的电子传递有5条不同途径，并且可以通过多种末端氧化酶把电子传递给氧气。

　　不同的代谢途径同时存在于植物体内，但各途径运行的速率并不相等，速率间的比例也不固定。在特定环境中，植物的代谢以哪一途径运行，以及途径之间的变化，依植物的种类和器官、生长发育的状况及环境条件而定。这些不同途径的中间物是植物体内不同的物质的代谢基础，并且常与相应的生理过程密切相关。

　　在物质代谢的同时，进行着能量代谢。植物首先通过光合作用把太阳的辐射能转变为化学能贮藏于有机化合物中。然后一部分通过呼吸代谢以及其他多酶系统把各种有机化合物中的化学能分解出来而加以利用 。其中一部分用于作功，如生物合成、根瘤固氮、维持跨生物膜的浓度差、离子吸收和体内的逆浓度梯度输送。另一部分以热的形式放出，在某些情况下，可显著提高体温。

　　植物体内各种需能反应都以ATP为直接能源。产生ATP的途径有两条，即光合磷酸化作用和氧化磷酸化作用，前者为植物所特有，后者则为动植物所共有。碳水化合物、脂肪和蛋白质等有机物在氧化时都可产生 ATP，其机理也有两种。一种与底物的氧化步骤相联系，称为底物水平磷酸化；另一种与呼吸作用的电子传递（又称呼吸链）相联系，称为电子传递链水平磷酸化。后者是形成ATP的主要途径。不同电子传递途径中产生的ATP分子数不都相等，而其P／O比（即每吸收一个原子O所形成的ATP分子数）也不等。例如电子传递主路P／O＝3，而抗氰电子支路P／O＝1。ATP产生的量因植物种类、生长发育时期和环境条件不同而异，ATP的数量反过来又可影响和调节代谢和生理过程。