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1、药用植物学 Pharmaceutical Botany 绪论,药用植物学:一门药学专业的基础课程,也是一门专业课程。 与 生药学(中药鉴定学) 天然药物化学(中药化学) 中药学 等学科关系密切,药用植物学:研究一门研究具有医疗保健作用的植物形态、组织、生理功能、分类鉴定、细胞组织培养、资源开发和合理利用的科学。,几个基本概念,药物(Drug):用于预防、治疗、诊断人类疾病,并有规定的适应证、用法和用量的物质。包括 (1)天然植物(本草)、动物、矿物及加工品; (2)人工合成化学药物; (3)生化药物; (4)生物技术药物。,本草:具有药效作用的植物。 生药(Crude Drug):天然未加工或
2、简单加工的药材。 包括:天然的中药材、草药、民族药材和提制化学药物的原料药材。,中药与草药,中药(Traditional Chinese Medicines):指中医用以治病的药物。 是根据中医理论和临床经验用于医疗保健 的药物。多在中医古籍有记载,药房有售 包括中药材、中药汤剂和中成药。 草药(Medicinal Herb):局部地区民间草医用以治病或地区性口碑相传的民间药,其中也有是本草记载的药物。民间使用,药房多不备。,中草药(Chinese Traditional and Herbal Drugs):疗效较好的草药被中医所应用或作药材收购,即中药和草药的总称。 中药和草药两者可互相转化
3、: 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。 天然药包括一切民间药、中药、草药,来自自然界,非人为加工品。,道地药材(Famous-Region Drug): 来源于特定产区的货真质优的生药,是中药材质量控制的一项独具特色的综合判别标准的体现(GAP:Good Agricultural Practice,中药材生产质
4、量管理规范)。,一、我国药用植物学历史概况,1神农本草经:汉代,我国最早的本草著作,载药365种,其中药用植物种。 2本草经集注: 梁代,陶弘景所著,载药种,多数为植物药。 3新修本草:唐代(公元年)苏敬、李勋等人集体编写,载药种,由国家颁行,被认为是世界上最早的一部药典。,4证类本草:宋代(公元年)唐慎微,载药种,成为今人考察、辑佚古医方、本草著作的重要文献。 5 本草纲目:明朝,李时珍所著,载药种,全面总结了世纪以前我国劳动人民认、采、种、制、用药的经验,是世界医药学的一部经典。 6 本草纲目拾遗:清代,赵学敏(公元年),载药种,记载了种本草纲目中未有的种。,1 我国幅员辽阔,地跨寒、温、
5、热三带,地形复杂,气候多种多样,药用植物种类繁多。 2 据全国中药资源普查统计,我国已有记载的药用植物为一万一千多种。 3 全国著名的药用植物:人参、五味子、细辛、黄芪、甘草、地黄、山药、牛膝、黄连、川贝母、三七、木香、广藿香、阳春砂、槟榔、芍药、当归、党参、枸杞、大黄、冬虫夏草等。,二、我国丰富的药用植物资源,三、国外近现代植物学的发展,1 林奈(1707-1778)对植物分类作出了巨大的贡献,双名法、人为分类系统。 2 达尔文的进化论对植物分类学有着深刻的影响:推动了植物亲缘关系的研究。 3分类系统:恩格勒系统、哈钦森系统、塔赫他间系统、克朗奎斯特系统。 4 分类学的分支:化学分类学、DN
6、A分类学等。,四、我国近现代药用植物学、生药学的发展,1 名家介绍: 药用植物学:胡先骕、吴征镒 生药学:徐国钧、楼之岑。 2 开展资源调查、对传统中药材进行专题研究。 3 约有200多种新药是直接或间接地从中草药中研究开发出来的。青蒿素 4 开展GAP研究;分子生物学的应用。,自本草纲目至1975年,青蒿( 又名香蒿,拉丁学名Artemisia apiacea Hance)一直被尊为正品 ,在中医药千年的历史中,现今大名鼎鼎的黄花蒿( 又名臭蒿,拉丁学名Artemisia annua L.)连假药资格都没有,因为它的臭味较大 。 青蒿:又名香蒿。为菊科植物青蒿( Artemisia apia
7、cea Hance)的全草。主产于安徽、河南、江苏、河北、陕西、山西等地。不含青蒿素。 黄花蒿:又名臭蒿,苦蒿。为菊科植物黄花蒿( Artemisia annua L.)的全草。商品均以色青绿、干燥、质嫩、未开花、气味浓郁者为佳。含青蒿素。,“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之。” 葛洪肘后备急方,五、药用植物学、生药学的任务,1 准确识别、鉴定生药及基源的种类。 同名异物、同物异名 同名为贯众的药材实际上包括来自于9科17属 50多种的原植物 爵床科植物穿心莲,又名一见喜、苦草、四方 莲等。,2 调查考证药用植物和生药资源。 不断发现新的药用植物是药用植物学及生药学 工作者的任务 萝芙木、
8、长春花、喜树(原来被认为无药用价值 或无药用记载) 原来没有用药记载的红豆杉植物含有紫杉醇。,3制定生药或其制剂的质量标准,并对其进行品质评价。 4通过植物之间的亲缘关系,寻找紧缺药材的代用品和新资源。萝芙木可完全代替蛇根木。,5利用生物技术,扩大繁殖濒危物种、活性成分含量高的物种及转基因新物种。 6为中药材生产规范化服务。 GAP,六、学习药用植物学、生药学的方法,1 培养兴趣(广东的凉茶、靓汤)。 2 准确掌握植物形态、植物解剖的名词术语 3 重视实践技能操作,理论知识与实验及野外 实习相结合(本科教育的药用植物学实习)。 4查阅工具书:中国高等植物图鉴、中国植物志、 各地的植物志,不同版
9、本的教材。,中国高等植物图鉴:简介,中国科学院植物研究所组织全国30余个单位的专家教授,花费19年,于1983年编纂而成。 全书共计8册,1057万字。 记载了我国高等植物近11000种。其中9082种配有黑白线条图。,中国植物志:简介,全书80卷126分册,于2004年10月全部出版完成。记载3万多种植物(301科3408属31142种)和9081幅图版,是迄今为止是目前世界上篇幅最大的植物志,也是关于中国维管束植物的最为完整的志书。,第一节 植物细胞,列文虎克(1665):发现并命名“Cell”“细胞” 列文虎克(1632-1723)、马尔比基(1628-1694): 用显微镜观察了真正的
10、细胞。 施莱登(1838),施旺(1839):细胞学说(Cell theory)。细胞是有机体,动植物都是这些有机体的集合物,它们按照一定的规律排列在动、植物体内。,第一章 植物细胞,细胞是生命的结构和功能单位。目前已知的生物体(不包括病毒)均由一个或多个细胞构成。 细胞能够通过分裂而增殖;细胞是遗传的基本单位,并具有遗传的全能性。,显微结构 超微结构,典型的植物细胞,原生质体,后含物和生理活性物质,细胞壁,细胞质,细胞核,质膜,基质,细胞器,质体,线粒体,液泡,内质网,高尔基体,核糖体等,后含物:淀粉、蛋白质、脂肪,生理活性物质:酶、维生素、激素,一、原生质体(protoplast),是细胞
11、内有生命的物质的总称,包括细胞质、细胞核、质体、线粒体等,细胞的一切代谢活动都在这里进行。 构成原生质体的物质基础是原生质,其化学成分主要是蛋白质和核酸。 在生活细胞中,水是主要成分,占鲜重的8090%。,1. 细胞质(cytoplasm),是原生质体的基本组成部分,外面包被着质膜,质膜内是半透明的基质。在基质中分散着细胞器。 细胞质有自主流动的能力,这是一种生命现象。,质膜(plasmic membrane),是细胞质与细胞壁相接触的膜。厚度为610nm,一般在光镜下难以看到,主要在电镜下,看到为三层结构,两侧成两个暗带,中间夹有一个明带。对膜的结构,目前较流行的是“流体镶嵌”模型。 主要功
12、能:选择透性,控制细胞内外水分和物质的交换。,目前,对膜的研究是细胞生物学中最活跃的领域之一,因为生命现象中的许多基本问题,如能量的转换、刺激的传导、细胞识别、细胞免疫、激素的作用等无不和膜有关。 细胞中除质膜外,细胞质与液泡相接触的膜为液泡膜,在细胞质中还有内质网、高尔基体、小泡,以及各种细胞器也都由膜构成,而且它们彼此连接相互交通,使整个细胞形成了一个十分复杂的膜系统。细胞中的生化反应也都在膜上进行。,2. 细胞器(organelle),是细胞中具有一定形态结构、成分和特定功能的微器官,也称拟器官。 包括质体、线粒体、液泡、内质网、高尔基体、核糖体、溶酶体等。前三者可在光镜下观察到,其他的
13、只能在电镜下观察到。,(1)质体(plastid),是绿色植物细胞所特有的细胞器。其体积比线粒体大,但比细胞核小,呈圆盘形或卵圆形,直径58m,厚1m。根据所含色素和功能的不同,分三种:,叶绿体(chloroplast):,所含色素:叶绿素甲、叶绿素乙、胡萝卜素和叶黄素。 形状:在低等植物,形状多样。高等植物,通常呈圆球状、椭圆形,形如凸透镜。 分布:广泛存在于绿色植物的叶、茎的绿色部分以及花、果的某些部分。根一般不含叶绿体。 功能:光合作用、合成同化淀粉。,有色体(chromoplast)(杂色体),所含色素:主要是胡萝卜素和叶黄素,由于二者比例不同,使植物呈黄、红、橙等色。 分布:主要存在
14、于花、果实和根中。 形状:针形、球形、杆状、多角形或不规则形。,白色体(leucoplast),不含色素,无色。 形状:个体最小,常呈圆形、椭圆形或纺锤形。 分布:多见于不暴光的组织中,少数见光部分也有。 功能:与积累贮藏物质有关。,三者关系: 都是由前质体分化而来,在一定条件下,一种质体可以转变成另一种质体。 前质体 白色体 叶绿体 有色体,(2)线粒体(mitochondria),普遍存在于动植物细胞中,是细胞质内的颗粒状、棒状、丝状或有分枝的细胞器。比质体小,直径0.51.0um,长约12m。在光镜下仅见其外形。在电镜下可见由两层膜组成。 含有非常多样且异常重要的酶和与能量代谢密切相关的
15、ATP。是细胞中物质氧化(呼吸作用)的中心。有人称它为细胞的“动力工厂”。,(3)液泡(vacuole),植物细胞特有的结构。在幼小的细胞中,不明显,体积小,数量多。在成熟细胞中,可占据细胞体积的90%,而把细胞质和细胞核挤到一旁。,结构: 液泡膜:是有生命的细胞质的组成之一,单 层膜,结构与质膜相似,但通透性 和物理特性却不同。 细胞液:细胞新陈代谢过程中产生的各 种物质的混合液,是无生命的非 原生质体的组成部分。 意义:对生活细胞有重要意义:贮藏代谢产物,参与细胞中物质生化循环,维持细胞内环境的稳定。,3. 细胞核(nucleus),是细胞中最重要的成分。在传递遗传性状和控制细胞代谢上都起
16、着主导作用。 除细菌和蓝藻外(原核生物),所有的植物细胞都有细胞核。 在高等植物,一般只有一核。 在低等植物,有双核或多核。 一般呈圆球形,直径1020um。,结构:可分为核膜、核仁、染色质和核液等四部分。 1.核膜:分隔细胞质和细胞核的界限,是双层膜。 膜上有许多核孔,是细胞核和细胞质物质交换通道。 2.核液:核膜内呈液体状态的物质。主要成分为蛋白质、RNA、酶和水。 3.核仁:细胞核中1几个折光率更强的球状体。 4.染色质:散布在核液中,易被碱性染料着色的物质。主要由DNA和蛋白质组成。,二、细胞壁(cell wall),是植物细胞特有的结构,与液泡、质体一起构成植物细胞与动物细胞不同的三大结构特征。 是具有一定硬度和弹性的固体结构。一般认为是原生质体分泌的