苏秀红,娄玉霞,董诚明
(河南中医学院药学院,河南郑州 450008)
提高《药用植物学》中显微结构部分教学质量的探讨
苏秀红,娄玉霞,董诚明
(河南中医学院药学院,河南郑州 450008)
植物显微结构部分是药用植物学中很重要的部分,该章节的内容与《中药鉴定学》密切相关,因此该部分内容掌握的好坏对于中医药院校的学生来讲至关重要。鉴于此,笔者以根的组织构造为例,主要从重在理解、切勿死记硬背,利用显微摄像系统及多媒体教学、结合相关课程教学等几个方面对《药用植物学》显微结构部分的教学方法进行了探讨,以期与同仁在交流学习的过程中提高教学质量。
药用植物学;根;显微结构
药用植物学是运用植物学的理论和方法来研究具有防治疾病和保健作用的植物的一门学科,它与中药的基源研究、品质评价、临床效用及开发研究密切相关,是中药学和药学及有关学科的专业基础课程之一,在中药、药学及相关专业的课程中起着承前启后的作用[1-3]。显微结构部分是本门课程的教学重难点。但是概念比较抽象,难以理解。尤其是根、茎的初生、次生及异常构造对于学生来讲,理解起来比较困难。所以在药用植物学的教学过程中经常有学生提出该部分内容知识点较多、不系统、不易理解,较为难记、不感兴趣等问题。笔者认为药用植物学显微结构部分的内容重点是学生对器官的组织构造及其各部分细胞特征的掌握,鉴于此,笔者结合自己多年来的教学心得,对该部分的教学进行了总结和探讨,以期达到抛砖引玉的目的。
药用植物学上篇——植物器官形态和显微结构部分知识点较多,如果学生不能够很好理解植物形态部分的一些概念、术语及构造特征,仅仅死记硬背很容易忘记所学药用植物学的内容,这对于他们后期学习所要开设的《中药鉴定学》、《生药学》等极为不利。在讲解显微结构之前,为了让学生更好的理解这部分内容,笔者可以这样讲植物器官的显微构造均是由皮系统、填充系统、输导系统组成。表皮是植物的皮系统、相当于人体的表皮,有保护内部组织的作用。维管柱是植物的输导系统,相当于人体的血管,它可以将植物根部吸收的水分和无机盐向植物的地上部分运输,同时也可将叶子光合作用的产物向茎、根运输。皮层是将两者联系起来的作用,可以理解为植物的填充系统,相当于人体的血肉。根的初生(次生)构造、茎的初生(次生)构造、叶子构造的不同,主要是这三个系统在发生变化。
显微构造部分的重点之一在于让学生掌握其细胞结构特征,因此在讲解这部分内容时,有关各部分细胞特征要重点详细讲解,为了让学生更好地理解这些内容,在讲解过程中应首先举一些日常生活中常见的一些例子以引起学生的注意。如可以问一下他们生活中一般运输水分的东西是什么形状的,学生就会想起它们形状主要为长管状,这种长管状的结构更加有利于水分的运输。由此,告诉学生任何事物的结构和功能都是相适应的,植物也是如此。在了解其结构特征之前,应首先要让学生认识其功能。笔者认为这个观点要贯穿授课的始终。下面以根的初生构造为例对该方法进行探讨。
根的初生构造由外到内分为三层即表皮、皮层、维管柱,也就是植物的皮系统、填充系统、输导系统。随后要讲解其各部分的结构特征。如根的表皮主要起吸收作用,其次有保护作用。体现在结构上表现为表皮细胞的细胞壁向外突出形成根毛,这样可以增加表皮与土壤的接触面积,有利于根的吸收。其次根的表皮还有保护作用,它既然有这种功能,那么它对应的结构主要表现在细胞排列紧密,无细胞间隙,这样可以防止一些有害微生物的入侵,又因根主要在土壤中生长,与空气接触较少,所以其表皮细胞往往无角质层或较薄,但无气孔。表皮以内为皮层,该结构主要由薄壁细胞所组成,根据其结构和功能的不同又分为外皮层、中皮层和内皮层。外皮层为皮层最外方紧接表皮细胞的一层细胞,当表皮细胞受到损害时,外皮层可代替表皮细胞行使保护功能,所以其细胞排列方式与表皮细胞相同,排列均比较紧密,无细胞间隙。外皮层以内为中皮层(皮层薄壁组织),其主要功能是横向运输及储藏作用,所以中皮层细胞排列比较疏松、细胞间隙比较发达,这样一些水分和养分就可以通过细胞之间的间隙进行横向运输,另外中皮层内有时可见有淀粉类等后含物存在,主要是中皮层细胞的储藏功能。内皮层与中皮层细胞相比,细胞较小且排列紧密,其主要识别标志为细胞上下壁及径向壁上有木栓化的凯氏带。为什么内皮层细胞会具有这种结构特征呢?主要因为植物细胞壁木栓化后不易透水、透气,这样迫使由根的表皮吸收后的水分和矿质元素经过外皮层、皮层薄壁组织到达内皮层后,由于内皮层细胞排列紧密和凯氏带的存在,水和溶质不能从细胞壁和细胞间隙通过内皮层,必须通过内皮层细胞具选择透性的质膜,进入到原生质中再进入到维管柱中,因此内皮层的凯氏带阻断了皮层与维管柱之间的细胞壁和细胞间隙运输途径,它犹如生理栅栏和阀门一样,控制着营养物质和水分进入维管柱。此外,内皮层还有防止维管柱内的溶质倒流至皮层的作用。根的维管柱维管束的讲解过程中也要强调其结构特征和其功能的适应性,这里就不在一一讲述。
《药用植物学》是一门直观性很强的学科[4-5]。学生反映课程中有些知识点不容易理解,可能与未见到相关的实物图片有关。所以在药用植物学的教学中,应穿插大量的植物形态、显微图片。笔者利用实验课教学中所采用的石蜡切片、或者学生实验课程中制作比较好的徒手切片,采用显微摄像相系统,将其拍摄下来,在药用植物学理论课的讲授中使用。譬如根这一章节,笔者在授课中就利用了实验课所用的毛茛根的初生构造图片,来讲解根的初生够造各部分特征。在使用显微摄像系统及多媒体教学中还可以把根的一些比较典型的局部特征放大。比如根的初生构造中表皮、外皮层、皮层薄壁组织细胞的排列特征,内皮层细胞横向壁、径向壁加厚的凯氏带(凯氏点)、周皮中木栓层、木栓形成层及栓内层的特征等制作成Flash动画。让学生在讲解的同时能够看到植物的一些真实构造,这样才能使课堂内容更加真实、生动,也更具说服力。
《药用植物学》的讲解过程中重点要突出“药用”二字[6],在多年的授课过程中,笔者也发现仅仅讲解植物显微结构不利于激发学生的兴趣,他们所感兴趣的是如何把这些知识应用到他们感兴趣的中药材鉴定的问题中,针对教学中学生存在的这些问题,在药用植物显微部分的讲解过程中,可以穿插这样一些常见药材鉴定,以激发学生学习这部分的内容。比如,在讲根的次生构造时,可以举一些常见的根类药材,如人参,结合根的形态部分简单讲解之后,说明它入药部位主要构造为次生构造。为了鉴定这味重要的药材,笔者认为应该首先去了解根的次生构造的主要特征,这样首先引起学生的注意,然后再讲解次生构造是如何形成的。比如周皮的形成主要是根初生构造中中柱鞘细胞恢复分裂能力转变为木栓形成层,它向外分裂细胞形成木栓层,向内分裂细胞形成栓内层,这三层构成了植物的周皮。木栓层细胞的细胞壁木栓化后不透水、不透气,周皮外方的皮层及表皮细胞由于和内部失去水分、养分的联系,同时不能适应木栓形成层的细胞分裂而遭到破坏。因此笔者在人参根的最外方看到的是周皮而不是表皮,另外可结合多媒体课件中周皮的图片,将木栓层细胞的特征进行讲解。周皮以内为韧皮部,主要为次生韧皮部,它是形成层向外分裂细胞的结果。在韧皮部的薄壁细胞中往往会有些后含物及各种分泌组织的分布,如人参根中韧皮部的簇晶,树脂道可作为其鉴定这味药的主要依据。对于一些根皮类药材,其入药部分即为形成层以外的部分,如地骨皮、五加皮,其显微结构主要为木栓组织、韧皮部,且薄壁细胞中有晶体和淀粉粒。韧皮部内位形成层,在横切面上一般呈环状,如人参等药材。形成层内为木质部,木质部主要由导管组成,对于不同植物药材,其导管的排列方式及直径大小有可能不同,这一特征,在中药的鉴定中具有重要意义。所以在药用植物学的讲授过程中与中药材鉴定相结合,可提高学生的兴趣,使课堂更加生动、有趣。
当然药用植物学的其他章节因内容的不同,又有各自的教学授课特点,比如分类部分应结合采集的植物标本来讲,也可在学校药用植物院内结合新鲜的药用植物标本来讲。总之,在药用植物学这门课程的教学中,教师应不断探索、改革,提高教学质量,使学生学以致用,使课堂更加生动、有趣。
[1]杨春澍.药用植物学[M].上海:上海科学技术出版社,1997:54-60.
[2]邵世光.《药用植物学》教学方法的研究[J].时珍国医国药,2009,20(6): 1475-1476.
[3]王丽娜,雷钧涛.《药用植物学》教学心得[J].吉林医药学院学报,2008, 29(2):52.
[4]段代祥.多媒体技术在《植物学》教学中的应用与思考[J].安徽农业科学,2009,37(35):178.
[5]朱芸,成玉怀,谭勇,等.数码显微系统在药用植物学实验教学中的应用[J].时珍国医国药,2008,19(10):2410-2411.
[6]向梅先,葛月宾,肖新才.改进《药用植物学》教学的几点体会[J].湖北中医学院学报,2010,12(3):75.
Discussion on the teaching method of m icrostructure of pharmaceutical botany
SU Xiuhong,LOU Yuxia,DONG Chengming
(College of Pharmacy,He'nan Traditional Chinese Medicine University,He'nan Province,Zhengzhou 450008,China)
The teaching ofmicrostructure of plant is the important section of pharmaceutical botany,it is closely related with identification of Chinese medicines.So it is important for the students in TCM Colleges.For this reason,Taking the tissue culture of root as an example,some reformationalmeasures were put forward in this paper,such as pay attention to understanding,dealwith related course and innovation on content of teaching,applying themultimedia technique and photomicrography to teaching.
Pharmaceutical botany;Root;Microstructure
G420
C
1673-7210(2011)03(a)-107-02
苏秀红(1975-),女,博士,副教授;研究方向:药物植物学、中药资源学。
2010-10-26)