药用植物学的研究进展论文

谈药用植物学的实践教学改革赵宜红,李寅超(郑州大学药学院,河南郑州450001)摘要:对药用植物学实践教学体系进行了探索,改进传统验证性实验,加强综合性、设计性和研究性实验,重视野外实习,并在实验教学中增加自由开放型实验,旨在提高药用植物学实践教学质量,培养学生的实践能力和创新精神。关键词:药用植物学;实践教学;教学改革中图分类号:G420文献标识码:B文章编号:1008-0805(2007)12-3148-02在药用植物学教学过程中,实验教学和野外实习是药用植物学的重要的实践性教学环节,其教学要求既涵盖实验教学和野外实习的一般原则,又要突出药用植物学的学科特点[1]。本文结合自身教学工作实践和文献报道,就如何提高药用植物学实践教学质量,培养学生的实践能力和创造性,以及在实验教学中如何进行自由开放型实验室初步尝试,谈谈自己的见解。1改进传统实验教学方法,确保教学质量1. 1传统的实验教学传统的药用植物学实验内容多为验证性实验,在实验教学中采取的教学方法一般是带教老师介绍实验目的、实验材料、实验内容和实验方法,然后由学生根据实验材料,按照实验内容、实验方法的描述验证学过的理论知识。虽然通过教师的讲解,学生对实验内容和方法己经有了较详细的了解,并在实验过程中对学生实验操作也有较详尽而规范的要求和不断的督导,但是学生因为缺少实验学习的能动性,在实验过程中大多敷衍了事、照本宣科,不去分析实验的机理,不去探讨实验中的问题,使实验教学的质量在教学活动中大打折扣。1. 2传统实验教学方法改进为了配合药用植物学的教学改革,对药用学实验课程的教学内容和方法要进行一些必要改革。在实验内容方面,可以把实验内容分为四部分,即基本实验技术;基础的验证性实验、综合性实验、探索性实验;在实验教学方法方面:对于不同的实验内容采取不同的教学方法,目的是让学生能积极主动的通过实验课的学习获取知识[2, 3]。1. 2. 1基本实验技术基本实验技术是指一些基本的实验技能,如显微镜的使用方法、临时装片的制作、生物绘图技术、显微化学方法以及实验室常用药品、试剂、染液等的配制,玻璃器皿的洗涤方法等等,这些基础性的实验技术,要求每一位学生都能熟练掌握,并在期末的实验考核中能有所反映。实验教学方法就采用传统的教师先讲授,然后学生进行验证的教学方法。1. 2. 2基础的验证性实验以巩固课堂所学的理论知识为目的,通过药用植物学中的经典实验和观察性实验,使学生掌握基本的实验方法和培养学生的观察能力,如植物细胞的基本形态与结构观察;植物组织的主要类型及结构观察;植物营养器官和生殖器官的结构观察等实验。这些实验按传统的教学方法虽然有利于学生基础知识的巩固,但这种单一的教学模式不能调动学生进行积极的思维,实验课显得枯燥,没有生机和活力。如果我们尝试把“验证性”实验转变为“探索性”的实验,就会有截然不同的教学效果。如在实验教学方法上,采取让学生在课前预习实验,上课时教师通过提问检查学生预习情况并对实验要点和实验注意事项简要提示,留出较多时间让学生自己动手观察,然后通过相互讨论来解决实验中出现的问题,最后由教师做总结。对有些实验的材料,除了教师准备的实验材料外,鼓励学生自己准备实验材料,如细胞、植物营养器官、生殖器官的观察、分类学上的实验都可以通过鼓励学生自己准备实验材料,提高学生学习积极性。同时在实验过程中,穿插徒手切片法、染色法、生物绘图法等基本实验技能的培养。1. 2. 3综合性实验主要针对的是植物分类学的实验,以基本实验技术和基础的验证性实验的技能为基础,变实验室单一观察的方法为实验室与野外观察相结合的方法,把传统分类学实验设计为以比较解剖和野外资源调查为主的综合实验。比如,先通过学习让学生直观的认识不同类群的植物,总结各类植物的特征,然后带学生到野外进行对比和扩展实验,巩固理论知识。如对裸子植物、被子植物常见重要类群的特征和分布特点;校园常见物种的鉴定,检索表的编制;某一地区的药用植物资源的调查;珍惜濒危植物的调查等均可设计为综合实验。通过综合性的实验,使学生既了解植物物种的多样性、植物资源的丰富性,又增强学生保护植被,保护生态环境的决心。1. 2. 4探索性实验通过基本技能实验,基础实验和综合性实验的训练,学生已经具备了一定的植物学基础知识、操作和动手能力,可以根据学生的实际能力和实验室的具体情况确定几个研究方向,让学生自己查资料,自行设计实验方案,经教师检查修改后,利用野外实习和课外假日时间来完成实验的题目。通过探索性实验可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生创造力和科研能力,为学生完成毕业论文和将来的自我发展打下坚实的基础。2重视野外实习,培养学生的观察能力[4~6]2. 1对生态环境的观察任何生物的生存都必须依托于一定的环境,药用植物也不例外。野外实习首先要指导学生认识各种生态环境。指出各类生态环境的特点,尤其指出重点考查的药用植物的主要生态环境。2. 2对单株植物的观察在观察其形态后,要注重从植物的分类学特征上进行观察,观察植物的根、茎、叶、花、果实等器官。对于一些当地特产的药用植物要重点观察药用部分器官的形态特征。对于细部的观察可以在采集后整理标本时进行。2. 3培养学生的采集标本能力2. 3. 1对采集标本的选择药用植物的采集要特别注意其标本的典型性和完整性。所谓典型性是指所采标本要具有明显的分类特征,在同种植物中有较强的代表性。所谓完整性,是指整株标本的根、茎、叶、花、果俱全,尤其要采带花的,因为花是鉴定种类的主要依据。对于地下部分有突出特征的药用植物,如百合科、薯蓣科等,应注意采集这此植物的鳞茎、根茎等,它们也是鉴定物种的重要依据。遇到雌雄异株的植物,应分别采集雌、雄株。草木植物的茎生叶和基生叶不同时要注意采集基生叶,如茵陈、荠菜等。寄生植物采集时要把寄生全部或部分采下,并注明关系。2. 3. 2采集的注意事项采集标本要注重质量,尽量减少野外采集的数量,对于植物的产地、生活环境、性状、花的颜色、采集日期等都要做详细记录,这对标本的鉴定和研究有很大帮助。一份

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我国生药学的研究进展我国古代在本草学方面有着光辉的成就，到16世纪末期李时珍的《本草纲目》问世，本草学的发展达到极盛时期。以后发展比较缓慢。本世纪初期，开始结合分类学的知识对《本草纲目》等书中的动植物进行学名考订。我国生药学的教学和研究到30年代由赵燏黄(1883～1960)开始。赵氏于1934年与徐伯鋆合编了《现代本草学——生药学》上卷，1937年叶三多编写了《生药学》下册。这两本书是当时介绍近代生药学的中文著作，也是生药学课程的教材。新中国成立后，在党的中医中药政策指引下，中医中药事业得到发展，药学院系的生药学课程得到加强，各省市先后设立了中医学院中药系和中医药研究机构，并在药品检验所内成立中药室，加强了教学、研究和质量检验工作。50余年来，我国中医药科技工作者对中草药开展了多学科的研究，取得了显著的成就。资源调查及整理1949～1979年间，我国的生药学研究比较集中于中草药资源和经验鉴别的调查整理和研究，陆续编写出版了《中药鉴定参考资料》第一集（1958）、《中药材手册》（1959）、《中药志》（1959～1961）、《药材学》（1960）等书籍。其后于1970～1975年间掀起了群众性的中草药运动，各地医药卫生人员上山下乡，调查采集中草药，为农民防治疾病。在此过程中，编写了数以百计的地方性中草药手册；并经整理研究，为农民防治疾病。在此过程中，编写了数以百计的地方性中草药手册；并经整理研究，编写出版了《全国中草药汇编》及彩色图谱（1975～1977）、《中药大辞典》（1977）、《中草药学》中、下、上册（1976、1980、1986）、《中药志》第二版Ⅰ～Ⅵ册（1979、1982、1984、1988、1994、1998）。这一时期调查总结的对象由常用中药扩大到民间药，中草药数量有很大增加，内容也较前丰富。此后又相继出版了《新华本草纲要》（1988、1990、1991）、《中国本草图录》（1988、1990）、《中国民族药志》、《中药资源学》（1993）等。1982年，国务院作出关于对全国中药资源进行系统地调查研究，制定发展规划的决定，全国于1983～1987年间组织专业队伍，开展了中药资源普查工作，取得了丰硕成果，1994年编写出版了《中国中药资源丛书》，它包括《中国中药资源》、《中国中药资源志要》、《中国中药区划》、《中国常用中药材》、《中国药材地图集》和《中国民间单验方》，是一套系统的中药资源专著，有很高的参考价值。通过资源普查和专题研究，基本摸清了天然药物的种类、分布和民间应用情况，已知种类12807种，其中植物11146种，动物1581种，矿物80种，植物来源的占87%，药用植物较集中、种类超过100种的科有毛茛科、大戟科、蔷薇科、豆科、伞形科、萝藦科、茜草科、玄参科、菊科、百合科和兰科。在调查研究工作中，各地相继发现了许多丰富的新药源。如新疆的紫草、甘草、贝母、阿魏、蛔蒿，青海的枸杞、党参，西藏的胡黄连、大黄，青海和西藏的东莨菪属植物，云南的砂仁、诃子、马钱子、儿茶、芦荟，广西的安息香，广东和广西的降香、苏木、土沉香、萝芙木、羊角拗，东北地区的缬草、鼠李皮、野生麦角等，其中不少品种过去是依靠进口的。此外，对作为甾体激素类和避孕药物合成原料的薯蓣属植物，也进行了广泛的调查研究，为制药工业提供了可靠的资料。随着研究工作的开展，《中华人民共和国药典》（简称中国药典）收载药材的数量续有增加。中国药典1953年版收载药材78种，1963年版增至446种，1977年版收载中草药（包括少数民族药）、中草药提取物、植物油脂及一些单味药制剂共882种，1985年版收载713种，1990年版收载784种，1995年版收载920种。1993年起相继出版《中国药典》英文版。栽培与饲养新中国成立后，科技人员对一些重要中药材的栽培技术进行了深入研究。药用植物引种、野生变家栽的研究取得较大的进展，全国重要的植物园和药用植物园，已引种药用植物4000余种；目前我国家种的大宗中药材达150余种。已运用杂交、诱变、多倍体、试管受精、原生质融合、花药培养等生物学技术，获得浙贝、元胡、地黄、吴茱萸、薄菏、枸杞、乌头、薏苡仁、百合、猪苓、虫草等高产优质的新品种。许多重要的进口药材也引种载培成功，例如西洋参、白豆蔻、丁香、番红花、胖大海、非洲萝芙木等，不少已经达到了大面积生产的规模。1993年我国第一座药用植物种质资源库也在浙江省中药研究所建成。一部由中国医学科学院药用植物资源开发研究所主编的有关栽培方面的大型科学著作：《中国药用植物栽培学》，已由中国农业出版社出版(1991年)。一些珍贵的动物性药材，已研究了它们的饲养方法：例如麝、熊、蝎子、蛤蚧、中华鳖等。已成功地进行了饲鹿锯茸、养麝取香、活熊引胆、河蚌育珠等工作。一些近代的生物技术方法也开始使用，例如人参、西洋参、三七、紫草、延胡索、甘草及山莨菪等的组织培养技术。对一些菌类来源的中药，如冬虫夏草、灵芝及蜜环菌等，研究了它们发酵培养技术并已形成了一定规模的商品生产。近年来，开展中药材无公害栽培技术的研究，生产绿色中药材已在山楂、金银花等中药材方面取得了成功的经验。中药鉴定和质量研究中药品种繁多，产地广阔。由于历代本草记载、地区用药名称和使用习惯的不同，类同品、代用品和民间用药的不断出现，中药材的同名异物、品种混乱现象普遍存在，直接影响到药材质量。所以对来源复杂的常用中药材进行系统的品种整理和质量研究，是保证和提高药材质量，促进中药标准化，发展中医药事业的重要课题。另一方面，对多来源药材的比较研究，也可为开发利用新药源提高科学依据。六·五期间（1980～1985年），国家医药管理局将中药材同名异物品种的系统研究列为局级课题，其中贝母、金银花、大黄、石斛类的研究取得可喜成果。在此基础上，增加研究种类，扩展研究深度、广度和提高研究水平，经论证将常用中药品种整理和质量研究列入七·五（1986～1990年）国家重点科技攻关项目，本课题分南、北两个协作组，共研究常用中药材123类（专题）。各类专题统一按共同制定的主要内容和技术方案为目标，运用多学科手段对多来源中药材进行系统研究，即在查阅国内外文献和已有研究的基础上，在全国范围内进行药源调查，采集原植物标本，作分类学鉴定；收集对口药材和商品，作性状、显微和理化分析；并进行化学成分和药理作用研究，全面的做出品质评价。经过5年的研究，已经完成，大多数专题达到国内外先进水平。该项研究规模之大，研究的广度和深度及所取得的成果均是前所未有的。研究成果对澄清混乱品种，提高鉴定技术水平，保证药材质量，保证用药安全有效，修订、制定药品标准，开发利用新药源，均有重要的科学意义和实际应用价值。该项成果已以《常用中药材品种整理和质量研究》专著陆续出版发行。在七·五攻关课题工作的基础上，经论证将常用中药材品种整理和质量研究继续列入八·五（1991～1995）国家重点科技攻关项目，对另外100种类（专题）常用中药材进行深入、系统的研究也已经完成，专著即将出版发行。在上述工作的基础上，继续进行九·五国家重点科技攻关课题中药材质量标准的规范化研究（1996～2000年），最终建立80种常用中药材国际参照执行的标准。2000年1月又开始启动后期70种。提倡生产和使用到地药材是历代中医药学家用以控制药材质量、保证临床疗效的行之有效的方法。1997年国家自然科学基金委员会将中药材道地性的系统研究列为重点课题，选择赤芍、金银花等7种公认具有道地性的药材为研究对象，运用多学科、多指标、客观化的手段，对同一物种道地及非道地产区的药材，在整体水平、细胞水平、分子水平上的识别特征以及药效与质量关系进行研究，揭示生物多样性、药用部位变异性、DNA多态性以及生态环境之间内在联系的自然规律，应用现代科学技术和生物技术综合研究道地药材的道地性，为确定道地药材基地化、集约化、标准化生产提供科学依据。该项目将于2002年完成。1999年国家自然科学基金委员会将种植资源在优良中药材生产中的调控机理研究列为重点课题。在国家重点课题进行的同时，各地有大量的研究论文发表，对多种中药进行了资源调查、性状鉴定、显微鉴定和理化鉴定等研究（详见徐国钧院士的系列综述-我国近年来生药学研究进展）中草药活性成分研究据不完全统计，截至1994年，大约已对200种中草药进行了较详细的化学与药理学方面的研究，并鉴定了600余种药理活性成分。近年还从常用生药和民间药中分离到多个治疗老年期痴呆、防治心血管疾病、抗肿瘤、抗艾滋病毒、抗肝炎、抗过敏、抗脂质过氧化、降血糖、止血、抗菌、消炎和免疫促进等活性成分。中药活性成分的研究对于阐明中药治病的物质基础、中药的标准化和质量控制以及新药开发均有重大意义。中药炮制研究中药炮制的目的是去除或减少药的毒性或副作用，以及增加药物的疗效。大约有70多种中药的炮制技术已经研究，揭示了许多加工炮制的原理。例如，乌头炮制减毒是由于双酯型生物碱水解为相应的单酯型生物碱及胺醇。乌头子根经过加工便是常用中药附子，它的毒性已经大大的降低，而且它所含有对心血管系统起作用的有效成分便能发挥效能。又如许多含有生物碱的中药常常采用醋制的炮制法，是由于碱与酸中和形成了生物碱的盐，其能增加水溶性并增加煎剂的疗效。目前已对500余种中药的传统炮制方法进行了整理和总结，编写出版了：《中药炮制经验集成》和《历代中药炮制资料辑要》等专著。近年来，采用化学、药理学等方法，在中医理论指导下，研究中药炮制的原理，对比中药炮制前后药效成分和药理作用的改变，不但对改革炮制工艺、制定中药炮制品的质量标准有意义，而且将通过此种研究，逐步建立起临床炮制学、炮制工艺学、炮制化学、炮制药理学等中药炮制学的新型分支学科，促进中药炮制学的发展与提高。现代生物技术在生药研究中的应用DNA分子标记技术用于中药质量研究只是近四、五年的事。1994年香港中文大学邵鹏柱实验室首次报告利用AP-PCR技术对人参及西洋参的鉴定，次年他们又报道利用RAPD技术对人参及伪品的鉴定。随后中国香港、大陆、台湾以及日本等国家和地区的研究人员相继从事这方面的研究。应用主要包括以下几个方面：一是DNA分子标记技术在植物进化、分类、鉴定中的应用，研究的品种有：4种甘草（RAPD）、铁线莲属7种植物（RAPD）、木蓝属8种植物（RAPD）、淫羊藿属8种植物（RAPD及PCR-RFLP）、黄芪属14种植物（PCR-RFLP）、人参属12种植物（PCR-RFLP、测序）、橘属9种植物（测序、探针）。二是DNA分子标记技术在在中药材鉴别中的应用，研究的品种有：人参、西洋参及伪品（RAPD、测序、探针）、地胆草及混淆品（RAPD）、蛇类（RAPD）、海马类（测序）、龟板、鳖甲（测序）、甘草（RAPD）、鸡内金类（测序）、紫河车（测序）、鹿鞭及伪品（测序）、贝母类（测序、PCR-RFLP、探针）。三是DNA分子标记技术在研究种内变异中的应用，研究的品种有：冬虫夏草（RAPD）、苍术、白术（RAPD）、当归（测序）等。新药开发近年来，大约有200多种新药是直接或间接地从中药开发而来。其中有近半数是单个中药或从其有效成分，有效成分的衍生物或中药的有效成分部位，或甚至中药的全提取物；另有超过半数是从中药复方中开发出的新药。海洋药物研究海洋是生命的发源地，物种复杂多样，约有50万种动物，13000多种植物，约占地球资源的80%，是有待开发的宝藏。例如从10种珊瑚中发现43种新化合物，10种海绵中发现39种新化合物。海洋生物所含的化学成分结构新颖、复杂，常具有较强的特殊生物活性，是人类未来开发新药的原料基地。此外，对民族药研究开发利用，也取得不少成绩。我国是一个多民族的国家，各民族都有自已悠久的历史，对人类的医药事业都作出了自已的特殊贡献（详见教科书第十一章）。如上所述，新中国成立后，特别是近10余年来，我国生药科学的发展较快，成绩是显著的。但是，中药的研究是一项复杂的系统工程，领域广泛，涉及学科多，难度大，周期长，需要多部门、多行业、多学科、多层次、多方位互相配合，分工协作，共同努力。按照科学技术是第一生产力的指导思想，在突出与发扬中医药传统特色和优势的前提下，依靠现代科学技术，对中药进行系统化研究，在不久的将来开发更多的中药合法进入欧美国际市场，为人类健康作出应有的贡献。