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资源植物学

珍稀濒危植物资源生物多样性(biodiversity):指生命有机体的种类和变异性及其与环境形成的生态复合体以及与此相关的各种生态过程的总和,包括动物、植物、微生物和它们所拥有的基因以及它们与其生存环境形成的复杂的生态系统和自然景观。

生物多样性类型:1. 遗传多样性2. 物种多样性3. 生态系统多样性4. 景观多样性生物多样性与生态系统中的能量转化,水分、氮素和营养元素的循环、捕食、共生、物种形成等生态过程密切相关,构成生物圈的基本组成部分。

保护生物多样性意味着保护和永续利用地球上的生物资源,生物资源可被人类广泛直接用于食物、医药、工业原料和繁殖良种的遗传材料等。

由于保护了物种的生存环境,因此生物多样性对调节气候、涵养水源、防止水土冲刷、保持土壤肥力和控制病虫害等生态过程也具有重要的作用。

A 广义的遗传多样性:指地球上所有生物所携带的遗传信息的总和。

B 狭义的遗传多样性:是指生物种内不同群体之间或同一群体内不同个体之间的遗传变异的总和(世界资源研究所,WRI)。

遗传多样性是生物多样性的内在形式。

生物种内不同群体:生态型、变种、亚种,品种、品系等。

形态学(表型性状)水平—符合孟德尔遗传规律的单基因性状,多基因决定的数量性状。

细胞学(染色体)水平—染色体数目、组型。

生理生化(蛋白质多态性)水平—同工酶、蛋白质多态性等。

分子水平— DNA多态性、线粒体DNA序列、核糖体DNA。

检测原理:由于大部分分子水平的变异会通过上述的遗传中心法则影响到转译后的各个层次上或水平上,因此遗传多样性可以从分子、蛋白质、细胞、器官以及形态学水平上反映出来,并由此得到检测。

一、植物多样性是人类生存的基础植物的多样性是生物多样性的基础。

植物固定太阳能、而且提供化学能的主要源泉所以,植物多样性程度的降低,对生态系统来说,是一种灾难性的影响。

二、全球植物受威胁概况在热带和亚热带地区植物最为丰富。

1、热带雨林迅速减少热带雨林目前正以惊人的速度消失,当前,世界上已有40%的热带雨林被砍掉,现在每年仍要砍伐15.7万kM2的热带森林,由于热带地区多为发展中国家,出于薪柴和出口木材的需要.大片的热带雨林被夷为平地。

2、植物生存遭受极大威胁随着人口不断的增加,对植物不合理的过度利用和对环境的破坏日益加剧,许多植物已经处于灭绝或濒临灭绝的境地。

据统计.世界上大约有2—2.5万种高等植物已陷入遭受濒临灭绝的受威胁状态,占总数约27万种高等植物的近10%。

国家一级保护植物•桫椤 Alsophila spinulosa (Wall.ex Hook.)Tryon•桫椤科树形蕨类。

东南亚和日本南部也有分布。

中生代地球上曾广泛分布,现分布区缩少。

国家一级保护渐危种。

水杉Metasequoia glyptostrobides Hu et Cheng.杉科落叶大乔木,特有种和世界著名的孑遗植物、活化石。

20世纪40年代在湖北、四川交界处磨刀溪发现的原植株至今仍存活。

分布于湖北、四川、湖南三省交界地区,国家一级保护稀有种。

金花茶Camellia nitidissima Chi (C.chrysantha (Hu) Tuyama)•山茶科常绿灌木或小乔木花瓣金黄色具蜡质光泽。

分布于广西南部,宝贵的种质资源,被誉为“茶族皇后”。

国家一级保护稀有种。

珙桐Davidia involucrate Baill.蓝果树科落叶乔木,在头状花序基部有两个白色苞片,形如飞鸽的翅膀,故有鸽子树之名,中国特有第三纪古热带植物区系孑遗种。

分布于西南地区和湖北、湖南、陕西,在研究古植物区系方面有重要的科学价值。

国家一级保护稀有种。

人参Panax ginseng C.A.Mey.五加科多年生草本。

孑遗植物。

分布于东北地区,朝鲜半岛和前苏联也有分布。

极为名贵的中药材,被誉为东北“三宝”之一。

国家一级保护濒危种。

台湾杉Taiwania cryptomerioides Hay.杉科常绿巨大乔木孑遗种。

分布于台湾、云南、湖北、四川、贵州,国家一级保护稀有种。

望天树Parashorea chinensis Wang Hsie.龙脑香科常绿大乔木,仅分布于云南、广西、分布面积仅20平方公里,国家一级保护稀有种。

银杉Cathaya argyrophylla Chun et Kuang.•松科常绿乔木。

中国特有孑遗种。

分布于于湖南、四川、贵州,该属花粉曾在欧亚大陆第三纪沉积物中发现,被誉为植物界的"大熊猫"。

其胚胎发育与松属植物相似。

国家一级保护稀有种。

第三节我国植物资源的保护现状•一、我国植物资源保护的历史发展•二、我国植物资源的保护现状迁地保护植物迁地保护是指把植物的个体、器官、组织等部分移到它们的自然生境之外进行保护,它已经成为全球生物多样性保护行动计划的一个重要组成部分。

就地保护就地保护是以各种类型自然保护区(包括风景名胜区、森林公园)的方式,将有价值的自然生态系统和野生生物生境,或将植物多样性丰富、具有珍稀濒危植物分布的区域保护起来。

我国目前属于自然保护和生物多样性保护的主要区域有3种类型:自然保护区,森林公园,风景名胜区。

第四节我国植物资源的保护的对策与意见•一、对植物资源保护的对策•二、保护的具体意见色素植物资源指植物的某些器官含有的具有着色能力的物质,其中具有着色能力的成分称为植物色素,常可用作食品、饮料的添加剂或作为工业染料,也称为天然色素。

天然色素的优缺点:(1)优点:安全无毒;色彩自然;色素本身为营养物质,如核黄素, -胡萝卜素,或含有营养物质。

(2)缺点:稳定性差,包括耐热,耐光性差,随PH变化发生变化;难于与其它天然色素混合调色;着色力不强。

合成色素的优点:(1)色彩鲜艳;坚牢度大,着色力强;性质稳定(2)成本低,使用方便合成色素的缺点:可能具有毒性毒理学试验发现合成色素中有些具有特别严重的慢性毒性和致癌性,如金色胺、复红,奶油黄等。

合成色素具有毒性的原因:合成色素多属偶氮化合物,可在人体内代谢生成 -萘胺和α-氨基-1-萘酚。

使用的范围是:软饮料(如碳酸饮料)、蜜饯、糕点、糖果、果冻等可使用规定的食用色素,禁止使用的有,牛奶、纯水、肉制品如肉干、肉脯、肉松、炒货如瓜子、婴幼儿食品和主食类食品中,如馒头、南瓜饼等。

我国目前批准使用的植物性食用色素1. 红曲色素2. 虫胶色素3. 姜黄素由根茎提出的黄色染料。

4. 叶绿素铜钠5. 栀子黄色素果实提制的黄色染料供食品和纤维染色用,花提取的芳香浸膏用于多种花香型化妆品和香皂香精调合剂。

果实亦可供药用。

6. 红花色素红花含有红、黄两种色素,色调有红、橙,耐光、耐热性强,适于化妆品、饮料、糕点等的着色。

7. β-胡萝卜素8. 紫草醌紫红色的根可作紫红色素的原料。

9. 甜菜红10. 葡萄皮抽出物11. 辣椒红素植物色素(phytochromes)按溶解性分为脂溶性色素与水溶性色素两类。

脂溶性色素多为四萜类衍生物,这类色素不溶于水,难溶于甲醇,易溶于乙醇、乙醚和氯仿等溶剂。

常见的脂溶性植物色素有叶绿素、叶黄素、胡萝卜素、番红花素和辣椒红素等。

其中胡萝卜素不溶于乙醇。

有些色素有一定的生物活性,如叶绿素有一定的抑菌作用。

水溶性色素主要为花色甙类,又称花青素,普遍存在于花中。

可溶于水与乙醇,不溶于乙醚与氯仿等有机溶剂,其色泽随pH的不同而改变。

叶绿素的生理活性(1)造血功能:叶绿素与人体红血球分子结构相似,唯一的区别就是各自的核心为镁原子与铁原子。

饮用叶绿素对失血者会有很大的帮助。

健康的人会比病患者拥有较高的血球计数,但通过吸收大量的叶绿素之后,病患者的血球计数就会增加,健康状况也会有所改善。

(2)排除毒素:叶绿素能除去杀虫剂与药物残渣的毒素,并能与辐射性物质结合而将之排出体外。

(3)养颜美肤:叶绿素有助于克制内部感染和皮肤问题。

类胡萝卜素的生理活性番茄红素:抗氧化能力是β-胡萝卜素的3.2倍,维生素E的100倍。

番茄红素可保护细胞DNA免受自由基损害,防止细胞癌变,对于防治前列腺疾病、前列腺癌、肺癌、胃癌、乳癌有奇效,被西方国家称为“植物黄金”。

吃一个生番茄,能吸收0.05毫克的番茄红素。

叶黄素:自然界中与玉米黄素共同存在。

是构成人眼视网膜黄斑区域的主要色素,缺乏时易引起视力退化,近视等症状。

蓼蓝:蓼科植物,又称蓝或靛蓝,蓼蓝的叶子中含有靛苷,遇到水后分解,氧化之后就会变成靛蓝。

叶绿素铜钠:可由蚕沙制备。

风干的蚕沙中叶绿素的含量比树叶高6~7 倍。

制备方法(1)浸提及置换铜:称取干蚕沙1000g, 装于索氏提取柱中, 底部烧瓶中加入1500mL 丙酮和10%的CuSO4 溶液40mL, 用1∶1HCl 调pH 为2~3, 于60℃的水浴中回流提取。

(2)皂化:将上述提取液冷却过滤, 滤液中加入10%的NaOH 乙醇溶液150mL, 于60℃保温搅反应60min, 使叶绿素铜转化为叶绿素铜酸钠。

(3)除杂:皂化完全后回收丙酮, 浓缩至原体积的1/5~1/4, 过滤。

浓缩液中除了水溶性叶绿素铜酸钠外, 还含有植物醇、叶黄素、类胡萝卜素等不皂化物, 加入石油醚萃取, 加1∶1 HCl调pH 为2~3至上述萃余液中, 60℃下保温反应30min, 使水溶性的叶绿素铜酸钠转化为脂溶性的叶绿素铜酸。

叶绿素铜酸中所含的杂质用50~60℃水洗涤至水层的pH 为5~6, 用30%~40%乙醇洗涤至乙醇层为淡绿色为止, 滤干, 此时叶绿素铜酸呈墨绿色细小疏松的颗粒。

(4)成盐:将上述得到的纯化后的铜酸用丙酮溶解, 用10%的NaOH 乙醇溶液调节pH 至11, 在室温下搅拌反应10min, 静置, 使叶绿素铜酸再次转化为叶绿素铜钠盐, 过滤, 于80℃下干燥得产品。

红曲米:由红曲霉发酵糯米而得。

红曲色素:由红曲霉菌丝所分泌的色素,红曲色素中含有六种主要成分,其中无色、黄色和紫色各两种。

红曲色素制取方法:将糯米于水浸泡,蒸熟,加红曲霉发酵即成红曲米,红曲米用乙醇抽提,提取液浓缩即得红曲色素。

红曲色素的用途:(1)用于肉类的着色,如红香肠,酱肉,粉蒸肉等;(2)用于配制红葡萄酒,樱桃酒等。

(3)药用,《本草纲目》中记载红曲可做为中医药材,认为红曲营养丰富、无毒无害、具有健脾消食、活血化淤的特殊功效,为安全性高的食品补充剂。

姜黄素:姜科植物姜黄的根茎中含有的黄色色素的主要成分,含量约为3-6%。

结晶状姜黄素为橙黄色粉末,不溶于冷水,易溶于乙醇、冰醋酸和碱溶液。

性状:碱性条件下呈红褐色,酸性条件下呈浅黄色。

耐光性和耐铁离子性较差,耐热性好,着色力强(特别对蛋白)。

制取方法:将姜黄晒干磨粉,用70%乙醇提取,乙醇溶液浓缩,得姜黄素粗品,再用正丙醇重结晶两次,得到较纯姜黄素。

功能:清除自由基,抗癌。

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