药用植物学讲义32

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1、药用植物学讲义生物信息学院刘 毅绪 论首先提问:为何要学药用植物学?根据学生回答情况有的放矢地进行讲解。药用植物学 Pharmaceutical botany利用植物学的有关知识和方法来研究和应用药用植物的一门学科。是中药专业的专业基础课。中药与草药中药:在中医理论指导下所使用的药物,多在中医古籍有载,药房有售。草药:民间使用,药房多不备。两者可互相转化:中药长期不用即成草药,如神农本草经中的茵芋、营实、杜若、云实、飞廉、石龙芮、马先蒿、积雪草、女菀、爵床、羊蹄、泽漆、乌韭、荩草、鹿藿、陆英等。常用的草药渐被中医采用,运用中医理论指导变为中药,如垂盆草、田基黄、百蕊草、白毛夏枯草,徐长卿,一见

2、喜,肿节风等。民间药、天然药民间散在,零星应用,无理论指导的药物称民间药。天然药包罗一切民间药、中药、草药,来自自然界,非人为加工品。一、 为什么要学药用植物学?1、设问当别人拿来一味中药,请你辨别真伪和质量好坏时,怎么办?如一位同学准确地说出了省立医院中药房的“白花蛇舌草”是伪品,其依据是该批药材无托叶,子房上位,花序为聚伞花序,其它如人参、天麻、西洋参、大黄越是名贵的药物,越是多伪品。大别山区曾误把玄参科山萝花当成半枝莲(唇形科)收购,损失很大,此类例子很多。当发生中毒事故时,是何原因?如五加皮有2种。南五加皮为传统所用的细柱五加,是五加科植物,无毒,而另一种北五加皮是萝藦科杠柳根皮,则有

3、毒。又如细辛属有多种植物,在皖东曾多年来误将金粟兰科有毒植物丝穗金粟兰误作“马细辛”收购并应用,极易产生中毒事故。旋覆花原有一个品种,植物为狭叶旋覆花,与旋覆花同科同属,但用后可能产生呕吐现象。当民间发现一种单验方,治疗疾病效果很佳,如何去发掘?重庆乃至全国这类例子特别多,如断血流,百蕊草,白毛夏枯草,江南牡丹草,安徽贝母等安徽民间药物的发掘。当某种中药资源缺乏,或某病人处方中某味中药无法配齐,如何办?如中国的胡黄连原靠进口,后在西藏发现了资源西藏胡黄连,与进口者功效相似。又如,利血平的原料药萝芙木在云南的发现。中医处方中一些药物可选择功效相近者代用。这样的问题还能提出很多。2、植物药在中药中

4、的地位:中药绝大多数来源于植物,另外还有动物、矿物。从本草书籍收集的中药可见: 书 籍总味数(种数)植物药数占%神农本草经(公元二世纪)365味25269新修本草(唐659年)844味60071证类本草(宋1090年)1518味112274本草纲目(明1590年)1897味110658 (1978年)中药学教材(1984年)(1995年)500味407味484味395333404(动54、矿26)7981.883 .5中国中药资源志要(1994年)127721111887全国中草药名鉴(1996年)132681147186中华本草(1999年)8980味7815味(矿114、动1051)87.

5、4植物药从早期的70%左右逐渐上升到常用中药80%左右,种数达87%左右,由此看出植物药在中药中的位置。种数,与中药味数不是一个概念。3、植物界的复杂性中药中80%左右来源于植物,这些植物如何辨别?各有什么特征?如何掌握这些特征?这就得了解与中药有关的植物学知识药用植物学人们从植物外表进行观察形成了植物形态学。从植物内部进行观察形成了植物解剖学。从植物形态和解剖特征对其分门别类,便于识别和应用,产生了植物分类学。药用植物学包括这三个方面。植物界分类方法后面再详细介绍。4、中药品种的演变及复杂性中药的多源性对常用中药534味(根据中华本草精选本)进行统计,单源者(297味)占55.6%;两源者7

6、3味,占13.7%;多源者164味,占30.7%。两源和多源共有237味,共占44.4%。(其中植物药454味,单源256,两源59,多源139,合计多源198味,占43.6%)连中华人民共和国药典多源者也占27.6%。其中:单源:人参、三七、白头翁、当归、木香、川芎、川乌、半夏、乌药、苦参、地黄、山药、巴戟天、三棱、香附、杜仲、肉桂、酸枣仁、木瓜、山茱萸、牛蒡子、 蒺藜、芡实、槟榔、枇杷叶、通草、青蒿、雷丸、茯苓、西红花、丁香、巴豆、款冬等。二源:黄芪、前胡、柴胡、藁本、漏芦、紫草、白前、白薇、地榆、重楼、黄柏、马兜铃、鹿茸、土鳖虫、地龙、蟾酥等。三原:麻黄、大黄、龙胆、威灵仙、升麻、黄连、

7、辛夷、苦杏仁、山楂、细辛、豨莶草、天南星、黄精、百合、百部、莪术、麝香、珍珠、牡蛎等。四源及以上:秦艽、秦皮、淫羊藿、钩藤、金银花、青黛、郁金、石斛、石决明、海马等。有限多源性药材的形成亲缘关系相近,形色气味合格,具相同和较高含量的有效成分,极为相似的临床疗效。同名异物的复杂性500多种常用中药中有同名异物问题的约300种。不同地区称同一名称而来源不同,如白头翁有20多种植物在不同地区均称白头翁入药,正品为毛茛科白头翁Pulsatilla chinensis,毛茛科的野棉花,大火草、秋牡丹、蔷微科的委陵菜、翻白草;菊科的祁州漏芦,毛大丁草,湿鼠曲草、多茎鼠曲草,大棉花草,珠光香青、石竹科的白鼓

8、钉;唇形科的金疮小草;玄参科的毛鹿茸草等。山慈姑有兰科杜鹃兰(毛慈姑)Cremastra appendiculata、瓶状独蒜兰、滇独蒜兰、独叶山兰;百合科的老鸦瓣(光慈姑)、伊犁光慈姑、丽江光慈姑;防己科的金果榄、金牛胆;马兜铃科的岩慈姑;天南星科犁头尖等在不同地区混作山慈姑。另外如贯众、紫菀、白前、白薇、泽兰、透骨草、漏芦、秦皮、白鲜皮、海风藤、合欢花、王不留行等同名异物情况甚多,形成名实不符。同物异名a一药多名:阴行草,南方作“绵茵陈”使用,北方作“刘寄奴”使用,独角莲:大带皮称“独角莲”,去皮姜矾制称“白附子”,小者甘肃充土半夏。虎掌:小者某些地区作“半夏”,大者作“天南星”。b一物多

9、名:司空见惯,有的异名竟多达百余个,闻其名,令人难知其物,古今品种变化的复杂性(品种变迁)a被取代:疗效欠佳被取代,如古之枳壳、枳实为枸橘,今为酸橙;描述不详被新兴品种取代,巴戟天原有滁州巴戟天,现为茜草科广巴戟Morinda officinalis;外来品被国产品取代,荜澄茄原为胡椒科荜澄茄,现为樟科山苍子,胡黄连原为印度产胡黄连,现为藏胡黄连;采伐过度,被同属近缘种取代:黄连,唐朝的宣黄连为短萼黄连,后为川黄连取代;延胡索原为东北产的齿瓣延胡索,后被浙江、江苏的延胡索所取代。b、同名异物的变迁木通与通草:本经纲目通草为木通科木通。 古代两者均称通草拾遗图经通脱木,为现时药用的五加科通草。现

10、在的木通与通草已分开,木通与古代不同,为马兜铃科关木通和毛莨科川木通,关木通味极苦,与古代性味截然有别,服之中毒甚多,现已淘汰,川木通为铁线莲属多种植物腾茎,所以称木通,是以“有细孔,两头皆通”所致。C、同物异用的变化前胡:古本草用白花前胡,现今加入紫花前胡,但紫花前胡古代称为“土当归”。5、解决工作中的实际问题只要毕业后从事本专业的工作,无论你从事何种工作,药用植物学知识都是你必备的知识。生产、经营、研究、教学各种工作环境中,均与药用植物学知识有关,包括药材真伪的鉴别,药材质量的控制,新资源的调查发掘,民间药物的鉴定,新药的开发研究,中药材的种植研究日常生活知识的需要还魂草的开花是骗局,因为

11、卷柏为蕨类植物,不可能开花。在一般的平原、丘陵地带环境种天麻,人参、大黄不可能,天麻必须有蜜环茵,并且无叶;人参在高山种植,无法在高温的夏季(超过25)过夏;大黄生长在西北高山地带,淮北平原大面积的“大黄”全是冒牌货;翻过的土地种百蕊草不可能,因其为半寄生植物,无寄主植物无法生长。食用的植物类别有何滋补作用:如香菇、木耳、竹荪、海带及近年来越来越多的国外水果、蔬菜、食物进入国内,南方水果北运,这些全需要植物知识。6、与相关学科的关系中药鉴定学中药化学中药学中药资源学药用植物栽培学与药用植物学均有密切关系。另外中药药理学、中药制剂学、方剂学、中药炮制学与药用植物学也有一定关系。二、 怎样学好药用

12、植物学1、药用植物学的研究范围植物形态学Plant morphology 植物解剖学Plant anatomy 药用植物学的主要研究范围植物分类学Plant toxonomy另外植物学还包括植物生态学 Plant ecology 植物地理学 Plant geography植物生理学 Plant physiology植物遗传学 Plant genetics植物胚胎学 Plant embryology植物病理学 Plant pathology植物化石学 Plant geological botany通过植物学中与中药有密切关系的三个分支学科学习为基础,有机会再扩大知识面。2、课程安排:分为理论课、

13、实验课和野外教学实习三个环节,理论课仅是一部分,实验课时超过理论课时,另外野外教学占的比例更大,除平时在校园,药圃及大蜀山认植物外,还有2周黄山野外实习。药用植物学教学安排2学期,秋季开始上课,一开始形态内容,随后显微内容;春季上分类。5月份待课程结束后,安排2周野外教学实习。3、教学要求融会贯通地掌握基本知识,熟悉地掌握基本技能:重视实验课,平时多接触实践。认识常用药用植物300500种。不认识常用植物,无法学好本门课程,也无法适应将来的工作,其实认识数百种植物,也仅仅是开始。背诵拉丁学名:科名40个,重要属名80个。因为拉丁学名在学术交流中占有相当重要的作用,查阅资料也特别方便。独立鉴定植

14、物:了解和学会使用参考书,运用所学知识,准确解剖花,鉴定未知植物。4、学习药用植物学的环境与条件课堂、实验室、图书馆与其他课程相同。大自然的课堂这是药用植物学特有的,走到任何地方,都是学习和实习药用植物的场所,校园内、公园、家乡、山区。药用植物园和中药标本中心是我院为教学、科研创造的优良条件。安徽中药资源丰富,有不同的气候、不同的环境,造就了丰富多彩的药用植物。据全国普查安徽有中药资源2508种,其中药用植物2167种,居华东之首,全国第8位(云南5050、广西4590、四川4354、贵州4294、湖北3970、陕西3291、广东2645)。据我们最近研究,安徽有中药资源3400多种,其中药用

15、植物有263科2904种。5、学习方法培养兴趣,变被动为主动:药用植物学学习的最关键问题,就是认植物,植物遍地都是,只要随时留心,就能逐渐认识一些。当认识了植物,进一步学习就非常容易了。我们学院现在又有这么好的条件,校园、药圃、标本室,同学家乡还有各种植物。我们教师将非常乐意帮助同学,只要不认识的植物,随时可到教研室找我们来问,也可与教师 约定时间、地点,只要同学主动学习,兴趣逐步就培养出来了,学习就省力而方便。重视实践,注意观察:药用植物学最重要的学习方法是多实践,每个同学都要主动去野外采认药用植物,平时留心,不认识的用塑料袋带回,请教同学和老师。有的还可压制干标本。上课前大家多带植物来,老

16、师进行讲解。另外实验课的实践也非常重要,野外教学实习,包括到药圃和大蜀山等地,同学们千万不可脱课,否则补起来很困难学习前浏览全书:掌握局部与整体关系,预习所学内容;学习中抓住重点:每一章节内容的重要性有所不同,要能抓住重点;学习后归纳总结:使学习过的内容互相联系,分类掌握。多看参考书:药用植物学教材仅是一本最简单的入门课本,要想学好,还要多看参考书。6、参考书目各种版本的植物学华东师范大学、北京大学、中山大学、李杨汉等植物解剖学. 李正理,及其翻译本(K.伊稍)种子植物解剖学中药志、安徽中药志、安徽中草药、浙江药用植物志、中药大辞典、全国中草药汇编、中华本草、本草图谱类中国植物志、安徽植物志、

17、江苏植物志、浙江植物志、河南植物志、湖北植物志、中国高等植物图鉴、中国高等植物等。中药资源学、中药鉴别手册、药用植物化学分类学、常用中药材品种整理和质量研究、中药材品种论述植物生态学、植物生理学、植物地理学、植物细胞学、孢粉学概论。关于:实验课有关事项:1、准备物品:实验报告、纸、绘图铅笔(2H型)、削铅笔刀、橡皮、直尺、镊子、扩大镜、解剖针、单面刀片等。2、课代表安排。上 篇植物器官形态和显微结构引言1、药用植物学内容相互关系 分生组织 保护组织薄壁组织 输导组织 机械组织 分泌组织根营养器官 茎叶组织细胞器官植物体 花生殖器官 果实种子藻类植物菌类植物地衣植物苔藓植物蕨类植物裸子植物被子植

18、物(植物界)亲缘关系低等植物离瓣花植物合瓣花植物高等植物双子叶植物单子叶植物该部分内容讲解时以数棵新鲜植物举例讲解,指出各部分之间的关系。2、长度关系及显微镜的观察范围Kmmmmmnm光学显微镜分辨极限不超过0.2m,有效放大倍数一般不超过1200倍显微结构电子显微镜有效放大倍数已超过100万倍超微结构、亚显微结构1.4 以上宏观0.1mm3、植物细胞:一般直径在10100m之间,单细胞植物细胞较小,只有几m,薄壁细胞20100m,较大,贮藏组织细胞可达1mm,苎麻纤维可达200mm,长者可达550mm,最长的细胞为乳管(无节),长数米到数十米。植物的组织:由同类细胞组成。植物的器官:由多数组

19、织组成,由几mm到若干m。4、典型植物细胞的结构细胞质质膜7.5m液泡(移线粒体后)质体叶绿体、有色体、白色体 线粒体12m细胞器高尔基体13m核糖体1015m溶酶体0.52m内质网(厚50 ) 1020m 核膜细胞核 最小1m 核液最大可达1m m 核仁 染色体原生质体生理活性物质细胞壁植物细胞淀粉菊糖蛋白质脂肪和脂肪油晶体:草酸钙晶体、碳酸钙晶体生理活性物质细胞壁后含物生理活性物质细胞壁生理活性物质生理活性物质细胞壁酶、纤维素、植物激素、抗生素和植物杀菌素生理活性物质细胞壁胞间层初生壁13m 单纹孔次生壁510m 纹孔 具缘纹孔 壁的特化 半缘纹孔生理活性物质细胞壁细胞壁生理活性物质细胞壁

20、第一章 植物的细胞第一节 植物细胞的基本结构植物细胞是构成植物体的形态结构和生命活动的基本单位。形状:多样,随植物种类,存在植物体的部位和执行机能不同而异。游离或排列疏松呈类圆形、椭园形和球形。排列紧密多面体形或其他形状支持作用壁常增厚,纺锤形、圆柱形等输导长管状一、原生质体Protoplast是细胞内有生命物质的总称,包括细胞质、细胞核、质体、线粒体、高尔基体、核糖体、溶酶体等,是细胞的主要部分,细胞的一切代谢活动都在这里进行。1、细胞质:(1)质膜:具选择透性和渗透现象(2)细胞器:质体、线粒体、液泡系、内质网、高尔基体、核糖核蛋白体、溶酶体。细胞器:是细胞中具一定形态结构、成分和特定功能

21、的微器官,也称拟器官。光镜可观察到:质体、线粒体、液泡系电镜观察:内质网、高尔基体、核糖核蛋白体、溶酶体。质体:具有一定形态结构、成分和功能的,并且是植物特有的细胞器。质体Plastid叶绿体chloroplast、有色体chromoplast白色体leucoplast 直径约数微米叶绿体:叶、茎及长果绿色部分,根一般不含。含四种色素,A、B、胡萝卜素、叶黄素。球形、卵形、透镜形。有色体:色素主要是胡萝卜素、叶黄素。呈黄、橙红或红色(色素两者比例不同,颜色各异)。(染色体)形状:针、圆、杆、多角或不规则形状。位置:花(蒲公英、唐菖蒲、金莲花)、果(红辣椒、番茄)、根(胡萝卜)功能:聚集淀粉和脂

22、类,在花与果实中吸收昆虫和动物传粉和传种。白色体:不含色素,无色,形状:圆形,椭圆形、纺锤形。位置:不暴光的组织(块茎、块根),也有在叶中。功能:积累贮藏物质,造粉体合成淀粉,蛋白质体合成蛋白质,造油体合成脂肪和脂肪油。叶色与叶绿素关系:叶色与四种色素比例有关,叶绿素占绝对优势,叶呈绿色,叶绿素下降,叶呈黄或橙黄色,阴生植物与阳生植物叶绿素A与B的含量有别。阳生植物,叶绿素含量小,A/B值大,充分利用直射光下的红光阴生植物,叶绿素含量大,A/B值小,充分利用散射光下的蓝紫光叶素素A在红光部分吸收带宽,B则在蓝紫光部分吸收带较宽紫外紫、蓝、绿、黄、橙、红红外400nm 800nm有色体与色素的区

23、别有色体 有一定形状,细胞质中,黄色、橙色、橙红色、脂溶性、不受PH影响花色素(花青素、花黄素)均匀分布 细胞液中,红色,蓝色,紫色,水溶性,随PH变化。质体比较表叶绿体杂色体白色体成分叶绿体A、B、叶黄素、胡萝卜素叶黄素、胡萝卜素无色素颜色绿黄、橙、橙红无色形状高等动物中呈球、卵、透镜形颗料、杆、针、球球、纺锤结构双层膜、基粒、基质片层双层膜双层膜存在部位绿色植物叶、茎、花、果果实、花瓣、少数根各部分贮藏cell中,主要是不暴光组织细胞核功能光合作用,合成固化淀粉积聚淀粉、脂类、传粉、传播种子造粉体,造油体蛋白质体质体转化关系胡萝卜、白萝卜变绿番茄果实 由白绿红辣椒 由绿红线粒体mitoch

24、ondria形状:颗粒状、棒状、丝状或有分枝的细胞器大小:比质体小,一般直径0.5-1.0um,长约1-2um,光镜下仅见外形结构:两层膜功能:是细胞中物质氧化(呼吸作用)的中心。液泡vacuole植物特有。变化:先小而多,随细胞成长,变大,融合占细胞90%功能:调节细胞渗透压,在维持细胞质内环境的稳定方面起着主要作用。组成:液泡膜、细胞液糖类、盐类、生物碱、苷、单宁、有机酸、挥发油、色素、树脂、草酸钙结晶。内质网高尔基体 由同学自学核糖体(又称核糖核蛋白体、核蛋白体)溶酶体2、细胞核nucleus数目:高等植物通常单核,藻类、菌类有双核、多核,花粉囊绒毡层在成熟期也有双核,乳管有多核。形状:

25、一般园球形,花粉营养核有的形成不规则裂瓣,禾本科保卫细胞哑铃形大小:直径一般10-20um,苏铁受精卵核达1mm,真菌有的核仅1um。组成:核膜nuclear membrane核液nuclear sap核仁nucleolus染色质chromatin当细胞核行将分裂时螺旋状扭曲的染色质丝棒状染色体chromosome,含有DNA、Pr、RNA二、细胞后含物和生理活性物质是细胞代谢过程中的产物,属非生命物质一类是后含物为贮藏物质或废弃物质,以成形或非成形形式分布在细胞质或液泡内。另一类是生理活性物质是对细胞内生物化学反应和生理活动起调节作用,含量少、效能高。1、后含物ergastic substa

26、nce细胞在代谢过程中产生的非生命物质统称。(1)淀粉Starch是由葡萄糖分子聚合而成的长链化合物。产生:叶绿素(光合作用)淀粉(分解)葡萄糖(转运)贮藏细胞(造粉体)淀粉粒分布:薄壁细胞中,尤以各类贮藏器官更为集中,如种子胚乳、子叶、块根、块茎、球茎、根茎等更为丰富。淀粉粒结构形成:造粉体在形成淀粉粒时,由一个中心开始,由内向外层层沉积,中心即脐点(hilium),层层沉积,出现层纹(annular striation lamellae),因淀粉沉积时,直链淀粉与支链淀粉相互交替分层沉积,二者亲水性有异,遇水膨胀不一,显示折光上差异,而在光镜下观察到层纹。若用酒精脱水,层纹随之消失。形状:

27、圆球形、卵圆形、或多角形、棒状(大戟),骨状等。大小:小者约3-5m(大米),大者70-100m(马铃薯)脐点位置与形状:位置居中(小麦、蚕豆),偏于一侧(马铃薯),形状有点状,裂隙状、分叉状、星状、可能由于淀粉粒脱水,脐点往往出现辐射状裂缝。类型:单粒淀粉simple starch grain单脐点(极少数2个以上,如川贝),层纹环绕脐点。复粒淀粉compound starch grains由若干分粒组成,每一变粒具2多个脐点,每脐点有各自层纹环绕。半复粒淀粉half compound starch grains有2多个脐点,每脐点除有各自层纹外,同时有共同的层纹。成分:直链淀粉含水量较高,

28、遇I显蓝色,支链淀粉含水量较低,遇I显紫红色,一般植物淀粉粒两类均有,则呈蓝紫色,糯米几乎全为支链水装片。偏光显微镜观察已糊化淀粉粒无偏光,未糊化有偏光。各种植物淀粉粒在类型、形状、大小、脐点位置等方面各具特征,可根据有无和形态,鉴定药材。(2)菊糖inulin成分:由果糖分子聚合而成,溶于水,不溶于酒精。观察时先将材料浸入乙醇中,一周后观察(切片)。分布:菊科,桔梗科,龙胆科,百合科部分植物,山茱萸果皮。形态:球形、半球形、扇形结晶存在于细胞内。检验:加10%-萘酚的乙醇溶液,再加硫酸,显紫红色,并很快溶解。(3)蛋白质Protein贮藏Protein是化学性质稳定的非生命物质,在cell中

29、呈固体状态,它与构成原生质体的活性protein完全不同。一般以糊粉粒aleurone grain状态存在于细胞中。糊粉粒有一定的形态结构,外面有一层单位膜包裹,里面为无定形的蛋白质,基质或蛋白质基质中还含有蛋白质的拟晶体,球状体及草酸钙结晶。拟晶体:具有晶体和胶体二重性,因此称拟晶体,新教材直称蛋白质晶体。拟晶体有不同形状,但常呈方形。分布在种子胚乳和子叶细胞中含有丰富的蛋白质。有时形成特殊的1数层细胞(糊粉层)。检验在盛有Pr溶液试管里加数滴浓硝酸并微热,可见黄色沉淀析出,冷却片刻再加过量氨液,沉淀变为橙黄色,称Pr黄色反应。Pr遇碘液显棕色或黄棕色。Pr溶液加硝酸汞试液,显砖红色。Pr加

30、硫酸铜和苛性碱的水溶液则显紫红色。马铃薯剥皮后会损失Pr,其方形蛋白质拟晶体存在块茎近外围的薄壁cell中。薄壁Cell淀粉中常夹有立方体的Pr拟晶体。小麦种子胚乳cell含有大量构造简单的球形糊粉粒,外有一层Pr膜,因而是无定形的Pr。葡萄种子细胞中,有1个大的和几个小的糊粉粒,其中大者内含草酸钙结晶。(4)脂肪fat和脂肪油fat oil成分:由脂肪酸和甘油结合而成的脂。形态:在常温下呈固体或半固体的称为脂,呈液体的称为油。分布:通常呈小滴状分散在细胞质里,不溶于水,易溶于有机溶剂。常存在于种子里,有的种子所含脂肪可达种子干重45%60%。功能:是贮藏营养物质中最为经济的形式,在氧化时能放

31、出较多的能量。检验:加苏丹试液显橘红色、红色或紫红色。加紫黄试液显紫红色;加四氧化锇显黑色。(5)晶体Crystal草酸钙结晶和碳酸钙结晶草酸钙结晶Calcium oxalate crystal作用:草酸被钙中和,减少草酸对植物的毒害形状:无色透明,簇、针、方、砂、柱等形状单晶Solitary crystal又称方晶或块晶,通常正方、长方、斜方,八面体、三棱形等,单独存在,也有呈双晶twin crystals(茛菪)。针晶acicular crystal两端尖锐的针状,在cell中多成束存在,称针晶束raphides,多存在于含粘液的细胞中,如半夏、黄精、玉竹等,也有分散,如苍术。簇晶Clus

32、ter crystal;rosette aggregate晶体由许多八面体、三棱形单晶聚集而成,通常呈球状或三角状星状,如人参、大黄、椴树、天竺葵叶、菊花等。砂晶micro-crystal;crystal sand晶体呈细小的三角形,箭头状或不规则状,通常密集于细胞腔中。因此聚集砂晶的细胞颜色较暗,易与其它细胞区别,茄科植物。柱晶Columnar crystal;styloid晶体呈长柱形,长度为直径的四倍以上,形如柱状,如射干等鸢尾科植物,淫羊藿叶、紫鸭跖草等。碳酸钙结晶Calcium carbonate crystal位置多存在于叶表皮cell中,是cell壁的特殊瘤状突起上聚集了大量碳酸

33、钙或少量的硅酸钙而形成,通常呈钟乳状,又称钟乳体cysyolith。分布桑科、爵床科、荨麻科石膏结晶柽柳叶靛蓝结晶菘蓝科橙皮甙结晶吴茱萸、薄荷叶芸香甙结晶槐花。检验:草酸钙结晶不溶于稀醋酸,加稀盐酸溶解而无气泡产生,遇120%硫酸溶液则溶解而形成针状的硫酸钙结晶析出。碳酸钙结晶加醋酸或稀盐酸溶解,同时有CO2气泡产生,可与草酸钙区别。2、生理活性物质生化的内容、略讲。对细胞内的生化反应和生理活动起调节作用的物质总称。包括:酶、维生素、植物激素、抗生素等。酶emzyme维生素vitamine植物激素auxin抗生素antibiotic三、细胞壁cell wall细胞壁,质体,液泡是植物cell与

34、动物cell不同的三大结构特征。1、分层胞间层,初生壁、次生壁胞间层intercellular layer(又称中层middle lamella):是相邻2细胞共有的薄层。形成:细胞分裂时,细胞中部纺锤丝的赤道而产生细胞板,将cell分隔为二,并在cell板上形成由果胶pectin类物质所组成的结构,称胞间层或中层,其两边分别形成初生壁。分离:胞间层粘连两个细胞,若果胶分解,细胞互相之间即分离,一为自身分离,如果实成熟变软,另一为细菌产生果胶酶,如沤麻。人为分离硝酸和氯酸钾混合液、氢氧化钾或碳酸钠溶液作解离剂,解离组织,便于鉴定。细胞间隙intercellular space细胞生长分化时,胞

35、间层部分溶解所致。起通气和贮藏气体。初生壁primary wall,一般厚1-3m形成细胞生长时,原生质分泌的纤维素、半纤维素、果胶质增加在胞间层内方形成。在细胞生长叶,初生壁还可进行填充生长(伸长)和附加生长(增厚)。次生壁secondary wall,一般厚而坚韧,5-10m形成细胞停止生长后,原生质分泌的纤维素、半纤维素及少量木质素使壁加厚。复合中层具次生壁细胞,初生壁很薄,2相邻细胞的初生壁与胞间层共同结构被称为复合中层,有时也包括初形成的次生壁。次生壁分层在较厚次生壁中,一般分为内、中、外3层,中层较厚。较厚的具次生壁的厚壁细胞可具5层结构。2、纹孔Pit与胞间连丝Plasmodes

36、mata纹孔次生壁加厚时,有的地方未增厚,只有胞间层和初生壁,此薄区域即纹孔。纹孔对相邻细胞在相同部位出现纹孔,称纹孔对pit pair纹孔膜纹孔对之间的薄膜,即复合中层。纹孔腔两侧次生壁未加厚的腔穴。纹孔口纹孔腔通往细胞壁的开口初生纹孔场初生壁上凹陷的地方,又称原纹孔。胞间连丝初生纹孔场上集中分布许多小孔,许多纤细的原生质丝通过此彼此联系。(在壁其它部位也存在少量的胞间连丝)纹孔对类型单纹孔simple pit未加厚处圆筒形,次生壁厚时成孔道或沟。具缘纹孔bordered pit纹孔周围次生壁,向细胞腔内呈架拱状隆起,形成纹孔的缘部。有的具塞,正面观2圆或3个同心圆。半缘纹孔half bor

37、dered pit是薄壁细胞与管胞或导管间的纹孔,一边形似单纹孔,另一边呈架拱状隆起的纹孔缘,三塞。2圆。细胞壁的特化通常:cell壁主要是由纤维素构成,具韧性和弹性。纤维素遇氧化铜氨液能溶解。加氯化锌碘试液,显蓝色或紫色。木质化lignification壁内填充和附加了木质素,硬度增强,细胞群机械力增加。又能透水,可防腐。常见细胞:管胞、导管、木纤维、石细胞等。显色反应:间苯三酚+盐酸,显红色或紫红色。加氯化锌碘液显黄色或棕色。木栓化suberization壁内增加木栓质suberin,不透气和水。死细胞,具保护作用,木栓层显色反应:苏丹橘红色或红色。苛性钾加热,木栓质溶解成黄色油滴状。角质

38、化cutinization原生质体产生的角质填充于壁中使之角质化,并常积聚壁表面成无色透明角质层(cuticle),可防水分过度蒸发和微生物侵害。显色反应:苏丹橘红色或红色,遇碱液加热能较持久保持。粘液质化mucilagization壁中果酸质,纤维素变成粘液。粘液化所形成的粘液在细胞表面常呈固体状态,吸水膨胀呈粘滞状态,车前、芥菜、亚麻种子等表皮细胞中。显色反应:加玫红酸钠酒精溶液可染成玫瑰红色,加钙红试液可染成红色。矿质化mineralization壁中含硅质或钙质,如禾本科的茎、叶,木贼茎均含大量硅酸盐。硅质化细胞壁加硫酸或醋酸无变化。细胞的壁向和细胞分裂方向第二节 植物细胞的分裂一、有

39、丝分裂mitosis最普遍的一种方式,根尖、茎尖过程:分裂间期复制前期、复制期、复制后期。前期中期后期末期二、无丝分裂amitosis又称直接分裂,较简单的一种方式,低等植物中常见,高等植物生长迅速的地方也常见到,如不定芽,不定根、胚乳,愈伤组织等。三、减数分裂meiosis与有性生殖密切相关,分裂结果使每个子细胞染色体数只有母细胞的一半,成为单倍染色体(n),与有丝分裂不同点有:1、第一次分裂是母细胞中每对同源染色体配对,排列到赤道板区,并纵裂为二,不分开,配对的染色体移向两端,产生两个子细胞,每个子细胞中的染色体数目为母cell一半,子染色体数与母cell中染色体数相同。2、第2次分裂,子

40、细胞中每个染色体中的并列的两个子染色体分离,形成两个子细胞,各成单倍染色体细胞。染色体Chromosome中部着丝点染色体m(median)亚中着丝点染色体sm(submedian)亚端着丝点染色体st(subterminal)端部着丝点染色体t(terminal)染色体组型(核型):个体或种的全部染色体糊、大小、形状、主、副缢痕等特征的总和。主缢痕、副缢痕、随体。单倍体haploid两倍体diploid多倍体polyploid自然界中被子植物约一半是多倍体,如三倍体的香蕉、南苜蓿(金花菜);四倍体的陆地绵、马铃薯;六倍体的普通小麦、菊芋。全叶延胡索、齿瓣延胡索2n=2x=16、延胡索、夏天无

41、2n=4x=32圆齿延胡索Cremota var rotundiloba 2n=6x=48注:齿瓣延胡索学名已改为corydalis turtschaninovii Bess圆齿延胡索已作为齿瓣延胡索的一个异名。人工多倍体:三倍体的无籽西瓜、甜菜;桑、茶(抗寒力强)四倍体的橡胶草(含胶量高);曼陀罗(2n=4x=48)母菊、菘蓝等人工培育的四倍体含量、产量增加第二章 植物的组织tissue设问:哪些植物有组织?单细胞的低等生物,在一个细胞中可行使各种不同功能,无组织的分化。原始的多细胞叶状体,如藻类石莼所含的大多数细胞在功能上彼此相似。比较高等的褐藻,如海带也是叶状体,但有了“髓”和“皮层”的

42、分化。高等植物为了适应环境变异,逐渐由单cell到多细胞个体,导致细胞分工。产生了组织器官。植物界的大类群植物界低等植物(无胚植物)藻类植物:蓝、绿、红、褐等门孢子植物(隐花植物)菌类植物:细菌、真菌、粘菌门(异养)地衣门高等植物(有胚植物)苔藓植物门(苔纲、藓纲)颈卵器植物蕨类植物门种子植物:裸子植物门、被子植物门维管植物(显花植物)第二章 组织,第三章 器官 所学的内容主要与高等植物有关,重点在被子植物门,尤其是花、果实的内容组织来源相同,形态结构相似,机能相同而又紧密联系的细胞群。被子植物是最高等植物,由于适应陆地生活,必须受到三方面制约。a、限制水分散失细胞发生分工,产生物质吸收,运输

43、;养分制造、贮藏;植物体保护、支持等功能,由专一类型cell承担,形成各种组织b、有利水分吸收、传导和分泌c、适应植物体的机械支持植物组织分生组织:顶端、侧生、居间(按位置);原生、初生、次生(按来源)成熟组织薄壁组织:基本、固化,贮藏、吸收、通气保护组织:表皮、周皮机械组织:厚角、厚壁(纤维、石细胞)输导组织:管胞与导管;筛管,伴胞与筛胞分泌组织:外部(腺毛、蜜腺);内部(分泌细胞,腔,道,乳汁管)中药材组织构造、细胞形状及内含物特征,是鉴定一种常用和可靠的方法,称为显微鉴定,如人参及其伪品植物簇晶针晶束树脂道菊糖乳管淀粉粒导管人参单列野豇豆华山参土人参数列商陆多环维管束山莴苣第一节 植物组

44、织的类型一、分生组织meristem分生组织植物体内凡能持续保持细胞分裂的机能,不断产生新细胞的细胞群。部位位于植物生长的部位,使植物生长。特点:a、细胞代谢作用旺盛,具强烈分生能力。b、体积一般较小,等径,排列紧密,无间隙。c、壁薄,不具纹孔,质浓,核相对较大,无明显液泡和质体的分化。1、按来源的性质分类原分生组织promeristem来源于种子的胚,位于根茎的最先端,是由没有任何分化的、最幼嫩的,终生保持分裂能力的胚性细胞组成。初生分生组织primary meristem来源于原分生组织衍生出来的细胞所组成。特点:一方面仍保持分裂能力,但次于原分生组织,一方面开始分化。可看作是原分生组织到

45、分化完成的成熟组织之间过渡形式。原表皮层表皮如茎:原分生组织分裂初生分生组织 基本分生组织皮层、髓原形成层维管束的初生部分(初生分生组织)次生分生组织secondary meristem来源:由已成熟的薄壁组织(如表皮、皮层、髓射线等)经过生理上和结构上的变化,重新恢复分生能力,转变过程中,原生质变浓,液泡缩小。组成:木栓形成层,根的形成层,茎的束间形成层及单子叶植物茎内特殊的增粗活动环,与植物根、茎加粗和重新形成保护组织有关。2、按位置分类顶端分生组织apical meristem位置:位于根、茎顶端,细胞能长期保持旺盛的分裂机能,进行长度和高度生长。为了使植物不致徒长,打去顶心,就能阻止植

46、物长高。侧生分组织lateral meristem位置:种子植物(除单子叶)根、茎内的侧方周围部分,形成环状。作用:包括形成层和木栓形成层,使根、茎增粗,并使增粗破坏的表皮形成新的保护组织木栓层,并不断更新。居间分生组织intercalary meristem来源:顶端分生组织细胞遗留下来的或已分化的薄壁组织重新恢复分生能力,只保持一段时间,以后即转成成熟组织。位置:茎的节间基部,叶的基部,总花柄的顶端,子房柄处。作用:居间生长。分布:麻黄(裸子)、木贼(蕨类)、小麦、水稻、竹(禾本科);葱、韭菜、蒜、鸢尾(叶基)、蒲公英、车前草(总花柄顶端);花生、细茎双蝴蝶(子房柄)3、互相关系 顶端分生

47、组织 原分生组织居间分生组织 初生分生组织侧生分生组织 次生分生组织二、薄壁组织parenchyma (基本组织ground tissue)分布:是植物体的主要组成部分,分布广、体积大,如根、茎的皮层,髓部,叶肉细胞,花的各部分,果实的果肉,种子的胚乳全部或主要由薄壁组织构成。机械、输导等组织则常包括在薄壁组织之中。功能:同化,贮藏,吸收,通气等营养功能,故又称营养组织。特征:a、生活细胞。 b、壁薄,由纤维素和果胶质构成。c、液泡较大,具胞间隙,细胞体积大,纹孔单纹孔。d、分化程度浅,有潜在的分生能力。1、基本薄壁组织(一般薄壁组织ordinany parenchyma)分布:普遍存在于植物

48、体内各处。特点:常球形,圆柱形,多面体形等,质稀薄,液泡较大,细胞排列疏松,富有细胞间隙。功能:填充,联系其他组织,并具有转化为次生分生组织的机能。2、同化薄壁组织assimilation parenchyma分布:植物体表面易受光照部分,如叶、萼(绿)、果实、幼茎。功能:又称绿色薄壁组织,特征为含叶绿素,进行光合作用,制造有机物质。3、贮藏薄壁组织storage parenchyma分布:根-根状茎,果实,种子中。功能:主要是淀粉、蛋白质、脂肪、糖类以液态存在细胞液中,或呈固体或液体分散在细胞质内,还有贮水薄壁组织,半纤维素贮存在柿、天门冬、椰枣等种子胚乳细胞壁上。4、吸收薄壁组织absor

49、btive parenchyma分布:根尖。功能:吸收水分和营养物质,运送到输导组织中。5、通气薄壁组织aerenchyma分布:水生或沼泽植物体内,如莲叶柄和灯心草髓部。功能:具贮藏气体、漂浮和支柱作用。特征:具相当发达的细胞间隙、间隙互相联结,形成大气腔。6、输导薄壁组织conducting parenchyma如髓射线,在木质部和髓部输水分、养料作用。薄壁组织对植物本身重要,对中药鉴定意义不大,因不具备典型特征。三、保护组织protective tissue以人体的保护来引出植物保护组织。如人体外表有皮肤、毛发、指甲,当受伤后结痂,着力点磨擦后产生老茧,植物同样也有类似情况。植物的保护组

50、织包被在植物各器官的表面,起到:a、保护植物内部组织;b、控制和进行气体交换;c、防止水分过度散失;d、防止病虫害侵害及机械损伤;1、表皮 epidermis初生保护组织。位置:由初生分生组织的原表皮分化而来,包括幼嫩的根、茎和叶、花、果实等表面,是植物体与外界环境的直接接触层,因此,它的特点与这一特殊位置和生理功能密切相关。特点:a、通常一层,少数23层。b、排列紧密,板块状,除气孔外,无间隙。c、活cell,一般不具叶绿体,但有白色体和有色体,及其它物质。d、外壁厚,同时角质化,常具角质层,内壁和侧壁均薄,有的外壁还有蜡质渗入或在角质层外,形成蜡被,亦有矿质化。角质:不透水,减少水分蒸发,

51、坚硬角质层对防止病菌侵入和增加机械支持也有一定作用。蜡质:使表皮不易浸湿,具有防止病菌孢子在体表萌发的作用。矿质:使器官表面粗糙坚实。(1)毛茸表皮细胞特化而成的突出物,具保护,分泌,减少水分蒸发作用。腺毛glandular hair分泌挥发油,树脂、粘液等,具腺头和腺柄两部分;腺头通常圆球形,由1-多个分泌细胞组成;腺柄单细胞或多细胞。腺鳞:具分泌能力的无柄腺毛。还有消化昆虫的腺毛。非腺毛 non-glandular hair不具腺体,不能分泌,顶端常狭尖,起单纯保护作用。a、线状毛线状,单细胞或多细胞。b、棘毛壁厚而坚牢,木质化,细胞内有结晶体沉积(大麻)。c、分枝毛分枝状(毛蕊花、裸花紫

52、珠叶)。d、丁字毛丁字形(菊科)。e、星状毛放射状,分枝似星(蜀葵、石韦、密蒙花)。f、鳞毛毛茸的突出部分呈鳞片状或圆形平顶状(胡颓子)。g、螫毛较脆,液泡中含蚁酸,刺激皮肤剧痛(荨麻)。h、冠毛生于果端,果实传播,如蒲公英。i、种缨生于种子上,种子传播,如长春花、萝藦、络石。请同学总结下下毛茸的作用。加强表皮保护;腺毛产生化学防御物质;毛可减少水分蒸发(干旱植物毛多);免受动物啮食;帮助种子传播;防御寒冷(雪莲);食虫(捕虫草)(2)气孔stoma(stomata复数)在气生表皮上具有很多气孔,是气体进出的门户。气孔是形状狭长的细胞间隙,由两个保卫细胞对合而成。气孔器:气孔连同保卫cell的

53、合称,亦有把“气孔”当作“气孔器”的同义语。保卫细胞guard cell a、比周围表皮细胞小,是生活的,并有叶绿体。b、与表皮cell相邻的壁薄,其余各方较厚,充分膨胀,气孔拉开,失水则关闭。副卫细胞subsidiary cell;accessory cella、在保卫cell周围有2多个和表皮cell不同的细胞称副卫细胞。b、随不同种类植物,副卫cell排列次序有别,构成了气孔轴式,或称气孔类型。双子叶植物的气孔轴式副卫cell数 大小 排列(与保卫cell长轴) 分布a、平轴式平列型paracytic type 2 相等 平等 茜草科、豆科、马齿苋科b、直轴式横列型diacytic ty

54、pe 2 相等 垂直 唇形科、石竹科c、不等式不等细胞型anisocytic type 3-4 1个小 十字花科,菊科、曼陀罗、景天属d、不定式无规则型anomocytic type 不定 相等 与表皮细胞相似 毛茛科、艾叶、桑、南瓜、天竺葵e、环式辐射型actinocytic type 不定 相等 比表皮cell狭窄,环状 茶、桉单子叶植物气孔类型也很多 哑铃形的禾本科植物气孔裸子植物气孔一般都凹入很深。plant taxonomy and biosystematics一书记载了31种气孔类型注:S(副卫细胞)G(保卫细胞)1、无规则型副卫cell与表皮cell无区别2、环列型单环,小的副卫

55、cell包括保卫cell3、双环列型双环,小的副卫cell包括保卫cell4、放射状细胞型由稍为扩大或延长的副卫cell组成单环,包围保护细胞5、不等细胞型3个S,2大1小,组成单环,绕G6、双环不等细胞型双环S,绕G,内环3S,2大1小,外环24S,组成不完全环。7、横列型2个S,长轴与G成直角,单环绕G8、双环横列型4个与G长轴直角,组成双环9、平列型2个S,长轴与G平行,围G10、双环平列型4个S,长轴与G长轴平等,双环11、短平列型2个S,在侧翼与G边缘相连,但不完全包括G,这些cell可或不延长,但与G长轴平行。12、双环短平列型4个S,双环,长轴互相平行,侧面与G相连,不完全包围G

56、。13、半平列型在与1个G相邻的cell中,只有1个S,将G全围,而另1个G,则被3个或更多表皮cell所包围。14、平列四细胞型2个延长的S,与G侧的平行,另外2个较窄的S为极cell。15、双环平列四细胞型2个延长的S,与G侧向平行,另外2个为较窄的极细胞,这4个S又被一环小cell包围。16、短平列四细胞型2个短的S,侧向与G平行,2个宽的为极cell。17、双环短平列四细胞型2个短S侧向平行于G,2个宽的为极cell,它们全被一环小cell包围。18、十字型4个多少等的S,其垂周壁从G的两极及中间呈直角延伸。19、无规则四细胞型4个S,无规则地以各种方式包围G。20、平列六细胞型(单极)有4个延长的S与G,侧向平行,还有2个窄的极细胞。21、平行六细胞型(双极)2个延长的S,与G侧向平行,还有4个窄的极细胞。22、短平列六细胞型(单极)4个短的S,位G侧面,2个宽的为极细胞。23、短平行六细胞(双极)2个短的S,位G侧面,4个宽的为极cell。24、极细胞型1个S,几乎但不完全把2个G包围,只有一极为单个表皮细胞所包。25、聚合极细胞型除了G一极为单个表皮cell外,G

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