Botanical Research 植物学研究, 2018, 7(1), 29-36
Published Online January 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/bb17248788.html,/journal/br
https://https://www.doczj.com/doc/bb17248788.html,/10.12677/br.2018.71005
Research Progress of Plant Active Ingredient Antibacterial Abilities and Mechanism
Keke He, Xuechen Yang, Liya Song*
Beijing Key Lab of Plant Resources Research and Development, Beijing Technology and Business University,
Beijing
Received: Dec. 6th, 2017; accepted: Dec. 28th, 2017; published: Jan. 12th, 2018
Abstract
Plant-based antibacterial substances can be obtained from a variety of natural resources and these antibacterial substances includes flavonoids, terpenoids, tannins, plant essential oils and polysaccharides according to the special structure. In this paper, these plant-based antibiotic ma-terial and their antibacterial effects and antifungal mechanism were summarized. Moreover, con-clusion and prospect of the research are given finally. The study provided evidence for the re-search and development of botanical bacteriostats.
Keywords
Plant Resource, Antibacterial Mechanism, Research Progress
植物源有效成分抑菌活性及机理研究进展
贺可可，杨雪晨，宋丽雅*
北京工商大学，北京市植物资源研究开发重点实验室，北京
收稿日期：2017年12月6日；录用日期：2017年12月28日；发布日期：2018年1月12日
摘要
具有抑菌活性的植物源有效成分来源广泛，大致可分为黄酮类、萜类、单宁类、植物精油类、多糖类等。
本文综述了黄酮类、萜类、单宁类、植物精油类、多糖类以及其他有效成分的抑菌活性以及机理研究进展，并对植物源抑菌剂进行总结和展望，期望为开发植物源抑菌剂提供借鉴意义。
*通讯作者。
贺可可等
关键词
植物源，抑菌机理，研究进展
Copyright ? 2018 by authors and Hans Publishers Inc.
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).
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1. 引言
防腐剂是食品、药品、化妆品等产品不可缺少的添加剂，具有延长产品保质期及确保产品质量的作用。目前，致病菌的耐药性以及人们对化学防腐剂可能引起健康问题的担忧，使得研究人员将目光投向了来源广泛的植物源抑菌剂。植物源抑菌剂是指由植物中提取得到具有抑菌活性的物质。与现有的防腐剂相比，植物源抑菌剂的优势在于部分植物源抑菌剂已有上千年的使用历史，安全性较高，同时我国幅员辽阔，地理复杂多变，植物资源丰富，为植物源抑菌剂开采利用提供了得天独厚的条件。植物源有效成分如黄酮类、萜类、单宁类、植物精油类、多糖类以及其他有效成分皆具有抑菌功能。本文总结比较了各类植物源有效成分的抑菌活性并对抑菌机制进行梳理，期望为植物源抑菌剂的研发及应用做出贡献。
2. 黄酮类
黄酮类物质是含有2-苯基色原酮结构的统称。黄酮类物质又称为黄酮、黄碱素。黄酮类分子上1号位是碱性氧原子可与酸性物质结合形成盐，而该盐的羟基衍生物显示黄色，黄酮因此而得名[1]。黄酮类物质具有清除自由基、抗衰老、抗菌等活性。黄酮类物质开发的抑菌类药物已运用到实际生产中，对人体造成严重不良反应的案例未见报道[2]。
王昱儒等[3]利用超声乙醇提取法提取荞麦麸皮中黄酮类物质，所得的含量为2.93%，并对水果腐败菌大肠杆菌、荧光假单胞菌进行抑菌实验，结果发现荞麦麸皮中黄酮类提取物对上述两种菌的最低抑菌浓度为0.595、1.190 mg/mL。荞麦麸皮黄酮对二者的最低杀菌浓度分别为1.19、2.38 mg/mL。杨小慧[4]采用紫外分光光度法测量得到文冠果落果中含有 1.84%的黄酮类物质，采用红外光谱与高效液相色谱、显色反应测定发现文冠果落果中一共含有15种黄酮单体，其中芦丁占据总黄酮的6%。牛津杯抑菌实验中，黄酮类含量在15 mg/mL时，大肠杆菌的抑菌圈直径可达16.0 ± 0.3 mm，枯草芽孢杆菌的抑菌圈直径为13.0 ± 0.5 mm。黄酮类含量为20 mg/mL时，对金黄色葡萄球菌的抑菌圈直径可达14.0 ± 0.1 mm。
王丽丽等[5]利用28 μg/mL、140 μg/mL、280 μg/mL、560 μg/mL不同浓度的洋葱黄酮提取物单独、同时复配不同的抗结核病药物利福平、异烟肼、链霉素和乙胺丁醇干预结核杆菌生长。结果发现单独使用280 μg/mL洋葱黄酮提取物的抑菌效果优于单独使用上述各种抗结核杆菌药物。小鼠腹腔巨噬细胞与结核杆菌共培养加入不同组别的洋葱黄酮提取物或是抗结核杆菌药物，检测巨噬细胞因子发现280 μg/mL与560 μg/mL洋葱黄酮提取物相比于140 μg/mL洋葱黄酮提取物IFN-γ、IL-1β、IL-6水平升高显著(p< 0.05)。
与异烟肼组相比，280 μg/mL与560 μg/mL洋葱黄酮提取物处理组巨噬细胞因子升高显著(p < 0.05)，被巨噬细胞吞噬的分枝杆菌DNA扩增Ct值较低，DNA拷贝数增加。该实验表明洋葱黄酮提取物能够抑制结核杆菌生长，提高吞噬细胞的吞噬能力，具有一定的浓度依赖性。
目前关于黄酮类物质抑菌机理的探索主要集中于细胞膜的完整性，DNA、蛋白质的合成上等。王海涛[6]发现大豆异黄酮在0.3 mg/mL浓度下能够抑制金黄色葡萄球菌的生长，在该抑制浓度下，第6 h时
贺可可等
细菌培养液电导率变化达4.61%，细胞膜通透性遭到破坏，第24 h时细胞壁在扫描电镜下观察看到菌体干瘪，变形；同时，大豆异黄酮能够抑制供试菌株糖代谢途径中三羧酸循环途径，影响DNA、RNA、蛋白质合成。何梦影[7]利用山奈酚、橙皮素、儿茶素、鹰嘴豆芽素A四种黄酮类物质作用于人工模拟的金黄色葡萄球菌细胞膜，研究黄酮类在细胞膜水平上的抑菌方式，结果发现山奈酚能够插入细胞膜磷脂的极性区域，儿茶素、橙皮素、鹰嘴豆芽素A则是进入到细胞膜的疏水区，磷脂分子排列顺序被打乱，同时细胞膜的流动性改变，菌体受到破坏。Wu等[8]人研究发现黄酮类物质可通过改变黑曲霉的通透性进而抑制黑曲霉的生长。
3. 萜类
萜类物质主要为异戊二烯为单元的衍生物，按照结构主要分为单萜(C10)、倍半萜(15)、二萜(C20)、三萜(30)等。萜类物质因为含有氧原子，据此可分为醇、酸、酮、羧酸、酯及苷等萜类。萜类物质种类繁多,目前结构已被解析的萜类物质高达5万多。萜类物质的功能主要为抗肿瘤、抗疟疾、抗炎、杀虫、抑菌等[9]。
杨婷等[10]选取了百里香酚、香芹酚、丁香酚、异丁香酚、薄荷酮、香芹酮、长叶薄荷酮、马鞭草烯酮、小茴香酮、莰酮、柠檬醛、香茅醛、枯茗醛十三种萜类在浓度为400 μg/mL时对胶孢炭疽菌与链格孢杆菌进行抑菌率实验，优选出五种抑菌率较高的萜类，之后将五种优选萜类物质浓度设置为50 μg/mL、100 μg/mL、200 μg/mL、400 μg/mL进行梯度活性实验，结果发现五种萜类抑制孢炭疽菌的效果强弱依次为：香芹酚> 丁香酚> 异丁香酚> 枯茗醛> 百里香酚，其IC50分别为40.89、42.95、88.86、170.58、348.56 μg/mL。五种优选萜类抑制链格孢杆菌强弱依次为：香芹酚> 异丁香酚> 丁香酚> 枯茗醛> 百里香酚，IC50分别为18.19、22.43、114.64、339.35、384.65 μg/mL。王晓玲[11]用250 μg/mL紫芝胞内酸性三萜、紫芝胞外酸性三萜处理人肝癌细胞BEL7402和人乳腺癌细胞MCF-7，结果发现两种癌细胞生长受到显著抑制(p < 0.05),同时抑菌实验表明40 mg/mL的胞内酸性三萜能够显著抑制大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的生长(p < 0.05)。李娟等[12]从水菖蒲分离倍半萜物质，利用波谱技术鉴定出11种物质，其中鉴定出的三种倍半萜teuclatriol、oxyphyllenodiols、bullatantriol对于细菌、真菌具有较好的抑菌活性。此抑菌实验结果与Begum J等[13]人研究一致。郭阿君[14]利用固相微萃取与气质联用技术从红皮云杉中分离鉴定了14种萜类物质，其中1S-α-蒎烯、β-月桂烯在50 μL/mL浓度时能够完全一致枯草芽孢杆菌的生长。Yumi Eguchi等[15]利用从百里香中分离出的γ-松油烯进行抑菌实验，发现其浓度为0.05 μL/mL时即可抑制灰葡萄孢菌的生长。
关于萜类的抑菌机理研究，目前已有较多报道出现。程敬丽[16]收集了红豆杉内生真菌紫杉木霉代谢产物木霉菌素，并在C4位、C8位、C9位进行衍生物的设计。实验发现木霉菌素C4位衍生物中的部分物质比木霉菌素的对稻瘟病菌抑制作用强2.1倍，通过Autodock 4和DS Libdock技术发现抑菌活性物质真正作用于在细菌、真菌中P450家族中CYP51蛋白。Shang等[17]发现双萜类化合物截短侧耳素能够作用细菌核糖体50S亚基，结合位点为肽基转移酶，抑制蛋白质的合成。丁兰[18]由香茶菜属植物中分离鉴定得到出二萜leukamenin E，实验证明leukamenin E能使得尖镰孢菌丝体细胞膜微丝细胞内微丝结构被破坏，细胞膜通透性增加，进而影响菌丝体生长。
4. 单宁类
低聚体或多聚体酚类被称为单宁，目前已知的酚类物质高达8000种。单宁在植物中含量极高，仅仅低于木质素、纤维素。单宁根据其结构又可分为缩合单宁和水解单宁。单宁具有抗菌、抗病毒、抗寄生虫、抗氧化等功效[19]。
贺可可等
王虹玲等[20]采用滤纸片法测定香蕉单宁对细菌、霉菌和酵母菌的抑制能力，结果香蕉提取单宁对大肠杆菌的最低抑菌浓度(MIC)为0.78 mg/mL，金黄色葡萄球菌和酵母菌的MIC为6.25 mg/mL，霉菌的MIC为1.56 mg/mL。徐云凤等[21]发现纯化后的石榴皮中提取物中，单宁成分安石榴苷含量高达64.2%，纯化提取物对单核细胞增生李斯特氏菌、沙门氏菌和大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的MIC分别为5.000、
0.625、10.000、0.156 mg/mL。郑正男等[22]采用了滤纸片法和琼脂二倍稀释法研究单宁酸的抑菌性，结
果发现单宁酸对金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌的最小抑菌浓度为0.39 mg/mL和0.09 mg/mL，其抑菌效果优于食品常用防腐剂山梨酸钾。王翠颖等[23]由木麻黄提取单宁粗体并利用大孔吸附树脂进一步纯化，发现纯化后的单宁提取物对青枯菌具有抑制效果。Mazni等[24]发现银合欢中的缩合单宁抗菌效果较好，其对革兰氏阳性菌、阴性菌的最低杀菌浓度与最低抑菌浓度分布在6.25~50 mg/mL之间，同时该缩合单宁对人乳腺癌细胞的IC50 = 38.33 ± 2.08 μg/mL，表明其对人乳腺癌细胞具有一定抑制作用。Jordan等[25]发现蕨类单宁有利于糖尿病溃疡创面愈合，同时其在0.25 mg/ml浓度时可显著抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生长(p < 0.05)。
单宁抑菌机理目前仍在探索中。刘秀丽[26]研究了紫色达利菊牧草和红豆草牧草中的缩合单宁对大肠杆菌的抑菌机理，主要从以下方面展开：1) 实验中发现缩合两种牧草提取物的缩合单宁能够自氧化产生过氧化氢，影响菌体生长。2) 将蛋黄卵磷脂作为细菌结构模型并用缩合单宁处理，发现缩合单宁使之凝聚，而且缩合单宁浓度越高其凝聚作用越强。3) 大肠杆菌脂肪酸C16:0/C16:1、TT16:0/TT16:1、C18:0/C18:1、SFA/USFA显著升高，脂肪酸含量改变。4) β-D-半乳糖苷酶酶含量检测实验探究细胞膜的通透性，结果发现细胞外膜通透性改变。5) 利用考马斯亮蓝G250方法研究缩合单宁对细菌蛋白质影响，实验表明其对蛋白质具有极强的沉淀作用。杨沁南[27]在qRT-PCR实验中发现0.038 mg/mL、0.078 mg/mL和0.156 mg/mL浓度石榴皮单宁处理的大肠杆菌，其生物膜形成以及运动性相关基因如qseB、qseC、fimA、csgB、csgD、fimH和flhD等表达下调。0.312 mg/mL、0.625 mg/mL的单宁纯化物使得AI-1型群体感应系统能力下降。在分子对接实验中，单宁纯化物中的鞣花酸可结合大肠杆菌上的受体蛋白。该项研究表明石榴皮单宁纯化物能够显著影响大肠杆菌生物膜的合成、菌体运动性、群体系统感应性等。
5. 植物精油类
植物精油是具有挥发性的植物次级代谢产物，广泛存在于植物的各个部位，又称挥发油。精油不溶于水，易溶于乙醇等有机试剂。植物精油的抑菌广谱性好、对环境危害小，具有较好发展前景[28]。
黄文部等[29]采用肉桂、茴香、牛至、丁香、百里香和香茅六种精油对西兰花储存期间常见菌链格孢菌进行抑菌实验，结果发现六种精油中对链格孢菌抑制效果最好的是肉桂精油，其MIC和MBC分别为
0.05 μL/mL和0.15 μL/mL，茴香和牛至精油抑菌效果次之。张玲玲等[30]研究了向仔猪喂食植物精油与
丁酸钠复合制剂后，其肠道菌群的变化，实验结果表明植物精油制剂能对肠道菌群产生积极影响。崔惠敬等[31]为了研究百里香酚、丁香酚、柠檬醛等14种植物精油对大菱鲆弧菌的抑菌性能，利用纸片扩散法和微量肉汤稀释法测定抑菌效果，采用投射电镜观察精油对菌体的作用，同时了检测胞内乳酸脱氢酶、核酸释放量。实验结果发现肉桂醛抑菌效果最好，其MIC为0.25 μL/mL，百里香酚、丁香酚、柠檬醛和山苍子油的MIC值为0.5 μL/mL。山苍子精油处理后的大菱鲆弧菌电镜下观察细胞膜遭到破坏，同时检测到胞内蛋白酶、核酸外泄到胞外。Xie等[32]发现牛至、香茅、百里香、香叶天竺葵、肉桂、丁香对木腐菌、毛栓菌、硫磺菌存在抑制作用，其中牛至抑菌效果最优，对毛栓菌、硫磺菌IC50分别为79.1、36.9 μg/mL。
有关植物精油的抑菌机理国内外学者都进行了深入研究。黄聪华[33]研究发现萁具精油抑制金黄色葡萄球菌的生长，生长曲线测定、SDS-凝胶电泳实验表明萁具精油作用于对数生长时期细菌胞体蛋白质，
贺可可等
进而导致细胞膜破坏，菌体凝结使得其无法正常生长。Wang等[34]人发现野胡麻精油金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、肠炎沙门氏菌最低抑菌浓度分别为0.5、1、2 μl/ml，最低杀菌浓度为1、2、4 muL/mL。同时碱性磷酸酶检测与碘化丙啶染色实验表明细胞膜完整性遭到破坏，电镜下观察菌体也证明了这点。试剂盒与结晶紫实验表明野胡麻精油能够影响细胞生物膜合成，疏水性检测则显示其细胞的粘附性降低。
6. 多糖类
植物多糖通常是指植物体内由大于10个分子数的单糖以糖苷键构成的物质。在1993年美国召开的糖类工作国际会议上，“糖生物学”研究重大意义首次被提出，糖生物学有望成为生物学领域研究最有前景的方向之一。植物多糖作用原先被认为仅是提供能量来源，现在更多的研究表明植物多糖在抗氧化、抗炎、抗肿瘤、抗病毒、抗菌等方面都有作用[35]。
王世佳等[36]采用Sevage法、盐酸法、三氯乙酸法、酶法、酶与Sevage结合法洗脱桔梗多糖中的蛋白，利用滤纸片法测定桔梗多糖脱蛋白前后对根霉、青霉、黄曲霉抑菌活性，脱蛋白前桔梗多糖对根霉抑菌作用较强，而脱蛋白后对青霉、黄曲霉抑菌效果更强。罗敬文等[37]测定了玉木耳、黑木耳、毛木耳多糖的抑菌性，结果表明三种多糖能够抑制大肠杆菌生长，玉木耳多糖对金黄色葡萄球菌和枯草芽孢杆菌抑制效果较好。田艳花等[38]采用热水提取法提取甘草粗多糖，并利用DEAE-52阴离子交换柱、Sephadex G100凝胶柱纯化粗多糖，滤纸片法抑菌实验结果表明3.0 mg/mL和4.0 mg/mL的纯化甘草多糖对大肠杆菌和肺炎克雷伯菌抑菌作用较强，抑菌圈直径可达11 mm。徐子恒等[39]通过正交实验设计方案优化提取银杏外种皮多糖，发现其多糖总含量为44.06%。抑菌实验表明银杏外种皮多糖对金黄色葡萄球菌的MIC为1.563 mg/mL。Sellimi等[40]研究发现突尼斯海藻多糖对金黄色葡萄球菌、蜡样芽胞杆菌、粪肠球菌、藤黄微球菌均有抑制作用，且最小抑菌浓度分别为10.00 ± 0.00 mg/mL、20.00 ± 0.00 mg/mL、20.00 ± 0.00 mg/mL、20.00 ± 0.00 mg/mL，但是对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、沙门氏菌无抑制作用。Meng 等[41]人研究表明新疆核桃分心木粗多糖利用DEAE纤维素离子交换色谱法、Sephadex G-100凝胶渗透色谱法纯化多糖，纯化后的多糖成分经鉴定为阿拉伯糖、半乳糖、葡萄糖、木糖、甘露糖，其摩尔比为0.27: 0.55: 1: 0.14: 0.08。滤纸片法测定抑菌活性发现1.2 mg/mL的纯化多糖对大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、单核细胞增生李斯特菌均有抑制作用，抑菌圈直径分别为14.85 ± 0.83 mm、15.31 ± 0.96 mm、15.97 ± 1.02 mm、14.35 ± 0.78 mm。
植物多糖的抑菌机理探究已有众多学者的研究报道。孙义玄[42]分别由松针、艾蒿和蒿本三种植物中采用水提法提取多糖，实验发现当三种水提多糖之间复配比为3: 3: 2时，对大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、金黄色葡萄球菌、腐败菌孢汉逊酵母、隐球酵母抑菌效果较优。生长曲线测定实验表明复配多糖存在时，菌体生长曲线下降。复配多糖处理后的菌体电镜观察，其表面与对照组相比变得萎缩，变形。电导率实验则说明随着复配多糖浓度的升高，胞内物质外泄严重，壁膜受损。邢珂[43]研究了壳聚糖的纳米体系对细菌的抑菌作用。首先将壳聚糖与油酰氯反应制备油酰壳聚糖复合物(OCS)，之后通过乳化法制成颗粒相同纳米球(OCNP)。抑菌实验中主要有如下发现：1) OCNP处理后的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌A260增加，表明细胞内的DNA、RNA外流，细胞膜完整性遭到破坏。疏水性荧光探针1-N-苯基-萘胺实验、电导率测定实验也证明了细胞膜通透性的破坏。2) 聚丙烯酰胺凝胶电泳实验表明OCNP影响了胞内蛋白质的合成，或是由于细胞膜的破坏使得蛋白质外泄。3) 透射电镜观察到OCNP能够直接作用于壁膜，使得细胞表面形成孔洞，进而作用于细胞内部。4) 利用异硫氰酸荧光素标记的纳米球(FITC-OCS)作用于金黄色葡萄球菌、大肠杆菌，荧光显微镜下发现FITC-OCS能够迅速穿透金黄色葡萄球菌的细胞壁膜，而至少需要15分钟FITC-OCS才能进入大肠杆菌菌体。
贺可可等
7. 其他抑菌物质
生物碱类是植物体内碱性含氮化合物，通常含氮杂环。现已由植物中分离出上千种生物碱物质。生物碱具有抗炎、抗病毒、抗菌等生物活性[44]。王帅等[45]实验发现小花棘豆提取的总生物碱能够抑制金黄色葡萄球菌、乳房链球菌、化脓链球菌和枯草芽孢杆菌的生长。苗智等[46]实验中由夹竹桃内生菌的代谢产物分离出生物碱类尿囊素，抑菌实验结果发现尿囊素对苹果树腐烂病病菌、烟草赤星病病菌、小麦赤霉病病菌等一系列植物病原真菌具有抑制作用。
大蒜素是在大蒜中提取的有效抗菌物质，是一类硫化丙烯类化合物。魏旻晖[46]为解决自然提取率低问题，人工合成了大蒜素A、合成大蒜素B，抑菌实验发现大蒜素A、大蒜素B对霉菌、酵母菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌均有抑制作用。姚珏琦[47]发现11 mg/ml的大蒜素与1%次氯酸钠对大肠杆菌的抑制作用相同。
8. 总结与展望
植物源抑菌剂来源丰富，目前随着研究不断深入，更多新型抑菌剂被开发出来。植物源抑菌剂研究现阶段仍有许多问题待解决，1) 植物提取物成分复杂，结构鉴定困难，如植物多糖，目前对其结构鉴定较为困难。2) 抑菌机理不清，植物抑菌剂目前较多使用粗体物应用于抑菌，可能为粗体物中多个有效物共同作用。3) 部分抑菌物质易变质，抑菌效果不稳定，如黄酮类物质，其在空气中易被氧化变色，影响其抑菌效果和使用范围。4) 植物抑菌物质的安全性有待考量，植物提取物并非一定安全，如土地污染导致植物重金属超标，农药残留等，相关的法规急需出台以应对其安全性问题。随着新型仪器技术的开发和抑菌机理基础研究的拓展，植物源抑菌剂在不久的将来一定会有更好的发展。
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植物源农药研究进展文献综述 姓名 邯郸学院2009级生物科学系生物科学专业 前言：我国现有人口已达13亿,并且每年以1 700万的速度增长,而耕地面积却逐渐减少。如何在有限的耕地上满足对粮食增长的要求,将是我国现代化进程中的一个极其重要的问题。农业是国民经济的基础,农药在农业现代化进程中具有十分重要的作用。发展高效农业如果没有现代化的植物保护措施,农作物的保收增产将无法实现。化学农药在使农业生产受益的同时,也呈现出种种弊端,最为关注的是农药残留、害虫对农药的抗性和害虫再猖獗问题以及农药对人类的致癌、致畸和致突变恶果。植物是生物活性化合物的天然宝库,它在生长和发育过程中,特别是长期与昆虫协同进化过程中,产生了许多具有特殊生物活性的次生代谢产物,如生物碱、类黄酮、萜烯类、酚类、甾体、独特的氨基酸和多糖等,数目可超过40万种,其中大多数具有杀虫活性。植物源杀虫剂就是一类利用从植物中提取的活性成分而制成的杀虫剂,具有高效、低毒或无毒、无污染、选择性高、不易使害虫产生抗药性等优点,符合农药从传统的有机化学物质向环境和谐农药或生物合理性农药转化的趋势。目前,对植物源杀虫剂的研究和开发是当前新型农药创新的热点[1] 植物源杀虫剂的研究历史和现状 在药物发展的早期阶段,利用天然产物防治作物病虫草害几乎是唯一选择。从天然物质中开发药物和农药已经有着十分悠久的历史。例如,三大植物性杀虫剂(除虫菊、鱼藤和烟草)已经被使用了数百年,但由于早期天然产物的相关基础学科的发展相对较为缓慢,随着提取及分离分析科学的不断发展和一系列先进的结构鉴定手段的广泛采用,天然产物的研究开发迈上了一个新的台阶。时至今日,从动植物和微生物体内分离、鉴定具有生物活性的物质,仍然是获得先导化合物的重要手段。各种分离手段如层析法(薄层层析、气象层析和高效液相层析等),电泳、凝胶过滤等方法的采用和包括X射线晶体学在内的仪器分析方法用于确定天然产物的化学结构、绝对构型和构象,使分离鉴定天然产物的研究工作能够迅速、准确地完成,微量复杂结构成分也因使用先进的鉴定手段而得以成为有价值的先导化合物[2]我国有着丰富的植物资源,有些植物体内含有的某些成分可以用来杀虫,我们把这些植物称之为杀虫植物,而把这些植物的根茎花、果实、种子等进行提炼加工而制成的杀虫制剂称为植物杀虫剂。植物源农药如烟碱、苦参碱、印楝素、川楝素、茼篙素、异羊角扭甙、茶皂素、鱼藤酮、除虫菊酯、植物精油和转基因植物(种子)等[3]。这些植物体内所含的杀虫活性成分各不相同,不同植物之间的差异很大。杀虫植物体内的活性成分的含量与杀虫植物的品种、年龄、植株所处的土壤和气候等因素有关。近年来,人们发现一些植物次生物质在光照条件下对害虫的毒效可提高几倍、几十倍甚至上千倍,显示出光活化特性。自从吠喃香豆素类化合物-花椒毒素的光活化性质被首次发现(Berenbaum,1978)以来,陆续发现的植物源光活化毒素主要有:吠喃香豆素类(线型--花椒毒素;角型--当归根素)、多炔类与噻吩类、生物碱类(茵芋碱skimmianine、短颈苔碱brevicolline、呋喃喹啉碱和异喹啉生物碱等)、扩展醌类(金丝桃素hypericin和尾孢菌素等)、其它化合物(苯并呋喃、苯并吡喃、去甲二氢愈创木酸、lachnanthocarpone、脱镁叶绿酸甲基酯类、砧吨染料和噻吩类)。国外研究光活化杀虫剂的主要国家是加拿大和美国,国内徐汉虹等(1993)首先报道了猪毛蒿( Artemisia scoparia)精油含有的茵陈二炔(Capilene)对斜纹夜蛾(Spodoptera litura)的生物活性受光照的激发而增强。除了用于杀虫外,光活化农药也用于杀病毒、病菌、线虫等。与一般化学农药相比,光活化农药具有高效、低毒、低残留、选择性强等优点,对人畜安全,作为一类新型无公害农药有巨大的潜力[4]。 天然植物中的杀虫活性物质
植物生长素的作用机理 陶喜斌 2014310218 种子科学与工程
摘要；经过多位科学家的研究，发现了与植物生长有关的重要激素——生长素。生长素在植物芽的生长，根的生长，果实的生长，种子休眠等方面有重要作用。那么，生长素是如何发挥这这些作用? 1;什么是生长素 生长素(auxin)是一类含有一个不饱和芳香族环和一个乙酸侧链的内源激素，英文简称IAA，国际通用，是吲哚乙酸(IAA；。4-氯-IAA、5-羟-IAA、萘乙酸(NAA)、吲哚丁酸等为类生长素。1872年波兰园艺学家谢连斯基对根尖控制根伸长区生长作了研究~后来达尔文父子对草的胚芽鞘向光性进行了研究。1928年温特证实了胚芽的尖端确实产生了某种物质，能够控制胚芽生长。1934年， 凯格等人从一些植物中分离出了这种物质并命名它为吲哚乙酸，因而习惯上常把吲哚乙酸作为生长素的同义词。 2;植物生长素的生理作用 生长素有多方面的生理效应，这与其浓度有关。低浓度时可以促进生长，高浓度时则会抑制生长，甚至使植物死亡，这种抑制作用与其能否诱导乙烯的形成有关。生长素的生理效应表现在两个层次上。 在细胞水平上，生长素可刺激形成层细胞分裂~刺激枝的细胞伸长、抑制根细胞生长~促进木质部、韧皮部细胞分化，促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成。 在器官和整株水平上，生长素从幼苗到果实成熟都起作用。生长素控制幼苗中胚轴伸长的可逆性红光抑制~当吲哚乙酸转移至枝条下侧即产生枝条的向地性~当吲哚乙酸转移至枝条的背光侧即产生枝条的向光性~吲哚乙酸造成顶端 优势~延缓叶片衰老~施于叶片的生长素抑制脱落，而施于离层近轴端的生长素促进脱落~生长素促进开花，诱导单性果实的发育，延迟果实成熟。 生长素对生长的促进作用主要是促进细胞的生长，特别是细胞的伸长。植物感受光刺激的部位是在茎的尖端，但弯曲的部位是在尖端的下面一段，这是因为尖端的下面一段细胞正在生长伸长，是对生长素最敏感的时期，所以生长素对其生长的影响最大。趋于衰老的组织生长素是不起作用的。生长素能够促进果实的发育和扦插的枝条生根的原因是；生长素能够改变植物体内的营养物质分配，在生长素分布较丰富的部分，得到的营养物质就多，形成分配中心。生长素能够诱 导无籽番茄的形成就是因为用生长素处理没有受粉的番茄花蕾后，番茄花蕾的子房就成了营养物质的分配中心，叶片进行光合作用制造的养料就源源不断地运到子房中，子房就发育了。 生长素在植物体作用很多，具体有；1.顶端优势 2.细胞核分裂、细胞纵向伸长、细胞横向伸长3.叶片扩大4.插枝发根5.愈伤组织6.抑制块根7.气孔开放8.延长休眠9.抗寒 3;生长素的作用机理 3.1生长素作用机理的解释 激素作用的机理有各种解释，可以归纳为二； 一、是认为激素作用于核酸代谢，可能是在DNA转录水平上。它使某些基因活化，形成一些新的mRNA、新的蛋白质(主要是酶；，进而影响细胞内的新陈代谢，引起生长发育的变化。 二、则认为激素作用于细胞膜，即质膜首先受激素的影响，发生一系列膜结构与功能的变化，使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应
植物源农药—印楝素简介 剂型：0.3%、0.5%、0.6%、0.7%乳油 作用机理与特点：印楝素是从印楝树中提取的植物性杀虫剂，具有拒食、驱避、内吸和抑制生长发育作用。主要作用于昆虫是内分泌系统，降低蜕皮激素的释放量；也可以直接破坏表皮结构或阻止几丁质的生成，或干扰呼吸代谢，影响生殖系统发育等。鳞翅目昆虫对印楝素最敏感，表现为拒食、蜕皮时间延长、蜕皮不完全、畸形或蜕皮时死亡。防治贮粮害虫也很有效。 防治对象：印楝素在国内登记用于防治甘蓝小菜蛾和十字花科蔬菜菜青虫。 1、防治甘蓝小菜蛾，小菜蛾卵孵盛期至低龄幼虫发生期间施药，注意喷雾均匀，视虫害发生情况，每7天左右施药一次，可连续使用5次。每亩用0.3%乳油300-500毫升或0.7%乳油60-80毫升，或0.5%乳油125-150毫升/亩喷雾，安全间隔期5天，每季最多使用3次。或1%苦参·印楝素乳油60-80毫升喷雾，安全间隔期为14天，每个作物周期的最多使用次数为5次。 2、防治十字花科蔬菜菜青虫时，每亩用0.3%乳油90-140克或0.7%乳油60-80毫升，每季最长使用3次，安全间隔期为3天。 注意事项： 1、不可与呈碱性物质混合使用。2、对蜜
蜂、鱼类等水生生物、家蚕有毒。蜜源作物花期禁用，使用时应密切关注对附近蜂群的影响。3、远离水产养殖区施药，禁止在河塘等水体中清洗施药器；蚕室（及桑园）附近禁用；鸟类保护区禁用等警示用语。4、使用时应穿戴防护服各手套，避免吸入药液。施药期间不可吃东西和饮水。施药后应及时洗手和洗脸。5、避免孕妇及哺乳期妇女接触。 中毒急救:中毒症状表现为乏力、恶心、呕吐等。急救措施：1、不慎吸入，立即将吸入者转移到空气新鲜及安静处，病情严重者请医生对症治疗。2、皮肤污染或药液溅入眼睛，立即用大量清水冲洗至少15分钟。3、误服中毒，立即携标签送医院，对症治疗。
案例名称：植物生长素的发现 一、教材内容分析 本课是人教版高中生物必修三《稳态与环境》第三章第一节的内容。参考课时为1课时。本课主要内容包括：植物生长素的发现过程；生长素的产生、分布和运输。 《植物的激素调节》这一章的内容，揭示了植物体维持稳态的调节方式之一：激素调节，与第1、2章内容组成生物有机体稳态调节知识体系。《植物生长素的发现》这一节内容在全书中所占的比例并不多，但其内容与生产生活实际联系密切，所以是极其重要的。特别是其中”生长素的发现过程”的内容，层层深入揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的个体适应性，隐含的科学研究的方法与过程，以及设计实验时所要控制的”单因子变量”问题，在整个必修课本中处于相当重要的地位，也是培养学生科学研究能力的很好的载体。随着生长素的发现，学生认识到植物激素的存在，并初步了解生长素作用──促进生长，这也为继续探索第二、三节生长素的其他生理作用及激素应用奠定基础，本节内容起着承上启下的作用。 本节内容在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式教学的极佳素材，也是培养学生科学研究能力的很好的素材。 二、教学目标 1．知识目标： ①概述生长素的发现过程。 ②阐明生长素的产生、运输和分布。 2．技能目标： ①了解发现生长素的过程和方法，培养设计探究实验的能力。 ②根据本节相关原理，尝试设计一些独特盆景方案并思考操作步骤。 3．情感态度、价值观目标： 关注日常生活现象，体验科学发现之美，形成积极探索、勇于进取的求知精神和追求真理的良好意志品质。 三、教学重点和难点 1.教学重点： 生长素的发现过程。 2.教学难点： 生长素的产生、运输和分布。 四、学习者特征分析 高一的学生在日常生活中很少有关于植物生长素的感性认识，虽然在学习了《动物和人体生命活动的调节》之后，学生对于生物的调节作用有了一定的认识，
《植物生长素的发现》教学设计 教材分析 植物激素调节一章是必修3植物个体水平的稳态与调节内容，揭示了植物体维持稳态的调节方式——激素调节，与第1、2章内容组成生物有机体稳态调节知识体系，即在个体水平上对生命系统进行研究。“植物生长素的发现”作为本章第一节揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的个体适应性，随着生长素的发现学生认识到植物激素的存在，并初步了解生长素作用——促进生长，这也为继续探究第二、三节生长素的其他生理作用及激素应用奠定基础。“生长素的发现过程”是本节重点，涉及一系列经典的科学实验，教学时应让学生尝试像科学家一样去思考如何设计对照实验，如何从实验现象中去推理、归纳和发现。“科学实验设计的严谨性”是本节的难点，通过“生长素的发现过程”归纳出了科学实验设计的一般方法，在此基础上利用本节教材中的“技能训练”，学生就能较顺利地完成“科学实验设计的严谨性”分析，从而突破教学的难点。 学情分析 学生通过前面两章内容的学习，对生物体的调节作用有了一定的认识，并且在必修一和必修二中已经学习过“光合作用的探究历程”、“人类对遗传物质的探索过程”等多个包含生物科学史的内容，对科学研究的方法有了初步的了解，观察思维能力较强，但逻辑思维能力及对实验现象的分析能力、表达能力有待提高。因此在教学中，教师应注重激发学生进行探究和学习的兴趣，培养学生的分析和理解能力。 教学目标 1.知识目标 ①概述植物生长素的发现过程。 ②概述植物生长素的产生部位、运输和分布。 ③说出具有生长素效应的物质和植物激素的概念。 2.能力目标 ①尝试分析经典实验，提高逻辑思维的严密性。 ②通过对科学家实验的分析和技能训练，提高科学实验设计的严谨性。 3.情感、态度和价值观 引导学生深入思考科学家的工作过程，领悟科学探究的历程，学习科学家献身科学的精神，提高学生的科学素养，。 教学重点和难点 重点：生长素的发现过程。 难点：科学实验设计和推理的严谨性分析。 课时安排：一课时
Botanical Research 植物学研究, 2018, 7(1), 29-36 Published Online January 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/bb17248788.html,/journal/br https://https://www.doczj.com/doc/bb17248788.html,/10.12677/br.2018.71005 Research Progress of Plant Active Ingredient Antibacterial Abilities and Mechanism Keke He, Xuechen Yang, Liya Song* Beijing Key Lab of Plant Resources Research and Development, Beijing Technology and Business University, Beijing Received: Dec. 6th, 2017; accepted: Dec. 28th, 2017; published: Jan. 12th, 2018 Abstract Plant-based antibacterial substances can be obtained from a variety of natural resources and these antibacterial substances includes flavonoids, terpenoids, tannins, plant essential oils and polysaccharides according to the special structure. In this paper, these plant-based antibiotic ma-terial and their antibacterial effects and antifungal mechanism were summarized. Moreover, con-clusion and prospect of the research are given finally. The study provided evidence for the re-search and development of botanical bacteriostats. Keywords Plant Resource, Antibacterial Mechanism, Research Progress 植物源有效成分抑菌活性及机理研究进展 贺可可，杨雪晨，宋丽雅* 北京工商大学，北京市植物资源研究开发重点实验室，北京 收稿日期：2017年12月6日；录用日期：2017年12月28日；发布日期：2018年1月12日 摘要 具有抑菌活性的植物源有效成分来源广泛，大致可分为黄酮类、萜类、单宁类、植物精油类、多糖类等。 本文综述了黄酮类、萜类、单宁类、植物精油类、多糖类以及其他有效成分的抑菌活性以及机理研究进展，并对植物源抑菌剂进行总结和展望，期望为开发植物源抑菌剂提供借鉴意义。 *通讯作者。
知识点一生长素的发现过程 1．下列利用胚芽鞘所做的实验中，能说明胚芽鞘尖端确实产生了“生长素”的是() 答案D 解析温特的实验设计证明了胚芽鞘尖端确实产生了某种化学物质，促进切去尖端的胚芽鞘弯曲生长。 2．如图所示，在燕麦胚芽鞘顶端的下部插入云母片(生长素不能透过)，从右边用光照射，燕麦胚芽鞘的生长情况将是() A．直立向上生长 B．向右弯曲生长 C．向左弯曲生长 D．不生长 答案B 解析由于云母片插入的位置偏下，不影响尖端生长素向背光侧转移，因此，背光侧的生长素浓度大于向光侧，生长速度大于向光侧，胚芽鞘弯向光源的方向生长。 3．某同学做了如图所示的实验，从实验结果可以直接得出的结论是() A．生长素进行极性运输 B．单侧光照引起生长素分布不均匀 C．生长素能促进植物生长 D．感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端 答案C 解析由实验甲中去除尖端的胚芽鞘上端放置的琼脂块含生长素，胚芽鞘直立生长，而实验乙中去除尖端的胚芽鞘上端放置的琼脂块不含生长素，胚芽鞘不生长，可推知生长素能促进植物的生长。
4．根据所学知识判断，下列说法错误的是() A．图中能直立生长的是①、④和⑥ B．若探究植物的向光性，可设置①③进行对照 C．若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑥进行对照 D．图中弯曲生长的是③⑤ 答案C 解析根据生长素的有无和分布是否均匀可以判断：①直立生长，②不生长不弯曲，③向光弯曲生长，④直立生长，⑤向光弯曲生长，⑥直立生长。设计实验时要遵循单一变量原则，若探究植物的向光性，可设置①③进行对照；若探究植物胚芽鞘的感光部位，应设置④⑤进行对照，④⑥不符合要求。 5．将切下的燕麦胚芽鞘顶部移到切口一侧，置于黑暗条件下，胚芽鞘的生长情况如图。这个实验能证明() A．顶端在光下产生某种“影响物” B．“影响物”具有促进胚芽鞘生长的效能 C．合成“影响物”不需要光 D．背光一侧“影响物”分布多 答案B 解析本实验是置于黑暗条件下的，所以A、C、D错误。 知识点二生长素的产生、分布和运输 6．在植物体内，合成生长素最旺盛的部位是() A．营养组织B．保护组织 C．分生组织D．机械组织 答案C 解析合成生长素最旺盛的部位是幼嫩的芽、叶和发育中的种子，这些部位属于分生组织。
植物源农药 植物源农药植物源农药 随着社会发展及生态环境需要，生物农药的研究与推广受到了空前的重视，特别是植物源农药受到了社会的广泛关注，植物源农药的开发成了研究热点。概述了我国植物源农药的研究现状，植物源农药的种类、作用机理、特点及目前存在的一些问题。我国是一个农业大国，农药在农业生产中发挥着十分重要的作用。随着人们健康意识的提高，大多数国家都非常重视农产品的安全性，对农药残留的限制十分严格。中国在加入 WTO 以后，农产品出口面临着非常严峻的“绿色壁垒”，其中农药残留超标是经常遇到的问题，严重影响了我国农产品在国际市场的竞争力。为了降低农药残留量，努力开发新型农药已经成为当务之急。植物源农药来源于自然，能在自然界降解，一般不会污染环境及农产品，在环境和人体中积累毒性的可能性不大，对人和牲畜相对安全，对害虫天敌伤害小，且害虫对其难以产生抗体，具有低毒、低残留的特点，能够保持农产品的高品质，再加上使用成本低等，优点越来越受到人们的重视与青睐。在全世界面临人口迅速增长、环境污染压力日趋严重的今天，更深入、更广泛的研究和开发安全、无毒、来源广、成本低的植物源农药具有重要的经济意义、生态意义和社会意义。 (一)植物源农药中的活性成分天然植物中的杀虫活性物质极其丰富，依其化学结构，可大体归纳如下: 1.生物碱类此类物质对昆虫的毒力最强，对昆虫的作用方式多种多样:如毒杀、忌避、拒食、麻醉和抑制生长发育等。目前人们发现的生物碱已有 6000 多种，已证明有杀死害虫作用的主要有烟碱、喜树碱、百部碱、藜芦碱、苦参碱、雷公藤碱、小薛碱、木防己碱、苦豆子碱等。 2.萜类这类化合物包括蒎烯、单萜类、倍半萜、二萜类、三萜类。这类物质有拒食、内吸、麻醉、忌避、抑制生长发育、破坏害虫信息传递和交配，兼有触杀和胃毒作用，主要有印
薰衣草抑菌活性研究 目的为了探寻一种高效、低毒和环保的植物源抗菌剂,本实验拟将黑龙江佳木斯地区种植的薰衣草茎叶提取物作为传统化学农药的替代品,用来防治各种果蔬等食用产品由真菌引起的病害。本实验探讨了薰衣草茎叶成分的最佳提取条件,结合气相色谱-质谱（GC-MS）联用仪分析了薰衣草茎叶提取物的化学成分,并进一步研究其抑菌作用,为拓展薰衣草茎叶的药用价值和实用价值提供基础的实验数据和理论支持。 方法采用正交试验法优化提取薰衣草茎叶成分的最佳提取条件;采用索氏提取法获得的薰衣草茎叶提取物用GC-MS联用技术检测其各个成分的化学结构及含量;依据二倍稀释法和生长速率法,证实薰衣草茎叶提取物的抑菌活性,计算出最小抑菌浓度（MIC）,并与富马酸二甲酯、脱氢乙酸钠、百菌清、丁香酚和愈创木酚的MIC对比;并对薰衣草茎叶提取物的抑菌稳定性进行研究,探究薰衣草茎叶提取物在不同的温度、pH值、紫外线照射时间和保存时间等因素下对植物病原菌的抑制作用的影响。结果超声波辅助乙醇溶液浸提薰衣草茎叶成分的提取率最高,其最优提取条件是:乙醇溶液的体积分数为70%,料液比为1:15 g?mL-1,超声操作时间和操作温度分别为40 min和60℃;薰衣草茎叶提取物中匹配系数最高的成分有34种,占总含量的94.24%。 主要组分是芳樟醇（16.66%）、乙酸芳樟酯（12.01%）、龙脑（8.67%）、氧化石竹烯（7.72%）和T-杜松醇（5.61%）;通过抗菌试验数据可看出,薰衣草茎叶提取物对辣椒炭疽病菌（Colletotrichum Capsici）、辣椒疫病菌（Phytophthora Capsici Leonian）、黄瓜枯萎病菌（Fusarium Oxysporum.f.sp.Cucmrium）、番茄灰霉病菌（Botrytis Cinerea Pers.）、茄子褐纹病菌（Phomopsis Vexans
植物源农药研究进展 摘要：植物源农药中含有多种杀虫活性物质，在世界环境日益恶化的今天，植物源农药以其对有害生物高效、对非靶标生物安全、低毒低残留、来源广、成本低等多种优点，成为近年来农药研究的热点。本文综述了植物源农药的活性成分、作用特点、研究现状和开发前景。关键词：植物源农药、活性成分、作用特点、研究进展 植物源农药，就是直接利用或提取植物的根、茎、叶、花、果、种子等或利用其次生代谢物质制成具有杀虫或杀菌作用的活性物质。植物源农药作为生物农药的重要组成部分,因其具有高效、低毒或无毒、低残留、选择性高、有害物质一般很难对其产生抗性、又易和其他农药相混配等优点, 倍受全世界农药研究及应用部门的广泛重视, 已成为其研究热点之一。 1.植物源农药的活性成分 植物源农药的活性成分可分为生物碱类、萜烯类、酮类和番茄枝内酯类，此外还有木脂类，如乙醚酰透骨草素；甾体类,如牛膝甾酮；羟酸酯类,如除虫菊酯等。 1. 1 生物碱类 目前人们发现的生物碱已有6000 多种,已证明有杀死害虫作用的主要有烟碱、喜树碱、百部碱、藜芦碱、苦参碱、雷公藤碱、小薜碱、木防己碱、苦豆子碱等。该类化合物对昆虫的作用方式多种多样,如毒杀、拒食和忌避及抑制生长发育等。 1. 2 萜烯类 萜烯类化合物是植物源农药中含量较多、研究比较广泛的一类化合物 ,其中精油的大部分组成为萜烯类化合物。目前从植物源农药中发现的萜烯类主要有单萜类、倍半萜类、二萜类和三萜类化合物。单萜类主要有柏科植物砂地柏叶精油中的有效杀虫成分松油烯 - 4 - 醇,它对害虫的主要作用方式为熏杀作用。倍半萜类有马桑科植物马桑中所含的羟基马桑毒素 B;卫矛科植物中含有较多的倍半萜类化合物 ,主要有各种β- 二氢沉香呋喃倍半萜型多醇酯;苦皮藤根皮中具有杀虫活性的有近 20 个α-二氢沉香呋喃化合物。该类化合物主要通过拒食、胃毒、内吸作用和影响试虫的产卵、孵化等生殖行为消灭害虫。 二萜类化合物主要有大戟科大戟属、巴豆属及瑞香科植物中的瑞香烷型二萜类化合物 ,另外还有闹羊花中主要杀虫有效成分闹羊花素-Ⅲ。该类化合物的作用方式主要有拒食、毒杀和抑制幼虫生长发育等。 三萜类化合物有目前世界公认的最重要的昆虫拒食剂印度印楝的主要活性成分印楝素 ,它对 200多种害虫有不同的作用。三萜类化合物的作用方式主要为拒食作用。 1. 3 酮类 黄酮类化合物多以甙或甙元、双糖甙或三糖甙状态存在 ,具有防治害虫作用的主要有鱼藤酮、毛鱼藤酮等。作用方式为拒食和毒杀作用。 1. 4 番荔枝内酯 番荔枝内酯是番荔枝科植物特征性生物活性成分之一 ,它与以往发现的各类天然产物的结构类型相比有较大区别 ,由 35～39 个碳原子构成化合物骨架 ,分子中的四氢呋喃环和末端γ- 内酯环通过碳链相连接 ,碳链上常带有羟基、酮基和乙酰氧基等。番荔枝内酯通过强烈的胃毒和拒食作用来体现其杀虫活性。 2.植物源农药的特点
普通高中课程标准实验教科书·人教版·必修3 第三章第2节 《植物生长素的发现》教学设计 郭名宾（江西省信丰中学江西赣州 341600） 一、设计思路 科学史可以展现科学是永无止境的探究活动的本质特征，使人感受科学发展是一个线性累积、不断壮大的过程，领会“变化”才是科学本身具有的惟一不变特性。植物生长素的发现过程正是这样一个很好地展现科学在本质上是相对的、可变的、处在不断修正和发展过程中的素材。因此，本文基于以下的教学理念开展教学：问题为主线、探究为主轴、学生为主体、教师为主导，采用问题引导探究、教师引导学生的设计思路。 二、教学分析 1、教材分析与处理 《植物生长素的发现》编入了“达尔文、詹森、拜耳、温特等科学家的实验、评价实验设计和结论”等内容。教材以科学探索过程为脉络来安排教学内容，具有探究性的特点；文本呈现图文并茂，具有直观性的特点，为教师实施探究式教学提供了有力支撑。 基于以上设计理念，对教材知识作了适当调整（含顺序调整），本节课只学习生长素的发现过程和分析、评价实验设计的技能训练。 2、学情分析 曾学习过“假说──演绎法”、“类比推理”等，有一定的思考方法基础，且学生的观察、思维、逻辑推理等能力都较强，对植物向光性现象又有一定的感性认识。但对实验设计的各种能力（语言表达、实验分析、深入思考等）都有待提高，所以教学过程旨在培养学生的实验能力。 3、学习任务分析 教学重点：生长素的发现过程；教学难点：科学实验设计的过程及严谨性分析。通过学习，学生不仅要掌握生长素发现的过程，更要掌握对简单实验的设计、分析和评价的能力，感悟科学发现是一个继承与创新的辨证过程，需要实事求是和坚持不懈的科学态度。 三、教学目标 对于以上的教学分析，需达到的教学三维目标（见表1）。
11种植物提取物对4种病原细菌的抑菌活性筛选 植物源杀菌剂具有选择性高、环境友好、对非靶标生物安全、低毒、低残留等优点，从植物中寻找抑菌活性物质，是研发新型杀菌剂的热点之一。目前，中国开发与应用的植物源杀菌剂主要有苦参碱、黄岑苷、小檗碱、丁子香酚、香芹酚、儿茶素、大蒜素、乙蒜素、大黄素甲醚等。但前述产品多集中于对植物真菌病害的防治，对植物源杀细菌剂的研究大多侧重于食品污染菌的控制，且大多数还处于室内筛选阶段。魏希颖等研究发现泡桐花提取液对金黄色葡萄球菌有很强的抑制作用。叶舟测定了木麻黄（Casuarina equisetifolia Forst）小枝提取液的抑菌活性，发现对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌表现出较强的抑制活性。崔彦等的研究证明五倍子、丁香、地榆对黄瓜细菌角斑病菌表现出显著的抑制作用，其中五倍子提取物的活體防效可达60%，具有一定的开发潜力。李玉玲发现竹焦油对甘蓝黑腐病菌、番茄细菌性斑点病菌、茄青枯病菌等多种供试细菌都有不同程度的抑制活性。为了获得对植物细菌病害有广泛抑菌谱的植物源物质，本研究选取已报道过的具有广泛抑菌活性的11种植物提取物，对魔芋软腐病菌、猕猴桃溃疡病菌、核桃黑斑病菌、白菜软腐病菌4种常见的病原细菌进行室内抑菌活性筛选，旨在为新型植物源杀细菌剂的开发研究提供线索。 1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 供试菌种魔芋软腐病菌（Erwinia carotovora pv. carotovora）、猕猴桃溃疡病菌（Pseudomonas syringae pv. actinidiae）、白菜软腐病菌（Erwinia carotorora）均由西北农林科技大学无公害农药研究服务中心提供；核桃细菌性黑斑病菌（Xanthomonas campestris pv. juglandis）由西北农林
人教版生物必修《植物生长素的发现》说课稿一、说教材 （一）教材分析 本课内容是人教版生物必修3第3章第1节，主要内容包括：植物生长素的发现；生长素的产生、分布和运输。课标要求：概述植物生长素的发现；考纲要求：Ⅱ。 植物激素调节一章是必修3植物个体水平的稳态与调节内容，揭示了植物体维持稳态的调节方式──激素调节的原理和应用知识，与第1、2章内容并列共同组成生物有机体稳态调节知识体系。 植物生长素的发现一节作为本章开篇一节，层层深入揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的个体适应性，随着生长素的发现学生认识到植物激素的存在，并初步了解生长素的作用──促进生长，这也为继续探索第二、三节生长素的其他生理作用及激素应用奠定了基础，本节内容起着承上启下的作用。 这一节内容中“生长素的发现过程” 隐含的科学研究的方法与过程，以及设计实验时所要控制的“单因子变量问题，在整个必修课本中处于相当重要的地位，也是培养学生实验设计能力、提出问题、分析问题、解决问题等科学研究能力的很好的载体，其中包含的实验思想、方法、探究过程等更是历年高考的热点。通过学习，使学生了解生长素的发现过程，体验科学探究的曲折及发展历程，培养科学的思想方法及发展的科学观。 （二）教学目标
1．知识目标： ①概述生长素的发现过程。 ②解释植物向光生长的原因。 ③说明生长素的产生、运输和分布。 2．能力目标： ①体验发现生长素的过程和方法。初步学会科学探究实验的设计方法。 ②训练严密的逻辑思维能力，表达能力，养成良好的生物学素养。3．情感目标： 利用生长素发现过程教育学生关注生活现象，体验科学发现之美，形成积极探索、勇于进取的求知精神和追求真理的良好意志品质。（三）教学重点和难点 重点及分析： 生长素发现过程是本节课的重点。 生长素的发现过程既是掌握生长素生理作用的基础，又是理解生物激素调节作用的关键，同时还是能力培养的好材料。在科学研究与发现的历史过程中，不断发生着观察（包括实验观察）、根据观察发现问题并提出问题、根据分析提出假说和对假说的求证活动。课文中所介绍的生长素发现历史中的几个实验，完整地再现了假说的提出和求证过程，是对学生进行科学史教育的极好素材，同时也让学生体会到科学研究的实验方法以及严谨的思维逻辑过程，学生的科学思维方法和研究方法在此节能得到很好的训练。
Bioprocess 生物过程, 2017, 7(4), 49-53 Published Online December 2017 in Hans. https://www.doczj.com/doc/bb17248788.html,/journal/bp https://https://www.doczj.com/doc/bb17248788.html,/10.12677/bp.2017.74007 Advance of Nanotechnology for the Encapsulation of Botanical Insecticides Chenxia Yao1, Yafei Liu1, Jinlong Huang2, Yongming Ruan1* 1College of Chemistry and Life Science, Zhejiang Normal University, Jinhua Zhejiang 2Yunnan Summit Biotechnology Co., Ltd, Chuxiong Yunnan Received: Nov. 21st, 2017; accepted: Dec. 4th, 2017; published: Dec. 11th, 2017 Abstract The article mainly discusses the use of nanotechnology in combination with botanical insecticides in order to develop systems for pest control in agriculture. Botanical insecticides are about the safety of human and environment, its development is more and more attentive. But due to the poor stability of botanical insecticides, volatile and other drawbacks, which limit its application and development. And Nanotechnology can effectively solve this problem, the combination of na-notechnology with botanical insecticides can develop new insecticide with higher stability, better effect and less pollution. Keywords Nanotechnology, Botanical Insecticides, Pest Control 纳米植物源农药的研究进展 姚陈霞1，刘亚飞1，黄金龙2，阮永明1* 1浙江师范大学，化学与生命科学学院，浙江金华 2云南森美达生物科技有限公司，云南楚雄 收稿日期：2017年11月21日；录用日期：2017年12月4日；发布日期：2017年12月11日 摘要 本文主要阐述了利用纳米技术和植物源农药相结合的方式，发展农业害虫防控系统的研究进展。植物源*通讯作者。
摘要:本文综述了植物内生菌次级代谢产物的抗菌、杀虫等活性，以便寻找到植物源新的具有农药活性的先导化合物。 关键词：内生菌；次级代谢产物；抗菌活性；杀虫活性 植物内生真菌(Plant endophytic fungi)是指生活在健康植物组织内部但不引起植物体病害的真菌。这类真菌资源十分丰富，它们可能产生在微生物一宿主关系中发挥作用的生理活性物质，其次生代谢产物在生物制药、农业生产、工业发酵等领域越来越受到人们的关注。目前，微生物源生物化学农药的研究和开发在我国十分活跃，但微生物资源及其应用潜力尚没有得到充分的发挥，而植物内生真菌即是这样一类有待开发的新兴微生物资源，本文对植物内生菌次级代谢产物的生物活性进行总结，为进一步研究内生菌的生物活性提供依据。 1 抗菌活性的内生真菌代谢产物 1.1生物碱类 IFB-Lactam-1 (1)是来自白菜内生真菌Trichoderma sp.的1个大环内酰胺生物碱，其可以很好地抑制柿子炭疽病[1]。6-isoprenylindole-3-carboxylic acid (2)是从黄花蒿（Artemisiaannua）内生真菌Colletotrichum sp.分离的吲哚生物碱。生物活性测试，在浓度200 μg/mL时，其对Gaeumannomyces graminis var. tritici、Rhizoctonia cerealis、Helminthosporiumsativum有抑制作用[2]。 内生真菌E99401的发酵液中产生的cerulenin (3)，在5 μg/disk时对C.glabrata、Candida albicans、C. krusei、C. parapsilosis、Microsporum canis、Cryptococcus neoformans、Mucor miehe、Nematospora coryli、Rhizomucor pusillus、Paecilomyces variotii的抑菌圈分别为17、16、14、28、40、30、40、42、36、38 mm，而对应的阳性对照制霉菌素在20 μg/disk 时，抑菌圈在10-20 mm[3]。从Garcinia dulcis的内生真菌PSU-D15中，分离到phomoenamide (4)对Mycobacterium tuberculosis H37Ra具有中等的抑制活性，其MIC为6.25 μg/mL[4]。
生长素的作用机理 生长素是发现最早的一类植物激素也是植物五大类激素中的一种．它参与着植物体内很多的生理作用如细胞的伸长生长、形成层的细胞分裂、维管组织的分化、叶片和花的脱落、顶端优势、向性、生根和同化物的运输等。所以研究生长素的作用机理对认识植物生长发育的许多生理过程有着不可估量的意义。 目前对激素作用的机理有各种解释，可以归纳为二：一是认为激素作用于核酸代谢，可能是在DNA转录水平上。它使某些基因活化，形成一些新的mRNA、新的蛋白质（主要是酶），进而影响细胞内的新陈代谢，引起生长发育的变化。另一则认为激素作用于细胞膜，即质膜首先受激素的影响，发生一系列膜结构与功能的变化，使许多依附在一定的细胞器或质膜上的酶或酶原发生相应的变化，或者失活或者活化。酶系统的变化使新陈代谢和整个细胞的生长发育也随之发生变化。此外，还有人认为激素对核和质膜都有影响；或认为激素的效应先从质膜再经过细胞质，最后传到核中。 虽然对激素作用机理有不同的解释，但是，无论哪一种解释都认为，激素必须首先与细胞内某种物质特异地结合，才能产生有效的调节作用。这种物质就是激素的受体。生长素作用于细胞时，首先与受体结合。经过一系列过程，引起细胞壁介质酸化和影响蛋白质合成，最终导致细胞的变化。 1.生长素受体结合蛋白（ABP1） ABP包括位于内质网膜上的ABP-I、可能位于液泡膜上的ABP-∏、位于质膜上ABP -III 以及生长素运输抑制剂 N1-naphthylp- hthalamic acid(NPA)和2，3，5一三碘苯甲酸(TIBA)的结合蛋白4类。 内质网上的ABP1合成后运输到细胞质膜上发挥生长素受体作用。生长素与细胞质膜上的ABP1结合后，钝化的坞蛋白转变为活性状态，并进一步激活质子泵将膜内H+泵到膜外，引起质膜的超极化，胞壁松弛，于是引起细胞的生长反应。内质网上的ABP1可能只是起贮藏库的作用。由于发育或其他信号引起的质膜上ABP1量的改变是通过内质网上的ABP1输出增加或减少调节的。由此可见，ABP1的分布和数量可以调节IAA功能的行使。 研究还发现，各种植物的ABP基因结构相似，编码的前体蛋白都具有主要的功能性结构序列。在氨基末端有一疏水信号序列，利于ABP在内质网膜间的穿透和转移，起信号转导作用；在羧基末端的KDEL四肽结构则使得ABP定位于内质网中的特定区域。研究认为，ABP1是一个同型二聚体糖蛋白，其亚基由163个氨基酸残基组成。如玉米的ABP1由3个组氨酸残基和1个谷氨酸残基组成1个结合部位，内含1个金属阳离子，这个部位极其疏水。在第2和第5位的半胱氨酸残基间还有1个二硫键，当生长素结合到这个部位时，羧酸酯与金属离子结合，而芳香环则与第151位的色氨酸残基等疏水性氨基酸残基结合。对ABP1羧基末端高度保守的氨基酸残基作定点突变时，发现第177位的半胱氨酸残基、第175位的天冬氨酸残基和第176位的谷氨酸残基是ABP1折叠和在质膜上起作用的重要残基，ABP1构象变化引发质膜信号传递。 2.信号转导 生长素信号传导分为两条主要途径：(1)质膜上的生长素结合蛋白(ASP)可能起接收细胞外生长素信号的作用，并将细胞外信号向细胞内传导．从而诱导细胞伸长。2)细胞中存在的细胞液／细胞核可溶性结合蛋白(SABP)与生长素结合，在转录和翻译水平上影响基因表达。生长素要引发细胞内的生化反应和特定基因表
植物源农药 第一章植物源农药概述 第一节植物源农药的含义及分类 1.植物源农药的定义：植物源农药是指利用植物组织经过加工，或提取及人工合成活性成分加工而成的农药。 2.生物农药的定义是：可用来防除病虫草等有害生物的生物体本身及源于生物，并可作为“农药”的各种生理活性物质。主要包括：生物体农药和生物化学农药。 3.我国:无生物农药的概念，仅有生物源农药的概念。 生物源农药:利用生物资源开发的农药。 我国对生物农药的定义：生物农药包括生物化学农药和微生物农药。 生物化学农药必须符合两个条件：①对防治对象没有直接毒性，只有调节生长、干扰交配和引诱等特殊作用；②必须是天然化合物，如果是人工合成，其结构必须与天然化合物相同（允许异构体比例的差异）。 生物化学农药分为四类：信息素（外激素、利己素、利它素），激素、天然物生长调节剂和昆虫生长调节剂、酶。 微生物农药包括：自然界存在的用于防治病虫草鼠害的真菌、细菌、病毒和原生动物或被遗传修饰的微生物制剂。 据此定义（中国），印楝素、烟碱、鱼藤酮、天然除虫菊、昆虫天敌、转基因抗有害生物作物均不是生物农药。 美国EPA：农药登记分化学农药、生物农药和消毒剂三大类。 生物农药:指由天然源材料制成的低风险农药，主要包括生物化学农药、微生物农药、转基因植物农药。（包括部分矿物源和无机化工产品） 美国EPA生物农药中不包括植物源农药。若对靶标有害生物无直接毒杀作用，则为生物化学农药，否则化学农药。
在美国，昆虫信息素、植物调节剂、辣椒素、印楝素为生物化学农药；除虫菊素是神经毒剂被归为化学农药。 ①植物类农药（天然产物）在有效成分名称后一般有“提取物”、“油”，如香茅油、冷压印楝油、土荆芥植物提取物。 ②仿生合成农药，在有效成分名称前面加“同源物”。 4. 注：植物源农药除对病虫草鼠等有害生物具有防治效果以外，还具有刺激植物生长、果蔬保鲜及肥效等多种特殊活性作用。 第二节植物源农药发展简史 经验主义发展时期 传统农业社会的植物源杀虫药物在农业生产实践中或处于自发性、经验性使用状态，大多使用者知其然而不知其所以然。 1.记载植物源农药的古籍及药物（药草、石）
植物生长素的发现 教学目标 知识与技能： （1）知道生长素发现过程 （2）掌握植物向光生长的知识 （3）学会科学的思维方法和研究方法，提高创新能力和实验设计能力 过程与方法： （1）掌握科学研究的流程 （2）引导学生亲身经历观察现象、发现问题、提出假说、设计实验、观察实验结果、得出结论 情感与价值观： （1）理解科学家的认识过程和实验方法，培养科学精神 （2）提高学生科学素质，树立严谨认真的科学态度。 教学重点设计实验，对实验结果分析，得出结论 教学难点引导学生设计、分析实验 教学方法教师的“过程式”教学和学生的探究性学习相结合 教学过程： 一、导课： 生物最基本的特征是新陈代谢，生物体随时都在进行着复杂的生命活动，这些活动能够顺利进行，又能对外界刺激变化做出非常精确的反应：向日葵的幼茎随着太阳转动，植物的幼苗破土而出，秋天的树叶随风飘落。这些都依靠生物体自身的调节作用。那么植物生命活动调节的奥秘是什么？ （关于植物激素的发现和研究，最早的是生长素） 二、简介：（多媒体）在植物生长素发现过程中作出重大贡献的科学家 1880 达尔文（英国） 1910 詹森（丹麦） 1914 拜尔
1928 温特（荷兰） 1934 郭葛（荷兰） 讲述科学家的生平简介和研究成果。 从1880年至1954年，前后经过五十四年的研究，最终发现了生长素。一项科学发明、科学发现需要几年、几十年乃至几代人的艰辛努力，这就需要我们不仅理解科学家的科学方法、实验过程，理解科学家的逻辑思维特点。更要有科学家的探索精神，有持之以恒、坚忍不拔的毅力 现在，让我们一起来探索！ 三、实验教学流程： 科学家做了大量实验，从其中经典的实验设计，可以看出科学思维的巧妙性。 （多媒体）生长素的发现 实验关键步骤 向光性现象——向光性研究——感光部位研究——研究性实验设计实验一观察在黑暗、单侧光下胚芽鞘的生长情况 1、（多媒体）呈现Flash动画： a、大小和形态相同的两个暗室 b、暗室内有大小和形态相同的完整胚芽鞘 c、暗室壁上有大小、形态和位置相同的两个孔 2、教师对实验关键点讲解并设问： 将两孔一个打开，另一个关闭，给以单侧光照射，请大家预测可能发 生的现象。 学生小组讨论发表见解 3、观察现象：小孔打开的暗室中，胚芽鞘发生了弯向光源生长的现象。 小孔关闭的暗室中，胚芽鞘直立生长。 验证推测，引起植物朝向光源生长的外界刺激是单侧光 4、结果分析：胚芽鞘具有向光生长的特性 （讲解）上述实验中用了研究问题的常用方法——对照实验，对照实验通常只能有一个变量，如果实验结果不同，就说明是由这一变量引起（学生分析）实验装置中的单一变量：单侧光