药用植物学

1绪言一.何为药用植物学，药用植物学在中药专业中的地位概念：药用植物学是用植物学的研究方法、手段、研究中草药，它是中药学和植物学的交叉学科，是植物学的一门分支学科，属于植物学的范畴。地位：属于专业基础课。（承上启下）二.为什么要学药用植物？（目的、任务）目的：①研究中药原植物种类，解决影响中药质量的重要物质基础。（注：中药产生的特点：在食用基础上产生的，从食物中逐渐分离出来→形成中药→药食同源→①中药优势（药膳、食疗《食疗本草》）②存在的问题（中药原植物种类混乱→多基源，同名异物，同物异名严重→制约中药质量稳定→影响用药安全、稳定、有效；同时制约中药走出国门→中药来源急待规范、澄清。目前现状：中药来源有三个层次（正品、主流品、地方规范）→中药来源难于把关（《中国药典》只能参照执行、法律约束力不大，例：贯众、地丁。）②调查研究药用植物资源。（解释：资源普查的目的→了解家底→认识、开发、利用现有的药用植物资源→变资源优势为经济优势；同时更好的发挥当地药用植物资源在医疗、保健中的价值。普查范围可大可小，大到国家，小到地方。我国目前大规模的资源普查有三次（58、66、83）→代表著作：《中国药用植物志》、《药材学》、《全国中草药汇编》上下册、《中药大辞典》、《中国高等植物图鉴》、《中国植物志》普查结果：中药~12694/植物药~11020（87%）｝③开发新药源。（目的：缓解目前中药用药紧张的局面。（国内、国外）手段：①资源普查②本草考证（黄花蒿）③老药新用（草珊瑚、青蒿、山楂、川芎）④引种（西洋参）⑤寻找替代品（黄连、血竭、利血平）｝④本草考证。（目的：正本清源、澄清历史混乱品种。（连翘））任务：确保中药来源稳定，以保证中药质量稳定，用药安全、有效。三.药用植物学发展历史和发展趋势(过去、现在、将来）（药用植物学的发展史=本草学的发展史）①食用阶段《本经》：“神农偿百草，一日遇七十毒。”→奠定中药产生的物质基础（食用基础上产生的）→奠定中药的特点：药食同源（可贵）→开发药膳、食疗。代表著作：《本经》②观察描述阶段（时间漫长）重视药材原植物的描述药材形态特征、真伪优劣的鉴别。但古人的描述十分粗放，导致出现历史混乱品种。著作：《图经本草》、《唐本草》、《征类本草》、《纲目》、《纲目拾遗》、《植物名实图考》…③实验仿制阶段动物实验（药理、毒理）：存在缺陷，不能完全反映疗效（石膏、麦芽）2合成（化学合成、生物合成）：化学合成主要用于西药，中药如冰片；生物合成如一些生物制剂、蛋白类药物、中药中如人参组培、虫草菌的发酵四.药用植物学和相关学科的关系①中药鉴定学②中药化学③中药学五.学习方法“理解是记忆的基础,兴趣是学习的动力。”多观察，多实践，培养丰富的感性认识，使抽象的知识形象化、直观化。上篇植物器官形态和显微结构第一章植物的细胞一.人们对细胞认识的历史1665年：英国物理学家R.Hooke通过自制光学显微镜观察木栓组织，首次发现细胞,取名cell。1674年：荷兰学者AV.leeuwenheek首次观察到活组织细胞。1838年：德国植物学家M.J.schleiden发表《植物发生论》。1839年：德国动物学家T.schwann首次提出“细胞学说”。20世纪中期：随着电子显微镜的发明，人们可以观察到细胞更加精细的结构（超微结构），从而对细胞结构和功能的认识由了更加深入的认识。二.细胞的形态类圆形薄壁细胞贮藏、通气长方形表皮（单子叶）、木栓保护多角形表皮（双子叶）保护半月形、哑铃形气孔呼吸、调节水分纺锤形纤维（多成簇排列）机械支持管状导管输导三.细胞的大小植物细胞一般较小。D/10~100μm细胞大小和代谢及功能有关。人眼分辨率：0.1mm光学显微镜分辨率：0.2μm（1200倍）显微结构（光学显微镜下观察）3超微结构（电子显微镜下观察，生药学不常用）典型植物细胞组成结构图细胞壁细胞质(胞基质)原生质体细胞器(内质网、质体、线粒体、高尔基体、核糖体、溶酶体、细胞核、液泡、微管、微丝…)代谢废物（如结晶）后含物后含物和生理活性物质储存的营养物质(糖、脂、蛋白）其它代谢产物（花色素、生物碱、苷、香豆素、蒽醌、黄酮、有机酸、树脂、挥发油、鞣质）生理活性物质（酶、维生素、植物杀菌素或抗生素、激素）原生质体原生质体：是细胞内有生命物质的总称，是细胞各类代谢活动的场所，是细胞最重要的组成部分。原生质体由原生质组成。原生质：原始生命物质，为半透明胶状基质。成分主要为蛋白质、核酸、小分子物质、水…细胞质概念：充满在细胞核和细胞壁之间的胶状基质，细胞器包埋在细胞质中。胞质运动：细胞质定向的、有规律的沿一个方向运动。该运动为耗能的生命现象。生物学意义：细胞器间物质、能量运输、信息传递的介质，从而促进细胞器之间生理上的相互联系，从而保证细胞作为一个整体单位进行生命活动。质膜：为细胞质和细胞壁的界膜，在动物细胞中叫细胞膜，属于外膜系统。结构：单位膜（三层结构）；作用：①和外界进行物质交换（选择透过性）②保持内环境稳定（内稳态）细胞器概念：散布在细胞质中具有一定结构和功能的微器官或微结构。细胞器包括：细胞核、质体、内质网、核糖体、高尔基体、溶酶体、液泡、微管、微丝…细胞核是细胞最大、最重要的细胞器。除原核生物以外，所有生活细胞都有核结构。4通常一个细胞只有一个核，也有细胞有多核现象（如一些低等的藻、菌类；维管植物的无节乳管、绒毡层细胞）。细胞核随细胞生长发育的变化。细胞核的结构:核膜,核仁,核液,核质.细胞核的功能①储存、传递遗传信息，控制植物遗传。②通过控制蛋白质（酶）合成，对细胞生理活动起重要调节作用。③控制植物生长、发育、繁殖。质体概念：质体是一类与碳水化合物的合成与储藏有密切关系的细胞器，是植物细胞特有的结构。包括：叶绿体、有色体、（杂色体）、白色体色素：叶绿素、叶黄素、胡萝卜素（脂溶性色素）三种质体间的关系叶绿体：直接进行光合作用的质体，只存在于绿色植物中。有色体：又称杂色体,在细胞中常呈针形,圆形,杆形,多角形,或不规则形状,其所含的色素主要是胡萝卜素和叶黄素,使植物呈现黄色,呈红色或橙色.色素：只含有胡萝卜素、叶黄素颜色：呈黄色、橙色、橙红色分布：果实（红辣椒、番茄）、花瓣（蒲公英、金莲花）、其他部位（胡萝卜）作用：①吸引昆虫和其它动物传粉及传播子种。白色体：是一类不含色素的微小质体,通常呈球形,椭圆形,纺锤形或其他形状.特点：不含有色素分布：普遍存在于植物各部分储藏细胞中，尤其在不暴光的组织中常见（如根、地下茎），且白色体多围绕细胞核存在。类型：造粉体、造油体、蛋白质体作用：积累、储藏营养物质。不同质体间的关系：不同质体间在一定条件下可以相互转化。三种质体都是由前质体发育，分化的。例:a.土豆置光线下会变青、山芋不会。b.黄化现象。c.苹果由子房发育成果实颜色变化.线粒体作用：是细胞能量代谢中心。被喻为细胞的“动力工厂”。细胞代谢所需的能量90%以上来源于线粒体的有氧呼吸。高尔基体作用：与细胞分泌功能联系。分泌物主要是多糖、多糖-蛋白质复合体（提供细胞壁的合成）。溶酶体概念：是由单层膜包围的多形小泡，内部含有各种不同的水解酶，能分解所有的生物大分子。原理：①吞噬作用②通过自身解体将酶释放到细胞质中。作用：①对细胞内贮藏物质利用起重要作用（宿根植物）。②在细胞分化过程中对消除不必要结构组成以及破坏原生质体结构起特定作用（石细胞、导管、细胞间隙、衰老细胞）。核糖体5又称核蛋白体、核糖核蛋白体作用：蛋白质的合成场所分布：游离于细胞质中或附着于粗糙型内质网上。内质网概念：分布于细胞质中由一层膜构成的网状管道系统。类型：粗糙型内质网、光滑型内质网粗糙型内质网特点：内质网上有核糖体存在；在植物生长旺盛期时以粗糙型内质网为主。作用：合成和运输蛋白质。光滑型内质网特点：内质网表面光滑，无核糖体；在植物体非生长季常见。作用：合成和运输类脂和多糖。光滑型内质网和粗糙型内质网可以相互转化。后含物概念：是原生质体的代谢产物，是非生命物质。后含物：后来才形成的物质，最初，小细胞无后含物，以后随着细胞逐渐成熟→代谢产物逐渐积累→液泡变大，后含物富集在液泡中。例：甘蔗后含物包括：贮藏营养物质、代谢废物、其它代谢产物采收期→确保药材质量（薄荷、槐米）贮藏的营养物质植物细胞储藏的营养物质主要包括：（一）淀粉（二）蛋白质（三）油脂淀粉是植物贮藏碳水化合物的主要贮藏形式，存在于贮藏细胞中，以淀粉粒形式存在。形态特征：脐点、层纹（图）类型：单粒淀粉、复粒淀粉、半复粒淀粉淀粉粒具有鉴别价值。其它碳水化合物如菊糖有鉴别价值。单粒淀粉概念：每个淀粉粒只有一个脐点，围绕脐点有无数层纹。复粒淀粉概念：由若干分粒组成，每一个复粒淀粉具有2个或多个脐点，每个脐点围绕着自己的层纹。半复粒淀粉概念：每一个复粒淀粉具有2个或多个脐点，每个脐点除各自具有少数层纹以外，外面还包围着共同的层纹。层纹产生的原因淀粉粒在积累淀粉时往往是直连淀粉和支连淀粉交替积累。由于直连淀粉和支连淀粉极性不同，所以亲水性不同，故吸水膨胀度不同，出现明暗相间的同心环纹。如果用乙醇脱水，则层纹消失。绝大多数淀粉粒都有层纹，少数无层纹。蛋白质大多数蛋白质存在于种子中。6种子中的蛋白质以糊粉粒的形式存在。糊粉粒和糊化淀粉不同。糊粉粒是蛋白质的储藏形式，只见于种子中，为拟晶体或不定形粉末,它们有时集中分布在某些特殊的细胞层,特称为糊粉层；糊化淀粉为糊化的淀粉，如烤山芋断面角质样纹理。根和根茎类药材蒸煮后多有此特点。油脂包括脂肪和脂肪油，区别只是物理性质上的。是含能量最高，体积最小的储藏物质，是贮藏物中最为经济的形式。在植物细胞中多以脂肪油形式存在，多见于种子细胞中。观察时，可看到折光性强的油滴。液泡概念：是植物细胞特有的结构，包括液泡膜和细胞液。包括：液泡膜（单位膜）和细胞液细胞液内含有多种有机物和无机物的复杂的水溶液（如营养物糖、脂、蛋白；代谢产物和废物…，另含各种水解酶）液泡的发育：幼小细胞液泡小、散在→随着细胞增大，代谢产物增加→成熟的细胞具有一个大的中央液泡（90%/V）或几个大型液泡。图作用：调节渗透压、维持膨压、维持细胞的内稳态代谢产物（许多有药用价值）生物碱：含氮杂环化合物，显碱性。在植物界中分布广泛，有很强的活性。甙：甙元和糖结合产物。如黄酮甙、皂甙、氰甙、蒽醌甙、强心甙…单宁（鞣质、鞣酸、栲胶）：属于多元酚，味涩，如柿子。药用止血、抑菌。有机酸：为糖代谢中间产物，有一定营养价值。挥发油：挥发性小分子物质，分布广泛（如伞形科、唇形科、芸香科…），药用或提香料；挥发油和油脂的区别：区别分子结构物理特性挥发油小分子化合物(如单萜、倍半萜、芳香族化合物等）有挥发性油脂大分子物质，主要指甘油三酯无挥发性色素（水溶性色素）：花色素（花青素、花葵素、花翠素，共260种左右，分布于液泡中；花色素与脂溶性色素的区别：极性、分布、颜色（红、蓝、紫）；例：牵牛花树脂：成分复杂的混合物，脂溶性。是由挥发油氧化聚合形成，其中夹杂树胶、挥发油、芳香7酸…；树脂对植物有保护作用；树脂类药材很多，如：松油脂、乳香、没药、血竭、苏合香，以及一些心材中含有树脂，如沉香、降香…树脂类药材的鉴别：火试废物（结晶）作用：对细胞有保护作用，中和细胞代谢产生的多余的酸。类型：草酸钙结晶、碳酸钙结晶草酸钙结晶:植物在代谢过程中产生的草酸和碳酸盐结合而形成的晶体.方晶：常见于豆科，含晶细胞多和纤维束构成晶鞘纤维。图砂晶：含晶细胞中含有大量细小沙砾状结晶，由于结晶折光性强，所以易于与其它细胞区别。如牛膝图柱晶：柱状结晶，如鸢尾图针晶：一般聚集成簇，多见于粘液细胞中，如许多单子叶植物。图簇晶：由许多单晶联合成的复式结构，呈菊花状，每个单晶的尖端突出于结晶的表面。如蓼科许多植物。图碳酸钙结晶:结晶呈钟乳体状，如桑，穿心莲。生理活性物质概念：对细胞内的生化反应，生理活性起重要调节作用的物质。包括：酶、维生素、激素、植物杀菌素或抗生素细胞壁的层次根据形成的时间和化学成分不同，细胞壁可以分为胞间层、初生壁、次生壁图①胞间层（中层、中胶层）：是最先形成的细胞壁，存在于细胞壁