文档内容
义 务 教 育 教 科 书
义
务
教
义 务 教 育 教 科 书
育
教
Y I W U J I A O Y U J I A O K E S H U
科
书
生物学
生物学
七 年 级 上 册
SHENGWUXUE
生
物
学
七年级
上册
七
年
级
上
册义务教育教科书
生物学 七年级上册
主 编 匡廷云 曹惠玲
策 划 傅 梅
责 任 编 辑 罗章莉 苗馨元
责任设计编辑 王 岽
责 任 校 对 仲 敏
出 版 江苏凤凰科学技术出版社
出版社地址 南京市湖南路 1 号 A 楼，邮编：210009
重 印 江苏凤凰出版传媒股份有限公司
发 行 江苏凤凰出版传媒股份有限公司
照 排 江苏凤凰制版有限公司
印 刷 江苏凤凰新华印务集团有限公司
开 本 787 mm × 1 092 mm 1/16
印 张 9.25
版 次 2012 年 6 月第 1 版 2024 年 8 月第 2 版
印 次 2024 年 8 月第 13 次印刷
标 准 书 号 ISBN 978-7-5713-4495-5
定 价 9.19 元
审批号：苏费核（2024 年）0494号 举报电话：12315
如发现印、装质量问题，请与凤凰传媒联系。电话：400-828-1132致同学
亲爱的同学：
鹰击长空，鱼翔浅底，万木争荣，百花竞秀……地球上形形色色的生物，
你熟悉吗？喜欢吗？一代代生物学家经过不懈努力，揭示出自然界的众多奥
秘，推动生物学不断发展，形成了结论丰富的知识体系，以及人类认识自然现
象和规律的一些特有的思维方式和探究方法。
从今天起，你将学习生物学这门课程。在七年级上学期，你将会认识到生
物与生物之间、生物与环境之间有着怎样千丝万缕的联系，初步形成生态文明
观念；你将从微观和宏观两个维度认识生物体的结构层次，初步形成结构与功
能相统一的观念；你将会认识生物的不同分类等级及其相互关系，初步形成生
物进化的观点。
初中生物学课程注重探究和实践。在本学期，你将通过一系列科学探究活
动和三个跨学科实践活动，尝试体验如何运用生物学及其他学科的知识、方法
和技能去解决一些与生物学相关的问题。
为了帮助你更好地学习，本书还设计了以下栏目。
该栏目可供你查阅相关的学习信息。从信息库中，
你可以查阅一些探究、讨论等学习活动所需要的资料、
实验方法等，也可以查阅与正文中的部分内容相关的拓展
性知识。请你注意根据教材中的箭头（ ▲ ▲
信息库
STSE 科学·技术·社会·环境
本章学到了什么
信息库
）指示查阅。
该栏目介绍了探究实践的基本方法和技能，帮助你
STSE 科学 探方 ·技 究法 术 技与 · 能技 社会 能 ·环境 信信信息息息库库库 了解常用的科学思维方法，形成一定的科学思维习惯，
逐步提高探究实践能力。
该栏目介绍了生物科学技术与现代生活、社会、环
SSTSTSTSES本E E 章科 科学科学学·学到·技·技了术技术什·术·么社·社会社会·会·环·环境环境境 境的关系及其在生活、生产中的应用，帮助你了解生物
与物理信的息联库系
学的价值。
该栏目介绍了生物学与物理、化学、数学等其他学
探究技能 STSE 科学·技术·社会·环境 科的联系，帮助你开拓视野。
本本本章章章学学学到到到了了了什什什么么么
该栏目以习题的形式，从概念构建、能力提升、实
与物理的联系 践体验三个方面对本章的学习进行小结，检验你对相关
本章学到了什么 内容掌握的情况，提升应用知识的能力，尝试分析和解
决实际问题。
探探究探究技究技能技能能
探究技能 该栏目从概念体系建构和核心素养达成两个维度，
单元小结
帮助你对本单元的学习进行小结。
与与物与物理物理的理的联的联系联系系
与物理的联系目 录
第 1 单元 走进生命世界
第 1 章 生物学—研究生命的科学 2
第 1 节 生物与生物学 3
第 2 节 生物学研究的基本方法 9
单元小结 27
第 2 单元 我们生活的生物圈
第 2 章 生物与环境 30
第 1 节 生物生存依赖一定的环境 31
第 2 节 生物对环境的适应和影响 38
第 3 章 生态系统和生物圈 50
第 1 节 多种多样的生态系统 51
第 2 节 生态系统中不同生物之间的食物关系 62
第 3 节 维护生态系统的稳定 68
单元小结 79第 3 单元 生物体的结构层次
第 4 章 生物体有相同的基本结构 82
第 1 节 细胞是生物体结构和功能的基本单位 83
第 2 节 单细胞生物 96
第 5 章 生物体有相似的结构层次 103
第 1 节 细胞的分裂与分化 104
第 2 节 多细胞生物的结构层次 111
单元小结 121
第 4 单元 生物的多样性
第 6 章 生物的命名与分类 124
第 1 节 生物的命名 125
第 2 节 生物的分类 128
附 录 139第 1 单元
走进生命世界
地球上种类繁多、形态各异的生物，
构成了丰富多彩的生命世界。有肉眼看不
见的微生物，也有体形庞大的哺乳动物；
有葱绿的苔藓植物，也有绚丽多姿的绿色
开花植物等。生物的复杂性、多样性和
统一性不仅表现在形态结构上，还体现
在其对环境的适应上。让我们一起走进
生命世界，探索其中的奥秘吧！第 1 章
生物学—研究生命的科学
生物学是自然科学中的一门基础学科，观察和实验是学习生物学的
重要方法， 探究实践是探索生命奥秘的重要路径。通过本章的学习，你
将初步了解生物的基本特征和生物学研究的主要内容，体验探究实践的
基本过程，认识到运用多学科知识解决问题的重要性，感受科学家严谨的
科学态度与科学思维，学会关注与生物学有关的社会问题。
学习要点 活动提示
★ 生物的基本特征 ○ 观察生命现象
★ 生物学研究的主要内容及基本方法 ○ 学习使用普通光学显微镜
★ 探究实践需要运用多学科的知识和方法 ○ 分析科学家的探究过程
○ 探究水温的变化对金鱼呼吸频率
的影响
○ 跨学科实践活动：自制水族箱，
饲养金鱼
2 第1单元 走进生命世界第 1 节 生物与生物学
在森林、草地、河流、湖泊、海洋等环境中，生活着各种各样的生物。其
中，有些是我们熟悉的植物和动物，有些是我们不太熟悉或不易观察到的细菌、
真菌、病毒等微生物。生物具有共同的特征吗？它们各自又有哪些适应其生存
环境的独特之处呢？各种生命活动有着怎样的规律？……从现在开始，我们将
通过学习生物学（biology）去探寻这些问题的答案。
生物的基本特征
▲ 螳螂捕食一些小昆虫，从而获得维持生命
活动所需的物质和能量
▲
生物是指有生命的物体。在生活中，你不难确定海洋中畅游的海豚、草原
上空翱翔的鹰、校园里生长茂盛的花草树木等都是生物。也许，你认为生物就
是能运动或能长大的物体。然而，汽车能运动，钟乳石能“长大”，但它们都
不是生物。那么，生物与非生物之间有什么区别呢？
○ 观察生命现象
观察图1-1，尝试从这些生命现象中归纳出生物的基本特征。
借助显微镜观察，黄瓜是由许多细胞有序
构成的（右下图所示的是黄瓜果肉细胞）
100 μm
第1章 生物学——研究生命的科学 3▲ 黄鹂经历筑巢、产卵、孵卵、育雏等过程，成功繁
育了后代
▲ 在适宜的条件下，蚕豆种子能萌发， ▲ 母狗一胎能产多只幼崽，母狗与幼崽的毛色可能不
生长成蚕豆植株 完全相同
▲ 胡杨常生长在荒漠地区，茎干坚韧、根系发达， 图1-1 几种生命现象
在防风固沙、调节气候等方面起着重要作用讨论
1. 在图 1-1 中，你观察到了哪些生命现象？其他生物也有这些生命现
象吗？
2. 生物的生命现象对生物的生存和发展有什么意义？这些生命现象体
现了生物具有怎样的特征？
3. 机器人通过电脑控制可以替代人的部分劳动，有些机器人还能与人
进行语言交流（图1-2）。机器人是生物吗？说出你的理由。
图1-2 机器人与人交流
生物与非生物相比，最显著的区别是生物能表现出一些生命现象。依据这
些生命现象，科学家归纳出生物具有以下基本特征：除病毒外，生物都是由细
胞构成的；生物进行生命活动时需要物质和能量；生物具有生长、发育、遗传
和变异等现象；生物能繁殖后代；生物能适应一定的环境，也能影响环境。
生物学研究的主要内容
生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学。生物学研究的内容非常丰
富，例如，生物体的结构与功能的关系，生物的多样性，生物与环境的相互关
系，生物体的生长和发育，生物的遗传和进化，人体的健康以及人类对生物的
利用与保护，等等。
第1章 生物学——研究生命的科学 5▲
生物学是农业科学、医药科学、环境科学及其他有关科学和技术的基础，
在微观和宏观两个方向的发展都非常迅速，并且与信息技术和工程技术的结合
日益紧密，在现代人类社会的众多领域发挥着重要作用。图1-3 所举的例子中，
你最感兴趣的是哪一个？你能再举出 1 ~ 2 个说明生物学与人类的生产、生活
密切相关的例子吗？
▲ 人们从蜻蜓的飞行中得到启示， 主要借鉴蜻蜓的尾部结构
特点，让直升机在飞行中保持平衡
用“神舟七号”飞船搭载的茄
种培育出了佛手状茄子。利用太
空育种技术可以获得新品种
6 第1单元 走进生命世界图1-3 生物学在一些领域的应用
人类凭借自己的智慧，解开了一个个生命之谜，但对生命的探索仍然任重
道远，依旧面临着许多难题。粮食和食品安全、人类健康与疾病防治以及生态
环境保护等方面的问题解决，很大程度上需要依赖生物学的研究和发展。
▲ 应用细胞核移植技
术获得克隆牛、克隆猴
等克隆动物，在改良
动物品种、保护濒危动
物、研发药物等方面有
着重要的作用
▲
50 μm
生态农业（如果园养
鸡）能够保护和改善生
态环境，维护生态平衡，
提高农产品的安全性
第1章 生物学——研究生命的科学 7STSE 科学·技术·社会·环境
“杂交水稻之父”——袁隆平
1953年，袁隆平（1930—2021）从
西南农学院（现西南大学）毕业，被
分配到湖南省的一所农业学校当老师。
他目睹当地村民由于农作物收成不好
而生活贫困，立志要培育出高产水稻。
1961年，袁隆平在一块早稻田中发
现一株水稻的植株特别高大，而且穗大、
籽粒饱满。他如获至宝。经过研究，他
认识到这是一株“天然杂交稻”，从而
▲ 袁隆平 受到启发，开始研究杂交水稻。
1970 年，他和助手在海南岛找到了一株适合用于杂交的野生水稻，
为培育杂交水稻打开了突破口。之后，以袁隆平为首的科研团队经过
不懈努力，利用三个品系的水稻进行杂交，在 1974 年终于培育出了品
质优、产量高的杂交水稻新品种。
袁隆平没有在成功面前止步，他带领团队进一步改进杂交水稻的
培育方法。2005—2011 年，超级杂交水稻试验田稳定实现亩产 900 kg
以上的目标（1 亩≈ 666.67 m2）。2016 年，袁隆平又带领团队向培育
耐盐碱水稻（俗称“海水稻”）发起了挑战。2020
年，10 万亩“海水稻”试验田稳定实现平均亩产在
400 kg 以上。2021 年，袁隆平的团队正式启动
“海水稻”的产业化推广。
目前，我国高产杂交水稻在数十个国家推
广种植。袁隆平获得 2000 年首届国家最高科
学技术奖，2019 年获得“共和国勋章”荣誉
称号。
在袁隆平的故事中，你感受到怎样的
科学家精神？
▲ 水稻示意图
8 第1单元 走进生命世界第 2 节 生物学研究的基本方法
生物学是在不断研究中逐渐积累、更新和发展起来的。我们学习生物学，
不仅要学习前人已总结的科学知识，还要学习他们研究生物学的科学方法，更
要学习他们勇于探索、追求真理的科学精神。
走进生物学实验室
在学习生物学的过程中，很多活动是在生物学实验室里进行的，经常会使
用一些器材（图 1-4）。例如，加热物品，常常要使用酒精灯；取用少量液体，
常常要使用滴管；等等。
▲ 三脚架 ▲ 陶土网 ▲ 试管和试管架
▲ 烧杯
▲ 载玻片
▲ 酒精灯
▲ 试剂瓶
▲ 解剖刀
▲ 镊子
▲ 解剖针
▲ 培养皿
▲ 盖玻片 ▲ 解剖剪
▲ 量筒 ▲ 滴管
▲ 放大镜 ▲ 解剖盘
图1-4 中学生物学实验常用器材示意图
第1章 生物学——研究生命的科学 9在生物学实验室开展实验时，要遵守实验室的规章制度，按照规范的步骤
进行实验操作，以确保实验的成功与安全。例如，规范使用电源、酒精灯、带
刃的工具、化学试剂等，避免因实验操作不当而引发安全事故。
显微镜是生物学实验中经常使用
的仪器，它能帮助人们观察肉眼无法
直接观察到的微小生物体或生物体中
的微细结构。显微镜的种类很多，如
光学显微镜、电子显微镜等。中学生
物学实验中常用的是普通光学显微镜
（图 1-5）、双目电光源显微镜和数码
显微镜（ ▲ ▲
超链接 与物理的联系
显微镜是通过透镜放大物体的。
光学显微镜至少包含两块凸透镜，每
一块都能折射光线，放大图像。在普
通光学显微镜下观察到的物像是倒像。
p.23）等。
目镜
镜筒
粗准焦螺旋
转换器
细准焦螺旋
物镜
压片夹
镜臂
通光孔
遮光器
载物台
反光镜
镜柱
镜座
图1-5 普通光学显微镜
10 第1单元 走进生命世界○ 学习使用普通光学显微镜
▎方法 实验材料和用具
1. 取镜和安放。 普通光学显微镜、擦镜
一只手握住镜臂，另一只手托住镜座（图 纸、纱布、玻片标本等。
1-6），将显微镜放在实验台上略偏左的位置。
2. 对光。
转动转换器，使低倍物镜正对通光孔（物镜前端距载物台 2 cm 左右），然
后将遮光器的光圈对准通光孔。睁开双眼，用一侧的眼睛注视目镜内，并转动
反光镜（注意避免阳光直射反光镜），直至看到一个明亮的圆形视野（图1-7）。
图1-6 取镜 图1-7 对光
3. 放置玻片标本。
取一片玻片标本（ ▲ ▲ p.24），放在显微镜的载物台上，使被观察的标本
正对通光孔（图 1-8）。玻片标本的两端用压片夹压住，然后从侧面看着物镜，
转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直至物镜的前端接近玻片标本。
第1章 生物学——研究生命的科学 114. 观察。
睁开双眼，用一侧的眼睛注视目镜内，反向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓
上升，直至能看清物像（图 1-9）。如果物像还不够清晰，那么可以略微转动
细准焦螺旋，使物像清晰。然后仔细观察显微镜下标本放大的物像。
提示：物像的放大倍数等于目镜和物镜放大倍数的乘积。
图1-8 放置玻片标本 图1-9 观察
5. 收镜。
实验完毕，将玻片标本从载物台上取下收
好，用纱布将显微镜外表擦拭干净。若需要擦
拭目镜和物镜，则要用擦镜纸。然后，将压片
夹转向后方，反光镜转动到垂直方向。转动转
换器，把两个物镜偏到两旁，将镜筒降下（图
1-10）。最后，按照取镜时的方法，将显微镜
放进镜箱，送回原处。
提示：显微镜是精密仪器，使用不当易损
坏仪器或影响成像质量，要按规范要求操作。
图1-10 收镜
12 第1单元 走进生命世界讨论
1. 使用显微镜时，你遇到了哪些问题？怎样才能避免产生这些问题？
2. 把写有字母“b”的透明纸固定在载玻片上，放在显微镜下观察。
你观察到的物像与字母“b”有什么不同？说一说原因。
观察和实验
观察（observation）和实验（experiment）是开展科学研究最基本的方法。
科学家在进行科学研究时需要通过观察和实验来获得事实和证据。可以说，没
有观察和实验，生物学就不可能取得重大的成就。
观察是一种有目的、有计划的感知活动。科学观察首先要有明确的目的，
然后根据观察目的，仔细观察并记录观察对象具有什么特性，再通过比较、归
纳、演绎、分析、综合、建模等方法，在独立思考和判断的基础上提出自己的
见解。如果需要对观察对象进行细微的观察与研究，那么通常还需要借助一些
仪器设备，例如，用放大镜可以清楚地观察到天竺葵叶的背面有许多细毛（图
1-11）。
图1-11 用放大镜观察天竺葵叶的背面
实验是用来证实一种假设或检验一个理论而进行的科学活动。开展实验可
以给研究者提供现象、数据等资料，是检验科学假设、形成科学结论的实践
第1章 生物学——研究生命的科学 13基础。因此，我们开展实验时，要准确、客观地将观察到的现象和数据记录
下来，并及时进行科学分析，形成结论。例如，想要知道植物体内的水分运
输与哪些结构有关，最简单的方法就是直接观察。由于水是无色的，因此无
法用肉眼直接观察到水在植物体内是如何运输的。但我们可以采用科学的方
法进行观察，通过实验证实植物体内运输水分的结构有哪些（图 1-12）。
100 μm 100 μm
▲ 将百合花和芹菜插入装有清水的锥形瓶 ▲ 放置一段时间后，用小刀将材料纵切或横切，观
里。在水中滴几滴红墨水，让水变成红色 察和分析各部分颜色有什么不同，得出结论（左下
图所示的是百合花柄横切面，右图所示的是芹菜叶
柄纵切面）
图1-12 观察植物体内运输水分的结构
科学探究的基本过程
为什么有些树的叶子会在秋季脱落？“蜻蜓点水”“破茧成蝶”所描述的
生命现象中蕴藏着哪些科学道理？当你提出一个个这样的问题并努力寻求答
案时，你已经在进行科学探究（scientific inquiry）了。那么，科学探究是如
何开展的呢？我们先来体会科学家是怎样进行科学探究的。
14 第1单元 走进生命世界○ 分析科学家的探究过程
17 世纪后期，人们通过显微镜发现了细
菌，但直到 19 世纪中期，人们仍不知道细菌
是从哪里来的。当时一些科学家认为细菌是自
然发生的，例如，导致肉汤腐败的细菌是肉
汤自身产生的。法国科学家路易斯·巴斯德
（Louis Pasteur，1822—1895，图 1-13）通过自
己设计的探究实验，为人们揭示了肉汤腐败的
原因。
巴斯德认为细菌不是肉汤自身产生的，
而是从外界空气中进入肉汤的。为了证明自己 图1-13 巴斯德
的假设，他设计并进行了如下实验。
1. 把肉汤分别注入 A、B 两个烧瓶里。A 瓶是普通烧瓶，空气中的细菌能
够进入肉汤（图 1-14）。B 瓶的瓶口经高温拉制成鹅颈状，因为有弯管，空气
中的细菌不易进入肉汤（图1-15）。
2. 把两个烧瓶中的肉汤加热煮沸，杀死瓶中的细菌等微生物，冷却后放置
在自然环境中，观察瓶中肉汤的变化。
3. 观察发现：A 瓶中的肉汤数天后变浑浊，而 B 瓶中的肉汤能保持数月甚
至更长时间不变浑浊；但将 B 瓶的鹅颈状弯管打碎，瓶中的肉汤不久也变浑
浊了。
4. 由此，巴斯德得出实验结论：细菌不是肉汤自身产生的，而是从外界空
气中进入肉汤的。
图1-14 普通烧瓶（A瓶）示意图 图1-15 鹅颈状烧瓶（B瓶）示意图
第1章 生物学——研究生命的科学 15讨论
1. 本实验设计的鹅颈状烧瓶有什么用处？设置A瓶的作用是什么？
2. 科学家探究肉汤腐败的过程包括哪几个步骤？这些步骤与你在小
学科学课程中开展的科学探究步骤一样吗？
3. 科学家的探究过程对你有什么启发？
进行科学探究（图 1-16）时，首先要提出问题。接着，针对提出的问题，
在大量观察、广泛收集资料并认真分析的基础上，作出假设。然后，要制订方
案并实施方案，通过观察、实验等途径获取多方面的事实或证据，在分析事实
或证据的基础上检验假设。如果事实或证据与假设不符，就需要寻找新的证据
来验证或修正假设，直至得出合理的结论。最后，还要用口头、书面报告等形
式进行表达、交流或展示。
验证或修正假设
6.表达交流
2.作出假设
1.提出问题
4.实施方案
3.制订方案 5.得出结论
图1-16 科学探究过程示意图
16 第1单元 走进生命世界让我们像科学家一样，尝试用科学的方法来探究水温的变化是否会对金鱼
的呼吸频率产生影响。
○ 探究水温的变化对金鱼呼吸频率的影响
▎提出问题
实验材料和用具
金鱼（图 1-17）生活的适宜水温
金鱼、捞鱼网、温度计、小
一般是 20 ~ 28 ℃，水温的变化会对金
鱼缸（可用大烧杯或水槽代替）、
鱼的呼吸频率产生影响吗？
冰块（或热水）等。
▎作出假设
金鱼的呼吸频率会随水温的升高而增加。根据对问题的思考和判断，你还
能作出其他假设吗？
▎制订方案
全班同学分成若干个小组，每组以 4 ~ 5 人为宜，小组成员之间分工协作。
针对作出的假设，可以参考以下方法制订实验方案。
1. 用温度计测量水温，通过加入冰块（或热
水）将水温调至 20 ℃，作为初始温度。放入
金鱼，等待几分钟，当金鱼安静后，观察
金鱼在水中的呼吸状态。记录金鱼在初始
温度下的呼吸频率，即每分钟呼吸的次
数，可以用每分钟金鱼鳃盖开闭的次数
来表示。
2. 用同样的方法改变水温，如将水温
升高 5 ℃（用温度计测量）。观察并记录金
鱼的呼吸频率。
3. 继续第2 步的操作，改变水温，观察并记 图1-17 金鱼
录金鱼的呼吸频率。
第1章 生物学——研究生命的科学 17▎实施方案
1. 将水温确定为要研究的变量。除水温外，其余的条件都应相同，并控制
在适宜状态。
提示：水温不要超过30 ℃或低于10 ℃，以免对金鱼造成伤害。
2. 根据实验方案进行实验（图 1-18），并重复几次。将实验获得的数据
记录在表 1-1 中。
图1-18 探究水温的变化对金鱼呼吸频率的影响
表1-1 实验记录表
实验步骤 测量序数 金鱼的呼吸频率/（次·min-1） 平均值/（次·min-1）
第一次
初始温度下，测量金
第二次
鱼的呼吸频率
第三次
第一次
水温 ，测量金
第二次
鱼的呼吸频率
第三次
提示：实验中尽量不要惊扰金鱼，实验结束后把金鱼放回原处。
18 第1单元 走进生命世界3. 分析数据，尝试找出水温变化与金鱼呼吸频率之间的关系。如果将实验
数据制成图表，就能更加形象直观地展示实验结果，便于分析。
方法与技能
控制单一变量 变量是指实验中可以变化的因素或条件。进行实验时，除要研究
的实验变量可以变化外，其他无关变量都应相同，并控制在适宜状态，避免无关变量
对实验结果的干扰，从而使实验结果更有说服力。例如，在本实验中，温度就是要控
制的单一变量。
▎得出结论
你们小组得出的结论是 。
▎表达交流
与全班同学交流你们小组制订的实验方案和得出的实验结论，分享实验中
的收获与体会。
讨论
1. 如果本次探究得出的结论与作出的假设不一致，那么下一步该怎
么做？
2. 在实验中，测量与计数准确与否对实验结果有影响吗？怎样尽可能
减小测量与计数的误差？
科学探究是学习生物学的重要方式。除科学探究外，我们还将开展跨学科
实践活动，这是扩展视野、增强本领的重要途径。在跨学科实践活动中，除生
物学的知识与方法外，我们还可能用到数学、物理、化学等学科的知识与方法，
有时还要运用工程学和美学的设计方法，来研究与生物学有关的问题。
在初中阶段学习生物学的过程中，我们将通过掌握生物学基础知识，形成
基本的生命观念；初步掌握科学思维方法，具备一定的科学思维习惯和能力；
初步具有科学探究和跨学科实践能力，能够分析解决真实情境中的生物学问题，
初步确立严谨求实的科学态度；树立健康意识和社会责任感，能够强身健体和
服务社会。
第1章 生物学——研究生命的科学 19跨学科实践活动
○ 自制水族箱，饲养金鱼
金鱼是起源于我国的著名观
赏鱼类，饲养金鱼在我国有着悠久
的历史。在家里或教室中，利用简
单易得的材料制作水族箱并饲养金
鱼，既可以美化环境，又可以陶冶
情操。
水族箱的箱体通常选用透明
的玻璃或塑料来制作，在水族箱内
放一些石块、木块和植物等，既美
图1-19 水族箱
观，又可以优化水质（图 1-19）。
根据金鱼的生活习性，水族箱的底部可以加入沙子和砾石。另外，可以根据
需要购买和安装过滤器、温控器和增氧泵等设备，以保证水族箱内的环境适
宜金鱼生存。
▎活动目标
1. 制作水族箱并饲养金鱼，观察并记录金鱼的生活习性和生长过程。
2. 体验数学、工程学、艺术等学科在制作水族箱和饲养金鱼中的应用。
▎材料用具
金鱼、植物（如金鱼藻、黑藻等）、透明的玻璃缸（或整理箱）、河沙、
木块、石块、温度计、捞鱼网、饲料等。
▎活动步骤
（一）设计并制作水族箱
以小组为单位，设计制作水族箱的方案，并通过小组成员的协作完成水
族箱的制作。设计时需要注意以下事项。
20 第1单元 走进生命世界1. 利用生活中简单易得的材料，根据场地、饲养金鱼的大小和数量，合
理制作箱体。箱体材料透明，便于观察。
2. 水族箱内的水量以水族箱容积的3/4 为宜，不宜过多或过少。
3. 水族箱内的景观设计要体现科学性、实用性和艺术性。
（二）饲养金鱼
1. 以小组为单位，通过查阅资料，了解金鱼生存所需的条件（如水温、
水质、溶氧量、光照和饲料等）。选择合适的材料和用具，做好饲养前的准
备工作。
2. 在饲养金鱼的过程中，加强日常管理。要定期换水，换水量一般以总
水量的 1/3 为宜，换水温差通常不超过 1.5 ℃。一般每天投食 1 次，食量要
根据金鱼的大小和数量合理控制。
3. 观察并记录金鱼的生活习性和生长过程，撰写金鱼生长的观察日记或
制作金鱼生长的微视频等。
（三）展示交流与评价
1. 各小组展示设计方案和制作的水族箱，通过饲养金鱼的观察日记和图
片（视频）等资料介绍制作水族箱和饲养金鱼的过程及体验；交流如何保障
水族箱的水温、水质和溶氧量等饲养条件，初步体验多学科的知识与方法在
解决生物学问题中的应用。
2. 从选择的材料、制作水族箱的科学性和美观性等方面进行自评或互
评，提出合理的修改建议。各小组在评价的基础上，反思研究中的不足，讨
论并改进水族箱的制作方案。
▎扩展研究
在饲养金鱼的基础上，可以选择某种热带鱼，根据其生活史、食性和生
活所需环境条件等进行饲养，观察并记录其生长、发育和繁殖过程，比较金
鱼和热带鱼的饲养过程有什么不同。
第1章 生物学——研究生命的科学 21STSE 科学·技术·社会·环境
显微镜的发展与应用
显微镜的发明让人类观察到肉眼无法直接看到的微观世界，显微
镜的不断改进和应用推动了人类认识微观世界的历史。
早期的光学显微镜是由单一凸透镜组成的单式显微镜，虽然可以
放大物体，但物像的放大倍数较低。随着科技发展，人们在单式显微
镜的基础上研制出由两套透镜（目镜和物镜）构成的复式显微镜。利
用复式显微镜，科学家观察了大量植物细胞和动物细胞。后来，相位
差显微镜的发明让科学家可以观察无色透明的生物样品，这样在观察
细胞结构时就不需要染色了。而荧光显微镜以紫外线作为光源，让人
们看到了细胞中更加微细和复杂的结构。
光学显微镜因受可见光波长的限制，其最大放大倍数约为2 000倍。
20 世纪 30 年代，人们发明了用高速运动的电子束代替光波的电子显
微镜（简称“电镜”）。目前，电镜的放大倍数可达到约 80 万倍。很多
在光学显微镜下看不见的生物（如病毒），在电镜下可以清楚地观察到。
电镜包括透射电镜、扫描电镜等类型。透射电镜常用于观察样品内部
的微细结构，扫描电镜常用于观察固体材料表面的微细结构。
▲ 扫描电镜
22 第1单元 走进生命世界信息库
▲ ▲ 双目电光源显微镜和数码显微镜
双目电光源显微镜（图 1-20）是一种光学显微镜，使用方法与普通光学
显微镜大致相同。需要注意的是，双目电光源显微镜采用电光源，可连续调
节照明亮度。因此，取镜和安放后，要将显微镜接通电源，然后打开电源开
关，调节照明亮度。
目镜
镜臂
转换器
物镜
压片夹
载物台
遮光器
粗准焦螺旋
聚光器
细准焦螺旋
电源开关
镜座
图1-20 双目电光源显微镜
数码显微镜（图 1-21）是一种将光学显微镜与计算机技术结合起来的显
微装置。它能将在显微镜下看到的实物图像通过电子技术显现在显微镜自带的
屏幕上，也能将实物图像显示在计算机的屏幕上，还能对实物图像进行保存、
放大、打印等。此外，通过测量软件还能测量被观察的物体。
第1章 生物学——研究生命的科学 23显示屏
目镜
镜臂 转换器
物镜
粗准焦螺旋
载物台
细准焦螺旋
遮光器
聚光器
镜座
图1-21 数码显微镜
▲ ▲ 玻片标本
广义的玻片标本是指经过一定方法处理后，可以进行观察的生物体的整体
或局部标本。在生物学的观察和研究中，玻片标本是指为在显微镜下观察所制
作的生物标本。制作玻片标本时，材料通常需要薄而透明。常见的玻片标本有
以下三种。
1. 装片：用完整的生物体，也可以用从生物体上撕下或挑取的材料制成的
玻片标本。
2. 切片：用从生物体上切取的薄片制成的玻片标本。
3. 涂片：将液态的生物材料涂布在玻片上制成的玻片标本。
24 第1单元 走进生命世界本章学到了什么
一、概念构建
1. 完成下面的概念图。
研究对象 主要研究方法
生物学 探究实践
生命现象 科学探究 跨学科实践
二、能力提升
2. 生物具有区别于非生物的一些基本特征。“离离原上草，一岁一枯荣”
这句诗体现的生物基本特征主要是（ ）。
A. 生物需要物质和能量 B. 生物能生长和繁殖后代
C. 生物具有遗传和变异现象 D. 除病毒外，生物都是由细胞构成的
3. 小娜用右图所示的普通光学显微镜观
①
察人的口腔上皮细胞永久装片，请据图回答
问题（在方括号内填序号，在方括号后的横
线上填结构名称）。
②
⑥
（1）普通光学显微镜中，对物像具有
③
放大作用的结构是［ ］ 和［ ］ ⑦
④
。小娜选用10×目镜和40×物镜观
察永久装片，物像的放大倍数是 。
⑤
（2）小娜观察永久装片时，在显微镜的
视野中看到一个黑点。她如何确定这个黑点
是在装片上、目镜上还是物镜上？
（3）小娜在显微镜下观察到视野的右上方有一个细胞。如果要将它移到视
野中央，那么玻片标本应向什么方向移动？
（4）小娜又将一根头发丝直接放到显微镜下观察，她认为自己看到了被放
大了的头发丝内部结构。她的观察结果可信吗？说一说理由。
第1章 生物学——研究生命的科学 254. 为探究环境条件对种子萌发的影响，某生物学研究小组的同学们选择大
小相同的 20 粒正常大豆种子，平均分为甲、乙两组，分别种在两个相同的花
盆中。他们设计了下表所示的探究方案，请据表回答问题。
种子萌发的环境条件
组 别
光 照 温度/℃ 水 分
甲 正常光照 20 适量浇水
乙 正常光照 20 不浇水
（1）根据上述探究方案，分析该研究小组作出的假设可能是什么。
（2）该研究小组是如何控制单一变量的？
（3）如果想继续探究光照对大豆种子萌发的影响，那么可以怎样设计探究
方案？
（4）该研究小组在完成活动后进行了交流，对探究过程提出了以下说法，
其中错误的是（ ）。
A. 探究一般是从发现问题、提出问题开始的
B. 探究重复多次后，一定能得出正确的结论
C. 在得出结论后，还需要对整个探究过程进行反思
D. 探究需要利用多种方式呈现事实或证据，通常还需要与他人合作
三、实践体验
5. 某同学无意中将一个生鸡蛋与几个煮熟的鸡蛋混在一起。从外表来看，
生鸡蛋和熟鸡蛋的差别很小。在不破坏蛋壳的情况下，你能帮助这位同学将这
个生鸡蛋找出来吗？以下方法供你参考。
（1）熟鸡蛋内部是固体，生鸡蛋内部是黏稠的液体。使它们以大致相同的
初始速度旋转，根据旋转速度的变化情况可以将它们区分开来。
（2）生鸡蛋的蛋清呈半透明液态。在暗处用光束照射鸡蛋，根据鸡蛋里面
的透光率大小也可以区分生鸡蛋和熟鸡蛋。
根据你对上述问题的思考，设计方案并进行探究。探究结束后，以口头或
书面报告的形式与同学进行交流。
26 第1单元 走进生命世界单元小结
一、概念体系
除病毒外，生物都是由细胞构成的
生物进行生命活动时需要物质和能量
基本特征
生物 生物具有生长、发育、遗传和变异等现象
生物能繁殖后代
表
现
出
生物能适应一定的环境，也能影响环境
研究
对象
生命现象和生命活动规律
生
物 提 作 制 实 获得和 得 表
学 出 出 订 施 分析证据 出 达
科学探究 问 假 方 方 结 交
题 设 案 案 论 流
主要
研究 主要
方法 包括
探究实践
检验或修正假设
跨学科实践
二、素养达成
通过本单元的学习，下列几方面的素养应得到发展。
1. 通过探究水温的变化对金鱼呼吸频率的影响，学会设计单一变量实验，
体验科学探究的一般方法，初步形成一定的科学探究能力。
单元小结 272. 利用生活中简单易得的材料，尝试用多学科的知识和方法制作水族箱并
饲养金鱼，初步理解科学、技术、工程学、数学等学科的相互关系。
3. 规范使用显微镜进行观察，养成遵守实验室规章制度的良好习惯，能认
识到实验室安全的重要性。
28 第1单元 走进生命世界第 2 单元
我们生活的生物圈
从太空遥看，地球是一颗披着蓝色“面纱”的美丽行星。
地球上有一个多姿多彩的生物圈，生物圈中的生物生机勃
勃，它们与其赖以生存的环境组成了多种多样的生态系统。
生态系统自我调节的能力是有限的，人类活动可能对生态
环境造成一定的破坏，维护生态平衡对于人类的生存和发
展具有重要意义。第 2 章
生物与环境
在自然界中，物种繁多，景象万千。生物与环境相互依赖、相互影
响，共同组成了不可分割的整体。通过本章的学习，你将了解生物生
存的环境以及生物与环境之间的相互作用，形成人与自然和谐共生的
观念。
学习要点 活动提示
★ 生物生存的环境 ○ 探究影响鼠妇分布的非生物因素
★ 生物与环境相互依赖、相互影响 ○ 模拟小鸟捕食
○ 探究不同植被对空气湿度的影响
30 第2单元 我们生活的生物圈第 1 节 生物生存依赖一定的环境
地球是生命的摇篮，有着生物赖以生存的各种环境。生物的生存环境是指
生物的生存空间，以及影响生物生存和发展的各种因素。地球上的环境多种多
样，例如，有水域和陆地，有炎热的赤道和寒冷的极地，等等（图2-1）。
▲ 帝企鹅主要生活在以南极大陆为中心的冰冷极地
▲ 雪松主要生活在气候温和、凉爽和湿润的地区 ▲ 双峰驼主要生活在干旱炎热的荒漠地区
▲ 王莲主要生活在热带水域，喜好高温、高湿的环境 图2-1 生物生存的环境对于每一种生物来说，除自身外，周围其他一切可能影响其生活和分布的因
素叫作生态因素（ecological factor）。生态因素可分为非生物因素和生物因素两类。
影响生物生存的非生物因素
水、温度、空气、光照等生物生存的环境
条件，叫作非生物因素。
在校园阴暗的环境里，如在花盆或砖块的
底下常有一些小动物，其中常见的有鼠妇（图
2-2）。影响鼠妇分布的非生物因素主要是什么？
我们通过探究实验来寻找答案。
图2-2 鼠妇
○ 探究影响鼠妇分布的非生物因素
▎提出问题 实验材料和用具
光照会影响鼠妇的分布吗？ 鼠妇、湿土、计时器、
纸盒、遮光纸板、透明玻璃
▎作出假设 板（或其他替代品）等。
光照会影响鼠妇的分布（依据是在阴暗
的环境里容易找到鼠妇，在明亮的环境里很难找到鼠妇）。
▎制订方案
1. 全班同学分成若干个小组，课前观察鼠妇的生活环境，小心采集鼠妇。
提示：采集的鼠妇以10 只为宜。采集鼠妇时要注意安全，不要破坏环境。
2. 参照图 2-3 制作实验装置。在纸盒内铺一层湿土，一半盖上遮光纸板，
另一半盖上透明玻璃板。
遮光纸板
纸盒中央区
透明玻璃板
图2-3 实验装置示意图
32 第2单元 我们生活的生物圈3. 在纸盒中央区放入 10 只鼠妇，静置 2 min。然后每隔 1 min 统计 1 次鼠
妇的分布情况，统计10 次。设计表格，将实验数据记录在表格中。
方法与技能
设计对照实验 实验常需要设置对照组。通常，对实验组做实验处理，对照组不
做实验处理。将对照组的结果和实验组的结果进行比较，可以研究实验处理对实验
组的影响。在设计对照实验时，除研究的变量外，其他条件必须相同且适宜。例如，
在本实验中，鼠妇生活在阴暗环境中和明亮环境中，就形成了一组对照实验，其中，
生活在阴暗环境中的鼠妇是对照组。
▎实施方案
根据上述实验方案进行实验。除光照外，温度、湿度、通风等条件都应
相同且适宜。
提示：实验中尽量不要惊扰鼠妇；实验结束后，把鼠妇放归采集地。
▎得出结论
分析小组的实验数据，讨论实验结果是否支持假设。你们小组得出的结论
是 。
▎表达交流
和全班同学交流探究过程和结果，比较你们小组的数据、其他小组的数据
及全班数据的平均值是否一致，并分析原因。
讨论
1.为什么要用多只鼠妇做实验？
2. 除光照外，还有什么非生物因素会影响鼠妇的分布？你的理由是
什么？
第2章 生物与环境 33影响生物生存的非生物因素多种多样。观察图 2-4，分析影响这些生物生
存的非生物因素有哪些，其中最主要的非生物因素是什么。
▲ 沙漠地区缺水，植物种类稀少
▲ 橘树不耐寒，适宜在温暖湿润的环境中生长
▲“ 万物生长靠太阳”，阳光对植物的生长必不可少 ▲ 大雨造成土壤里水分过多
而缺氧，蚯蚓爬到了地面上
图2-4 影响生物生存的非生物因素
34 第2单元 我们生活的生物圈在影响生物生存的生态因素中，除非生物因素外，还有由周围其他生物构
成的生物因素。阅读下面的资料，分析影响水稻生存的生物因素有哪些。
稻飞虱是一种危害水稻的害虫（图
2-5），主要吸食水稻植株的养料和水
分 , 使稻叶发黄萎缩，继而干枯。如果
不及时防治，几日内就能蔓延开来，致
使水稻严重减产，甚至绝收。在农业生
产中，人们常常通过喷施农药来防治稻
飞虱。而在稻田中养鸭对稻飞虱等虫害
可以起到一定的控制作用，并可以减少
农药对环境和水稻的影响。
自然界中的每一种生物都会受到周围环境中的许多其他生物的影响，生物
与生物之间的关系是错综复杂的，相互影响也是多种多样的（ ▲ ▲
影响生物生存的生物因素
p.46）。观察
图2-6，分析同种生物之间以及不同种生物之间有什么关系。
▲
图2-5 稻飞虱（放大14倍）
▲ 蚂蚁利用触角将找到食物
的信息传递给其他蚂蚁
菟丝子的叶片退化，纤细的茎
缠绕着其他植物，依靠吸器从其
他植物的茎内吸收营养物质
第2章 生物与环境 35▲ 在 繁殖季节，两只公羚羊会为争夺
一只母羚羊而发生争斗
▲ 蝴蝶采花蜜，同时
传播了花粉
▲ 斑马等动物是狮子的捕食对象
图2-6 生物与生物之间的关系
生态因素中的非生物因素和生物因素是相互作用、相辅相成的。生物的
生存不仅受到非生物因素的影响，也受到生物因素的影响。
36 第2单元 我们生活的生物圈STSE 科学·技术·社会·环境
现代智能温室
温室是能控制或部分控制植物生长环境的建筑物，我国早在秦汉
时就已应用温室栽培园艺作物。
现代智能温室主要配有传感系统和计算机智能化全自动控制系
统，能达到保温、增湿、通风、灌溉、施肥、调控二氧化碳浓度等目的，
使温室里的植物有一个适宜的生长环境。现代智能温室常应用于现代
农业产业园、农业科学研究机构和花卉种植基地等场所。按透光覆盖
材料，现代智能温室一般可分为玻璃温室和塑料温室两类。
玻璃温室包括单层玻璃温室、双层中空玻璃温室等。玻璃温室具
有良好的透光性、保温性和美观性，具有较强的防腐性能、阻燃性能，
但造价较高、易破碎。
塑料温室包括塑料薄膜温室、双层中空聚碳酸酯板温室等。塑料
薄膜温室主要覆盖聚乙烯薄膜，造价较低，质量轻，维护方便，应用
广泛。我国的农业蔬菜生产基地大多采用这种温室。双层中空聚碳酸
酯板温室具有较好的透光性和保温性，结构轻盈，抗冲击能力强，经
久耐用，但造价较高。
现代智能温室的发展实践表明，农业工程科技在建立高产、优质、
高效和富有国际竞争力的可持续发展农业，以及推动其他产业技术发
展等方面起着重要的作用。随着人工智能、物联网等科学技术的发展
和应用，现代智能温室的应用范围会越来越广泛，是未来农业发展的
重要方向之一。
第2章 生物与环境 37第 2 节 生物对环境的适应和影响
鱼儿离不开水，花儿离不开阳光。生物的生长、繁殖等生命活动受到环境
的影响。除此之外，生物与环境之间还有着怎样的关系呢？
生物对环境的适应
生物生活在复杂的环境中，时刻受到环境中各种因素的影响。生物在长期
的生存和发展过程中，形成了对其生存环境的适应。例如，生活在沙漠中的动
物的体色大多带黄色，而生活在绿色草丛中的动物的体色大多带绿色（图2-7）。
这些都是生物适应环境所表现出的特征。
▲ 沙漠中的蛇 ▲ 草丛中的蛇
图2-7 不同环境中蛇的体色
我们可以通过模拟小鸟捕食的活动来探究生物对环境的适应。
38 第2单元 我们生活的生物圈○ 模拟小鸟捕食
▎方法
1. 在校园或附近社区寻找一片耐踩踏 实验材料和用具
的草坪（也可以用仿真草坪替代，图 2-8）， 几种大小相似、颜色不
用颜色鲜艳的塑料绳圈出一定的面积，把圈 同的种子（如赤豆、绿豆等）
出的草坪看作昆虫的栖息地。 若干，计时器，颜色鲜艳的
2. 用大小相似、颜色不同的种子模拟不 塑料绳等。
同种类的昆虫，将这些种子随意撒在圈出的
草坪上。
3. 以小组为单位，小组成员分工合作。一人记录活动数据，其余人扮作小
鸟，在草坪上捕捉“昆虫”。
4. 在规定的时间内，统计小组成员捕获的“昆虫”种类和数量，以及草坪
上幸存的“昆虫”种类和数量。
提示：如果在天然草坪上做实验，那么种子要煮熟晒干后使用，以免活
动后遗留的种子发芽，破坏原有的草坪。如果在仿真草坪上做实验，那么不
需要处理种子。
讨论
1. 捕获的“昆虫”中，哪一种颜色的数量最多？幸存的“昆虫”中，
哪一种颜色的数量最多？
2. 如果这是自然界的真实情况，那么什么颜色的昆虫不易被天敌（捕
食者）发现？这对昆虫的生存有什么意义？
图2-8 仿真草坪在以上探究活动中，我们模拟比较了不同体色的昆虫对环境的适应性。在
自然界中，生物对环境的适应是普遍存在的。观察图 2-9，分析图中这些生物
是怎样适应环境的。
▲ 仙人掌的叶呈刺状，可以减少水分的散失；绿色肥大的茎既能 ▲ 睡莲在水下有长长的叶柄，能使叶漂
进行光合作用，又能储存水分 浮在水面，并将叶吸收的空气输送到根部
▲ 竹节虫的身体与树枝相似，
用“欺骗”的方式保护自己
免遭捕食
▲ 猎豹有锐利的牙齿和尖锐的
爪，能以极快的速度奔跑、捕
捉猎物
▲ 北极熊具有与冰雪相似的体色，
皮下厚厚的脂肪层能够抵御寒冷
图2-9 生物对环境的适应生物只有适应环境才能生存下来，
否则容易被环境淘汰。生物对环境的适
应不仅表现在形态和结构方面，还表现
在生理和行为等方面。例如，靠昆虫传
粉的花，一般都具有鲜艳的颜色或芳香
的气味；在水中游动的动物，一般都具
有鳍或带蹼的足（图 2-10）；空中飞行
的动物，一般都具有翅或翼；寒冷的冬
季到来时，有些植物会落叶；季节交替
时，部分动物有迁徙的现象。当然，生
图2-10 绿头鸭的趾间有蹼，
物对环境的适应是相对的，环境条件的 适于在水中游动
改变也会影响生物的生存。
生物对环境的影响
环境中各种生态因素能影响生物的生存，生物的生命活动也会影响和改变
环境。那么生物对其生存的环境会产生什么影响呢？
○ 探究不同植被对空气湿度的影响
在听气象预报时，我们经常会听到“空气湿度”这个词。空气湿度表示的
是空气的潮湿程度，一般指大气中水蒸气的含量，通常用相对湿度来表示。空
气湿度对生物的生活有着重要影响，一些生物也会影响生存环境中空气湿度的
变化。下面我们一起来探究不同植被对空气湿度的影响。
超链接 与物理的联系
空气湿度有两种常用的表示方法，即绝对湿度和相对湿度。绝对湿度是指单位体
积空气中所含水蒸气的质量，可用g/cm3 表示。而相对湿度是指在一定时间内，单位
体积空气中实际所含水蒸气的质量与同温度下最大可容纳水蒸气的质量的百分比，用
RH表示。例如，相对湿度为100%，表明在当时温度下，空气中的水蒸气已经达到饱
和状态。
第2章 生物与环境 41▎方法
实验材料和用具
1. 以小组为单位，选择灌木丛、草
干湿表、计时器等。
坪、裸地 3 种不同的植被环境（图 2-11）
进行实验。
▲ 灌木丛
▲ 草坪
▲ 裸地
图2-11 不同的植被环境
2. 在一天内，选择早晨、中午 2 个时间段分别测量 3 种植被环境的空气湿
度。每次测量时，要重复测量 3 ~ 5 次，每个数据的测量时间相隔几分钟。
42 第2单元 我们生活的生物圈方法与技能
测量 利用仪器或量具，测定研究对象的温度、长度、速度、浓度、体积、时间、
面积等。测量获取的数据供实验后期分析，用这些数据可描述所要观察的现象。测
量往往需要使用一定的工具，例如，在本实验中，探究不同植被对空气湿度的影响
时要使用干湿表、计时器等工具。由于工具、操作者、测量时间、测量地点等因素
的影响，测量结果会有误差。多次测量并取平均值，可以提高数据的可靠性。
3. 把测量的数据记录下来，取平均值，填在表 2-1 中。也可以根据测量
数据绘制柱状图等。然后分析数据，得出结论，在全班进行交流。
提示：① 测量时，干湿表（
表2-1 实验记录表
灌木丛的空气湿度 草坪的空气湿度 裸地的空气湿度
测量序数
早 晨 中 午 早 晨 中 午 早 晨 中 午
第一次
第二次
第三次
……
平均值
▲ ▲ p.47）不要靠近地面或置于灌木丛的顶
部，以免测量的数值不能反映实际的空气湿度。② 测量过程中要排除干扰因
素，如人工浇水等。测量地点周围也不能有水田、池塘、河流和湖泊等。③ 测
量过程中要注意安全。
讨论
1. 为什么要选择不同的植被环境进行测量？
2. 生物生活的环境中还有哪些生态因素可以用测量的方法进行探究？
第2章 生物与环境 43生物影响环境的例子还有很多。例如，地衣能够分泌地衣酸，腐蚀岩石，
使岩石表面逐渐风化，形成土壤，也为其他植物的生存创造条件；草原鼠害严
重时，会破坏草原植被，甚至会导致草原退化、沙化。
不同的生物对同一环境的影响也不同。阅读下面
的资料，分析互花米草（图2-12）和红树林（图
2-13）分别对海洋滩涂环境产生了什么影响。
我国在 1979 年引进了一种叫互花米草
的植物，用于海岸的绿化及防风固堤，也作
为饲料发展畜牧业。互花米草的生命力强，
生长密集，使得周围其他植物几乎无法生存，
造成我国一些沿海滩涂上互花米草疯长成灾，
同时影响了多种水生动物（贝类、蟹类、鱼类等）
的栖息环境，导致这些水生生物大量死亡，破坏
图2-12 互花米草
了生态环境。
由于互花米草的入侵，我国东南沿海的红树林也遭受了一定的破坏。红树
林分布在热带和亚热带地区的海岸边，以红树植物为主体。因为具有消浪护堤、
净化海水、为浅海动物提供栖息场所、丰富海岸景观等多种重要生态功能，红
树林被誉为“海岸卫士”和“消浪先锋”。近年来，我国持续推进红树林的保
护和修复工作，取得了明显的成效。
生物都生活在一定的环境中，同时受到多种生态因素的影响。生物只有适
应环境才能生存下来，同时也影响和改变着环境。在生物与环境相互作用的过
程中，生物与环境始终是一个统一的整体。
图2-13 红树林STSE 科学·技术·社会·环境
麦草方格固沙法
土地沙漠化是当前人类面临的重大全球性环境问题之一，威胁着
人类的生存和发展。我国多年来一直致力于治沙，减轻沙漠化所带来
的各种问题。20 世纪 50 — 60 年代，宁夏的林场职工无意间发现，用
麦草扎成的方格具有固定沙土的作用。之后人们通过研究发现，1 m2
的麦草方格具有很强的固沙作用，并且还能留存水分，从此“麦草方
格固沙法”得以推广。
麦草方格固沙法是把废弃的麦秆或麦草捆扎起来，再把方格形
状的麦草铺在沙丘上，然后用铁锹把这些麦草方格轧进沙子里，让约
1/3 或约 1/2 的麦草自然竖立在四周。最后把方格中间的沙子移动到
麦草的根部，让麦草牢牢固定在沙地上，并在方格中间撒上草籽。这样，
麦草阻止了流沙，下雨时草籽还会发芽，而那些腐烂干枯的麦草又可
以作为肥料，促进草的生长。
麦草方格固沙法被称作“中国魔方”，展现了我国人民治沙的智慧。
1988 年，麦草方格固沙法获得了国家科学技术进步特等奖。该方法也
被联合国环境规划署评为“全球环境保护五百佳”，在世界多地推广，
成了世界治沙史上的一大奇迹。
▲ 麦草方格固沙
第2章 生物与环境 45信息库
▲ ▲ 生物与生物之间的关系
生物与生物之间的关系是复杂的，生物个体的生存既受到同种生物的影响，
也受到不同种生物的影响。因此，生物与生物之间的关系可分为种内关系和种
间关系两类。
种内关系可以是互助也可以是争斗。例如，蜜蜂受到攻击时，会释放出一
种物质，促使其他蜜蜂一起向敌害进攻。又如，两头狮子为了争夺领地会进行
争斗。种间关系则更为复杂。例如，羊以草为食，而狼会捕食羊。又如，海葵
附着在藏有寄居蟹的螺壳上（图 2-14），借助寄居蟹的运动而移动和觅食；海
葵的触手能够射出刺丝射杀敌害，既保护了自己又保护了寄居蟹。
图2-14 海葵附着在藏有寄居蟹的螺壳上
46 第2单元 我们生活的生物圈▲ ▲ 干湿表
干湿表（图 2-15）也称干湿球温度表，
包括一支干球温度表和一支湿球温度表。干
球温度表的球部直接与空气接触，可测气温。
湿球温度表的球部裹着湿纱布。空气中的水 干球温度表 湿球温度表
蒸气未饱和时，湿球温度表的读数因湿纱布
上的水分蒸发而下降，低于干球温度表的读
数。根据干球温度表和湿球温度表的读数可
湿度转换表
以换算相对湿度。干湿表的操作方法如下：
1. 在干湿表背面的水盒中注入清水。将
图2-15 干湿表示意图
湿球温度表的球部所裹的纱布塞入水盒中，
使纱布完全被水浸湿。
2. 将干湿表放在测量地点进行测量。在测量过程中，纱布要始终浸在水
中，还要防止湿球被污染。
3. 读取干球温度表和湿球温度表的数值。转动湿度转换表上面的转盘，使
干球温度的刻度线与湿球温度的刻度线对齐，此时下方箭头所指的读数即为相
对湿度。
本章学到了什么
一、概念构建
1. 完成下面的概念图。 光照
水
例如
因素
相互依赖 空气
其中生态因素
生物 环境
可分为
相互影响
温度
因素
第2章 生物与环境 47二、能力提升
2. 自古人们就意识到生物与环境之间有着密切的关系。下列成语或古诗词
描写的场景中，能体现环境影响生物的是 ，能体现生物影响环境的
是 ，能体现生物适应环境的是 。（填序号）
① 千里之堤，溃于蚁穴
② 儿童急走追黄蝶，飞入菜花无处寻
③ 人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开
④ 近水楼台先得月，向阳花木易为春
3. 阅读下面的资料，回答问题。
澳大利亚最初没有牛。由于澳大利亚草原广阔，18 世纪人们将牛引进到
澳大利亚，这里的畜牧业很快发展起来。澳大利亚本土的蜣螂吃袋鼠等动物的
粪便，不喜食牛粪。大量风干硬化的牛粪覆盖在草原
上，严重影响牧草的生长，还滋生蝇蛆。澳
大利亚科学家经过多年探索，发现中国
有一种蜣螂处理牛粪的能力很强。它
们不但吃牛粪，还把牛粪滚成粪球，
然后把卵产在里面。卵在粪球中发
育，幼虫仍以牛粪为食。澳大利亚
政府经过多方面考虑，决定从中国引
进蜣螂，并把它们大批放养在草原上。
这不仅解决了草原牧场上大量牲畜粪便
▲ 蜣螂移动粪球示意图
堆积的问题，而且改良了草原的土壤。
（1）澳大利亚为什么要从中国引进蜣螂，而不用人工的方法清除牛粪或喷
洒灭蝇的杀虫剂？ 说说其中的道理。
（2）上述事例体现了生物与环境有怎样的关系？说出你的理由。
（3）人们将牛引进到澳大利亚用于发展畜牧业，却引发了生态安全问题。
你如何看待这个问题？
4. 生活在寒冷北极的极地狐，耳朵较小。生活在炎热地区的耳廓狐，耳朵
很大。请根据它们的生存环境，分析耳朵的大小主要与它们生存环境中的哪
种非生物因素有关，并尝试说出理由。
48 第2单元 我们生活的生物圈▲ 极地狐 ▲ 耳廓狐
5. 绣球的花朵比较大且色彩艳丽，深受人
们的喜爱。绣球的花朵颜色与土壤的酸碱度有
关。查阅资料，说一说园艺师是如何通过改变
土壤的酸碱度来影响花的颜色的。
三、实践体验
6. 漫步在校园中，你可以看到高大的乔木、
低矮的灌木以及多种花草；在阴湿的角落里，
▲ 绣球
你还可以看到更小的植物和一些小动物。仔细
观察这些生物的生存环境，将你所观察到的生物及其生存环境按下表要求记录
下来。
名 称 生存环境
香 樟 温暖湿润，阳光充足
第2章 生物与环境 49第 3 章
生态系统和生物圈
地球上有绚烂多彩的生态系统，如广袤的森林、绵延的草原、湛蓝
的海洋、清澈的河流和泥泞的沼泽等。通过本章的学习，你将了解生态
系统的类型、成分、作用及各生物成分之间的营养关系，认识到生态系
统的自我调节能力有一定限度，能认同保护生物圈就是保护生态安全。
学习要点 活动提示
★ 生态系统的成分及其作用 ○ 调查一个生态系统
★ 生物圈是最大的生态系统 ○ 分析农田生态系统中几种生物之
★ 生态系统中的物质和能量通过食物链在 间的食物关系
生物之间传递 ○ 跨学科实践活动：设计并制作生
★ 生态系统具有一定的自我调节能力，保 态瓶
护生物圈就是保护生态安全
50 第2单元 我们生活的生物圈第 1 节 多种多样的生态系统
漫步在校园里，你可以看到葱绿的树木和鲜艳的花朵，还有树上的小鸟和
草丛中的小动物。它们的存在使校园充满生机和活力。你仔细分析还会发现，
这些生物与生物之间、生物与环境之间都有着密切联系。那么，它们可以构成
生态系统（ecosystem）吗？
生态系统的组成
在我们生活的周围环境里常常会有池塘，池塘就是一种常见的生态系统。
那么，池塘生态系统由哪些成分组成？这些成分在生态系统中分别有什么作
用呢？
观察图 3-1，认识图中的各种生物成分和非生物成分，将它们的名称填写
在表 3-1 中。分析生物与生物之间以及生物与环境之间有哪些关系，想一想细
菌、真菌等微生物在池塘生态系统中可能起到什么作用。
莲
图3-1 池塘生态系统示意图
浮萍
浮游动物
香蒲
蝌蚪
金鱼藻 鱼
虾
河蚌表3-1 池塘生态系统的生物成分和非生物成分
生物成分 非生物成分
植 物
动 物
微生物 细菌和真菌等
通过观察与分析，我们可以得出结论：在池塘里，各种生物成分之间、生
物成分与非生物成分之间存在着紧密的联系。例如，池塘里的水为生物提供了
生存环境，植物为其他生物提供了氧气，动物的粪便为植物提供了养料等。生
物与环境相互依赖、相互影响。在一定区域内，所有生物与非生物环境所形成
的有机整体，叫作生态系统。
生态系统由多种成分组成，包括非生物成分和生物成分。
非生物成分是指除生物外的一切非生命的物质和能量，包括光照、空气、
水、温度、土壤等非生物因素。它们对生态系统中的生物有着直接或间接的
影响。
生物成分包括植物、动物和微生物等所有生物。生物依据其在生态系统中
的不同作用，一般可以分为生产者、消费者和分解者三大类。
生产者能自己制造有机物并储存能量。例如，池塘中的水草、森林中的树
木等植物属于生产者。生产者为消费者和分解者的生存提供了营养物质和能量。
如果没有生产者，其他生物就失去了生存的基础。
消费者不能自己制造有机物，只能直接或间接以生产者为食。例如，池
塘中的鱼、森林中的狼等动物属于消费者。
52 第2单元 我们生活的生物圈分解者分解动植物的遗体和排出的废物等，将其中的有机物分解为无机物，
供生产者再利用。例如，土壤里、池水中的大多数细菌和真菌等属于分解者。
由此可见，在生态系统中，生产者、消费者和分解者之间存在密切的相互
依存关系。
○ 调查一个生态系统
你参加过调查吗？我国的人口及森林、矿产等许多资源的数据都是通过调
查得到的。调查是科学探究的常用方法之一，也是我们学习生物学的一种重要
手段。
方法与技能
你可以选择一个自己感兴趣的生态
调查 调查要有明确的调查
系统，如校园、公园（图 3-2）、农田、
目的和调查对象；还要根据调查
河流等进行调查。记录这个生态系统的
内容选择合适的调查方法，制订
成分并进行归类，将了解到的事实与前
调查方案。调查过程中要如实做
面学过的知识进行对照，进一步了解生
好记录，对调查的结果要进行整
态系统的组成。
理、统计和分析。
图3-2 某公园一角在调查活动中常常需要使用调查工具（图 3-3）。调查生态系统时，记录
本和笔通常是必需的，其他的材料用具需要根据自己所调查的生态系统的类型
来确定。例如，要调查水中的生物，通常需要准备网兜、放大镜、采集瓶或其
他容器；要了解土壤中的生物，通常需要准备铲子；要观察远处的物体，通常
需要准备望远镜；要观察一些肉眼看不见的生物，通常需要把材料采集回来，
借助显微镜观察；等等。
▲ 网兜
▲ 采集瓶
▲ 望远镜
▲ 培养皿
▲ 铲子
▲ 记录本和笔
▲ 放大镜
▲ 照相机
图3-3 常用的调查工具示意图
54 第2单元 我们生活的生物圈▎方法
1. 根据各自的兴趣组成调查小组，每组以 4 ~ 5 人为宜，小组成员要有分
工。小组选择所要调查的生态系统，制订调查计划。
提示：调查计划应该是可操作且没有危险的，在计划中应妥善安排所做内
容的先后顺序。
2. 确定调查线路、方法，然后实施调查。调查要做好记录，将观察到的生
物名称、数量、主要特征以及生存环境的特点等记录下来。对于不知道名称的
生物，你可以与同学相互交流或向教师请教，也可以记录它们的特征或拍摄照
片、视频带回来，然后自己查阅资料，辨认生物的种类。
提示：① 要爱护植物和动物，不要践踏公共绿地或庄稼。对于确实需要采
集观察的小动物，在仔细观察后要将它们放回大自然，不要伤害它们。② 观察
要仔细，不要忽略水中、土壤中、草丛中、天空中的生物，记录一定要客观真实。
③ 活动时要注意安全。
3. 小组成员一起整理调查材料，写出这个生态系统的组成、特点，分析各
成分之间的相互关系，也可以尝试写成调查报告。小组之间交流调查的过程和
结果。
讨论
1. 你调查的生态系统由哪些成分组成？请分析这个生态系统中生物与
生物、生物与环境之间的关系。
2. 这次调查，你有哪些收获？想一想自己的调查过程有没有值得改进
的地方。
鲨鱼生活在海洋里，蟒蛇生活在雨林里。在地球上不同的地域和不同的环
境条件下，生物种类有着较明显的差异，构成了多种多样的生态系统。
图 3-4 列举了几种不同类型的生态系统（ ▲ ▲
生态系统的类型
p.75）。你可以在其中选择
一种比较感兴趣的生态系统，通过互联网或图书馆查阅相关资料，了解这种生
态系统的组成、特点等。你也可以收集其他生态系统的相关资料。分小组讨论
这些生态系统在组成成分上的共同点及各自的特点，并作出简要的说明。
第3章 生态系统和生物圈 55▲ 农田生态系统以农作物为主，动植物种类相对
较少。人们通过各种农事活动，使这个生态系统
朝着对人类有益的方向发展
▲ 森林生态系统分布在较湿润的地区，动植物
种类繁多。森林在涵养水源、调节气候、净化
空气等方面起着重要作用，称为“地球之肺”
▲ 草原生态系统多分布在干旱地区，年降水
量较少。草原在保持水土和防风固沙等方面起
着重要作用
▲ 海洋生态系统中的动植物种类丰富，
动物大多能在水中游动▲ 湿地生态系统包括沼泽、滩涂、洼地等，是开放性水域与陆地之间的过渡性生态系统。湿地在调节
气候、蓄洪防洪、降解污染等方面有其独特的功能，称为“地球之肾”
▲ 荒漠生态系统的年降水量很少，自然条件严酷，
动植物种类稀少
▲ 淡 水生态系统包括河流生态系统、湖泊生态系
统和池塘生态系统等。淡水生态系统不仅为人类
的生活和生产用水提供水源，而且在调节气候等
方面也起着重要作用
▲ 城市生态系统是人口、产业最密集，且以人
为主体的生态系统，植物的种类和数量较少
图3-4 不同类型的生态系统
第3章 生态系统和生物圈 57地球上生态系统的类型多种多样，这些生态系统
不是孤立的，而是有着密切的联系。例如，大气中的
氧气、二氧化碳、水等物质会随着大气在全球范围内
流动，不会局限在某一个生态系统中。
另外，植物会将自己的种子、花粉，通过大气运
动、水流或动物携带（图 3-5）等途径，从一个生态
系统传播到另一个生态系统。动物也会从一个生态系
统转移到另一个生态系统，如鸟类的迁徙（图 3-6）、
鱼类的洄游等。人类的活动更是全球性的，很多生物
会随着人类的活动到达其他生态系统中。
图3-5 蜜蜂能帮助植物传播花粉
图3-6 季节的变化引起鸟类的迁徙
58 第2单元 我们生活的生物圈生物圈
地球是人类和其他生物的共同家园。除地球外，我们可以建立一个人造
的适合人类长期生存的环境吗？
阅读下面有关“生物圈 2 号”的资料，说一说实验结果带给你怎样的
启示。
20 世纪 80 年代，为了更好地研究生态系统，探讨人类的生存环境，科学
家在美国亚利桑那州的沙漠中，建造了一个模拟地球生物圈的完全封闭的实验
基地—“生物圈 2 号”（图 3-7）。这个建筑内有人工建造的沙漠、湖泊、海
洋、沼泽、海滩、草场、热带雨林等。除太阳光可以进入外，“生物圈 2 号”
是与外界隔绝的独立系统。
1991 年 9 月 26 日，8 名科学家进入“生物圈 2 号”，一边生活，一边进行
科学研究。他们原计划在“生物圈 2 号”里生活 2 年。但是，只生活了 1 年多
的时间，他们就发现“生物圈 2 号”里的空气质量越来越差，氧气越来越少。
当近 1/4 的生物死亡时，他们彻底丧失了继续在“生物圈 2 号”里生活下去的
信心，不得不提前撤离。“生物圈2 号”的实验宣告失败！
图3-7 “生物圈2号”的外观
第3章 生态系统和生物圈 59由此可见，在现有的技术条件下，人类还无法模拟出一个类似地球的适合
人类长期生存的人工生态环境。
地球是人类和其他生物唯一的家园，但地球上并非所有的区域都适合生
物生存。地球上全部生物及一切能够适合生物生存的环境的总和，叫作生物圈
（biosphere），它是包含多种类型生态系统的最大生态系统。生物圈的范围包括
大气圈的下层、水圈、岩石圈的上层（图 3-8）。在大气圈中生活的生物主要
有鸟类、昆虫、微生物等。水圈包括地球上的全部海洋和江河湖泊。在水圈中
几乎到处都有生物生存。岩石圈是所有陆生生物生存的地方。在岩石圈的土壤
表面和土壤里， 生活着许多植物、动物和微生物。
大气圈
生物圈
岩石圈
水圈
图3-8 生物圈的范围示意图
迄今为止，科学家探测到地球是宇宙中唯一有生命的星球，我们只有一个
生物圈。人类的活动已使我们生存的地球受到损害。人类意识到保护生物圈的
重要性，并且做了大量的工作，取得了一定的成效。但我们面临的形势依然严
峻，保护生物圈就是保护我们的家园，是我们每一个人的责任。
60 第2单元 我们生活的生物圈STSE 科学·技术·社会·环境
“月宫一号”：试建太空“微型生物圈”
航天员要离开地球，在遥远的太空中生存，离不开氧气、水和食物。
目前，航天员通常会携带全部物资，或通过物理、化学方式再生氧气和
水。如果仅仅依靠这些方法来满足生命保障需求，那么长期载人航天
和行星探测就很难实现。
科学家想到依靠生物再生的方式，构建一个类似地球生物圈的小
型生态系统（也称生物再生生命保障系统）来解决上述问题。这是基
于生态系统原理，将生物技术与工程控制技术有机结合，构建由植物、
动物、微生物组成的人工闭合生态系统。人类生活所必需的氧气、水
和食物等物质可以在系统内循环再生，为人类提供类似地球生态环境
的生命保障。
“月宫一号”是我国为建设月球基地而设立的生物再生生命保障地
基综合实验装置，位于北京航空航天大学的校区内。它是一个封闭的
系统，包括 1 个综合舱和 2 个植物舱，占地面积 160 m2。“月宫一号”
的生物再生生命保障系统中栽培了粮食作物、蔬菜和水果，饲养了动
物（黄粉虫），还有用来降解废物的微生物。
2014 年，“月宫一号”成功完成了我国首次长期多人密闭实验，
3 位志愿者参与密闭实验，持续了 105 天。2017—2018 年，8 位志愿
者分批在“月宫一号”中生活，共历时 370 天，这对人类实现在地球
外长期生存具有重要的理论和实践
意义。
“月宫一号”的建立，使我
国在生物再生生命保障领域的
研究水平进入国际先进行列，
对保障我国载人登月、建立
月球基地及火星探测等航天
计划的顺利进行，以及保障
航天员生命安全具有重大意义。
▲“月宫一号”示意图
第3章 生态系统和生物圈 61第 2 节 生态系统中不同生物之间的食物关系
我国有句成语“螳螂捕蝉，黄雀在后”，比喻只看见前面有利可图，不知
道祸害就在后面。这句成语借用了自然界中生物之间常见的捕食现象来表达寓
意，蝉是螳螂的“美餐”，螳螂又是黄雀的“佳肴”。在自然界中，各种生物之
间存在着直接或间接的食物关系。
食物链
○ 分析农田生态系统中几种生物之间的食物关系
观察图 3-9，你知道图中这些生物谁吃谁吗？以小组为单位，进行下面的
活动。
▲ 青草 ▲ 蛇 ▲ 鹰
▲ 青蛙 ▲ 蝗虫 ▲ 鸡
图3-9 农田生态系统中的几种生物示意图
将稍微厚些的纸剪成边长为 2 ~ 3 cm 的正方形卡片，分别在上面写上这 6
种生物的名称，每种卡片多准备几张。再准备一些胶水或回形针。按照吃与被
62 第2单元 我们生活的生物圈吃的关系将相关生物用带箭头的纸条连起来。例如：
青草 蝗虫 鸡 鹰
提示：按照吃与被吃的关系将被吃的生物排在前面，吃它的生物排在后
面，箭头必须指向后面的生物。将这些“链”保存好，在下节课的学习中还可
以利用。
你们小组连出了几条链？这些链表示了生物之间的捕食关系。例如，蝗虫
吃青草，鸡吃蝗虫，鹰又吃鸡。在一定区域内，不同生物之间由于吃与被吃的
关系所形成的链状结构，叫作食物链（food chain）。
一条食物链一般包含 3 ~ 5 个环节。如果食物链所包含的环节较少，食物
链就简单；反之，食物链就复杂。例如，“小麦→田鼠→鹰”这条食物链包含
了3 个环节，是一条简单的食物链。图3-10 中，“青草→蝗虫→青蛙→蛇→鹰”
这条食物链包含了5 个环节，是一条比较复杂的食物链。
图3-10 食物链示意图
第3章 生态系统和生物圈 631. 一条食物链中的起点通常是什么生物？为什么？这类生物属于生态
系统中的什么成分？
2. 食物链中的动物属于生态系统中的什么成分？根据动物的食性
（ ▲ ▲
讨论
p.75），可以将动物主要分成哪几类？
不同的生态系统中，生物的种类不同，其中的食物链也是多种多样的，但
常见的食物链通常是从植物开始的。
食物网
取出上一节课自己制作的食物链卡
片。将食物链中相同的生物重叠起来， 鹰
这些食物链就相互交叉连接起来，形成
一个复杂的网状结构（图3-11）。
蛇
在这个网状结构中，一种动物可以
吃多种生物，例如，鹰可以吃蛇，也可
以吃鸡；一种生物也可以被多种动物所
鸡 青蛙
吃，例如，蝗虫可以被青蛙吃，也可以
被鸡吃。因此，在同一个生态系统中，
各种生物之间形成了错综复杂的食物关
蝗虫
系，多条食物链彼此交错连接，形成食
物网（food web）。
图 3-12 表示一个常见的食物网，请 青草
仔细观察这个食物网，分析图中有哪几
条食物链。想一想：如果这个生态系统
图3-11 食物链的卡片形成的网状结构
中的植物全都枯死了，那么哪些生物的
生存最先受到影响？
64 第2单元 我们生活的生物圈图3-12 食物网示意图
在生态系统的食物链和食物网中，处在每一个环节上的生物都很重要，而
且它们之间有着紧密的联系。有时一种生物消失，就会使这个食物链中断，导
致捕食这种生物的生物数量锐减，甚至消失，从而影响其他食物链或整个食物
网，进而危及生态系统的平衡与稳定。
物质和能量在食物链中的传递
在生态系统中，各种生物都需要获取营养物质和能量进行生长、发育等
各种生命活动。植物是生产者，通过光合作用制造有机物，有机物里储存着来
第3章 生态系统和生物圈 65自太阳的能量。动物直接或间接以植物为食。随着动物摄食的过程，食物中的
物质和能量就流入动物体内。因此，几乎所有生态系统所需能量的最终来源是
太阳。
在生态系统中，能量是沿着食物链逐级传递的。例如，在“青草→野兔→
狐狸”这条食物链中，野兔吃青草，能量从植物流向野兔；狐狸吃野兔，能量
又从野兔流向狐狸（图3-13）。在另一条食物链中，能量也可从植物流向田鼠，
再流向蛇，然后流向鹰。但食物链中能量的流动是单向的，不能逆转。由于植
物将获得的大部分能量用来进行自身的各种生命活动，因此，一般来说，位于
食物链第二个环节的动物仅能获得植物较少的一部分能量，而位于第三个环节
的动物获得的能量更少。
生态系统中的能量流动和物质循环是沿着食物链进行的，如果人类排放有
害物质进入生态系统，那么有害物质可能会通过食物链不断积累，危害生态系
统中的多种生物，最终可能会威胁人类自身。
图3-13 食物链中能量的来源及流动示意图
66 第2单元 我们生活的生物圈STSE 科学·技术·社会·环境
生物防治
在农作物生长过程中，害虫的暴发常常给
农业生产带来极大的危害和损失。人们从食
物链中得到启示，发现利用害虫的天敌可以
有效地控制害虫的数量，这种方法属于生物
防治。
生物防治有多种方法，其中常用的是利用
昆虫防治农业害虫，主要有以下两种：一种是捕食
性昆虫，如七星瓢虫等，可以捕食蚜虫；另一种是寄 ▲ 寄生蜂
生性昆虫，如寄生蜂等，可以在害虫体内产卵，导致
害虫死亡。
利用昆虫防治农业害虫的技术能有效地减小害虫的危害，减少农
药的使用和残留，保护生态环境和保障农作物质量。科学家经过多年
的研究和实践，证明了这种技术的高效性和安全性，为我国解决农作
物的虫害问题提供了绿色技术支持。
▲ 七星瓢虫捕捉蚜虫
第3章 生态系统和生物圈 67第 3 节 维护生态系统的稳定
生态系统中的物质和能量通过食物链在生物之间传递，这个过程会不断受
到各种因素的干扰，这些干扰会使生态系统的结构和功能受到影响。那么，生
态系统能进行自我调节，维持自身的相对稳定吗？
生态系统的自我调节能力
在生态系统中，生物之间既存在竞争关系，又存在相互依存的关系。阅读
下面的资料，结合图3-14，分析草原生态系统是如何进行自我调节的。
某个草原上生长着茂盛的植物，为鼠类提供了丰富的食物。鼠类因此大量
繁殖，结果草原植被很快被鼠类破坏，植物数量迅速减少。食鼠动物（如蛇、
鹰等）因为鼠类的增加，有了丰富的食物来源，数量也随之逐渐增加。植物数
量的减少造成鼠类的食物不足，随之而来的是，鼠类由于食物不足和天敌数量
的增多，数量很快下降，使植物的数量又得以增加。
图3-14 草原生态系统示意图生态系统自我调节能力的大小与生物种类的多少有一定的关系。生物种类
越多，生态系统的结构越复杂，生态系统的自我调节能力就越强。反之，生态
系统的自我调节能力就越弱。
生态系统的自我调节能力是有限度的
在遇到外来干扰时，生态系统都可以通过自我调节实现自然恢复吗？阅读
下面的资料，你从中可以得到什么启示？
资料1 火山喷发
在我们生活的地球上会发生一些自
然灾害，火山喷发就是一种非常严重的
自然灾害。火山喷发时会释放大量的能
量，而此时储存在火山内部的岩浆会喷
射而出（图 3-15）。岩浆的温度非常高，
因此岩浆所到之处会将动物、植物等生
物化为灰烬，原有的生态系统会遭到严
重破坏。
图3-15 火山喷发
资料2 罗布泊——消逝的仙湖
塔克拉玛干沙漠边缘有一个罗布泊。
罗布泊是一望无际的荒漠（图3-16），几
乎没有飞禽能穿越这里。可是，罗布泊曾
经是牛马成群、绿林环绕、河流清澈的生
命绿洲。后来，塔里木河两岸人口激增，
水的需求量也相应增加，再加上降水不足
等自然原因，塔里木河的河水就出现了断
流现象，下游罗布泊的水量也随之减少。
罗布泊干涸后，周边生态环境随之发生变
图3-16 干涸的罗布泊
化，草本植物枯死，“防沙卫士”胡杨成
片死亡，原有的生态系统遭到严重破坏。
第3章 生态系统和生物圈 69从以上资料中，我们可以得到启示：生态系统的自我调节能力是有限度的，
当外界干扰因素超过了这个限度时，生态系统的稳定状态就会被破坏，需要很
长时间才能自然恢复或部分恢复，有时则完全不能恢复。
地球是人类生活的家园，地球上的自然资源是人类赖以生存的物质基础。
地球上众多的人口给自然环境带来了巨大压力。人类对自然资源的不合理利用
会造成空气、土地、水资源等方面的污染，影响生态系统的稳定。例如，有的
地方空气污染严重，空气中可吸入颗粒物和有害气体增加；有的河流污染严重，
水质恶化；有的草地过度放牧，荒漠化严重。
研究生态系统的自我调节能力，能为人类制定环境标准和对环境进行科学
管理提供依据。保护生态平衡，并不只是维护生态系统的原始稳定状态。我们
可以通过防治环境污染、合理利用自然资源等措施保障生态安全，并积极主动
地改善自然环境，开展生态修复（ ▲ ▲
合理利用自然资源，保障生态安全
p.75），从而使人类与自然生态系统和
谐发展。例如，我国实施了三北防护林、长江中下游防护林（图 3-17）、沿海
图3-17 长江中下游防护林防护林等一系列林业生态工程，开展了黄河、长江等流域水土流失综合治理，
加强了土地荒漠化治理等措施，取得了很大的成就，生态环境大为改善。
自然资源是自然环境中人类可以用于生活和生产的物质，可分为以下三类：
一是取之不尽的，如太阳能和风能等；二是可以更新的，如生物、水和土壤等；
三是不可更新的，如各种矿物等。我们应该采取不同的措施合理利用和保护这
些自然资源，实现自然资源的可持续利用。
阅读下面有关生活垃圾的资料，说一说你在日常生活中是如何处理生活
垃圾的。
近年来，生活垃圾数量呈
现增长的趋势。垃圾里有大量
可重复利用的资源，将垃圾
分类并回收利用，既能节约自
然资源，又能减轻环境污染。
生活垃圾通常可以分为可回
收物、厨余垃圾、有害垃圾
和其他垃圾四类（图 3-18）。
厨余垃圾分类回收后实现无 图3-18 垃圾分类回收箱
害化处理和资源化利用，可
使城市生活垃圾回收利用率大大提高。
现在，越来越多的人认识到，在对待地球家园的问题上，人类不能只知索
取、不知保护，更不能只图眼前利益、不顾长远利益。我们要大力保护和合理
利用自然资源，大力开发清洁能源，努力开展对环境污染的综合治理，推行以
低能耗、低污染、低排放为基础的经济发展模式，把经济效益、社会效益和
环境效益很好地结合起来。我们要树立人与自然和谐共生的生态观，坚持“绿
水青山就是金山银山”的理念，坚持山水林田湖草沙一体化保护和系统治理，
全方位、全地域、全过程加强生态环境保护，建设天更蓝、山更绿、水更清的
美丽中国。
第3章 生态系统和生物圈 71跨学科实践活动
○ 设计并制作生态瓶
生态瓶（图 3-19）属于微型生态系统，
它不能像森林生态系统等大型生态系统那样
具有很强的稳定性。生态瓶中的环境发生微
小的变化，都可能引起瓶中生物死亡，甚至
导致生态瓶中的生态系统崩溃。设计合理的
封闭生态瓶可以实现碳、氧及其他物质的循
环，瓶中的动物、植物等生物能较长时间地
存活。
▎活动目标
图3-19 生态瓶
1. 设计并制作一个生态瓶，建立一个能
较长时间维持平衡的微型生态系统。
2. 在活动中反思和改进生态瓶的设计方案，并将解决问题的想法或创意
付诸实践，形成团队合作意识。
▎材料用具
植物（如金鱼藻、黑藻等）、动物（如鱼、虾等）、水（如河水、池塘水
等）、无色透明的玻璃瓶（或塑料瓶）、塘泥、洗净的沙、温度计、凡士林等。
▎活动步骤
（一）设计方案
以小组为单位，通过查阅资料，了解适宜制作生态瓶的材料、生物种类
以及制作生态瓶的注意事项。小组内进行讨论，确定生态瓶的制作方案。
设计方案时需要注意以下事项。
1. 生态瓶中的生物应选择适应性、生活力较强的物种。
72 第2单元 我们生活的生物圈2. 加入的生物种类要合适，以能够形成相对稳定的食物链为宜。
3. 无色透明的玻璃瓶（或塑料瓶）的容积要合适，加入的各种生物的数
量、比例要适宜，投放的动物宜小而少。
4. 要设计对照组。在水质、植物数量、动物数量、见光与否等方面可以
设计多组对照实验，最终找出较好的设计方案。
（二）制作生态瓶，观察并记录
各小组根据设计方案制作生态瓶，并将制作好的生态瓶放在没有阳光直
射的明亮处。设计记录表，在一段时间内，每天观察和记录生态瓶的变化。
在观察的过程中需要注意以下事项。
1. 当生态瓶中有雾气时，需将其移至阴凉处。移动后要及时观察和记录
瓶中生物的生活情况。
2. 发现生态瓶中有生物死亡时，要及时清理并终止实验。
（三）展示交流与评价
1. 各小组运用实物、图片、视频等方式，展示方案设计、实践过程以及
实践结果；依据水生生态系统组成的相关知识，探讨生态瓶能较长时间维持
平衡的原因。
2. 从生态瓶材料的选择、生物的种类与比例、生态瓶维持平衡时间的长
短、生态瓶的美观性等方面进行自评及互评，提出合理的修改建议。各小组
在评价的基础上，反思研究中的不足，讨论并改进生态瓶的设计方案。
▎扩展研究
可以探究环境污染对生态瓶中生物的影响。例如，在水中加入某种污染
物（如不同浓度的洗衣液等），观察其对生态瓶中的植物和动物的影响；然
后查阅资料，进一步分析这种污染物会对生物及其生存环境造成哪些危害。
第3章 生态系统和生物圈 73STSE 科学·技术·社会·环境
三北防护林
三北防护林体系建设工程是我国在西北、华北北部、东北西部建
设的大型人工林业生态工程，范围包括 13 个省（自治区、直辖市），
自1978 年启动，规划到2050 年结束。
三北防护林体系建设工程总体规划要求：在保护好现有森林和草
原植被的基础上，采取人工造林、飞机播种造林、封山封沙、育林育
草等方法，营造防风固沙林、水土保持林、农田防护林、牧场防护林
以及薪炭林和经济林等，形成乔木、灌木、草本植物相结合，林带、林网、
片林相结合，多种林、多种树合理搭配，农、林、牧协调发展的防护
林体系。
三北防护林的生态效益显著，重点治理区风沙侵害和水土流失得
到有效治理。三北防护林建设促进了区域经济发展和当地居民增收致
富，增强了全社会的绿化意识，提升了我国在生态建设领域的国际地
位。例如，位于河北省的塞罕坝，曾经由于开围放垦和山火不断等影响，
逐渐退化成“黄沙遮天日，飞鸟无栖树”的高原荒漠。中华人民共和
国成立后，经过几代塞罕坝建设者的“绿色接力”，塞罕坝林海有效
阻挡了浑善达克沙地风沙南侵，改善了塞罕坝及周边地区的小气候。
三北防护林体系建设工程开创了我国大规模生态建设的先河，荣
获“全球环境保护五百佳”“联合国森林战略规划优秀实践奖”等国
际荣誉奖项，被称为“全球生态治理的成功典范”。
▲塞罕坝国家森林公园
74 第2单元 我们生活的生物圈信息库
▲ ▲ 生态系统的类型
根据所处的地理环境不同，生态系统可以分为陆地生态系统和水生生态系
统等类型。陆地生态系统又包括森林生态系统、草原生态系统、荒漠生态系统
等，水生生态系统又包括淡水生态系统和海洋生态系统等。湿地生态系统是介
于陆地生态系统和水生生态系统之间的生态系统。
根据人类对生态系统的影响程度，生态系统可以分为自然生态系统和人工
生态系统两大类。农田生态系统和城市生态系统是人工生态系统，人的作用非
常突出。农田生态系统的生物种类较少，主要为人类提供粮食、蔬菜和一些经
济作物等。城市生态系统的维持必须依赖周围的多种生态系统，所以说它不是
一个独立的生态系统。森林生态系统、草原生态系统、海洋生态系统和荒漠生
态系统通常属于自然生态系统。
▲ ▲ 动物的食性
根据动物摄取的食物不同，可以将动物主要分为以下三类：肉食性动物
是以其他动物为食的动物，如狮、虎、豹等；植食性动物是以植物为食的动
物，如马、牛、羊等；杂食性动物是既以植物为食又以动物为食的动物，如
猪、鸡等。
▲ ▲ 生态修复
生态修复是指利用生物学、地质学、物理、化学等学科的知识和技术，通
过人为干预和管理，对受到污染、破坏或退化的生态系统进行恢复和重建的过
程。生态修复的主要目的是恢复生态系统的结构和功能，以实现生态系统的自
我维持和持续发展。生态修复的方法包括生物修复、物理修复和化学修复等。
其中，生物修复是最常用的方法，它利用植物、动物、微生物等来净化土壤和
水体，恢复生态系统的平衡。
生态修复并不是将生态系统完全恢复到其原始状态，而是通过修复使生态
系统的功能不断得到恢复与完善。目前我国已经开展了许多重要的生态系统保
护和修复重大工程，如山水林田湖草沙一体化保护和修复工程、大亚湾核电站
第3章 生态系统和生物圈 75周边海域生态修复、黄河上游退耕还林工程、南水北调中线工程生态修复（图
3-20）等。
图3-20 南水北调中线工程生态修复
本章学到了什么
一、概念构建
1. 完成下面的概念图。
具有一定限度的 能力
称为
地球之肺
非生物成分 维持稳定的原因
组成 类型 称为
生产者 生态系统 湿地生态系统 地球之肾
包括 生物
功能
成分
海洋生态系统等
物质和 通过食
分解者
物链在生物之间传递
76 第2单元 我们生活的生物圈二、能力提升
2. 右图是某公园中部分生物之间的关系示意图， 虫
下列说法中错误的是（ ）。
A. 图中的虫和食虫鸟属于消费者 植物 食虫鸟
B. 植物的枯枝落叶能被细菌和真菌分解
C.“ 植物→虫→食虫鸟”是一条食物链，食物链
细菌和真菌
中的能量可以循环利用
D. 如果要组成一个生态系统，那么图中还缺少阳光等非生物成分
3. 稻田养鱼是一种生态种养农业模式。该模式用稻田中的水养鱼，鱼可以
吃掉稻田中的害虫和杂草，鱼排出的粪便可以为稻田提供有机肥，促进水稻生
长，从而实现水稻种植与水产养殖协调绿色发展。请据此回答问题。
▲ 稻田养鱼
（1）从生态系统组成成分的角度分析，水稻和鱼分别属于什么成分？
（2）稻田中往往有杂草。人们想方设法除去稻田里的杂草，从能量流动的
角度分析，这样做的主要目的是什么？
（3）从生态系统结构的角度推测，在稻田里养鱼后，其生态系统的自我调
节能力是变强还是变弱了？说一说理由。
（4）从环境保护的角度分析，稻田养鱼有什么优点？
4. 某同学制作生态瓶时，首先在广口瓶底部铺一层10 mm厚的塘泥，再铺
上一层薄的洗净的沙，然后沿瓶壁加入大半瓶水，并放入一些水生植物和小鱼
等动物，最后将广口瓶密封。经过一段时间，该生态瓶成了相对稳定的生态系
统。请据此回答问题。
第3章 生态系统和生物圈 77（1）生态瓶中的哪种生物所含能量最多？此生态系统中的分解者可能在
哪里？
（2）为了保证该生态系统有源源不断的能量供应，应将该生态瓶放在何处？
（3）如果要探究该生态系统中生产者的作用，那么可以怎样设计实验？
三、实践体验
5. 模拟召开国际保护生物圈研讨会，讨论如何保护生物圈。活动推选会议
主席和副主席各 1 人，主持和协调会议。学生 6 ~ 8 人一组，分别代表不同国
家，围绕保护生物圈这个主题，各选一个研究问题，小组成员分工合作，收集
资料。每组推选 1 名代表演讲，另外推选 2 名代表回答其他“国家”提出的问
题。会议主席和副主席综述会议演讲的要点，发表会议总结报告。全体成员充
分讨论会议总结报告，提出修改意见，形成“保护生物圈从我做起”的倡议，
开展保护生物圈的宣传活动。
78 第2单元 我们生活的生物圈单元小结
一、概念体系
非生物成分
组成
相
生物成分
互
作
用
实
现
生物
物质循环 了
功能
生
相 相 生
物 互 互 态
与 依 影 系 能量流动
环 赖 响
统
境
原因
具有一定限度的自我调节能力
环境
稳定性
应用
保护生态安全
生物圈是最大的生态系统
二、素养达成
通过本单元的学习，下列几方面的素养应得到发展。
1. 通过分析池塘生态系统的组成，从结构与功能的角度，理解生物与环境
的相互关系，阐明生态系统中的生产者、消费者、分解者以及非生物环境是一
个有机整体，认同山水林田湖草沙一体化保护和系统治理的重要性。
2. 通过设计并制作能够较长时间维持平衡的生态瓶，理解生态系统中各生
物成分之间的营养关系。
单元小结 793. 结合具体实例，阐明生态系统的自我调节能力有一定限度，并能运用这
一观点解释相关的生物学现象。
4. 通过分析人类活动对生态环境造成破坏的实例，形成保护生物圈的社会
责任意识，树立人与自然和谐共生的生态观。
80 第2单元 我们生活的生物圈第 3 单元
生物体的结构层次
地球上生活着多种生物，它们大小各不相
同，形态特征千差万别。从微观上看，生物体大
多由细胞构成，有着相同的基本结构；从宏观上
看，多细胞生物体依靠由细胞和组织形成的器官
（系统）之间的协调配合，共同完成生命活动。生
物体有着相似的结构层次，体现出生物在结构上所
具有的共性。第 4 章
生物体有相同的基本结构
如果说砖石是构建高楼大厦的基本建筑材料，那么细胞就是构建生
物体的基本“建筑材料”。通过本章的学习，你将借助显微镜观察动植
物的细胞；了解细胞是生物体结构和功能的基本单位，细胞不同结构的
功能各不相同，共同完成细胞的各项生命活动。
学习要点 活动提示
★ 细胞是生物体结构和功能的基本单位 ○ 学习制作临时装片
★ 一些生物由一个细胞构成，一些生物由 ○ 观察和比较动植物细胞的结构
多个细胞构成 ○ 观察水中的单细胞生物
○ 探究草履虫对外界刺激作出的反应
○ 跨学科实践活动：制作细胞的结构
模型
82 第3单元 生物体的结构层次第 1 节 细胞是生物体结构和功能的基本单位
在显微镜发明以前，人们并不知道细胞的存在。显微镜的发明使人们发
现和认识细胞成为可能。1665 年，英国科学家罗伯特·胡克（Robert Hooke，
1635—1703）利用自制的显微镜观察软木薄片，发现软木
薄片是由许多蜂窝状的“小室”组成的（图 4-1），
他把这些“小室”称为 cell（细胞）。
后来，科学家通过大量的观察和
研究发现，除病毒外，生物体
都是由细胞构成的，细胞是生
物体结构和功能的基本单位
（ ▲ ▲ p.100）。因此，要想研究
和探索生命的奥秘，我们需要
图4-1 胡克使用的显微镜（左）和发现的“小室”(右)
认识细胞的结构与功能。
多种多样的细胞
组成生物体的各类细胞形态各异，例如，人的神经细胞上有许多突起，平
滑肌细胞呈细长的纺锤形，叶表皮细胞是扁平的（图 4-2）。细胞一般很小，
其大小通常用微米（μm，1 μm=10-6 m）作为计量单位。不同种类的细胞大小
有差距，例如，人的红细胞直径大约是7 μm，神经细胞的直径可达100 μm。
▲ 神经细胞 ▲ 平滑肌细胞 ▲ 叶表皮细胞
图4-2 多种多样的细胞示意图
第4章 生物体有相同的基本结构 83细胞的结构
细胞的形态、大小各不相同，它们的结构相同吗？让我们像科学家一样，
将生物材料制成临时装片，借助显微镜来观察细胞的结构。
○ 学习制作临时装片
实验材料和用具
▎方法
洋葱、清水、生理盐水、
（一）制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片
碘液、载玻片、盖玻片、纱布、
1. 用干净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭
滴管、镊子、吸水纸、解剖针、
干净。
消毒牙签等。
2. 把载玻片放在实验台上，用滴管在载玻
片的中央滴一滴清水。
1 2
3. 把洋葱鳞片叶折断，用镊子从洋葱鳞片叶的内侧撕下一小块透明的薄膜。
3a 3b
84 第3单元 生物体的结构层次4. 把撕下的薄膜放在载玻片中央的水滴中，用镊子或解剖针轻轻地把它
展平。
4a 4b
5. 用镊子夹住盖玻片一侧的边缘，
使它的另一侧先接触水滴，然后缓慢
地放平，盖在要观察的材料上。
提示：避免盖玻片下面出现气泡
而影响实验观察。
5
6. 在盖玻片的一侧滴一滴碘液，用吸水纸从盖玻片的另一侧吸引，重复
2 ~ 3 次，使碘液浸润标本的全部。
提示：用碘液处理标本后，在显微镜下可以更清晰地观察到细胞核。
6a 6b
第4章 生物体有相同的基本结构 85（二）制作人口腔上皮细胞临时装片
1. 用干净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭
干净。
2. 用滴管在载玻片的中央滴一滴生理
盐水。
3. 用凉开水漱口后，再用消毒牙签在自
己的口腔内侧壁上轻轻地刮几下（图4-3）。
提示：使用牙签时，不要刮破口腔黏膜。
4. 把牙签上附有碎屑的一端放在载玻片
上的生理盐水中涂抹几下，盖上盖玻片，制
成临时装片。
5. 在盖玻片的一侧滴一滴碘液，用吸水
纸从盖玻片的另一侧吸引，重复2 ~ 3次，使 图4-3 用消毒牙签在口腔内侧壁上
轻轻地刮
碘液浸润标本的全部。
讨论
1. 在制作人口腔上皮细胞临时装片时，为什么要用生理盐水？
2. 你制作的临时装片的盖玻片下出现气泡了吗？怎样做才能避免出现
气泡？
○ 观察和比较动植物细胞的结构
▎方法
实验材料和用具
1. 将制作的洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔
洋葱鳞片叶表皮
上皮细胞的临时装片分别放在显微镜下，用低
细胞和人口腔上皮细胞
倍镜观察。对照图 4-4，看一看，洋葱鳞片叶
的临时装片、显微镜、
表皮细胞和人口腔上皮细胞的形态是怎样的，
铅笔等。
细胞里有哪些结构。
86 第3单元 生物体的结构层次细胞壁
细胞膜
细胞核
细胞质 50 μm
液泡 人口腔上皮细
胞（人工染色）
洋葱鳞片叶表皮 人口腔上皮细胞的结构示意图
200 μm
细胞的结构示意图
洋葱鳞片叶表皮细胞
（人工染色）
图4-4 洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞
2. 依照显微镜下观察到的细胞形态和结构，用铅笔画一个细胞的结构简图。
生物绘图有以下基本要求。
（1）用铅笔画出所观察到的细胞结构轮廓。
（2）画出清晰的细胞结构，用铅笔细点的疏密来表示其中各结构的明暗，
明亮处细点要点得疏一些，较暗处细点要点得密一些。
（3）画好图后，通常用尺从要注明的结构引出水平的指示线，然后标注各
结构的名称。
（4）一般在图的正下方标注图的名称。
3. 在观察洋葱鳞片叶表皮细胞
方法与技能
和人口腔上皮细胞的基础上，可以
比较 根据一定的需要和标准，
选用蚕豆叶表皮、葫芦藓叶片等材
将彼此有某种联系的研究对象进行
料制成的玻片标本进行观察，还可以
对比，找出它们之间的异同。例如，
观察心肌细胞永久切片和神经细胞永
在本实验中，通过对不同生物材料
久装片等（图 4-5 至图 4-8）。比较
的观察和比较，可以发现细胞有相
植物细胞和动物细胞在结构上的异
同的基本结构，说明细胞是构成生
同，将观察和比较的结果填写在表 物体结构的基本单位。
4-1 中。
第4章 生物体有相同的基本结构 8750 μm 20 μm
图4-5 蚕豆叶表皮细胞（人工染色） 图4-6 葫芦藓叶片细胞
20 μm 100 μm
图4-7 心肌细胞（人工染色） 图4-8 神经细胞（人工染色）
表4-1 植物细胞与动物细胞的比较
细胞结构的名称 植物细胞 动物细胞
细胞壁 有 无
细胞膜
细胞核
细胞质
液 泡
叶绿体
88 第3单元 生物体的结构层次讨论
1. 洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞在结构上有哪些异同？与你
观察的其他细胞相比，它们共有的结构有哪些？
2. 通过对不同生物材料的观察，你认同细胞是生物体结构的基本单位
吗？说说你的理由。
我们通过观察可以发现，无论是植物还是动物，它们都是由细胞构成的。
细胞的基本结构包括细胞膜（cell membrane）、细胞质（cytoplasm）和细胞核
（nucleus）三部分（图 4-9）。
细胞膜位于细胞的表层，具有保护细胞内部结构的作用，同时还能控制细
胞内外物质的进出。在细胞的近中央，有一个被膜包围的球状结构，这就是细
胞核。大多数生物体的细胞中有细胞核，在细胞核内含有与生物遗传有密切关
系的物质。细胞膜与细胞核之间是透明胶状的细胞质。细胞质是细胞生命活动
的重要场所。活细胞的细胞质具有流动性，这有利于细胞之间以及细胞与外界
环境之间进行物质交换。
细胞壁 细胞膜
叶绿体
细胞核
细胞质
液泡
图4-9 植物细胞与动物细胞的结构示意图
第4章 生物体有相同的基本结构 89细胞质内有许多与细胞生命活动有关的微细结构，如与植物光合作用有关
的叶绿体、与细胞呼吸作用有关的线粒体等。在大多数植物细胞的细胞质中，
有一个或几个水泡似的结构，叫作液泡。液泡里充满细胞液，细胞液里溶有多
种物质。我们切西瓜时，会有许多汁液流出（图 4-10），这些汁液通常就是细
胞液。西瓜的细胞液中含有许多糖分，所以西瓜的汁液是甜的。
植物细胞的细胞膜外面还有坚韧的细胞壁，对细胞有保护和支持作用。
图4-10 西瓜切开后有汁液流出
细胞的各种结构具有各自不同的功能，它们协调配合，共同完成细胞的
各项生命活动。
细胞核在生命活动中的作用
细胞是生命活动的基本结构，细胞中指导和控制生命活动的结构是什么？
我们从克隆羊“多莉”的故事中来寻找答案。
1996 年，世界上第一只体细胞克隆羊“多莉”在英国诞生。图 4-11 所示
的是科学家利用生物工程技术获得克隆羊“多莉”的过程。观察图 4-11，分
析克隆羊“多莉”与甲羊长得相像的原因，想一想三只母羊在“多莉”诞生的
过程中分别起什么作用。
90 第3单元 生物体的结构层次甲羊
形成早期胚胎并
提供乳腺细胞 移入子宫内发育
丙羊
产出
细胞分裂
乳腺细胞与
去核卵细胞融合
去核卵细胞
提供卵细胞
“多莉”
虽然克隆羊“多莉”是丙
羊生出来的，但其相貌不像
丙羊，而是与提供细胞核的
甲羊很相像
乙羊
图4-11 克隆羊“多莉”诞生过程示意图
上述研究说明，在细胞中，细胞核是指导和控制生命活动的中心。细胞
核中有包含细胞“运行指令”的遗传物质，这种物质是脱氧核糖核酸，也就
是我们通常所说的 DNA。DNA 结构和功能的相关知识，我们将在八年级的相
关章节中进一步学习。
在细胞中，DNA 主要存在于细胞核内的染色体上。因此，染色体是遗传物
质的载体。在自然界中，每一种生物的细胞核内的染色体数目通常是一定的。
例如，人的体细胞中有 46 条染色体，洋葱的体细胞中有 16 条染色体。由于
DNA 上有与生物遗传有关的遗传信息，因此，细胞核在生物的遗传中具有重
要作用，是细胞的遗传信息库。
第4章 生物体有相同的基本结构 91STSE 科学·技术·社会·环境
克隆猴
自1996 年克隆羊“多莉”诞生后，许多哺乳动物的体细胞克隆研
究也相继取得成功，但与人类相近的灵长类动物猕猴的体细胞克隆一
直是研究的难题。我国科学家经过多年的不懈努力，终于成功破解了
这一难题。2017 年 11 月 27 日，世界上第一只体细胞克隆猴“中中”
在我国诞生；同年12 月5 日，第二只克隆猴“华华”也在我国诞生。
2019 年，我国科学家在严格遵循科研伦理的前提下，又成功获得
了 5 只生物节律紊乱的体细胞克隆猴。地球上的生物大多拥有按时间
节奏调节自身活动的本领，称为生物节律。生物节律紊乱与睡眠障碍、
神经退行性疾病（如阿尔茨海默病）、精神类疾病（如抑郁症）、心血
管疾病、糖尿病、肿瘤等疾病密切相关。猕猴在结构和功能活动等方
面与人类非常相似，因此是研究生物节律紊乱相关疾病的机理和诊治手
段比较理想的模式生物。生物节律紊乱的体细胞克隆猴的诞生，意味着
我国正式开启了批量化、标准化创建疾病克隆猴模型的新时代，有助于
缩短药物研发周期，提高药物研发成功率，加快我国新药研发的进程。
然而，克隆技术发展引发的威胁人类社会现有法律、伦理、道德
和观念的问题，是人类必须面对的严峻挑战。与世界上许多国家一样，
我国政府明确禁止生殖性克隆人，支持用于医学和维护人类健康的克
隆研究实验。
▲ 克隆猴“中中”和“华华”
92 第3单元 生物体的结构层次跨学科实践活动
○ 制作细胞的结构模型
物理模型（也称实物模型）是 方法与技能
根据相似原理，利用合适的材料把 模型与建模 模型是人们对某
个研究对象所做的一种简化的概括
物体的一些结构按比例放大或缩小
性的描述，这种描述可以表示、分
制成的。植物细胞与动物细胞的结
析和预测研究对象的特征和规律。
构不完全相同，如植物细胞有叶绿
建模是通过合适的方法构建模型的
体、细胞壁等结构，而动物细胞没
过程。生物学中构建的模型包括物
有。细胞的细胞质含水量约为 80%，
理模型、概念模型和数学模型等。
细胞质中有线粒体、叶绿体等结
例如，本活动中，细胞的结构模型
构。大多数动植物细胞的平均直径为 就是一个物理模型。
10 ~ 100μm。其中，线粒体的平均
直径一般为 0.5 ~ 1.0μm，平均长度
一般为 1.5 ~ 3.0μm；叶绿体的平均直径一般为 2 ~ 5μm，平均长度一般为
5 ~ 10μm；细胞核的平均直径一般为 5 ~ 10μm。根据细胞结构的大小和比
例，选择相应的材料，制作细胞结构模型，能形象而直观地反映出植物细
胞或动物细胞的形态和结构特征。
▎活动目标
1. 选择合适的材料，设计并制作植物细胞和动物细胞的结构模型。
2. 运用细胞模型，展现细胞的结构特征，理解细胞的结构与功能之间的
关系。
▎材料用具
卡纸（或其他较硬的纸张）、透明塑料保鲜盒、蓝色冰袋、超轻黏土、
起泡胶（或水晶泥）、尺子、美工刀等。
第4章 生物体有相同的基本结构 93▎活动步骤
（一）制订方案
1. 以小组为单位，参考图4-12 和图4-13 讨论并制订植物细胞和动物细
胞的结构模型的制作方案，确定模型的大小（尺寸）。
液泡
细胞壁
细胞膜 叶绿体
细胞核
细胞质
线粒体
图4-12 植物细胞的结构示意图
细胞膜
线粒体
细胞核
细胞质
图4-13 动物细胞的结构示意图
94 第3单元 生物体的结构层次2. 根据细胞结构的有关数据，计算模型中细胞核、线粒体、叶绿体等
结构的大小，再确定合适的模拟材料。在选择模拟材料时，还要思考如何
体现结构与功能的特点。例如，细胞质是透明胶状物质，含水量约为 80％，
制作的模型如何体现细胞质是可以流动的？叶绿体呈绿色，需要选择哪些
材料？
（二）制作模型
按照制订的方案制作细胞的结构模
型，在注重科学性的同时，还要注意艺术
性，要有美感。例如，线粒体、叶绿体、液
泡和细胞核等结构的分布要合理、美观。
图 4-14 所示的是一位学生制作的植
物细胞的结构模型。
（三）展示交流与评价
1. 各小组展示制作的细胞结构模型，
重点从材料的选择、细胞各结构的分布及
功能、制作过程中成员的分工等方面进行
汇报。讨论制作的细胞模型如何能更好地
反映细胞结构与功能的关系。 图4-14 学生制作的植物细胞结构模型
2. 从细胞各结构的大小比例、材料选
择的适宜性、模型的美观性等方面进行自评与互评，提出合理的修改建议。
各小组在评价的基础上，反思研究中的不足，讨论并改进细胞模型的制作
方案。
▎扩展研究
细胞的种类繁多，细胞的形态也千差万别。可以选择自己感兴趣的某种
具体生物体细胞，如红细胞、平滑肌细胞等，制作相关模型；也可以在教师
的指导下，利用计算机及相关软件设计这种细胞的三维模型；还可以尝试用
三维打印机将设计的细胞结构模型打印出来，并进行后期的修饰加工。
第4章 生物体有相同的基本结构 95第 2 节 单细胞生物
在前面的学习中，我们已经知道细胞是生物体结构和功能的基本单位。
在自然界中，大多数生物是由多个细胞构成的，这类生物叫作多细胞生物
（multicellular organism）。有些生物只由一个细胞构成，这类生物叫作单细胞生
物（unicellular organism）（ ▲ ▲ p.100）。
多种多样的单细胞生物
在池塘和河沟里常生活着一些微小的生物，人们用肉眼通常无法直接看到
它们。把一滴池塘水或河沟水放在显微镜下观察，你会发现一些能够运动的小
生物。仔细观察，你还能发现有些小生物是由一个细胞构成的。
○ 观察水中的单细胞生物
▎方法
1. 用滴管取一滴池塘水或河沟水，滴 实验材料和用具
在载玻片的中央，盖上盖玻片，制成临时 池塘水或河沟水、载玻片、
装片。 盖玻片、滴管、显微镜等。
2. 把制成的临时装片放在显微镜下，用
低倍镜观察，必要时可换高倍镜观察。
3. 参考图 4-15，找一找显微镜下有没有与图中相似的单细胞生物。
▲ 衣藻 ▲ 眼虫 ▲ 变形虫
图4-15 几种单细胞生物示意图
96 第3单元 生物体的结构层次4. 从你观察到的单细胞生物中选择一种，画出它的结构简图，尝试标注结
构名称。
讨论
1. 你怎样判断观察到的物体是生物还是非生物？
2. 你所观察到的单细胞生物具有哪些基本结构？
3. 根据实验结果，你认为用肉眼是否可以判断水质清洁？为什么？
单细胞生物的生命活动
单细胞生物能像多细胞生物一样，进行各项生命活动吗？草履虫（图4-16）
是一种常见的单细胞生物，它的身体像一只倒置的草鞋，全身布满纤毛，依靠
纤毛的摆动在水中旋转前进。我们可以通过探究草履虫能否对外界刺激作出反
应，来尝试回答这个问题。
40 μm
图4-16 草履虫
○ 探究草履虫对外界刺激作出的反应
▎提出问题
草履虫能对外界刺激作出反应吗？
▎作出假设
根据你对问题的分析，作出假设： 。
第4章 生物体有相同的基本结构 97▎制订方案
针对你作出的假设制订实验方
案。可以选择多种材料如食盐、醋、
白糖等作为刺激物。下面是以食盐
作为刺激物设计的实验方案，供你
参考。
1. 在载玻片的两端分别滴一滴 1
草履虫培养液。
2. 用解剖针将两滴培养液连通
起来。
3. 在草履虫培养液的一侧放
少许食盐，用放大镜观察草履虫有
什么反应。
▎实施方案 2
根据制订的实验方案进行实
验，记录观察到的实验现象。
▎得出结论
与同学一起分析交流，比较不
同组的实验方案有哪些异同。你们
小组得出的结论是
3
。
讨论
1. 用不同的刺激物进行实验，得出的实验结果一样吗？
2. 草履虫对外界刺激作出怎样的反应？实验结果与假设一致吗？如果
不一致，那么可能的原因是什么？
98 第3单元 生物体的结构层次草履虫的身体仅由一个细胞构成，全部生命活动在一个细胞内完成（图
4-17）。例如，草履虫能用口沟从环境中摄取食物，用伸缩泡排出细胞内多余
的水分和代谢废物；能依靠纤毛运动，并能对外界环境的变化作出反应；能生
长并通过分裂繁殖后代，也具有遗传和变异等现象。草履虫的表膜（细胞膜）
将细胞内部与外部环境分开，不仅能保护细胞，还能控制细胞与外界环境的物
质交换，使细胞获得了一个相对稳定的内部环境，保证了细胞的正常生活。
纤毛
依靠纤毛运动
收集细胞内
多余的水分和 收集管
表膜
代谢废物，排
伸缩泡 通过表膜呼吸
出细胞外
细胞核 口沟
食物通过口沟进入细胞内
食物泡
细胞质
食物在食物泡内消化吸收
胞肛
排出食物残渣
图4-17 草履虫的结构示意图
第4章 生物体有相同的基本结构 99信息库
▲ ▲ 细胞学说
自从胡克发现细胞以后，许多科学家利用显微镜观察了大量动植物的细胞，
但在 100 多年里，人们对细胞及其与生物体的关系并没有进行科学的归纳和概
括。一直到 19 世纪，显微镜的结构有了很大的改进，同时人们对细胞的研究
也有了较为深入全面的认识。1838 年，德国植物学家马蒂亚斯·雅各布·施莱
登（Matthias Jakob Schleiden，1804—1881）在总结前人和自己研究成果的基础
上，提出所有的植物体都是由细胞构成的；1839 年，德国动物学家西奥多·施
旺（Theodor Schwann，1810—1882）在深入研究的基础上，提出动物体也是由
细胞构成的。细胞学说主要由施莱登和施旺创建，主要内容有以下三点：所有
的动物和植物都是由细胞构成的，细胞是生物体结构和功能的基本单位，新细
胞是由老细胞分裂产生的。细胞学说的建立过程对你有什么启发？
细胞学说被弗里德里希·恩格斯（Friedrich Engels，1820—1895）誉为 19
世纪自然科学的三大发现之一。细胞的研究对于认识生物的遗传、发育和生理
机能至关重要，对病理学、药理学和育种学等学科具有重要的实用价值。细胞
学说论证了整个生物界在结构上（进而在生命活动规律上）的统一性，进一步
诠释了各类生物共同起源的基础，有力地推动了生物学的发展。以细胞学说为
基础的细胞学不断发展，成为一门生物学分支学科，并与其他生物学科相互渗
透，极大地推动了我们对生命现象本质的科学研究。
▲ ▲ 单细胞生物与人类的关系
在单细胞生物中，有的细胞有细胞核，如草履虫、酵母菌等；有的细胞没
有成形的细胞核，如细菌等。单细胞生物虽然微小，却与人类有着密切的关系。
例如，草履虫、变形虫容易培养，繁殖速度快，是研究生物科学基础理论的好
材料。眼虫可以作为监测环境污染的指示生物。酵母菌可以用于生产面包和
馒头，酿制各种酒类。有些单细胞生物对人类有害。例如，疟原虫寄生在人
的血液里，使人患疟疾。在营养丰富的水体中，蓝细菌会在夏季大量繁殖，在
水面形成一层绿色而有腥臭味的浮沫，使水质恶化，对鱼类等水生动物有较大
危害。
100 第3单元 生物体的结构层次本章学到了什么
一、概念构建
1. 完成下面的概念图。
功能
保护细胞和控制物质进出细胞
基本结构 功能
细胞质 细胞生命活动的重要场所
细胞 功能
细胞核 细胞生命活动的控制中心
植物细胞不同于动物细胞的结构 细胞壁、 、
等
由一个细胞构成的生物
单细胞生物
二、能力提升
2. 红苋菜是一种常见的蔬菜。炒熟后的红苋菜汤汁呈红色，而用自来水清
洗红苋菜时一般不会看到水变红，尝试分析原因。
3. 某同学分别制作了洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞的临时装片，
放在显微镜下观察并比较植物细胞和动物细胞在结构上的特点。
（1）下图是制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片的几个步骤示意图，操作时
它们的先后顺序是 。
① ② ③
（2）切洋葱时会有汁液流出，这主要是液泡内的 流出的结果。
（3）在制作人口腔上皮细胞的临时装片前，用凉开水漱口的目的是什么？
第4章 生物体有相同的基本结构 101（4）制作洋葱鳞片叶表皮细胞和人口腔上皮细胞的临时装片时，在载玻片
的中央滴加的液体分别是什么？说一说为什么要滴加不同的液体。
（5）通过比较多种细胞的结构，可以得出细胞的基本结构包括细胞膜、细
胞质和细胞核三部分。你还能说出运用比较的方法得到结论的其他实例吗？运
用这种方法时需要注意哪些问题？
4. 草履虫是一种常见的单细胞生物，对水的质量和环境的变化敏感，因此
可以作为水体质量监测生物。右下图是草履虫的结构示意图，请据图回答问题。
（1）草履虫能在水中快速移动，主要依靠
的结构是 （ 填序号）。 ①
②
（2）图中②所示的结构是 ，它
不仅能保护细胞，还能控制细胞与外界环境
③
的 。
（3）草履虫细胞里与遗传有关的物质主要
存在于 （填序号）中。
④
（4）单细胞生物虽然只由一个细胞构成，
但能像多细胞生物一样进行各项生命活动，请
举例说明。
（5）单细胞生物是生物圈的重要成员之一。请结合所学内容，与同学交流
单细胞生物与人类存在怎样的关系。
三、实践体验
5. 取两个放大镜，一个是低倍放大镜，另一个是高倍放大镜。与你的同伴
合作，完成下列步骤。
（1）先用肉眼观察一本书上的文字。然后用高倍放大镜观察同样的文字，
看一看观察到的文字的大小有什么变化。
（2）将高倍放大镜放在书的上方，同时将低倍放大镜放在高倍放大镜的上
方。上下移动低倍放大镜与高倍放大镜，在看清楚的前提下，尽可能放大书上
的文字。
比较两次观察的结果，体会显微镜的放大原理。查阅资料，尝试利用两个
放大镜制作一个简易的显微镜。
102 第3单元 生物体的结构层次第 5 章
生物体有相似的结构层次
生物体大多是由细胞构成的，组成生物体的细胞不是简单地堆积，
而是有序地形成复杂的结构，具有一定的结构层次。通过本章的学习，
你将了解细胞的分裂与分化对生物体生长、发育的作用，理解细胞、组织、
器官（系统）是怎样构成多细胞生物体的。
10 μm
学习要点 活动提示
★ 细胞能通过分裂与分化形成组织 ○ 观察细胞的分裂过程
★ 多细胞生物体具有一定的结构层次 ○ 观察叶片的结构
第5章 生物体有相似的结构层次 103第 1 节 细胞的分裂与分化
春季的池塘水面上，常常出现一团团的蛙卵。经过一段时间，受精的蛙卵
就会发育成在水中自由游动的小蝌蚪，然后继续发育成青蛙（图 5-1）。从一
个受精的蛙卵发育成青蛙，在这个过程中，细胞发生了哪些变化？
图5-1 受精的蛙卵发育成青蛙示意图
细胞的分裂和生长
池塘里的蝌蚪可以发育成青蛙，一粒种子可以长成一棵参天大树，生物体
常常有由小到大的生长现象。在生长过程中，组成生物体的细胞数目不断增多，
这与细胞的什么生理活动有关呢？
○ 观察细胞的分裂过程
图 5-2 和图 5-3 分别是动物细胞和植物细胞的分裂过程示意图，仔细观察
图中细胞的变化，分析细胞分裂是怎样进行的。
104 第3单元 生物体的结构层次图5-2 动物细胞分裂过程示意图
图5-3 植物细胞分裂过程示意图
讨论
1. 在细胞分裂过程中，细胞核和细胞质有怎样的变化？
2. 细胞分裂对生物体的生长和发育有什么意义？
细胞数目的增多是通过细胞分裂实现的。细胞分裂通常是一个细胞分成两
个细胞的过程。细胞分裂时，细胞内的细胞核和细胞质都要分成两份，分配到
两个子细胞中。在体细胞的分裂过程中，细胞核中的染色体通过复制形成数目
和形态相同的两份，并随着细胞的分裂分别进入两个子细胞中（图 5-4），因
此，通过细胞分裂形成的两个子细胞，与原来细胞在染色体的数目和形态上是
一样的。由于染色体上有遗传物质 DNA，因此保证了生物的遗传物质在细胞的
前后代之间保持连续性和稳定性。
第5章 生物体有相似的结构层次 10510 μm 10 μm
图5-4 细胞分裂时染色体复制后被平均分配到两个子细胞中（人工染色）
细胞分裂产生的子细胞体积一般很小。细胞在生长过程中需要吸收营养
物质，这些营养物质经过一系列的变化后，转变成细胞的组成物质，细胞的体
积就会逐渐增大。大多数植物细胞在生长过程中，还会出现一种明显现象，就
是细胞质里先出现许多小液泡，然后小液泡逐渐变大，最后合并为一个大液泡
（图 5-5）。细胞生长到一定程度后，就不再长大了。
液泡
图5-5 植物细胞的生长示意图
超链接 与数学的联系
活细胞必须有合适的表面积与体积之比，才能从环境中获得充足的营养物质。假设细
胞为正方体，请你以边长为1 μm 、2 μm、3 μm、4 μm分别计算细胞的表面积与体积之比，
找一找其中的规律。
106 第3单元 生物体的结构层次细胞的分化
多细胞生物虽然大多是由一个细胞（受精卵）发育而来的，但在多细胞
生物体中，细胞之间无论是大小还是形态和功能，都有着一定的差异。观察
图 5-6，分析图中细胞之间的差异是如何形成的，这些差异导致了细胞在功能
上出现了什么变化。
继续保持分裂能力
分裂 分裂 分裂 分化 平滑肌细胞能收缩和舒张
受精卵
经细胞分裂形成许多细胞
血细胞有运输物质、止血等功能
图5-6 细胞的分裂和分化示意图
对于多细胞生物而言，在受精卵分裂产生新细胞的过程中，除一小部分细
胞继续保持原来的形态并具有分裂能力外，绝大多数细胞失去了分裂能力。这
些细胞通过生长增大了体积，在形态结构上也产生了差异，并且各自具有了不
同的生理功能。细胞在形态和功能等方面发生变化的过程，叫作细胞分化（cell
differentiation）。
细胞经过分化形成了许多形态、结构和功能不同的细胞群，这些形态相似、
结构和功能相同的细胞群叫作组织（tissue）。
第5章 生物体有相似的结构层次 107植物体的组织主要有分生组织、保护组织、输导组织、营养组织和机械组
织等（图5-7）。
50 μm 40 μm
▲ 分生组织的细胞具有分裂能力，细胞一般较 ▲ 营养组织的细胞能够储存有机物，含有叶绿体
小，细胞核较大（人工染色） 的营养组织的细胞还能制造有机物（人工染色）
50 μm
▲ 保护组织的细胞排列紧密，覆盖在植物体的
表面，具有保护作用
▲ 机械组织在植物体内具
有支持作用（示意图）
100 μm
▲ 输导组织由许多管状细胞构成， 能运输水、
无机盐和有机物（人工染色）
图5-7 植物体的主要组织
108 第3单元 生物体的结构层次人体和动物体有上皮组织、神经组织、肌肉组织和结缔组织等基本组织
（图5-8）。
20 μm
▲ 上皮组织覆盖在身体内外及各种囊腔的表面，
主要具有保护作用（人工染色）
50 μm
▲ 肌肉组织由肌细胞构成，具有收缩和舒张的功
能（人工染色）
100 μm 100 μm
▲ 神经组织主要由神经细胞构成，能接受刺激， ▲ 结缔组织的细胞之间间隙较大，具有支持、营
产生和传导兴奋（人工染色） 养、连接和保护等功能（人工染色）
图5-8 人体和动物体的基本组织
第5章 生物体有相似的结构层次 109STSE 科学·技术·社会·环境
干细胞
人体干细胞也称人体母细胞，具有分化成人体不同种类细胞的潜
能。有的干细胞如受精卵、早期的卵裂球等，具有产生完整个体所有类
型细胞的分化潜能；有的干细胞只能分化成某一类的细胞，如神经干细
胞只能分化成各种神经细胞。
人的造血干细胞能分化成人体各种血细胞，可用于补充体内衰老和
死亡的血细胞。造血干细胞存在于骨髓、外周血和脐带血等中。造血干
细胞移植技术是治疗白血病、淋巴瘤、骨髓瘤等疾病比较有效的方法。
不同人的造血干细胞的人类白细胞抗原会有差异，只有两个人的人
类白细胞抗原配型相同才能进行造血干细胞移植。为了方便患者找到配
型相同的造血干细胞捐献者，我国于2001年正式成立了中国造血干细
胞捐献者资料库（中华骨髓库）。截至2024年6月30日，中华骨髓库
志愿者入库数据达3 451 787人份，累计捐献造血干细胞17 905例，许
多患者得到了救治。
▲ 采集的造血干细胞混悬液
110 第3单元 生物体的结构层次第 2 节 多细胞生物的结构层次
你注意过公园里的桃树和地上茁壮生长的蒲公英（图 5-9 和图 5-10）
吗？从外形上观察，它们的差异很大，但是构成桃树和蒲公英的结构层次却
基本相似。
图5-9 桃树 图5-10 蒲公英
通过前面的学习，我们知道组成生物体的众
多细胞不是杂乱地堆积在一起，而是经过分裂和
分化，形成了形态和功能不同的组织。那么，这
些组织如何进一步构成结构复杂的生物体呢？
绿色开花植物体的结构层次
在小学科学课程的学习中，我们已经知道绿
色开花植物体有根、茎、叶、花、果实和种子六
种器官（图 5-11 和图 5-12）。其中，根、茎、叶
是营养器官，花、果实和种子是生殖器官。通过
下面的实验，你将进一步了解器官（organ）是由
哪些结构组成的。
图5-11 油菜植株示意图
第5章 生物体有相似的结构层次 111▲ 根 ▲ 茎 ▲ 叶
▲ 花 ▲ 果实 ▲ 种子
图5-12 油菜植株的六种器官示意图
○ 观察叶片的结构 实验材料和用具
取新鲜的植物叶片，分小组练 新鲜的叶片、马铃薯的块茎、
习徒手切片，并制成临时切片放在 叶永久切片、清水、滴管、刀片、毛笔、
显微镜下观察。 镊子、载玻片、盖玻片、培养皿、
▎方法 显微镜等。
（一）练习徒手切片
1. 把马铃薯的块茎切成长约
1 cm、宽约 0.5 cm、高约 3 cm 的
长方体小块，以此小块作为支持物。
把新鲜的叶片切成小的长方形，夹
在马铃薯小块的切缝中。
制作切片最 支持物的切缝
合适的部位 1
112 第3单元 生物体的结构层次2. 左手捏紧夹着叶片的马铃薯小
块，右手拿着沾水的刀片，向自己的
身体方向连续水平斜向拉切。
提示：左手拇指要低于食指，以
防被刀片划破。
3. 用湿润干净的毛笔把切下的薄 2
片轻轻刷到盛有清水的培养皿内。
4. 在培养皿内挑选最薄的材料，
用毛笔挑起，放在载玻片上，盖上盖
玻片，制成临时切片。
试一试：还能用什么其他方法切
割叶片，得到很薄的观察材料？
3
（二）观察叶片的结构
1. 把制成的临时切片放在显微镜
下观察。然后在显微镜下观察叶永久
切片，对照图5-13，辨认构成叶片的
细胞大致有几种形态，它们各分布在
什么位置。
4
上表皮 叶肉
100 μm
叶脉
下表皮
图5-13 叶横切面（人工染色）
第5章 生物体有相似的结构层次 1132. 把观察和分析的结果填写在表 5-1中。
结构示意图 结构名称 组织名称 功 能
表 皮
营养组织
叶脉里的
导管与筛管
（ ▲ ▲
表5-1 叶的结构组成
导管：运输水和无
机盐。筛管：运输有
p.117） 机物
叶脉里的纤维 机械组织
讨论
1. 叶片是由哪几种组织构成的？它们在结构与功能方面各有哪些特点？
2. 通过实验与观察，分析器官与组织之间的关系。你还能列举其他实
例来说明吗？
叶片的上、下表面各有一层排列紧密的扁平细胞，这些细胞能保护叶片内
部的结构，是保护组织。叶片内有排列整齐的长圆柱形细胞和排列疏松、形状
不规则的细胞，这些细胞能够制造和储存有机物，是营养组织。叶片的叶脉里
有许多管状的细胞，能够运输水、无机盐和有机物，是输导组织。叶脉里还有
一些细长的细胞，具有支持作用，是机械组织。
114 第3单元 生物体的结构层次通过观察发现，植物的叶是由保护组织、营养组织、输导组织和机械组织
等构成的器官。器官就是由几种不同的组织按一定的次序联合起来形成的具有
一定功能的结构。
在绿色开花植物体中，细胞通过分裂和分化形成了不同的组织，几种不同
的组织构成了器官，各种器官又进一步构成了个体。由此可见，绿色开花植物
体的结构层次由微观到宏观依次为：细胞→组织→器官→个体（图5-14）。
保护组织
花
营养组织
输导组织
机械组织
果实
茎
叶
叶的立体结构
根
植物体 叶肉细胞
图5-14 绿色开花植物体的结构层次示意图
与绿色开花植物体相似，人体的生长发育也是从一个细胞（受精卵）开始
的，通过细胞分裂和分化形成不同的组织，如上皮组织、结缔组织、神经组织
和肌肉组织等。这些组织进一步构成了人体的器官（ ▲ ▲
人体的结构层次
p.117），如胃、食管、
小肠、心脏、血管等。那么，这些器官是怎样构成人体的？
第5章 生物体有相似的结构层次 115观察图 5-15，分析人体消化系统的组成。想一想，与绿色开花植物体的
结构层次相比，人体的结构层次有什么特点。
小肠是构成消化系统
的器官之一，由不同的
组织构成
小肠绒毛壁由一层
上皮组织构成
消化系统由口腔、咽、食管、胃、小肠、
大肠、肝脏和胰腺等器官构成。消化系统的
小肠绒毛上皮细胞
主要功能是消化食物和吸收营养物质
图5-15 人体消化系统的组成示意图
在人体中，一些器官按一定的次序组合在一起，共同完成一项或几项生理
活动，就构成了系统（system）。除消化系统外，人体还有运动系统、循环系
统、呼吸系统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统和生殖系统等。由此可见，
人体的结构层次由微观到宏观依次为：细胞→组织→器官→系统→个体。
多数动物体和人体一样，也是由多个系统构成的统一整体。这些系统具有
不同的生理功能，又相互联系、相互配合，共同完成各项生命活动。
116 第3单元 生物体的结构层次信息库
▲ ▲ 人体的腔及腔内器官
人体的头部和躯干部由皮肤、肌肉和骨骼分别围成颅腔和体腔，体腔由膈
分为胸腔和腹腔两部分（图 5-18）。颅腔里有脑，脑和椎管内的脊髓相连；胸
腔内有心脏、气管、肺等器官；腹腔内有胃、肝脏、胆囊、小肠等器官（图
5-19）。人体腹腔的最下部又叫盆腔，内有膀胱、直肠，女性的盆腔内还有卵
巢、子宫等器官。
▲ ▲ 导管与筛管
导管是植物运输水和无机盐的管状结构，由许多管状的导管细胞连接而成
（图 5-16）。导管细胞是死细胞。导管细胞上、下相连接的细胞壁消失，形成
中空管道。
筛管是植物运输有机物的管道，由许多管状细胞连接而成（图 5-17）。筛
管中相邻两个细胞的横壁上有许多小孔，称为筛孔。筛管细胞是活细胞，但没
有细胞核。
图5-16 导管示意图 图5-17 筛管示意图
第5章 生物体有相似的结构层次 117喉
气管
颅腔
肺
心脏
椎管
膈
肝脏
胸腔 胆囊 胃
膈
大肠
腹腔
小肠
盲肠
阑尾
膀胱
图5-18 人体内的腔示意图 图5-19 人体的内部器官示意图
本章学到了什么
一、概念构建
1. 完成下面的概念图。
植物 分裂 植物体的 构成 植物体的 构成 绿色开花
细胞 分化 组织 器官 植物体
细胞
动物 分裂 人体和动物 构成 人体和动物 构成
细胞 分化 体的组织 体的器官
构成
人体和多
数动物体
118 第3单元 生物体的结构层次二、能力提升
2. 番茄是人们经常食用的果蔬。下图是番茄的不同结构层次示意图，请据
图回答问题。
A B C D
（1）图 D 是番茄叶肉细胞示意图。番茄叶肉细胞中有 24 条染色体，它经
过2 次分裂后，形成的子细胞中的染色体数目是 条。
（2）有分裂能力的细胞通过分裂和分化，可以形成图 （ 填字母），在
此过程中细胞的形态结构和功能产生了差异。
（3）从植物体结构层次的角度分析，图 A 属于植物体的 。
用开水烫过 A 后，可以撕下一层薄薄的表皮，这层表皮属于 组
织；表皮以内的果肉属于 组织；将 A 从中央剖开，可以看到
果肉中有一条条“筋络”，这些“筋络”主要是 组织，其功能
是 。
（4）用图中的字母，按从微观到宏观的顺序表示番茄的结构层次。
3. 猎豹主要生活在非洲，依靠快速奔跑来捕猎，是陆地上现存奔跑最快的
动物。猎豹的耐力不强，不能长时
间奔跑。因为长时间奔跑会导致猎
豹体温过高，甚至死亡。请据此回
答问题。
（1）猎豹的猎物主要是羚羊等
中小型动物。在生态系统中，猎豹
和羚羊属于生物成分里的 。
▲ 猎豹捕捉羚羊
第5章 生物体有相似的结构层次 119（2）猎豹、羚羊及其生活环境中的草在形态上有很大差异，但是它们的基
本组成单位都是 。
（3）猎豹奔跑迅速，对它的呼吸系统和循环系统都是一种考验。猎豹的身
体由多个系统构成，每个系统由多个 有序连接在一起，共同完成一项
或几项生理活动。
（4）猎豹、羚羊与草在结构层次上有什么相同和不同之处？
三、实践体验
4. 你知道在人的体腔内，心脏和肝脏在什么位置吗？利用人体模型，尝试
模拟组装人体的内部结构，了解人体各系统的组成以及各器官在人体腔内的
位置。
▲ 人体模型
120 第3单元 生物体的结构层次单元小结
一、概念体系
细胞膜、细胞质、细胞核、
植物细胞
细胞壁、叶绿体、液泡等
类型
动物细胞 细胞膜、细胞质、细胞核等
细胞
单细胞生物
分裂 分化
分生组织、保护组织、营养组织、
植物体的组织
输导组织、机械组织等
类型
组织
生
神经组织、上皮组织、结缔组织、
物
人体和动物体的组织
体 肌肉组织等
的
结 构成
构
层 根、茎、叶、花、 构成 绿色开花
植物体的器官
次
果实、种子 植物体
类型
器官
人体和动物体的器官 心脏、肺、胃、小肠等
构成
类型 构成
系统 消化系统、循环系统、神经系统等 人体和多数动物体
二、素养达成
通过本单元的学习，下列几方面的素养应得到发展。
1. 通过观察实验，运用比较、归纳等方法，识别动植物细胞结构的异同点，
初步理解细胞的多样性和统一性。
单元小结 1212. 尝试运用建模方法，制作并展示动植物细胞的结构模型，说明细胞各结
构的功能及其相互关系。
3. 运用图示和实验，说明细胞通过分裂和分化形成各种组织。
4. 识别绿色开花植物体和人体的结构层次，阐明生物体在结构和功能上是
一个有机整体。
122 第3单元 生物体的结构层次第 4 单元
生物的多样性
“春色遍芳菲，闲檐双燕归”“落红不是无情物，
化作春泥更护花”。地球上的生物多种多样、丰富
多彩，它们与人类的关系密切。每一种生物都是
独特的，不同的生物在形态结构上既有相似之处，
又有差别。依据生物之间的相似程度，可将生物
分成不同的类群。生物多样性对维持生态平衡具
有重要作用，保护生物多样性是每
个人应有的责任。第 6 章
生物的命名与分类
迄今为止，人类已经发现的现存生物超过 180 万种，例如，虎、狼、
熊、狮、豹等肉食性动物，赤豆、绿豆、大豆等豆类植物。通过本章的
学习，你将了解生物的科学命名方法，尝试以生物的特征等为依据对生
物进行科学的分类和检索，能认同生物之间具有亲缘关系。
学习要点 活动提示
★ 生物划分为界、门、纲、目、科、属、 ○ 尝试对一组生物进行分类
种等分类等级
★ “种”是最基本的生物分类单位
124 第4单元 生物的多样性第 1 节 生物的命名
甘薯（图 6-1）在一些地区被称
为红薯，还有一些地区的人们称它
为番薯、地瓜。同一种生物为什么
会有不同的名称呢？
生物的俗名
图6-1 甘薯
人们在认识生物的历程中，对于已
经知道的生物都给予一定的名称，这种
人们习惯使用的名称叫作俗名。由于世界上的国家、民族众多，语言、习惯各
不相同，所以生物的俗名也会千差万别。
日常生活中使用的生物俗名，虽然形象生动、约定俗成，但往往存在同物
异名、异物同名（图 6-2）和读音误解等情况，从而造成生物名称的混乱和交
流研究的困难。
图6-2 两种被称为杜鹃的生物
第6章 生物的命名与分类 125生物的学名
创立世界通用的生物命名法是人们长期以来的愿望，并且人们为此进行了
不懈的探索。
我国成书于 2 000 多年前的古籍《尔雅》里记载的生物名称中，有些使用
了复名，例如，“枣”使用的复名有“壶枣、白枣、酸枣”等，“鼠”使用的复
名有“鼢鼠、鼸鼠、鼶鼠”等。这些复名蕴含了使用“双名法”来为物种命名
的思想。
超链接 与文学的联系
《尔雅》是我国第一部按照词义系统和事物分类来编纂的词典。全书共19篇，
其中《释草》《释木》《释虫》《释鱼》《释鸟》《释兽》《释畜》7篇著录了大量的动植物。
书中指出了它们的名称，并根据形态特征将它们纳入一定的分类系统之中。
18 世纪，瑞典博物学家卡尔·冯·林
奈（Carl von Linné，1707—1778，图6-3）
确立了一种生物命名法 —双名法，
一直沿用至今。
按照双名法，每个物种的学名由两
部分组成，第一部分是属名，第二部分
是种名。学名都用斜体的拉丁文表示（图
6-4）。例如，Prunus mume（梅），第一
个词 Prunus 是属名，首字母大写，第二
个词mume 是种名，全部小写。
图6-3 林奈（画像）
126 第4单元 生物的多样性画眉：Garrulax canorus 梅：Prunus mume
图6-4 两种生物的学名
生物学名的后面还附有定名人的姓名，用正体表示，有时定名人的姓名可
以省略。
讨论
1. 把你的姓名与梅的学名进行比较，姓名与学名有怎样的对应关系？
2. 一种生物的俗名是多样的，而学名却是统一的。为什么说生物的名
称从多种多样到全世界统一是一个很大的进步？
双名法使每个物种只有一个全世界通用的科学名称即学名，从而确保了物
种的名称不会混淆。人们根据学名就可知道某种生物在分类系统中的分类地位，
并可知道该种生物的主要特征，有利于学术交流和发展。因此，林奈的双名法
成为一种科学的国际通用的生物命名方法。
第6章 生物的命名与分类 127第 2 节 生物的分类
想象一下，你如果在一个物品杂乱堆放的超市里购物，能很快找到所需要
的商品吗？是不是感到很困难、很心烦？当然，超市里商品的摆放通常是分
门别类、井然有序的（图 6-5），因此，你可以方便快捷地选购物品。
图6-5 超市中分类摆放的商品
同样，当你面对几百万种生物时，如果不对其进行科学合理的分类，那么
学习、交流和研究会遇到很多障碍。因此，对生物进行命名和分类是生物学研
究的基础和重要工作，也是人们认识、利用和保护生物多样性的重要基础。那
么，如何对生物进行分类呢？
生物的分类等级
通过小学科学课程的学习，我们已经知道生物可以分为植物、动物、微
生物等。我们也可以根据生物的特征、生存环境、与人类的关系等对生物进行
分类。
128 第4单元 生物的多样性○ 尝试对一组生物进行分类
全班同学分成若干个小组，分析图 6-6 中的生物，选择一个分类依据，尝
试对这些生物进行分类，并记录分类结果。
方法与技能
分类 以比较为基础，找出研究对象的异同，再将研究对象分门别类。分类时，
先把有共同点的对象归为较大的类，再把其内部的对象按差异划分为较小的类。例如，
本活动中，若依据生存环境的共同点对图中生物进行分类，蝙蝠和家燕属于空中的
生物，金鱼属于水中的生物，油菜、蜗牛、灵芝、郁金香属于陆地上的生物，大肠
杆菌可能存在于多种环境中。
▲ 灵芝
▲ 蝙蝠
▲ 油菜
▲ 家燕
▲ 郁金香
▲ 大肠杆菌
▲ 金鱼 ▲ 蜗牛
图6-6 一组生物示意图
第6章 生物的命名与分类 129讨论
1. 小组在进行分类时，进展顺利或受阻的原因是什么？对分类的结果
满意或不满意的理由是什么？
2. 全班交流各小组的分类依据和结果。各种分类方法的优缺点有哪
些？哪一种分类方法更科学？为什么？
地球上生活着各种各样的生物，人们
对生物的分类方法也有多种。我国明代的
医药学家李时珍（1518—1593，图 6-7）
在《本草纲目》中就提出了比较科学的分
类方法。
为了弄清生物之间的亲缘关系，生物
学家根据生物之间的相似程度，把它们划
分为界、门、纲、目、科、属、种等不同
等级，这是目前采用的生物分类系统的 7
个主要等级。这样的分类系统把所有的生
物联系在一起，也是科学研究中常用到的
分类方法。
生物分类依据的特征有形态、结构、
生理、发育、习性等方面。“界”是最大的分类单位，例如，植物界、动物界
等（ ▲ ▲
图6-7 李时珍（画像）
p.135）。“种”是最基本的分类单位，例如，小麦、猫等各是一个种。
种是物种的简称。在自然环境中，同一物种的个体间可以交配，且能产生有生
殖能力的子代；不同物种的个体间一般不能交配，或交配后产生的子代一般没
有生殖能力。例如，马和驴是两个不同的物种，骡是它们交配产生的子代，不
具有生殖能力。
观察表6-1 中人、猫、枇杷、小麦的分类等级，讨论相关问题。
130 第4单元 生物的多样性表6-1 人、猫、枇杷、小麦的分类等级
人 猫 枇杷 小麦
界 动物界 动物界 植物界 植物界
门 脊索动物门 脊索动物门 种子植物门 种子植物门
纲 哺乳纲 哺乳纲 双子叶植物纲 单子叶植物纲
目 灵长目 食肉目 蔷薇目 禾本目
科 人科 猫科 蔷薇科 禾本科
属 人属 猫属 枇杷属 小麦属
种 人 猫 枇杷 小麦
讨论
1. 人、猫、枇杷、小麦在分类等级上有哪些相同点？又有哪些不同点？
2. 生物分类等级从大到小，所包含的生物种类的数量有什么变化？
所包含的生物的共同特征是增多还是减少？所包含的生物的亲缘关系是
变远还是变近？
3. 学习生物分类的方法对你的学习和生活有指导意义和帮助吗？你能
尝试把学习用品按照一定的分类方法进行分类整理吗？
18 世纪诞生了近代生物分类学，其奠基人是林奈，但林奈的著作《自然系
统》中没有提出物种之间具有亲缘关系。1859 年，英国博物学家查尔斯·罗伯
特·达尔文（Charles Robert Darwin，1809—1882）著述的《物种起源》出版，
第6章 生物的命名与分类 131进化思想才在生物分类学中得到体现，明确了通过生物分类，可以阐明生物之
间的亲缘关系，反映生物界的进化情况等。
20 世纪，生物学的发展进入分子生物学时代，科学家又以 DNA、蛋白质
等物质在分子水平上的相似程度为依据对生物进行分类。经过众多生物分类学
家多年不懈努力（
生物检索表
假如你遇见了一种不知名的生物，如何识别它呢？
科学家根据生物类群存在的相似和相异的特征，
将生物分类的过程记录、整理出来，
编制了生物检索表。生物检索表
方便了生物分类的查阅、交流与
研究。
根据下面的生物检索表，查
阅猫（图6-8）属于哪一类生物。
图6-8 猫
生物检索表
1a. 能进行光合作用，自养
2a. 产生种子 种子植物
3a. 种子有果皮包被 被子植物
3b. 种子裸露，无果皮包被 裸子植物
2b. 产生孢子 孢子植物
1b. 不能进行光合作用，异养
2c. 体温不恒定，用鳃呼吸 鱼类
2d. 体温恒定，用肺呼吸
3c. 身体被羽毛，卵生 鸟类
3d. 身体被毛，胎生 哺乳类
▲ ▲ p.136），生物分类变得越来越科学。
132 第4单元 生物的多样性讨论
1. 说一说你使用生物检索表时的检索过程。你的检索结果和其他同学
一致吗？为什么？
2. 在图书馆检索某本书时，使用传统的检索方法与使用电脑搜索，哪种
方法与生物检索方法类似？
生物检索表是人们从生物的特征中找出比较重要而稳定的特征，用简短的
文字描述排列而成的。使用生物检索表时，根据观察到的生物特征，把检索表
按顺序逐级使用，逐项往下查。
生物检索表的形式有多种。上页呈现的是二叉式检索表，即检索表的每一
次分叉（如 1a 与 1b，2a 与 2b，3a 与 3b 等的分叉）都由一个（或一组）特征
的两种不同表现构成。下面的检索表是在分类的每一个步骤中，要从生物的一
个重要特征的两种不同表现（如 1a 与 1b）中选定一种，每进一步都将缩小某
类生物可能归属的类群范围。
第一步
1a. 不能制造有机物 动物
1b. 能制造有机物 植物（到第二步）
第二步
2a. 用种子繁殖 种子植物（到第三步）
2b. 用孢子繁殖 孢子植物
第三步
3a. 种子有果皮包被 被子植物
3b. 种子无果皮包被 裸子植物
第6章 生物的命名与分类 133STSE 科学·技术·社会·环境
李时珍与生物分类
李时珍是我国明代的医药学家。他出身医学世家，自幼热爱医学。
他以《证类本草》为蓝本编写《本草纲目》，其间先后到武当山、庐
山等地收集药物标本和处方，并拜渔人、樵夫、农民、车夫、药工、
捕蛇者等为师。他参考历代医药方面的书籍，考古证今，记录上千万
字札记，弄清许多疑难问题，于 1578 年完成了约 192 万字的巨著《本
草纲目》。全书共52 卷。
李时珍在《本草纲目》中将其收录的药物分为水、火、土、金石、
草、谷、菜、果、木、服器、虫、鳞、介、禽、兽、人共 16 部，16
部以下又分为60 类。例如，草部分为山草、蔓草、芳草、毒草、水草、
石草、杂草等类。这样既统一了许多植物的命名方法，又揭示了植物
之间的亲缘关系。而林奈提出类似的比较科学的分类方法，比李时珍
晚了100多年。
《本草纲目》被誉为“东方医药巨典”，它不仅为我国药物学的发
展作出了重大贡献，也对世界医药学、植物学、动物学、矿物学、化
学的发展产生了深远的影响。
134 第4单元 生物的多样性信息库
▲ ▲ 生物分界的发展历程
生物的科学分类要综合应用形态学、解剖学、分子生物学等学科的原理、
方法，还要借助显微技术、计算机技术等方面的发展。生物的科学分类经历了
错综复杂、长期、艰难的发展历程。
在生物分类学中，界被视为分类的最高阶层。18 世纪，瑞典博物学家林奈
提出将生物分为两界，即植物界和动物界。当时人们主要以肉眼所能观察到的
特征来区分生物。1866年，德国科学家恩斯特·赫克尔（Ernst Haeckel，1834—
1919）提出将生物分为三界，即植物界、动物界和原生生物界。三界说是在
广泛使用显微镜并发现许多单细胞生物兼有动物和植物的特性之后产生的。
随着电子显微技术的发展，细胞学的研究进一步表明，细菌与其他生物之
间存在明显的区别。一些学者不再采用将细菌归入植物界的传统分界方法，而
将其确定为原核生物，从而与真核生物分开。1969年，美国科学家罗伯特·哈
丁·惠特克（Robert Harding Whittaker，1920 —1980）提出将生物分为五界，即
原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界（图 6-9）。五界系统是
动物界
植物界 真菌界
原生生物界 原核生物界
图6-9 生物分为五界示意图
第6章 生物的命名与分类 135以细胞结构分化的等级，以及与主要营养方式有关的组织类型为基础的。这种
分界方法在当时获得了大多数学者的肯定。之后，由于非细胞形态的病毒具有
一系列典型的生命特征，但又不同于其他生物，因此有人主张病毒应单独列
为一界，成为六界系统。
20 世纪 80 年代后期，一些科学家基于分子生物学的研究，对不同生物的
核酸和蛋白质进行比较后，提出将生物分为三个域：细菌域（旧称真细菌域）、
古生菌域（旧称古细菌域）和真核生物域。
随着人类对生物了解的不断深入，生物分类学也在不断地发展。
▲ ▲ 我国生物分类学的发展和生物分类学家
我国的生物分类学研究虽然起步较晚，但发展迅速。几代生物分类学家兢
兢业业、攻坚克难，完成了《中国植物志》《中国动物志》《中国孢子植物志》
等志书的编研，组建起一支专业的生物分类学队伍，推动了我国生物分类学
的发展。
吴征镒（1916—2013，图 6-10）是
目前我国植物学家中发现和命名植物最
多的一位。他和我国众多植物分类学工
作者一起改变了我国植物主要由外国学
者命名的历史。他科学地划分了中国植
物属和科的分布区类型并阐明了其历史
来源，修改了世界陆地植物的分区系统，
为植物区系划分和生物多样性研究及保
护作出了重要贡献。他获得 2007 年国家
最高科学技术奖。
图6-10 吴征镒
136 第4单元 生物的多样性本章学到了什么
一、概念构建
1. 完成下面的概念图。
生物的分类
主要分类依据 主要分类等级
最大的分类单位
界、门、纲、目、
科、属、种
最基本的分类单位
二、能力提升
2. 生物分类系统的 7 个主要等级是界、门、纲、目、科、属、种。小麦属
于禾本科小麦属，水稻属于禾本科稻属，苹果属于蔷薇科苹果属。下列叙述中，
错误的是（ ）。
A.“种”是最基本的分类单位，同种生物间能产生有生殖能力的后代
B. 小麦与水稻的亲缘关系比较近，与苹果的亲缘关系比较远
C. 生物的分类单位越小，包含的生物具有的共同特征越多
D. 同科不同属的动物，比同门不同纲的动物亲缘关系更远
3. 右图所示的植物你认识吗？盛夏的
湖中常常有这种植物的身影。查阅资料，
据图回答问题。
（1）这种植物的俗名和学名分别是
什么？
（2）这种植物有着怎样的分类等级？
它的主要特征是什么？
（3）这种植物在自然界和人类的生活
中各有怎样的价值？
第6章 生物的命名与分类 137三、实践体验
4. 以学习小组为单位，到附近的农贸市场或学校的养殖基地开展动物种类
的调查活动，尝试对调查到的动物进行科学分类，将分类结果填在下表的空格
中，并尝试说一说你对这些动物进行分类时依据的主要特征分别是什么。
动物类群 动物名称
无脊椎动物
鱼 类
两栖类
脊椎动物 爬行类
鸟 类
哺乳类
138 第4单元 生物的多样性附 录
常用计量单位
单位类别 单位名称 单位符号 备 注
千米 km
米 m 1 km = 103 m
1 cm =10-2 m
厘米 cm
长 度 1 mm = 10-3 m
毫米 mm
1 μm = 10-6 m
微米 μm 1 nm = 10-9 m
纳米 nm
平方千米 km2
1 km2 = 106 m2
公顷 hm2
面 积 1 hm2 = 104 m2
平方米 m2
1 cm2 = 10-4 m2
平方厘米 cm2
立方米 m3
体 积 1 cm3 = 10-6 m3
立方厘米 cm3
升 L
容 积 1 mL = 10-3 L
毫升 mL
吨 t
1 t = 103 kg
千克 kg
质 量 1 g = 10-3 kg
克 g
1 mg = 10-6 kg
毫克 mg
时 h
1 h = 3 600 s
时 间 分 min
1 min = 60 s
秒 s
附 录 139教科书中部分中英文名词索引
中 文 英 文 页 码
生物学 biology 3
观 察 observation 13
实 验 experiment 13
科学探究 scientific inquiry 14
生态因素 ecological factor 32
生态系统 ecosystem 51
生物圈 biosphere 60
食物链 food chain 63
食物网 food web 64
细胞膜 cell membrane 89
细胞质 cytoplasm 89
细胞核 nucleus 89
多细胞生物 multicellular organism 96
单细胞生物 unicellular organism 96
细胞分化 cell differentiation 107
组 织 tissue 107
器 官 organ 111
系 统 system 116
140 附 录后 记
本套教科书以《义务教育生物学课程标准（2022年版）》为依据，继承
并加强了2012年版《义务教育教科书 生物学》的传统特色，借鉴了国内外相
关优秀教科书的编写经验和实践成果，在充分调研的基础上，聚焦生物学大概
念，优化栏目设计，以探究实践为载体、以关键问题为引导，精选教科书内
容，构建学生主动参与的学习活动体系，系统设计实验、探究类学习活动和跨
学科实践活动，着力发展学生核心素养。
本套教科书的主编为匡廷云、曹惠玲。吴举宏组织专家和教师对本套教科
书进行了全面系统审读。
本册教科书的主编为曹惠玲，核心编写人员有刘满希、李其柱、邹伟志、
张翀、张徐祥、陈金宾、徐金良（按姓氏笔画排序）。
本册教科书的编写和出版得到了众多课程专家、学科专家、教研人员和一
线教师的指导和帮助，凝聚了他们的集体智慧。王妍、王小娟、史淑敏、冯照
军、李婧、李建宏、吴生才、吴兰兰、张晓红、陈维、赵玲、胡明、姜兴明、
姚国平、常秀艳、焦悦、潘辉等，有的参与了本册教科书编写的前期研究和讨
论，有的对本册教科书进行了认真细致的审阅，并提出了许多宝贵的意见和建
议。许多教研员、教师和学生参与了本册教科书的试教试用。在此，我们对所
有关心、支持和帮助本册教科书编写的人员表示衷心的感谢！本册教科书选用
了一些图片，对相关的作者和单位，我们一并表示诚挚的谢意！
教科书建设是国家实施课程与教学改革的一项长期而复杂的系统工程，
我们热切期望社会各界有识之士积极参与到教科书建设中，为打造我国培根铸
魂、启智增慧的精品教科书而不懈努力。
联系电话：（025）86633140。编读信箱：skswjx@163.com。
编 者义 务 教 育 教 科 书
义
务
教
义 务 教 育 教 科 书
育
教
Y I W U J I A O Y U J I A O K E S H U
科
书
生物学
生物学
七 年 级 上 册
SHENGWUXUE
生
物
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审批号：苏费核（2024 年）0494号 举报电话：12315
