2014.12植物资源学(整理版)

资源植物的概念：一类具有开发利用价值但还没有形成商品生产规模的植物。

植物资源的特点：地域性：再生性：多用性：周期性；时效性

生物技术在植物资源保护和利用中作用（论述题）

1、利用生物技术建立种质库

将离体培养的植物器官、组织和细胞在常低温或超低温下保存，建立集约化的细胞库，可以作为种质保存的一种方式，并在需要时可以随时取出利用。在分子水平上还可以建立DNA库；

2、利用生物技术加快资源植物的繁殖

通过培养植物的生长点可以得到去病毒的复壮植株，以这些方法年繁殖系数可以达到10万倍以上，从而实现快速繁殖。这一技术已被广泛地应用于珍稀濒危植物的繁殖，资源植物的大规模工厂化育苗以及优良无性系的生产.

3、资源植物的育种

将野生植物中的有益基因转移到栽培植物中。运用细胞杂交方法不受生殖隔离的局限实现两个远缘基因组的杂交。基因工程技术可以不受限制地将野生植物中的一个或一些基因有目的地组装支栽培植物中去。用人工诱变的方法来培育多倍体植株。

4、资源植物细胞的大量培养和次生代谢物的工业化生产。

资源植物学的最重要内容是从次生代谢产物中寻找和利用药物、油脂、香料和色素等物质。作为原料的野生或栽培的资源植物，由于生物量不足和采集困难等原因常常不能满足市场需要。

5、利用现代分子生物技术, 进行中药材的真伪鉴别等。

以DNA分子标记作为中药材的鉴别标准，在准确性、重复性、真实可靠等方面有不受样品的限制，所需要量少等优点，目前主要采用的有RAPD、AFLP、ISSR等，这些方法也常能够判别种间和属间的亲缘关系。

资源植物的分类：食用资源植物（11）药用资源植物（3）工业用资源植物（10）保护和改造环境资源植物，防风固沙类植物、水土保持类植物、绿肥类植物、花卉类植物、指示植物、抗污染植物（6）植物种质资源

甙类是由糖与非糖两部分组成的复合物，甙也称为苷，用酶或酸可双水解。作用随着种类不同而不同。酚（或醇）甙，硫甙，氰甙

皂甙（苷）又名皂苷或皂素，是固醇或三萜类化合物的低聚配糖体总称，以环戊烷骈多氢菲为基本结构单位。薯蓣皂甙元是薯蓣科植物根中所含的主要皂甙类水解产物，为重要的制药原料，剑麻皂甙元是合成激素的原料。

萜类是异戊二烯的衍生物，萜的分类是根据异戊二烯的数目：

含有一个异戊二烯单位的萜类称为半萜，含有两个异戊二烯单位的萜类称为单萜。含有三个异戊二烯单位的萜类称为倍半萜。含有四个异戊二烯单位的萜类称为二萜含有五个异戊二烯单位的萜类称为二倍半萜。

萜类的生物活性

1、抗白血病和肿瘤活性：雷公藤内酯、雷公藤羟内酯、鸦胆丁等。

2、驱蛔虫和杀虫活性：如驱蛔素、川楝素、土木香内酯等。

3、抗疟活性：如青蒿素、鹰爪甲素。

4、抗菌痢和抗钩端螺旋体活性；如穿心莲内酯、穿心莲新甙、14—去氧穿心莲内酯。

5、促进肝细胞再生活性：如齐墩果酸。

6、降血压活性：闹羊花毒素III对重症高血压有紧急降压作用并对室上性心动过速有减慢心率作用。

7、降血脂、降血清总胆固醇活性：如泽泻萜醇。

8、昆虫拒食活性：香茶菜中的二萜化合物对某些昆虫有很强的拒食活性。

9、昆虫保幼激素；如天蚕蛾保幼激素。

环烯醚萜类是一类特殊的单萜，多与糖结合形成苷。环烯醚萜类化合物在中药中分布较广，在玄参科、茜草科、唇形科及龙胆科中较为常见，有多种生理活性（利胆、健胃、降糖、抗菌消炎等

倍半萜类青蒿素是具过氧结构的倍半萜内酯，有很好的抗恶性疟疾活性，是高效、速效、低毒的抗疟药物。

二萜成分是由4个戊二烯连接而成，通式为(C5H8)4。在植物中，一些二萜的含氧衍生物如穿心莲内酯、丹参醌雷公藤内酯、香茶菜甲素、紫杉醇、银杏内酯、甜菊苷等都已成为重要的药物。

生物碱是天然的含氮有机化合物，但不包括氨基酸、蛋白质、核苷、卟啉、胆碱甲胺等开链的简单脂肪胺。生物碱的氮原子常在环上，生物碱多数有复杂的环状结构和生理活性。

含生物碱的中草药很多，如三尖杉、麻黄、黄连、乌头、延胡索、粉防已、

罂粟科、豆科、防已科、毛莨科、夹竹桃科、茄科、石蒜科等科的植物中分布较多。

生物碱的生物活性

毛莨科黄连根茎中的小蘖碱是黄连素的主要成分，有抗菌消炎作用；

萝芙木中的利血平能降血压；石蒜中的加兰他敏对小儿麻痹后遗症有疗效，罂粟果皮中所含的吗啡碱是著名镇痛剂；奎宁碱是有价值的解热药；三尖杉碱和长春花碱是治癌良药；秋水仙素（碱）能人工诱变产生多倍体。有的生物碱可用来制作农业用的杀虫剂。

代表性的生物碱介绍

石杉碱甲：蛇足石杉所含，能够提高脑内乙酰胆碱含量，治疗老年性痴呆症。

小檗碱：在黄连等植物中存在，黄连根茎味极苦，苦味在于它所含多种生物碱。黄连素是小檗碱的盐酸盐，它对痢疾志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、伤寒沙门氏菌、霍乱弧菌等许多病菌都有抑制作用。对菌痢有显著疗效。

10-羟基喜树碱：可选择性地抑制拓扑异构酶，干扰DNA复制，与其它常用的抗癌药无交叉耐药性，因而对耐药性肿瘤有效。

利血平：用于轻度至中度的早期高血压。

黄酮类化合物泛指两个苯环(A- 与B- 环)通过中央三碳链相互联结而成的一系列化合物，黄酮类化合物(flavonoids) 的名称来源于黄酮(flavone)，这是因为这一类物质大都呈黄色（flavus）和具有四位羰基之故。

（一）黄酮及黄酮醇类

黄芩苷是黄芩的有效成分之一, 在清除氧自由基、减轻组织的缺血再灌注损伤、调节免疫、促进细胞凋亡等多方面均有作用。

槲皮素、木犀草素等也属于黄酮醇类化合物。

（二）二氢黄酮类和二氢黄酮醇类代表性二氢黄酮类化合物：水飞蓟素

（三）异黄酮化合物有：葛根素。扩冠状动脉，降低心肌缺氧，治疗心肌缺血。

（四）查耳酮桔类黄酮可用来制药，对防止动脉硬化、心肌梗塞等症有良好的疗效。可作为甜味剂.

三四都是甜味剂

（五）花色素类花色素类主要以离子状态存在。

黄酮类化合物的主要生理活性（理解）

1、对心血管系统的作用（芦丁、橙皮甙、银杏叶、葛根、山楂等）

2、抗肝脏毒作用（水飞蓟素、儿茶素等）

3、抗炎作用（芦丁、二氢槲皮素等）

4、雌性激素样作用（大豆素等）

5、抗菌及抗病毒作用（木犀草素、黄芩甙等）

6、泻下作用

7、解痉作用（异甘草素等）

8、止咳平喘作用（芫花、满山红等）

蒽醌类化合物主要包括蒽醌衍生物及其不同程度的还原物，例如蒽醌、氧化蒽酚、蒽酚、蒽酮。

蒽醌类化合物的分类

根据羟基的分布情况，蒽醌类化合物分为三种类型：

1、大黄素型：两侧的苯环上都有羟基取代，如大黄素、大黄酚、芦荟大黄素等，常与葡萄糖结合成苷。

2、茜草素型：羟基取代在同侧的苯环上，如茜草素、羟基茜草素等。

3、二蒽酮类衍生物：由两分子蒽酮相互结合形成的化合物。

金丝桃素是贯叶连翘中的最主要有效成分，可应用于肿瘤的光化学诊断与治疗，具有抗爱滋病免疫缺陷病毒(HIV)及其它一些反转录病毒的作用。

系统研究法

理论论据植物之间有系统发育相关性，这种发生上的相关性也与它们体内的化学成分相关。

例如: 木兰科含有挥发油，油中含有芳香族衍生物和倍半萜类，同时有异喹啉类生物碱，且均由苯丙氨酸衍化而来；豆科多数含有黄酮类化合物普遍分布；唇形科植物多有萜类化合物和黄酮类化合物。

1、利血平的分离研究

蛇根草（Rauvolia serpentina）是印度植物，具有利血平这种化学成分，其药用价值是降压。我国不产这种植物，但蛇根草属于萝芙木属，该属在我国云南等地有9种植物。根据系统发生上的相关性，对这9种植物进行了植物化学研究，发现萝芙木(R. verticillata)和云南萝芙木（R. yunnanensis）的根中含有丰富的利血平，将其分离，制成了“降压灵”这种药。

2、瓜尔胶替代品的生产

瓜尔豆（Cyamopsis tetragonolobus)是印度等国的一种传统田园种植的蔬菜和饲料，国外于20世纪50年代从该植物中分离出一种半乳甘露聚糖胶，又称为瓜尔胶（Guargum)，广泛应用于石油采油、食品、印染工业等，20世纪70年代初我国植物学工作者，从同科（蝶形花科）的国产田菁属植物Sesbania的种子中也分离出了与瓜尔胶相似的田菁胶，同属于半乳甘露糖胶，找到了瓜尔胶的替代品。

民族植物学方法（问答题定义+举例说明）

民族植物学是研究人(民族)、植物区系和环境之间动态关系的一门学科。例子（从书上摘的）：

云南已从民族药中开发出20种新药，其中著名的“傣肌松”，就是从傣药“亚乎奴”开发出的一种肌肉松弛剂；

苗族用灯盏细辛治疗瘫痪，有扩张血管、增加血流量、减低外围血管阻力的作用，现已生产出“灯盏细辛注射液”。

在长江三角洲一带，桑基鱼塘农业模式，模式的核心“基种桑、塘养鱼、桑叶饲蚕、蚕粪饲鱼、塘泥培桑”构成一个显著的良性循环。这个模式巧妙地把桑叶、蚕粪、鱼、塘泥组合进一个物质输入输出链，深刻地体现了循环型农业的思想。

在新疆乌鲁木齐地区通过民族植物学的研究，发现维族妇女有喜欢用新疆菘蓝叶制成的青黛来涂眉的民俗，以此为据，开发了奥斯曼系列化妆品。

二、研究方法：描述阶段解释阶段应用阶段

自己怎么做？

我国的资源植物形成条件（问答题）

1、辽阔的疆域

2、特殊的地理位置

3、起伏的多山地形条件

4、中国的气候条件特殊

5、中国的河流和湖泊

6、人类活动的巨大影响

植物区系：某一时期，某一地区，某一分类群、某类植被中所有植物种类的总和。倒如森林植物区系、东亚植物区系、中国植物区系、菊科植物区系、第三纪植物区系。

中国植物区系的基本特点

（一）种类丰富

（二）成分古老

区系中有众多的古老成分。被子植物中多数植物学家认为原始的科为八角茴香科、水青树科、木兰科、三白草科、昆栏树科、连香树科和金缕梅。这些科在我国均有广泛的分布。

我国有大量的孓遗植物，最有名的有银杏、水杉、百山祖冷杉等。

（三）地理成分复杂

植物区系的地理成分是植物咱属的现代地理分布而来确定的，由于属的分类学牲相对稳定，同一属所含的种类常具有同一起源和相似的进化趋势，占有比较稳定的分布区域，故一般用属来作为分布区研究的基本单位。

（四）特有成分众多

中国特有植物有三个中心：川东－鄂西中心，川西－滇西北中心，滇东南－桂西中心，

（五）外来植物众多

外来植物入侵，指某种植物从原来的分布区域扩展到一个新的（通常也是遥远的）地区，在新的区域里，其后代可以繁殖、扩散，并造成危害。中国主要的外来杂草种类有134种。

中国植物资源的分区

东北区二、华北区三、黄土高原区四、西北区五、华中区—上海、江苏、江苏均属此区泰岭淮河一线以南，北回归线以北，云贵高原以东的亚热带地区，包括汉中盆地，四川盆地，长江中下游地区、广东和广西的北部。本区特点如下：1、植物资源非常丰富；2、有众多的孓遗植物；3、木材资源丰富；4、亚热带经济树种繁多。六南方区七、云贵高原地区八、青藏高原区

引种驯化：通过人工栽培、自然选择、人工选择，使野生植物、外地或外国植物适应本地自然环境和栽培条件，成为能够满足生产需要的本地植物。

引种：是将植物向新的生长环境的定向迁移；可以是将野生植物移入到人工栽培环境，或者将一种植物从一个地区移种到另一个地区。

驯化：通过人工措施使引入种适应新的生活环境。

例子：东北的人参，西洋参等。

植物引种驯化的理论（重点）

一、引种驯化的理论基础－达尔文学说

1、植物在自然条件下有适应风土的能力；

2、有机体的地理分布不仅取决于现代因子，也与历史因子有关；

3、在自然和栽培条件下通过自然选择和保持新的变种能力使植物驯化；

4、当植物的各个个体在不同的生存条件下发育时，就能够形成变种，再用选择手段就能够获得新类型的植物体。

二、气候相似论

引种树种时，引进地与原产地气候必须相似，引进的种才能够适应新的环境。

例子：油橄榄原产于地中海地区，理论上在云南的元谋河谷干热地区引种驯化，结果并非如此，目前在秦岭以南、巴山北坡和湖北西部的三峡低谷地带为最适引种区。

三、生态历史分析法

研究某一地区的植物区系成分，若发现有某些外来成分，再将这些外来植物引到它们的原产地，可得到较好的结果。

现代的一些植物的分布区可能是由于冰川等原因被迫形成的，不一定是它们的最适生长的区域。

例子：孓遗植物的推广就说明了这一理论。

四、区系发生法

引种起源上有亲缘关系和有某些共性的植物区系间的植物，容易成功。

例子：东亚与北美的植物区系比较相似，从北美引种松属植物到浙江容易成功。

五、栽培植物起源中心学说

世界的栽培植物有八个起源中心。从某一植物的起源地引种植物，容易成功。

1中国中心：小米、荞麦、大豆、柑桔、梨、苹果、李等；

2－1：印度中心：水稻、甘蔗、芒果等；

2－2：印度－马来西亚中心：姜、柚、椰子、香蕉、黑胡椒等；

3：中亚中心：普通小麦、豌豆、油菜、亚麻、大麻等；

4：近东中心：小麦、黑麦、葡萄、无花果、石榴；

5：地中海中心：油橄榄、甘蓝类等；

6：阿比亚尼亚中心：大麦、咖啡、硬粒小麦、园锥小麦、双粒小麦等；

7：墨西哥和中美洲中心：玉米、甘薯、南瓜、菜豆、陆地棉、凤梨、可可等；

8：南美中心：马铃薯、烟草、金鸡纳树、巴西橡胶树等；

例子：甾体类激素含量高的薯芋资源的引种驯化，就说明了这一理论的成功。

植物引种驯化的步骤

途径：直接引种：按照气候相似论理论，在相同的气候带内或两地的气候相近的条件下，将植物直接从一个地区引种到另一个地区。直接引种有时使植物改变其形态特点、生理上变化适应新的环境条件，例如重阳木等，在南京地区的重阳木就是落叶的。

间接引种：采取特殊的方法，以解决不能适应新地理环境条件的植物的引种驯化问题。关键时刻保护：柑桔园的冻害时的保护措施；改变生长节律：越冬种子春化处理，使其在春季萌发；改变植物的体态结构：修剪使植物矮化；采用嫁接方式：利用适应性强的品种作砧木，使植物适应新的土壤环境等；实生苗多代选择：实生苗通过有性生殖，变异大，多代选择能够获得好的品种；逐步驯化法：将引种的植物种子，分阶段逐步移到所有引种的地区，这种方式进行南药北移。

注意外来植物的入侵，控制引进种类和数量，严格的检疫和采取搁置种植措施，制定法律并强化全民的植物检疫意识。

第二节植物资源利用的一般原则（如何合理的对植物资源进行开发利用？）

一、理好开发与保护的关系

生态系统是一种动态平衡，任何生态系统均有一定的弹性，人类利用植物资源应该在生态系统的弹性范围内。

一味强调保护，让植物资源自生自灭不符合国情。离开经济发展谈植物资源的保护，资源保护将成为无源之水。

二、合理利用的原则

综合利用、深加工、永续利用、根据资源量、生产年限来利用、轮采轮挖、挖大留小、根据植物的利用部位利用，例如杜仲、厚朴等利用、收购部分掌握标准、充分发挥植物资源的生态效益、发挥野生植物的优势，发展绿色食品、变野生为家植、不断挖掘新的植物资源种类和用途、加强市场研究。

生物多样性是指物种的变异性及其藉以存在的生态复合体，是多样化生命实体群的特征。包括微生物、动物和植物以及所有的生态系统及其形成的生态过程。生物多样性是基因多样性、物种多样性和生态系统多样性的总和。

生物多样性受威胁的原因

1、栖息地改变：单一农业生态系统、生境破碎化等；自然生态系统经过改造，成为人工生态系统，使用生物多样性下降。

2、生境片断化，使用种群产生“遗传漂变”，杂合性下降，适应环境能力变弱，导致物种衰退。

3、过度的砍伐和捕猎；

4、化学污染，过量的农药使用等；

5、气候变化，影响生物群落的分布格局；全球二氧化碳、氧化二氮、甲烷等温室气体排放，全球CO2浓度的上升，将深刻地改变植物的分布格局，并引起区域性的埃尔尼诺效应。

6、外来种取代本地种水花生、空心连子草、豚草等外来种引入，使植物的多样性受到严重影响；外来植物入侵影响：土壤水平、生态系统的初级生产力、分泌物等影响土壤微生物，从而影响营养物质的循环。

7、人口增长，人口增长对环境资源产生的压力。

生物多样性在三个层次上的保护

1、生态系统多样性保护―― 建立自然保护区

自然保护区：在不同的自然地带和大的自然区域内，划出一定范围并设置管理机构，将自然环境和自然资源（包括森林、草原、水域、湿地、荒漠等）以及自然历史遗产加以保护和研究的地域。作用：能够保护生态多样性、物种和遗传多样性，保护了生物进化的源泉。

2、物种多样性保护――最基本工作是物种编目。

3、遗传多样性的保护――就地保护、迁地保护、建立种质基因库

4、生物多样性保护的经济措施

世界三大饮料

可可；咖啡；茶龙井、毛尖茶（河南信阳）、安徽的猕魁茶、南京的雨花茶、云南的普洱茶和陀茶、庐山的云雾茶、黄山的毛峰茶、武夷的岩茶（乌龙茶）等。

二、茶的代用品--保健茶

波布茶；枸杞茶；枇杷叶茶；野蔷薇茶；神曲茶；沙棘茶

一、抗病原微生物中草药：穿心莲；黄连；鱼腥草；金银花；蒲公英；金钱松；黄花蒿；茴蒿；金鸡纳树；水飞蓟；赶山鞭二、抗寄生虫病中草药：苦楝皮；南瓜子；龙芽草；榧子；芜黄；贯众三、抗癌中草药：红豆杉；三尖杉；冬凌草；汉防已；喜树四、治疗神经系统疾病的中草药：白花曼陀罗、毛曼陀罗；五味子；芍药；罂栗；蛇足石杉；延胡索的块茎。具有镇静催眼作用的植物有：酸枣仁；夜交藤。具有抗惊厥作用的有：天麻的块根。具有解毒作用的有：北柴胡、细叶柴胡。具有中枢神经系统兴奋作用的有：马钱子五、治疗心血管疾病的中草药：葛藤；丹参；益母草；银杏；薯蓣；乌头六、治疗呼吸系统疾病的中草药：半夏；瓜蒌；百部；苏子；枇杷叶；马兜铃；博落回七、治疗消化系统疾病的中草药：山楂；栀子；鸡屎藤；龙胆、当药八、治疗泌尿系统疾病的中草药：地黄九、具有强壮作用的中草药：人参；党参；白术；黄芪；麦冬；杜仲；菟丝子；韭子；狗脊；淫羊藿

其他类药用植物：棉花；秋水仙；黄芩；落花生果实的外壳；筋骨草

黄酮类：银杏，葛根，山楂，大豆，黄芩

生物碱：三尖杉，黄连，乌头，延胡索，粉防己

蒽醌：何首乌，虎杖，茜草，决明子，丹参

皂甙类：大豆，人参，西洋参，绞股蓝，红景天

萜类：青蒿生姜薄荷罗汉柏雷公藤