第二节 裸子植物的分类
裸子植物分为5纲9目12科71属约800种。我国有5纲8目11科41属236种,已知药用的有10科25属100种。我国有不少是第三纪的孑遗植物。如银杏、水杉等。现存的裸子植物常被分为苏铁纲、银杏纲、松柏纲、红豆杉纲、买麻藤纲。
裸子植物门分纲检索表
1.叶大型,羽状复叶,聚生于茎的顶端。茎不分枝或稀在顶端呈二叉分枝 ……………………………………………………………………………………………………苏铁纲Cycadopsida
1.叶为单叶,不聚生于茎的顶端。茎有分枝。
2.叶扇形,先端二裂或为波状缺刻,具二叉分枝的叶脉…………………银杏纲Ginkgopsida
2.叶不为扇形,全缘,不具分叉的叶脉。
3.高大的乔木或灌木,叶针形,条形或鳞片状。
4.果为球果,大孢子叶鳞片状(珠鳞)。种子有翅或无,不具假种皮 ……………………………………………………………………………………松柏纲Coniferopsida
4.果不为球果,大孢子叶特化为囊状或杯状。种子无翅,具假种皮 ……………………………………………………………………………红豆杉纲(紫杉纲)Taxopsida
3.草本状小灌木或灌木、木质藤本,稀乔木。叶片常有细小膜质鞘,或绿色扁平似双子叶植物,或肉质而极长大呈带状。茎次生木质部中具导管(“花”具假花被)……………………………………………………………………………………买麻藤纲Gnetopsida
现将裸子植物中药用植物较多的科和重要种介绍如下:
苏铁科 Cycadaceae
常绿木本植物,茎单一,粗壮,几不分枝。叶通常为大型羽状复叶,少数为单叶,革质,顶生,幼叶卷曲,叶落后叶基常残留在茎上。叶多具平行叶脉,少数为扇形脉或网状脉,螺旋状排列,呈“棕榈状”,雌雄异株,小孢子叶球(雄球花)为一木质化的长形球花,由无数小孢子叶(雄蕊)组成。小孢子叶鳞片状或盾状,下面生无数小孢子囊(花药),小孢子(花粉粒)发育而产生先端有具多数纤毛的精子。大孢子叶丛生于茎顶,大孢子叶上部羽状分裂,下部成狭长的柄,柄的两侧有2~8枚胚珠,或大孢子叶呈盾状而下面生一对向下的胚珠。种子核果状,有三层种皮:外种皮肉质甚厚,中种皮木质,内种皮膜质。种子“胚乳”丰富,胚具子叶2枚。染色体:X=11。
本科现有9属约110余种,分布于亚洲、美洲、大洋洲及南非的热带及亚热带区。我国有1属8种,药用4种。
【药用植物】
苏铁(铁树)Cycas revoluta Thunb.为常绿乔木,高可达20m。树干圆柱形,不分枝。茎部密被宿存的叶基和叶痕,呈鳞片状。叶从茎顶部长出,羽状复叶,大型。小叶线形,100对左右,初生时内卷,后向上斜展,边缘向下反卷,厚,革质,坚硬,有光泽,先端锐尖,叶背密生锈色绒毛,基部小叶成刺状。雌雄异株,雄球花圆柱形,黄色,密被黄褐色绒毛,直立于茎顶;雌球花扁球形,上部羽状分裂,其下方两侧着生有2~4个裸露的胚球。种子大,核果状,熟时橘红色(图10-1)。原产中国南部,琉球及日本。栽培极为广泛,为优美的观赏树种;茎内髓部富含淀粉,可供食用;种子含油和丰富的淀粉,微有毒,能理气止痛、益肾固精;叶收敛止痛、止痢;根祛风、活血、补肾。
图10-1 苏 铁
1.植株 2.小孢子叶 3.花药 4.大孢子叶
银杏科 Ginkgoaceae
落叶大乔木,幼树树皮近平滑,浅灰色,大树皮灰褐色,不规则纵裂,具有长枝与生长缓慢的距状短枝。叶互生,在长枝上辐射状散生,在短枝上3~5枚成簇生状,有细长的叶柄,扇形,顶端2浅裂或3深裂;叶脉二叉状分歧。雌雄异株,稀同株,球花单生于短枝的叶腋;雄球花成柔荑花序状,雄蕊多数,各有2花药;雌球花有长梗,顶端常分两叉,大孢子特化成一环状突起,称珠领(collar)也叫珠座,在珠领上生一对裸露的直立的胚珠,常1个胚珠发育成种子。种子核果状,椭圆形或近球形,下垂;假种皮肉质,被白粉,成熟时橙黄色,味臭;中种皮木质,白色,常具2(稀3)纵棱;内种皮膜质,淡红色。“胚乳”丰富,子叶2。染色体:X=12。
本科仅有1属1种和多个变种。我国特产,现普遍栽培。主产于辽宁、山东、河南、四川等省。
【药用植物】
银杏(白果树、公孙树)Ginkgo biloba L.,形态特征与银杏科的特征相同(图10-2)。银杏为现存的古代孑遗植物之一。主产我国,一般均为栽培。分布于辽宁、河北、河南、山东、江苏、安徽、浙江等地。其果实除壳称“白果”,具有敛肺定喘、止带浊、缩小便、抗菌消炎的功能。用于治疗肺癌、胃癌、宫颈癌、骨瘤癌、遗精、淋病、小便频数,外敷治疥疮。银杏叶中含有多种黄酮和双黄酮,有扩张血管的作用,用于治疗冠心病、心绞痛、高血压等。
总之,银杏为银杏科唯一生存的种类,是著名的活化石植物,又是珍贵的药材和干果树种,由于具有许多原始性状,对研究裸子植物系统发育、古植物区系、古地理及第四纪冰川气候有重要价值。叶形奇特而古雅,是优美的庭园观赏树。对烟尘和二氧化硫有特殊的抵抗能力,为优良的抗污染树种。
图10-2 银 杏
1.着生种子的枝 2.具雌花的枝 3.具雄花序枝 4.雄蕊5.雄蕊的正面 6.雄蕊的背面 7.具冬芽的长枝 8.胚珠生于珠座上
松科 Pinaceae
常绿或落叶(金钱松与落叶松)乔木,少为灌木,多含树脂,叶线形或针形;线形叶扁平,稀四棱形,在长枝上螺旋状散生,在短枝上呈簇生状;基部包有膜质叶鞘。花单性,雌雄同株,雄球花穗状,单生叶腋(稀苞腋)或枝顶,稀簇生(金钱松、油杉),具多数雄蕊,每雄蕊具2药室,花粉粒多数,有气囊;雌球花由多数螺旋状排列的苞鳞和珠鳞组成,每珠鳞的腹(上)面基部着生2枚倒生胚珠,受精后珠鳞迅速增大发育成种鳞。球果直立或下垂,种鳞扁平,木质,每个种鳞上有种子2粒。种子多具单翅,稀无翅,有胚乳,胚具子叶2~16枚。染色体:X=12,13,22。
本科共10属230多种。广泛分布于世界各地,多产于北半球。我国有10属113种,药用8属48种。分布于全国各地。本科植物多含树脂及挥发油,尚含双黄酮类、生物碱、多元醇和鞣质等。
【药用植物】
马尾松Pinus massoniana Lamb.为常绿乔木,树皮红褐色,下部灰褐色,呈不规则裂片;一年生小枝淡黄褐色无毛,轮生;褐色叶2针1束,罕3针1束,长12~20cm,质软,叶缘有细锯齿;树脂道4~8个,边生。花单性,雌雄同株;雄花序无柄,淡红褐色,聚生在新枝的下部;雌花序球形,淡紫红色,常2个生于新枝的顶端。球果长圆状卵形,成熟后栗褐色;种鳞的鳞片盾平或微肥厚,微有横脊;鳞脐微凹,无刺尖。种子长卵圆形,具单翅。子叶5~8枚。主要分布于淮河和汉水流域各省区,生于阳光充足的丘陵山地酸性土壤上。松香(树干的油树脂除去挥发油后留存的固体树脂)有小毒,有燥湿祛风、生肌止痛之效。外用药可制成药膏,可治痈疖疮疡、湿疹、烧伤、烫伤。松节油主要用于外擦剂,可以作止痒药、清凉药及外用药膏的稀释剂等。松针有祛风活血、明目安神、解毒止痒之效,可治感冒、关节痛、跌打肿痛、夜盲症、高血压病,神经衰弱。松花粉性味甘、温,可收敛止血,多为外用。
油松P.tabulae formis Carr.为常绿乔木,树皮灰棕色,呈鳞片状开裂,裂缝红褐色。树冠近平顶状。叶2针1束,罕3针1束,树脂道5~8或更多,边生,叶鞘宿存。雄球花橙黄色,雌球花绿紫色。球果卵圆形,可宿存枝上达数年之久,种鳞的鳞盾肥厚,横脊显著,鳞脐有刺。种子卵形,具单翅(图10-3)。分布于辽宁、吉林、内蒙古、河北、河南、山西、青海、四川北部等地。功效与马尾松相似。
同属药用植物还有:
红松P.koraiensis Sieb.et Zucc.,叶5针一束,粗硬,树脂道3个,叶鞘早落,球果圆锥状卵形,种鳞先端反卷,种子大,倒卵状三角形,可食用。分布在东北的长白山到小兴安岭一带。
云南松P.yunnanensis Faranch.,叶3针一束,细长柔软下垂。树脂道4~6个,中生或边生,鳞盾常肥厚,隆起,鳞脐微凹或微凸起,有短刺。分布于我国西南地区。
黑松P.Thunbergii Parl.,叶2针一束,刚强而粗硬,冬芽银白色,主产辽东半岛和华东沿海各省。
金钱松Pseudolarix kaempferi(Lindl.)Gord.为落叶乔木,有树脂;枝分长、短枝。叶线形,柔软,顶端尖,淡绿色,在长枝上稀疏、螺旋状互生,在短枝上轮状平展簇生。花单性,雌雄同株;雄球花有柄,数个簇生短枝顶端,黄色;雌球花单生短枝顶端,有短柄,紫红色。苞鳞较珠鳞大,球果当年成熟,熟时种子与种鳞一同脱落,种子具宽翅。我国特有种,分布于长江中下游各省温暖地带。生于温暖、土层深厚的酸性土山区。近根树皮或根皮(土荆皮)供药用,治顽癣和食积等。
图10-3 油松
1.球果枝 2.种鳞背面 3.种鳞腹面
柏科 Cupressaceae
常绿乔木或灌木。叶交互对生或3~4片轮生,鳞片状或针形或同一树上兼有两型叶。球花单性,雌雄同株或异株,雄球花单生枝顶或叶腋;椭圆状卵形,有3~8对交互对生的雄蕊,每雄蕊有2~6个花药;雌球花有3~16枚交叉对生或轮生(每轮3~4枚)的珠鳞,球形。苞鳞与珠鳞完全合生,仅顶端多少分离,每珠鳞有一至数枚胚珠。球果圆球形,卵圆形或圆柱形,种鳞扁平或盾形,彼此覆瓦状倚状或镊合状靠合,木质或近革质,熟时彼此离开或展开,或肉质、熟时彼此不离开或仅顶端微离开,发育种鳞有1至多粒种子;种子具窄翅或无翅。染色体X=11。
本科共22属约150种,分布南北两半球。我国有8属近30余种,分布全国,已知药用6属20种。多为优良材用树种,庭园观赏树木。本科植物含有树脂、挥发油、双黄酮类及香豆素等成分。
图10-4 侧柏
1.着果的枝 2.雄球花 3.雌球花4.雌蕊的内面 5.雄蕊的内面及外面
【药用植物】
侧柏Platycladus orientalis(L.)Franco为常绿乔木,小枝扁平,排成平面。全部鳞片叶,叶二型,交互对生紧贴于扁平的小枝上。球花单性同株,雌雄花均单生于枝顶。雄球花黄绿色,具6对交互对生雄蕊;雌球花近球形,近熟时蓝绿色被白粉,具4对交互对生的珠鳞,仅中间2对各生1~2枚胚珠。球果成熟时开裂;种鳞4对,扁平,覆瓦状排列,背部有一反曲尖头,熟时张开。种子卵形,有棱脊,无翅或有极窄翅(图10-4)。我国特产,除新疆、青海外,分布全国其他省市(地区)。枝叶(侧柏叶)能凉血止血、止咳平喘,用于吐血、衄血、血痢、便血、尿血、阴道出血、慢性气管炎、百日咳等。种仁(柏子仁)能养心安神、润肠通便。用于神经衰弱、便秘等症。
三尖杉科(粗榧科) Cephalotaxaceae
常绿乔木或灌木,髓心中部具树脂道。枝、叶对生,小枝基部有宿存芽鳞。叶线形至披针形,在侧枝上成两列,横切面上维管束下方有一个内生树脂道。球花单性,雌雄异株,稀同株;雄球花6~11枚聚成头状花序,单生叶腋,基部有多数苞片,每一雄球花基部有一卵圆形或三角形的苞片;雄蕊4~16,花丝短,花粉粒无气囊;雌球花具长梗,生枝顶或一年生于小枝基部的苞腋,花轴上具数对交互对生的苞片,每一苞片的腋部生有直立的胚珠2枚,仅1枚发育,胚珠生于珠托上。种子常数粒集生于轴上,核果状,全部包于由珠被发育的肉质假种皮中,基部具宿存的苞片。外种皮坚硬,内种皮薄膜质。子叶2枚。花粉球形,略具棱角,外壁薄,层次不明显,表面颗粒较模糊。染色体:X=12。
本科仅有三尖杉属(粗榧属)1属共9种,分布于东亚南部及中南半岛,主产中国。中国产7种3变种。三尖杉科植物植体内除含有双黄酮类化合物外,主要含有20多种生物碱,其中脂类生物碱,如粗榧碱和三尖杉总碱有抗癌作用,它们对人体淋巴系统白血病,特别是急性粒细胞白血病和单核型细胞白血病有较好的疗效。
图10-5 三尖杉
1.着生种子的枝 2.雄球花3.雄蕊 4.幼枝及雌球花
【药用植物】
三尖杉Cephalotaxus fortunei Hook.f.为常绿乔木,树皮红褐色或褐色,片状开裂。叶螺旋状着生,基部扭转排成二列状,近水平展开,披针状线形,常略弯曲,长4~13cm,约由中部向上渐狭,先端有渐尖的长尖头,基部楔形,上面亮绿色,中脉隆起,下面有白色气孔带,中脉明显。雄球花8~10枚聚生成头状,雌球花生于小枝基部,种子核果状,椭圆状卵形,未熟时绿色,外被白粉,熟后变成紫色或紫红色(图10-5)。分布于长江流域及以南各省区,在贵州分布较为普遍。生于山坡疏林、溪谷湿润而排水良好的地方。种子能润肺止咳、驱虫、消积。用于蛔虫病,钩虫病,食积。从枝叶中提取的生物碱对淋巴肉瘤、肺癌等有较好的疗效。
本属具有抗癌作用的植物尚有:海南粗榧C. hainanensis Li.,粗榧C.sinensis(Rehd.et Wils.)Li,篦子三尖杉C.oliveri Mast.等。
红豆杉科(紫杉科) Taxaceae
常绿乔木或灌木。叶螺旋状排列或交互对生,常2列,披针形、线形或鳞片状;上面中脉明显,下面沿中脉两侧各具1条气孔带。球花单性异株,很少同株;雄球花单生叶腋或为小的穗状花序或头状花序集生枝顶;雄蕊多数,有3~9个花药,辐射状或偏向一侧,花粉无气囊;雌球花腋生,单生或成对着生,具多数覆瓦状排列或交互对生的苞片(大孢子叶),基部苞片退化,腋内无胚珠,顶部苞片发育为杯状、盘状或囊状的珠托,内有胚珠1枚,花后珠托发育成假种皮,全包或半包着种子;种子核果状或坚果状;子叶2枚。染色体:X=11,12。
本科共有5属23种,主要分布在北半球。我国有4属12种。药用3属10种。
【药用植物】
东北红豆杉Taxus cuspidata Sieb.et Zucc.属乔木,树高达20m,树皮红褐色或灰红色。叶生于主枝上者为螺旋状排列,在侧枝上叶柄基部扭转向左右排成不规则两列。叶条形,半直或稍弯曲,下面有两条气孔带。雌雄异株,雄球花具9~14枚雄蕊,各具5~8个花药。种子卵圆形,紫红色,有光泽。外覆上部开口的假种皮,成熟时倒卵圆形,浓红色,肉质,富浆汁(图10-6)。主要分布于中国东北小兴安岭和长白山区。多散生于阴坡或半阴坡的湿润、肥沃、排水良好的砂质土壤上。红豆杉以茎、枝、叶、根入药。主要成分为紫杉醇、紫杉碱、二萜类化合物。有抗癌功能,并有抑制糖尿病及治疗心脏病的效用。
图10-6 东北红豆杉
1.部分枝条 2.叶 3.种子及假种皮4.种子 5.种子基部
自1971年美国Wani等从短叶红豆杉T.brevifolia树皮中得到紫杉醇(taxol)后,该属植物受到大家注视。全世界约有11种。分布于北半球,我国有4种,1变种:西藏红豆杉T.wallichian Zucc.,东北红豆杉T. cuspidata Sieb.et Zucc.,云南红豆杉T.Yunnanensis Chenget L.K.Fu,红豆杉T.chinensis(Pilg.)Rehd.,南方红豆杉(美丽红豆杉)T.chinensisvar.mairei Cheng et L.K.Fu均可供药用。但野生资源应保护,必须靠人工栽培扩大药源。
榧树Torreya grandis Fort.ex Lindl.为常绿乔木,高达3m,树皮淡黄灰色,纵裂;叶线形,交互对生或近对生,基部扭转排成2列。坚硬,顶端急尖,上面绿色,无隆起的中脉,下面浅绿色,气孔带常与中脉带等宽。雌雄异株;雄球花单生于叶腋,圆柱形;雌球花成对生于叶腋,基部有苞片,近无梗,胚珠直立,单生于假种皮上,受粉后假种皮包裹胚珠。种子卵圆形、倒卵形、椭圆形或长圆形,成熟时假种皮为淡紫红色,有白粉。子叶2枚。分布于浙江、安徽、福建、江西、湖南等省。榧树种子是有名的“榧子”,具有杀虫消积、润燥通便的功效。
麻黄科 Ephedraceae
多分枝的灌木、亚灌木或草本状;小枝对生或轮生,绿色,具节,节间有多条细纵槽纹。叶退化成膜质,2~3片在节上对生或轮生,鳞片状。雌雄异株,稀同株,雄球花(小孢子叶球)由数对苞片组合而成,每苞中有一雄花,雄蕊2~8,花丝联合成1~2束(小孢子囊),花丝合成一束,雄花外包有膜质假花被,2~4裂;雌球花(大袍子叶球)由多数苞片组成,仅顶端1~3片苞片生有雌花,雌花具有顶端开口的囊状假花被,包于胚珠外,胚珠1,具一层珠被,珠被上部延长成珠被(孔)管,自假花被开口处伸出。种子浆果状,具肉质或粉质胚乳,成熟时,假花被发育成革质假种皮;外层苞片增厚成肉质状,红色,富含乳液和糖质,俗称“麻黄果”。胚具子叶2枚。染色体:X=7。
该科仅麻黄属1属约40种,分布于亚洲、美洲、欧洲东南部及非洲北部的干旱、荒漠及草原地带。中国有12种4变种,分布区较广,除长江下游及珠江流域各省区外,其他省区皆有分布,以西北及云南、四川、西藏等省区种类较多,资源则以北方诸省区丰富。麻黄属诸种类或多或少为旱生性或半旱生性植物,生于沙丘、半沙漠、草原、荒漠及多沙、多岩石、多石砾的稀树干旱地区。
【药用植物】
草麻黄Ephedra sinica Stapf为多年生草本状小灌木,高30~60cm。木质茎匍匐卧于土中;草质茎直立,黄绿色,节间细长,鳞叶膜质,鞘状,下部1/3~2/3合生,围绕茎节,上部2裂,裂片锐三角形,中央有2脉。花成鳞球花序,雌雄异株,少有同株者;雄花序阔卵形,通常3~5个成复穗状;雌花序多单生枝瑞,卵圆形;苞片4对,绿色,革质,边缘膜质,仅先端1对苞片有2~3雌花;雌花序成熟时苞片增大,肉质,红色,成浆果状。种子1~2枚,卵形(图10-7)。分布于吉林、辽宁、河北、河南、山西、陕西、内蒙古等地。生长于干燥高地、山岗、干枯河床或山田中。茎入药能发汗、平喘、利尿,并为提取麻黄碱的主要原料。根能止汗。
图10-7 草麻黄
1.雌株 2.雄球花 3.雄花4.雌球花 5.种子及苞片6.胚珠纵切
木贼麻黄E.equisetina Bunge.为小灌木,木质茎粗大,直立;草质茎节间纤细而短。鳞叶膜质鞘状,下部3/4合生,上部通常2裂,钝三角形。雄花序多单生,或3~4集生于节上,假花被窄倒卵形,雄蕊6~8;雌花序单生,常在节上成对,花序窄椭圆形,苞片3对,最上1对约2/3合生,胚珠1~2,雌花序成熟时成肉红色浆果状,有短柄。种子多为1枚,窄长卵形。其麻黄碱含量最高。主要分布于河北、山西、陕西、内蒙古、甘肃、新疆、四川西部等地。生长于干燥山地及山壁石缝中。
中麻黄E.intermedia Schr.et Mey.属灌木,高达1m以上。茎枝较前两种粗壮,草质茎对生或轮生,常被白粉,节间长3~6cm,鳞叶膜质鞘状,下部2/3合生,上部3裂(稀2裂),裂片钝三角形或三角形。雄花序数个簇生节上,卵形;苞片3片1轮,有5~7轮,或2片对生,共有5~7对;假花被倒卵形或近圆形;雄蕊5~8,花丝完全合生,或大部分为2束;雌花序3个轮生或2个对生于节上,长椭圆形;苞片3~5轮或3~5对,最上1轮或1对苞片有雌花2~3,雌花序成熟时红色肉质,常被白粉。种子2~3。其麻黄碱含量较前两种低。分布于吉林、辽宁、河北、山西、内蒙古、陕西、甘肃、新疆、青海、四川等地。生长于多沙地带、沙漠或干燥山地。
麻黄属较重要的药用植物除上述品种外,还有矮麻黄E.minuta Florin(分布于四川、西藏、云南),丽江麻黄E.likiangensis Florin(分布于云南、四川),膜果麻黄E.przewalskii Stapf(分布于内蒙古、新疆、甘肃、青海)等的草质茎,亦作麻黄使用。
复 习 题
【A型题】
1.下面说法错误的是: ( )
A.裸子植物具有颈卵器
B.裸子植物不能产生种子
C.祼子植物是介于蕨类植物和种子植物之间的一群植物
D.祼子植物具有维管束
E.裸子植物不形成子房和果实
2.具有花被的盖被的科为: ( )
A.麻黄科、买麻藤科 B.苏铁科、银杏科 C.松科、柏科
D.三尖杉科、红豆杉科 E.麻黄科、苏铁科
3.我国特产的孑遗植物是: ( )
A.苏铁 B.银杏 C.侧柏 D.东北红豆杉 E.麻黄
4.可从中提取抗癌药物紫杉醇的植物是: ( )
A.东北红豆杉 B.三尖杉 C.侧柏 D.苏铁 E.银杏
【简答题】
1.裸子植物的主要特征有哪些?
2.松科和柏科的主要区别是什么?
3.红豆杉科和粗榧科的主要区别是什么?
4.麻黄科的主要特征是什么?
5.裸子植物门中常用药用植物有哪些?