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药用植物学PharmaceuticalBotany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（CrudeDrug）：天然未加工或简单加工的药材。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（TraditionalChineseMedicines）：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（MedicinalHerb）：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（ChineseTraditionalandHerbalDrugs）：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：①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。②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-RegionDrug）：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：GoodAgriculturalPractice，中药材生产质量管理规范）。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２３７种。2．《本草经集注》：梁代，陶弘景所著，载药７３０种，多数为植物药。3．《新修本草》：唐代（公元６５９年）苏敬、李勋等人集体编写，载药８５０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１０８２年）唐慎微，载药１７４６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１８９２种，全面总结了１６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１７６５年），载药９２１种，记载了７１６种《本草纲目》中未有的种。1．我国幅员辽阔，地跨寒、温、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、DNA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ArtemisiaapiaceaHance）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ArtemisiaannuaL.）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(ArtemisiaapiaceaHance）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(ArtemisiaannuaL.）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。OOOCH3HHH3COOHCH3“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、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细胞。施莱登(1838)，施旺(1839)：细胞学说（Celltheory)。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。（一）植物细胞的形状圆形：游离或单独存在的细胞多面体形：等径细胞长形细胞（二）植物细胞的大小（三）植物细胞的排列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80~90%。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(plasmicmembrane)是细胞质与细胞壁相接触的膜。厚度为6~10nm,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5~8μm，厚1μm。根据所含色素和功能的不同，分三种：①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。②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：主要存在于花、果实和根中。形状：针形、球形、杆状、多角形或不规则形。③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0.5~1.0um，长约1~2μm。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10~20um。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(cellwall)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非生活物质形成。（一）细胞壁的分层细胞壁由于形成的先后及化学成分的不同，在结构上分出了层次。相邻两细胞所共有的细胞层可分为胞间层、初生壁和次生壁三层。1、胞间层(intercellularlayer)又称中层(middlelamella)。是相邻两细胞所共有的薄层。在细胞分裂时形成。主要成分为果胶类物质。起粘连两个细胞的作用。