家芹與毒芹(石龍芮)同屬雙子葉植物,外觀形狀在幼苗期比較相似,兩者在成株和內部結構上卻存在明顯的差別,均有不同的藥用價值。
家芹以鮮嫩的葉柄和莖作為蔬菜,而毒芹全身充滿了一種叫毒芹堿的化學物質,毒性十分大,牲畜吃了難免一死。如果人不小心誤食,就會出現頭痛、惡心、手腳麻木、全身癱瘓等癥狀,死亡率很高。
為了讓人們更好地了解兩種植物的藥用效果,我將毒芹和家芹的幼株、成株外觀形狀的異同、內部結構的區別,進行了詳細的分析。
一、研究試驗材料、儀器及方法
1,材料
家芹幼株成株采集于市郊蔬菜地,毒芹幼株成株采集于市郊沼澤地。
2,實驗材料及儀器
顯微鏡、刀片、鑷子、培養皿、載玻片、蓋玻片、濾紙、量度尺、顯微互動系統、蒸餾水、番紅。
3,實驗方法
外觀形態觀察比較、徒手切片、解剖顯微觀察比較。
二、研究試驗過程
1,對照比較
對家芹和毒芹的根、莖、葉營養器官和花、果實的外部形態觀察比較,并從形態學和解剖學方面對根、莖、葉、花、果實作更深入的對照比較。
2,手切片
對家芹和毒芹的根、莖,葉片的上下表皮氣孔、橫切面、葉柄做徒手切片。共切片140個,其中根40個,莖30個,葉橫切片20個,上下表皮氣孔30個,葉柄20個。
用顯微鏡觀察,了解其內部結構,并記錄它們在顯微鏡下的結構進行比較。
3,解剖
解剖花20朵,幼果10個,從解剖學方面對其進行了比較。
三、結果與分析
1,形態學比較
從家芹和毒芹的外部形態:根、莖、葉、花、果實作比較。
家芹,又叫旱芹、蒲芹,原產于地中海沿岸,傘形科芹屬植物,一年生草本植物,成株株高60-150厘米。以鮮嫩的葉柄作為蔬菜,富含維生素、礦物質和揮發性芳香油、甘露醇,環己六醇、洋芫荽,具有特殊風味,可促進食欲,有健腦作用。
新鮮芹菜的根及莖榨汁可入藥,主治小便淋漓、小便出血等癥。據最近報道,在臨床上中內服有顯著降低血壓的作用,對早期患者效果尤佳。
毒芹,又名無毛野芹菜、水芹菜、天豆、石能、水堇、堇葵,毛茛科石龍芮屬植物,一年生或越年生草本,成株株高40-60厘米。生于潮濕地或溪邊,有時生于水中,產地北半球,全國各地均有分布。
含毛茛甙、原白頭翁素,和原白頭翁素的穩定的二聚物白頭翁素,誤食會中毒,嚴重者可呼吸衰竭而死。春夏季采全草,洗凈鮮用或曬干入藥,可治食道癌與乳腺癌等。
最新科學研究表明,毒芹對污水凈化有很好的作用,是一種很有潛力的維護生態植物。
目前,植物形態解剖學研究還未有人對家芹和毒芹兩個不同科屬的物種進行比較研究。為了使人們認清此兩種植物的區別,不至將毒芹誤認為是家芹食用,而且能更好地強調此兩種植物的藥用功效,我們從以下幾個方面進行了詳細的比較。
a,根
家芹的根系分布很淺,根的顏色為棕黃色,須根多且小。根系吸收面積較小,耐旱力較弱。芹菜根質地硬,分布在15—20厘米深的土層,橫向分布30厘米左右。
毒芹成株為白色須根,分布亦比較淺,在10-25厘米深的土層,橫向分布18厘米左右,主根在生長發育過程中腐爛掉,須根上著生有許多的根毛,且其內靠表皮處中空,為薄壁細胞圍成的通氣組織,根的質地較軟。
b,莖
家芹的莖直立或匍匐,下部節上生根,上部叉式分枝,開展。莖部有數條明顯的縱棱及節,且全身無毛,成株株高為60-150厘米。莖尖約0.7-1厘米下出現莖中空,直徑0.3-0.6厘米。因品種不同,莖的顏色可有白色、翠綠、淺綠。
毒芹的莖粗壯,較光滑,為淺綠色,莖尖有絨毛,成株株高為40-60厘米,其上沒有明顯的節。莖尖下0.1-0.3厘米處出現中空一直到莖低部,直徑為0.3-0.8厘米,且頂端分支。
c,葉
家芹的葉是奇數羽狀復葉,葉柄長,是食用的部分,早春由基部抽出多數根生葉,卵形或矩圓形,具長柄,長達18-42厘米;小葉二三對,每一小葉再深裂或全裂或三小裂,裂片三角狀或倒卵形,邊緣具有粗齒或分裂,莖生葉互生,葉柄由下向上漸短,形狀與根生葉相似。
毒芹葉有柄,上下表面均有腺毛,單葉3深裂,圓形,腎臟形或心臟形,長3-4厘米,寬1.2-4厘米,基部廣心形,側裂片兩裂,中裂片楔形,鈍頭,邊緣淺裂,具有鈍粗齒牙,莖葉互生,基部擴大通常三全裂,裂片狹窄不分裂,鈍頭,最上部葉幾乎無柄,裂片短圓線形,有光澤。
d,花
毒芹的花為黃色小花,花徑6~8毫米,外面帶微毛,開花時反卷,花瓣5片,與花萼等長,平開,倒卵形,有光彩。雄蕊與雌蕊均多數,花藥呈長橢圓形,子房細小,花期為4-5個月。
家芹的花側生或頂生,總苞片與葉相似,小苞片不存在,花序梗長短不一,小花梗長1.2-2.5毫米,花小,花冠白色,5片,每片呈廣卵形,中部以上向內反曲;雄蕊5枚,與花瓣互生,花絲向外射出,雌蕊1枚,子房下位,花柱短,顯著開叉,花期為3-5個月。
e,果實
家芹的果實為雙懸果,兩側壓扁,成熟后分離為二分果,每個分果有5條主棱,分果橢圓形,長約1.2毫米,寬約0.56毫米,二分果膠合面近于平坦,果棱尖銳,條形。
毒芹的果實為聚合瘦果,瘦果近圓形,長約1厘米,兩側有皺紋,頂端具短喙。果期4~6月。單顆種子為扁平狀深綠色。
2,解剖學比較
芹菜和毒芹在根和莖的初生結構和次生結構,葉的上下表皮氣孔的形態和數目,葉的橫切面和葉肉細胞結構,葉柄的結構等各方面都存在著一定的差異。
a,葉上表皮
家芹的葉上表皮細胞較大,形狀不規則,氣孔較大,數量在40倍物鏡下平均5個視野為9個,氣孔屬于平列型,無表皮腺毛。
毒芹的上表皮的細胞較芹菜小,形狀不規則,氣孔較小,數量在40倍物鏡平均5個視野為22個,氣孔屬于無規則型,表皮腺毛長而稀。
b,葉下表皮
家芹的葉下表皮細胞較大,形狀不規則,氣孔較大,數量在40倍物鏡下平均5個視野為22個,氣孔屬于平列型,表皮無腺毛。
毒芹的下表皮細胞較大,形狀不規則,氣孔較大,數量在40倍物鏡下平均5個視野為10個,氣孔屬于無規則型,表皮腺毛長而稀。
c,葉的橫切面和葉肉細胞
家芹的葉的橫切面上下表皮處均有厚角組織,腹面突出,維管束多處,葉片平展。且葉肉細胞中以兩層柵欄組織的居多,排列緊密,海綿組織與柵欄組織垂直排列,亦緊密。毒芹的葉的橫切面無厚角組織,腹面突出,維管束多處,葉片平展。柵欄組織為一層,排列較稀疏,海綿組織無規則,形成許多的空腔。
d,葉柄
家芹的葉柄有明顯的7個角,其內有7個大的維管束,大小相間排列,均有厚角組織,中部形成空腔。維管束組織邊由薄壁細胞包圍。
毒芹的葉柄有明顯的5個維管束,無厚角組織,靠維管束的兩側由薄壁細胞圍繞形成通氣組織。
e,根的初生結構和次生結構
家芹根的初生結構中以三原型居多,也有四原型和二原型的。表皮處有根毛,較稀疏。次生結構中有髓射線,靠表皮處薄壁細胞拉破形成空腔。
毒芹根的初生結構以四原型居多,偶見三原型,內有通氣組織。表皮處有根毛,稀疏。次生結構中通氣組織更為明顯,無髓射線。
f莖的初生結構和次生結構
家芹莖的初生結構中一般有明顯的7個大的維管束,大小維管束相間排列,外周有厚角組織,中部為薄壁細胞。次生結構中厚角組織進一步增粗,內部形成中空;有分泌腔。
毒芹的初生結構中表皮處有明顯的絨毛,無厚角組織,且靠表皮處有通氣組織,其內為大小相間的維管束,無明顯的棱。中部為薄壁細胞。次生結構中薄壁細胞破裂形成空腔為通氣組織,莖的體積增大。
g,花和果實
家芹的子房下位,二室,花柱二淺裂,基部增粗,成熟時裂成兩半,果皮為革質,有油腺,有香氣,果為雙懸果。
毒芹的子房細小上位,果皮堅硬,果內含1枚種子,成熟時果皮與種皮僅在一處相連,易于分離,果為聚合瘦果。
通過對毒芹及家芹的形態特征。以及顯微結構等方面進行比較研究,發現它們有很大的區別。這些特征為區分芹菜和毒芹(石龍芮)提供了科學依據。
(指導教師:何子尚龍芳)