药用植物学实验

实验一 综合性实验(一) 植物细胞的观察、植物细胞后含物的理化鉴定 【目的要求】 1. 掌握植物细胞的基本构造。 2. 掌握细胞后含物淀粉粒、糊粉粒、菊糖、脂肪油、晶体的形态、类型及鉴别方法。 3. 熟悉光学显微镜的构造和使用方法。 4. 学习临时装片法及生物绘图的基本技术。 【仪器试剂】 光学显微镜、酒精灯、水果刀、载玻片、盖玻片、解剖针、镊子、刀片、培养皿、吸水纸、擦镜纸；蒸馏水、碘-碘化钾试液、甘油乙酸试液(1∶1)、水合氯醛试液、稀碘液、苏丹Ⅲ试液、乙醚、50%的乙醇溶液、95%的乙醇溶液、10%的稀甘油溶液、25% α-萘酚溶液、80%的硫酸溶液、20%硫酸溶液、6%乙酸溶液。 【实验材料】 牛膝(Achyranthes bidentata Blume)根、胡萝卜(Daucus carota L.var. sativa DC.)根、蒲公英(Taraxacum mongolicum Hand.-Mazz.)根、大丽花(Dahlia pinnata Cav.)块根、洋葱(Allium cepa L.)鳞茎、大蒜(Allium sativum L.)鳞茎、马铃薯(Solanum tuberosum L.)块茎、鸢尾(Iris tectorum Maxim.)根茎、菊芋(Helianthus tuberosus L.)块茎、垂盆草(Sedum sarmentosum Bunge)叶、紫鸭趾草(Setcreasea purpurea Boom.)叶、穿心莲[Andrographis paniculata(Burm. F.)Nees]叶、印度橡胶树(Ficus elastic Roxb. ex Hornem.)叶或无花果(Ficus carica L.)叶。 旱金莲(Tropaeolum majus L.)花瓣；红辣椒(Capsicum annuum L.)果实、番茄(Lycopersicon esculentum Miller)果实、枸杞(Lycium chinense Miller)果实、向日葵(Helianthus annuus L.)果实、蓖麻(Ricinus communis L.)种子。 半夏[Pinellia ternate(Thunb.)Breit.]块茎粉末、浙贝母(Fritillaria thunbergii Miq.)鳞茎粉末、甘草(Glycyrrhiza uralensis Fisch.)粉末、黄柏(Phellodendron chinensis Schneid.)粉末、大黄(Rheum officinale Baill.)粉末或曼陀罗(Datura stramonium L.)叶粉末、地骨皮(Lycium chinense Miller)粉末、射干[Belamcanda chinensis(L.)Redouté]根茎粉末。 桔梗[Platycodon grandiflorum(Jacp.)A. DC.]根或纵切永久制片、射干[Belamcanda chinensis(L.)Redouté]根茎横切制片。 【实验内容与步骤】 (一) 植物细胞基本结构的观察 1. 洋葱鳞叶表皮细胞的制片与观察 取一洋葱鳞茎用水果刀纵向切开，剥下一片肉质鳞叶，在鳞叶凹面(上表皮)的中部用刀片划一方形小口，以镊子夹住切口处并轻轻撕下这片方形透明的上表皮，置于载玻片上预先加好的水滴中，注意用解剖针将材料尽量展平。为排除材料上的气泡干扰，在覆盖盖玻片时，先将盖玻片的一边与载玻片上浸润材料的水滴边缘接触，再将另一边慢慢放下，用吸水纸沿盖玻片一侧吸去多余的水。 在制片过程中要注意载玻片上的蒸馏水要将材料充分浸润，加盖玻片时要尽量使其压紧展开，不然容易产生气泡，影响观察效果。如果在显微镜下观察有气泡存在，可用解剖针轻轻压迫盖玻片，或在盖玻片上面轻击几下，使其内的气体逸出。如果气泡太多，会影响观察效果，这样的装片必须重新制作。 将制好的洋葱鳞叶表皮装片置于光学显微镜下观察。首先置于低倍镜下调试、观察，可见洋葱表皮是由伸长并排列紧密的一层细胞组成，细胞为长方形，无细胞间隙。移动装片，选择几个较清楚的细胞置于视野中央，然后转换高倍物镜下仔细观察，调节细调焦螺旋，注意识别下列各个构造。 (1) 细胞壁：为植物细胞所特有，是在显微镜下*容易识别的结构，为细胞的*外层，包围在植物细胞原生质体的*外面。细胞壁是无色透明的结构，所以在观察时仅能看到每一个细胞四壁组成的轮廓，而上、下层细胞壁是看不见的。我们所观察到的细胞壁实际上是由相邻两个细胞共同组成的，调节细调焦螺旋和彩虹光圈时，可见这层细胞壁分为三层，其两侧为相邻两个细胞的初生壁，中间是相邻两个细胞所共有的胞间层(中层)。实验中观察到的细胞壁只能是其侧壁。若选用鳞叶较老，则在其侧壁上还可以观察到由于不均匀加厚所出现的凹陷区域，此区域称为纹孔。 (2) 细胞核：一般为扁球形，浸埋在细胞质中，常位于细胞的中央。若取材为细胞发育较成熟时，细胞核则偏于细胞边缘薄层细胞质中，呈卵圆形。细胞核与细胞质接触处有一层膜为核膜，核膜内为核质，核质内有1～3个较亮的小球体，即核仁。 (3) 细胞质：细胞膜之内，细胞核以外的无色透明的胶状物，即是细胞质。在幼嫩细胞中较为稠密，但在较老细胞中，随着细胞的逐渐长大和液泡的形成、扩大，细胞质被挤压到细胞的周围并紧贴细胞壁，呈一薄层环绕着液泡，仅在细胞角隅处较明显。 (4) 液泡：成熟的植物细胞中，具有一个中央大液泡，占细胞体积的大部分。由于液泡内充满细胞液，所以比细胞质更透明。为了观察更清楚，可取下制片，小心地在盖玻片一侧滴加一滴稀碘液，几分钟后观察，可见到被染成浅黄色的细胞质和深黄色的细胞核，未被染色的部分即是液泡。由于液泡中的细胞液是清澈透明的，而细胞质中有大小不等的颗粒，故液泡与细胞质之间便衬托出一界面，此界面即是液泡膜。 2. 质体的观察 质体是植物细胞所特有的细胞器，其基本组成为蛋白质和脂类，含有色素。质体按其内含色素种类和生理功能的不同可分为下列三种。 (1) 叶绿体：取垂盆草叶片或其他绿色植物的叶片、幼茎制作徒手切片，或撕去叶片表皮，用刀片刮取少量叶肉细胞，涂在载玻片上，制成临时水装片，置显微镜下观察。可观察到叶肉细胞中有众多呈球形或扁球形的绿色颗粒，即叶绿体。 (2) 白色体：取鸢尾根茎小块，按徒手切片法切取薄片，制成临时水装片，置镜下观察，可见在细胞核的周围有许多小球形、无色透明的颗粒，即是白色体。 也可取紫鸭趾草叶片一小块，背面朝上，向下做折叠，背面的下表皮连同叶肉被折断后，沿尚连接的上表皮轻轻平移，拉断后，断口处带有膜质表皮，将其平展于载玻片上，用刀片切下少许，制成临时水装片，置显微镜下观察。可见细胞内的白色体为无色小颗粒。 (3) 有色体：取胡萝卜根小块，按徒手切片法切取薄片，制成临时水装片，置显微镜下观察，可见在细胞的细胞质内有许多橙黄色或橙红色呈棒状、块状或针状的结构，此结构即是有色体。也可以用解剖针挑取红辣椒、番茄、枸杞的果肉少许置于载玻片上压碎，或用旱金莲的花瓣，制成临时水装片，置显微镜下观察，前三种材料有色体呈颗粒状或块状，而旱金莲花瓣的有色体则呈针状。 (二) 植物细胞后含物的观察 1. 淀粉粒的观察 (1) 取马铃薯块茎一小块，用刀片或解剖针轻轻刮取1～2滴混浊的液汁(混浊的液汁是游离状态的淀粉粒，易于观察)，将液汁置于载玻片上，加水或甘油乙酸试液制成临时装片。先在低倍镜下观察淀粉粒，注意其形状。再转换高倍镜观察，注意其脐点和层纹，同时分辨出单粒、半复粒和复粒淀粉粒(注意能否找到3或4个脐点的复粒)。 (2) 取少量半夏块茎粉末置于载玻片上，滴加1～2滴水或甘油乙酸，并用解剖针轻轻将粉末与水或甘油乙酸充分搅匀，然后加盖盖玻片制成粉末装片，置镜下观察。注意其和马铃薯淀粉粒有何不同。 (3) 按上述方法制成浙贝母鳞茎粉末装片置显微镜下观察，与马铃薯淀粉粒进行比较，注意彼此间的淀粉粒大小、形状、层纹、脐点有何不同，找出各自淀粉粒的特征。 2. 菊糖的观察 取已用乙醇泡好的蒲公英根、桔梗根、菊芋块茎或大丽花块根，将其切成小块，然后在木质部以外的部分做纵向徒手切片(切片一定要薄)，取一小块薄片置于载玻片上，再加95%的乙醇溶液一小滴，然后盖上盖玻片，迅速在镜下观察，检查菊糖的形态结构。可见在薄壁细胞内，靠近细胞壁分布着一些扇形或圆球形的晶体即为菊糖，并有放射状纹理，可在相邻的细胞同时出现。 也可用桔梗根纵切片，在低倍镜下观察，可见在薄壁细胞中靠近细胞壁有呈圆球形或扇形，并有放射状纹理的菊糖结晶。 3. 糊粉粒的观察 取蓖麻种子，剥去种皮，做胚乳的徒手切片(切片不需很大，但一定要薄)，将切取好的一小片胚乳薄片置于载玻片上，首先用乙醚脱脂，具体操作如下：在载玻片上反复滴加乙醚数次，每次1～2滴，稍等片刻，略将载玻片倾斜使细胞内的脂类随乙醚流失，再加50%的乙醇溶液稀释。*后用10%的稀甘油试液1滴制成临时装片。先在低倍镜下进行观察，选择糊粉粒少的、分散的、清晰的1～2个胚乳细胞转换高倍镜下进行观察，可见细胞内的糊粉粒常由一个多边形的蛋白质晶体和一个磷酸盐球晶体及无定形的蛋白质基质所组成。 4. 脂肪油的观察 取蓖麻种子胚乳薄切片或碎末置于载玻片上，也可用向日葵种仁做徒手切片切成薄片，置于滴有水滴的载玻片上，盖上盖玻片，置镜下便可观察到脂肪在被破坏的细胞中呈透明的油滴状。 5. 草酸钙晶体的观察 (1) 单晶(方晶或块晶)：取甘草粉末或黄柏粉末少许，置于载玻片上，滴加水合氯醛试液1～2滴，在酒精灯上慢慢加热进行透化，注意不要蒸干，可加添新的试剂，并用滤纸吸去已带色的多余试剂，直至材料颜色变浅而透明时，停止处理，加稀甘油1滴，盖上盖玻片，拭净其周围的试剂，置镜下观察，在粉末中可见到一些方形、不规则方形及斜方形等形状的晶体，即是单晶。这些单晶常成行排列于纤维束旁边的薄壁细胞中，这种由一束纤维和其外侧包含着许多含有草酸钙方晶的薄壁细胞所组成的复合体称为晶鞘纤维。 (2) 针晶：取半夏粉末少许，按上述方法制片后，置镜下观察，在半夏块茎粉末中可见散在或成束的针状草酸钙晶体，即是针晶。偶见类圆形黏液细胞中含有排列整齐的针晶束存在。 (3) 簇晶：取大黄粉末或曼陀罗叶粉末少许，按上述方法制片后，置镜下观察，可见多数大型、星状的草酸钙簇晶。 (4) 砂晶：取牛膝粉末或地骨皮粉末少许，按上述方法制片后，置镜下观察，在粉末中可见到类圆形的薄壁细胞中充满了细小三角形、箭头状或不规则形的草酸钙砂晶。在显微鉴别草酸钙晶体时，其中砂晶是比较难鉴别的一种。因砂晶存在于某些薄壁细胞中，将药材研成粉末后砂晶多数分散在药材粉末之中，而且数量很少，故难以与药材粉末区别。在观察时注意以下几点：①砂晶虽然很少，但大小非常均匀。②其形状为小的三角形颗粒，立体感较强。③在调节细调焦螺旋时砂晶常有忽明忽暗的现象，或略比周围粉末光亮。若用地骨皮制成徒手切片，观察效果好于粉末制片。 也可用地骨皮或牛膝根横切制片观察，可见在类圆形的薄壁细胞中充满了细小三角形或箭头状的草酸钙砂晶。 (5) 柱晶：剥取大蒜或洋葱鳞茎干燥外皮，用剪刀剪成3～4mm见方的小块，于稀甘油中浸泡24h。观察时取已经浸泡好的材料制成临时装片，置镜下观察，可见到很多棱角分明的长柱形晶体，晶体呈透明状。也可直接剥取大蒜或洋葱鳞茎干燥外皮，制作水合氯醛透化装片观察其柱晶。 或取射干根茎粉末少许，制作水合氯醛透化装片，置镜下观察其柱晶的大小、形态。也可用射干根茎切片直接观察。 6. 碳酸钙晶体的观察