华东师大版七年级上册(2024秋版)科学电子课本-社学整理_2025秋电子课本初中科目-新教材_全部版本•初中科学电子课本_华东师大版

主!!编!钱旭红
副主编!陈!刚
分册主编!袁崇刚
本册编写人员!钱振华!陈胜庆!孙!越!何桂梅
涂!泓
义务教育教科书
科!学
七年级!上册
责任编辑!竺!笑!高!烨!刘万红
责任校对!时东明
装帧设计!卢晓红!刘怡霖
插图绘制!上海翔绘网络科技有限公司
出版发行!华东师范大学出版社
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印刷者!苏州工业园区美柯乐制版印务有限公司
开!!本!313毫米;0$4#毫米!0$0"
印!!张!0!<#2
字!!数!##0千字
版!!次!#$#=年1月第0版
印!!次!#$#=年1月第0次
书!!号!>?@A431 3 23"$ 2$=2 2
审图号!B? !#$#="$2"2号
定!!价!02<$$元
出版人!王!焰
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致同学们
同学们:
欢迎你们学习科学,走近科学。
什么是科学? 科学是人类在研究自然现象,
发现自然规律的基础上形成的知识系统,以及在
获得这些知识的认识过程中所运用的方法。同
时,科学为技术与工程提供了理论基础,因此我们
常常也把技术与工程包括在科学之中。
在这套教材里你们将要学习有关物质科学、
生命科学、地球与空间科学、工程与技术等方面的
知识,这只是一个初步的基础,你们还要重视科学
知识的产生过程和科学方法的训练,逐步养成科
学探究的习惯;注重实践能力、创新精神和态度责
任的提升;了解科学知识在生产和生活实践中的
应用以及科学精神为社会提供的价值观念;试着
用学过的科学知识和方法去认识周围的自然现象
和社会现象,提出自己的看法并以科学的态度对
待不同的观点。全面提升科学素养对你们今后的
工作和学习有深远的意义。
本册教材的主题为认识人类生存的自然环
境。学习内容包括地表形态、海陆变迁、地球运
动、地球与月球的相互作用以及地球所处的宇宙
环境;以地球的自转、公转运动为出发点,地球的
运动产生昼夜更替、季节变化等现象,营造适宜生
物生存的自然环境;继而涉及不同自然环境中多
种多样的生物及其基本特征、生物的分类、生物体
的基本结构单位、高等生物体的结构层次等内容。
通过本册教材的学习,你们将提升对人类生存的
自然环境以及生物所具有的环境依赖性的认识。
本教材的编写采用探究和叙述相结合的方
式,注重核心概念之间的相互联系,精选典型案
例,创设问题情境,设置了“活动”“学生实验”“思
考与讨论”“工程设计与项目实施”“中国成就”“科
学前沿与应用”“视窗”“科学家”等栏目,以及可用
于课后评价的“练习”“学习小结”“学习运用”等内
容,希望你们喜欢。
习近平总书记十分重视科学教育,强调指出
“要在教育‘双减’中做好科学教育加法,激发青少
年好奇心、想象力、探求欲,培育具备科学家潜质、
愿意献身科学研究事业的青少年群体”。
祝愿你们在科学课程的学习过程中始终保持
对自然的好奇心, 不断追求科学真理, 并取得
成功。
目录
走近科学
第一节　　　科学看世界
 
/
 
2
第二节　　　科学探究
 
/
 
6
第三节　　　科学的基本测量
 
/
 
10
第四节　　　科学的几个重要概念
 
/
 
22
第一章 我们的地球
第一节　　　地球与地球仪
 
/
 
32
第二节　　　时差与节气
 
/
 
42
第三节　　　地图与平面图
 
/
 
49
第二章 变化的地形
第一节　　　千姿百态的地形
 
/
 
58
第二节　　　地形变化的原因
 
/
 
63
第三节　　　板块构造学说的形成
 
/
 
69
第三章 地球上的生物
第一节　　　地球上不同环境中的生物
 
/
 
83
第二节　　　生物的基本特征
 
/
 
90
第四章 生物的主要类群
第一节　　　动物的主要类群
 
/
 
98
第二节　　　植物的主要类群
 
/
 
105
第三节　　　微生物
 
/
 
109
第四节　　　生物的分类
 
/
 
113
第五章 生物多样性
第一节　　　认识生物多样性
 
/
 
121
第二节　　　保护生物多样性
 
/
 
128
第六章 生物体的结构层次
第一节　　　细胞
 
/
 
138
第二节　　　组织、器官和系统
 
/
 
154
第七章 地月系
第一节　　　地球是一颗行星
 
/
 
164
第二节　　　月球与月相
 
/
 
171
第八章 星空世界
第一节　　　太阳和太阳系
 
/
 
184
第二节　　　银河系和宇宙
 
/
 
195
后记
 
/
 
204
走近科学
自然界浩瀚又神奇,充满无穷的奥秘。
科学帮助我们了解自然,推动技术进步,影响了我们社会
生活的各个方面。
你喜欢学习科学吗?
你想了解奇妙的自然界吗?
你理解物质、能量、信息的概念吗?
科学 七年级上册
第一节　科学看世界
多姿多彩、不断变化的自然界中,扑朔迷离的现象构成了一个个神秘莫测的
自然之谜。经过人类不断探索,其神秘面纱正逐步被揭开。但更多的自然谜底正
等待着我们去揭示。
  一、
 
神奇的自然界
夜晚的天空,万点星星闪烁,令人神往。这些星星离我们有多远? 是否同样
生存着生物? 是否与太阳一样燃烧发光?
为什么树上熟透了的苹果会下落,而天上的月亮既不落向地球,也不飞向
太空?
图0.1.1 夜晚看星空
图0.1.2 下落中的苹果
蝙蝠(图0.1.3)是黑暗中的飞翔能手,即便在黑夜的树林中,它也能自如穿
梭飞行,并准确捕捉静止的或正在飞行的昆虫。是什么原因使它具有如此高超
的本领?
许多鸟类,如大雁(图0.1.4)等候鸟具有秋去春来、远程迁徙的习性,哪怕是
历经万里飞行,它们也能准确无误地返回自己的“故乡”。是什么原因使它们能历
经万里而不迷失方向呢? 又是什么原因使它们形成了这种迁徙的习性?
2
走近科学
图0.1.3 在黑夜中捕捉昆虫的蝙蝠
图0.1.4 迁徙中的大雁
南极是一个神秘的冰雪世界,这里的气温极低(最低气温接近-90℃),而且
天气变化无常,号称“暴风雪之家”。数以亿计的企鹅(图0.1.5)却是这里的“土著
居民”。为什么它们能在这样恶劣的环境中生存?
图0.1.5 生活在南极的企鹅
图0.1.6 恐龙复原图
据科学家对古生物化石的考证,6500万年前曾有一段漫长的时期是恐龙(图
0.1.6)繁盛的年代,地上、空中、水下都有恐龙的踪迹。而在那段时期以后,再也没
有发现恐龙生存的证据。是什么原因使这群称霸地球的庞然大物消失得无影无踪?
面对自然界的种种奇妙现象,你还有哪些问题?
  二、
 
观察与提问
在观察自然界的某些事件时,你会想:它为什么发生? 又是如何发生的? 这
些“为什么”或“如何”就是你所要研究的“问题”。因此,科学观察是发现问题、提
出问题的重要前提。
3
科学 七年级上册
活动
记录你观察到的现象
  1.
 
观察白天的合欢花(图0.1.7)和晚上的合欢花(图0.1.8),你有什
么发现? 又有什么疑惑?
图0.1.7 白天的合欢花
  
图0.1.8 夜晚的合欢花
 
 
 
图0.1.9 向澄清石灰
水中吹气
图0.1.10 肥皂泡的变化
2.
 
在试管中注入澄清的石灰水,再用塑料管
往石灰水中吹气,如图0.1.9所示。记录观察到的
现象,提出你的疑问。
 
 
 
3.
 
如图0.1.10所示,用金属框拉出一个肥皂
泡,观察肥皂泡的形成过程和形状变化,以及肥皂
泡的颜色和颜色变化。你有哪些感兴趣的问题?
 
 
 
  三、
 
假设与实验
利用获得的观察材料以及相关资料,对所研究的问题作出一个可能的解释,
4
走近科学
这就是假设。
活动
硬币下落的时间相同吗?
1.
 
取六个一元硬币,把其中五个用胶带封在一起。
2.
 
用米尺量出2米高度,让单独一个一元硬币、五个封在一起的一元
硬币分别从该高度下落,重复做5次。用秒表记录它们各自下落的时间,
并把所得数据记录在表0.1.1中。
表0.1.1 实验记录表
       次数
项目       
1
2
3
4
5
平均值
五个封合硬币下落时间/s
单独一个硬币下落时间/s
讨论
1.
 
你在实验前有何预测? 你认为其中哪一个下落时间会长一些?
2.
 
实验结果与你的预测一致还是不同?
3.
 
实验结果说明下落时间与物体轻重有关吗?
4.
 
你能设计另一个实验来检验物体下落快慢是否与它们的轻重有
关吗?
一个科学假设可以通过有针对性的观察与测量来检验,这就是科学实验。假
设可以与实验结论一致,也可以不同,甚至完全相反,那就要修正原先的假设,或
另作假设再检验。所以实验对于得到正确的科学结论是十分重要的。
练
习
  天空为什么是蓝色的? 彩虹为什么是彩色的? 你思考过这些问
题吗?
5
科学 七年级上册
第二节　科学探究
科学是对自然界各种事件作出合理解释的探究过程。科学探究是探索自然
的基本方法,也是我们学习科学的重要方式。
  一、
 
什么是科学探究
光是我们日常生活中最常见的自然现象。绿色的田野、晴朗的蓝天、雨后的
彩虹,都是通过光线进入我们眼中的。牛顿、爱因斯坦以及近代许多科学家都对
光是什么以及光的本性感到困惑,对光的探索作出了不懈的努力。从那时到现
在,科学家们对光的特性和本质的探究已有几百年的历史。通过本节,我们将重
新经历光的认识过程,了解科学探究的基本过程和方法。
1.
 
提出问题
什么是光? 光的本性是什么? 它由什么组成? 科学家们在研究光学现象时
都必然涉及这些问题。
2.
 
形成假设
反射和折射是很常见的光学现象。牛顿认为光是一种微粒流,就像坚硬而微
小的钢珠,从光源飞出,在空间中匀速运动,与物质发生碰撞而反射。他用微粒说
很好地解释了光的反射现象(图0.2.1)及反射成像原理。对于白光遇到介质发生
折射而变成彩色,如雨后的彩虹(图0.2.2),他也能用微粒说作出说明。
图0.2.1 光的反射现象
图0.2.2 雨后彩虹
6
走近科学
图0.2.3 肥皂泡上的彩色花纹
  我们还常常看到阳光在肥皂泡的表面
上呈现出一些彩色花纹(图0.2.3),但是牛
顿的微粒说无法解释这种彩色花纹的形成
过程。同时代的另一位物理学家惠更斯则
认为光不是一种粒子,而猜测光是如水中
波浪似的一种波。惠更斯用他的这种假设
成功解释了肥皂泡膜上呈现出的彩色花纹
以及油膜所呈现出的彩色花纹,认为这类
花纹不是粒子反射所能形成的,而是波的叠加造成的。
3.
 
检验假设
到了19世纪,英国科学家麦克斯韦从理论上证明了光是一种电与磁的振动,
并预言光就是电磁波,10年后得到了实验的证实。
图0.2.4 光电平板电池
20世纪初,又出现了一种新现象,
即光照射到某些金属板表面上时,金属
板上立即有电子发射出来。这一现象无
法用光的波动说解释,爱因斯坦提出光
可能是一种不同于波的、能量集中的粒
子,他称之为光量子,简称光子。当光照
射到金属板上时,光子与物质中的电子
碰撞,使电子发射出来,就如两个弹子碰
撞一样。爱因斯坦的光子不同于牛顿的
微粒,它具有粒子性,同时还具有波动性。爱因斯坦成功解释了这种光电新效应,
并因此获得了1921年的诺贝尔物理学奖。今天世界上广泛应用的清洁电源光电
平板电池(图0.2.4)中有70%是由我国生产的,它受光照射发电的原理同样要用
光子理论来解释。
4.
 
得出结论
光的本性究竟是什么? 是微粒,是一种波,还是既是粒子又是波的光子? 科
学家们的探索还在延续,光兼具波动性和粒子性在当今科学家中已形成共识。
7
科学 七年级上册
科学探究就是这样一个不断探索、不断检验、不断得到新认识的过程。
  二、
 
科学探究是探索自然的基本方法
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图0.2.5 科学探究一般过程
通过上述光的本性的探究的过程,
我们可以看到,探索自然的科学家们总
是不断地提出问题、发现问题、作出猜
想、形成假设,然后利用观测实验,检验
假设,分析实验数据,最后得出结论。若
结论与假设不一致,那就要修正假设,再
次分析检验,最终得到正确的科学结论。
这种探究过程是科学研究的基本方法。
今天世界各国科学研究前沿的一个
重要方向是量子信息科技,包括量子测
量、量子通信、量子计算等三大方向。在
这三个方面,无论是基础理论还是技术
工程应用,我国的科学家都作出了重要
贡献。
视窗
量子与量子信息技术
2022年诺贝尔物理学奖授予了阿佩斯、克劳泽、蔡林格三位物理学
家,以表彰他们在量子力学基础理论及开创性量子信息科学方面的成就。
量子是1900年德国物理学家普朗克提出的一个物理概念。他是在研究
光辐射的过程中,假设振动电子辐射的光能量是量子化的,即光能量不是
连续变化的,而是以不连续的能量子形式从一个值跳到另一个值。爱因
斯坦进一步把光辐射能量量子化。把光的能量的最小单元称之为光量子
或简称光子。后来从理论到实验都证实,物质中的原子、电子都是量子化
的,所谓量子就是物质或某物理量所能表现的、不可再分割的最小单元。通
8
走近科学
图0.2.6 “墨子号”卫星
常把原子、电子、光子等通称为量子。
量子物理学是研究原子、分子乃
至原子核和基本粒子的结构及性质的
基本理论,是近代物理的基础理论之
一。我们生活周边及天体的运动适用
的牛顿力学,以及描写宏观物理的物
理学,通称为经典物理学。量子物理
学不同于经典物理学,其代表是量子
力学。量子力学最突出的应用是固体
物理中的半导体物理学,它发展出的晶体管、固体电路、现代芯片技术可
以说改变了世界,是20世纪以来发展最快、应用最广的一门全新的科学
技术,影响了工程、国防、通信等社会各个方面。
今天量子技术又在量子通信、量子计算等方面有长足的进步,这称为
量子科技的第二次革命。在21世纪开始的这场技术革命中,不论是基础
理论方面还是实验进步方面,我国都进入了世界前沿行列,“墨子号”实验
科技卫星的成功发射(图0.2.6)及其所作出的一系列实验,表明我国已是
量子科技领域的引领者。
练
习
  请举出生活中一些可称作“量子化”的简单日常例子。
9
科学 七年级上册
第三节　科学的基本测量
测量是科学探究活动的基本手段,我们常使用各种测量工具去进行实验,其
中基本测量主要包括长度、质量、温度与时间的测量。
测量是将未知量同一个标准量进行比较。你首先要确定这一标准量的单位,
比如长度单位一般用米,质量单位一般用千克等。经过比较得出测量数据,从而
完成测量过程。
  一、
 
长度的测量
1.
 
长度单位
在国际单位制中,长度的基本单位是米(m)。常用的长度单位还有千米
(km)、厘米(cm)、毫米(mm)、微米(m)、纳米(nm)等。
它们的换算关系是:
1km=1000m=10
3 m
1cm=0.01m=10
-2 m
1mm=0.001m=10
-3 m
1 m=0.000001m=10
-6 m
1nm=0.000000001m=10
-9 m
活动
测量身高
两个同学(分别记为甲、乙)组成一个小组,相互测量身高。按照表
0.3.1记录测量结果。
表0.3.1 测量结果记录表
测量日期:  年  月  日
     次数
项目     
1
2
3
平均值
甲身高/cm
乙身高/cm
10
走近科学
2.
 
长度测量中应注意的问题
(1)
 
刻度尺上有刻度的一边应紧靠被测物体,并放正尺的位置[如图0.3.1
(a)];
(2)
 
刻度尺的零刻度线应与被测物体的一端对齐,观察时,视线应与尺面垂
直[如图0.3.1(b)];
(3)
 
测量值应估读到最小刻度的下一位,测量结果由数字和单位组成[如图
0.3.1(c)]。
(a)
 
(b)
 
(c)
图0.3.1 长度的测量
视窗
自然界中的一些长度
 
 
 
银河系直径1.2×10
20 m
日地距离(天文单位)1.496×10
11 m
太阳半径6.955×10
8 m
地球半径6.4×10
6 m
长江全长6.3×10
6 m
珠穆朗玛峰高度8848.86m
长颈鹿高度约5m
原子直径约10
-10 m
原子核的大小约10
-15 m
11
科学 七年级上册
3.
 
测量误差
在上面测量身高的活动中,我们发现,对于同一个人的身高每次测量的数据
都不完全相同,这是由于我们的眼睛对最小刻度值的下一位不可能估计得十分准
确,另外还有一些测量工具本身的原因,如零刻度线磨损、尺的刻度不均匀,以及
环境等因素的影响,使测量值与真实值之间存在差异,这种差异叫做误差。通常
对同一长度,可以用多次测量求平均值的方法来减小由观察和估计不准确造成的
误差。
学生实验
一些特殊长度的测量
实验目的
练习使用刻度尺测量长度,记录实验过程和测量数据,了解一些特殊
的长度测量方法。
实验材料
刻度尺、三角板(2块)、《科学》教科书、圆柱体模型、2米左右长细
绳等。
实验步骤
1.
 
测量你用力吸气和用力呼气时的胸围差。
(1)
 
与同学交流你想到的测量方法以及测量中可能产生的误差。
(2)
 
设计测量结果记录表,实施测量过程并记录测量数据。
(3)
 
你所测得的胸围差的平均值为    。
(4)
 
想一想,胸围差的大小可能说明什么问题?
2.
 
测量《科学》教科书一张内页的厚度。
12
走近科学
  (1)
 
选择测量工具和方法,设计测量结果记录表。
(2)
 
完成测量过程,《科学》教科书一张内页厚度的测量值为    。
(3)
 
与同学讨论,如果使用上述测量工具和方法来测量头发丝的直
径,你认为可行吗?
3.
 
选择测量工具和方法,测量圆柱体模型的体积。
(1)
 
根据圆柱体体积公式,需要测量哪些量才能计算出圆柱体模型的
体积?
(2)
 
设计测量结果记录表。
表0.3.2 测量圆柱体模型的体积记录表
     次数
项目     
1
2
3
平均值
 
圆柱体体积V
图0.3.2 测量圆柱体的直径
  (3)
 
图0.3.2为测量圆柱体底面
直径D 的一种方法,你认为测量中需
要注意什么?
交流反思
你还能想到其他的测量圆柱体体
积的方案吗?
13
科学 七年级上册
  二、
 
质量的测量
1.
 
质量单位
质量是物质多少的衡量。我们用体重秤测量体重,就是测量人体的质量是多少。
在国际单位制中,质量的基本单位是千克(kg)。常用的质量单位还有吨(t)、
克(g)和毫克(mg)等。
它们的换算关系是:
1t=1000kg=10
3kg 1kg=1000g=10
3g 1g=1000mg=10
3 mg
2.
 
测量质量的常用工具
在实验室中,常用天平来测量物体的质量。
托盘天平是一种最简便的天平,当两边的质量相同时,天平的横梁就水平平
衡了。托盘天平的结构如图0.3.3所示。
图0.3.3 天平的结构
使用托盘天平测量物体质量的方法:
(1)
 
将托盘天平放在水平桌面上,把游码拨到标尺左端零刻度处,调节平衡
螺母,使指针对准中央刻度线;
(2)
 
把待测物放在天平左边的托盘中,在右边的托盘中放适量的砝码,使天
平横梁接近平衡,再移动游码,使指针对准中央刻度线,如图0.3.4所示;
(3)
 
读出砝码的质量和游码所指示的质量,待测物的质量即为两读数之和;
(4)
 
把砝码放回砝码盒中,取下待测物,再把天平放回原位。
14
走近科学
 
图0.3.4 天平的使用
托盘天平是较为精密的仪器,使用时还应注意:
(1)
 
待测物的质量不应超过天平的量程;
(2)
 
取放砝码及移动游码要用镊子,而不要用手拿;
(3)
 
放取待测物和砝码时,应轻拿轻放;
(4)
 
不能把潮湿或有腐蚀性的物体,以及粉末状物质直接放在托盘上。
现在,日常生活中常用电子秤(图0.3.5)更加方便地测量物体质量,实验室中
则用电子天平(图0.3.6)进行更加精确的测量。
图0.3.5 电子秤
  
图0.3.6 电子天平
学生实验
测量物体的质量
实验目的
学习使用托盘天平测量物体的质量。
实验材料
托盘天平、砝码、回形针数十枚、练习册一本。
15
科学 七年级上册
实验步骤
1.
 
请你与同组的同学讨论并解决下列问题:
(1)
 
有一个生产回形针的车间,1小时要生产10万枚回形针,请你用
实验的方法为这个车间求出1小时至少需要多少质量的铁丝。想一想:如
何测量可以减小实验的误差?
(2)
 
练习册1张纸的质量大约是多少?
2.
 
请将实验过程和结果记录下来,并与其他组的同学交流。
  三、
 
温度的测量
温度是物体冷热程度的表征,我们常用温度计来测量物体的温度,图0.3.7
展示了多种温度计。温度的常用单位是摄氏度(℃)。
1742年,一位名叫摄尔修斯(A.Celsius)的瑞典研究者,引入了摄氏度的概
念。在标准大气压下,把冰水混合物温度定为0℃,沸水温度定为100℃。将0℃
至100℃之间等分为100份,每一份就是1℃。
半导体温度计
双金属温度计
光学温度计
酒精温度计 电子体温计 红外线体温计
图0.3.7 各种温度计
图0.3.8为实验室用温度计,它是利用液体热胀冷缩的特性制作的。使用时
应注意,被测温度不得大于温度计的量程,温度计的测温泡应与被测物体保持良
好接触,如图0.3.9所示,不要碰到容器的底部或侧壁。待温度稳定后再读数,读
数的方法与读刻度尺相似(图0.3.10)。
16
走近科学
    
图0.3.8 实验室用温度计
       
图0.3.9 温度计的使用
  
图0.3.10 温度计的读数
学生实验
探究水浴加热中温度的变化
实验目的
使用温度计测量水的温度,探究水浴加热中被加热的水与传热的水
两者的温度是如何变化的。
实验材料
温度计(两支)、水、烧杯、试管、试管夹、铁架台(带铁圈、铁夹)、陶土
网、酒精灯、火柴等。
实验步骤
A
B
图0.3.11 水浴法加热
1.
 
搭建实验装置
(1)
 
如图0.3.11所示,按照自下而上的
顺序安装实验装置,先把酒精灯放在铁架台
的底座上,然后根据酒精灯点燃后外焰的高
度,固定铁圈的位置。
(2)
 
把陶土网放在铁圈上,将盛有适量
水的烧杯放在陶土网上。
17
科学 七年级上册
  (3)
 
在试管中盛入一定量的水,用铁夹夹住试管浸入烧杯中,使试管
中的水面低于烧杯中的水面且试管不与烧杯底部或侧壁接触。
(4)
 
分别将温度计A、B 悬挂在铁夹上,调整铁夹的高度,使两支温度
计的玻璃泡分别浸没在试管和烧杯的水中。
2.
 
设计记录表格
为记录在酒精灯加热过程中,烧杯中水温的变化情况和水浴加热时
试管中水温的变化情况,你将如何设计数据记录表格?
3.
 
测量温度数据
(1)
 
用火柴点燃酒精灯,开始对烧杯加热。
(2)
 
每隔1分钟,记录一次两支温度计的读数,直到烧杯中的水沸腾
后持续2分钟。
(3)
 
完成温度数据记录后,用灯帽盖灭酒精灯。
(4)
 
拆除实验装置,整理实验器材。
安全提示
1.
 
严禁用酒精灯引燃另一只酒精灯。
2.
 
严禁向燃着的酒精灯里添加酒精。
图0.3.12 酒精灯的使用
18
走近科学
  3.
 
严禁在酒精灯加热过程中离场。
4.
 
熄灭酒精灯时,必须先用灯帽盖灭,接着上提灯帽释放余热后再盖
上,不可用嘴吹灭。
5.
 
不要碰倒酒精灯,万一洒出的酒精在桌上燃烧起来,应立即用湿抹
布铺盖。
交流反思
1.
 
根据记录的实验数据,请描述水浴加热中被加热的水与传热的水
两者的温度是如何变化的。
2.
 
与其他组同学交流讨论,你观察到了试管中水的沸腾现象吗? 说
说水浴加热的优点有哪些。
视窗
人体的温度
图0.3.13 人体温度图
  100多年前德国医生卡尔·温德利希对100
多万个体温数据统计后发现,人的平均体温在
37℃左右,由此可见获取科学结论需要做大量的
工作。正常体温指的不是某一具体的温度,而是
某个温度范围。机体的体温分为深部体温和体表
体温,而临床上所指的体温是指平均深部温度,一
般取口腔、直肠和腋窝的体温,其中直肠体温最接
近深部体温。这三个部位的正常值:口腔舌下温
度为36.3~37.2℃,直肠温度为36.5~37.7℃,腋下温度为36.0~37.0℃。
正常体温的标准根据测量部位确定范围,并非绝对数值。图0.3.13是红
外探测仪显示的人体温度分布图,红色为高温度区域,蓝色为低温度区
域,可见体表温度较低,腹腔深部温度较高。
19
科学 七年级上册
视窗
自然界中的一些温度
 
太阳表面的温度6000℃
月球表面白昼的温度可达100℃
最高气温的世界纪录57.8℃(1922年9月13日,非洲利比亚的
埃尔阿奇亚地区)
最适合植物生长的温度20~25℃
水稻、小麦、萝卜的发芽温度5~10℃
最低气温的世界纪录-89.2℃(1983年7月21日,南极东方站)
木星表面的平均温度-163~-121℃
  四、
 
时间的测量
图0.3.14 苏炳添赛跑
时间用于记录一个事件过程的长短。我
们常用的时间单位是秒(s)、分(min)、小时
(h)、日、年等。我国短跑名将苏炳添在2021
年举办的东京奥运会上,仅用9.83s跑完了
100m 的距离(图0.3.14),刷新了亚洲纪录。
测量时间需要使用计时工具,如图
0.3.15所示。
潜水表
  
手表
  
定时表
  
挂钟
图0.3.15 各种计时工具
20
走近科学
活动
测量心率
图0.3.16 测量脉搏跳动的时间
  心率指的是心脏或脉搏每分钟跳动
的次数。
1.
 
用手表测量心率(图0.3.16)。
(1)
 
测量心率是否一定要直接测出
1min的脉搏跳动次数? 可否取6s或
2min? 请取不同的时间间隔进行测量。
(2)
 
你的心率可能与哪些因素有关?
在一天的不同时刻,你的心率是否相同?
你在课桌边蹲下、站起,快速做5次,再测一下,你的心率变化了吗?
(3)
 
设计表格,记录你在上述各种情况下测量的心率,并谈谈你对测
量结果的想法。
图0.3.17 停表
2.
 
用停表测量心率。
(1)
 
请观察一下停表的外形和表盘,试一试,
如何启动计时、终止计时和进行读数。
(2)
 
请你用停表测量脉搏跳动10次的时间,
再算出两次脉搏跳动之间的时间间隔。想想该如
何减少测量的误差。
(3)
 
将你的测量数据记录在自己设计的表格中。
练
习
1.
 
说出0.01m 的单位名称是什么?
2.
 
0.034g是多少mg?
3.
 
如何使用烧杯测量50g的水?
4.
 
选择身边一物体,估计一下它的长度和质量,然后分别测出这两
个量。
21
科学 七年级上册
第四节　科学的几个重要概念
科学中有三个重要的概念,即物质、能和信息,它们将贯穿始终。为了今后的
学习,在此对这三个科学概念做一些初步的介绍。
  一、
 
物质
图0.4.1 冰雪消融
科学以自然界为研究对象,自然
界由各种物质组成。植物和动物、空
气和云彩、大海和岩石,这些看上去
很不一样的东西都由物质组成。物
质在不断运动和变化。例如,在阳光
的照射下,山上的雪和冰融化成水,
形成小溪(图0.4.1),从山上流下来,
逐渐形成河流,同时冲刷岩石,使岩
石中的矿物质溶解,溶解的一些物质
将流进大海,会使海水变咸。海水蒸
发,变成水蒸气,上升到高空,当温度
降低,就凝结成小水珠飘浮在空中,这就是我们看到的云。
　　思考与讨论
1.
 
水是一种物质,请你找一找自然界中哪些地方存在水,并想一想水能以哪
些形态存在于自然界。
2.
 
空气是一种物质,请你找一找自然界中哪些地方存在空气。
3.
 
请你找一找自然界中有哪些含碳的物质。
22
走近科学
活动
观察两种变化
1.
 
从冰箱中取出冰块,过数分钟后观察冰块发生了什么变化。
2.
 
用坩埚钳夹住镁带,点燃镁带,观察发生的现象。
安全提示
1.
 
点燃镁带前应戴上防护镜、口罩和手套,确保安全。
2.
 
结束后不要直接用手接触镁带,待冷却后再处理。
图0.4.2 镁带燃烧
可以看到,从冰箱中取出冰块,几分钟以
后,冰块融化成水;把镁带点燃,镁带在空气
中剧烈燃烧,伴随着发光和发热(图0.4.2),
最后生成了白色粉末状的物质(氧化镁)。
比较这两种变化可知,冰块从固态变成
液态,但物质没有变,仍然是水;而镁带在燃
烧中生成了新的物质。科学上把未生成新物
质的变化称为物理变化,把生成新物质的变
化称为化学变化。自然界的物质变化都可分
成物理变化和化学变化。不需要发生化学变化就能表现出来的物质性质称为物
理性质,如水在常温下为液态、在0℃以下呈固态等。发生化学变化时才表现出来
的物质性质称为化学性质,如镁可以在空气中燃烧、铁能生锈等。
物质有质量,质量是物质的基本属性。
  二、
 
能
在日常生活、生产和科学探究中,我们需要各种形式的能。打开课本需要消
耗能,阅读需要消耗能,人进行的一系列活动都需要消耗能。点亮的电灯、转动的
洗衣机、运行的电脑也需要消耗能。
23
科学 七年级上册
　　思考与讨论
举出生活中一些需要消耗能的例子。
我们周围的物质都具有能,能有不同的形式。
阳光普照大地,给大地温暖,使万物生长,它具有能,称为太阳能。图0.4.3
就是利用太阳能为人类服务的例子。
图0.4.3 太阳能路灯
  
图0.4.4 弯弓射箭
如图0.4.4所示,将弓拉弯,可以将弦上的箭发射出去,这是因为被拉弯的弓
发生了形变,产生了能。
如图0.4.5所示,射入球门的足球,可以掀起球门后的球网,说明运动的足球
具有能;如图0.4.6所示,运动的铁锤敲击铁钉,可以将铁钉钉入木板,说明运动
的铁锤具有能。
图0.4.5 运动的足球掀起球网
  
图0.4.6 运动的铁锤将铁钉钉入木板
24
走近科学
  图0.4.7中狂风摇撼大树,运动的空气具有能。狂风会对人类造成危害,也
可以给人类造福,人们可利用风能发电,图0.4.8为风力发电机。
图0.4.7 狂风摇撼大树
  
图0.4.8 风力发电
湍急的水流(图0.4.9)能冲毁房屋,造成洪水灾害,说明水流具有能,人们可
以利用流动的水所具有的能推动发电机发电,给人类造福。位于长江干流上的三
峡水力发电站(图0.4.10),是世界上装机规模最大的水电站,年发电量超过1000
亿度,其转化的电能能够替代标准燃煤3439万吨。
图0.4.9 湍急的水流
  
图0.4.10 三峡水力发电站
能可以从一种形式转化为另一种形式。双手互相迅速摩擦,双手会发热,摩
擦过程中还会有声音产生。在这个过程中,运动的能转化为热能与声能。
上面提到的风力发电就是把运动的空气所具有的能转化为电能,弯弓射箭就
是把弓形变所产生的能转化为箭运动所具有的能。
25
科学 七年级上册
视窗
暗物质和暗能量
在20世纪末21世纪初,随着宇宙学理论的发展与天体物理观测的进
步,人们发现宇宙中的普通物质所占比例很小,另两类物质占了绝大部
分,那就是暗物质与暗能量。三者的大致比例如下:
普通物质  4%
暗物质   23%
暗能量   73%
暗物质是一种遍布宇宙但难以直接观测到的物质。暗物质的结构和
性质尚不明了,可以肯定的是,它们与普通物质一样产生万有引力,但它
们不参与电磁相互作用,不发光,也不吸收光,对光是完全透明的。
暗能量虽占比例很大,但我们对它的了解更少。暗能量的主要特征
是它能产生排斥力,使宇宙加速膨胀。今天的宇宙正在加速膨胀,这一点
已通过天体物理观测得到确证。作出这一重大发现的三位天体物理学家
2011年获得了诺贝尔物理学奖。
  三、
 
信息
我们生活在一个充满信息的世界里,信息无处不在、无时不在,信息与我们的
生活息息相关。例如:
健康档案中记录了身高、体重、体温和心率等,这些信息能告诉我们身体的健
康状况。
城市的马路边树立着一种交通标志,如图0.4.11所示,它告诉驾驶员和行人
一些信息,提醒他们注意相应的交通规则,以确保交通安全和道路畅通。
如图0.4.12所示,管弦乐队在演奏,优美动听的乐曲声传递着某些信息,使
我们的情感随音乐起伏。
信息需要传播。人类信息的传播主要通过符号、文字、图像和声音等多种形式。
书籍、报纸和网页等媒介是信息的载体。电视、电话和网络等是传播信息的工具。
26
走近科学
图0.4.11 交通标志
图0.4.12 管弦乐队在演奏
  计算机的问世和发展大大提高了信息处理的速度和容
量,信息数字化促进了数据通信技术的大发展,数据通信与
卫星通信、光纤通信等结合,建立起覆盖全球的通信网络系
统,开创了人类社会的信息化时代。如今信息技术已经渗透
到生活的方方面面,深刻地改变着我们的生活方式,大大促
进了社会的发展。
科学前沿与应用　
互联网与大数据时代
互联网,最早称因特网,指覆盖全球范围的计算机通信网络系统。它
将各种部门和家庭个人的计算机连接在一起,由规模较小的网络互联,进
而形成庞大的网络系统,拥有了世界上最丰富的信息资源,并可迅速传输
大量关于科研、教育、交通、商业、艺术、娱乐等方面的信息,为人们共享。
如今网络已渗透到我们生活的各个方面,例如,足不出户,我们就可以在
网上查阅各种生活、工作、学习、娱乐所需要的信息,与亲朋好友聊天,在网
上购物、订票,选择网络课程自主学习等,神通广大的互联网改变了人们
的生活方式,促进了经济的发展和社会的进步。
今天的我们进入了大数据时代,网络上产生了规模巨大的数据,大数
据技术能够快速、高效、正确地处理和储存这些数据,并形成决策,为社会
各部门服务。目前,大数据与云计算的结合是一种十分有效的手段。云计
算并非把计算机放到云端,而是一种分布式计算技术,即透过网络把庞大
27
科学 七年级上册
图0.4.13 5G技术助力无线通信网络
的计算程序,分解为无数个子程序,再经多个服务器(大型计算机)组成一
个庞大的计算系统,经搜寻、分发,迅速处理大数据,使亿万信息得到高效
而正确的处理。大数据时代,银行金融、物流及国防等各行各业得到了强
大的应用支持,社会进步得到了极大推动。网络应用与大数据的强大处
理能力,已是评估一个国家国力的重要指标。
练
习
1.
 
你在学习本章前对物质、能量、信息这三个概念有什么认识?
2.
 
你听说过量子纠缠、暗物质、暗能量以及宇宙起源于大爆炸这些说
法吗?
3.
 
请查阅资料,整理三峡大坝的建设对环境的影响及应对方案。
28
　本章学到了什么　
学习小结
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学习收获
科学观念:了解物质、能和信息等科学课程基本概念的样例,初步具有从物质
和能等角度认知物质世界的意识。
科学思维:通过学生实验中吸(呼)气后胸围长度、教科书内页纸张厚度、圆柱
体体积等的测量,经历运用转换思想解决问题的过程;通过天平测量质量、探究水
浴加热中温度的变化等的学习,积累遵循科学思维方法、形成解决问题方案的经验。
探究实践:经历光的性质研究的科学史学习,体会提出问题、形成假设、检验
假设、得出结论、实践检验并完善理论的科学探究基本方法。
态度责任:从光的性质研究的科学史学习中,认知科学发展不是一蹴而就的,
需要科学家不断努力才能形成相对正确的科学理论,感悟科学研究中理性、严谨
等科学态度。
29
学习运用
1.
 
如何进行科学探究? 请简述科学探究的一般过程。
2.
 
测量长度、时间、质量的仪器各有哪些? 它们的单位有哪些? 这些单位之
间怎么换算? 请选择合适的仪器测量自己的身高和体重。
3.
 
测量温度的仪器有哪些? 如何正确使用温度计?
4.
 
查阅资料,谈谈你对物质、能量、信息之间关系的看法。
30
第一章　我们的地球
地球是人类唯一的家园。人类为了认识地球的形
状和大小,进行了长期的探索。2003 年10 月15 日,
我国第一位航天员杨利伟在太空看到了蔚蓝色的地
球,他兴奋地说:“我看到了美丽的家。”
科学 七年级上册
第一节　地球与地球仪
  一、
 
地球的形状和大小
我们在广阔的平原上极目四望,大地好像是平的;到了夜晚仰望天空,看到天
穹好像半个球形,上面镶嵌着无数星星。所以,有关地球的形状古代有“天圆地
方”的说法。其实,我们生活的地球是一个巨大的球体。
活动
验证地球是球体
站在海边的人看远处驶来的船,总是先见到船的桅杆,然后才见到船
身。我们可以通过以下的活动来验证这种说法。
如图1.1.1,用纸片做成船的形状,在地上放一个大球,同学甲的视线
始终注视着球的顶端,同学乙把一个纸船慢慢地沿着球面向顶端方向移
动,同学甲把看到的现象表述出来。
如图1.1.2,请甲、乙两位同学在课桌平面上观察纸船移动,再对比前
后两次观察的结果,想一想它们说明了什么问题。
图1.1.1 在球面上观察远方来船
  
图1.1.2 在平面上观察远方来船
32
第一章!我们的地球
A
A'
A'
A
B'
B'
B
图!"!"#!登高望远示意图
!!中国有古诗曰!欲穷千里目"更上一层
楼#"说的是登高可以望远$请你根据图
!"!"#说明地球是球体$
当发生月食时"为什么月面上地球的
投影总是圆弧形的% 请大家讨论"这也能
作为地球是球体的一个证据吗%
人类很早就开始探索地球形状这个问题了!古希腊学者亚里士多德在观察
月食时"发现每次月食都看到月球上有圆弧形的阴影"他猜想地球可能是球体"
但这个猜想并不为当时的人们所接受!直到!$世纪"葡萄牙航海家麦哲伦坚
信地球是球体"并认为海洋是相通的!!%!&年他率领的船队从西班牙启航向西
航行"越过大西洋#太平洋和印度洋"再回到大西洋"#年后返回到出发的港口"
完成了人类首次环球航行$图!"!"'%!由此"人类通过航海实践证实了地球是
球体!
图!"!"'!麦哲伦船队环球航行路线示意
从()))多年前少数学者提出地球是球体的大胆猜想"到!$世纪麦哲伦的船
队通过环球航行证实地球是球体"再到现在航天员从太空直接看到地球是球体"
!!
科学 七年级上册
这说明人类认识科学事实,要经历艰苦不懈的探索过程。
中国成就
我国航天员看到的地球
“不识地球真面目,只缘身在地球中”。正因为我们都生活在地球上,
所以要看到地球的“真容”很不容易。
到太空看一看美丽的地球是我们的梦想,现在我国航天员让这个梦
想变成了现实。
至2022年底,我国载人飞船已经10次成功进入预定的轨道,先后
  
图1.1.5 我国航天员在空间站拍摄
的地球
搭载航天员26人次,在太空中完成
了很多科学考察任务,并建成了中国
空间站。航天员们还走出空间站在
太空行走,在距离地面约400km 的
高度目睹了蔚蓝色的地球,并惊喜地
赞叹:我们的地球真美丽! 他们在太
空拍摄的视频和照片(图1.1.5)也
让我们更直观地认识了我们的家
园———地球。
图1.1.6 地球的基本数据
经过科学家的精确测算,地球的平均半径是
6371km,赤道半径稍长(6378km)、极半径稍短
(6357km),但是两者差距只有21km。地球表面
积约5.1×10
8km
2。赤道是地球表面最大的圆,
赤道的周长约40000km。
地球虽然很大,但是随着世界人口的激增和
经济的高速发展,地球显得越来越“拥挤”。地球
为人类提供的空间和资源是有限的,我们必须珍
爱自己的家园,与地球和谐相处。
34
第一章 我们的地球
视窗
精确测量地球的大小和形状
图1.1.7 地球形状示意图(蓝
色代表正球体,黄色
代表地球形状)
  在2000多年前的古希腊时代,有位叫
埃拉托色尼的学者认为地球是个球体。
他通过测量和运用数学方法,计算过地球
的大小,其结果竟然与20世纪测量的结
果相差不远,这个结果在当时是令人难以
置信的。
随着近代测量技术的提高,科学家测
出地球的赤道半径略长、极半径略短,是个
形状不规则的椭球体。20世纪以后,通过
人造卫星对地球的精密测量,发现地球是
北半球稍细长、南半球稍粗短,好比“梨子”
形状的球体(图1.1.7),但是这些差距都很
小,地球基本可看作一个正球体。
  二、
 
地球仪与经纬线
图1.1.8 地球仪
地球仪(图1.1.8)是地球的模型,不但准确地表示了
地球的形状,还能模拟地球自转和公转的运动。地球仪
上还可以观察到南北两极、赤道、经纬线和海陆分布等。
运用模型进行观察、演示和分析,是科学研究的一种重要
方法。
我们观察地球仪,发现地轴是倾斜的。地球在自转
和公转时,地轴的倾斜角度始终不变。地轴与地球仪有
两个交点,上面的是北极,下面的是南极。在太空中,地
球的北极是对着北极星的。
35
科学 七年级上册
1.
 
用地球仪演示地球自转和公转
地球的自转和公转都是自西向东的,我们可以通过以下活动演示地球的自转
和公转。
活动
演示地球的自转和公转
图1.1.9 用右手握拳演示
地球自转方向
  1.
 
演示地球的自转。
用地球仪演示地球自转时,先把地球仪放在
正前方,使地轴向右倾斜,然后慢慢地自西向东拨
动地球仪。这时,如果在地球仪“北极”上空观察,
自转方向是逆时针的;如果在地球仪“南极”上空
观察,自转方向是顺时针的。
如图1.1.9所示,伸出右手,竖起大拇指,弯
曲四指。这时大拇指指向“北极”,四指弯曲的方
向(即地球自转的方向)是逆时针的。
2.
 
演示地球的公转。
在教室中心的桌子上放一个铁架台,把一支激光笔固定在铁架台上
作为太阳。同学们手持地球仪,要使地球仪与“太阳”保持在同一水平面
上,在拨动地球仪使之自转的同时,保持地轴倾斜的方向不变,慢慢地自
西向东绕“太阳”公转。这时,如果在地球仪的“北极”上空观察,公转的方
向是顺时针还是逆时针的呢?
图1.1.10 用激光笔演示地球公转
把作为太阳光源的激光笔固定
在铁架台上,使得激光水平直射在地
球仪的赤道上,然后让地球仪绕“太
阳”公转一周,观察激光直射点在南
北回归线之间来回移动的路径。
安全提示
禁止用激光笔直射眼睛;使用激
光笔时应保持适当距离。
36
第一章 我们的地球
2.
 
地球仪上的经纬线
在教室里,每位同学的座位可以用第几行第几列来确定。类似地,在地球仪
或某些地图上,经线和纬线交织成经纬网,我们也可以用它来确定某个地点的地
理位置。
观察地球仪上的经线和纬线,它们各有哪些不同特点?
经线呈南北走向,所有的经线是球面的大圆弧线,全都汇集于南极或北极。
每条经线的长度相等,都是半个大圆。
纬线呈东西走向,所有纬线所在平面与赤道平面平行,但纬线长度不一。最
长的纬线是赤道,越往南北两极,纬线长度越短,到了南极和北极就变成一个点。
除了南北极以外,其他的每条纬线都是一个圆。
每一条经线和纬线都有经度和纬度。有了经纬度,地球上的任何地方都可以
用经纬度来表示它的精确位置。城乡建设、交通运输、军事国防、科学考察、防震
减灾等方面,都离不开运用经纬度确定位置。我国的北斗卫星导航系统具有高精
度定位功能,它不仅广泛运用于科研、国防与经济建设等各个方面,而且在生活中
也普遍使用。
视窗
怎样正确书写某地的经纬度?
在书写某地的经纬度时,要注意以下要点:
1.
 
赤道就是0°纬线,不需要注明“南”和“北”。其他的纬度都有南北
两条纬线,例如北纬30°和南纬30°,也可以写成30°N和30°S。
2.
 
0°和180°经线不需要注明“东”和“西”。其他的经度都有东西两条
经线,例如东经25°和西经25°,也可以写成25°E和25°W。
3.
 
要写明某地的经纬度,一般要先写经度,再写纬度。例如,上海的
经纬度是东经121°、北纬31°,或写成121°E、31°N。
4.
 
南极和北极严格地讲是一个点,只有纬度没有经度。北极可以写
成北纬90°或90°N,南极可以写成南纬90°或90°S。
37
科学 七年级上册
活动
认识几条重要的经纬线
1.
 
认识重要的经线。
0°经线也称为本初子午线,是经过英国伦敦格林尼治天文台旧址的经
线,这条经线以东属于东经,以西属于西经,东经180°经线和西经180°经
线合并成一条经线。由于0°经线穿过了欧洲、非洲一些国家,所以国际上
又规定,把西经20°经线与东经160°经线作为东、西半球的分界线(图1.1.11),
这两条经线基本都穿过海洋。
请你在地球仪上找出0°经线、东经180°经线、西经180°经线、东经
160°经线、西经20°经线。
图1.1.11 东西半球的划分
2.
 
认识重要的纬线。
0°纬线就是赤道。赤道是南北半球的分界线,赤道以北是北半球、赤
道以南是南半球;南北23.5°纬线(即南北回归线)和南北66.5°纬线(即南
北极圈)也是地球上的重要纬线,因为热带、南北温带和南北寒带都是以
它们为分界线的。
请你在地球仪上找出0°纬线、北纬23.5°纬线、南纬23.5°纬线、北纬
66.5°纬线、南纬66.5°纬线。
38
第一章 我们的地球
工程设计与项目实施
制作地球仪
项目背景
同学们对地球仪上经线和纬线的特征、经度与纬度的规定、东西半球
的划分等知识容易混淆,确定某地的经纬度也是学习难点之一,另外同学
们还需要运用地球仪认知大洲和大洋的相对位置并演示地球自转和公转
运动。因此通过设计并制作一款含经纬网、大洲和大洋分布的地球仪,让
同学们进一步辨析和掌握这些知识。
项目任务
设计一款地球仪,要求如下:(1)有底座,自转轴倾斜,且能绕自转轴
演示自转;(2)球体表面包含南北极点、赤道、经线、纬线以及大洲和大洋
等基本地理要素。
材料和资源
1.
 
推荐
材料名称
推荐
数量
规格(可选)
材料名称
推荐
数量
规格(可选)
泡沫球(个)
1
直径10cm 左右
铁丝(米)
1
3mm 的铁丝或
塑料包裹的铜丝
海洋球(个)
1
直径5cm 左右
颜料笔
1
盒装
牙签(盒)
1
生活用品
水笔(支)
3
黑色
量角器、直尺、
圆规(套)
1
学生套装
棉纱线(米)
1
1m
  2.
 
自选
材料名称
推荐
数量
规格(可选)
材料名称
推荐
数量
规格(可选)
39
科学 七年级上册
关键环节
1.
 
设计
(1)
 
画出设计图纸。
(2)
 
选择合适材料:
球体———用推荐材料制作的球体或其他适合的球体。
底座———稳定性较好的圆木板或者其他材料。
地轴———粗细适当、具有可塑性的铁丝或塑料包裹的铜丝。
2.
 
讨论与改进
讨论制作中可能出现的问题:
(1)
 
如何将“地轴”与底座稳定连接?
(2)
 
如何确定南北“两极”的位置?
(3)
 
如何确定“地轴”与底座的平面呈66.5°夹角?
(4)
 
如何在经纬网上画出大洲、大洋的轮廓线?
实施流程（建议）
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3. ޾ϓ ៌ዬ
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40
第一章 我们的地球
拓展思考
1.
 
在制作地球仪的过程中,你用到了哪些科学、数学方面的概念或原理?
2.
 
请列出你在设计、制作和组装地球仪的过程中遇到的问题,选择其
中一个问题,谈谈自己是如何解决的。
3.
 
调研常见的地球仪产品种类,说明它们所具有的功能以及能为我
们的学习提供的帮助。
练
习
1.
 
观察图1.1.6和图1.1.7,找出有关数据,说明地球是一个形状不
规则的球体。
2.
 
查阅资料或运用地图软件,确定学校和居住地的经纬度。
3.
 
观察地球仪上的经纬线,填写以下表格。
问题
经线
纬线
指示什么方向?
长度是否相等?
是否相交?
是一个圆还是半个圆?
30&W
15&W
0&
15&E
30&E
30&N
15&N
0&
15&S
30&S
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Ճ
᎑
Ә
 
 
图1.1.12 根据经纬度标出点
的位置
4.
 (1)
 
在图1.1.12中,根据经纬度标出
A、B、C、D四个地点的位置。
A点:东经15°、北纬15°;
B点:西经10°、南纬10°;
C点:西经30°、北纬10°;
D点:西经25°、南纬15°。
(2)
 
这四个点各属于东西南北半球中
的哪个半球?
A点:    半球、    半球;
B点:    半球、    半球;
C点:    半球、    半球;
D点:    半球、    半球。
41
科学 七年级上册
第二节　时差与节气
地球的自转和公转产生了很多地理现象。例如:地球的自转除了造成昼夜交
替现象以外,还在不同经度的地方产生时差;地球的公转除了引起四季更替外,还
导致二十四节气的出现。
  一、
 
地球自转和时差
2022年2月4日晚8时,第24届冬季奥运会在北京隆重开幕,世界各地的人
们都在电视机前观看这一盛会,但他们的当地时间有的是下午,有的是深夜。你
知道这是什么原因吗?
这是因为地球自西向东自转,所以东边的人先见到日出,西边的人后见到日
出,即经度不同的地方存在着时差。
为了避免各地时差带来的麻烦,国际上规定:全球划分成24个时区,每个
时区为15个经度。同一个时区内使用一个区时,相邻两个时区的区时相差一
小时。这样,世界上任何经度不同的地方,就可以换算出不同的区时。例如:北
京属于东八区,假设北京现在是上午8点,由于澳大利亚的悉尼属于东十区,
二者相差两个时区,而且悉尼在北京的东边,要加上2小时,所以悉尼是上午
10点。而法国的巴黎属于东一区,与北京相差7小时,因为巴黎在北京的西边,
所以要减去7小时,当北京是上午8点时,巴黎是深夜1点。
我们可以通过世界时区分布图(图1.2.1),来查询和推算世界各地的区时。
有些国家如俄罗斯、美国、加拿大等,因为国土面积较大,就自行规定本国
使用不同的几个时区;有的国家根据本国情况实行半时区。还有些国家采用
冬令时间和夏令时间,以达到节能的目的。图1.2.2是世界各地实际使用的
时区图。
42
第一章 我们的地球
图1.2.1 世界时区分布
图1.2.2 世界各地实际使用的时区图(阅读该图时,要以中时区为基准,如在中国的版图上
有“+8”,即表示与中时区的时差为8小时)
43
科学 七年级上册
  我国地域广大,但规定全国统一使用北京时间,即东八区的区时。这样方便
全国各地相互联系,特别是飞机、高铁等长途交通都有统一的时间标准。
中国成就
国家授时中心
在我国陕西省西安市有一个“中国科学院国家授时中心”。我们每天
在广播里听到“嘟嘟嘟……”播报北京时间的声音,就是在这里测定和播
报的。高精度地测定时间极其重要。现在的高铁和飞机的速度非常快,
1s的误差就会造成很大的距离上的误差。如果要精确计算宇宙飞船和
导弹火箭的轨道,则要大大提高授时的精度。
我国古人很早就设计了一些计时的仪器,近代以来人们主要使用机
械钟表计时,其误差1天可小到1s左右。我国的授时中心则根据原子共
振的原理自行研制出“原子钟”,其授时精度达到2000万年不超过1s,
保障了我国宇宙飞船、探空火箭的成功发射,使之准确地进入预定轨道。
我国的北斗卫星也搭载了“原子钟”,这大大提高了其定位和导航的精
确度。
视窗
国际日期变更线
根据时区划分和区时换算的规定,往东越过1个时区要加上1个小
时,往西越过1个时区要减去1个小时。两地相差几个时区,就相差几个
小时。
如果从北京坐飞机向东绕地球飞行1圈,下飞机时会发现日期多出1
天。如果向西绕地球飞行1圈,日期会少1天。于是,国际经度会议规定
180°经线作为“国际日期变更线”,简称“日界线”,自西向东越过此线,日期
要减去1天;自东向西越过此线,日期要加上1天。
由于180°经线穿过太平洋中一些群岛国家,为了减少不便,日界线有
几处改成折线。
44
第一章 我们的地球
  二、
 
地球公转和节气
1.
 
地球公转和四季的形成
地球在自转的同时,还绕太阳公转。地球公转时,地轴是倾斜的,而且倾斜
的角度不变,这使得太阳直射点在南北回归线之间来回移动,形成四季更替的
现象。
图1.2.3 地球公转和四季的形成
我国古人很早就根据太阳在一年中的不同位置确定了二十四节气,其中春
分、夏至、秋分、冬至是四个最重要的节气。
6月21日前后是夏至,太阳的直射光线照射在北回归线上,北半球太阳辐射
较强,而且昼长夜短。这时北半球是夏季,而南半球是冬季。
12月21日前后是冬至,太阳的直射光线照射在南回归线上,北半球太阳辐射
较弱,而且昼短夜长。这时北半球是冬季,而南半球是夏季。
春分(3月20日前后)和秋分(9月22日前后),太阳的直射光线照射在赤道
上,全球昼夜平分,南北半球获得的热量基本相同,但季节相反,如果北半球是春
季,那么南半球就是秋季;如果北半球是秋季,那么南半球就是春季。
这四个重要节气既是四季更替的标志,又反映了农业生产“春生、夏长、秋收、
冬藏”的规律。
45
科学 七年级上册
视窗
极昼和极夜
生活在中纬度地区的人们,都知道夏季昼长夜短、冬季昼短夜长。如
果我们到达高纬度地区,就会发现夏季的白天更长、夜晚更短,而冬季则
白天更短、夜晚更长。如果再往北到达北极圈以北,或往南到达南极圈以
南,就会见到一种非常奇特的现象:夏季有时整天都是白天,或冬季有时
整天都是夜晚,这就是极昼和极夜现象。北极圈以北和南极圈以南出现
极昼和极夜的时间正好相反。
我国在南极洲和北极地区建有永久性的极地科考站(图1.2.4、图
1.2.5),每年都派遣科考队进行极地科学考察。赴南极洲的科考队一般
都在11、12月到达我国的科考站,次年的2、3月返回。赴北极地区的科
考队一般都是在7月出发,9月后返回。想一想,我国赴南极洲和北极地
区的科考队为什么选择这段时间开展科学考察?
图1.2.4 我国南极洲科考站(昆仑站)
 
图1.2.5 我国北极地区科考站(黄河站)
2.
 
二十四节气
在图1.2.6中可以看到,地球的公转轨道被分为24等分,对应于二十四节
气。那么,二十四节气对我们的生产和生活又有什么重要意义呢?
我国古代劳动人民在2000多年前,就通过观察天文星象,并联系气候变化与
物候特点,独创了二十四节气,把天文历法、气候特点、农作物生长规律和农事要
求,以及人们的衣食住行、风俗习惯都联系起来,其内涵丰富,成为中华优秀传统
文化之一,2016年被联合国教科文组织列入“人类非物质文化遗产代表作名录”。
46
第一章 我们的地球
图1.2.6 地球公转与二十四节气
视窗
二十四节气的名称与时间表
表1.2.1 二十四节气对应公历日期(比较常见的公历日期)
春季
立春
雨水
惊蛰
春分
清明
谷雨
2月4
或5日
2月19
或20日
3月5
或6日
3月20
或21日
4月5
或6日
4月20
或21日
夏季
立夏
小满
芒种
夏至
小暑
大暑
5月5
或6日
5月21
或22日
6月6
或7日
6月21
或22日
7月7
或8日
7月23
或24日
秋季
立秋
处暑
白露
秋分
寒露
霜降
8月7
或8日
8月23
或24日
9月7
或8日
9月23
或24日
10月8
或9日
10月23
或24日
冬季
立冬
小雪
大雪
冬至
小寒
大寒
11月7
或8日
11月22
或23日
12月7
或8日
12月22
或23日
1月5
或6日
1月20
或21日
  二十四节气还被编成“节气歌”,它包含了二十四节气的顺序和名称:
“春雨惊春清谷天,夏满芒夏暑相连,秋处露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。”
这些节气的名称,大多与气候有关,也与农作物生长规律有关。不同
节气的来临,提醒人们既要关注气候变化,也要关注农作物生长的规律。
在某些节气到来之际,各地还会举行各种节庆与祭奠活动,形成许多如“清
47
科学 七年级上册
明踏青”“立夏吃蛋”等风俗习惯,表达人们期盼风调雨顺、避害消灾、连年
丰收的愿望。古人还重视利用节气时令采集中草药,通过食疗和药膳来养
生健体。自古以来,还有许多文人常以节气为题写诗作词,描写四季风光、
抒发家国情怀,例如唐代杜牧“清明时节雨纷纷,路上行人欲断魂”的诗句脍
炙人口。所以,二十四节气是凝聚了中华民族数千年优秀传统文化的结晶。
活动
话说二十四节气
活动目的
全班分成若干合作研究小组,可以选定如“清明”“冬至”等某一节气
作为主题,研究以下内容:某一节气的命名原由;某一节气的气候特点;某
一节气的农事要求;某一节气的民俗习惯;某一节气的古文诗词。
活动过程
1.
 
参与分组与分工,明确具体任务和工作计划的安排。
2.
 
查询资料,访问调查,请教不同学科的教师,整理资料。
3.
 
采取多种形式,如小论文、演讲文稿、物品展示、文艺表演(朗诵、歌
舞等)、图文并茂的展板或电子小报等进行成果展示。
4.
 
举行班级或年级汇报,也可以到社区进行宣传。
5.
 
设计评价表,对每一小组的展示进行自评和互评。
练
习
1.
 
全球共划分为(  )个时区,每个时区占(  )(填经度)。
2.
 
我国新疆乌鲁木齐市教育局规定小学早上10点上第一堂课,初中
早上9点40分上第一堂课。你知道为什么这样规定吗?
3.
 
2024年春节联欢晚会在北京时间20点整开始,根据图1.2.1,查阅
一下,这时日本东京、澳大利亚悉尼、英国伦敦、美国纽约各是几点。
4.
 
结合南极独特的地理环境,说明昆仑站的建筑为什么采用悬空设计。
48
第一章 我们的地球
第三节　地图与平面图
  一、
 
地图的三要素
地图是学习、生活以及国家建设和从事科学研究的重要工具。我们先要熟悉
地图的三要素:方向、比例尺、图例与注记。
1.
 
方向
图1.3.1 地图上的指向标
在大区域的地图上(例如世界地图、中国地
图)一般都画有经纬线,我们可以用经纬线来判断
方向。小区域的地图(例如社区地图、学校地图)
没有标出经纬线,一般按照“上北下南、左西右东”
的规则定方向。有的地图有方向标,方向标一般
指向北方,由“北”按照顺时针依次就是“东”“南”
“西”再回到“北”。除了“东、南、西、北”四个方向
以外,还有“东南、西南、西北、东北”方向,如图
1.3.1所示。
2.
 
比例尺
许多地图会标注出比例尺,比例尺为图上距离与实际距离之比,即:
比例尺=
图上距离
实际距离
例如:两地实际距离是100m,图上的距离是1cm,也就是说,图上的1cm 相
当于实际的100m(10000cm),那么这幅地图的比例尺就是1∶10000。比例尺有
线段式、数字式、文字式等多种表示方法(图1.3.2)。
49
科学 七年级上册
图1.3.2 比例尺的多种表示方法
3.
 
图例与注记
地图上的图例(图1.3.3)是用符号来表示河流、山峰、城市、铁路等地理事物,
有的地图用不同颜色表示不同的海拔高度,分层设色的高度表也属于图例;地图上
的文字和数字叫注记,例如国家和省市的名称、河流和山脉的名称及其海拔高度。
图例与注记都是地图的特殊“语言”,同学们可通过看地图了解世界海陆格
局,熟悉祖国的山河,以及省区、城市的分布。
图1.3.3 地图上的图例
  二、
 
绘制平面图
平面图适合展现一个较小范围的地理事物的分布,例如街区、校园(图1.3.4)
等,还可以展现教室、办公室和家庭居室的朝向、形状及家具的摆放位置等。
绘制平面图时,首先要在图上标定出方向,或遵循“上北下南、左西右东”的规
则确定方向;其次要确定比例尺,或估算出大致的比例;最后根据实地丈量或估
算,将地理事物绘制在图上。
绘制平面图时,我们看到校园中的建筑物,就要想象从高空俯视它会是什么
50
第一章 我们的地球
图1.3.4 某学校平面图
样子;看到校园中的一条小河,也要想象从上往下俯视小河会如何弯曲。绘制平
面图实际上是用二维方式展现三维空间的物体。
活动
学做一个校园设计师
  1.
 
分组合作,绘制自己学校的平面图,要求:比例尺和方位大致正确,
教学楼、大礼堂、运动场、体育馆、绿化区和河流池塘等都有图例。完成后
在班级中展示。
2.
 
学做一位设计师,设计“我心目中的学校”的平面图,绘制出你喜欢
的学校的样子,并向大家介绍。
  三、
 
遥感技术和电子地图
视窗
西汉地形图
我国是世界上最早使用地图的国家之一。湖南长沙马王堆出土的西
汉地形图(图1.3.5),是2200年前绘在帛上的地图,展示了当时的河流与
51
科学 七年级上册
山脉,还有县、乡等居民点,是我国考古发现的最早的地形图之一。
图1.3.5 马王堆出土的西汉地形图
测绘地图曾经是非常艰巨的工作。16世纪以来,人类花了300多年时间才测
绘了30%的陆地地图。20世纪上半叶,用飞机进行航空摄影测量,只用了50年就
测绘了地球上全部陆地。20世纪下半叶,卫星遥感技术开始运用于地图测绘。我
国的遥感卫星可以连续地获得来自地面的大量数据,经大型计算机处理后,就可以
精确地展示出地球上的山脉河流、森林农田、城市乡镇、交通线路等各种地理信息。
现代地图已不限于纸质地图,还包括电子地图(又称数字地图),它能存储在
计算机里,或安装在手机、汽车上(图1.3.6)。手机里的电子地图使用方便,具有
定位功能和导航功能。导航时,只要通过文字或语音输入一个地点,就能从你所
在的位置出发,找到一条便捷的道路到达目的地。
图1.3.6 手机中的导航界面和汽车中的导航视屏
52
第一章 我们的地球
活动
使用地图导航软件
在学校机房的计算机上下载地图导航软件,然后输入导航目的地,看
哪一组同学使用导航软件最熟练,并讨论导航软件的各种功能。
练
习
1.
 
对照图1.3.7,回答下列问题。
①
 
门 ②
 
衣柜 ③
 
床头柜 ④
 
床 ⑤
 
书柜 
⑥
 
电视机 ⑦
 
书桌 ⑧
 
椅子 ⑨
 
窗帘 ⑩
 
窗
图1.3.7 居室平面图
(1)
 
窗户朝什么方向?
(2)
 
图中的1cm 所代表的实际距离是多少米?
(3)
 
居室的面积约为多少平方米?
2.
 
画一幅你所在教室的平面图,要求:有方向标,比例基本正确,画出
桌椅的摆放位置。在班级中展示作品,并进行评比。
3.
 
对比纸质地图,说明电子地图给生活带来哪些便利。
53
　本章学到了什么　
学习小结
 
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学习收获
科学观念:了解人类认识地球形状和大小的过程,能够运用地球仪模拟地球
的运动;知道地图的三要素,能够绘制简单的平面图;通过二十四节气的学习,加
深对中华优秀传统文化的认识。
科学思维:通过对地球公转和自转的学习,初步形成推理论证的科学思维能
力;通过对地球仪的观察和运用,认识模型建构在科学探究中的运用。
54
探究实践:通过制作地球仪的项目实践,初步获得“工程设计与物化”的探究
实践能力。
态度责任:通过地图与平面图的学习,认识到地图在科学研究和生活中的应
用,从而树立学以致用的科学态度;通过列举我国航天员的太空所见和我国极地
科考站等内容,感受我国科学事业的迅速发展。
学习运用
1.
 
法国科幻小说家儒勒·凡尔纳在1872年发表了《八十天环游地球》。小说
中的主人公在八十天内完成了环游地球一周的旅行。
(1)
 
如果飞机每小时飞行800千米,那么环绕赤道一周(约4万千米)需要飞
行多长时间?
(2)
 
我国神舟十三号航天员进入中国空间站后,每90分钟就绕地球一周,一
天要见到16次“日出”。中国空间站的飞行速度每分钟多少米? (绕地球一周按4
万千米计算,结果保留1位小数)
2.
 
在以下三幅图中辨认两地之间的方向。
40&N
30&N
20&N
10&N
0&
90&E 100&E110&E120&E130&E
A
B2
B1
甲
A
B1
B2
԰
乙
A
B1
B3
B2
丙
第2题图 根据图示辨认方向
(1)
 
在图甲中,B1 点在A点的    方向,B2 点在A点的    方向。
(2)
 
在图乙中,方向标指向北,先在其他三个小方块中注明方向(东、南、西),
再判断B1 点在A点的    方向,B2 点在A点的    方向。
(3)
 
在图丙中,B1 点在A点的    方向,B2 点在A点的    方向,
55
B3 点在A点的    方向。
3.
 
有一艘中国货轮准备从宁波港驶向英国伦敦港。
(1)
 
货轮在12月1日上午10点起航,此刻伦敦港是几月几日几点? (宁波属
于东八区、伦敦属于中时区)
(2)
 
查阅地图,这艘货轮从宁波港启航,途经马六甲海峡、苏伊士运河、直布
罗陀海峡和英吉利海峡,到达伦敦港花了30天整,那么到达伦敦港是几月几日
几点?
56
第二章　变化的地形
在人类居住的地球,分布着高低起伏、多种多样的
地形:高原、山地、平原、丘陵和盆地。很久以前,人们
就发现大地是不平静的,它有时会发生剧烈的变动,也
会在很长时间里缓慢地变化。那么你知道地形的变化
是怎么发生的吗?
科学 七年级上册
第一节　千姿百态的地形
在我国广袤的大地上,分布着美丽壮观的各种各样的地形(图2.1.1)。你有
没有观察过平原、高原、山地、丘陵和盆地等千姿百态的地形? 你的家乡属于其中
哪类地形呢?
  一、
 
五种主要地形
平原是指海拔一般在200m 以下、平坦开阔的地形,常常分布在河流中下游
两岸或沿海。东北平原、华北平原和长江中下游平原是我国的三大平原。
高原是指海拔在500m 以上的面积广大的地形。青藏高原、内蒙古高原、黄
土高原和云贵高原是我国的四大高原。
山地是指海拔500m 以上,起伏很大、坡度陡峻、沟谷幽深的地形。如果山地
是脉状延伸,也称为山脉,如喜马拉雅山脉、太行山脉、天山山脉等。
丘陵是指海拔在500m 以下,相对高度不超过200m 的起伏比较平缓的地
形。我国有山东丘陵、辽东丘陵和东南丘陵等。
盆地四周高、中间低,因呈盆状而得名。塔里木盆地、准噶尔盆地、柴达木盆
地和四川盆地是我国四大盆地。
我国国土面积辽阔,地形多种多样,不但形成了壮丽多彩的自然景观,而且适
宜农林牧等多种产业的发展。
华北平原
青藏高原
58
第二章 变化的地形
太行山脉
辽东丘陵
四川盆地
图2.1.1 我国的五种主要地形
活动
“祖国大好山河”照片展示
  请同学们找一些自己旅游时拍摄的照片,或收集一些山水风光照片,
说出它们属于哪一种地形,并在教室里展示。
  二、
 
等高线地形图
有些地图上有许多弯弯曲曲的线条,可以表示高低起伏的地形,这种地图叫
“等高线地形图”,地图上这些弯弯曲曲的线叫等高线。测绘工作者经过实地测量
或运用卫星遥感技术,可以准确地测出地面上各点的海拔高度,然后在地图上把
海拔高度相同的点用平滑的曲线连起来,就得到等高线,如图2.1.2所示。
59
科学 七年级上册
图2.1.2 等高线示意图
图2.1.3 等高线地形模型
  等高线地形图有以下特点:
(1)
 
同一条等高线上各点的海拔相同;
(2)
 
相邻两条等高线的高度差都相同;
(3)
 
不同海拔的等高线不相交;
(4)
 
等高线密集处的地形较陡峻;
(5)
 
等高线稀疏处的地形较平缓。
视窗
绝对高度和相对高度
绝对高度是指某一地点高出海平面的垂直距离,也叫作“海拔”;相对
高度是指某一地点高出另一地点的垂直距离,也称为“高差”。如图2.1.4
所示。
图2.1.4 绝对高度和相对高度示意图
60
第二章 变化的地形
我国规定山东省青岛市测定的黄海平均海平面作为全国统一的高程
基准面,某一城市或某一山峰的海拔都是以此为基准测算的。
活动
用拳头演示各种地形
图2.1.5 用拳头演示各种地形
  1.
 
伸出拳头,紧握五指,你能找到
拳头上的四个“山峰”吗? 在两个相邻的
“山峰”之间低凹的部位,就是“鞍部”。
四指上还分布着“山脊”和“山谷”,“山
谷”的中间低凹,而“山脊”的中间高耸。
2.
 
除了用拳头演示各种地形以外,
你还能用什么材料、什么工具来演示
地形?
3.
 
对照图2.1.6,你能总结出山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等不同地
形的等高线图的特点吗?
图2.1.6 不同地形的等高线(单位:米)
练
习
1.
 
我国陆地中海拔最低点是新疆吐鲁番盆地中的艾丁湖,湖面海拔
为-154.33m,这里与珠穆朗玛峰(8848.86m)的高差(相对高度)
是多少?
61
科学 七年级上册
图2.1.7 小山各点的海拔
2.
 
图2.1.7呈现了一座小山上各点的海拔(单位:米),请你用光滑的
曲线把海拔相同的点连起来,完成这座小山的等高线地形图的绘
制,并回答下列问题。
(1)
 
A 在C 的什么方向? B 在C 的什么方向?
(2)
 
请你量出图中AC 和BC 的直线距离,并根据比例尺计算它们
的实际距离。
(3)
 
分别从A 点和B 点沿直线登上山顶C,哪一条路线坡度陡?
62
第二章 变化的地形
第二节　地形变化的原因
“沧海桑田”这句成语表明我国古人很早就认识到海陆地形是会变化的。地
形的变化一般都非常缓慢,在短时期内觉察不到。
不过,科学家已经找到很多能够证明地形变化的证据。例如:我国古生物学
家在喜马拉雅山脉海拔4800m 处的岩层中发现了2亿年前的鱼龙化石,鱼龙是
一种生活在海洋环境中的动物,这表明当时的青藏高原曾是一片大海,在沉积岩
中还发现了贝壳和鹅卵石,表明过去这里曾经是海洋或湖泊。
图2.2.1 鱼龙化石(左)和鱼龙复原图(右)
地形也会出现突然变化,例如地震与火山常在瞬间造成山崩地裂,泥石流和
滑坡也会在一刹那改变地形。地形的突变可能造成严重的自然灾害。
你能举例证明地形是变化的吗?
视窗
化石是怎样形成的?
化石是记录地质年代和研究古生物的重要证据。在科技馆和博物馆
里看到的三叶虫的化石(图2.2.2),是一种5.4亿年前生活在海洋中的古
老的生物。有些博物馆里还可以看到庞大的恐龙化石(图2.2.3),距今至
少有几千万年的历史了,这些化石对我们研究恐龙以及当时的地理环境具
有很重要的价值。
63
科学 七年级上册
图2.2.2 5.4亿年前的三叶虫化石
图2.2.3 7600万年前的恐龙骨架
地质历史时期的动植物在死亡后如果迅速被泥土掩埋,经过长年累
月的地质演化,就会在岩石中留下骨骼残骸或印痕,从而形成化石。科学
家用科学仪器测定出它的年代,并鉴定出它属于哪一类古老的物种,还可
以据此了解当时的气候、地质和环境的特点。化石是研究地形变化、古生
物进化和古地理环境演变的重要依据。
科学家　
沈括与《梦溪笔谈》
图2.2.4 沈括雕像
  沈括(1031—1095)是北宋时期一位热
衷于探究自然科学及山水成因的学者。他
自幼好学,少年时随同父亲旅行,对沿途山
水十分好奇。他成年后有一次率部下穿越
太行山,忽然指着山崖中的贝壳化石对大家
说:此处曾经是沧海,现已东距大海千里了。
这是对我国华北平原成因最早的科学解释。
他在浙江雁荡山考察,远望众多山峰的高度
都差不多,他指出这是因为流水的作用把破
碎的岩石和土壤冲刷后,留下了一个个尖峭的山峰。沈括还在地图绘制、
历法改革、天文仪器和指南针的制作等方面有所贡献,而且在数学、水利、建
64
第二章 变化的地形
筑、中草药方等领域也有所建树,是中国古代科技史上的一位全才。他撰
写《梦溪笔谈》一书,内容涉及天文、物理、地理、生物、医学等领域,在中国
和世界科学史上享有很高的声誉。
引起地形变化的力量,有的来自地球外部,有的来自地球内部,这两种力量共
同塑造了多种多样的地形。
  一、
 
来自地球外部的力量
来自地球外部的力量主要是太阳辐射。太阳辐射会引起气温变化,并通过流
水、海浪、风力和植物生长等外力使地表的岩石发生风化。例如,气温变化会使岩
石因为热胀冷缩而发生崩裂;渗入岩缝的水在冬天结冰时,会因为体积增大使岩
石胀裂;植物的根系在岩石裂缝中生长,也会使岩石破裂。
图2.2.5 生长在岩石缝隙中的植物
流水也是一种重要的外部力量。无论是涓涓细流还是滔滔洪水,都对岩石有
侵蚀作用。岩石碎屑和土壤随着水流从高处搬运到低处,在河流中下游流速平缓
处沉积。例如长江口的崇明岛,在1000多年前只是江中的小沙洲,到了1950年
面积是600km
2,现在的面积已达1200km
2,成为我国第三大岛(图2.2.7)。
65
科学 七年级上册
图2.2.6 上海海岸线变迁
图2.2.7 崇明岛卫星影像
我国南方的广西、贵州、云南等省区分布着大面积的石灰岩。雨水有微弱的
酸性,千万年来雨水溶蚀了石灰岩,造就了独特的岩溶地貌(图2.2.8)。
在海浪的冲击下,有些海岸的岩石被冲刷成各种奇特的形状(图2.2.9),有些
海岸比较平坦,海浪把细沙推向岸边,形成了海滩。
图2.2.8 溶洞风光
图2.2.9 海蚀地貌
在我国西北的沙漠戈壁地区,还有不少因风吹蚀而形成的奇异地貌
(图2.2.10)。风力还会把细沙吹到远处堆积下来,许多科学家认为,我国的黄土
高原(图2.2.11)就是由西北沙漠地区吹来的风沙堆积而成。
随着科学技术的发展,人类改变地表形态的力量越来越大。例如,为了扩建
城镇,要削平山头、填平洼地;为了修建高铁,要开凿隧道、架设桥梁。开挖矿山、
修建水库、开凿运河、围海造陆等,都会改变地表形态。
66
第二章 变化的地形
图2.2.10 新疆沙漠中的“魔鬼城”
图2.2.11 黄土高原
  人类改变地表形态要遵循自然规律,遵守环境生态保护的有关法规。围湖造
田会降低湖泊的蓄洪能力,如果洪水来临,就会泛滥成灾;在陡坡毁林开荒,会造
成严重的水土流失;开凿隧道、开挖矿山,要注意避免山体滑坡、岩石崩落。所以,
我们在建设祖国的同时,必须保护好绿水青山,与大自然和谐相处。
  二、
 
来自地球内部的力量
地球内部拥有巨大的能量,会引起地壳运动。地壳运动一般是缓慢地进行
着,但是经过漫长的亿万年时间,会改变海陆分布的格局。
被称为“世界屋脊”的青藏高原原来是一片大海,在6500万年前由于受到岩
石圈板块挤压而开始隆起。经过我国科考队的精密测量,世界第一高峰珠穆朗玛
峰高达8848.86m,而且还在继续增高。海底和陆地一样,地形复杂多样,海底最
深处在太平洋西部的马里亚纳海沟,深度达到11034m。
地球内部的巨大能量还会引发地震与火山,造成重大的自然灾害。地表形态
始终处在稳定与变化之中。
中国成就
揭开“地球之巅”的神秘面纱
1975年,我国首次测量珠穆朗玛峰(简称“珠峰”)的海拔为8848.13m。
2005年,我国采用传统测量与卫星测量相结合的技术,并在珠峰顶部用雷
达探测冰雪深度,获得珠峰的岩面高度为8844.43m。
2020年5月,我国再次组织科考队对珠峰进行高度测量(图2.2.12)。
67
科学 七年级上册
这次除了运用传统的测量方法之外,还应用北斗卫星导航系统的高精度
测量技术、航空重力测量技术以及雪深雷达等先进设备,并在5G网络环
境下获得1.44亿条重要数据。经过几个月的数据计算,终于在2020年
12月8日由我国与尼泊尔两国共同宣布:珠峰的海拔为8848.86m。
精确测量珠峰高度具有很重要的科学研究价值。珠峰高度的变化是研
究印度洋板块和太平洋板块的运动状态以及生态环境变化的重要依据。
图2.2.12 我国科考队于2020年5月登上珠穆朗玛峰
练
习
1.
 【多选】能改变地形,但属于地球外部力量的是(  )。
A.
 
地壳运动 B.
 
太阳辐射 C.
 
雨水冲刷 D.
 
气温变化
2.
 【多选】突发性的地形变化是(  )。
A.
 
岩石风化
B.
 
泥石流
C.
 
火山
D.
 
地震
3.
 
在2020年进行的珠穆朗玛峰测量中,发现珠峰正以每年4.4mm
的速度在缓慢上升。请你预测一下:10年后和100年后的珠峰海
拔各是多少?
68
第二章 变化的地形
第三节　板块构造学说的形成
地球上海洋与陆地的分布格局是怎样形成的? 这个问题很早就为许多学者
所关注。从20世纪初德国科学家魏格纳提出“大陆漂移假说”,到20世纪60年
代又有科学家提出了“海底扩张学说”,再到20世纪70年代才形成“板块构造学
说”,科学家们逐步解释了地壳运动的规律以及地震火山带的分布。
  一、
 
大陆漂移假说
观察世界地形图(图2.3.1),你能发现海陆轮廓有什么特征吗? 大西洋两岸
的非洲和南美洲大陆轮廓的凹凸非常吻合,几乎可以拼接起来。虽然有不少学者
也关注到这一现象,但是当时魏格纳提出大胆猜想:二三亿年前地球上有一整块
陆地,后来被“撕裂”才“漂移”到现在的位置(图2.3.2)。为了证实自己的大胆猜
想,魏格纳潜心研究,收集了不少证据,发现被大洋分隔的陆地上,有些生物之间
有亲缘关系,一些古生物的化石相同(图2.3.3)。不过这个假说并没有得到当时
大多数科学家的认同。
图2.3.1 世界地形图
69
科学 七年级上册
图2.3.2 2.5亿年来大陆位置的变化
在非洲和南美洲均发现2.5亿年前的一种小型爬
行动物中龙的化石,而其他大陆都没有发现过;两
个大陆上的一些动物也有亲缘关系。
图2.3.3 大陆漂移假说的生物学证据
非洲与南美洲都有2.5亿年前的地层,二者的轮
廓几乎可以无缝拼合。
图2.3.4 用计算机拼合的大陆
科学家　
魏格纳和他的《海陆的起源》
图2.3.5 魏格纳
  魏格纳(A.L.Wegener,1880—1930)是一名
天文学博士,又热衷于研究气象学。他热爱科学,
具有勇于探索、坚韧不拔的性格。为了探索大气层
的结构,他曾乘热气球飞行了52个小时,创下了当
时的世界纪录。据他的同学回忆,他在大学里的学
业成绩不算出类拔萃,但是却富有想象力以及敢于
质疑和创新的精神。
70
第二章 变化的地形
  魏格纳对海陆分布的现象产生兴趣后进行了很多研究。1910年他在
学术会议上报告了自己对“大陆漂移假说”的研究,因未能说明大陆漂移
的动力机制,所以没有获得认同。但是他并不气馁,继续为大陆漂移寻找
更多的证据。他深入地质学、测量学、地球物理学、古生物学、植物学和动
物学等领域刻苦钻研,寻找大量的证据,1915年写成了《海陆的起源》一
书。这本书里列举了许多证据:如两块大陆都有许多类似的古生物化石,
也有相同年代的地层,还有一些植物和动物都有亲缘关系。为了寻找更
有力的证据,他率队三次赴格陵兰岛进行科学考察,在第三次考察中不幸
遭遇暴风雪,在酷寒中为科学献出了生命,年仅50岁。
  二、
 
海底扩张的证据
20世纪50年代以后,海底探测技术有了很大发展。科学家们发现在太平
洋、大西洋和印度洋的洋底都有一条长长的海底山脉,称为海岭(图2.3.6),海
岭两侧的岩石年龄是对称的:离海岭越近的岩石年龄越小,离海岭越远的岩石
年龄越老。
图2.3.6 大西洋底部的地形
71
科学 七年级上册
这种现象表明,海岭是新的岩石“生长”之处,两侧的大洋板块正在缓缓地
向大陆方向移动。当大洋板块与大陆板块发生碰撞时,大陆会隆起形成山脉与
高原;当大洋板块俯冲到板块之下时,会在海上形成岛弧,海底会出现海沟。通
过人造地球卫星测定,我们已经知道海底扩张的速度为每年几厘米到十几厘米。
  三、
 
板块构造学说的诞生
20世纪六七十年代,在多学科的科学家共同努力下,板块构造学说诞生了。
板块构造学说认为:地球的岩石圈分裂为六大板块(图2.3.7),板块内部地壳
比较稳定,板块之间的地壳活动频繁;在大板块中还有次一级的板块及若干小板
块存在。
图2.3.7 全球板块分布示意图
在岩石圈之下是软流圈,软流圈中有高温熔融状态的岩浆物质向上涌升(图
2.3.8),不仅形成了海岭,而且使得大洋板块慢慢地扩张,与大陆板块发生挤压碰
撞或俯冲到大陆板块底下,形成了各种各样的地形。
与魏格纳的“大陆漂移假说”不同的是,板块构造学说认为,板块是在软流圈
上慢慢“漂移”。经过几亿年的时间,目前海陆分布的格局才得以形成,而且这种
变化还会继续。
72
第二章 变化的地形
图2.3.8 海底扩张示意图
板块之间的地壳活动频繁,容易引发地震和火山。板块构造学说揭示了全球
火山和地震的分布规律。
地壳运动的规律是非常复杂的,还有许多问题需要进一步研究。
视窗
板块的运动
在太平洋底部,大洋板块慢慢地推向亚洲东部,俯冲到亚欧板块之
下,形成了日本列岛、中国台湾岛、菲律宾群岛等一系列岛弧,临近这些
岛弧还有深深的海沟,如世界上最深的马里亚纳海沟等。大洋板块也向
美洲板块挤压,所以从北美洲到南美洲,西部都有一系列高高耸起的沿
海山脉。因为印度洋板块俯冲到亚欧板块之下,所以青藏高原隆起成为
“世界屋脊”。非洲板块和亚欧板块也在“靠拢”,所以地中海在“挤压”中
逐渐缩小,欧洲的阿尔卑斯山脉却在隆起,而非洲和亚洲之间的红海在
扩张。
科学家　
中国地质学家李四光
  李四光(1889—1971)早年留学日本和英国,1920年回国担任北京大
学教授和地质研究所所长,中华人民共和国成立后担任了中国科学院的
副院长和地质部部长。他把地质学和物理学结合起来,创立了地质力学,
73
科学 七年级上册
图2.3.9 李四光
并认为我国东部也有石油资源。经过
勘探,我国东部果然发现了油田,先后
建成了大庆、胜利、大港等大油田,破
除了西方国家认为我国贫油的观点,
使我国的石油供给得到保障,为国家
的经济建设作出重要贡献。
资料查阅
请查阅资料,整理能体现李四光爱国敬业、勇担责任的事迹和同学们
交流。
  四、
 
全球地震火山带的分布
地震是一种自然现象,地球上每年发生大约500万次地震,其中能被人感觉
到的只有5万多次,而造成严重破坏的平均每年有10多次。地震是对人类威胁
最大的自然灾害之一。
地震发生时,在震中附近,大地先上下颠簸,然后左右摇晃。破坏性地震还
会引起山体滑坡或崩落,岩层褶皱断裂,地面隆起或陷落。地震会造成房屋倒
塌,导致水电和通信中断,可能引发火灾,有的还会引起海啸。2011年3月11
日在日本宫城县以东太平洋海域发生了9.0级地震,引发了海啸,造成福岛核
电站核泄漏事故。地震引发的次生灾害同样会造成人员伤亡、财产损失和环境
污染。
火山喷发时,地下的岩浆喷射到空中或沿着山坡涌流,沿途引发森林大火、焚
烧房屋;火山喷发出的大量火山灰升入高空,破坏大气环境,甚至影响飞机航行,
导致机场关闭。2022年1月15日,南太平洋岛国汤加境内的火山突然猛烈爆发
(图2.3.10),大量火山灰和水蒸气喷射到高空,还引发了海啸。
74
第二章 变化的地形
图2.3.10 汤加海底火山喷发
图2.3.11 地球上大于6级的地震分布图(2002—2022年震级
大于6级的地震基本都分布在板块交界处)
图2.3.12 地球上火山分布图(距今1万年以来的全球火山基
本也分布在板块交界处)
75
科学 七年级上册
  科学家们发现,地震与火山的分布与板块运动有关。如果把发生地震和火山
的地点的经纬度输入电脑,就可以发现它们几乎都出现在板块的交界处(图2.3.
11和图2.3.12)。由此得出,地球上有两大地震火山带:一是环太平洋地震火山
带,二是地中海—喜马拉雅地震火山带。它们都位于板块的交界处。
我国处在这两大地震火山带交接处,是个多地震火山的国家。我们要提高防
灾减灾救灾的意识,普及和宣传防灾减灾救灾的知识。
视窗
地震的震级和烈度
地震的震级和烈度是既有联系又有区别的两个概念。震级是地震释
放能量的等级,而烈度是地震时地面和建筑物受到破坏的程度。
表2.3.1 地震震级表
1级
无感地震
2级
无感地震
3级
有感地震
4级
有感地震
5级
破坏性地震
6级
破坏性地震
7级
强破坏性地震
8级以上
极强破坏性地震
  震级每增加一级,释放的能量约增大32倍。有历史记录以来世界上
最强的地震是1960年发生在智利的地震,震级是9.5级。
烈度是因地而异的。地震时某地的烈度不仅与震级有关,还与到震
中的距离、建筑物的结构、当地的地质条件(例如有没有地下的断裂带,有
没有陡峭的山地)等因素有关。一次地震只有一个震级,但是在不同地方
可以造成不同的烈度。
76
第二章 变化的地形
表2.3.2 地震烈度表
1~2度
人没感觉,但地震仪能测出
3度
室内的人感到轻微的震动
4~5度
室内物件有些摆动,门窗作响
6度
人行走不稳,器皿倾倒,房屋可能出现裂缝
7~8度
人站立不稳,大部分房屋遭到破坏,高大烟囱可能断裂
9~10度
房屋严重破坏,地表裂缝很多,铁轨变形
11~12度
房屋普遍倒塌,地面变形严重,造成重大破坏
活动
“地震发生以后”报告会
  我国是地震多发的国家。1976年7月28日河北省唐山市发生7.8
级强震,2008年5月12日四川省汶川县发生8级强震,2010年4月14日
青海省玉树市发生7.1级强震,2017年8月8日四川省九寨沟自然保护
区发生7.0级强震,这些地震都造成严重的灾情。地震发生后,党和政府
立即组织各地的救援人员和解放军、武警官兵,迅速赶往灾区抢险救灾,
全国人民包括港澳台同胞以及海外华人华侨都纷纷捐资捐物,展示了中
华民族自强不息、众志成城的伟大精神。时隔多年后,曾遭受地震灾害的
地区都已重建家园,面目焕然一新(图2.3.13)。
分组收集我国几次重大地震的图文资料及有关视频,对这些地震的
灾情、救灾减灾的措施以及灾后重建的情况进行宣讲,包括:
1.
 
编制展板,介绍地震基本情况、受灾情况、军民救灾情况、灾后重建
家园情况等,呈现相关图片及地震影响地区的地图等。
2.
 
组织一场汇报讲演活动,通过各种形式反映我国人民团结一心抗
震救灾的伟大精神,以体现我国社会主义制度的优越性。
77
科学 七年级上册
图2.3.13 汶川地震重建前后的对比
  五、
 
发生地震时该怎么办?
地震是一种突发性的自然灾害,我们目前还不能准确地预报地震的发生。
一旦发生地震,必须保持冷静,根据具体的现场情况迅速作出反应。
(1)
 
如果在家中,迅速关闭燃气、熄灭明火、切断电源后,立即跑到室外空旷
之处。如果来不及,可到卫生间等较小的空间躲避,用衣物、被褥遮挡头部。
(2)
 
如果在教室里,要按照学校预演的路线,用书包或手保护好头部,迅速撤
离到操场空旷的地方。
(3)
 
如果在街道上,应远离楼房,避开玻璃幕墙,到广场或空旷之处躲避。在
野外要远离高压电线和陡坡、河谷地带。正在行驶的车辆也要在空旷处停车。
我们要学习防震救灾的科学知识,认真参加学校的抗灾疏散演习。
中国成就
地震预警减小灾害的影响
地震是突发性的灾害,要准确预报地震至今还是一个难题。研究发
现,地震发生后,会产生速度较快的纵波(P波)和速度较慢的横波(S波)。
78
第二章 变化的地形
纵波会引起上下颠簸,破坏性较小;随后的横波会产生左右摇晃,破坏性
较大,对人身安全造成很大危害。随着距离的远近不同,从纵波到横波可
以有十几秒或几十秒的时间差,监测到纵波后及时向各地发布警告,迅速
组织群众在横波到达之前撤离危险地区,减少损失与伤亡,这叫作“地震
预警”。地震预报和地震预警都是由当地政府发布的,不能听信和传播
谣言。
我国已经建成世界上覆盖面积最大的地震预警系统,一旦发生地震,
可立即通过电视、广播以及手机及时通告大家做好应急准备。
2019年6月17日22时55分四川省宜宾市长宁县发生6级地震,地
震预警系统立即启动,宜宾市提早10s收到预警,乐山市提早43s收到预
警,成都市提早61s收到预警。这为这些地区赢得宝贵的时间以做好人
员疏散准备,有效减少了人员伤亡。
据统计,预警时间如果提早3s,可使伤亡率减少14%;如果提早10s、
60s,则可使伤亡率分别降低39%、95%。
练
习
1.
 
请你寻找海陆变迁和地形变化的一些证据,并说明原因。
2.
 
对照图2.3.7,指出板块分界线两侧的地壳缓慢移动的方向。
3.
 
查阅有关资料,对照地图,说一说我国地震多发生在哪些地区。
79
　本章学到了什么　
学习小结
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学习收获
科学观念:认识五种主要的地形类型,能够运用板块构造学说的基本观点解
释全球地震火山的分布特点;通过学习地形在内力作用和外力作用下变化的例
证,理解“稳定与变化”这一跨学科概念。
科学思维:通过学习等高线图的绘制,逐步形成在二维平面地图和三维地形
图之间的空间思维转化;通过了解从大陆漂移到板块构造学说的发展过程,初步
理解模型建构、创新思维等思维方法。
探究实践:通过学习板块构造学说的形成过程,体会科学探究需要大胆提出
假设、积极寻求证据;通过了解地震火山带的分布与板块构造学说的关系,体会科
学实践可以验证理论的科学性。
态度责任:通过了解沈括、魏格纳、李四光等科学家的贡献,体会到科学发现
的过程需要科学家具有高度的责任感和科学严谨的态度,以及大胆创新和小心求
证的科学精神。
80
学习运用
1.
 
板块构造学说是20世纪地球科学最重大的研究成果之一。从魏格纳的
大陆漂移假说到海底扩张学说,再到板块构造学说,许多不同学科的科学家付出
持续努力和不懈奋斗。请按时间线索填空,完成下表。
发展阶段
大陆漂移假说
海底扩张学说
板块构造学说
代表人物
德国科学家(  
) 海洋地质学家、海洋测
绘学家等
各学科的科学家
年 代
(  )世纪初
(  )世纪(  )年代
(  )世纪(  )年代
主要证据
(1)
 
南美洲和非洲大
陆轮廓( 
 )
(2)
 
两大陆有相同的
( 
 )化石
(3)
 
两大陆上的一些
动植物有(  )
关系
(1)
 
大洋中部有(  )
(2)
 
海岭两侧的岩石年
龄( 
 )
(3)
 
越靠近海岭的岩石
年龄越小,说明大
洋板块在( 
 )
(4)
 
大洋板块与大陆板
块碰撞,大陆会
(    ) 
(1)
 
全球有(  )大板块
(2)
 
板块内部地壳活动比
较(  ),板块之间地
壳运动(  )
(3)
 
地震火山带与板块分
界线基本(  )
(4)
 
卫星遥感技术测出板块
运动速度为每年(  )
厘米到(  )厘米
  2.
 
根据某海岛的等高线(单位:米)示意图,完成以下任务。
第2题图 某海岛的等高线示意图
(1)
 
该图比例尺是1∶20000,计算海
岛北端A到南端B的直线距离。
(2)
 
该等高线示意图中相邻等高线
之间的高度差是多少?
(3)
 
找出岛上的最高峰,其海拔约多
少米? 如在该处设计一座观海亭,请用C
标注出位置。
(4)
 
从码头登上该岛,可以乘坐观光
车环岛一周。环岛公路是沿着30m等高
线修筑的,请把环岛观光公路画出来。
(5)
 
你觉得可以在哪里建一座宾馆?
把它的位置标出来,并说明选址的原因。
81
第三章　地球上的生物
地球是迄今为止人类发现的唯一一个存在生物的
星球,地球上不同的环境孕育了千姿百态的生物,赋予
了地球无穷的魅力。
第三章 地球上的生物
第一节　地球上不同环境中的生物
地球的公转与自转,以及其他星球的影响,使得地球上的不同区域具有不同
的地理及气候环境。从高山到峡谷、从极地到赤道、从沙漠到湖泊和海洋……环
境各异。然而,几乎在各种环境中,我们都可以发现生物的存在。
图3.1.1 胡杨
固沙英雄———胡杨
胡杨是极少能够在沙漠中生存的
乔木,在我国新疆和内蒙古的沙漠地区
都可以欣赏到它的身姿。胡杨的根系
极为庞大,它的根能够扎入地表10m
以下,吸取地下深部的水分,从而使自
己在干旱的沙漠中得以生存。顽强的
胡杨被称为固定沙丘,防止沙漠扩张的
“英雄树”。
图3.1.2 骆驼
沙漠之舟———骆驼
骆驼被誉为“沙漠之舟”,它能在沙
漠中长时间活动和生存。骆驼的驼峰
中储存有大量脂肪,这些脂肪降解后能
够产生水。此外,骆驼有三个胃,其中
一个胃可用于储水。在遇到有水源的
绿洲时,骆驼会利用驼峰和胃大量储存
营养和水。骆驼还有宽阔的足,有利于
它在沙漠中行走。
水中芙蓉———莲
由于水中缺少空气,一般不利于高等植物生长,但有着“水中芙蓉”美誉的莲
83
科学 七年级上册
图3.1.3 莲的茎———藕
却是可以在水中生活的常见高等植物。莲的茎(就是同
学们通常食用的藕)虽然生长在水塘底的淤泥中,但茎
中有很多大小不一的孔道,这些孔道与叶柄中的孔道相
通,可一直连通到水面上的莲叶。莲叶通过这些孔道将
空气输送给水面下的叶柄和茎,从而使莲能在水中正常
生长。
图3.1.4 龙虱
水中金龟子———龙虱
池塘中生活着一种有趣的甲虫———龙虱。其外形与金龟
子相似,但龙虱有一对毛刷状宽阔的游泳足。游泳足摆动时
就像船桨在水中划水。有了这对游泳足,龙虱就可以在池塘
中自由游泳了。龙虱潜入水中时,鞘翅下面和腹部之间的空
隙中,会形成气泡,龙虱可以吸收气泡中的氧气,这样水下的
龙虱就不会缺氧了。
活动
观察虾的形态结构及其对水生环境的适应
1.
 
取一只河虾进行观察与测量。
(1)
 
河虾的体色为    ,身体可分为    、    两部分。
河虾身体质地    ,有外壳。外壳的功能是    。
 
河虾头部额剑
上有    ,是虾的    武器。
(2)
 
河虾的体长    mm,体重    g(用纸吸干后称量)。
 
2.
 
准备活河虾和水蚤,观察河虾的运动与摄食。
图3.1.5 河虾
(1)
 
将河虾放进盛水的大烧
杯中,观察它的运动:河虾的游泳
方向如何? 是否既能前进也能倒
退? 用玻璃棒触动游泳时的河
虾,它有什么反应? 河虾的游泳
足和步行足,它们分别长在身体
的什么部位?
 
形态都相同吗?
84
第三章 地球上的生物
  (2)
 
小心地用滴管将水蚤滴入水中,观察河虾的摄食过程。河虾在摄
食时,它的运动方式有什么特点?
讨论
河虾的哪些形态结构适应它的水生环境?
图3.1.6 雪兔子
耐寒的开花植物———雪兔子
雪兔子是分布在高海拔地区的开花植物之一,在
我国青藏高原海拔4500~5000m 的流石滩上能觅得它
的踪影。它的植物体上长满密而厚的白色棉毛。这些
棉毛使它能够抵御高原寒冷的环境,也使它看起来像
长毛的兔子,因此得名雪兔子。
雪域勇士———牦牛
牦牛是青藏高原的
 “勇士”,生命力顽强,高大威猛。它的体侧、胸部、肩部、
四肢上部和尾部均生有浓密的长毛,尤其体侧的被毛几乎垂至地面。这些被毛很
好地起到了保暖、防风的作用。
图3.1.7 牦牛
85
科学 七年级上册
图3.1.8 大象
扇耳散热———大象
生活在热带地区的大象,皮肤粗糙厚
实,但没有汗腺,无法通过出汗来散热。
大象散热主要依靠耳朵。阔而薄的耳朵
上分布有大量血管,耳朵扇动的过程中,
就可以将血液里的热量迅速散发到空
气中。
滨海之树———红树
 
图3.1.9 红树
红树构成了亚热带和热带沿海滩涂
的独特风景———红树林。这些树的树皮
开裂后会变红,因此被称为红树。红树
的根经常被海潮淹没,为了获得足够的
空气,树根会向上长出很多高于地面的
呼吸根。呼吸根的表皮有粗大的皮孔能
吸收空气,内部有海绵状的通气组织能
把空气输送到浸泡在水里的根中。红树
的根还有特殊的过滤机制,能够减少盐
的吸收。红树的叶片有能够分泌盐的腺
体,可以将植物体内的盐排出体外。因而红树在海水环境中依然能茁壮成长。
独木成林———榕树
图3.1.10 榕树
榕树在我国广东、福建等南方地区
很常见,是一种高大的乔木。其树冠广
展,可生长千年仍四季长青,故有长寿
树、树中万年青的美称。随着榕树的不
断生长和树冠的扩展,其树冠的枝条上
会长出大量下垂的细线状结构,这些结
构属于不定根,也被称为气生根。榕树
能通过这些气生根吸收空气中的水分,
86
第三章 地球上的生物
辅助地下根系的功能。有些气生根长得很长,接触到了地面的土壤,它们就会加
快生长,变粗、变硬,发育成为具有支撑作用的支柱根,使得树冠更为稳固。随着
树冠的不断扩展和支柱根的增多,来到大榕树底下就仿佛进入了一小片树林。
吃虫的植物———茅膏菜
图3.1.11 茅膏菜
茅膏菜大多生活在土壤贫瘠的地区,它
可以通过捕食昆虫来弥补土壤中氮素养分的
不足。茅膏菜的叶片上密布能够分泌黏液的
腺毛,当小虫停落叶面时,立即会被黏液粘
住。此时叶片就会向内及向下弯折,将小虫
卷入其中。随即腺毛会分泌蛋白质分解酶分
解小虫。当小虫逐渐被消化后,叶片复又张
开,继续分泌黏液,为下一次捕食做好准备。
踩高跷觅食的鸟———鹬
图3.1.12 鹬
鹬是一类中小型涉禽,一般生活在湖泊、
沼泽或稻田、鱼塘近旁,以蚯蚓、虾、贝类和小
虫等为食。它们拥有一对长腿,仿佛踩着高
跷一般,能够在沼泽、浅水和滩涂上轻松行走
和奔跑,寻找或追逐食物。成语“鹬蚌相争”
描述的就是它们取食河蚌的故事。
 
黑暗中的捕猎者———蝙蝠
图3.1.13 蝙蝠
蝙蝠是一种常在夜间活动的特殊动物。
它们能发出超声脉冲,超声脉冲在碰到障碍
后会被反射回来,被蝙蝠发达的耳捕捉到。
因此蝙蝠能够感知黑暗中的固定障碍和移动
的昆虫。蝙蝠的视觉较差,但凭借异常发达
的听觉,它们能在黑暗中自由飞翔并准确无
误地捕食。
87
科学 七年级上册
地球上适应环境能力非常强的生物是微生物。在一些极端的环境中,其他生
物无法生存,但仍能发现微生物的身影。例如,在美国黄石国家公园温度高达
96℃的温泉中发现了超嗜热细菌;在比海水含盐量高10倍的高盐环境中生存着
嗜盐细菌;在极地冰川和深海中还发现了一些被称为嗜冷菌的微生物。
分析这些生存在不同环境中的生物可以发现,它们都具有适应特定环境的结
构与功能。即,每一种生物都具有与自身生存环境相适应的结构与功能,这样才
能保证物种在地球上生存、繁衍。日月更替、四季轮回、风霜雨雪,自然环境也是
处于不断变化中的,但在一定范围内生物会调整自己的状态以适应环境的变化。
中国成就
日光温室
植物的生长情况明显受到温度的影响。如果能够在冬天给植物提供
较为温暖的生长环境,那么植物的产量会明显提高。日光温室也叫冬暖
棚,是我国独创的一种温室类型,能够在日间最大限度地透过太阳光,并
储存太阳光中的热能,在夜间最大限度地保温。日光温室能够在冬天为
动植物提供适宜的温度和光照,使北方的植物能够在冬天生长,牲畜也不
会掉膘。日光温室广泛用于果蔬、花卉栽培和畜禽养殖等产业。日光温
室坚固耐用,易于建造,是我国农畜产业节能减排,农畜产品稳定供应的
关键技术。它的广泛应用是我国能够用占世界7%的土地,供给占世界
22%的人口所需的果蔬、肉蛋的重要原因之一。
图3.1.14 日光温室
88
第三章 地球上的生物
练
习
1.
 
我国南方平原地带,如浙江、上海等地区多饲养山羊,主要用于肉
食,而在内蒙古、新疆等牧区大量饲养的则是绵羊,不仅用于肉食,
还可以获得羊毛、羊绒。请同学们思考这是为什么?
2.
 
观察并总结,当冬季到来时,人会怎样做? 动植物又会发生怎样的
变化? 为什么?
3.
 
随着四季的变化,动物与植物都会产生适应性的变化,当季节由秋
季进入冬季时,植物和动物会发生哪些变化? 请根据你的了解,各
举两例。
89
科学 七年级上册
第二节　生物的基本特征
曾经有一位旅行者在布满乱石的地上发现了一些形状奇特的卵石。他将这
些卵石放在一个大花盆中。过了一段时间,有的卵石长大了,后来卵石缝隙中竟
然长出了花。他想,能生长,能开花,应该是生物。原来这是一种高度肉质化的草
本植物,下面有很短的茎;两个相连的卵状“石块”是它的叶;它开花后能结果;果
实里有种子。由于“石块”中会开出花来,后来人们将它们称为生石花。
图3.2.1 难以与石块分辨的生石花
 
图3.2.2 生石花开花
这位旅行者依据能生长、能开花的特征,判断生石花是生物。那么,生物都有
哪些基本特征呢?
  一、
 
生物都能进行繁殖
图3.2.3 一只母羊正在为其生育的
小羊哺乳
母鸡生蛋,然后孵出小鸡;母猫生下一窝小
猫;麦苗长大成熟后结出麦粒,麦粒种下后又长
出麦苗;剪下柳条扦插到合适的土壤中可长成
柳树;等等。生物通过一定的方式产生新个体
的现象称为生物的繁殖。繁殖是生物不同于非
生物的一个基本特征。繁殖保证生物体的生命
以代代相传的方式得以延续。
90
第三章 地球上的生物
  二、
 
生物都会生长发育
一种动物刚生下时很小,后来慢慢长大,发育为成体,并具有生育下一代的能
力。植物也一样,种子萌发后形成的幼苗很小,后来它们慢慢长大,发育成具有开
花、结果能力的植物体。
  三、
 
生物对刺激具有感应性
生物生存的环境是不断变化的,我们把这些变化对生物的作用称为刺激,生
物体能感知刺激并作出反应,称为感应性,如落叶树对冬季温度下降的反应,绵羊
对季节变化的反应,避役(变色龙)对不同色彩光线的反应等。这一特性造就了生
物根据环境变化而调整自身的生存策略,从而增强了其在特定环境下生存和繁衍
的能力。
  四、
 
生物具有新陈代谢的特征
生物体在生存过程中必需有物质和能量供其持续进行生命活动,所以要不断
从外界环境获取必要的物质,转化为自身可用的能量,同时重新构建新的物质。
比如我们每天都需要吃饭,进而获取营养以供机体需要。同时,生物体也不断地
分解和利用自身的物质,排出代谢废物。比如我们每天都在消耗身体储备的糖和
脂肪等,以供应自身每天活动的能量,并通过呼吸、排尿排出废物。
生物体从外界环境获取物质并转换成自身新的物质的过程(同化作用),同时
将自身的部分物质分解并排出代谢废物的过程(异化作用),称为新陈代谢。当新
物质合成大于旧物质分解时,物质就会在生物体内增加从而在一定限度内使生物
体长大。通过新陈代谢,生物体才能完成繁殖、发育、生长等生命活动。
  五、
 
生物具有遗传和变异的特征
俗话说:种瓜得瓜,种豆得豆;猫生猫,狗生狗。这种前一代生物(亲代)将其
91
科学 七年级上册
图3.2.4 一只母猫生育的一窝小猫
特有的性状通过繁殖传给下一代
(子代)的现象称为遗传,遗传性状
是通过遗传物质传递的。观察图
3.2.4我们可以发现,同时生下的
一窝小猫与母猫都有一些相同的
特征,但每只小猫又都有与母猫不
一样的性状,如颜色、花纹等。这
种子代与亲代具有不一样性状的
现象,称为变异。生物通过遗传保
持原有性状的代代相传,通过变异
获得新的性状。
所有生物都具有繁殖、生长发育、感应性、新陈代谢,以及遗传和变异的基本
特征,由此可识别生物与非生物。
活动
观察蚯蚓对环境的适应
  1.
 
观察蚯蚓的运动。(在观察蚯蚓运动前,应尽量不要触摸蚯蚓)
图3.
2.
5 生活在土壤中
的蚯蚓
(1)
 
仔细观察蚯蚓,蚯蚓是通过身体的什么
方式移动的? 蚯蚓用身体的什么结构拖动身体?
是否能前后移动?
(2)
 
把蚯蚓放入纸筒内,它移动时是否发出
声音,解释发声或不发声的原因。
(3)
 
将蚯蚓先后放在玻璃片和纸张上,比较
它的移动情况、移动速度。
2.
 
观察蚯蚓对外界刺激的反应。
(1)
 
用玻璃棒轻触蚯蚓身体的各个部分。
蚯蚓的哪一部分反应灵敏?
(2)
 
用棉签蘸少量的醋,将其靠近蚯蚓的前
端3cm 处和后端3cm 处,它会有什么反应?
 
它
的前端和后端,哪端对醋的反应更敏感?
92
第三章 地球上的生物
  (3)
 
距离蚯蚓50cm 处拍手,它对声音有什么反应? 蚯蚓有听觉吗?
 
把蚯蚓放在阴暗的纸盒里,然后用手电筒照射蚯蚓的前端和后端,它对光
线有反应吗? 哪一端反应更灵敏?
(4)
 
蚯蚓具有        (“触觉”“嗅觉”“听觉”“视觉”或“对
光反应”)等感觉功能。
练
习
1.
 
请把下列现象归入生物特征,可重复。
①
 
种瓜得瓜,种豆得豆;
②
 
毛色为白色的母猫生下毛色为黑色的小猫;
③
 
向日葵花盘朝向太阳转动;
④
 
前人栽树后人乘凉;
⑤
 
油菜开花结果;
⑥
 
闻到食物香味引起唾液分泌;
⑦
 
山洞里的钟乳石不断变大;
⑧
 
老树皮脱落,新树皮取代老树皮;
⑨
 
人体红细胞平均寿命120天,每天有老细胞死亡又有新细胞
产生。
 
(1)
 
生物的繁殖特征:
 
(2)
 
生物的生长发育特征:
 
(3)
 
生物的感应性特征:
 
(4)
 
生物的新陈代谢特征:
 
(5)
 
生物的遗传和变异特征:
 
(6)
 
非生物现象:
 
2.
 
生物对刺激具有感应性,你能说说身边的生物(花、草、树、各种小
动物)有哪些感应现象?
93
　本章学到了什么　
学习小结
3 
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学习收获
科学观念:通过了解地球多样化的环境中都有与之相适应的生物生存等内
容,建立生物与环境紧密相连、生物的结构及功能与环境相适应等科学观念。通
94
过学习生物的繁殖、生长、发育等基本特征,学会通过生物的基本特征区别生物与
非生物。
科学思维:通过学习生物与环境相适应的结构和功能特征,初步体会从局部
与整体相统一的角度观察和思考问题。
探究实践:通过对虾、蚯蚓的形态结构及运动功能的观察,培养在实验过程中
观察、干预、记录及归纳总结的探究能力。
态度责任:通过对生物与环境相关性及日光温室对环境的改造作用等知识的
了解,建立尊重自然、爱护环境,以及根据生产生活需要适当改造环境的科学态度
与责任。
学习运用
1.
 《汉书·食货志》中有:“种谷必杂五种,以备灾害。”意思是:种谷类必须错
杂着种五种作物,借以防备灾害。五种即五谷,指稷、黍、麻、麦、豆等作物;灾害指
各种自然灾害,如旱灾、水灾、蝗灾等。请查阅五谷的有关信息,填写下方表格。
五谷的相关信息
名称
解释
分布
生长环境
营养成分或用途
95
  2.
 
随着科技的发展,人形机器人问世。人形机器人不仅外形与人十分相似,
还可通过人工智能,完成绝大部分人类能完成的工作,有的甚至还带有人类的感
情。那么,人形机器人可以归属于生物吗? 为什么?
3.
 
通过观察,可以发现不论是动物还是植物,它们总有一些具有特定功能的
结构帮助自己适应所生活的环境,如鸟的翅膀帮助它们在空中飞翔,鱼的鳃帮助
它们在水中呼吸。根据本章内容,请按照表格中已有的内容将表格补充完整,另
外再举出三种典型环境中动植物的例子填入表格。
环境
物种
结构
功能
沙漠
胡杨
骆驼
发达的根系
吸收地下水
驼峰
储存营养和水
宽阔脚掌
在沙地上行走
水塘
高原
热带
 
96
第四章　生物的主要类群
现今地球上生存的生物已经确定名称的有200 多
万种。人们根据生物的形态、结构和生活习性的相似
性和差异性,把它们分为动物、植物、微生物(真菌、细
菌和病毒)三大类,每一大类生物又可分成许多更小级
别的类群。
科学 七年级上册
第一节　动物的主要类群
地球上已知的动物有150多万种,它们各自以特有的生活方式适应着地球千
差万别的自然条件。根据身体中有无脊柱,动物们被分为脊椎动物和无脊椎动物
两个主要类群。
　　思考与讨论
我们的生活中会接触到一些鱼、鸟、狗、猫,以及虾、蟹等。这些动物各属于什
么类群呢?
  一、
 
脊椎动物
脊椎动物是指身体中有脊柱的动物。脊柱由脊椎骨组成。地球上的脊椎动
物有5万多种,主要分成鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类。
1.
 
鱼类
鱼是生活在水中的脊椎动物。为了适应水中的生活,它们演化出了一系列特
殊的形态。鱼的身体呈纺锤形,可以减少游泳的阻力。鳍是鱼的运动器官。鱼通
图4.1.1 鱼的侧线
过鳍(胸鳍、背鳍、腹鳍、尾鳍)划水在水
中运动。鱼体表覆有带黏液的鳞片,既
可以保护身体,又减少游泳时的阻力;
鱼身体两侧各有一行侧线,侧线内部与
神经相连,有测定方向和感知水流的作
用。鱼口的两侧有鳃,鳃是鱼的呼吸器
官,鳃内有丰富的血管网,可以与流经
的水进行气体交换。
98
第四章 生物的主要类群
2.
 
两栖类
两栖动物的幼体在水中生活,用鳃呼吸;成体既可以生活在陆地上,也可以生
活在水中,因而被称为两栖动物。青蛙、蟾蜍、大鲵、蝾螈等动物都属于两栖类。
两栖动物是由古代鱼类逐渐演化来的,是由水生进化到陆生的过渡动物类群。它
们的成体没有鳃,主要用肺呼吸,兼用皮肤呼吸。
大鲵因其声如婴儿啼哭,俗称娃娃鱼,它是世界上现存最大的两栖动物,是我
国的二级保护动物,严禁捕杀。
(a)
 
青蛙
(b)
 
大鲵
图4.1.2 两栖动物
3.
 
爬行类
爬行动物是真正适应陆地生活的脊椎动物。龟、壁虎和蛇尽管在身体和行为
上存在很大差异,但它们都属爬行类。除蛇以外的大部分爬行动物的四肢从体侧
横出,不便直立,行动是典型的爬行,并因此而得名。它们完全用肺呼吸,皮肤上
有鳞片或甲,以避免水分经皮肤流失。爬行动物可以在陆地上产卵,因为卵外包
着坚韧的卵壳可以防止卵中水分散失。
(a)
 
黄缘闭壳龟
(b)
 
壁虎
(c)
 
竹叶青蛇
图4.1.3 爬行动物
99
科学 七年级上册
视窗
扬子鳄
图4.1.4 幼年扬子鳄
  扬子鳄是中国特有的一种小型
鳄类。它们性格温和,具有许多恐龙
类爬行动物的特征,被称为“活化
石”。扬子鳄在古代一直在我国黄
河、淮河、长江中下游水系中生活。
在甲骨文中就开始用鼍(tuó)字称呼
扬子鳄。目前,扬子鳄的野外分布仅
在安徽省南部5个县区,总数小于
300只,被分割为几个相互隔离的小种群,是国家一级重点保护野生动物。
扬子鳄的人工繁殖已十分成熟,但是人工繁育的扬子鳄重新回到自然栖
息地依然是巨大的挑战。
图4.1.5 鸽子
4.
 
鸟类
鸟是一类有羽毛,能飞翔的动物。身
体大多呈纺锤形,前肢演变为翼。鸟类的
骨骼中空,体重较轻,有利飞行。它们没有
牙齿,喙和足有多种形态,以适应各种生活
环境。
图4.1.6 鸟的生态类型
100
第四章 生物的主要类群
视窗
爱鸟周
1981年国务院发出通知,指出“鸟类是大自然的重要组成部分和国家
的宝贵资源。保护和合理利用这项资源对维护自然生态平衡,对科研、教
育、文化、经济等方面,都具有重要意义”。由国家林业局等八个部门联合
倡议,并经国务院批准,将每年四月至五月初的一个星期定为“爱鸟周”。
观鸟、识鸟、护鸟是有趣又有意义的活动。
5.
 
哺乳类
哺乳动物是最高等的脊椎动物。雌性哺乳动物都有乳腺,以乳汁哺育后代。
哺乳动物种类繁多,有以其他动物为食的食肉动物,如虎、狮、豹、狼等;有以植
物为食的食草动物,如牛、羊、马、兔等;还有很多杂食动物,如鼠、猪、猴、猿、猩猩等。
哺乳动物对环境的适应能力较强,在各种生境中都可以见到哺乳动物的身
影。除了我们熟知的很多陆生哺乳动物外,还有善于飞行的哺乳动物,如蝙蝠,但
它们的翼与鸟类不同,翼上没有羽毛;鲸是终生生活在水中的哺乳动物,外形上已
特化成与水生生活相适应的形态。
(a)
 
狼
(b)
 
水牛
(c)
 
鼠
(d)
 
长臂猿
(e)
 
蝙蝠
(f)
 
鲸
图4.1.7 哺乳类动物
101
科学 七年级上册
活动
观察脊柱
1.
 
把吃剩的鸡或鱼的脊柱放在水里煮一煮,使肉脱落。把脊柱拆散,
把肉剔尽,仔细观察。你能认出哪些脊椎骨是鸡颈椎骨吗? 鱼有没有颈
椎骨呢? 你能确定每块脊椎骨在脊柱中的位置和方向吗?
2.
 
把这些脊椎骨按脊柱自上而下的次序排列好,用线穿起来。观察
这些脊椎骨是否都能契合地搭配在一起。
  二、
 
无脊椎动物
无脊椎动物是指身体中无脊柱的动物。在已知的150多万种动物中,有100
多万种是无脊椎动物。无脊椎动物包括原生动物、刺胞动物、扁形动物、线虫动
物、环节动物、软体动物、节肢动物和棘皮动物等。无脊椎动物之间存在着较大的
差异,有的是单细胞动物(如变形虫),大多数是多细胞动物;有的可在水、陆、空不
同环境中自由活动(如龙虱),有的则寄生在其他生物体内(如蛔虫)。
原生动物是单细胞动物,它们的身体只由一个细胞组成。原生动物很小,只
能用微米来度量,要借助放大镜或显微镜才能看清它们的形态及结构。
刺胞动物(旧分类系统称腔肠动物)是比较简单的多细胞动物。刺胞动物都
具有刺细胞,具有最原始的神经系统。美丽的珊瑚上紧密地生长着许多珊瑚虫,
像一个个盛开的“小花朵”。珊瑚虫的身体成圆筒形,上面的“花瓣”是触手。触手
上的刺细胞,能麻醉和捕食小动物。水螅、海葵、海蜇和珊瑚虫都属于刺胞动物。
图4.1.8 变形虫(原生动物)
   
图4.1.9 珊瑚虫(刺胞动物)
102
第四章 生物的主要类群
视窗
珊瑚礁
图4.1.10 充满活力的珊瑚礁
  珊瑚礁是海洋中物种多样
性最丰富的生态系统之一。那
里是许多生物的理想栖息地。
大量蠕虫、软体动物、海绵、棘皮
动物、甲壳动物和一些鱼类生活
在珊瑚礁中。珊瑚虫“设计”并
“建造”了珊瑚礁。亿万个珊瑚
虫群集在一起生活,它们相互紧
靠,骨骼结合在一起,老一辈死去了,新一代又在死去的珊瑚骨骼上继续
生长繁殖,一代又一代,逐渐积累构筑成了巨大的珊瑚礁。
扁形动物都有背腹扁平、左右对称的身体。涡虫、血吸虫和猪肉绦虫都是扁
形动物。
线虫动物(旧分类系统称线形动物)的身体细长如线。线虫、蛔虫、钩虫等都
是线虫动物。
扁形动物和线虫动物中的绝大多数成员都是以寄生的方式生活。当然,也有
极少数不是靠寄生生活的,如涡虫。
图4.1.11 涡虫
(扁形动物)
图4.1.12 蛔虫
(线虫动物)
图4.1.13 蚯蚓
(环节动物)
图4.1.14 蜗牛
(软体动物)
环节动物的身体呈圆筒形,整个身体由许多结构相似的体节联合而成,消化
道和神经系统贯穿所有的体节。蚯蚓、水蛭(蚂蝗)等属于环节动物。
软体动物是个大家族,目前全世界已知的软体动物有10.8万种。它们的身
103
科学 七年级上册
体柔软,不分节,大多有一个石灰质的外壳,也被称为贝类。河蚌、乌贼(墨鱼)、蜗
牛等都属于软体动物。
图4.1.15 海星和海胆(棘皮动物)
棘皮动物因身体表面有棘而得名。所
有的棘皮动物都生活在海洋中,如海星、海
胆、海参、海百合等。
节肢动物身体外部表现不同程度的分
节,具有成对附肢,附肢也分节。它们是动
物界里种类最多、分布最广的无脊椎动物,
约占动物种类的80%以上。比较常见的节
肢动物有甲壳类、蛛形类、多足类和昆虫类。
除甲壳类动物绝大多数生活在水中外,其他节肢动物主要生活在陆地。节肢动物
大多具有相对坚硬或柔韧的外壳。这种外壳又被称为外骨骼。外骨骼硬化后,会
限制身体的生长。在生长过程中,节肢动物需要阶段性的脱掉外骨骼,才能保持
身体不断增大。例如,蚕的幼虫要经过3~4次蜕皮过程才能够结茧、化蛹、成蛾。
(a)
 
蓝蟹(甲壳类)
(b)
 
蜘蛛(蛛形类)
(c)
 
蜈蚣(多足类)
(d)
 
瓢虫(昆虫类)
图4.1.16 节肢动物
练
习
1.
 
鸟的喙有各种形状,你知道喙的形状和它取食的食物有什么关
系吗?
2.
 
请区分下列动物中,哪些是脊椎动物,哪些是无脊椎动物。
螃蟹、黄鳝、水母、鲫鱼、蟑螂、蜻蜓、龙虾、扇贝、蝉、蜥蜴、猫、蚯蚓、
竹节虫、甲壳虫、海龟、鸭子。
3.
 
比较蚂蚁和蜘蛛的形态,分析它们的相同点和不同点。
104
第四章 生物的主要类群
第二节　植物的主要类群
自然界的植物种类繁多,已被人类认识的约有35万种。根据繁殖方式,人们
将其分为种子植物和孢子植物。
  一、
 
种子植物
我们知道,大豆会开花结果,产生种子。成熟的种子播种到土壤中,会长出幼
苗。像这类能产生种子,并用种子繁殖的植物,称为种子植物。
在种子植物中,种子被果皮包裹的植物称为被子植物。被子植物的主要特征
是:有真正的花和果实,种子藏在果实里。人类种植的粮食、蔬菜、果树等大多是
被子植物。根据种子里子叶的数目,可将被子植物分为两大类:具有一枚子叶的
植物称为单子叶植物,如玉米、水稻;具有两枚子叶的植物称为双子叶植物,如大
豆、花生。单子叶植物和双子叶植物的主要区别如表4.2.1所示。
表4.2.1 单子叶植物和双子叶植物的区别
    植物类别
项目      
单子叶植物
双子叶植物
子叶
子叶1枚
子叶2枚
根
须根系
 
直根系
茎
一般茎不能增粗或增粗不明显
一般茎能增粗
叶
 
多为平行叶脉
 
多为网状叶脉
花
 花的各部分
基数是3
 花的各部分
基数是5或4
代表植物
水稻、小麦、玉米、百合
大豆、向日葵、桃、南瓜
105
科学 七年级上册
(a)
 
水稻(禾本科)
(b)
 
百合(百合科)
(c)
 
小米(禾本科)
(d)
 
葱(石蒜科)
图4.2.1 几种常见的单子叶植物
(a)
 
大豆(豆科)
(b)
 
野草莓(蔷薇科)
(c)
 
丝瓜(葫芦科)
(d)
 
栗(壳斗科)
图4.2.2 几种常见的双子叶植物
活动
识别各种蔬菜
1.
 
准备白菜、荠菜、萝卜、大豆、绿豆芽、黄瓜、芹菜、莴苣、马铃薯、番
茄、辣椒、大蒜、茄子、竹笋、百合、芋艿、葱、姜、藕等蔬菜实物,并将它们分
成若干组。
2.
 
将全班学生分成4~6组,围坐,桌上放各组蔬菜与表格。
3.
 
请学生识别桌上的蔬菜,并填写表4.2.2。
表4.2.2 蔬菜识别表
植物名称
食用部位
双(单)子叶植物
判断依据
注:提供的蔬菜种类可根据季节变换,数目可增减。
106
第四章 生物的主要类群
你见过银杏树上的白果吗? 白果不是果实,它是银杏结的种子。种子外面有
一层肉质的物质,那不是果皮,而是外种皮。这类依靠种子繁殖,但种子没有果皮
包裹,是裸露的植物被称为裸子植物。松树和杉树也属于裸子植物。
图4.2.3 银杏
视窗
孑(jié)遗生物
在较古老的地质史上曾经分布广泛、种类很多的动物和植物,在较新
近的地质年代只有一两种孤独地生存于个别地方,并有逐渐灭绝的趋势,
这样的动物或植物称为孑遗生物。孑遗生物都是珍稀的遗传资源。中国拥
有大量的孑遗生物,在世界物种多样性保护圈中占据重要地位。
  二、
 
孢子植物
在自然界我们还能看到一些植物,它们没有花,不形成种子。
藻类植物大多生活在水中。不同藻类含有的色素不同,呈现的颜色也不一
样。其中一些藻类的名称是依据它们的颜色来命名的,如绿藻、红藻、褐藻等。
海带是生活在海水里的藻类植物,它所在的类群的颜色都偏褐色,所以被命名
107
科学 七年级上册
图4.2.4 海带(褐藻)
为褐藻。
地球上现存的藻类约有3万种。它们
都含有叶绿素,能进行光合作用。藻类可
以释放出孢子进行繁殖。
苔藓植物一般比较矮小,通常为0.5~
3cm,它们常密集生活在一起,分布于阴湿
的土壤和树木上,就像一块碧绿的毡毯。
苔藓植物没有真正的茎、叶和根,通过单细
胞或多细胞构成的假根起固着作用。
图4.2.5 真藓
 
图4.2.6 铁线蕨
蕨类植物有12000多种。由于受气候影响,蕨类的体形有着较大的差异。热
带地区的树蕨可以长得与树木一样高,而生长在温带地区的蕨类(如肾蕨),则体
形小巧。蕨类植物用孢子繁殖,常在叶的背面边缘长出许多孢子囊,里边有大量
孢子。
藻类植物、苔藓植物和蕨类植物都不产生种子,用孢子繁殖,我们称它们为孢
子植物。
练
习
1.
 
你在生活中能够观察到的植物有哪些? 它们都属于哪些类群?
2.
 
观察蕨类植物,找找它们的孢子囊在哪里,尝试画图。
108
第四章 生物的主要类群
第三节　微生物
自然界还有一大类用肉眼无法直接观察到的微小生物。细菌、真菌和病毒都
属于微生物。大多数细菌和真菌体内不含叶绿素,不能自己制造有机养料,必须
依靠现成的有机物维持生活。
  一、
 
细菌
细菌种类繁多,分布极其广泛,无论在土壤里、水和空气中,或在人和动、植物
体内都有细菌存在。细菌细胞没有成形的细胞核,个体十分微小,直径大多为
0.5~2.0 m。
图4.3.1 在大头针尖上逐级放大的细菌
有的细菌对人类有益,例如我们食用的酸奶、泡菜等的制作过程中需要乳酸
菌的参与。人们还利用细菌制造抗生素;利用甲烷氧化菌清除温室气体甲烷;在
农业生产上,利用豆科植物根瘤菌固氮,增加土壤的肥力。人体消化道内也有多
种有益于健康的细菌,它们产生的某些维生素和蛋白质可被人体吸收利用。使用
抗生素药物,会抑制消化道有益共生细菌的繁殖,给人体健康造成损害,因此不能
滥用抗生素。有些细菌能分解动植物的尸体,把有机物变为无机物,它们在自然
界的物质循环中起重要作用。
某些细菌对人类有害,如伤寒杆菌引起伤寒,结核分枝杆菌引起结核病,痢疾
109
科学 七年级上册
杆菌引起细菌性痢疾等。还有些细菌能使食物腐败,如芽孢杆菌等。
  二、
 
真菌
在日常生活中,我们常常会看到放了几天的食品上有絮状物,腐烂的水果上
有霉斑,这些都是有霉菌生长的缘故。放久的剩饭会发酵,产气产酸,这往往是酵
母菌发酵引起的。在砍伐的树桩、腐烂的木材或草堆上,常常会长出蘑菇。酵母
菌、霉菌、蘑菇等,都属于真菌。大多数真菌主要生活在土壤中或死亡的动植物残
体上,参与分解动植物的残骸。真菌有单细胞的,也有多细胞组成的,它们的细胞
中都有细胞核。
(a)
 
水果上的霉菌
(b)
 
用于发面的干酵母
(c)
 
朽木上的蘑菇
图4.3.2 常见真菌
真菌的繁殖在日常生活中有广泛的应用。面包和馒头的多孔结构,就是发面
过程中酵母菌快速繁殖产生的二氧化碳导致的。酿酒酵母可以用来酿酒。青霉
可以提取青霉素。曲霉可用于生产酱和酱油。蘑菇、木耳、银耳、灵芝等大型真菌
有的可供食用,有的有很高的药用价值。人们利用某些真菌生产抗生素,例如生
产青霉素。
除有益真菌外,也有些真菌对人类有害。有些真菌会使农作物发生病害。使
人烦恼的甲癣(灰指甲)和脚癣(脚湿气)也是由真菌引起的。有些野生的大型真
菌,毒性很大,误食会引起中毒。黄曲霉菌产生的黄曲霉素是一类强致癌物。
一些真菌和有些细菌一样能分解动植物的尸体,把有机物变成无机物,在自
然界的物质循环中起重要作用。
可见,真菌与人类生活的关系十分密切。
110
第四章 生物的主要类群
活动
观察超市中与真菌有关的食品
  两人一组,利用课余时间到超市观察真菌制造的食品,并填在表
4.3.1中。
表4.3.1 真菌制造的食品
食品名称
参与制造的真菌
  三、
 
病毒
病毒是结构极为简单的微小生命体。它们往往由蛋白质外壳和包含在内的
遗传物质组成。病毒自己不能繁殖和代谢,它们通过侵染活细胞,利用宿主细胞
的物质和能量按照病毒的遗传物质所包含的遗传信息复制新一代病毒。宿主细
胞破裂,新一代病毒被释放出来,进而侵染更多宿主细胞,由此对宿主造成伤害。
病毒不能独立生存,一旦离开宿主的活细胞就不表现任何生命活动迹象。很多病
毒都会导致人们生病,如流感病毒、艾滋病病毒、狂犬病病毒等。
图4.3.3 病毒结构示意图
111
科学 七年级上册
练
习
1.
 
在下述生物中,没有成形细胞核的是(  )。
A.
 
青霉   B.
 
细菌   C.
 
酵母菌   D.
 
大豆
2.
 
仔细观察家里的厨房、庭院和校园,在你的生活中,有哪些常见的
微生物? 它们发挥了哪些作用?
3.
 
很多人类疾病与微生物相关,请查阅资料,举例说明哪些疾病与真
菌相关? 哪些疾病与细菌相关? 哪些疾病是病毒引起的?
112
第四章 生物的主要类群
第四节　生物的分类
地球上现存的生物物种多达数百万种,常使人眼花缭乱。对生物进行科学的
分类,是一项非常重要的工作。
在日常生活中,我们经常需要把事物进行分类,以便作出系统的安排。你知
道图书馆的书籍如何分类吗? 你知道超市的货物如何分类吗? 分类是将大量事
物按各自特性归类和条理化的方法。例如:我国明代的医药学家李时珍为总结和
介绍各种中药所编辑的书———《本草纲目》,就是一种分类系统。
科学家
林奈与生物分类
图4.4.1 林奈
  瑞典生物学家林奈(Carl
 
Linnaeus,1707—1778),
自幼喜爱植物,曾周游欧洲各国,收集了大量植物标
本。28岁发表了《自然系统》,书中他提出以花器官为
植物分类的依据。46岁发表了《植物种志》,收录了
5938种植物,在书中他创立了双名命名法。林奈的伟
大成就在于提出了定义生物属种的原则,并创立了统
一的生物命名系统。双名法简化了当时繁琐的生物
名称,打破了不同文明、语言、文字的隔阂,便于研究者之间的交流,同时
避免了同物异名、异物同名的混乱,为此后生物学的发展奠定了基础。
双名,即一个是属名,一个是种加词,连起来就是这种植物、动物或微生
物的学名。生物的学名用拉丁文表示,如月季的学名叫Rosa
 
chinensis,其
中Rosa 是属名,
chinensis是种加词。
  一、
 
生物分类的方法
生物的分类是将生物物种进行归类。任何生物都可以通过不同的特征和
113
科学 七年级上册
相同的特征进行区分归类。例如,脊椎动物很多,怎样把某种脊椎动物归属到
某一个类群中去呢? 科学家经过仔细的对比研究,发现某些脊椎动物有一些共
同特征,而另外一些脊椎动物又有另外一些共同特征。于是他们把某种特征作
为分类的准则,分成有这个特征的和没有这个特征的脊椎动物两个类群;接着
再以另外一种特征作为分类的准则,又可分为两个类群……最后就把脊椎动物
分成哺乳类、鸟类、爬行类、两栖类和鱼类等5个类群。植物的分类也是类似的。
  二、
 
生物的分类单位
生物学家根据生物的形态、结构和生活习性的差异,对生物进行分类,并依据
它们之间的差异大小,由高到低依次以界、门、纲、目、科、属、种构成了分类的等
级。在上述7个分类等级中,由种到界涵盖面逐级扩大,其中“种”是最基本的分
类单位。如果把这些分类单位按照从属关系由小到大逐级升高的方式排列起来,
就形成了阶梯式的分类阶层系统。
每一个生物物种都可以在分类阶层系统中找到它们的分类地位及其从属关
系。图4.4.2以草莓和猫为例进行了这样的分类。
      
等
级
由
高
到
低
↓
 
 
●
界
植物界
动物界
●
门
种子植物门
脊索动物门
●
纲
双子叶植物纲
哺乳纲
●
目
蔷薇目
食肉目
●
科
蔷薇科
猫科
●
属
草莓属
猫属
●
种
草莓
猫
图4.4.2 草莓和猫的分类
在分类阶层系统中等级越高,所包含的生物物种越多,共同特征越少;等级越
低,则包含的生物物种就越少,但彼此间的共同特征越多。下面我们从小麦、水稻
和棉花的分类来看。
114
第四章 生物的主要类群
   等
级
由
高
到
低↓
●
门
种子植物门
种子植物门
种子植物门
●
纲
单子叶植物纲
单子叶植物纲
双子叶植物纲
●
目
禾本目
禾本目
锦葵目
●
科
禾本科
禾本科
锦葵科
●
属
小麦属
稻属
棉属
●
种
小麦
稻
陆地棉
图4.4.3 小麦、水稻和棉花的分类比较
从上述的小麦、水稻、棉花的分类地位看,小麦与水稻之间的共同特征要多
些,它们二者是同科不同属;小麦与棉花之间的共同特征要少些,它们二者是同门
不同纲。
  三、
 
制作简单的检索表
如果我们在大自然中见到不认识的生物,往往很想知道:它属于哪一类? 叫
什么名字? 这要通过鉴定才能知道。鉴定就是比较它们之间的异同。在生物学
上鉴定生物的方法之一是使用检索表。
生物个体之间都存在着相同和不相同的特征。检索表是采用特征对比的方
法鉴定生物的工具。检索表的应用则是从两个相互对应的特征中选择其中一个
符合的特征,放弃另一个不符合的特征,从而达到鉴定的目的。
下面我们利用图4.4.4表示的简单的检索表来检索荷花、君子兰、满江红和
肾蕨四种植物。首先,选择是形成种子还是形成孢子这一对特征:荷花和君子兰
符合“形成种子”的特征,不符合“形成孢子”的特征;满江红和肾蕨符合“形成孢
子”的特征,不符合“形成种子”的特征。据此,将它们分成种子植物和孢子植物两
类。然后再选择是在水中生活还是不在水中生活这一对特征:荷花符合“在水中
生活”的特征,君子兰符合“不在水中生活”的特征,于是就把荷花和君子兰检索出
来了。也可以用同样的方法检索满江红和肾蕨。
115
科学 七年级上册
 ဋ
ቶ  ဋ
   ဋ
۸ณ˗ვຑ
ˀ۸ณ˗ვຑ
۸ณ˗ვຑ
ˀ۸ณ˗ვຑ
ᗑᕧ
ָ Ѿ
༶ฦ፸
ᒖᙰ
图4.4.4 简单的检索表
  以上检索表的每个层级是根据一对相互对应的特征进行区分的,因此称为二
歧检索表。图4.4.4中的检索表是用图示法表示的二歧检索表,从中我们可以看
出,该检索表第一层级的检索依据是能否形成种子(种子植物或孢子植物),第二
层级的检索依据是生活环境(在水中生活或不在水中生活)来制作的。
针对以上四种植物,你能制作出检索依据不同的二歧检索表吗?
活动
尝试制作简单的检索表
1.
 
阅读并理解以下二歧分类案例。
(1)
 
以一串红和小麦为例进行比较。
表4.4.1 一串红和小麦的比较
      植物名称
特征        
一串红
小麦
叶片形状
卵形
条形
叶脉类型
网状脉
平行脉
  (2)
 
以杨(或樟)和月季为例进行比较。
116
第四章 生物的主要类群
 
表4.4.2 杨(或樟)和月季的比较
      植物名称
特征        
杨(或樟)
月季
枝条特征
无皮刺
有皮刺
叶片类型
单叶
复叶
木质类型
乔木
灌木
  (3)
 
根据上述特征尝试制作简单的文字表示的二歧检索表。
1a草本植物
2
……………………………………………………………
1b木本植物
3
……………………………………………………………
2a叶呈卵形,网状叶脉
一串红
…………………………………………
2b叶呈条形,平行叶脉
小麦
……………………………………………
3a乔木,枝条无皮刺
杨(或樟)
…………………………………………
3b灌木,复叶,枝条有皮刺
月季
………………………………………
2.
 
认识校园植物:注意记录这些植物的形态和生活环境,辨认它们是
灌木、乔木还是草本植物。
3.
 
全班分成若干个小组,每个小组在校园中选择四种植物,仿照上述
检索表的制作过程制作检索表,并交流和讨论各小组制作的检索表。
练
习
1.
 
对生物进行分类有什么用处?
2.
 
生物分类从界到种共七个等级,其中界是最高等级。举例说明生
物分类等级越高,同等级物种之间的共同特征就越少,分类等级越
低,同等级物种之间的共同特征就越多。
117
　本章学到了什么？　
学习小结
Q
1
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1
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学习收获
科学观念:通过学习动物、植物、微生物等类群的主要特征,了解自然界中生
物种类的多样性及其归类方法。
科学思维:通过比较物种间的差异和共同特点,学习生物分类的基本方法,初
步形成对客观事物从特征到整体进行甄别、抽象和概括的思维方法。
探究实践:通过对身边生物进行仔细观察,并总结其主要特征,进而能够应用
生物学分类方法对其进行简单分类,培养观察、归纳和总结能力,以及知识的灵活
运用能力。
118
态度责任:通过对扬子鳄的人工繁育、爱鸟周、珊瑚礁的形成、孑遗生物等知
识的了解,认同环境和生物保护的必要性,培养爱护自然、保护生命的和谐生
态观。
学习运用
1.
 
科学家开发了可以用来识别植物、鸟类、昆虫等生物物种的手机小程序。
观察你的周围,尝试使用这些小程序,认识你看到的生物。并根据相关介绍,了解
这些生物的主要特征,并在同学之间开展识别生物物种的交流活动。
2.
 
调查你生活中的生物种类,了解它们都属于哪一类生物,观察它们有哪些
特征,用二分法将它们逐级区分,参考本书图4.4.4,绘制图示法检索表,再用文字
法制作二歧检索表。
119
第五章　生物多样性
自然界众多的、各种各样的生物(动物、植物、微生
物等)和它们的生存环境构成了一个个综合体,从而形
成了地球上的生物多样性。生物多样性是地球上的生
物赖以生存和发展的基石,保护生物多样性是我们的
共同任务。
第五章 生物多样性
第一节　认识生物多样性
随着人们对生物多样性的认识不断深入,生物多样性的内涵也更加丰富。生
物多样性不仅指物种多样性,还包括遗传多样性(基因多样性)和生态系统多
样性。
  一、
 
物种多样性
1.
 
什么是物种
物种是指能够相互交配并繁殖可育后代的同种生物,是生物分类的基本单
位。如黑色雄猫和白色雌猫能交配,可以产生后代,所以它们是同一物种;而黑色
雄猫和黑色雌狗不能交配,因此它们不是同一物种。
有时不同种的动物也能交配,并生出后代,如驴和马交配,能生出骡。但是骡
不能繁殖后代,马和驴是两个不同的物种,而骡则属于种间杂交后代。
马
+
驴
→
骡
图5.1.1 马和驴能交配生出骡
2.
 
物种多样性
物种多样性是指地球上动物、植物、微生物等生物的丰富程度,是生物多样性
121
科学 七年级上册
的核心。
地球上存在着极其丰富的物种。据科学工作者不完全统计,地球上的生物物
种超过500万种,对于其中的大部分物种,人类迄今尚不甚了解。每一个生物物
种都是在地球上经过漫长进化过程的产物,是独一无二的,一旦灭绝,就永远消失
了,所以我们要注意保护物种。
视窗
《中国生物物种名录》
生物物种名录是反映一个国家或地区生物多样性的基础数据。自
2008年起,中国科学院生物多样性委员会组织300多位专家,全面系统地
收集整理中国生物物种数据,最终汇编成《中国生物物种名录》,每年以年
度名录的形式发布。编制《中国生物物种名录》,旨在摸清中国生物多样
性的“家底”,促进生物多样性研究与保护。中国是唯一一个每年都发布
生物物种名录的国家。
《中国生物物种名录》2023版共收录物种及种下单元148674个,其
中,动物部分69658个,植物部分47100个,真菌界25695个,原生动物界
2566个,色素界2381个,细菌界469个,病毒805个。
我国幅员辽阔、地形复杂、气候多样,是物种资源最丰富的国家之一。我国植
物资源十分丰富,苔藓、蕨类和种子植物的物种数居世界第三位,仅次于巴西和哥
伦比亚,我国还是世界上裸子植物最多的国家。我国也是动物资源十分丰富的国
家之一,其中脊椎动物中的哺乳类、鱼类和鸟类都位于世界前列。此外,我国还有
许多世界特有的珍稀动植物资源,如动物中的大熊猫、白
豚、金丝猴、扬子鳄、丹
顶鹤、褐马鸡、朱鹮、江豚等,植物中的银杉、水杉、珙桐、金花茶等。这些丰富的动
植物资源,是自然界宝贵的财富。
122
第五章 生物多样性
(a)
 
大熊猫在地球上生存了至少800万年,现主
要栖息地是我国四川、陕西和甘肃的山区,被誉
为“活化石”
(b)
 
川金丝猴也叫仰鼻猴,属灵长目、金丝猴科,
是中国特有的珍贵动物,主要分布于四川、甘
肃、陕西等地,以植物性食物为主
(c)
 
丹顶鹤是一种大型涉禽,是世界珍稀濒危
鸟类,主要分布于中国东部、蒙古东北、俄罗斯
等地,主要以鱼、虾等为食
 
 
(d)
 
江豚隶属于鲸目,其中长江江豚是我国特有、
生活于淡水的江豚。由于人类活动的干扰及环
境的破坏,长江江豚的种群数量严重下降。2021
年长江江豚被列为国家一级保护野生动物,被称
为
 “水中大熊猫”
(e)
 
珙桐是一种落叶乔木,高15~25m,中国特
有,属于国家一级重点保护野生植物,分布于四
川、湖北、贵州等地,花形似鸽子展翅,被誉为
“中国的鸽子树”
(
f)
 
银杉是一种常绿乔木,为中国特产的稀有树
种,是国家一级保护植物,主要分布于广西、湖
南、重庆、贵州等地,被植物学家称为“植物熊
猫”
图5.1.2 中国部分珍稀动植物
123
科学 七年级上册
活动
观察自然环境下的物种多样性
结合当地自然环境,观察森林、湖泊或池塘等任意一个自然区域中的
动植物种类及其数量,并将观察到的结果记录在表5.1.1中。
表5.1.1 动植物调查表
调查地点:
植物
名称
数量
动物
名称
数量
讨论
1.
 
地球上物种的分布与什么有关?
2.
 
21世纪以来当地物种多样性是否有变化?
自然界生物的物种多样性,不仅使我们的地球艳丽多彩、和谐发展,而且维系
了人类赖以生存的环境。通常物种多样性越丰富,生态系统的结构就越复杂,抗
外界干扰的能力越强,生态系统的稳定性也越高。
  二、
 
遗传多样性
遗传多样性是指生物遗传基因的多样性,因而遗传多样性又被称为基因多
样性。基因是具有遗传效应的遗传物质片段,不同的基因决定了生物的不同
性状。每种生物体内都含有大量基因信息,如人有约2.5万个基因,水稻有
4万~6万个基因,所以每一个物种都是一个丰富的基因库。
例如,通过对世界各地人的观察,你会发现不同人的体貌特征、指纹和血型等
不同,如黄色、白色、黑色和棕色等人种不仅肤色差异较大,体貌特征也存在各种
各样的差异。通过对植物的观察,你会发现同种植物不同植株,甚至是同一植株
上的叶片大小、形状,乃至叶片上的叶脉分布等也各不相同。同一种植物的果实
124
第五章 生物多样性
也不完全相同,如同一品种辣椒的果实,虽然都是灯笼状,但仔细比较,它们的性
状是有差异的。颜色也是一种生物的性状,辣椒有的是绿色,有的则是红色、橙色
或黄色的。人类还在继续有选择地培育具有不同性状特征的植物,以满足我们的
生活需要。
图5.1.4 不同颜色的辣椒果实
放射状环形
中心袋状环形
长环形
帐篷状拱形
任意形
图5.1.3 各种类型的指纹
我国生物遗传资源丰富,是水稻、大豆等重要农作物的起源地,栽培植物和家
养动物规模均居世界第一。据统计,我国的成熟水稻品种和野生水稻品种合计超
过1000种,还有数百种的大豆品种,每一品种都有其特定的基因组合。在国家种
质资源(基因)库中,存有数以千计的玉米、麦子等农作物品种,家养动物的品种已
超过570种。
丰富的基因多样性为动植物的遗传育种提供了宝贵的遗传资源。我国育种
学家们通过几十年的努力与尝试,利用野生水稻与普通栽培水稻进行数千次杂交
试验,最终培育出高产稻、耐盐碱稻、海水稻等一系列新品种(也创造了新的基因
组合),大幅增加了粮食产量,为保证我国粮食供应的自主可控作出了贡献,这与
我国丰富的水稻基因多样性是分不开的。
  三、
 
生态系统多样性
生态系统多样性指在一定地理区域中生态系统多样化的程度。我国土地广
袤,地形复杂多样,各地气候差别也很大,因而形成了海洋、湖泊、湿地、草原、森
林、沙漠等多种类型的生态系统。
125
科学 七年级上册
下面列举三种不同类型的生态系统。除此之外,请同学们查阅资料了解更多
的生态系统。
 
(a)
 
呼伦贝尔草原是世界最著名的四大草原之一,
属于典型的草原生态系统。地域辽阔,水草丰美,
有120多种营养丰富的牧草,有牧草王国之称。有
3000多条纵横交错的河流,组成了一幅绚丽的画
卷。草原上有野生动物400余种,草原植物1000
余种
(b)
 
西双版纳热带雨林属于森林生态系统,位于
中国云南省西南部,植物种类丰富,仅高等植物
就达4000余种。雨林中树木高大,树冠高矮不
一,使得乔木可分3~4层,藤本和附生、寄生植
物丰富。在该热带雨林中还有许多动物,其中哺
乳动物约130种,鸟类约469种(约占全国的
1/3),鱼类约100种,两栖爬行类约132种
 
 
(c)
 
库姆塔格沙漠属于荒漠生态系统,位于甘肃西
部和新疆东南部交界处。气候干燥,全年降水量
少。植物主要以灌木为主,是国家一级重点保护野
生动物野骆驼的主要栖息地。除此之外,还有大量
昆虫、蜥蜴、啮齿类和鸟类
图5.1.5 三种生态系统
任何生物都必须生活在一定的环境中,离开了适宜的环境,生物将很难生存。
从这个意义上来说,保护生物多样性的根本是保护生态系统多样性。
126
第五章 生物多样性
练
习
1.
 
我国哪一类生物的种类在世界上占有的百分比最高? (  )。
A.
 
裸子植物  B.
 
种子植物  C.
 
哺乳类   D.
 
鸟类
2.
 
下列生物中,不属于我国特有的珍稀动植物的是(  )。
A.
 
朱鹮
B.
 
中华鲟
C.
 
牡丹
D.
 
珙桐
3.
 
超市或水果店中的苹果品种繁多,有黄元帅、红蛇果和青苹果等,
这体现了生物多样性中的(  )。
A.
 
物种多样性
B.
 
生态系统多样性
C.
 
遗传多样性
D.
 
环境多样性
4.
 
生物多样性包括    、    和    。
127
科学 七年级上册
第二节　保护生物多样性
生物多样性对我们有哪些重要意义? 我们为什么要保护生物多样性? 应该
怎样保护呢?
  一、
 
生物多样性的价值
对人类来说,生物多样性具有直接使用价值、间接价值和潜在价值。
直接使用价值:生物多样性与人类的衣食住行,及物质文化生活等许多方面
都密切相关。丰富的食物、药物来自生物,多种工业原料(如木材、动植物纤维、橡
胶、油脂等)和世界主要能源(石油、煤和天然气)也来自生物。
图5.2.1 人类的衣食住行都离不开生物
图5.2.2 植物对维持生物
圈碳氧平衡起重
要作用
间接价值:生物多样性在维持生态系统稳定、调
节碳氧平衡、水土保持及净化环境等方面发挥了重
要作用,保护人类免受自然灾害和疾病之苦,是保障
人类适宜生存环境的重要力量。
潜在价值:野生生物种类繁多,人类对它们的现
有研究只覆盖了很小一部分,大量野生物种的研究
及资源开发尚待完成。如人们可以利用有价值的野
生物种基因,通过选择、培育等使其成为优质、高产
和抗病的农作物。另外,未来新型生物材料和生物
能源,也将为人类发展注入新动力。
128
第五章 生物多样性
  二、
 
生物多样性丧失的原因
地球上各地的气候、地理等自然因素是不断变化的,不适应变化的物种将被
淘汰,因此地球上的物种组成是动态变化的。但由于人类活动的强烈干扰,生物
多样性丧失的速度大大提升。据科学家估计,当前物种灭绝速度比人类进入历史
舞台前快了1000倍。仅2022年一年,全球共40余种物种灭绝。到21世纪末,现
存物种的五分之一将可能面临灭绝,生物多样性受到严峻挑战。
根据国际自然与自然资源保护联盟(IUCN)的红色名录报道,世界上有超过
41000种物种面临灭绝的威胁,其中27%为哺乳动物,13%为鸟类,41%为两栖动
物,21%为爬行动物,其他低等动物更不计其数。在中国,哺乳动物如大熊猫、金
丝猴、东北虎、华南虎等,鸟类如朱鹮、丹顶鹤等,鱼类如中华鲟等,无脊椎动物如
金斑喙凤蝶等,植物如水杉、珙桐等均濒临灭绝。
栖息地的破坏与丧失是造成生物多样性丧失的最主要原因。如森林的砍伐,
将造成树栖生物的栖息地丧失,而树木的消失又改变了林下环境,使得地面生物
的栖息地遭到进一步破坏。值得庆幸的是,目前我国的森林覆盖率已由20世纪
70年代初的12.7%提高到目前的22.96%,面积达到了2.2亿公顷,森林生态系
统中的生物多样性正在恢复。
过度利用、采伐或乱捕乱猎等现象广泛存在,对全球生物多样性构成严重威
胁。另外,随着全球经济的高速发展,大量的废弃物被不断排放,造成了空气、水
  
图5.2.3 被过度砍伐的森林
图5.2.4 附着石油的海龟
129
科学 七年级上册
体、土壤等污染,这些污染对生物多样性构成了日益严峻的威胁。如石油泄露,污
染的海水对水生生物、鸟类等均造成了毁灭性影响。
图5.2.5 正在产卵的福寿螺
外来物种入侵也给生物多样性带来巨大压
力。外来物种一般都具有生态适应能力、繁殖能
力和传播能力强等特点,可与本地物种形成竞争
关系,如侵占本地物种的生存空间,与本地物种
竞争食物、阳光、水等资源,或过度捕食本地物
种,最终可能导致本地物种濒危或灭绝,生物多
样性被破坏,生态安全受到威胁。如原产于南美
洲的热带和亚热带地区的福寿螺,因其具有较高
的蛋白营养,被人工引入我国后开始大范围养殖。但是,由于福寿螺的味道不受欢
迎,市场接受度差,被弃养后在田野大量繁殖,目前已在我国长江以北的许多地区蔓
延泛滥,对当地的水生植物造成巨大危害。
  三、
 
保护生物多样性的主要措施
20世纪80年代,国际社会开始意识到保护生物多样性的重要性,制定了一系
列国际公约,1992年我国成为最先加入国际《生物多样性公约》的六个国家之一。
我国不断探索生物多样性保护的有效措施,为全球生物多样性的保护作出了中国
贡献。
就地保护 即建立自然保护区,人们把含保护对象在内的一定面积的陆地
或水体划分出来,进行保护和管理,这就是自然保护区。在众多保护生物多样
图5.2.6 自然保护区里的朱鹮
性的措施中,建立自然保护区是效果非常
显著的。如朱鹮,经过几年的考察,中国科
学家于1981年在陕西洋县发现了全球仅
存的7羽野生朱鹮,2005年在当地建立了
陕西汉中朱鹮国家级自然保护区,至2021
年,已繁殖到7000多羽,建立了目前世界
上最大的野生朱鹮种群。
130
第五章 生物多样性
视窗
中国的自然保护区和国家公园
1956年,我国在广东省建立了第一个自然保护区———鼎湖山自然保
护区,中国的自然保护区建设从此拉开序幕。截至2018年底,各种类型、
不同级别的自然保护区已达2750处,其中国家级自然保护区474个,自然
保护区的总面积约占全国陆域国土面积的15%左右*。例如,青海三江
源自然保护区是我国面积最大的自然保护区,具有青藏高原生态系统和
生物多样性的典型特点,是青藏高原珍稀野生动植物的重要栖息地和生
物种质资源库,有国家一级重点保护动物藏羚、野牦牛、雪豹等。自然保
护区对维护生物多样性和改善生态环境质量具有重要的作用,也为人类
提供了研究自然生态系统的场所,是活的自然博物馆。
经过多年发展,我国正加快构建以国家公园为主体的自然保护区体
系建设。2021年10月,我国正式设立了首批五个国家公园:武夷山国家
公园、海南热带雨林国家公园、东北虎豹国家公园、大熊猫国家公园和三
江源国家公园,保护面积达23万平方千米,涵盖近30%的陆域国家重点
保护野生动植物物种。
活动
调查或考察当地的自然保护区
1.
 
按下述提纲进行调查。
(1)
 
保护区的名称、等级和地理位置。
(2)
 
保护区的类型:保护森林和其他植被类型自然保护区、保护野生
动物类型自然保护区、保护自然历史遗迹类型自然保护区等。
(3)
 
保护区的结构:核心区、缓冲区、实验区的大约面积和分布。
(4)
 
保护区建立前后被保护对象的变化。
2.
 
分析和讨论建立自然保护区对保护生物多样性有什么意义。
131
*数据来源于中华人民共和国生态环境部《中国生态环境公报(2018年)》。
科学 七年级上册
迁地保护 人们通常把某些濒危物种移入动物园、植物园、水族馆或濒危动
植物繁殖中心等,进行特殊的保护和管理,对生物物种进行迁地保护。迁地保护
是保护生物多样性的另一重要补充。
建立种质库和基因资源库 除上述方法外,还可以对物种的遗传资源,如植
物的种子、动物精液、胚胎、菌毒株等,进行长期保存。如我国2021年投入使用的
新国家种质库,是目前世界上单体最大、最先进的国家级种质库,保护珍贵的遗传
资源。
科学家　
钟扬———时代楷模
图5.2.7 钟扬
  钟扬(1964—2017),中国著名
植物学家,援藏干部。长期致力于
生物多样性研究和保护,16年里在
青藏高原奔走50万千米,超越海拔
6000米,抵达植物生长的最高极
限,为国家种质库收集了上千种植
物的4000多万颗种子。弥补了世
界种质资源库中没有西藏植物种子
的历史空白,为国家和人类储存下绵延后世的基因宝藏。
2017年9月25日,钟扬在工作途中遭遇车祸,不幸逝世。2018年3
月,中宣部授予钟扬“时代楷模”称号,2019年2月,获得“感动中国2018
年度人物”荣誉。
资料查阅
请查阅资料,整理体现钟扬爱国、敬业、勇担责任的事迹,同学间
交流。
颁布或完善法律法规 近年来,我国相继颁布了多部与生物多样性保护相关
的法律法规,如《中华人民共和国森林法》《中华人民共和国草原法》《中华人民共
和国野生动物保护法》《中国生物多样性保护战略与行动计划(2011—2030年)》
132
第五章 生物多样性
《中华人民共和国长江保护法》《中华人民共和国生物安全法》《长江生物多样性保
护实施方案(2021—2025年)》等,均对生物多样性的保护作出了规定,并对生物
多样性的保护起了重要作用。
增强公众保护意识 在地球生命系统内,作为自然人,人是栖居者,是地球生
物大家庭中的一员;作为社会人,人是操纵者,要认识到人类社会只有在适宜的生
物多样性环境中才能健康发展。每年依托“生物多样性国际日”“世界野生动植物
日”“保护野生动物宣传月”“爱鸟周”“世界湿地日”等契机,我国各地都会举办宣
传和科普活动,增强公众的保护意识。
此外,生物还是人类的重要资源,包括食用生物资源、药用生物资源、观赏
生物资源、工业原料生物资源等。合理利用生物资源,也是保护生物多样性的
重要举措。
练
习
1.
 
目前全球生物多样性下降的主要原因是野生动物(  )。
A.
 
繁殖速度降低
B.
 
栖息地气候不正常
C.
 
自然灭绝速度加快
D.
 
受到人类活动的强烈干扰
2.
 
建立自然保护区是生物多样性的(  )。
A.
 
环境保护
B.
 
生物资源保护
C.
 
就地保护
D.
 
迁地保护
3.
 
保护生物多样性,人人有责。谈谈在日常生活中,你可以从身边的
哪些小事入手,践行保护生物多样性,促进人与自然和谐共生。
133
　本章学到了什么　
学习小结
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学习收获
科学观念:通过学习生物多样性包含物种多样性、遗传多样性、生态多样性的
内容,形成生物多样性是支撑生态系统稳定与平衡的重要因素等科学观念。
科学思维:通过学习不同环境与区域生物多样性的多态性,初步掌握从稳定
与变化的视角看待生态系统的动态平衡的科学思维。
探究实践:通过对某区域中生物多样性的调查,学会从实践中体会生物多样
134
性的内涵,并锻炼规划方案、数据记录等科学探究能力。
态度责任:通过学习了解到人类活动的干扰使生物多样性面临着严重的威
胁,认识我国生物资源保护与生态环境保护的重大意义和措施,养成保护生物多
样性的自觉性。
学习运用
1.
 
云南省位于我国西南地区,大部分地区属于亚热带和热带季风气候,滇西
北属于高原山地气候。云南省是我国生物多样性最丰富的省份,也是许多物种的
起源和分化中心。云南省动植物种类数为全国之冠,有“动植物王国”之称,也是
全球36个生物多样性热点地区中“中国西南山地”“东喜马拉雅地区”及“印度—
缅甸”三大区域的核心和交汇地带,在全球生物多样性研究和保护中扮演着至关
重要的角色。
(1)
 
云南省的生物多样性在中国乃至全世界占有十分重要的地位,请查阅相
关资料,了解几种主要在云南省分布的国家重点保护野生动植物。
云南省国家重点保护野生动植物调查表
类别(植物/动物)
保护级别
物种名称
种数
主要分布区域
  (2)
 
试讨论云南省生物多样性的形成原因?
2.
 
在某一海域中,由于过量捕捞或其他原因造成某种鱼类的数量急剧减少
或灭绝,你认为这种现象会影响它所在的生态系统吗? 如果会影响,那么会影响
135
哪些方面呢?
第3题图 水葫芦
3.
 
水葫芦(学名:凤眼莲)是一种多
年生的水生植物,在我国河道、湖泊里广
泛存在。水葫芦原产于南美洲,20世纪
30年代被引入我国南方,作为观赏和净
化水质的植物推广种植。由于其在我国
不受生物天敌的控制,生长旺盛,繁殖速
度快,最终泛滥成灾。分析这种现象是
否会影响当地生物多样性? 并提出1~2
种有效的控制方法。
136
第六章　生物体的结构层次
地球上的生物是多种多样的,很多生物的结构极其
复杂。然而无论多么复杂的结构都是由基本的单位按
一定的层次有序组合构成的。
科学 七年级上册
第一节　细胞
生物从诞生至今,经历了从低等到高等,从简单到复杂的演化过程。但无论
简单还是复杂的动物或植物,都是由基本的单位———细胞构成。
  一、
 
细胞的发现
图6.1.1 胡克制造的显微镜
和他发现的细胞
16世纪初开始出现放大镜,起初放大倍数有限,
无法看清物质的细微结构。1590年,一位荷兰人制作
了能放大几十倍的放大装置,可看到较微小的结构,他
把这个装置称为显微镜。1665年,英国人罗伯特·胡
克自制了一种能够放大约270倍的显微镜,并用此观
察了很多物质的结构。一次他把软木切成薄片,平挂
在针尖上,下面衬以黑色的圆盘,然后把光聚焦在软木
片上,在显微镜下他清晰地看到了软木是由许多蜂窝
状的小室构成的。当时胡克给这种小室取名为cell,
意为有间隔的小房间,中文翻译为细胞。胡克又观察
了叶片的表皮和树枝的横切面,发现活的植物体中也
可观察到很多细胞结构。
显微镜的发明和使用,使更多的人开始探索物质
的细微结构。
  二、
 
细胞的形状
胡克看到的细胞,其形状类似多边形的格子。生物体的细胞是否都是这样的
形状呢? 其实,组成生物体的细胞是多种多样的,除了胡克所见的形状外,还有球
形、长方形、星芒形、纤维形、梭形等,有的细胞还有长长的突起。细胞的形状是与
其功能相适应的。
138
第六章 生物体的结构层次
(a)
 
血液中的红细胞是圆盘形,能增
加细胞的表面积,有利于和外界交换
气体,而且易于变形通过狭小的毛细
血管
 (b)
 
很多动物的皮肤色
素细胞是星芒形,伸开
时颜色变深,收缩时颜
色变浅
 (c)
 
长纤维状或长梭形的肌
肉细胞,收缩时可大幅度缩
短,因而产生运动
(d)
 
有的神经细胞有长达一米的轴突,有利于远距离传递信息
(e)
 
植物输导组织的细胞呈管状,一系列管状细胞端
对端连接形成管道,输送物质
  (f)
 
植物的叶肉细胞和果肉细胞分别
是制造养分和储存养分的场所,细胞通
常成球形,细胞壁较薄
图6.1.2 不同类型的动物和植物细胞呈现不同形状
139
科学 七年级上册
  三、
 
细胞的结构与功能
细胞是构成生物体的基本单位,细胞的种类很多,形态各异,但都有相同或相
似的结构。植物细胞和动物细胞虽然有所不同,但也存在相同的基本结构。下面
我们从外至内观察植物细胞和动物细胞(图6.1.3),看看哪些结构相同,哪些结构
不同。
图6.1.3 植物细胞与动物细胞结构模式图
1.
 
细胞壁
细胞壁是植物、真菌和细菌细胞的特有结构。在显微镜下可见它是一层透明
的薄壁,位于细胞的最外层,细胞壁较厚,含有多糖和纤维素等物质,有较好的刚
性、弹性和韧性,具有保护和支持细胞的功能。由于细胞壁不易变形,所以植物细
胞的形状不容易变化。当植物细胞停止生长后,细胞壁会逐渐增厚,植物细胞死
亡后,细胞内容物会被分解消失,但细胞壁会被保留下来。
想一想,当年胡克观察到的软木薄片中的小室应该是细胞的什么结构围
成的?
2.
 
细胞膜
细胞膜是细胞外面的一层极薄的膜,所有细胞都有,在动物细胞中位于最外
层,在植物、真菌和细菌细胞中细胞膜位于细胞壁的内侧。细胞膜的厚度仅有
140
第六章 生物体的结构层次
图6.1.4 细胞通过细胞膜与细胞周围环境
进行物质交换与信息交流的图示
10nm 左右,无论在动物细胞还是植物细
胞中,细胞膜的成分基本相同。细胞膜将
细胞与周围环境隔开,使细胞成为相对独
立的单位。细胞膜除了保护作用外,还可
选择性地控制物质进出细胞,例如我们从
食物中吸收的氨基酸、糖、维生素、矿物质
等营养物质,都是由细胞膜上专门的搬运
结构运入细胞,细胞内合成的物质或代谢
废物也可由专门的结构运出细胞。细胞
膜还可将细胞外的信息传递进细胞内,如
激素、细胞因子等信号物质,都可和细胞
膜上特定的信号传递结构结合,从而将信息传入细胞内,调控细胞的活动。因此
细胞膜不仅维持了细胞的相对独立性,还能完成细胞与细胞周围环境的物质交换
和信息交流。
3.
 
细胞质
细胞质是细胞膜内与细胞核外之间的所有物质,包括透明黏稠状的液体物
质,以及各种细胞器(又称为亚细胞结构),如图6.1.3中所示的线粒体,植物细胞
还有叶绿体、液泡,图中还有一些未标注的细胞器,同学们将在高中学到它们。
细胞质是细胞生命活动的重要场所,如线粒体通过消耗氧气氧化能量物质,为
细胞新陈代谢提供能量;植物细胞的叶绿体可通过光合作用合成有机物并释放
氧气;植物细胞的液泡用于储存矿物质、有机酸等物质。各细胞器均有其特定的
功能。
活动
观察细胞质在细胞中的流动
  将载玻片放在实验台上,在其中央滴一滴水。从黑藻植株上摘取一
片叶片,并将其浸在载玻片上的水滴中,盖上盖玻片,放在显微镜下观察。
可见细胞中的绿色叶绿体沿着细胞膜内侧及液泡的外缘缓慢流动。
141
科学 七年级上册
图6.1.5 黑藻叶的结构(左为放大100倍显微照片,右为彩绘图)
4.
 
细胞核
细胞核类似球形,外由膜包裹。细胞核内的物质非常黏稠,主要为遗传物质
DNA及其相关的蛋白质和RNA。在一个细胞核内储存了整个生物体的几乎所
有遗传信息。有些生物体的遗传物质没有膜包裹,例如细菌,相应的核物质只是
聚集在一起,称此为原核或拟核,这类生物被称为原核生物。
图6.1.6 细菌的结构(左为电镜图,右为彩绘图)
学生实验
制作临时装片,用显微镜观察细胞
实验1　光学显微镜的结构和使用
实验目的
认识光学显微镜的结构,初步学会使用显微镜。
142
第六章 生物体的结构层次
实验材料
光学显微镜、载玻片、擦镜纸、纱布、印有“6”字的透明硫酸纸片。
实验步骤
1.
 
取镜与安放。
(1)
 
右手握住镜臂,左手托住镜座,从镜箱中取出显微镜。
(2)
 
把显微镜放在实验台上,略偏左距实验台边缘约7cm 处。
2.
 
认识显微镜的结构。
(1)
 
观察显微镜的各部分,认识并在图6.1.7(a)中标出下列显微镜部
件的名称:目镜、粗准焦螺旋、细准焦螺旋、载物台、反光镜、物镜、压片夹。
(2)
 
观察目镜和物镜上的放大倍数,完成下列填空。
你的显微镜目镜上标出的放大倍数是    。
显微镜上装有    个物镜,它们的放大倍数分别是    、
    、    。
(a)
 
常用教学光学显微镜(自然采光,
肉眼观察)
 (b)
 
电光源及图像数码采集光学显微镜(使用电光
源,通过数码摄像机采集图像数据,电脑屏幕显
示图像,图像效果可调)
图6.1.7 常用教学显微镜
143
科学 七年级上册
  物镜的长度不同,放大倍数也不同。物镜越长,放大倍数越    。
物镜可以通过转换器转动。
显微镜的总放大倍数可以用下述公式计算:总放大倍数=目镜放大
倍数×物镜放大倍数。
转动转换器,选择一个放大倍数为    的物镜。此时的总放大
倍数是:总放大倍数=    ×    =    倍。
你现在使用的显微镜最大的总放大倍数是    倍。
(3)
 
观察准焦螺旋。
转动粗准焦螺旋:顺时针方向转动它时,镜筒向    移动;逆时
针方向转动它时,镜筒向    移动。
转动细准焦螺旋,它使镜筒上下移动的规律是否和粗准焦螺旋一样?
转动粗准焦螺旋使镜筒移动的幅度比转动细准焦螺旋要    。
3.
 
使用显微镜。
(1)
 
选用放大倍数最小的物镜,用左眼贴近目镜,同时张开右眼(便于
绘图)。调节反光镜的反射角度和光阑,使光线通过通光孔反射到镜筒
内。此时,你通过目镜可以看到白亮的圆形视野。
(2)
 
将一张印有“6”字的透明硫酸纸片贴在载玻片的中央,并将该载
玻片放在载物台上,用压片夹固定位置。
(3)
 
慢慢转动粗准焦螺旋,并从侧面观看,使物镜降至接近载玻片的
位置,注意物镜不可碰到载玻片。
(4)
 
用左眼观察目镜内,并保持右眼张开,慢慢转动粗准焦螺旋,使镜
筒上升,直至有物像出现,上下稍微转动粗准焦螺旋至物像清晰,然后转
动细准焦螺旋,使物像更为清晰。从显微镜观察到的物像比原物   
(填“大”或“小”),方向与原物    (填“相同”或“相反”)。小心地用
手将载玻片向左微移,从显微镜观察到的“6”字图像将向    (填
“左”或“右”)移动。
4.
 
整理与归箱。
实验完毕后,退出载物台上的载玻片。用纱布将显微镜外表擦拭干净。
144
第六章 生物体的结构层次
转动转换器,把相邻的两个物镜偏向两旁。最后将显微镜放回镜箱中。
实验2　制作临时装片，观察细胞
实验目的
练习制作临时装片,观察并比较动植物细胞,学习绘生物图。
实验用品
洋葱鳞茎、生理盐水(0.9%氯化钠溶液)、稀碘液、清水、吸管、刀片、
尖镊子、纱布、吸水纸条、消毒牙签、载玻片、盖玻片。
实验步骤
1.
 
观察植物细胞。
(1)
 
用洁净的纱布将载玻片和盖玻片擦拭干净。
(2)
 
把载玻片放在实验台上,用吸管在载玻片中央滴一滴清水。
(3)
 
用镊子从洋葱鳞茎上撕取一小块透明薄膜(实验样本)。试一试,
用什么方法能更好地撕取合适的洋葱鳞茎薄膜?
(4)
 
把撕下的薄膜浸入载玻片上的水滴中,并用镊子把薄膜展平。
(5)
 
用镊子夹起盖玻片,使它的一边先接触载玻片上的水滴,然后慢
慢放下盖住整个样本,避免盖玻片下面出现气泡。
想一想:避免盖玻片下面出现气泡的关键步骤是什么?
(6)
 
将上述临时装片放在显微镜低倍镜下观察,你能看到植物细胞的
哪些结构?
 
(7)
 
把一滴稀释的碘液,滴在盖玻片的左侧或右侧,用吸水纸条从盖
玻片的另一侧吸引,使染液浸润到样本的全部。
(8)
 
将染过色的装片放在显微镜下观察。对照图6.1.8,你看到的植
物细胞与上述未染色的样本有哪些方面不同? 请写在表6.1.1中。
(9)
 
用铅笔画出一个完整的细胞(周围的细胞只勾画轮廓),并用文字
标出细胞各部分的名称。
145
科学 七年级上册
᎘ᒨ 
ໍ๦
᎘ᒨᡭ
图6.1.8 洋葱表皮细胞(放大50倍显微照片,右图为加碘液照片)
表6.1.1 植物细胞染色前后对比
细胞结构名称
未染色时
染色后
  注:生物图画法
●图的大小要适当,在纸上的位置要合适。一般将图画在纸的中部偏左上方,
以便在右侧和下方留出注字和写图名的地方。
●画图时,先用削尖的铅笔,根据观察到的实际物像轻轻地画出轮廓,经过修改
再正式画好,要尽可能使图像真实。
●图中比较暗的地方,用铅笔点出细点来表示,图中越暗的地方细点越密,如细
胞核要点得更密一些。
●字尽量注在图的右侧。方法是用尺引出水平的指示线,然后注字(参看图
6.1.8的右图)。
●在图的下方写出所画图形的名称。
146
第六章 生物体的结构层次
  2.
 
观察动物细胞。
(1)
 
用洁净的纱布将载玻片和盖玻片擦拭干净。
(2)
 
在洁净的载玻片中央滴一滴生理盐水。
(3)
 
用消毒牙签的一端,在漱净的口腔侧壁上轻轻地刮几下。
(4)
 
把牙签上附有碎屑的一端,放在载玻片上的生理盐水滴中涂抹几下。
图6.1.9 人体口腔上皮细胞(放大
50倍显微照片)
(5)
 
盖上盖玻片,在显微镜下观
察人体口腔上皮细胞。重点观察一个
口腔上皮细胞。人体口腔上皮细胞呈
    形。
你看到了口腔上皮细胞的哪些
结构?
 
(6)
 
在盖玻片的一侧加稀碘液,用吸水纸条从盖玻片的另一侧吸引,
使染液浸润到样本的全部。然后再在显微镜下观察。染过色的人体口腔
上皮细胞与上述未染色的上皮细胞有哪些不同?
 
(7)
 
画出人体口腔上皮细胞。
  四、
 
细胞的大小
洋葱表皮细胞、口腔上皮细胞我们用肉眼都无法看到,需借助显微镜放大才
能观察。自然界大部分细胞都很小,最小的是支原体细胞,其直径为0.1~0.3 m,
细菌细胞直径为1~2 m,大约是支原体的10倍。大多数动植物细胞直径为
10~50 m,是细菌的10多倍。单细胞原生动物的细胞直径为数百至数千微米。
最大的细胞是鸵鸟的卵细胞,其直径可达7.5cm。
细胞的大小和生物体身体的大小没有相关性。参天大树和新生小树苗的细
胞在大小上并无差别。大象和小鼠的体形大小相差十分悬殊,但它们的细胞大小
也无明显的差异。
147
科学 七年级上册
科学前沿与应用　
显微技术的发展
图6.1.10 人眼和各种显微镜的观察能力
  人眼对直径小于0.1mm
的物体很难分辨,因此肉眼
无法观察到绝大多数细胞。
光学显微镜最高可将被观察
的物体放大2000多倍,即最
好的光学显微镜能使人观察
到直径为0.2 m 的细胞内
部结构。电子显微镜使人观
察物体大小的能力提高了300万倍,即电子显微镜能使人观察到直径小于
1nm 的物体。因而使人能观察到构成物质结构的分子、原子(氢原子的直
径为0.106nm)。
各种显微镜的发明,使人观察细胞内部结构的能力大大提高。例如,
原来在光学显微镜下看上去无色透明的细胞质,在电子显微镜下显现出
许多的细胞细微结构。原来在光学显微镜下无法观察到的病毒颗粒,借
助电子显微镜可明显看到清晰的结构。显微镜的进步,使人类对细胞和
微小生物体有了更深入的认识。
图6.1.11 电子显微镜及电子显微镜下的手足口病毒
148
第六章 生物体的结构层次
  五、
 
细胞的分裂、分化和生长
1.
 
细胞的分裂
我们知道,人体最初只是一个受精卵细胞,而一个成人据测算大约由100万
图6.1.12 细胞分裂过程示意图
亿个细胞组成。一个细胞是如何变成100万亿
个细胞的呢? 原来细胞具有分裂的功能。在分
裂前期,细胞先复制一套遗传物质,然后进入核
分裂期,形成两个细胞核,再进入细胞质的分离
过程,细胞中间逐渐断开形成两个细胞(子细
胞),同时分别分配给每个子细胞一套遗传物质
(1个细胞核),这样细胞数就增加了一倍。若细
胞持续分裂,一变二,二变四,细胞数很快就增
加了。当然,何时分裂、分裂多少次、何时停止
分裂都受到严格的遗传控制。
2.
 
细胞的分化和生长
刚分裂形成的子细胞大都是球形的,属于幼稚细胞,不具备特定的功能,细胞
由幼稚细胞变成具有特定功能细胞的过程称为细胞分化。在细胞分化的过程中,
细胞会逐渐生长出一些特定的结构并产生功能。如动物神经细胞会产生长长的
突起,从而能接受较远距离的信息或调控较远部位其他细胞的活动;某些植物细
胞内可产生大量的叶绿体,从而可以进行光合作用等。图6.1.2中显示的不同类
型的植物和动物细胞,都是由最初的类似球形的幼稚细胞分化而来的。
刚分裂产生的子细胞体积较小,它将随着细胞分化不断从周围的环境中吸收营
养并逐渐长大,这个过程我们称为细胞生长。细胞生长到一定程度后就会停止长大。
  六、
 
细胞是生命活动的基本单位
在自然界,许多生物体本身就是一个细胞,被称为单细胞生物,如细菌、属于
植物的单细胞藻类、属于动物的原生动物类等,它们既是一个细胞,也是一个完整
149
科学 七年级上册
图6.1.13 单细胞生物草履虫能进行全
部生命活动(模式图)
的生物体。它们具备了生命的一切基本
特征,如能摄取食物、排出废物,能运动,
能对环境变化产生反应,能生长和繁殖,
也具有遗传和变异现象等。如原生动物
草履虫能用口沟摄取食物,食物在食物泡
内被消化,肛点(胞肛)排出食物残渣,用
伸缩泡排出废物,用纤毛进行运动,能通
过分裂进行繁殖等(图6.1.13)。
从生物的进化历程看,多细胞生物也
是由单细胞生物演化而来,因而保留着细
胞生命活动的独立性。每个细胞都通过
细胞膜与细胞周围的环境进行物质交换而独立生存,同时各种细胞通过信息感知
而协调与合作,实现多细胞生物整体的生命活动过程。由此可见,细胞是自然界
生物体结构与生命活动的基本单位。
活动
观察草履虫的运动和对环境的感知反应
  1.
 
准备以下材料:草履虫培养液、放大镜、载玻片、3伏电池、两根带
电极的导线、脱脂小棉球、试管、0.01%~0.02%乙酸溶液、5%蔗糖溶液。
2.
 
观察草履虫对电流的反应。
吸取草履虫密度较高的培养液,滴在载玻片上,使其成为长约3cm,
宽约0.5cm 的一条标本带;将导线连接于3伏电池上,正、负极分别放在
标本带的两端。用放大镜观察:草履虫向哪一极游动? 改变电极的极性,
草履虫的游动方向是否发生改变?
3.
 
观察草履虫对化学物质的反应。
吸取草履虫密度较高的培养液,滴在两片载玻片上,液滴宽度略小于
玻片的宽度;取两个脱脂小棉球,分别蘸少量的0.01%~0.02%乙酸溶液
和5%蔗糖溶液,然后分别放在两片载玻片上液滴的一侧。用放大镜观察
草履虫的反应。草履虫对这两种化学物质的反应是否相同? 说明什么?
150
第六章 生物体的结构层次
  4.
 
观察草履虫对重力、光刺激的反应。
取甲、乙两支试管,各装入草履虫培养液至试管1/4高处。然后,将
甲试管垂直静置于实验台上,10min后用放大镜观察。草履虫聚集在液面
上还是试管底部? 这说明什么? 乙试管用软木塞塞紧,用不透光铝箔将
试管除底部外全部包住,水平置于桌面上,然后用手电筒对准试管底部照
光,15min后用放大镜观察。草履虫聚集于试管的什么位置? 说明了
什么?
视窗
地球上无处不在的单细胞生物———硅藻
硅藻属于单细胞植物体,其主要特点是细胞外覆硅质(主要是二氧化
硅)的细胞壁。其细胞壁坚硬,常被称为壳,形成多种多样的几何形状。
硅藻细胞常彼此连接成链状、带状、丛状、放射状的群体,浮游或着生。化
石遗迹显示,硅藻起源于侏罗纪早期。
(a)
 
常见的一种硅藻
(b)
 
不同形态的硅藻
图6.1.14 硅藻
硅藻是一类非常重要的浮游植物,分布极其广泛,海洋、淡水、水汽、
泥土中及潮湿的表面上均可发现它。大部分硅藻生活在开阔的远洋水
域,有的能在潮湿的大气中存活,有些硅藻甚至分布在2km 的高空。
151
科学 七年级上册
  硅藻富含叶绿素、胡萝卜素、叶黄素等色素,它们能吸收太阳光的能
量,利用水和空气中的二氧化碳,通过光合作用合成糖类等,同时释放氧
气。地球上约50%的氧气是由硅藻产生的。
硅藻处于食物链的初级层,是鱼、贝、虾类特别是其幼体的主要饵料。
硅藻还是形成海底生物性沉积物的重要组成部分,沉积层逐渐形成了经济
价值极高的硅藻土。因而,硅藻不仅对人类,对整个生物界都有重要意义。
当然,硅藻也有危害的时候,某些硅藻繁殖过盛,就会形成赤潮,使水
质恶劣,给渔业及其他水产动物带来严重危害。
学生实验
细胞模型的制作
实验目的
认识植物细胞、动物细胞和细菌细胞的基本结构及其区别。
实验材料
彩泥、板纸、彩纸、棉花、棉线或丝线、固体胶水、订书机、剪刀等。
实验要求
(1)
 
分组完成。学生可自己设计细胞的大小,自主选择材料和颜色。
(2)
 
植物细胞的结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质(含线粒体、叶绿体、
液泡)、细胞核。
(3)
 
动物细胞的结构包括细胞膜、细胞质(含线粒体)、细胞核。
(4)
 
细菌细胞的结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质、拟核。
(5)
 
完成半个细胞的立体模型,细胞结构有名称标识,各结构比例
合适。
(6)
 
完成后在班级内展示。
安全提示
注意使用工具时,不要伤害到自己或他人。
152
第六章 生物体的结构层次
练
习
1.
 
一台显微镜的目镜是10×,物镜分别为10×、20×和40×,如果有
一物体放大200倍后可以看到模糊的结构,选择哪个物镜更好?
2.
 
在制作临时装片时,为什么要避免出现气泡? 避免出现气泡的关
键步骤是什么?
3.
 
在光学显微镜下,能见到植物细胞的    、    和
    等基本结构。
4.
 
细胞核的功能是(  )。
A.
 
保护    B.
 
支持    C.
 
运输    D.
 
遗传
5.
 
和动物细胞相比较,植物细胞特有的细胞结构是    、    
和液泡。
6.
 
生物体是通过细胞    和细胞    增大自己体积的。
153
科学 七年级上册
第二节　组织、器官和系统
细胞既然是构成生物体的基本单位,那么细胞是如何构成生物体的呢?
  一、
 
细胞分化形成不同的组织
我们知道多细胞生物体是由许多不同的细胞构成的,例如人体细胞就有200
多种。而不同的细胞都是来自形态结构相似的幼稚细胞,它们在生长过程中逐渐
分化,形成具有特定结构和功能的细胞。结构相似、功能相近或相关的细胞联合
在一起,形成了组织。组织的形成是细胞分化的结果。
1.
 
植物的组织
我们在做观察洋葱鳞茎表皮细胞实验时已经知道,洋葱鳞片叶是由许多形态
相似、结构相同的长方体形细胞构成的,这些细胞排列紧密,具有保护功能。洋葱
鳞片叶的表皮就属于一种组织,称为保护组织。番茄用开水烫一下,可以很容易
撕下表皮,这些表皮也属于保护组织。番茄表皮撕下后,里面就是果肉。番茄果
肉是什么组织呢?
活动
观察番茄果肉细胞
1.
 
用刀纵切番茄果实,观察番茄果实。你在果实中看到了些什么?
 
2.
 
用解剖针,在番茄果实的各处挑取果肉,分别制成临时装片观察。
番茄果肉细胞呈    形,有    、    、    、    
和    等结构。
绝大部分番茄果肉也是由许多形态相似、结构相同的细胞组成的,具有贮藏
154
第六章 生物体的结构层次
营养物质的功能。在植物的叶片中,有许多含有叶绿体的细胞,这些细胞能进行
光合作用,为植物的生长提供有机物,番茄的果肉细胞和含叶绿体的植物细胞的
共同特征是细胞壁都很薄,由它们构成的组织称为薄壁组织,因为其与制造和储
存营养物质有关,也称为营养组织。
莲藕是茎。我们在用刀切莲藕时会发现有许多细丝,将这些细丝在电子显微
镜下观察时,可以看出它们是由一排一排的管子组成的。植物体中的管子分导管
和筛管,导管从根一直连通到茎、叶,输送水分和无机盐,筛管则将合成的有机物
输送到整个植物体,它们都属于输导组织。
植物的组织可分为六大类。除上述的保护组织、薄壁组织、输导组织外,还有
分生组织(一群未分化的细胞可不断产生新的细胞)、机械组织(如纤维)、分泌组
织(如花中的蜜腺分泌细胞)等。
图6.2.1 植物的组织都由分生组织细胞分化而来
2.
 
动物的组织
和植物一样,人和高等动物也有许多组织,所有组织被分成四大类:①上皮组
织:由结构和功能相同或相似的上皮细胞紧密排列而成,细胞之间通过细胞间质
连接,覆盖在身体内外表面(皮肤的表皮)及各种囊腔和管道表面(管腔的内膜),
具有保护(表皮、内皮)、吸收(肠道内膜)、排泄(肾小管上皮)和分泌(腺上皮)等功
能;有的上皮组织很厚,如我们的手掌部位、脚掌部位由很多层上皮细胞构成,称
155
科学 七年级上册
为复层上皮;有的很薄,如衬于血管内的表皮(血管内皮)仅有一层细胞,称为单层
上皮。②肌肉组织:由结构和功能相同的肌肉细胞组成,能收缩和舒张,产生运
动,肌肉组织有三大类:支配我们躯体运动的骨骼肌,使心脏收缩的心肌以及使内
脏(胃、肠、血管等)产生收缩运动的平滑肌;③神经组织:主要由神经细胞和胶质
细胞构成,组成了我们的神经、大脑和脊髓,起到感受信息、传递信息和处理信息
的功能;④结缔组织:原意是连接组织,是除了上述三种组织之外的所有其他组
织,如骨组织、软骨组织、肌腱、脂肪组织、血液等,通常细胞松散,细胞间质较多。
图6.2.2 人和动物的四大组织都是由早期的干细胞不断分化形成的
学生实验
观察植物、动物(人)不同组织的切片标本
实验目的
了解组织的构成特点,熟练使用显微镜,学会生物作图。
实验步骤
1.
 
观察植物叶、茎、根的切片,能区分保护组织、薄壁组织、输导组织、
分生组织。
2.
 
观察动物皮肤、黏膜、肌肉、神经组织(脑、脊髓、神经节)、结缔组织
(骨、软骨、疏松结缔组织或脂肪组织等)等的切片。
3.
 
画一张被覆上皮(复层扁平上皮)的图。
156
第六章 生物体的结构层次
通过观察植物组织和动物组织可以得出组织的概念。组织就是结构相似、功
能相近或相关的细胞联合在一起完成某种功能的结构。
  二、
 
组织进一步形成器官
1.
 
植物的器官
在观察番茄果实时我们已经看到,番茄果实外面的表皮是保护组织,果肉
的绝大部分属于薄壁组织。如果我们仔细观察,还会在它的果肉中看到一些
“筋络”,其中有些是输导组织,番茄叶片制造的有机物就是通过它们输送到果
实的各个部分。像番茄果实这样,由不同的组织按照一定的次序联合起来,形
成具有一定功能的结构,就是器官。植物的器官除果实外,还有花、种子、根、
茎、叶。
图6.2.3 绿色开花植物的六大器官
花、果实、种子与植物繁殖后代有关,所以都是繁殖器官;根、茎、叶与植物营
养有关,所以都是营养器官。这六种器官构成了绿色开花植物的植物体,它们相
互联系,共同完成植物体的全部生命活动。
157
科学 七年级上册
　　思考与讨论
图6.2.4 叶的横切面
  图6.2.4是双子叶植物叶的横切
面示意图。为什么说叶是一种器官?
你能说出叶是由哪些组织构成的吗?
2.
 
动物的器官
和植物一样,人和动物有许多器官。如眼、耳、鼻是感觉器官,胃、肠、肝和胰
是消化器官,肺或鳃是呼吸器官,心脏和血管是循环器官,睾丸和卵巢是生殖器
官,肾和膀胱是排泄器官。例如胃是一个消化器官,在胃的组成结构中,有上皮组
织、肌肉组织、腺体和神经等,它们按一定的次序结合起来形成了消化食物的重要
器官。
(a)
 
肾脏
(b)
 
脑
(c)
 
心脏
图6.2.5 人体的部分器官
158
第六章 生物体的结构层次
科学前沿与应用　
干细胞、组织工程与器官再造
在动物体内,很多部位都分布着一些未分化的细胞,它们在必要时可
以分化成特定功能的细胞,这类未分化的细胞称为干细胞。我们知道,组
织是由细胞分化形成的,那么我们能否用干细胞分化成我们需要的组织
呢? 这就是目前新兴的组织工程学的研究重点。
我国科学家曾用干细胞制备了耳的软骨。他们先将人耳的图像输入
电脑,机器根据图像用一种生物可降解材料织成一个人耳的网状支架,然
后将鼠的干细胞接种在这个支架上,放入特定的培养液中;鼠的干细胞便
迅速分裂、在这个网状物上数量不断增加,用特定的诱导剂将干细胞诱导分
化成软骨细胞,再将原来的支架降解,最终留下耳型的软骨组织。如果我们
用人的干细胞做此实验,那么就可以用来修补病人耳软骨的缺损。用此方
法,中国、德国等医学工作者已经成功为颅外伤导致颅骨缺损的病人完成
了颅骨修补术。
科学家乐观地预测,不久以后,医生只要根据患者自己的需要,从患
者身上取下干细胞,植入预先由电脑设计而织成的结构支架上,通过诱导
细胞分化和生长,获得各种组织,然后通过3D打印技术将特定组织组装
成器官,就可以替换人体生病的器官了。这方面的研究已经获得很大成
功,这一设想正在逐渐变为现实。
  三、
 
高等动物的器官构成系统
在高等动物的身体结构中,许多器官联系起来,共同完成某种生理功能,这些
器官就组成了系统。例如:口腔、咽、食道、胃、小肠、大肠、肛门等器官,以及唾液
腺、肝、胰等消化腺共同构成了消化系统,它们协作完成食物的摄取、消化、营养物
质的吸收、食物残渣的排出等一系列的食物消化和营养吸收的生理功能。除消化
系统外,高等动物还有呼吸系统、循环系统、泌尿系统、运动系统、生殖系统、神经
系统和内分泌系统等。以上这些系统在神经系统和内分泌系统的调节下互相联
159
科学 七年级上册
系、互相制约,共同完成整个生物体的全部生命活动,构成了完整的生物体,保证
生物体的生存和种族延续。
图6.2.6 人体消化系统示意图
练
习
1.
 
番茄果肉属于(  )。
A.
 
细胞 
 
 
 
 B.
 
组织 
 
 
 
 C.
 
器官 
 
 
 
 D.
 
系统
2.
 
组织是由许多形态    、结构和功能    的细胞联合在
一起而形成的细胞群。
3.
 
组织的形成是细胞    的结果。
4.
 
试分辨下述结构属于生物体的什么结构层次。
①鸡蛋黄、②切断莲藕出现的丝、③树皮、④眼、⑤手、⑥树叶。
细胞:        ;
组织:        ;
器官:        。
5.
 
伸出你的手,请说说其中包含哪些组织。
160
　本章学到了什么　
学习小结
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学习收获
科学观念:通过对细胞、组织、器官、系统、个体结构及功能的学习,了解生物
体的构成具有明显的层次性,形成生物体的结构决定功能的科学观念。
科学思维:通过了解细胞作为生命活动的基本单位,既相对独立又相互联系
构成整体,培养从局部与整体、结构与功能的角度系统性认识生命的科学思维。
探究实践:通过使用显微镜观察生物的微结构,锻炼合理使用工具、规划实验
方案、完善实验步骤、对比实验结果的科学探究能力。
态度责任:通过对显微技术的发展对科学研究的重要作用、干细胞及组织工
程等知识的学习,了解我国从组织、器官层次发展医疗水平的相关成就,提升民族
自豪感,培养科学研究的兴趣与造福社会的责任感。
161
学习运用
1.
 
为什么说细胞是生物体生命活动的基本单位?
2.
 
简要说明细胞、组织、器官、系统之间的关系。
3.
 
我们的日常食物中存在着动物或植物的组织,如不同的水果、蔬菜和各种
肉类,说出下列食物中的组织类型。
(1)
 
将一个苹果切成两半,从切面由外向内观察,依次说出组织类型,不要忘
记中间的苹果籽。
(2)
 
吃鸡腿时,拿起鸡腿观察,能看到什么组织,将鸡腿层层剥开直至腿骨,
你看到了哪些组织?
162
第七章　地月系
宇宙空间是指地球大气层外广袤无垠的空间,即
通常所称的太空。太空中的行星、卫星、彗星、流星、恒
星、星团等,都统称为天体。若干个性质类似或距离相
近的天体可组合成天体系统。我们人类居住的地球和
它的近邻月球所组成的天体系统就称为地月系。
科学 七年级上册
第一节　地球是一颗行星
地球是在宇宙中不停地运动着的一颗普通而又特殊的行星。
  一、
 “地心说”和“日心说”之争
日升日落、月圆月缺、寒来暑往、斗转星移等天文现象,与各种生物的生存休
戚相关。对于这些现象产生的原因,人们经过了长期的探索和不懈的思考,提出
了很多设想和假说。
公元前3世纪,古希腊哲学家亚里士多德等人宣扬“地球中心说”(又称“地心
说”),认为地球静止地位于宇宙中心,太阳、月球、行星和其他恒星等都在绕着地
球转动。到公元2世纪,古希腊天文学家托勒密将“地心说”具体化,
 
建立了“地心
体系”,其核心观点是:地球固定于宇宙的中心,静止不动;太阳、月球和行星都各
自在称为“本轮”的小圆形轨道上做匀速运动;而本轮的中心又都在一个称为“均
轮”的大圆轨道上围绕着地球做匀速运动。由于“地心说”能够解释一些古代人们
直观观察到的天文现象,加之“地心说”鼓吹地球为宇宙中心,与教会教义相吻合,
因此“地心说”沦为教会麻痹人们思想意识的工具。在教会的严酷统治下,人类在
长达1000多年中都未能挣脱“地心说”的禁锢。
 
16世纪初,由于“地心说”理论与观测结果越来越不符合,“地心体系”的弊端
愈来愈明显。以波兰天文学家哥白尼(图
 
7.1.1)为代表的许多科学家对“地心
说”提出质疑。哥白尼受到古希腊“地动说”学派的启发,经过近40年的艰苦测量
和反复推算,创建了一个新的宇宙体系,即“日心体系”,其核心观点是:太阳居于
宇宙中心静止不动,而包括地球在内的所有行星都在绕着太阳旋转。1543年,哥
白尼在临终前完成和出版了《天体运行论》,系统地阐述了他的“日心说”思想。经
过几代科学家的努力,“日心说”推翻了“地心说”,真理战胜了谬误,为人类对宇宙
的认识开启了新的时代。
1609年,意大利科学家伽利略(图7.1.2)经过刻苦钻研,不断改进,自制出当
时放大倍数最高的望远镜。同年12月,他通过望远镜发现了木星的4颗卫星和
164
第七章 地月系
金星的相位变化,看到了许多肉眼看不到的恒星,并发现银河是由无数密集的恒
星组成的,还根据观测结果绘制了最早的月面图。伽利略的发现拓展了人们对宇
宙的认识,为哥白尼的“日心说”提供了有力的观测依据,开创了利用望远镜观天
认星的新时代。
图7.1.1 哥白尼
  
图7.1.2 伽利略
科学家　
中国古代杰出的天文学家张衡
  张衡(78—139)是我国东汉时期杰出的天文学家,精通天文历法,曾
两度担任执管天文的太史令,是世界上最早发明利用水力转动的浑天仪
(又称为“漏水转浑天仪”)和用来测定地震的候风地动仪的科学家。张衡
是“浑天说”的代表人物,他提出宇宙在空间和时间上都是无限的观点,在
当时的历法改革中极力推行“历法改革必须以天文观测的结果为依据”的
科学主张。
张衡在天文学方面的著作有《浑天仪图注》和《灵宪》。书中详细阐述
浑天说观点,记载了他利用自制的仪器长期观测星空,并解释了许多具体
天象的成因,主要内容有:(1)统计出当时中原地区的星数约2500颗;
(2)说明月食是因月球进入地球的影子而产生的;(3)月球不发光,月光是
月球对太阳光的反射;(4)计算出太阳和月亮的角直径都是半度,黄赤交角
为24度。这些数据与现在测得的数据非常接近。
165
科学 七年级上册
  张衡是国际天文学界公认的中国天文科学先驱。为纪念张衡对天文
学所做的贡献,1970年,国际天文学会把月球背面的一座环形山命名为
“张衡环形山”。1978年8月1日,国际天文学会将国际永久编号为1802
号的小行星正式命名为“张衡星”。
张衡
浑天仪(现陈列于南京紫金山天文台,明朝仿制)
图7.1.3 张衡及其发明的浑天仪
视窗
中国古代的天文仪器和计时仪器
千百年以来,我们的祖先为了生存和劳作,通过长期对各种天象的观
察与探索,创造发明了许多促进古代生产的、精美而实用的天文测量仪器
(图7.1.4)和计时仪器(图7.1.5),为人类文明发展作出了巨大贡献。至今,
  
简仪(现陈列于南京紫金山天文台)
黄道经纬仪和六分仪(现陈列于北京古观象台)
图7.1.4 中国古代天文学的宝贵遗产
166
第七章 地月系
还有部分仪器留传下来,它们大都保存在北京古观象台、南京紫金山天文台
和苏州古代天文计时仪器研究所等地,成为我国古代天文学的宝贵财富。
石晷
漏刻
圭表
沙漏
图7.1.5 部分中国古代的计时仪器
  二、
 “天旋”还是“地转”?
哥白尼的“日心说”指出:地球是一个在宇宙中不停地运动着的天体。可是,
为什么自古以来生活在地球上的人们只看到日月星辰周而复始地东升西落,并不
感到自己在不停地运动呢?
我们的祖先通过长期的观察研究,早就悟出了其中的道理。东汉时期的文献
上就记载:“地恒动不止而人不知,譬如人在大舟中,闭牖而坐,舟行不觉也。”当你
坐在平稳前行的火车里,并不觉得自己随火车一起前进,只看到车窗外的景物不
断地后退。同样的道理,人类长期赖以生存的地球是一个巨大而平稳的星球,如
果地球载着人们自西向东旋转,地球上的人并不会感觉到地球在自西向东转动,
只看到地球外的日月星辰等天体在自东向西旋转。显然,“天旋”是“地转”引起的
常见自然现象。正是由于地球在宇宙中不停地自转和公转,才产生了天体的东升
西落、昼夜交替、四季更替等与我们的生活和生产紧密相关的现象。
　　思考与讨论
1.
 “地心说”与“日心说”的根本区别是什么?
2.
 
请你举出两个能支持“日心说”的例子。
167
科学 七年级上册
  三、
 
行星与卫星
行星 如果我们连续几晚在固定时间仰望星空,就会见到繁星点点中,有几
颗亮晶晶的星的位置改变了,仿佛在太空中“行走”一般,人们把这类“行走”着的
星星形象地叫作行星。行星本身是不透明、不发光的球体,它们通过反射太阳光
而被我们看见。
卫星 卫星是指围绕行星运行的质量较小的天体。这些天体被称为天然卫
星(简称卫星)。截至2022年10月,已经确认的太阳系各大行星周围的卫星大约
有200多颗。卫星的体积、质量、形状和轨道运动等差异很大,最小的卫星半径只
有几千米,而最大的卫星半径长达2900km,体积比水星还要大。地球只有一颗天
然卫星———月球。
图7.1.6 木星和它的部分
卫星
图7.1.7 土星和它的部分
卫星
图7.1.8 我国第一颗人造
卫星
在地球周围,除了天然卫星外,还有许多人造卫星。1957年苏联发射了世界
上第一颗人造地球卫星,开启了人类探索宇宙的新时代,此后,世界上很多国家相
继发射了多种用途的人造卫星。1970年我国自主制造的第一颗人造卫星———
“东方红一号”顺利升空,在宇宙中奏响了嘹亮的“东方红”乐曲。截至2023年,宇
宙空间中约有7500颗人造卫星在正常运转。
  四、
 
地球是宇宙中的一颗行星
最早被人们熟悉的行星是水星、金星、火星、木星和土星这五颗肉眼可见的亮
星。我国的战国时代就已经有关于“五星”的记录,并把此“五星”分别取名为辰
168
第七章 地月系
星、太白、荧惑、岁星和镇星。
古人长期以来把地球视为宇宙万物的中心,认为一切日月星辰都在围着地球
旋转。直至16世纪中期,哥白尼创立了“日心说”,明确地宣告:地球在不停地自
转,同时,也在以太阳为中心的椭圆轨道上不停地公转。地球与我们熟知的“五
星”一样是一颗普通的行星。
千百年来,地球是我们人类生活的美丽家园。到目前为止,地球是人类已知
的宇宙中唯一有生命存在的星球,因此,我们一定要热爱我们的地球,保护我们的
家园!
图7.1.9 哈勃空间望远镜在太
空中拍摄到的地球
    
图7.1.10 在珠穆朗玛峰上拍摄的
星空景象
活动
认识地球
  1.
 
查阅相关资料,结合本节内容,填写下表。
表7.1.1 地球的基本数据
天体名称
日地平均距离
平均半径
质量
自转周期
公转周期
地球
  2.
 
请你通过网络、电视、书籍和报纸杂志等媒体,收集并观看“地
球———我们美丽的家园”“爱护地球,保护地球”等方面的纪录片或视频,
阅读相关文献,向身边同学、亲友宣传“爱地球,爱和平,爱中国”的理念。
3.
 
在教师组织下参观天文馆、博物馆或科技馆等场所,也可以观看相
关内容的纪录片或视频,并撰写观后感,相互交流。
169
科学 七年级上册
练
习
1.
 
请简述从“地心说”到“日心说”的发展历程。
2.
 
已知:地球的平均半径为R=6371km。
求:(1)
 
地球表面大圆的周长L=2πR=        km。
(2)
 
地球的表面积S=4πR
2=        km
2。
170
第七章 地月系
第二节　月球与月相
月球是地球的近邻,是地球唯一的天然卫星。地球与月球组成以地球为中心
的地月系。
  一、
 
月球的概貌
月球,又称月亮,是天空中除太阳以外最引人注目的天体,也是离我们最近的
星球。从古到今,我国民间流传着许多与之有关的神话故事,如嫦娥奔月、吴刚伐
桂、玉兔捣药等。国外也有许多关于月亮的传说。长期以来,在人们的心目中,月
球是一个充满诗情画意的神秘王国。直到1609年,当意大利科学家伽利略把他
自己制造的望远镜首次对向月球时,不禁大吃一惊,映入他眼帘的月球是一个坑
坑洼洼、崎岖不平的荒芜世界。
现在我们对月球的真实面貌已经了解得比较清楚了,月球的半径约为
1737km,约为地球半径的1/4,其体积只有地球的2%,质量约为地球质量的
1/81,其表面的重力仅为地球的1/6。月球表面布满了大大小小的圆环形的坑,称
为“环形山”。最小的环形山直径不足1m,最大的贝利环形山直径有295km 以
上,多数环形山的直径都在几千米左右。绝大多数环形山是由陨石撞击形成的。
环形山大都以哲学家或科学家的名字来命名,如哥白尼环形山、牛顿环形山、张衡
环形山等。
月球本身不发光,通过反射太阳光发亮。月球的表面没有大气和水,白天的
温度高达127℃,到夜晚温度可降到-183℃,在这样恶劣的环境下至今尚未发现
  
(a)
 
月球的正面
(b)
 
月球的背面
(c)
 
月面上的环形山
(d)
 
月球比地球小得多
图7.2.1 月球全貌
171
科学 七年级上册
任何生物的痕迹,可见,月球是一个荒凉寂静的世界。
  二、
 
月球的运动
月球沿着一个近于圆形的椭圆形轨道自西向东环绕地球公转,地球和月球之
间的平均距离为3.84×10
5km。除公转运动外,月球也在绕着自转轴自西向东自
转,它的自转周期与公转周期相等,都是27.3日。因此,我们看到的总是月球的
同一面,而看不见月球的背面。
  三、
 
月相的成因
图7.2.2 月相(星空方位为上北
下南、左东右西)
当我们连续多个夜晚观看月亮时,就会发现
月球的形状经常在变化,有时像弯弯的镰刀,有
时像圆圆的银盘,有时又只看见半个圆面。通常
将月球圆缺(或称盈亏)的各种形状称为月相(图
7.2.2)。
造成月相变化的主要原因是月球本身不发
光,只有依靠反射太阳光才能发亮,同时月球在
绕地球公转,地球又在绕太阳公转,在太空中,
日、地、月三者的相对位置在不断变化。因此,地
球上的观测者所看到的月球被太阳照亮部分的
形状也不断变化,从而产生不同的月相。月相依
次经历新月(朔)、上弦月、满月(望)和下弦月。
中国的农历就是根据月相的变化编制的。
视窗
朔望月和常用计时单位
朔望月 如图7.2.3所示,每逢农历初一,月球转到太阳和地球中
间,而且月球黑暗的一面对着地球,月球便几乎隐没不见了,这称为“新月”
172
第七章 地月系
图7.2.3 月相的成因示意图(内圈的月
球表示与日、地的相对位置,
外圈的月球表示从图中地球
上看到的月相)
或“朔”;到农历十五或十六时,地
球在太阳和月亮中间,月亮被太阳
照亮的一面正对着地球,我们可以
整夜看到一个圆圆的月亮,这称为
“满月”或“望”。从这个月的朔到
下个月的朔,或从这个月的望到下
个月的望的时间间隔是月相变化
的一个周期,称为“朔望月”,1朔
望月=29.53日。我国民间仍在
沿用的农历(俗称为阴历),是以朔
望月为月的计量单位的,农历中的
大月为30日,小月为29日。
常用计时单位 现在世界上通用的公历计时单位是年、月、日,这是
以地球的自转和公转运动为基础制定的。地球自转周期被设定为1日,1
日=24小时;地球的公转周期实际约为365.25日,而公历中规定1年=
365日,因此,1年的长度比地球公转的1个周期短0.25日,为此公历中每
隔四年就设一闰年,1闰年=366日。公历将一年分为12个月,其中大月
=31日,小月=30日,平月(2月)=28日(闰年29日)。
  四、
 
日食和月食
晴朗的白昼,突然间太阳被一个黑影挡住,天空渐渐变暗,气温骤然下降,呈
现一片夜色,这就是发生了日食。满月的夜晚,一个影子突然把月亮挡去了一部
分或全部,月亮失去了光辉,这就是发生了月食。和月相的成因类似,日食和月食
的发生也与太阳、地球、月球三者的相对运动有着密切的关系,根据三者的运动规
律,我们可以比较精确地预报日食和月食。
日食 由于地球和月球都是不发光的不透明体,它们在太阳光的照射下,都
173
科学 七年级上册
图7.2.4 日食的成因及分类
会产生影子。当月球运行到太阳和地球之间
时,从地球上看去,日、月在同一个方向,此为
朔日前后。如果此时日、月、地三者恰好在或
几乎在一条直线上,月影就会扫到地球表面,
在被月影扫过的地区,人们就会看到日食。
如图7.2.4所示,根据被月影遮掩的程度,日
食通常分为日全食、日偏食和日环食三类。
日食只发生于朔日,但并不是每个朔日都会
发生日食。因为月球绕地球公转的轨道与地球绕太阳的公转轨道并不重合,所
以,日、月、地三者在一条直线上的概率很小,每年发生日食的次数至多5次。日
食的观测范围很小,时间比较短。对于同一个地区,要间隔二三百年才有一次见
到日全食的机会。
图7.2.5 月食的成因
月食 月食的原理与日食的原理
相类似,当月球运行到地球的另一侧
时,从地球上看去,日、月方向相反,此
为望日前后。如图7.2.5所示,如果
此时日、地、月三者几乎在同一条直线
上,月球就会进入地球的影子里,我们
在地球上就可以看到月食。同样地,
地球上每年看到月食的次数至多3
次,同一地点的人看到月食的机会比
日食多。月食一般只有月全食、月偏食两种。由于月球本身不发光,地球的影子
比月球大,因此发生月食时,地球上位于夜半球的居民都可以较长时间观测到。
活动
用三球仪演示常见天文现象
工作机制
三球仪是一种天文科普教学仪器,它主要由模拟太阳、地球和月球的
三个大小不同的球、齿轮系统和传动装置等组成。图7.2.6展示的是教学
174
第七章 地月系
图7.2.6 三球仪的结构和组件
中常用的一种三球仪。三球仪通过机械或电子装置控制日、月、地三球的
运转,直观地展现“三球”的运动方向和轨迹,可以显示一年中任意一天
“三球”之间的相对位置关系,以及地球和月球各自的公转运动和自转运
动方向、速度、周期和轨道倾角等,使我们能直观形象地观察和理解昼夜
交替、四季更替、月相变换、日食和月食的形成等天文现象。
演示过程
1.
 
演示月相的变化:首先,将三球仪接通电源,打开太阳灯,让月球沿
着月亏盈盘自西向东旋转绕到太阳和地球的中间位置,此时月亏盈盘的指
针指向“朔”,即农历初一前后,月球背光一面朝着地球,地球上几乎看不
到月光,这种月相称为“朔”;继续让月球慢慢转到“上弦”位置,阳光渐渐
地照亮它面向地球的半球边缘部分,我们逐渐能看到“上弦”的半月面;当
月亏盈盘的指针转到农历十五、十六日时,地球上就可以看到整个圆月,
即“望”月;转到农历二十二、二十三日就能见到半月在东边,此为“下弦”
月;当指针转到农历二十九、三十日时月相又回归至“朔”日。如此,月复
一月,轮回不断,形成月相交替变化。
2.
 
演示日食和月食的成因:打开三球仪的传动装置和齿轮系统,当
月球运行至日、地之间且日、月、地几乎在一直线上时,月相为“朔”日,即农
175
科学 七年级上册
历初一,月球的影子会扫到地球表面,被月影扫过的地区会看到“日食”。
与此同理,若地球运行至日、月之间且日、地、月在一直线上时,从地球上
看,月相是“望”日,即农历十五或十六日,当月球进入地球的影子,我们就
会看到“月食”(如图7.2.7所示)。采用三球仪可以形象直观地演示“日
食”和“月食”现象。
图7.2.7 用三球仪演示日食和月食
3.
 
演示其他常见天文现象:三球仪中的地球通常用小型地球仪来模
拟,当地球自转或带着月球绕太阳公转时,地球的赤道面与四季盘(即地
球公转轨道面)之间的夹角始终保持为23.5°,且地球自转轴也始终指向
北极星方向。同学们还可结合已学内容,应用三球仪演示以下4个课题:
地球和月球的自转和公转、同一地方的昼夜晨昏、一年四季和寒暑变化、
一年中二十四节气的时间和排序。
活动要求
1.
 
本次活动共包括6个演示课题,其中“演示月相的变化”和“演示日
食和月食的成因”为必做课题,其余4个课题,同学们可以任选1个,共需
完成3个课题。
2.
 
活动结束后,填写并提交下列“活动小结表”。
176
第七章 地月系
表7.2.1 活动小结
姓名
班级
所选演示课题名称
完成情况
参加本次活动的心得体会
中国成就
举世瞩目的中国“嫦娥工程”
图7.2.8 “嫦娥工程”探月计划
  我国的“嫦娥工程”探月计划按
照“绕、落、回”三步走战略实施(图
7.2.8)。“绕”的目标是发射环月探
测器,在探测器环绕月球飞行的同时
对月球表面及周围环境进行详细的
观测和摄像记录,为后续降落月面做
好选址准备。“落”的目标是在月球
表面实现软着陆并释放月球车,进行
月球表面遥控操作和巡视勘测。
“回”的目标是探测器自动采集月壤
样品,并带回地球。
第一步“绕”：2007年10月24日,嫦娥一号在西昌卫星发射中心顺
利发射升空,成功进入环绕月球飞行轨道(图7.2.9),拉开了嫦娥工程的
序幕。2010年10月1日,嫦娥二号(图7.2.10)发射成功,它携带了当年
世界最先进的高分辨率相机,进入椭圆形绕月轨道后,获取了高清晰度的
月球影像图和嫦娥三号预选着陆区的照片,对嫦娥三号软着陆区进行了确
177
科学 七年级上册
图7.2.9 嫦娥一号绕月飞行
图7.2.10 嫦娥二号探测器
认,为其软着陆提供了坚实的保障。嫦娥一号、嫦娥二号出色完成了第一
阶段“绕”的任务。
第二步“落”：2013年12月2日,嫦娥三号携带着玉兔号月球车发
射成功。嫦娥三号探测器(图7.2.11)和玉兔号月球车在月球上的预选区
精准着陆,实现了探月工程中的第二步“落”的任务,成为我国太空计划的
一个重要里程碑,使我国成为世界上第三个实现在月球软着陆的国家。
2018年12月8日嫦娥四号(图7.2.12)携带玉兔二号月球车在月球背面
登陆成功,在人类历史上首次实现航天器在月球背面软着陆。嫦娥三号
和嫦娥四号成功地在月球正面和背面完成了“落”的任务。
图7.2.11 嫦娥三号探测器
图7.2.12 嫦娥四号探测器
第三步“回”：2020年11月24日,嫦娥五号探测器发射成功。2020
年12月1日,嫦娥五号探测器顺利在月球正面预选着陆区着陆,并完成了
178
第七章 地月系
在月面上对月球土壤和岩石自动采样任务。2020年12月17日,嫦娥五
号返回器携带月壤样品,在内蒙古四子王旗的预定着陆地点自动返回
(图7.2.13),胜利完成了“回”的任务。
历时13年,我国完成了自主创新、举世瞩目的嫦娥工程,也因此成为
世界上第三个将探测器送上月球、首个有月球车在月球背面软着落的国
家。嫦娥工程使我们对月球有了更精准、更全面的认知,为进一步开展深
空探测以及载人登月等方面的研究奠定了坚实基础,大大提升了我国在
宇宙深空探索等方面的综合实力。
图7.2.13 嫦娥五号成功返回预定着陆地区
练
习
1.
 
月球自转一周,需要    日,它与月球的    周期相同。
2.
 
朔日一般在农历每月的    ,此时的月相为    月;望日
一般在农历每月的    ,此时的月相为    月。
3.
 
日食和月食都是由于太阳、地球和月球的    而形成的天文
现象。当地球运动到太阳和月球的    ,就有可能发生  
  ;当月球运动到    和    的中间时,就有可能发生
    。
4.
 
查阅资料,绘制一条时间轴,说明近20年来我国在深空探测方面
取得了哪些重大成就。
179
　本章学到了什么　
学习小结
ᰵ
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U
 
ᭌ
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ᰵ
2
ᬒȠᰵȠ ัλ
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ᰵ)ัλ๗K 
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 )ัλ๗K 
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 ᭌU4=ᭌD=U᱙C̺ ٶ
BF
U3ͧ )BF+U
 ᒱ
U3ͧ ) ᒱ+U
ᰵ,
ᬒN
ᰵN
ᰵȠ Ƞᬒ
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*+(A
ᰵ)ắA
=ᭌ̻ ᭌ
Ą ᓰAą 

ĄᬒᓰAą
学习收获
科学观念:通过学习地球和月球构成的天体系统,以及月、地、日相对运动产
180
生的天文现象———月相、日食和月食,了解地月系及由月、地、日相对运动产生的
各种现象,知道月相、日食和月食是可预测的。
科学思维:通过学习从“地心说”到“日心说”的发展历程,体会到自然界运行
是有规律的,而规律是可以被人类长期的观测和探索所认知的;通过比较日心说
模型和地心说模型,认识到运用系统和模型揭示自然规律的研究方法。
探究实践:经历用三球仪演示月相的成因及日食、月食现象的活动,形成对这
些天文现象的直观认识,尝试理解和解释常见天文现象。
态度责任:通过我国古代的计时仪器和现代的探月工程,了解我国传统文化
和当代科技发展成就,树立民族自信心和自豪感。
学习运用
ޘ᭘
ۿႍ
 ႍ
第1题图 日、地、月示意图
1.
 
如图所示,用不同颜色的大、中、小三
个圆纸片分别模拟太阳、地球和月球,请你
适当摆放三个圆纸片位置,完成下列任务:
(1)
 
画出日食成因的示意图;
(2)
 
画出月食成因的示意图;
(3)
 
对所画的两幅图分别加以说明,阐
明日食、月食形成的原理。
2.
 
结合本章内容,对照图7.2.2和图7.2.3,填写以下表格。
地月系概况表
星体名
星体类型
星体的物理特征
星体的运动
地球
行星
地球是自身不发光、不
透明的球体,它依靠反
射太阳光而发亮。
地球在太空中沿着近圆形的椭圆轨道不
停地自西向东绕着太阳公转,周期为一
年。同时,地球还绕着自身的转轴不停地
自西向东自转,周期为一日。
 
月球
181
月相成因表
月相
新月(朔)
上弦月
满月(望)
下弦月
农历日期
农历初一
农历初七、初八
农历十五、十六
 
农历廿二、廿三
相对运动
月球运动到太阳
和地球之间时,月
球被太阳照亮的
一面背对着地球,
地球上的人就看
不见月球。
随着月球被太阳
照亮的一面逐渐
转向地球,人们慢
慢可以看到凸向
西边的半个月亮。
  
182
第八章　星空世界
每当夕阳西下,晚霞渐褪,点点繁星就会布满在无
边无际的天穹。仰望着星光灿烂的夜空,人们常常会
浮想联翩,猜想着地球以外的星空世界究竟隐藏着什
么奥秘。
科学 七年级上册
第一节　太阳和太阳系
太阳是人类最熟悉的恒星,但是太阳并不是一颗孤零零的恒星,它拥有一个
庞大家族———太阳系。
  一、
 
太阳
连续多天观察星空就会发现,星空中绝大多数星星的相对位置似乎总是保持
不变的,我们把这些星星叫作恒星。恒星是本身发光发热的天体,太阳就是一颗
普通的恒星。
1.
 
发光发热的太阳
图8.1.1 太阳
太阳(图8.1.1)是离我们地球最近的恒星,
人们常把太阳当作恒星世界的代表。太阳是一颗
巨大的炙热气体星球,不断地向外发射出巨大的
能量,这种能量叫作太阳能。由于太阳离我们十
分遥远,到达地球的太阳能只有太阳发射总能量
的22亿分之一。太阳每年提供给地球的能量相
当于全世界一年发电总量的数万倍,是地球上一
切生命活动的主要能量来源。
太阳是一个大火球,它的质量是地球质量的
33万倍,半径约为7×10
5km,体积是地球体积的
130万倍。太阳和地球之间的平均距离称为日地距离(也称为地球公转轨道的平
均半径)约为1.496×10
8km。如果一个人从地球出发,用日常步行的速度日夜不
停地向着太阳走去至少要走3400年。
2.
 
太阳的表面活动
我们通常所看到的太阳只是它的表面,即光球。光球的温度约为5500℃,比
184
第八章 星空世界
沸腾的钢水温度高得多,因此,我们绝对不能用肉眼直接看太阳,也不能戴着普
通的眼镜或太阳镜直接看太阳,以免灼伤眼睛。太阳的表面有时会喷发出几十
万米高的火焰,有的像光芒万丈的喷泉,有的像节日艳丽的焰火,这些叫作日珥
(图8.1.2)。
太阳表面的温度并非处处相同,有的地方温度比周围温度低2000℃左右,从
地球上看这些地方就比较暗,好像太阳表面上出现了一些小黑点,它们被称为太
阳黑子(图8.1.3)。我国有世界上最早的太阳黑子观测记录。通过分析太阳黑子
的长期观测资料发现,太阳表面出现黑子的数目具有周期性的变化规律,一般把
太阳黑子数出现最多的年份称为太阳活动峰年,连续两个峰年之间的时间间隔平
均为11年,即太阳黑子的周期。太阳黑子周期与地球上一系列的物理、气象、水
文、地磁等现象的变异关系密切,因此,太阳黑子的观测和预报具有重要的科学
意义。
图8.1.2 太阳表面的日珥
图8.1.3 太阳表面的黑子
3.
 
太阳与人类
太阳对地球和人类的重要性是其他恒星无法比拟的,没有太阳提供的光和
热,地球上的一切生命都将灭绝。太阳是距离地球最近的恒星,也是人类唯一能
观测到表面细节的恒星,通过对它表面的各种物理、化学现象的观测分析,人们可
以间接认识和了解其他千万亿颗恒星的结构和性质。同时,通过对太阳的起源、
形成和演化的研究,也可以使人们进一步理解其他天体的起源和演化。
185
科学 七年级上册
太阳表面一直处于活动变化中,剧烈的太阳活动会影响人类的日常生产和生
活。因此,太阳像一个巨大的天然实验室,不断给地球上的人们提供新的信息,促
使人类不断地去探索和发现。
视窗
给你一把“量天尺”
在日常生活中,我们常用cm、m、km 等计量单位来表示我们身边各
种物体的长度。然而,当我们测量太阳、星星等天体与地球的距离时,由
于它们离我们太遥远,常用的长度单位显得太短了,因此,科学家们制定
了一些专门用于测量天体的尺寸和天体间距离的“量天尺”,即天文学上
常用的两种长度计量单位:天文单位(AU)和光年(
ly)。
通常把太阳与地球之间的平均距离,也就是地球绕太阳公转轨道的
平均半径,作为一种长度单位,称为天文单位,1AU=1.496×10
11 m。
光的传播速度是3×10
8 m/s,把光在一年内走过的距离定义为一个
长度单位,即光年,1
 
ly=9.46×10
12km。显然,光年是比天文单位更长的
长度计量单位。
  二、
 
太阳系
图8.1.4 太阳系结构示意图
1.
 
太阳系的组成
太阳系是由太阳、八大行
星及其卫星,以及许许多多小
天体组成的庞大的天体系统,
它的最大范围可延伸到约1光
年。在太阳系中,太阳位于中
心,太阳的质量占整个太阳系
质量的99.86%,其他天体都
在太阳的引力作用下绕太阳公
转(图8.1.4)。太阳系中只有
186
第八章 星空世界
太阳是能辐射能量、发光发热的恒星,其他天体都不发光,只能靠反射太阳光而
发亮。
2.
 
太阳系中的行星
太阳系的主要成员是八大行星,按照距离太阳由近到远的顺序排列,依次是
水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星。按照质量由大到小的顺序排
列,依次是木星、土星、海王星、天王星、地球、金星、火星和水星。
根据八大行星的质量、体积和轨道大小等特性,可以把它们划分为三类:水
星、金星、地球和火星,它们质量较小,离地球较近,属于类地行星;木星、土星
的质量和体积都很大,属于巨行星;天王星和海王星距离太阳最远,称为远日
行星。
如图8.1.5所示,八大行星的形状都接近于球体,除金星是自东向西自转、自
西向东公转外,其他大行星都像地球一样在自西向东不停地自转,同时还在自西
向东地沿着各自的轨道绕太阳公转。除水星的公转轨道比较扁以外,其他大行星
的轨道都是近乎圆形的椭圆。
图8.1.5 八大行星大小的比较(图下数字表示各大行星的半径与
地球半径的比值)
在八大行星中,除了水星和金星外,其他六颗行星都有自己的“小家庭”,它们
的周围都有数目不等的卫星在绕转。截至2024年1月11日的国际天文联合会
官方数据,土星有146颗卫星,木星有95颗卫星。
187
科学 七年级上册
表8.1.1 八大行星基本数据(截至2023年12月)
行星名称
与太阳的距离
(地球为1)
质量
(地球为1)
公转周期
已知卫星数
水星
0.387
0.055
88.0天
0
金星
0.723
0.815
224.7天
0
地球
1.000
1.000
365.2天
1
火星
1.524
0.107
687.0天
2
木星
5.203
317.9
11.95年
95
土星
9.537
95.17
29.46年
146
天王星
19.18
14.37
84.01年
27
海王星
30.25
17.15
164.79年
14
视窗
八大行星的主要特征
水星 是最靠近太阳、质量最小的行星,几乎与太阳同时出没,故又
称为辰星。
金星 是天空中除日、月外最亮的星,也是最接近地球的行星,常在
黎明或黄昏看到,又称为太白星、启明星或昏星。
地球 是太阳系中至今唯一有人类居住的行星。
火星 是一颗火红色的行星。通过对火星的探测得知,其两极地区
可能存在着地下水。火星上是否存在生命是火星探测的重要课题之一。
木星 是太阳系中最大的行星,也是仅次于金星的第二亮星。木星
的大气中有许多明暗交替的云带,其最显著的特征是位于其南半球的“大
红斑”(图8.1.6)。
土星 因其炫丽的光环(图8.1.7)成为夜空中最壮美的天体,土星光
环最亮处宽度达60000km。木星、天王星和海王星也有光环,但都没有土
188
第八章 星空世界
星光环明亮。
天王星 是太阳系中唯一“躺”在公转轨道上自转的行星,一昼夜长
达84年。
海王星 是大行星中离太阳最遥远的行星。它首先由两位年轻的天
文学家计算出在太空中的位置,而后才被人们用望远镜搜寻到。
图8.1.6 木星的大红斑
图8.1.7 土星的光环
3.
 
太阳系中的小天体
太阳系中还有许多质量很小的天体,统称为太阳系小天体,最主要的有三类:
小行星、彗星和流星。
小行星 在火星和木星轨道之间估计有近百万颗比大行星小得多的小行
星,形成一道小行星主带。至今在太阳系内一共发现了约100多万颗小行星,
但这可能仅是小行星主环带中的一小部分。少数小行星的直径大于100km,绝
大多数小行星的直径不到1km,它们都在自转的同时沿着椭圆轨道绕太阳公
转。小行星的形状、大小和成分各不相同(图8.1.8),有铁质的、石质的等,小行
星本身也不会发光。有些小行星轨道可能与地球轨道相近或相交,被称为“近
地小行星”,它们有可能撞击地球,造成极大的危害。为了做好防范,世界各国
的天文台联合建立了“近地小行星”全天候监测预报网,还发射了小行星探测器
(图8.1.9)。
189
科学 七年级上册
图8.1.8 形状各异的小行星
图8.1.9 小行星探测器接近小行星
国际上发现的第一颗小行星是谷神星(图8.1.10),2006年被重新定义为矮
行星。第一颗由中国人(张钰哲)发现的小行星(图8.1.11)命名为“中华”(后更名
为“中国”),编号为“1125/3789”(原先编号为1125,后改为3789)。第一颗以中国
人的名字命名的小行星为“张衡”,编号为“1802”。
图8.1.10 国际上发现的第一颗
小行星———谷神星
   
图8.1.11 第一颗由中国人发现
的小行星———中国星
科学家　
中国现代天文学重要奠基人———张钰哲
  张钰哲(1902—1986)是我国著名天文学家,也是我国现代天文学的
重要奠基人。
190
第八章 星空世界
图8.1.12 张钰哲
  通过长期的观测,张钰哲在1928年11月22
日发现了新的小行星,并将其命名为“中华”,这
是第一颗由中国人发现的小行星,这一发现引起
了国际天文学界的广泛关注。1941年抗日战争
期间张钰哲不顾个人安危,组织带领“中国日食
观测队”拍摄了中国境内第一次日全食全过程照
片和第一部日全食彩色影片,给中国和世界的天
文研究留下了极其珍贵的观测资料。
1950年新中国第一个现代化天文台———南
京紫金山天文台建成,张钰哲出任首任台长,
1955年6月他当选为中国科学院院士。张钰哲和他领导的紫金山天文
台拍摄了近万张小行星和卫星的底片,发现了1000余颗小行星,其中
100多颗小行星和3颗紫金山号彗星获得了国际永久编号和命名权。
1978年,国际天文学会将编号为2051号的小行星命名为“张”(2051
 
Chang)。2010年又将月球背面的一座撞击坑命名为张钰哲陨石坑
(Zhang
 
Yuzhe),以纪念他在国际天文学上的成就。
彗星 彗星是太阳系里形状比较奇特的小天体,它们出现时常拖着很长的
“尾巴”,俗称“扫帚星”。它们自身不发光,像太阳系其他天体那样绕着太阳旋
转,但是大多数彗星的轨道非常扁长,绕太阳运动的周期很长,只有当它们运动
到相当接近太阳的位置时才会被太阳照亮(图8.1.13),从而被人们发现。彗星
主要由岩石颗粒和一些冰块结合而成,其基本结构是彗核、彗发和彗尾
(图8.1.14)。一般彗核直径约为5~10km。当彗星接近太阳时,彗尾的长度可
达几百万甚至上亿千米。我国是世界上彗星观测资料最丰富的国家,保存有世界
上第一次对哈雷彗星的观测记录,在长沙马王堆汉墓中还发现了世界上最早的彗
星图画。
191
科学 七年级上册
图8.1.13 壮观的彗星
图8.1.14 彗星的结构
视窗
哈雷彗星
图8.1.15 1986年回归时的哈雷彗星
  哈雷彗星是最著名的彗星,以
英国天文学家哈雷的名字命名。
哈雷在1705年研究发现,1531年、
1607年、1682年观测记录到的彗星
实际上是同一颗彗星,并预言这颗
彗星在1758年会再次出现。后来
他的预言得到了观测的证实。哈
雷彗星确实是一颗周期彗星,其绕
日公转周期为76年,也就是说,每
隔76年左右,哈雷彗星就回归地球一次。哈雷彗星最近的一次回归是1986
年2月9日(图8.1.15)。到2062年,地球上的人们将再次见到美丽壮观
的哈雷彗星。
流星 太阳系中有无数尘埃和固体块状物,它们也都在绕着太阳旋转,靠近
地球时,受地球引力作用落入地球大气层,与大气发生摩擦,熔化燃烧,像一条光
迹划过星空发出耀眼的光芒,这便是人们所看到的流星(图8.1.16)。有的流星特
别明亮,像个大火球,称为火流星(图8.1.17)。大质量的流星穿过大气层坠落到
地面成为陨星,石质的陨星叫作陨石,铁质的陨星叫作陨铁。
192
第八章 星空世界
图8.1.16 流星
图8.1.17 火流星
练
习
1.
 
太阳的质量大约是地球的    倍,它的表面温度约为    。
2.
 
1个天文单位被定义为    ,
1光年等于    个天文单位。
3.
 (1)
 
太阳是在星空中与其他星星的相对位置几乎不变的、自身发
光发热的    。
(2)
 
太阳是一颗巨大的炽热气体星球,不断向外发射出巨大的 
   ,它是地球上一切生命活动的主要能量来源。我们通
常看到的只是太阳的表面,称为    。太阳表面经常出
现喷发现象,称为    。太阳表面还经常出现一些小黑
点,叫作    。在日全食食甚时(即太阳光被遮挡程度最
大时),地球上的观测者有可能看到(  )。
A.
 
光球
B.
 
恒星
C.
 
太阳能
D.
 
太阳黑子
E.
 
日珥
F.
 
行星
4.
 
太阳是自身能发光发热的恒星,表面温度非常高,人们不能用肉眼
直接观看太阳,否则会烧伤眼睛。如何才能安全地用肉眼观测太
阳呢? 从下面给出的选项中选出可以用于观测太阳的观测工具和
方法:(  )。
A.民用双筒望远镜
B.采用特厚黑色透明镜片的护目镜
C.常用太阳镜
D.带有滤光镜的天文望远镜
E.放大镜
F.
 
太阳底下放一盆滴了墨汁的水
193
科学 七年级上册
5.
 
图8.1.18所示为目前世界上最大的陨石,即我国的“吉林一号”陨
石,重1770kg。请通过互联网查阅:国内外还有哪些地方发现了大
的陨石或陨铁? 它们的质量和体积分别是多少?
图8.1.18 “吉林一号”陨石
194
第八章 星空世界
第二节　银河系和宇宙
银河系是由数千亿颗恒星及其行星系统、众多的星云和星际物质组成的庞大
的天体系统。无数恒星、星团、星系等组成了浩瀚宇宙。
图8.2.1 美丽的银河
  一、
 
银河系
1.
 
银河系的组成
在夏、秋两季晴朗无月的夜晚,我们常常看到一条灿烂明亮的光带,气势磅
礴,横跨天穹,这就是银河。银河系内有数千亿个恒星或恒星系统,太阳系只是其
中一个普通的恒星系统。太阳系距离银河系的中心约2.6万光年,靠近银河系对
称面(图8.2.2)。太阳系和其他数千亿颗恒星连同它们的行星系统、星云和星际
物质,共同组成了一个更庞大的天体系统———银河系。
2.
 
银河系的结构和形状
银河系基本上由银盘、银核和银晕三部分构成。银盘是银河系的主体,是一
个中间厚、边缘非常薄的扁盘,直径约为10~12万光年,中间厚度约为数千光年。
银盘中心部分是一个近似于椭球体的银核,其半径约为1.2万光年。银盘的外边
包围着一个巨大的球状银晕,直径为25万~40万光年,银晕的质量比银盘和银核
195
科学 七年级上册
大得多,银河系的总质量约为太阳质量的1.5万亿倍。银河系的形状主要是指银
盘的形状。从地球北极上空向下俯视,银河系呈旋涡状,从银河系的核心向外伸
图8.2.2 银河系的俯视图(左)和侧视图(右)
出四条旋臂,旋臂是银盘的主体,
也是银盘内气体、尘埃和年轻恒
星集中分布的地方(图8.2.2
左)。从侧面看,银河系的主体像
一个中间凸起的大透镜,绝大多
数恒星、星云和星际物质都集中
在银河系中心附近(图8.2.2
右)。
  二、
 
河外星系
在茫茫星空中,银河系只是一个极为普通的天体系统。现代观测结果表明,
星空世界中存在着千亿个和银河系一样的星系。星系是由几亿甚至上万亿颗恒
星以及星团、星云和星际物质组成的庞大天体系统,星系的大小各不相同,直径一
般可达几千至几十万光年。通常我们把银河系以外的其他星系称为河外星系。
研究河外星系将有助于我们进一步认识银河系和整个宇宙。
用天文望远镜可以观测到形态各异的星系,有的像椭圆(图8.2.3),有的像巨
大的旋涡(图8.2.4)。星系离我们都很遥远,最远的距离超过100亿光年。
图8.2.3 椭圆状结构的河外星系
 
图8.2.4 旋涡状结构的河外星系
196
第八章 星空世界
视窗
天体系统的层次
随着现代科学技术的不断发展,人类对宇宙空间的探索不断深入,空
间视野也不断扩展。我们可以把天体分为四个自小到大的层次。
行星层次的典型代表是指太阳系中的八大行星及它们的卫星组成的
系统,其中最典型的就是地月系。
恒星层次的典型代表是太阳和太阳系,而太阳也只是几千亿颗恒星
中的普通一员,在众多恒星中,绝大多数恒星的质量在太阳质量的0.1~
10倍之间。现已发现,除太阳外的其他恒星也有围绕它旋转的行星及其
卫星。
星系层次的典型代表是我们太阳系所在的银河系。银河系也只是千
亿个星系中的普通一员。
宇宙层次是目前人类可观测到的尺度最大的天体层次。
从伽利略开始,短短的几百年内,人类通过先进的空间望远镜已经把
观测视野扩展到100亿光年以外,发现了包括银河系在内的数以千亿计
的星系,这些星系构成了整个宇宙,称之为可观测宇宙。
目前已观测到的宇宙空间尺度为137亿光年,宇宙的年龄大约为137
亿年。近年来,随着“中国天眼”FAST望远镜和美国韦布空间望远镜投
入使用,人类观测宇宙的视野和深度日益拓展,对宇宙的形成、结构和演
化的研究越来越深入。
图8.2.5 欧洲宇航局公布的首张宇宙全景图
197
科学 七年级上册
中国成就
我国自主创建的世界一流天文望远镜
进入21世纪以来,我国投入了大量人力物力,自主设计和新建大型
天文望远镜,创造了多项世界第一。
郭守敬望远镜 又称为“大天区面积多目标光纤光谱天文望远镜”
(英文缩写为LAMOST)。郭守敬望远镜由中国国家天文台自主创新设
计承建,是目前世界上口径最大、视场最宽、光谱获取率最高的光学光谱
望远镜。它于2008年落成,安装在中国国家天文台兴隆观测站。
郭守敬望远镜自建成至今,已发布了约2000万条天体的光谱数据,
达到国际上所有其他光学巡天(巡逻观天)项目发布的光谱数据总和的两
倍,为我国乃至世界天文学研究提供了高水平的观测和研究平台,居于世
界领先地位。
图8.2.6 郭守敬望远镜(左)及其主镜面(右)
“中国天眼” 2016年9月25日,我国500米口径球面射电望远镜
(英文缩写为FAST,也称为“中国天眼”)在贵州省平塘县克度镇金科村大
窝凼落成启用,它是迄今为止我国自主创新建造的最重大的科技成果之
一,是当之无愧的“国之重器”。
“中国天眼”自启用以来取得了大量的观测信息和影像资料,在发现脉
冲星并对暗弱脉冲星和其他暗弱射电源进行搜索、开展从宇宙起源到星
际物质结构的探测、重现宇宙早期图像、寻找地外生命和文明、观测暗物质
198
第八章 星空世界
图8.2.7 “中国天眼”
和暗能量等科研课题研究上都取得了可喜的成绩。截至2022年底,已发
现脉冲星600余颗,并在快速射电暴探索等方面取得重大突破。
科学家　
“人民科学家”南仁东
图8.2.8 南仁东
  南仁东(1945—2017)是中国天文学
家、中国科学院国家天文台研究员。
1994年7月,南仁东作为发起人提
出了我国自主建造“500米口径球面射电
望远镜”(FAST)的创议。南仁东和他的
同事们开启了FAST 工程的选址工作。
他们带着300多幅卫星遥感图跋涉在中
国西南的大山里,先后对比1000多个洼
地,用时12年,终于选中了位于贵州省平
塘县克度镇金科村大窝凼的喀斯特洼地。
2012年“FAST
 
973”项目正式启动,南仁东作为项目首席科学家和总
工程师指导FAST工程建设,并主持攻克了一系列技术难题。2016年9
月25日,南仁东带病坚持工作,亲赴贵州天眼工程基地,见证了自己耗费
199
科学 七年级上册
22年心血的FAST科学工程落成启用。2017年9月15晚,南仁东因肺
癌逝世。2018年12月18日,党中央、国务院授予南仁东“改革先锋”称
号,颁授“改革先锋”奖章,大家都尊称他为“中国天眼之父”。2019年9月
17日,国家主席习近平签署主席令,授于南仁东“人民科学家”国家荣誉称
号。2019年9月25日,他还被评选为“最美奋斗者”。
资料查阅
请查阅资料,整理能体现南仁东爱国敬业、勇担责任的事迹,和同学
们交流。
练
习
1.
 
地球的质量是    ,太阳的质量是地球质量的33万倍,太阳
的质量是    。银河系的质量约是太阳质量的1.5万亿倍,
则银河系的质量应高达    。
2.
 
望远镜在天文学的观测工作和理论研究探索中起着非常重要的作
用,我国在2016年9月自主设计建成了世界上最先进的大型望远
镜,它的英文缩写名字为FAST,又称为“中国天眼”。你知道这个
望远镜的中文名字全称是什么吗? (  )
A.
 
500米大型天文望远镜
B.
 
大口径球面射电望远镜
C.
 
500米口径射电望远镜
D.
 
500米口径球面射电望远镜
E.
 
特大型天文观测望远镜
3.
 
请画出银河系的结构示意图,并标出其各组成部分及太阳的大致
位置。
200
　本章学到了什么　
学习小结
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201
学习收获
科学观念:从太阳的大小及其活动,到太阳系的组成和结构、银河系的大小和
结构、河外星系等,将视野拓展到太阳系、银河系和宇宙,在学习各天体系统的基
本结构和特征的过程中,形成基本的宇宙空间观念。
科学思维:通过学习太阳系、银河系、宇宙的层级结构,体会自然界的有序性,
以及整体和局部的关系。
探究实践:通过了解望远镜在天文学进展中发挥的重要作用,体会技术与工
程对于科学的推动。
态度责任:通过认识我国在深空探测和天文观测等方面作出重要贡献的科学
家,领会科学家不懈探索、无私奉献的精神,了解我国在太空探索领域的成就,树
立民族自信心和自豪感。
学习运用
1.
 
已知1天文单位=1.496×10
8km,1光年=9.46×10
12km。太阳系到银
河系中心的距离为2.6万光年,则太阳系距银河系中心有多少天文单位? 已知太
阳光射到地球需要8
 
分钟,假设银河系中心有一颗恒星,这颗星的星光射到地球
上需要多长时间?
2.
 “坐地日行八万里,巡天遥看一千河”,这句诗中的“一千河”所指的天体系
统是(  )。
A.
 
太阳系
B.
 
银河系
C.
 
河外星系
D.
 
地月系
3.
 
2020年7月23日,我国火星探测器“天问一号”发射升空。火星属于下列
天体系统中的(  )。
A.
 
地月系、太阳系
B.
 
地月系、银河系
C.
 
太阳系、银河系
D.
 
太阳系、河外星系
202
4.
 
天体系统可分为    、    、    和    四个层次。
5.
 
如图所示,宇宙是由不同层次的天体系统构成的。请你仿照地月系下面
的注释,给太阳系、银河系、宇宙加上注释。
ۿ ፥
ᾥ๪ᾷΝۿႍ˞˗ ᾩۿႍ׵ ႍ᎖ ᅨ፥Ꮀᾦ
ޘ᭘፥
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第5题图 宇宙的不同层次
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科学 七年级上册
后记
华东师大版初中科学实验教材(第一版),是按照《义务教育科学课程标准
(7~9年级)(实验稿)》组织编写的。2012年7月至2024年7月使用的华东师大
版初中科学教材(第二版)是严格按照《义务教育初中科学课程标准(2011年版)》
的修订完成的,并经教育部审定的义务教育教科书。
本次教材修订是根据教育部的统一部署,按照《义务教育科学课程标准》
(2022年版)要求,于2023年开始了全面修订工作。
本次教材修订严格按照新课标的要求,并邀请试验区与我们一起参与修订工
作,认真听取了他们的意见与建议,在反复研讨论证的基础上,对教材结构进行了
合理的调整,使各册教材的编排更加适合初中学生的认知规律,在内容上进行了
一次全面的重新修订,更加注重基础性与时代性,并加强工业设计与物化等初步
要求。为了减轻学生课业负担,删繁就简,使教材更为精炼。
虽然我们为教材修订付出了不懈的努力,倾注了心血,今天呈现在广大师生
面前的这本修订后的新版教材,一定还有不足与问题,希望使用本教材的师生继
续为我们提出宝贵意见。
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