1.1 药用植物学基础：植物的细胞

药用植物与生药学第一篇药用植物学基础吴波中药学博士、研究员、执业药师广州医科大学药学院药学系联系方式电话：37103258Email:[e-mail]植物细胞的形态、基本结构和功能；植物细胞的后含物；第一章植物的细胞1.1植物细胞构造细胞壁胞间层初生壁次生壁后含物原生质体贮藏物质晶体细胞膜细胞质细胞器细胞核模式植物细胞模式植物细胞是由细胞壁、原生质体、后含物三大部分组成质体线粒体液泡内质网核糖体高尔基体动植物细胞区别细胞壁、质体、液泡三部分是植物细胞特有的结构，动物细胞没有。细胞壁、质体、液泡三部分是植物细胞特有的结构，动物细胞没有1.2后含物后含物：是细胞代谢过程中产生的非生命物质的总称，以成形或不成形的形式分布在细胞质或液泡中。由于其种类和形式多样，并因植物而异，故是中药鉴定的依据之一。主要分为两大类：贮藏物：淀粉、菊糖、蛋白质、脂肪和油结晶体：草酸钙结晶、碳酸钙结晶1.2.1贮藏物1)淀粉淀粉starch:是所有植物细胞中最常见的贮藏物质，由葡萄糖分子聚合而成，以淀粉粒的形式，贮存在细胞中。分布：根、茎、种子的胚乳、子叶中。形成：由造粉体积累贮藏淀粉所形成。先从一处开始形成核心脐点，然后环绕脐点继续积累，形成亮暗相间的层纹，最后整个白色体全为淀粉所充满，形成具有同心圆花纹的淀粉粒。分为单粒、复粒和半复粒三种类型。单粒淀粉：一个淀粉粒只有一个脐点。复粒淀粉：一个淀粉粒有两个以上的脐点，每个脐点有各自的层纹。半复粒淀粉：一个淀粉粒有两个以上的脐点，不仅有各自的层纹，还有共同的层纹。鉴别：加碘化钾-碘液→蓝紫色植物淀粉粒图2)菊糖菊糖：由果糖分子聚合而成，是淀粉的异构体，多含在菊科和桔梗科植物的细胞中，显微镜下呈球状、半球状、扇形结晶。能溶于水，不溶于乙醇。鉴别：加25%的α-萘酚溶液及浓硫酸液→紫红色而溶解。3)脂肪和脂肪油是脂肪酸和甘油结合而成的酯。常温下：固体或半固体(脂)；液体（油）。通常呈小滴状分散在细胞质里，不溶于水，易溶于有机溶剂，比重比较小，折光性强。主要分布在植物种子里。是贮藏物质中最为经济的形式。检验：①苏丹Ⅲ橘红色②紫草试液紫红色③四氧化锇（锇酸）黑色1.2.2晶体1)草酸钙结晶植物细胞中最常见的晶体。常为无色透明，以不同的形状分布在细胞液中。一般一种植物只具一种形状，也有两种或多种的。常见的有：方晶:又称单晶或块晶，多单独存在于细胞中。针晶:为两端尖锐的针状，多成束存在存在于粘液细胞中，称针晶束。如半夏、黄精等。簇晶:由许多菱状晶集合而成，一般呈多角形星状。如大黄、人参等。砂晶:为细小的三角形、箭头状或不规则形，聚集在细胞里。柱晶:为长柱形，长度为直径的四倍以上。12簇晶针晶柱晶方晶砂晶2)碳酸钙晶体多存在于植物叶的表皮细胞中，其一端与细胞壁连接，是细胞壁的特殊瘤状突起上聚集了大量的碳酸钙或少量硅酸钙而形成，形如一串悬垂的葡萄，又称钟乳体。化学特征：加醋酸或稀盐酸溶解，并放出二氧化碳气体。主要存在于桑科、爵床科、荨麻科。14无花果叶内钟乳体切面观：1.表皮和皮下层2.栅栏组织3.细胞腔和钟乳体草酸钙结晶与碳酸钙结晶区别草酸钙结晶:不溶于醋酸，但遇20％硫酸便溶解并形成硫酸钙针状结晶析出；碳酸钙结晶:加醋酸则溶解并放出CO2气泡，可与草酸钙区别。植物组织概念和种类；植物组织的形态、类型和存在部位；气孔；导管类型和特点。第二节植物的组织2.1植物组织分类构成植物体的组织种类很多，根据组织的发育程度和生理功能的不同，以及形态结构的分化特点进行分类，一般可分为分生组织和成熟组织两大类。植物组织的分类分生组织按来源和性质原生分生组织初生分生组织次生分生组织顶端分生组织居间分生组织侧生分生组织一般薄壁组织通气薄壁组织同化薄壁组织输导薄壁组织吸收薄壁组织贮藏薄壁组织表皮周皮外部分泌组织内部分泌组织厚角组织厚壁组织管胞、导管筛管、伴胞、筛胞按分布部位成熟组织基本组织保护组织分泌组织机械组织输导组织气孔毛茸腺毛非腺毛2.2表皮（epidermis）表皮由初生分生组织的原表皮分化而来。一般仅由一层细胞构成，少数为多层细胞，（特称复表皮，如夹竹桃叶）。各细胞间排列紧密，呈嵌合状，无胞间隙,细胞外壁明显增厚，并常角质化形成角质层缺少叶绿体，但有白色体及有色体。特化：气孔和毛茸2.2.1气孔植物的体表不是全部被表皮细胞所密封的，在表皮上还具有许多气孔，是气体交换和调节水分蒸发的通道。分布：叶片中最多(尤其是叶背)，其次是幼嫩茎枝，而根中几乎没有气孔。保卫细胞：围绕气孔2个特殊的细胞，成肾形或哑铃形。副卫细胞：有些植物的气孔，在保卫细胞周围还有2个或多个和表皮细胞形状不同的细胞称副卫细胞。气孔类型：随不同种类植物，副卫细胞排列次序有别，构成了气孔轴式，或称气孔类型。双子叶植物的气孔轴式常见的有：（1）平轴式（2）直轴式（3）不等式（4）不定式（5）环式（1）平轴式：副卫细胞2个，其长轴与气孔长轴平行。如番泻叶、常山叶。（2）直轴式：副卫细胞2个，其长轴与气孔长轴垂直。如薄荷叶、益母草。25（3）不等式：副卫细胞3-4个，1个特别小。如菘蓝叶。（4）不定式：副卫细胞3个以上，其大小基本相同。如艾叶、桑叶、地黄。（5）环式：副卫细胞数目不定，其形状较其它表皮细胞狭窄，排列成环状。如茶叶、桉叶等。2627单子叶植物气孔的类型也很多，如禾本科和莎草科：两个保卫细胞哑铃形，两端细胞壁薄，中间窄的部分细胞壁特别厚，两边各有一个三角形副卫细胞。272.2.2毛茸(trichome,hair)由表皮细胞特化而成的突起物，具有保护、分泌、减少水分蒸发等作用。分为腺毛和非腺毛两类。1)腺毛：有头部和柄部之分，头部膨大，位于毛的顶端，能分泌挥发油、黏液和树脂等物质。腺鳞：唇形科植物叶上短柄或无柄的腺毛，腺头常由8个细胞组成，表面观呈扁球形。2)非腺毛：无分泌能力，起单纯的保护作用。其顶端常狭尖，由单细胞或多细胞组成。形态多种多样，常见的有：线状毛、棘毛、分枝毛、丁字毛、星状毛、鳞毛等。石韦的星状毛胡颓子叶的鳞毛2.2.3周皮（periderm）木本植物的根和茎在加粗过程中表皮被破坏。这时，植物相应地形成次生保护组织——周皮，代替表皮行使保护作用。形成条件：通常发生在表皮破坏前(根或茎增粗)，由木栓形成层细胞向外作切向分裂而形成的。木栓形成层的来源：由皮层或韧皮薄壁细胞，少数由表皮细胞恢复分裂机能而形成的。在根中一般由中柱鞘细胞产生。皮孔：周皮中的通气结构。常在原气孔部位产生。当根与茎次生生长产生周皮时，气孔内方的木栓形成层向外不产生木栓，而形成大量排列疏松的填充细胞，这些细胞增多后，突破表皮，形成皮孔（气体交换的通道）。2.3分泌组织植物体上有些细胞能分泌某些特殊物质，如挥发油、乳汁、粘液、树脂等，这种细胞就称为分泌细胞。由分泌细胞所构成的组织称为分泌组织。根据分泌物是积累在体内还是排出体外，分成两类：（1）外部分泌组织（2）内部分泌组织(1)外部的分泌组织分布在植物的体表，分泌物排出体外。腺毛：具有分泌能力的表皮毛，腺头的细胞覆盖着较厚的角质层，其分泌物积累在细胞壁与角质层之间。蜜腺：能分泌蜜汁腺体，由一层表皮细胞及其下面数层细胞特化组成。一般位于花萼、花瓣、子房或花柱的基部，少数存在于叶、托叶或花柄等处。(2)内部的分泌组织分布在植物体内，分泌物也积存在体内。根据它们形态和分泌物的不同，可分为分泌细胞、分泌腔、分泌道和乳汁管。①分泌细胞：分布在植物体内部的具有分泌能力的细胞，通常比周围细胞大，并不形成组织，而是以单个细胞或细胞团(列)存在于各种组织中。由于分泌物不同，又可区分为油细胞（如姜、桂皮）；粘液细胞（如半夏）；单宁细胞（如茶、葡萄）；芥子酶细胞（如十字花科、白花菜科植物）。②分泌腔：由多数分泌细胞所组成的腔室，分泌物贮存在腔穴内，因分泌物多为挥发油，故又称为油室。起源方式有两种：裂生式：分泌细胞的胞间层溶解，形成空隙，分泌细胞完整围绕着腔室。如当归根。溶生式：由分泌细胞中分泌物积聚增多，而致细胞壁破裂溶解而形成的腔室，腔室周围的细胞常破碎不完整。如橘皮。③分泌道：由分泌细胞彼此分离形成的一个长形胞间隙的腔道。其周围的分泌细胞称上皮细胞。树脂道：贮存树脂，如松柏类；油管：贮藏挥发油，如伞形科双悬果；粘液道(管)：贮藏粘液，如美人蕉。小茴香的油管④乳汁管：分泌乳汁的长管状单细胞，常具分枝，或由一系列细胞合并，横壁消失连接而成，且常在植物体内形成系统。根据发育过程可分为：有节乳汁管：多细胞贯通而成，成为多核的巨大管道系统，乳汁可以互相流动。如菊科、桔梗科等。无节乳汁管：每一乳汁管为一个细胞，乳细胞随植物器官长大而伸长，管壁上无节。常有分枝，贯穿于整个植物中。罂粟Papaversomniferum2.4机械组织机械组织是指在植物体内起支持和巩固等机械作用的组织。机械组织细胞的突出特点是细胞壁加厚；根据细胞形态及细胞壁加厚的不同，可将机械组织分为两大类：厚角组织和厚壁组织。（1）厚角组织（collenchyma）分布：于生长中的幼嫩茎、叶柄、叶片、花梗等部位，根中一般不存在。常位于表皮或周皮的内侧。特点：生活细胞，成束存在并上下衔接，内含叶绿体，具有潜在的分裂能力，可参与木栓形成层的形成。突出特点是细胞壁呈初生壁性质的不均匀增厚，增厚部位位于角隅处，故名厚角组织。52伞形科植物白芷和野胡萝卜的茎和叶柄可见明显纵棱52