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第一单元：生物和生物圈

1、生物具有的共同特征：植物的营养：绝大多数通过光合作用制造有机物；动物的营养：从外界获取现成的营养。

2）生物能进行呼吸。

3）生物能排出身体内的废物。

动物排出废物的方式：出汗、呼出气体、排尿。

植物排出废物的方式：落叶。

4）生物能对外界刺激做出反应。例：斑马发现敌害后迅速奔逃。含羞草对刺激的反应。

5）生物能生长和繁殖。

6）除以外，生物都是由细胞构成的。

2、生物圈的范围：大气圈的底部、水圈的大部和岩石圈的表面。

3、生物圈为生物的生存提供的基本条件：营养物质、阳光、空气和水、适宜的温度和一定的生存空间。

4、影响生物的生存的环境因素：

非生物因素：光、温度、水分等；生物因素：影响某种生物生活的其他生物。

例：七星瓢虫捕食蚜虫，是捕食关系。稻田里杂草和水稻争夺阳光，属竞争关系。蚂蚁、蜜蜂家庭成员之间分工合作。

5、探究：光对鼠妇生活的影响

1）提出问题：光会影响鼠妇的生活吗？

2）作出设：光会影响鼠妇的生活。

3）制定：检验设是否正确，需通过实验进行探究。

实验方案的要求：需设计对照实验，光照是这个探究实验中的唯一变量。其他条件都相同。

4）实施

5）得出结论

6）表达、交流

6、生物对环境的适应和影响：

1）生物对环境的适应举例：荒漠中的骆驼，尿液非常少。骆驼刺地下根比地上部分长很多。寒冷海域中的海豹，胸部皮下脂肪厚，旗形树等。

2）生物对环境的影响：蚯蚓在土壤中活动，可以使土壤疏松，其粪便增加土壤的肥力；沙地植物防风固沙等都属于生物影响环境。

7、生态系统的概念和组成

概念：在一定地域内生物与环境所形成的统一整体叫做生态系统。

组成：包括生物部分和非生物部分。生物部分包括生产者、消费者和分解者。非生物部分包括阳光、水、空气、温度等

8、食物链和食物网：

生产者和消费者之间的关系，主要是吃与被吃的关系，这样就形成了食物链。一个生态系统中往往有很多条食物链，它们往往彼此交错连接，这样就形成了食物网。

第二单元

9、光学显微镜各个部件的名称和作用：

镜座—稳定镜身。镜柱—支持镜柱以上的部件。镜臂—握镜的部位。载物台—放置玻片标本的地方。中央有通光孔，两旁各有一个压片夹。 镜筒—上端安装目镜，下端有转换器。 转换器—可以转动的圆盘，上面安装物镜。粗准焦螺旋—转动时，可以大幅度升降镜筒。细准焦螺旋—转动时，镜筒升降幅度较小， 可以使物像更清晰。目镜和物镜—目镜是用眼观察的镜头；物镜是接近物体的镜头。遮光器—上面有大小不等的圆孔，叫光圈。用不同的光圈对准通光孔，可以调节光线的强弱。反光镜—一面是平面镜（光线强时用），一面是凹面镜（光线弱时用）。转动反光镜可以使光线经过通光孔反射上来。物像的放大的倍数是目镜的放大倍数乘以物镜的放大倍数。

10、利用显微镜观察装片

①从目镜内看到的物像是倒像。例：在显微镜视野中看到一个“d”，那么在透明纸上写的是“p”。②目镜放大倍数╳物镜放大倍数=显微镜的放大倍数

11、细胞的基本结构和功能

①细胞膜—具有保护细胞内部的作用，还能控制细胞内外物质的进出。 ②细胞质—细胞质内含有许多与各种生命活动有关的微细结构。活细胞的细胞质具有流动性，有利于细胞与外界环境之间进行物质交换。 ③细胞核—在生物遗传中具有重要作用。细胞核内含有与生物的遗传有密切关系的物质——遗传物质。

12、植物细胞和动物细胞的区别

植物细胞除了和动物细胞一样含有细胞膜、细胞质、细胞核以外，一般还具有细胞壁、叶绿体和液泡。

13、洋葱表皮细胞装片的制作和观察

制作步骤：（1）先在洁净的载玻片中央滴一滴清水。（2）把洋葱鳞片叶向外折断，用镊子从鳞片叶的内面撕下一小块透明的薄膜。（3）把撕下的薄膜放在载玻片中央的水滴中，用解剖针轻轻地把它展平。（4）用镊子夹住一块盖玻片一侧的边缘，将它的另一侧先接触水滴，然后轻轻地放平，盖在薄膜上。注意不要在盖玻片下留下气泡。（5）经碘液染色后。（6）把制好的洋葱表皮细胞装片放在低倍显微镜下观察

14、口腔上皮细胞装片的制作和观察

（1）用滴管在洁净的载玻片中央滴一滴生理盐水。（2）用凉开水把口漱净，用牙签从口腔腮壁处轻轻刮几下，（3）把牙签上附着的一些碎屑放在载玻片的生理盐水滴中涂几下。（4）盖上盖玻片，注意不要留下气泡。（5）经碘液染色后。（6）把制好的口腔上皮细胞装片放在低倍显微镜下观察。

15、细胞膜的功能

细胞膜能够让有用的物质进入细胞，把其他物质挡在细胞外面，同时，还能把细胞内产生的废物排到细胞外。

16、线粒体和叶绿体在能量转换方面的作用

（1）线粒体和叶绿体是细胞里的能量转换器（2）叶绿体：叶绿体将光能转变成化学能，储存在它所制造的有机物中。（3）线粒体：将有机物中的化学能释放出来，供细胞利用。

17、细胞核在生物遗传中的作用

细胞的控制中心是细胞核。细胞核中有染色体，染色体中有DNA，DNA上有遗传信息。这些信息其实就是指导和控制细胞中物质和能量变化的一系列指令。

18、细胞通过分裂产生新细胞

细胞分裂就是一个细胞分成两个细胞。分裂时，细胞核先由一个分成两个，随后，细胞质分成两份，每份各含有一个细胞核。最后，在原来的细胞的中央，形成新的细胞膜，植物细胞还形成新的细胞壁。于是，一个细胞就分裂成为两个细胞。

19、细胞分化形成组织

细胞分化产生了不同的细胞群，每个细胞群都是由形态相似，结构、功能相同的细胞联合在一起形成的，这样的细胞群叫做组织。

20、说明人体的结构层次

细胞→组织→器官→系统→人体

21、说明植物体的结构层次

细胞→组织→器官→植物体

22、绿色开花植物的六大器官

①根、②茎、③叶， （属于营养器官）

④花、⑤果实、⑥，（属于官）。

23、只有一个细胞的生物体

酵母菌、草履虫、衣藻、眼虫、变形虫等都是一个细胞的生物体，能独立生活，有一切生理活动。

24、的形态结构和生命活动的特点

形态结构：多种多样的，的结构简单，由蛋白质的外壳和内部的遗传物质组成，没有细胞结构。

生命活动：只能寄生在活细胞里，

25、关注与生物圈中其他生物的关系，特别是与人类的关系

由引起的流行冒，肝炎等，严重危害人体的健康；艾滋病也是由引起的；口蹄疫，鸡瘟以及众多的植物，给农牧业生产造成巨大损失。

人们一方面设法治疗和预防性疾病，一方面利用为人类造福。接种牛痘疫苗预防天花，口服疫苗预防脊髓灰质炎（又叫小儿麻痹症），口蹄疫，鸡瘟等动物也可以通过接种疫苗的方法进行防治，这些疫苗就是经过人工处理的减毒。

第三单元

27、区分常见的藻类、苔藓和蕨类植物。

藻类植物：大都生活在水中，能进行光合作用，无根、茎、叶的分化。

常见的藻类植物：水绵、衣藻、海带、紫菜。

苔藓植物：大都生活在潮湿的陆地环境中，一般具茎、叶，根为根。

常见的苔藓植物：葫芦藓、墙藓。

蕨类植物：大都生活中潮湿环境中，具根、茎、叶。

常见蕨类植物：肾蕨、卷柏、贯众、胎生狗脊、满江红。

28、实验：观察的结构

（1）观察菜豆的结构：

① 取一粒浸软的菜豆，观察它的外形。② 剥去最外面的一层种皮，分开合拢着的两片子叶。③ 用放大镜仔细观察子叶、胚根、胚芽、胚轴，看看它们各有什么。

（2）观察玉米的结构：

① 取一粒浸软的玉米，观察它的外形。② 用刀片将这粒玉米从中央纵向剖开。 ③ 在剖面上滴一滴碘液，再用放大镜仔细观察被染成蓝色的胚乳以及未被染成蓝色的果皮和种皮、胚根、胚芽、胚轴和子叶，看看它们各有什么特点。

29、区分常见的裸子植物和被子植物

裸子植物：是裸露的，外面没有果皮包被。

常见的裸子植物：松、杉、柏、银杏、苏铁等等。

被子植物：外面有果皮包被。

常见的被子植物：桃、大豆、水稻、玫瑰等等。

29．探究萌发的条件：

见七年级上册P90页

30、的主要结构（菜豆和玉米的异同点）

相同点 不同点

菜豆 有种皮和 无胚乳，营养物质贮藏在子叶里。子叶两片。

玉米 有种皮和胚 有胚乳，营养物质贮藏在胚乳里。子叶一片。

31、萌发的条件

自身条件：必须是完整的，而且胚必须是活的。

外界条件：水分、空气和适宜的温度。

32、植株生长需要的营养物质

水分、无机盐（其中需要量最多的是含氮的、含磷的、含钾的无机盐）、有机物。

33、桃花的结构

花柄、萼片、花瓣、雌蕊（柱头、花柱、子房）、雄蕊（花药、花丝）。

34、果实和的形成

子房发育成果实，子房壁发育成果皮，子房里面的胚珠发育成，胚珠里面的受精卵发育成胚。

35、根适于吸水的特点

根吸水的部位主要是根尖的成熟区。成熟区生有大量的根毛。

36、导管的功能

运输水分和无机盐。

37、光合作用的条件、原料、产物

条件：光能、叶绿体 原料：二氧化碳、水 产物：有机物、氧气

38、植物的呼吸作用

植物细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要；这个过程，叫做植物的呼吸作用。呼吸作用主要是在线粒体内进行的。

第四单元

39说明人类起源于森林古猿。

现代类人猿和人类的共同祖先是森林古猿。

40男性和女性生殖系统的结构和功能（书P9）

睾丸是男性产生精子和分泌雄性激素的官。 卵巢是女性产生卵细胞和分泌雌性激素的官。

41青春期的身体变化

（1）身高突增，神经系统以及心脏和肺等器官功能也明显增强。（2） 性器官迅速发育：男孩出现遗精，女孩会来月经。

42人体需要的主要营养物质

六类营养物质：糖类、脂肪、蛋白质、水、无机盐和维生素。

人体内三大主要营养物质：糖类、脂肪、蛋白质。

43人体缺乏维生素引起的主要病症

缺乏维生素A：皮肤干燥、夜盲症（夜晚看不清东西）、干眼症等。

缺乏维生素B1：神经炎、脚气病（维生素B1缺乏症）、消化不良、食欲不振等。

缺乏维生素C：坏血病、抵抗力下降等。

缺乏维生素D：佝偻病、骨质疏松症等。

维生素D可以促进磷、钙的吸收和骨质发育。

44人体消化系统的组成。（书P32图、P34解读曲线图）

消化系统是由消化道和消化腺组成的。

消化道是一条长长的管道。消化腺可分为两类：

有的是位于消化道外的大消化腺，如肝脏，有的是分布在消化道壁内的小腺体，如肠腺。

45食物的消化和营养物质的吸收过程

食物中的淀粉、脂肪和蛋白质都是分子大、结构复杂的有机物，进入消化系统后，逐步分解成简单的物质才能被人体吸收，这个过程叫做消化。消化主要是通过多种消化酶的作用而进行的，除口腔中的唾液淀粉酶以外，胃、小肠等器官中还有许多种消化酶。

淀粉 、麦芽糖 、葡萄糖：脂肪、甘油和脂肪酸

蛋白质 氨基酸

食物在消化道内经过消化，最终分解成葡萄糖，氨基酸等能够被人体吸收的营养物质。小肠是人体吸收营养物质的主要器官，各种营养物质在小肠等处被吸收后，随着内壁血管中的血液运往全身。胃能吸收水、无机盐和酒精。大肠吸收少量水、无机盐和部分维生素。

口腔 糖类开始消化的地方 唾液淀粉酶

胃 蛋白质开始消化的地方 胃蛋白酶

小肠 糖类、蛋白质、脂肪、都能消化 消化糖类、脂肪、蛋白质的酶

46关注食品安全

1、应当关注食品包装上有关营养成分，是否有添加剂，生产日期，保质期，生产厂家和厂家地址等内容。

2、根据生产日期和保质期推算有没有过期。

3、购买蔬菜时，要看蔬菜的颜色是否新鲜，用手摸一摸是否硬挺，购买鱼肉时，看颜色是否有光泽，闻闻气味，买肉时还要看是否盖有检疫部门的印章。

47人体呼吸系统的组成

呼吸系统由呼吸道和肺组成的。（书P43）

呼吸系统中的鼻、咽、喉、气管、支气管，是气体进出肺的通道，叫做呼吸道。

鼻是呼吸道的起始位置，喉是呼吸的通道，也是发声的器官。肺是呼吸系统的主要器官。

47．肺泡与血液的气体交换：

呼出的气体中，氧气的含量减少，二氧化碳的含量增加。这种变化是怎样发生的呢？

吸入的气体，顺着支气管在肺叶里的各级分支，到达支气管最细的分支末端形成的肺泡。肺泡外面包绕着丰富的毛细血管。肺泡壁和毛细血管壁都是一层扁平的上皮细胞，当你吸气时，许许多多肺泡都像小气球似地鼓了起来，空气中的氧气透过肺泡壁和毛细血管壁进入血液；同时，血液中的二氧化碳也透过这毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡，然后随着呼气的过程排出体外。

48血液的成分和功能

血液是由血浆和血细胞组成的。

（1）血浆（形态）：血液分层后，上层淡**的透明液体。

（功能）：运载血细胞，运输维持人体生命活动所需的物质和体内产生的废物等。

（2）血细胞：包括红细胞、白细胞和血小板。

A．红细胞：（形态）血液分层后，红细胞在下层，呈红色。成熟的红细胞无细胞核。

（特性）它在氧含量高的地方容易与氧结合

在氧含量低的地方容易与氧分离。

（功能）：有运输氧的功能。

B．白细胞：（形态）：有细胞核，成圆球状。功能：防御和保护作用

特性：白细胞能穿过毛细血管壁，集中到病菌入侵部位，将病菌包围，吞噬

C．血小板：形态：形状不规则，无细胞核。 功能：止血和加速凝血的作用。

49三种血管的结构和功能

血管种类 概念和功能 管壁

动脉 把血液从心脏输送到身体各部分去的血管 管壁厚，弹性大，管内血液流速快

静脉 把血液从身体各部分输送到心脏去的血管 管壁薄，弹性小，管内血液流慢

毛细血管 连通于最少的动脉与静脉之间的血管，它是血液和细胞间物质交换的场所 管壁薄，由一层上皮细胞构成，管内血液流速最慢

50心脏的结构和功能（P68图）

心脏壁主要由心肌构成，心脏有左心房、右心房和左心室、右心室四个腔，只有同侧的心房和心室相通（P69图）主动脉连左心室，肺动脉连右心室，同侧的心房和心室之间，以及心室和动脉之间都有瓣膜，这些瓣膜单向开放的，只能沿一定的方向流动，而不能倒流。

51人体的体循环和肺循环（P70图）

体循环：血液由左心室流入主动脉、再流经全身的动脉、毛细血管，静脉最后汇集到上、下腔静脉，流回右心房的循环经过体循环，鲜红的动脉血变成暗红的静脉血。

肺循环：血液由右心室流入肺动脉，再流经肺部的毛细血管网，最后由肺静脉流回左心房的循环，经过肺循环，暗红的静脉血又变成了鲜红的动脉血。

52区别动脉血和静脉血

动脉血：含氧丰富，颜色鲜红。静脉血：含氧较少，颜色暗红。

53输血、血型和无偿献血

输血是时候，应以输入同型血为原则。（P76表）

血型 可接受的血型 可输给的血型

A A、O A、AB

B B、O B、AB

AB A、B、AB、O AB

O O A、B、AB、O

一次失血＞1200~1500毫升 ：发生生命危险

＞800~1000毫升：出现头晕、心跳、眼前发黑和出冷汗

＞400毫升：丧失的血浆成分和血细胞短期内会恢复正常

从1998年起，我国实行无偿鲜血制度，提倡18~55周岁的健康公民自愿献血。健康成年人每次献血200~300毫升不会影响身体。

54人体泌尿系统的组成

泌尿系统由肾脏、输尿管、膀胱和尿道组成。

肾脏是形成尿液的器官。

输尿管、膀胱和尿管是排尿的通道，而膀胱还有暂时贮存尿液的作用。（书P80）

55尿液的形成和排出过程。（P81图）（P82图）

尿液的形成：肾是形成尿液的器官。尿液的形成主要经过滤过和重吸收两个连续过程。尿液的形成主要与肾单位有关系。肾单位中的肾小球和紧贴着它的肾小囊壁起滤过作用。当血液

流经肾小球和肾小囊壁时，除血细胞和大分子的蛋白质外，血浆中的一部分水、无机盐、葡萄糖和尿素等物质都可以经肾小球过滤到肾小囊中。肾小囊中的液体称为原尿。人体每天形成的原尿大约150升。

当原尿流经肾小管时，全部葡萄糖、大部分的水和部分无机盐等被肾小管重新吸收，并且进入包绕在肾小管外面的毛细血管中，送回到血液里，而剩下的水和无机盐、尿素等就形成了尿液。人体每天排出的尿液约为1.5升。

尿的排出：肾脏中形成的尿液经输尿管流入膀胱暂时储存，当膀胱内的尿液储存到一定量人就会产生尿意，进行排尿，尿液经尿道排出体外。排尿不仅可以排出废物，还对调节体内水和无机盐的平衡，维持组织细胞的正常生理功能有作用。

56.眼球的结构和视觉的形成:

眼球的结构: (图)与视觉形成有关的主要结构是:角膜、虹膜、晶状体、玻璃体、视网膜。

视觉的形成：外界物体反射来的光线，经角膜、瞳孔、晶状体和玻璃体，并经过晶状体等的折射，最终落在视网膜上形成一个物像。视网膜上有对光线敏感的细胞，这些细胞将图像信息通过视觉神经传给大脑皮层的视觉中枢，就形成了视觉。

57.神经系统的组成和功能：

神经系统的组成 ：

中枢神经系统 ——脑：1.小脑2.脑干3. 大脑

周围神经系统 ：1.脑神经2.脊神经3.脊髓

神经系统的功能 ：受刺激后产生兴奋，并传导兴奋。

58.神经调节的基本方式和反射弧的结构：

神经调节的基本方式是反射。反射的结构基础是反射弧。

反射：人体通过神经系统，对外界或内部的各种刺激所发生的有规律的反应。

如：膝跳反射、缩手反射等简单反射，以及望梅止渴、谈梅分泌唾液等复杂反射。

望梅止渴等与语言文字有关的反射是复杂反射也是人类所特有的。

反射弧的结构：感受器 → 传入神经 → 神经中枢 → 传出神经 → 效应器

59.人体内几种激素的作用：

（1）生长激素的作用：

侏儒症患者幼年时期生长激素分泌不足所引起的身材矮小。

巨人症患者幼年时期生长激素分泌过多所引起的身材过高。

（2）甲状腺激素：

缺碘会引起地方性甲状腺肿。

幼年缺碘会引起呆小症。

（3）胰岛素（胰岛分泌）

胰岛素分泌不足会引起糖尿病。

59．技能训练：[设计对照实验]

见上年级下册课本P109页

60.人类活动对生物的影响：

（1）乱砍滥伐，开垦草原，使生态环境遭受严重破坏，水土流失加重，还会引起沙尘暴。

（2）空气污染会形成酸雨。

（3）水污染会破坏水域生态系统。

（4）外来物种入侵会严重危害本地生物。

（5）人类活动也会改善生态环境。

第五单元

61. 水生动物适应水中生活的特点：

鱼所以能够在水中生活，有两个特点至关重要：一是靠鳍游泳获取食物和防御敌害，二是用鳃在水中呼吸。

62. 哺乳动物的主要特征：

体表被毛；牙齿有门齿、犬齿、臼齿的分化；体腔那有膈；用肺呼吸；心脏有完整分隔的四腔；体温恒定；大脑发达；多为胎生、哺乳。

63. 变温动物和恒温的区别：

哺乳类和鸟类可以通过自身的调节而维持体温的恒定，它们都是恒温动物。其他动物的体温随周围环境的变化而改变，属于变温动物。

64. 陆地动物适应陆地环境的形态结构特征：

（1）陆地气候相对干燥；与此相适应，陆地生活的动物一般具有防止水分散失的结构。比如爬行动物具有角质的鳞或甲，昆虫具有外骨骼。

（2）陆地动物不受水的浮力作用，一般都具有支持躯体和运动的器官。

（3）除蚯蚓等动物外，陆地生活的动物一般具有能在空气中呼吸的。位于身体内部的各种呼吸器官，比如气管和肺。

（4）陆地生活的动物还普遍具有发达的感觉器官和神经系统，能够对多变的环境及时作出反应。

65. 骨胳肌的结构和特性：

结构：肌腱：骨骼肌两端较细呈乳白色的部分

肌腹：中间较粗的部分

特性：肌肉无论受到哪种刺激（包括由神经传来的兴奋）都会发生收缩，停止刺激，肌肉舒张。

66.区分动物的先天性行为和学习行为：

（1）先天性行为：是动物生来就有的，由动物体的遗传物质所决定的行为。如蜜蜂蜜，失去幼仔的母鸡抚育小猫。

（2）学习行为：是在遗传因素的基础上，通过环境因素的作用，由生活经验和学习而获得的行为，称学习行为，如鹦鹉学舌，小狗算数，猴做花样表演。

67.动物在自然界中的作用：

（1）在生态平衡中心重要作用

（2）促进生态系统物质循环

（3）帮助植物传粉，传播

68.细菌的形态结构和生殖方式

（1）细菌的形态：球状、杆状、螺旋状

（2）细菌的结构：

有 ：1. 鞭毛 2. 荚膜3. 细胞壁4..细胞质5.DNA区域6.细胞膜

没有：1.叶绿体2. 成形细胞核

（3）细菌的生殖方式：①细菌靠分裂进行生殖，由一个细菌分裂成两个细菌。

②在环境适宜的时候，不到半小时，细菌就能分裂一次。

③有些细菌在生长发育后期，个体缩小细胞壁增厚，形成 芽孢。

④芽孢是细菌的休眠体，对不良环境有较强的抵抗力。

⑤芽孢小而轻可随风飘散各处，落在适当环境中不能萌发成细菌。

69.细菌的营养方式：异养型：多数细菌只能利用现成有机物生活，并将有机物分解为简单无机物。

70.霉菌和蘑菇的营养方式：利用现成有机物，从中获得生命活动所需要的物质和能量。

71.细菌和真菌的区别：

细菌：1.个体微小，体内没有成形细胞核。2.通过分裂的方式繁殖后代。 3. 细胞内没有叶绿体。

真菌：既有个体微小的种类，也有个体较大的种类，细胞内有真正的细胞核，能产生孢子，孢子能够发育成新个体。

72.细菌和真菌在物质循环中的作用

① 作为分解者参与物质循环：细菌和真菌把动植物遗体分解成CO2，水，无机盐。② 引起动植物和人患病。③ 与动植物共生：1.地衣（真菌和藻类共生）2.根瘤（根瘤菌与植物共生）

72．技能训练：[评价实验方案]

见八年级上册课本P69页

第六单元

73、植物的主要类群：藻类植物、苔藓植物、蕨类植物、裸子植物、被子植物。

动物的主要类群：原生动物、腔肠动物、扁形动物、线形动物、环节动物、软体动物、棘皮动物、节肢动物、鱼类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类。

74、根据生物之间的相似程度，把生物分成不同等级的分类单位，它们从大到小依次是界、门、纲、目、科、属、种。

75、生物多样性的内涵包括三个层次：生物种类的多样性、基因的多样性、生态系统的多样性。我国是裸子植物最丰富的国家，被称为“裸子植物的故乡”。我国苔藓植物、蕨类植物和植物居世界第三位。

76、保护生物的栖息环境，保护生态系统的多样性，是保护生物多样性的根本措施，建立自然保护区是保护生物多样性最为有效的措施。

细菌油脂

微生物功能性油脂的研究

董欣荣 曹 健

摘要 从影响微生物油脂合成的重要因素、微生物油脂的制备、微生物油脂的定性分析、产品的理化指标和质量指标及利用微生物生产功能性油脂等几个方面，对国内外微生物功能性油脂的研究进行了综述。

关键词 微生物；功能性油脂；制取

分类号 TS218.01

FUNCTIONAL FATS AND OILS FROM MICROORGANISMS

Dong Xinrong Cao Jian

(Bioengineering department,Zhengzhou Grain College,Zhengzhou 450052)

Abstract This paper gives a general review of the prod uction of fats and oils from microorganisms,the important factors that work duri ng the process,qualitative analysis,physical and chemical properties and quality properties of the products as well as the microorganism is lied to make the functional oils and fats at home and abroad.The production of functional fats an d oils from microorganisms are also investigated.

Key words microorganism;functional fats and oils;production

0 前言

微生物油脂一般又称单细胞油脂，很多微生物如细菌、霉菌、酵母菌及藻类等在一定条件下，可在菌体内产生大量油脂，有的干基菌体含油高达70%以上，而且这些油脂与一般植物油脂有类似的脂肪酸组成(见表1)〔1〕。微生物油脂的研究始于第一次世界大战期间，德国为了解决当时的油源匮乏而利用产脂内孢霉生产油脂，之后美国也开始着手微生物油脂的生产，但没有实现工业化。直至第二次世界大战前夕，德国科学家筛选到了适于深层培养的菌株，开始在德国工业化生产微生物食用油。

表1 部分微生物油脂的脂肪酸组成

菌株 12∶0 14∶0 1 6∶0 16∶1 18∶0 18∶1 18∶2 18∶3 其它

丝酵母(Candidal0) - tr 32 - 15 44 8 -

隐球酵母

(Cryptococcus terricolus) - tr 36 1 14 36 8 tr

红酵母

(Rhdotorula glatiuis) - - 18 1 6 60 12 2 24∶0 1%

Rhythium irregulare 1 6 26 15 5 26 5 6a 20∶0 7%

产脂内孢霉 - 2 25 70 17 47 5 1

麦角菌霉 - tr 23 6 2 19 8 - 18∶1-OH 42%

串珠镰孢 - 1 14 - 11 30 42 1

米黑毛霉 - 1 20 4 6 48 16 5a

少根根霉 tr 1 18 4 11 29 16 tra

淀粉核衣藻 - - 30.7 2.6 0.8 4.1 35.3 7.5b 16∶2 16.2%

16∶3 2.7%

高山被孢霉

Ovder Mucorales b b b b b b 15 0

20∶3 3%

20∶4 30%

20∶5 15%

说明：a——γ—亚麻酸；b——未知；tr——痕量；br——支链酸；-— —OH羧基酸

与动植物油的生产相比，微生物油脂的生产有许多优点：1、微生物适应性强，繁殖速度快 ，生产周期短；2、微生物生长所需的原料丰富多样，特别是可以利用农副产品、食品工业及造纸业中产生的废弃物，如亚硫酸纸浆、木材糖化液、废糖液、制造淀粉产生的废料废液等，同时还保护了环境；3、微生物方法生产油脂可节约劳动力，同时不受场地、气候、季节的影响，一年四季可连续生产；4、利用不同的菌种和培养基产品构成变化较大的特点，尤其适合于开发一些功能性油脂。如富含油酸、γ—亚麻酸、花生四烯酸、EPA、DHA、角鲨烯、二元羧酸等的油脂以及代可可脂。此外，由于人口的增长使得油脂需求量与自然严重短缺的矛盾日益尖锐，开辟新油源—微生物油脂更具有重要的现实意义〔2、3〕 。

目前利用微生物生产油脂的技术可行性已不存在太大问题，主要还是经济可行性。微生物生 产油脂受多种因素影响，而且生产油脂的菌种有限，只有那些干基菌体含油率高，油脂转化率也较高的微生物才有可利用的价值。目前筛选的微生物干基菌体含油率一般为30%～60%，少数为70%～80%。油脂转化率一般为15%，个别菌种达20%～25%。因此，一般的微生物油脂经济价值还无法与植物油相抗衡，对微生物油脂的研究主要集中在利用微生物生产经济价值高的特殊营养油脂、特殊工业用途油脂。这类油脂的主要营养成分在天然动植物油脂中存在量很少，甚至不存在，但具有较大的生理功能和特殊用途，因而我们统称为微生物功能性油脂。目前通过微生物油脂分提制取可可脂、用酵母发酵生产代可可脂都已在日本得以实现，以霉菌生产的γ—亚麻酸油脂已在日、英问世，生产富含花生四烯酸、二十碳五烯酸、二十二碳六烯酸、中碳酸及蓖麻酸油脂的真菌、藻类菌种也已找到〔1，6，21〕。微生物功能 性油脂作为动植物油脂的必要补充在促进人类健康方面正起着越来越重要的作用，所以对微 生物功能性油脂的研究具有极其重大的意义。

1 影响微生物油脂合成的重要因素

1.1 培养基的C/N比

油脂的生成由细胞油脂含量与细胞收获量的乘积决定。微生物生产油脂的 过程可分为两阶段：细胞增殖阶段和产油阶段。这两个阶段所用培养基的C/N比不同，细胞增殖期要 求氮素营养相对偏高以获取足量菌体细胞；产油期则是在获取足量菌体细胞后，增加碳素营养物 质，为菌体大量积油创造条件〔9〕。

1.2 pH值

产生油脂的最适pH值依微生物种类而不同，酵母为3.5～6.0，霉菌为中 性至偏碱性。构巢曲霉在pH2．8～7.4培养时，随pH值上升，油酸含量增加。而培养油脂 酵母的增养基最初pH值越接近中性，稳定期细胞油脂含量越高〔7〕。

1.3 无机盐和微量元素

一般地对于真菌，适当增加无机盐和微量元素的使用量，可提高产油速度 及产油量。Carrid等人对构巢曲霉的研究表明，调整Na＋、Mg2＋、SO42－ 、PO43－等离子的含量比，可使油脂含量由25%～26%(生成率6.7～7.9)提高到51 %(生成率17.2)。一项有关油脂酵母产油的实验证明，在培养基中增加铁离子浓度可加快油 脂合成，而增加锌离子浓度(有些菌株要求维生素B)可提高积累量。

1.4 温度

油脂生成的最适温度大多在25℃左右。温度可影响油脂的组成、含量，培 养温度低时不饱和脂肪酸含量将增加。

1.5 培养时间

培养时间对油脂的合成也很重要。如黑曲霉、米曲霉、根霉、红酵母、酿 酒酵母 最佳培养时间分别为3d、7d、7d、5d、6d。培养时间不足，微生物菌体总数达不到最 大量而影响油脂量；培养时间过长，微生物个体变形、自溶，形成的油脂进入培养基中难以 收集，同样影响油脂产量。

1.6 孢子数量

菌体生长期孢子数量过多，单细胞油脂产量反而可能低。细胞内积存的油 脂过多，又会使菌体失去增殖能力。因此培养产油菌时应使之达到最佳孢子数量，以保持菌 体的增殖能力和产油生理状态。

1.7 氧气供给量

微生物利用基质糖类合成油脂及不饱和脂肪酸都需要氧气参与，因此必须供应充足的氧气。

1.8 添加

添加脂肪酸合成的中间物或能形成中间物的二碳化合物如乙醇、乙酸盐、乙醛等可增加油脂含量。

2 微生物油脂的制备

2.1 菌株的选择

用于生产微生物油脂的菌株要求具备以下条件：

(1)具备或改良后具备合成油脂的能力，油脂积累量大，含油量稳定在50%以上且油 脂转化率不低于15%。

(2)能利用农副产品及工业废水、废料。

(3)繁殖力旺盛，杂菌污染困难，沉淀、过滤、分离油脂容易。

(4)油脂风味良好，食用无害，易消化吸收。

(5)用于工业化生产时能适应工业化深层培养，装置简单〔4，5〕。此 外菌种不同，培养条件不同，产品也不同。一些菌株油脂的脂肪酸组成、类型及甘三酯组成 见表1和表2。

表2 微生物油脂的立体专一分析

油脂 Sn 14∶0 16∶0 16∶1 17∶0 17∶1 18∶0 18∶1 18∶2 19tr 20∶0 22∶0 24∶0 24∶1

Mycobacterium 1 1 8 9 tr 2 7 60 - 7 1 1 1 1

snegmatis 2 7 57 13 2 1 6 9 - 1 tr tr 1 tr

3 1 7 7 tr tr 16 18 - 6 7 7 18 7

(油脂酵母) 1 3 14 8 - - 4 61 10 10 - - - -

Lipomyces 2 - 1 2 - - - 88 9 - - - - -

lipoferus 3 6 29 13 - - 9 37 6 - - -

- -

2.2 培养基

需配制的培养基有斜面培养基、液培养基、基础摇瓶培养基、发酵培养基等。斜面培养基是培养该菌种的普通培养基；培养基与基础培养基成分变化不大 ，主要是为了稳定菌种的性状；发酵培养基要使碳源比重增加，氮源比重下降，同时增加通气量，使菌体充分合成油脂〔28，29〕。

配制时所用的碳源有乳糖、葡萄糖、果糖、蔗糖、石蜡、废糖蜜、纸浆工业废水、木材水解 液、淀粉厂废水等；氮源有铵盐、尿素、硝酸盐、氨基酸、酵母水、玉米浆等；无机盐类有KH2 PO4、MgSO4、CaCl2等；生长素有酵母膏、蛋白胨等；如果要诱变改良菌种，还需配制诱变培养基，所用的诱变剂有亚硝基胍、N—甲基—N—亚硝基胍、硫酸二乙酯、紫外线、激光、离子束等。

2.3 培养方法

2.3.1 菌种的活化

将保存的菌种转接到斜面培养基上，28 ℃培养4 d。

2.3.2 液的制备

活化菌种以少量无菌水洗，入装有液培养基的三角瓶中，24～30 ℃ ， 转速150～300 r/min，培养2～5 d。培养温度、时间、摇瓶速度依菌种的类型和数 量而定，通常液培养基装液量为三角瓶的1/5。

2.3.3 摇瓶培养

用与(2)同样容积的三角瓶，内装1/5容积的液培养基，接入液 2～3 mL，温度、转速同(2)，培养时间比(2)延长1～2 d。

2.3.4 大罐发酵

装液量为灌体的2/3，接种5%，罐压0.5 kg/cm2，搅拌速度提高至原来的2倍，罐温与上述温度相同。有时为了逐渐诱导产脂，可用发酵的方法，使培养 基营养的供给趋向于碳源逐渐升高，氮源逐渐减少，通气量加大，pH值也逐渐接近微生物合 成油脂的最适值。

2.4 菌体的收集

培养好的菌体经镜检后，以滤布(纱布、的确凉布)过滤，用蒸馏水洗三次 ，称湿重，取部分湿菌体60 ℃烘干，称干重，以确定湿菌体的含水率。收集大量菌体时则 用离心法。

2.5 提油前菌体的前处理及菌体油脂的提取

微生物油脂存在于坚韧的细胞壁中，且部分以脂蛋白、脂多糖的形式存在 ，因此提油前必须对菌体进行前处理。前处理的方法主要有四种：(1)干菌体磨碎法(将菌体 与砂子一起进行研磨)；(2)干菌体、稀盐酸共煮法(共煮使细胞分解便于获油)；(3)菌种自 溶法(50 ℃下保温2～3 d)；(4)菌体蛋白变性法(用乙醇或丙醇使结合蛋白变性)〔10〕 。另外还有利用高压匀浆、球磨、膨化、高渗透压等处理使菌体破裂的办法。

用于油脂浸提的有机溶剂主要有、异丙醚、氯仿、—乙醇、石油醚、氯仿—甲醇等 ，浸提后再通过减压蒸馏等手段回收溶剂。

3 微生物油脂定性分析

经苏丹黑染色法染色后，菌体中的脂肪粒呈现蓝紫色或蓝灰色，而菌体 为红色。根据脂肪粒大小可初步判断脂肪含量的多少，还可用于确定最佳产油时间〔5〕。

4 微生物油脂各项理化指标与质量指标的测定

用AOCS方法，分析指标主要包括以下几方面：(1)折光指数；(2) 比重； (3)透明度；(4)气味、滋味；(5)水分；(6)酸价；(7)过氧化值；(8)碘价；(9)色泽；(10)2 80℃实验；(11)脂肪酸组成；(12)甘三酯组成；(13)不皂化物。

5 利用微生物制取功能性油脂

通过细胞融合、细胞诱变等手段，可使微生物生产出比动植物油脂 更符合人体需要的高营养油脂或某些特定脂肪酸组成的油脂〔27〕。现分述如下：

5.1 油酸、亚油酸

亚油酸是一种人体必需脂肪酸，通过人体的△6脱氢酶作用可以转 变成 人体所需的γ—亚麻酸。尽管这类油脂在植物中存在较为普遍，但亚油酸含量达到70%以上 的只有红花油、葵花油。据报道利用纤维素作碳源来培养丝状菌马铃薯黑痣病薄膜霉 ，所产 生的油脂亚油酸含量高达71.8%～76.3%〔11〕。国外资料报道有利用产脂内孢霉 工业化生产富含油酸、亚油酸的油脂。微生物油脂中油酸、亚油酸常常同时存在，二者可占 总脂量的65%～78%，这一点与许多植物油脂非常相似，此外熔点、折射率、比重、酸价、过 氧化值、皂化值、碘值等物理化学特性的分析结果，也与植物油接近〔9〕。

一份关于38株丝酵母的全细胞脂肪酸分析表明：这些酵母油酸含量达34%～69%，亚油酸含 量达5%～34%，而且有的菌株棕榈油酸含量达15.9%〔2，3〕。油脂酵母、红酵母、 掷孢酵母合成的油脂以油酸为主要成份，脂肪酸组成与常用植物油中的橄榄油、菜籽油相近 〔2，13〕。

5.2 γ—亚麻酸(GLA)

GLA天然存在量很少，只有在乳脂和特殊野生植物中含量较高，人体 △6脱氢酶的存在及活力常受肥胖、癌症、 感染、老龄等健康及营养因素的影响，阻碍摄入的亚油酸转变为GLA，使PG(前列 腺素)不能顺利合成，从而导致动脉硬化、血栓症、糖尿病等，故富含GLA的油脂是一类保健 性油脂〔14〕。

传统上，GLA主要从月见草油中提取，1948年Bernhard和Albercht首先从布拉克须霉的 菌丝体脂肪中鉴定出真菌CLA，含量达16%，Nugtern证明其结构与月见草油GLA相似。19 64年Show又发现藻状菌纲的菌株含有GLA，而不含α-亚麻酸。最近，日本Ona da Cement公司生物工程研究室的Morio Hiramo和东京农业与技术大学生物工程系的Yunki M iura等利用新鲜海水培养钝顶螺旋藻和一种小球藻(Chlorella sp.NKG4240)生产GLA， 其含量可达总脂肪酸的10%〔15〕。

在发酵生产GLA方面，1985年Osama Suzuki等利用深黄被孢霉、葡酒色被孢霉，拉曼被孢霉 和矮被孢霉以高 浓度葡萄糖(60～400 g/L)为碳源发酵培养，菌体油脂含量达35%～70%，其中GLA占3%～11% 。 1987年蓑岛良一等用雅致小克银汉霉发酵生产GLA，GLA含量达18%。英国使用爪哇镰刀菌， 以小麦淀粉生产的葡萄糖作为培养基进行发酵，产物经提纯达到食用标准，γ—甘油三亚麻 酸酯含量高达16%。利用发酵法生产γ—亚麻酸酯的John & Starge有限公司产量达100 t/a 〔4，26〕。1986年以来，英国Sslby factory of sturge Biochemicals、日本出光 化 学公司已有微生物GLA产品上市，主要用于医药、保健食品、功能性饮料和高级化妆品 〔11〕。

我国上海工业微生物研究所在500L发酵罐中用M102菌株发酵生产GLA，GLA含量达到8% 。1993年，南开大学生物系用深黄被孢霉As3.3410为出发菌株，经紫外诱变得变异株，在1 0L 罐中发酵产生GLA时，菌体得率为29.3%，油脂含量达44.7%，其中GLA含量达9.44%〔 12〕；1998年福建师范大学生物工程学院以深黄被孢霉As3.31410为出发菌株，经紫外 、硫酸二乙酯、亚硝基胍复合诱变处理后，进行了60m3罐发酵，菌体油脂含量高达79 .2%〔16〕。

5.3 花生四烯酸(AA)

AA传统上来自鱼油，但含量极低，一般小于0.2%(W/W)。AA与二十碳五烯 酸(EPA)是花生酸代谢的重要中间产物，它们在营养学、医学上的地位为世人瞩目，这主要 是 由于二十碳酸代谢产物PG、TX、LT具有调节脉管阻塞、血栓、伤口愈合、炎症及过敏等生理 功能〔1〕。1990年Buranova等发现几株被孢霉能聚集二十碳三烯酸(DGLA又称二高γ —亚麻酸)和AA，并且在一定条件下生产EPA。80年代以来，GLA、AA含量高的微生物油脂 相继在日本、英国、法国、新西兰等国投入工业化生产，日本、英国已有AA发酵产品投入市 场〔17〕。国内朱法科等以一株被孢霉为出发菌株，通过紫外诱变得到一株AA高产菌 ，AA得率达0.83g/L。研究还指出：培养不同时间的菌丝(3d～5d)在室温下老化15d，菌丝 体中总脂含量由18%～30%上升至36%～41%；菌丝体中AA含量则由1.1%～2.6%上升至2.6%～ 3.7%〔18〕。

5.4 二十碳五烯酸(EPA)和二十二碳六烯酸(DHA)

天然EPA、DHA通常在海洋动物和海洋浮游植物中含量丰富。EPA、DHA属于 ω—3多不饱和脂肪酸(PUFA)，其生理功能主要表现在：(1)预防和治疗动脉粥状硬化、血栓 形成及高血压。(2)治疗气喘、关节炎、周期性偏头痛、牛皮癣、肾炎。(3)治疗乳腺、前列 腺和结肠癌。目前ω—3PUFA的商业来源是海洋鱼及其油。鱼油中ω—3PUFA的构成与含量随 鱼种类、季节、地理位置等变化；为了提高其氧化稳定性，多数鱼油常常要经过氢化、调和 等步骤从而使EPA、DHA受到破坏。

1988年Shimizu等人提出高山被孢霉是生产EPA的一个潜在来源，在12℃的低温条件下生长时 ，可积累15%以上的EPA。Thraustochytrium aureum则是一种海生真菌，DHA含量达34%。许 多 海生藻可产高含EPA和DHA的油脂。金藻纲、黄藻纲、哇藻纲、红藻纲、褐藻纲、绿藻纲、绿 枝藻纲、 隐藻纲、Eustigmatoohyceae中的一些藻都高含EPA；甲藻纲的藻DHA含量高，而甲藻纲 中Amphidinium carteri的EPA和DHA含量都很高〔15〕。

培养基组成、通气、光强、温度、培养时间等对EPA、DHA等PUFA的合成、积累起着重要作用 ，氮源的数量影响饱和与不饱和脂肪酸的比例，光照不足将增加ω—6脂肪酸的合成和抑制 ω—3脂肪酸的合成，对数生长期末尾或在稳定期的开始时微生物PUFA的浓度达到最大。 此外使用基因工程选育菌种，有可能大大增加藻类、真菌产生EPA、DHA及其他PUFA的潜力， 而且藻油中的EPA比鱼油中有着更大的氧化稳定性，且没有鱼油的气味和滋味。

表3 可生产类可可脂的微生物

菌种 干菌体量

PC/g.L－1 脂质含

量/% 脂肪酸组成/% 1、3-二饱和、3不饱

和甘 油酯含量/%

16∶0 18∶0 18∶1

红冬孢酵母

(Rhodosporidium toruloi des） 12.8 59.8 25.0 12.7 46.4 47.9

红酵母(Rhodotorula glaminis) 8.0 35.8 29.8 11.8 35.5 32.8

产脂内孢霉 8.5 10.4 25.1 12.3 47.1 30.6

被孢霉(Mortierella vinacea ) 5.0 33.7 27.9 12.7 48.0

被孢霉(MM nana) 4.5 51.3 25.1 16.6 44.4

被孢霉(M.ramanianer

anguispora) 3.2 13.4 28.1 16.6 40.8

5.5 长链二元酸

长链二元酸在工业上有广泛的用途，是生产聚合体、粉末涂料、可塑剂、 润滑油、香料、农药等的出发原料和中间体。C10以下的短链二元羧酸在自然界存在 广泛，合成较为容易，但C11以上的长键二元羧酸几乎没有天然存在的，合成也很 困难。很多微生物经发酵可得到C11～C18饱和及不饱和二元酸，这方面的应用 在日本最为广泛，且经使用效果良好。

5.6 角鲨烯

角鲨烯也非常短缺，主要存在于深海鲸鱼和鲨鱼肝油中，橄榄油和米 糠油中含量也较高。角鲨烯在油中具有抗氧化作用，但它全氧化后又成为助氧剂。其氢化物 是优良的化妆品基质和钟表等精密机械的润滑剂。以癸烷为碳源，利用深黄被孢霉发酵得到 的油脂，角鲨烯含量可达50mg/L。

5.7 代可可脂

可可脂是世界上最贵重的油脂之一，天然可可脂是以可可豆为原料经清洗 、去皮，水压法提取而得到的，其甘三酯组成为POS52%、SOS19%、POP6%。天然可可脂具有 风味良好、不易氧化且不被脂解酶分解、加工粘度适合、易于脱模等特性，成为制取巧克力 不可缺少的一种油脂成分。由于天然可可脂货源不足且价格昂贵，因此出现了多种多样的类 可可脂、代可可脂。利用微生物制取可可脂包含两方面的内容：(1)利用微生物酶作为催化 剂，催化油脂酯交换，达到可可脂要求的甘三酯组成，用这种方法可制得类可可脂。(2)培 养微生物菌株，使其在菌体内产生理化性质或甘三酯组成与可可脂接近的类可可脂和代可可 脂。

莫斯科工业研究所利用红酵母属、红冬孢酵母属、隐球酵母属菌株生产油脂 的一 项研究表明：Rhodotorula gracilis K-76及Rhodosporidum sphaerocarpum L-103产生 的2 位为油酸的甘三脂产量很高，经分提得到的油脂理化性质近似于可可脂、橄榄油、棉籽油； 荷兰利用丝酵母属、类酵母属、红酵母属 油脂酵母属等14个属的酵母变异种生产可可脂 及其代用品，以N-甲基-N-亚硝基胍诱变后得到高产菌种，经培养油脂含量达30%，且其中95 %的甘三酯具有P 37.6%、S 14.3%、O 37.5%的脂酸肪组成〔21〕；加拿大以脱 蛋白乳清为培养基培养酵母，通过添加所需晶型得到了甘三酯组成及含量与可可脂相似的类 可可脂，并且不经分提即可市售，产品均匀稳定〔22〕。

在利用微生物合成可可脂方面研究最多的是日本。在一项专利中，将乳酸杆菌、双歧杆菌菌 种接种到一种由油、脂、发酵的奶粉、糖类制成的混合物中，并按比例添加有全奶粉、蔗糖 、乳糖、磷脂、香料、柠檬酸及天然色素，在低于45℃的条件下发酵后，所得产品经感官检 验具酸乳酪味，可代替可可脂用于食品中〔23〕。

还有一项专利是将一种对苹婆酸及其衍生物敏感的丝酵母进行摇瓶培养，培养后测得其甘 三酯组成中POP占18.6%、POS占39.0%、SOS占14.6%，可作为可可脂使用〔24〕 。另有一项专利使用被孢霉生产代可可脂，成效也非常显著〔25〕。

综上所述，微生物功能性油脂的研究是21世纪的发展方向，它将使油脂行业的范围更广 ，也将使微生物应用到更为广阔、重要的领域。

作者简介：董欣荣：女，13年生，硕士研究生

作者单位：郑州粮食学院生物工程系，郑州 450052

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收稿日期 1999-06-25