资源生物学讲义

第一章绪论

自然资源

1972年联合国环境规划署﹙United Nation Environment Programme, UNEP﹚在一定的时间，一定空间条件下能产生经济价值以提高人类当前及将来福利的自然因素和条件.

生物资源

联合国《生物多样性公约》对生物资源做了定义：生物资源是指对人类具有实际或潜在用途或价值的遗传资源、生物体或其部分、生物种群和生态系统中任何其他生物组成部分。

生物资源的特性

生物资源的系统性（系统关系）

生物资源的可更新性（繁殖）

生物资源的地域性（森林，草原、湿地）

生物资源的周期性（数量和质量）

生物资源的有限性（更新能力的限度)

生物资源的增殖性（利用价值不断提高)

第二章资源植物概述

第一节资源植物与植物多样性

一、资源植物的定义

根据国内一些著名学者对资源植物的定义，将这些概念划分为狭义和广义概念两种。中国著名学者吴征镒院士将其定义为一切有用植物的总和，这是资源植物的狭义概念；而广义上则认为资源植物是指一切植物的总和，中国资源植物是指中国土地上的一切植物总和，某个地区的资源植物是指某一地区的一切植物总和。

二、资源植物的分类

根据用途的分类

1、淀粉植物

2、油脂植物

3、蛋白质和氨基酸植物

4、药用植物

5、维生素类植物

6、糖和非糖甜味剂植物

7、纤维植物

8、植物色素类植物

9、植物胶与果胶植物

10、树脂植物

11、芳香油植物

12、鞣料植物

13、橡胶植物

14、饲用植物

15、能源植物

16、园林花卉

17、土农药植物

18、蜜源植物

19、经济昆虫寄主植物

20、环境保护植物

21、植物种质资源

根据植物分类系统

资源植物包括：

藻类植物

地衣植物

苔藓植物

蕨类植物

裸子植物

被子植物

二、中国资源植物的特点

㈠中国的植被分区

1、东北区

2、华北区

3、西北区

4、黄土高原区

5、青藏高原区

6、华中区

7、云贵高原区

8、华南区

㈡中国资源植物的特点

1、植物种类众多，资源丰富(种子植物25 700，蕨类2 400，苔藓2 100多

种，合计高等植物3万种，为全世界1/10）

2、区系组成复杂，珍惜众多（在种子植物中，属世界广布的植物有51科

108属；属热带分布的有168科1 467属；属温带分布的有77科931属，属地中海与泛地中海地区分布的有7科278属。

3、园林花卉资源丰富（所有用的种类7 500种，占世界总数的60%～70%，园林花卉资源在国际上位列，第一位，有“世界园林之母”的誉称。

4、药用植物资源丰富

中国的药用植物资源丰富，民间应用历史悠久，据统计，目前药用植物在8000种以上，其中收载于药书中的，包括少数低等植物在内共6000多种，高等植物4800多种，包括苔藓类40多种、蕨类400多种，裸子植物仅100种，被子4300多种。

5、栽培植物种类繁多

中国是一个古老的农业大国，也是世界上果树栽培大国。

农作物中的粮食作作物、油料作物、蔬菜、糖料作物和纤维植物有100余种，饲用植物400 ～500种，果树300种。

6、资源植物分布地区差异大

中国地域辽阔，自然环境差别大，资源植物分布不均，种类和群体数量变化很大。

第三章资源植物与价值

二、藻类植物资源价值

㈠食用和药用价值

⑴发状念珠藻（Nostoc flagelliforme)。因植物体丛生呈毛发状，干燥时黑褐色，故俗称“发菜”，发菜细胞内蛋白质,20％以上，并含有多种矿物质和纤维素。食用历史悠久，早在汉代就有记载。发菜对甲状腺肿大、淋巴结核、脚气病、鼻出血、缺铁性贫血、高血压和妇科病等都有一定疗效。

⑵螺旋藻(Spirulina princenp)。植物体短丝状，呈螺旋形卷曲，能够进行旋卷和弯曲运动。其细胞内的蛋白质含量高达45%～49%(干重），是一种具有很高食用价值的蛋白质资源。经试验证明，螺旋藻在降低胆固醇和血脂、抗癌、治疗贫血及微量元素缺乏、增进免疫、调整代谢机能等方面都有积极作用，被联合国粮农组织和联合国世界食品协会推荐为“21世纪理想的食品”。

⑶石莼（Ulva lactuca)，亦称海白菜、海青菜，植物体为黄绿色扁平的膜状体，基部以固着器固着于岩石上，生活于海岸潮间带。干石莼含蛋白质、纤维素、麦角固醇、甘露糖、半乳糖、酸性多糖、糖醛等，其中蛋白质含量

3.61%、粗纤维6.89%。可药用，具有清热、利尿、祛痰、软坚、解毒之功效，可用于治疗大小便不利、疳积、脐下结气等症。

⑷海带(Laminaria japonica)。海带的孢子体形大，褐色，明显分为固着器、柄、带片三部分、带片扁平状。海带是一种价值非常高的海藻，其海带干品中含粗脂肪、粗蛋白、粗纤维、纤维素、钙、铁、碘等，与菠菜、油菜相比，除维生素C外，其粗蛋白、糖、钙、铁的含量均高出几倍、几十倍。海带体内的碘能促进炎性渗出物的吸收，并能使病态组织崩溃和溶解，可纠正因缺碘引起的甲状腺机能不足，对缺碘性甲状腺肿大有特殊的治疗作用。海带聚糖硫酸盐可清除血脂，可作为动脉粥样硬化病人的血脂清除剂。海带氨酸有降压作用。海带根合剂有镇咳平喘的作用。

⑸裙带菜(Undaria pinnatifida)，又称海芥菜。作为食用海藻，裙带菜中含有多种营养成分，其所含蛋白质、钙、维生素等均比一般海藻高，其味道也超过海带。裙带菜性凉，味甘咸，有清热、生津、通便之功效。

⑹甘紫菜(Porphyra tenera)，含粗脂肪、粗蛋白、粗纤维、维生素、碘等，特别是蛋白质的含量高。紫菜作为食品，味道鲜美，营养丰富。紫菜性味甘咸寒，具有化痰软坚、清热利水、补肾养心的功效，用于治疗甲状腺肿、水肿、慢性支气管炎、咳嗽、脚气、高血压等症。

第二节地衣植物资源与价值

一、地衣植物的生物学特征

地衣(Lichen)是由真菌和藻类共生所形成的一类特殊的植物类型，它是有真菌缠绕着1～2种具有光合作用的藻类组成的共生复合体。全世界地衣有500余属，25 000余种。中国已有记载的约有200属，近2 000种。

1、组成

2、营养关系

3、地衣的形态

4、地衣的结构

5、地衣的繁殖

6、地衣的种数

二、地衣植物资源的利用价值

㈠药用价值-地衣中含有地衣多糖、地衣酸等。地衣多糖、异地衣多糖在抗癌方面具有很高的活性。地衣中的松萝酸、地衣硬酸、原地衣酸等具有很强的抗菌活性。

①环裂松萝（破茎松萝）,枝状地衣。含有破茎松萝酸、去甲破茎松萝酸、环箩酸、地钱酸、油酸、亚油酸、地衣聚糖等化学成分。从破茎松萝中提取制得的地衣酸钠盐，具有很强的抗菌与抗原虫作用，能抑制白喉杆菌。

②石耳，叶状地衣。含有水溶性地衣多糖，具高度抗癌活性。

㈡工业价值-地衣可以做工业原料。如海石蕊地衣可以提取色素制成染料、石蕊试纸或酸碱度指示剂。地衣是一种提取香料的原料，梅衣属（叶状地衣）的一些种类，含有一种芳香油，是配制香水、化妆品的原料。

㈢生态价值

地衣在土壤形成中有一定的作用。生长在岩石表面的地衣，所分泌的多种地衣酸可腐蚀岩面，使岩表面逐渐龟裂和破碎，加之自然地风化作用，逐渐在岩石表面形成了土壤层，为其他高等植物的生长创造了条件。因此，地衣常被称为“植物拓荒者”或“先锋植物”。

环境监测-地衣对so2反应非常敏感，在工业区和人口密集的城市如果有一定量的so2排出时，地衣就会生长不良或死去。根据地衣的这一特性，常用地衣作为大气污染的监测生物。

食用地衣（石耳、石蕊、冰岛衣）等体内含有淀粉和糖类，故可以食用。

饲用地衣（石耳、石蕊、冰岛衣等群落）等是驯鹿和鹿等动物的主要饲料。

第三节苔藓植物资源与价值

苔藓植物（Bryophyta)是一类小型的非维管高等植物。全世界苔藓植物约有26 000种，中国约有2 800种。通常分为三纲，即苔纲、角苔纲、藓纲。

二、苔藓植物的资源利用

（一）药用价值

苔藓植物有的种类可直接用于医药方面。真藓科中的暖地大叶藓｛ Rhodobryum giganteum (Hook.)Par ｝，全草煎服可镇静安神，对治疗心脏病有显著疗效，其体内含有高度不饱和的长链脂肪酸，如廿二碳五烯酸，是种子植物所不能制造的。大叶藓煎剂，具有软化冠状动脉、调整心率等功效。

大金发藓(Polytrichum commune，即本草中的土马骔)，有清热解毒作用，全草能乌发、活血、止血、利大小便。

蛇苔｛Comocephalum conicus(L.)Dun｝可解热毒、消肿止痛，捣碎外敷可治蛇咬伤，晒干研末用麻油调敷可治烫伤。

地钱（Marchantia polymorpha L.)-煎汁内服，用于治疗肝炎和肺结核,外用治疗疮毒。

泥炭藓形成的泥炭中蒸馏出来的泥炭醇是医治皮肤病的良药。

第四节蕨类植物资源

一、蕨类植物的生物学特征

蕨类植物（Pteridophyte)又称羊齿植物（fern),是进化水平最高的孢子植物，也是最原始的维管植物（vascular plant)，在世代交替中以孢子体占优势地位。蕨类植物通常可分为水韭纲、松叶蕨纲、石松纲、木贼纲和真蕨纲等5纲，全世界蕨类植物约12 000种，中国有2 600种。中国西南地区，长江以南各地以及台湾等的蕨类植物非常丰富，云南省号称“蕨类王国”有1 000多种蕨类植物。

二、蕨类植物资源价值

㈠药用价值

蕨类植物是重要的中草药资源，据不完全统计，至少有100余种蕨类植物具有药用价值，有许多种类自古以来就广泛用于医药上，如石松、卷柏、狭叶瓶尔小草、铁线蕨、贯众、有柄石韦、问荆等，有的是全草入药，有的是采用根状茎入药。

⑴石松-药用植物-石松，石松科，石松属

全草入药，含多种生物碱，具有祛风活血、镇痛强壮、利尿通经之功效。用于治疗肝炎、痢疾、关节酸痛、手足麻痹、外伤出血等。

⑵卷白-全草入药，含苏铁双黄酮、穗花杉双黄酮、芹菜素、扁柏双黄酮、海藻糖、异柳杉素等。具有收敛止血、理血疏风之功效。内服治疗便血、吐血、尿血、哮喘、跌打损伤等；外敷治外伤出血。

⑶铁线蕨-全草入药，含铁线蕨酮、铁线蕨素、黄芪苷、烟花苷异

食用植物-蕨,凤尾蕨科，蕨属，为欧洲蕨的变种。又称蕨菜、狼萁、如意菜、龙头菜、拳头菜。

⑷贯众-根状茎入药。含异斛皮苷、紫云英苷、冷蕨苷、贯众苷、黄绵马酸等化合物。具有清热解毒、止血之功效，对于驱除绦虫、蛔虫有特效。

㈢园林价值

有不少种类蕨类植物，由于具有独特、美观、优雅、别致的体形，且无性繁殖能力强，可作盆景，绿化庭院和住宅。目前在温室、庭院或盆景中广泛栽培的蕨类植物有肾蕨、鸟巢蕨、桫椤、二叉鹿角蕨、扇蕨等。

⑴肾蕨-观赏植物，肾蕨科，肾蕨属。

主要用于露地栽培及室内盆栽观叶，作吊篮式盆栽，还是主要的切叶材料。

肾蕨的繁殖能力非常，可以利用分株、孢子以及圆球形块茎进行繁殖，可在春天结合换盆时进行。

⑵巢蕨-铁角蕨科，巢蕨属。又称山苏花。

巢蕨为重要的大型观叶植物，栽植于植物园、花卉园的树干或岩石上可增添野趣。

⑶扇蕨-分布于中国西南地区亚热带山地林下，其叶形奇特，是观赏蕨类植物中的佳品。

⑷桫椤-分布于贵州、四川、广东和台湾等地。常成片生于林下沟谷、溪边或林缘湿地，常数十成百株构成优势群落。

⑸鹿角蕨-原产于亚、非、澳三洲，株形奇特，大叶下垂，是室内装饰的珍贵种类。鹿角蕨属共12种，为著名的观赏蕨类。

第五节裸子植物资源与价值

裸子植物（Gymnospermae)介于蕨类和被子植物之间的一大类群。它保留着颈卵器，具有维管束系统，能产生种子，因此裸子植物与苔藓植物、蕨类植物

一起统称为颈卵器植物，与蕨类植物、被子植物一起统称为维管植物，与被子植物一起统称为种子植物，但种子裸露，没有果皮包被，故称为裸子植物。

裸子植物是一群古老的植物，它从泥盆纪发生，在石炭纪、二叠纪（Permian)最为兴盛，到中生代（Mesozoic)逐渐衰退。

（四）珍稀种类

裸子植物中具有多种孑遗种类，分别被列为国家一级、二级保护植物。如特有单种科-银杏科；特有单型属有水杉、水松、银杉、金钱松和白豆杉。

四、裸子植物资源举例

㈠Cycas revolute Thunb.苏铁-苏铁纲植物。在古生代末期二叠纪兴起，在侏罗纪（Jurassic)相当繁盛，现在仅9属100余种，分布在热带和亚热带。中国有苏铁1属20余种均为保护对象。

（1）观赏---常见的栽培种是铁树，又称苏铁。（2）食用及药用—铁树茎内髓部和种子富含淀粉，可供食用；种子除含淀粉外，可入药，有收敛、止咳及止血功效。

㈡Ginkgo biloba L.,别名：白果树，松孙树。银杏纲植物。银杏是中国特产的中生代孑遗植物（relict plant),现全世界广泛栽培。

重点特征—落叶乔木，枝有长、短枝之分。叶扇形，先端二裂或呈破状缺刻，二叉状脉序。球花单性，雌雄异株。种子核果状，外种皮厚，肉质，熟时黄色；中种皮骨质，白色；内种皮膜质，红色。

银杏具有重要的经济价值，不仅可以药用、食用，还是园林绿化所选用的优良树种。

㈢金钱松-Pseudolarix amabils。别名：金松。松杉纲植物。金钱松是金钱松属中唯一的种，为中国的单属单种特有植物、著名的古老残遗植物，被列为国家二级保护植物，分布于长江中下游亚热带地区。

金钱松的种子可榨油。木材黄褐色，结构粗略，但纹理通直，又耐潮湿，可供建筑、桥梁、船舶、家具等用材。

㈣水杉-Metasequoia glyptostroboides Hu et Cheng松杉纲植物。水杉是中国特产的珍贵孑遗植物，分布于四川省与湖北省交界处，现各地普遍种植，并在50多个国家和地区引种栽培。水杉植物在中生代白垩纪及新生代约有10种，曾广布于亚洲东部、北部及北美。第四纪冰期之后，仅存水杉一种在中国局部地区有少量生长。1943年，植物学家王战教授在四川万县发现了幸存的水杉。被誉为植物界的“活化石”。

㈤红豆杉-Taxus chinensis，松杉纲植物。红豆杉属（紫衫属），中国有4种，是中国特有的第三纪孑遗植物，被列为国家一级重点保护植物。其枝叶、根、树皮能提取紫杉醇，可治糖尿病或提取抗癌药物。

红豆杉属植物是世界上公认的濒危绝灭的天然珍稀抗癌植物。1971年，美国的两位化学家成功地从红豆杉的树干中分离出一种物质，命名为紫杉醇

（Paclitaxel,商品名为Taxol)，并发布了它的化学结构，紫杉醇在临床实验中被验证为对卵巢癌、睾丸胚胎癌、乳腺癌症具有特效，且毒副作用远远小于当时发现的其他抗癌物质。

第六节被子植物资源

一、被子植物的生物学特征

被子植物（Angiosperm)是植物演化阶段最后出现的植物种类，是现代植物界中的最高级、最茂密和分布最广的一个类群。已知被子植物共1万多个属，约20万种，占植物界的一半，中国有3 123属，约3万种。

二、被子植物资源的价值

被子植物与人类的关系十分密切，是人类重要的植物资源。在植物资源的用途和所含化合物性质不同所分为21种植物资源类型中，被子植物是其中的重要类群。

三、被子植物资源的利用

㈠药用植物

中国的药用植物根据需要和使用情况可以分为三类：

⑴大宗品种。常用的、需要量大、资源多，相对容易获得的种类。如金银花、菊花、黄连、黄芩、地黄、防风、柴胡、天冬、桔梗、党参、藿香、荆芥、薄荷等。

⑵小宗品种。即需要量较少，资源分布不广和较难得到的种类。如三七、肉桂、辛夷、栀子花、诃子、五味子等。

⑶珍贵品种。即药用价值高，资源量稀少和难于采到的种类。如天麻、人参、虫草、石斛、肉苁蓉、七叶一枝花、藏红花等。

现在被列为国家重点保护的药用植物有168种，其中属于一级保护的有5种，二级保护51种，三级保护的114种。

3.药用被子植物资源举例

1、人参

2、三七

3、杜仲

4、羌活

5、甘草

6、枸杞

7、肉苁蓉

8、薯蓣

9、地黄

10、当归

1、人参，别名山参、血参、土精，五加科植物。多年生草本植物。

根茎入药，性味甘、微苦、温。有补元气、固脱生津、安神功效。用于虚脱、劳伤、食少倦怠、心悸、自汗、健忘、阳痿、尿频等症。

叶可以入药。性味甘、苦、寒，有清肺、生津止渴功效。

人参花加红糖制后泡茶饮，有兴奋作用。

人参中含有多种人参皂苷，还有山奈素、三叶豆苷和人参黄酮苷等。药理研究证明人参对中枢神经有兴奋和抑制作用，抗疲劳、降血压和强心、提高机体免疫功能、降血糖、促进性腺活性、溶血、止血及促进骨髓细胞生成素升高等作用。

6、枸杞，别名西枸杞、白刺、山枸杞，茄科植物，落叶灌木。

果实入药。性味甘、平，人肝、肾经。有滋肾补血、养肝明目功效。用于血虚阴亏、腰背酸痛、头晕等。枸杞含甜菜碱、玉米黄质、酸浆红素、枸杞甾酮等，含有多种氨基酸、胡萝卜素、维生素和矿物元素等。

枸杞在祖国的传统医学中具有重要的地位，其药用价值备受历代医家的推崇。它是传统名贵中药材和营养滋补品。

现代医学研究证明：枸杞有免疫调节、抗氧化、抗衰老、抗肿瘤、抗疲劳、降血脂、降血糖、降血压、补肾、保肝、明目、养颜、健脑、排毒、保护生殖系统、抗辐射损伤16项功能。

7、肉苁蓉，别名苁蓉、大芸，也称沙漠人参，列当科植物。多年生寄生草本。全草入药，性味甘、咸、温。有补肾壮阳，补血、润肠通便功效。

用于阳痿、遗精、血虚、腰膝酸痛、便秘等。

肉苁蓉含有生物碱。

药性类别：滋补理气、养生药。

肉苁蓉不仅为名贵中药，也是古地中海残遗植物，对于研究亚洲中部荒漠植物区系具有一定的科学价值，为濒危种。肉苁蓉由于大量采挖，其数量已急剧减少。据调查，每千株寄生植物梭梭中，仅有7株肉苁蓉。又因梭梭是骆驼的优良饲料和当地群众的染料，因此过度放牧和大量砍挖梭梭，也促使肉苁蓉处于临危的境地。

8、薯蓣，山药、山薯、山芋，薯蓣科植物。多年生草本。作为中药最主要的补益药材之一，怀山药与其他常用的补药，如人参、党参、黄芪等相比，最大区别，也是它的最大优点，是无任何副作用。因此被历来医家评价为“温补”、“性平”，是“药食同源”的典范，即可以当成正常食物充饥食用，适宜于任何人群。

药性类别：滋补理气、养生药

9、地黄，别名山烟、山白菜。玄参科植物。

一般于秋季采挖，去芦头、须根，得到鲜生地，味甘、苦、寒。人心、肝、肾经，有清热凉血、生津功效。

10、当归，别名干归、云归、西当归，伞形科植物，多年生草本，当归含蒿本

内酯、正丁烯酰内酯、阿魏酸、烟酸、蔗糖和多种氨基酸，以及倍半萜类化合物等。

当归性温，味甘、辛。具有补血活血，调经止痛，润肠通便功效。用于血虚萎黄、月经不调、经闭痛经、虚寒腹痛、肠燥便秘、风湿痹痛、跌扑损伤等症。

?㈡能源植物

? 1.能源植物的定义和分类

?能源植物是指可以用作能源的植物，有称为石油植物或生物燃料植物。能源植物通常是指那些利用光能效率高，具有合成较高的还原性烃的能力，可产生接近石油成分和可替代石油使用的产品的植物以及富含油脂、糖类、淀粉类、纤维素等的植物。

?根据能源植物化学成分及其用途，可以将能源植物分为5类：

?富含糖的能源植物。主要有甘蔗、甜高粱、菊芋等，用于生产燃料乙醇。

?富含淀粉的能源植物。玉米、木薯、马铃薯、甘薯等粮食作物和蕉芋、橡子、野百合、魔芋等野生植物，用于生产燃料乙醇。

?富含纤维的能源植物。芒草、柳枝稷、桉树等，用于生产生物柴油和燃气（甲烷）。

?富含油脂的能源植物。油菜、棕榈、向日葵、花生等，用于生产生物柴油。

?富含类似石油成分的能源植物。麻疯树、油楠、续随子、绿玉树等，用于生产生物石油、生物柴油。

? 6.能源植物资源举例

?⑴麻疯树

?⑵好好芭

?⑶光皮树

?⑷文冠果

?⑸油桶

?⑹黄连木

?⑺绿玉树

?⑻甜高粱

?⑼菊芋

?⑽木薯

?⑴麻疯树，大戟科，为多年生木本植物。

?麻疯树3年可挂果投产，5年进入盛果期。果实采摘期长达50年，果实的含油率为60-70%，经改性后的麻疯树油可适用于各种柴油发动机。与化石柴油相比，麻疯树油是一种绿色柴油。

?①对环境好（硫含量低，二氧化硫和硫化物排放量比0号柴油低10倍）

?②低温启动性能好（无添加剂冷凝点-20℃）

?③润滑功能强

?④燃料性能佳

?麻疯树油优于国内0号柴油，达到欧洲二号排放标准。

?⑵好好芭，西蒙得木科植物，一种沙漠常绿小灌木，

好好芭由于其种子中所含的特种植物油而受到全世界的重视，其干种子的出油率达50%-60%，好好芭油无色无味，抗氧化能力极强，未加工的油97%以上成分是直链蜡酯，其中87%以上的酯是20-22个碳原子的双链。两条链通过酯键相连。而普通的植物油是16-18个碳原子的脂肪酸。

好好芭油被称为液体蜡，可300℃高温而不燃烧，高稳定性和高冰点，可存30年而不变质。此外，好好芭油还具有高绝缘性的特性，这些性质和抹香鲸油极其相似，是目前唯一可替代鲸油的特种植物油，使得好好芭的经济价值和市场前景徒然增加，好好芭油被誉为沙漠?液体黄金”。