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1图书在版编目（CIP）数据
义务教育教科书. 生物学七年级 下册 / 赵彦修主编.
济南 : 济南出版社, 2024. 10. -- ISBN 978-7-5488
-6769-2
Ⅰ. G634
中国国家版本馆CIP数据核字第2024ZB9590号
主 编 赵彦修
执行主编 张可柱
分册主编 任思惠
编写人员 任思惠 李文军 吴佳根 赵立斌 舒文峥 曾科清
义务教育教科书 生物学 七年级下册
责任编辑 胡长娟 李 晨
美术编辑 张 倩
出版发行 济南出版社
地 址 山东省济南市二环南路1号（250002）
印 刷 昌邑市新华印刷有限公司
版 次 2024年10月第1版
印 次 2024年 11月第1次印刷
开 本 787 mm×1092 mm 1/16
印 张 9
字 数 156千字
书 号 ISBN 978-7-5488-6769-2
定 价 8.50元
著作权所有·请勿擅自用本书制作各类出版物·违者必究
在使用过程中如有意见建议，请与济南出版社联系致同学
“阳春布德泽，万物生光辉。”冬去春来，沉寂的大地迸发出盎然生机，
宁静的田野涌现出忙碌耕种的身影。无论是“草色青青柳色黄 , 桃花历乱李
花香”，还是“春种一粒粟，秋收万颗子”，这些现象，都蕴含着丰富的生
物学知识。
千姿百态的植物，共同展示着自然界的美。从种子破土，到嫩芽初露，
再到花开花落、果实累累，每个环节都充满了生命的活力和奇迹。它们以根
系深扎土壤，以枝叶拥抱天空，在四季轮回中演绎着独特的生命周期。它们
通过自身的生理过程参与生态系统的物质循环，维持着生物圈的繁荣和稳定。
物种的延续是生命永恒的主题，让地球之美生生不息。无论是无性生殖
的简洁高效，还是有性生殖的异彩纷呈，它们共同演奏着物种延续和遗传信
息传递的双重旋律。遗传与变异有机结合、相得益彰，不仅实现了物种的代
代相传，更造就了生命世界的丰富多样。
生命世界散发着无穷魅力，等待着我们去探索和领悟。我们要善于从生
物学现象中发现问题，勇于质疑，不断追问“为什么”，在探究的过程中深
化对概念的理解；要养成基于证据和逻辑的思维习惯，运用生命活动原理分析、
解释、解决生产生活中的实际问题。
生物是大地的织梦者，是地球生态的基石。走进植物的生活，探索物种
延续的奥秘，了解生命科学的发展，感悟生命的奇妙与壮丽，从而树立珍爱
生命的观念，形成积极的态度和社会责任感，悦纳自己、关爱他人，逐步成
长为有理想、有本领、有担当的时代新人。栏目导学
◆ 单元 ◆
单元起始，呈现主要内容，引领主题学习；单元结束，
单元整合
梳理学习要点，聚焦大概念，引导迁移运用。
◆ 章 ◆
实践活动
创设真实情境，注重跨学科实践，运用多学科知识
和方法，通过设计和制作，解决现实问题或制造相
关产品，发展核心素养。每节后的“进度提醒”，
适时提醒完成阶段性任务。
学业目标
回顾梳理本章主要内容，建构概念体系，提升核心
素养。
视野拓展
从生物学史、生物学应用、生物科技发展等角度，选
取与所学内容密切相关的资料，开拓视野，激发兴趣。节
观察思考 结合设问，观察图片，思考分析，形成概念。
结合经典实验、科学史实、生活现象等，分析问题，得
分析讨论 出结论。
依据目的要求，运用材料器具，动手操作，完成实验，
分组实验 得出结论。
师生共同参与，通过观察与操作，完成实验，理解科
演示实验 学原理。
自主制订并实施探究方案，获得证据，验证假设，得
探究活动 出结论，体验探究过程，学习探究方法，启迪科学思维。
调查活动 结合现实问题，收集资料，分析综合，得出结论。
根据正文内容，拓展知识，激发兴趣，引导个性化自
相关链接 主学习。
基于问题情境，自主进行学业评价，在学以致用中达
学业检测 成学习目标。目录
第三单元 植物的生活
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 2
实践活动 走近现代设施农业 2
第一节 植物的根能够吸收水和无机盐 4
第二节 蒸腾作用促进植物对水的吸收和运输 9
第三节 植物通过光合作用固定光能 15
第四节 植物通过呼吸作用为生命活动提供能量 23
视野拓展 人工合成淀粉 29第二章 开花结果是被子植物的显著特征 30
实践活动 记录豌豆的生命周期 30
第一节 花是被子植物特有的生殖器官 32
第二节 花经过传粉和受精后形成果实 36
第三节 种子萌发需要适宜的条件 42
第四节 芽是未发育的枝条或花 49
视野拓展 果实和种子的传播 57
单元整合 59
第四单元 物种的延续
第一章 生物能够通过生殖产生后代 62
实践活动 饲养家蚕 62
第一节 无性生殖保持了生物遗传特征的稳定 64
第二节 有性生殖增加了后代的多样性 71
视野拓展 蜜蜂及其养殖 79第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 80
实践活动 制作试管婴儿技术科普展板 80
第一节 婴儿从受精卵发育而来 82
第二节 人在青春期出现显著变化 88
第三节 健康度过青春期 94
视野拓展 脐带血干细胞移植 101
第三章 遗传信息控制生物性状 102
实践活动 探寻人体性状的遗传 102
第一节 DNA 是主要的遗传物质 104
第二节 生物的性状主要由基因决定 109
第三节 性染色体决定人的性别 115
第四节 遗传信息改变可引起生物变异 121
第五节 生物育种技术促进农业发展 125
视野拓展 基因身份证 132
单元整合 133
附 录 135第 三
植物的生活
单 元
植物分布广泛，具有自己的生命周期，能够制造有机物并释放
氧气，直接或间接地为其他生物提供食物和能量。植物参与生物圈中
的水循环，维持生物圈中的碳氧平衡，对生物圈的存在和发展起着决
定性作用。
1第一章
植物能进行光合作用等
生命活动
走近现代设施农业
人们一年四季能够吃到新鲜的水
果、蔬菜，离不开设施农业。现代设施
农业融合生物技术、信息技术、工程装
备技术等，为动植物生长发育提供相对
可控的环境条件，使农业生产在一定程
度上摆脱了对自然的依赖，打破了传统
农业的季节性，进一步满足了人们多元
化、多层次的消费需求。
作物的产量和品质主要取决于作物
光合作用的效率，而光合作用等生命活
动又受到环境条件和作物自身内在因素
的制约。考察现代设施农业，探寻提升
作物光合作用效率的秘诀。
2 第三单元 植物的生活实践
活动
明确任务
1.了解什么是设施农业、当地有哪些类型的设施农业。
2.调查某一设施农业在控制光照、温度、湿度、空气、水肥等方面所采取的
措施。
3.分析设施农业中各类措施与光合作用、呼吸作用等生命活动的关系。
活动提示
1.就近选择温室或大棚蔬菜种植基地，明确调查目的、方法步骤、时间安排、
小组分工等，形成调查方案。
2.选取某种常见作物（如番茄、黄瓜等）作为研究对象，查阅资料并向种植
人员咨询，了解该作物的生长期及所需的环境条件。
3.实地观察、测量作物生长状况，记录作物种植过程中优化光照、温度、湿
度、二氧化碳等环境因素的设施及措施。
4.针对不同作物或同一作物不同的生长发育时期，分析调控措施与光合作用、
呼吸作用等生命活动的关系。
5.了解现代设施农业的发展趋势，对有待改进的方面提出合理化建议，撰写
调查报告。
展示交流
1.展示调查报告，以演示文稿或展板的形式介绍调查过程和收获。
2.展示针对不同作物所采取的光照、温度、湿度、空气、水肥等方面的调控
措施。
3.从改善植物生命活动的角度，阐释各项调控措施有利于提高作物产量和改
善作物品质的原理，提出设施升级或措施优化的建议。
第第一一章章 植植物物能能进进行行光光合合作作用用等等生生命命活活动动 3 3第一节
植物的根能够吸收水和无机盐
1937 年，美国学者
学习导引
迪特玛（H. J. Dittmer）
1. 根为什么能够不断地
做了一个有趣的实验：
生长？
在装有细沙的木箱里种
2. 根吸收水和无机盐的
植一株黑麦，及时浇
主要部位是哪里？
水、施肥，以保证植株
3.“根深叶茂”所蕴含的
正常生长发育。16 周
科学道理是什么？
后，到黑麦抽穗时，他
拆掉木箱，小心地除去
关键术语
细沙。经统计，他惊奇
直根系 须根系
地发现，黑麦根的分支
根尖
竟 超 过 1 381.6 万 条！
无机盐 无土栽培
如果将这些根连接在一 图 3.1-1 黑麦植株
起，长度可达 623.1 km，表面积约为 237.3 m2
（图 3.1-1）。
根将植物固定在土壤中
一株植物地下部分根的总和叫作根系（ root system）。番茄、毛白杨、菠
菜等植物，往往有一条长而粗的主根，从主根上生出的侧根相对短而细，这
种主根与侧根有明显区别的根系叫作直根系（图 3.1-2）。玉米、黑麦等植
物，其主根和侧根没有明显的区别，这样的根系叫作须根系。
4 第三单元 植物的生活图 3.1-2 番茄的直根系 图 3.1-3 萝卜根尖的形态
从根的顶端到着生根毛的部位叫作根尖（root tip）（图 3.1-3）。根尖包
括根冠、分生区、伸长区和成熟区四部分（图 3.1-4）。
成熟区 细胞停止伸长，表皮细
胞的一部分向外突出形成根毛，
成熟区
部分内部细胞具有输导作用
伸长区 细胞中出现大液泡，细
伸长区 胞能迅速伸长
分生区 细胞排列紧密，体积较
分生区 小，具有旺盛的分裂能力
根冠 根冠 细胞排列比较疏松，体积
较大，有大液泡，细胞壁薄
图 3.1-4 根尖结构示意图
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 5相关链接
根冠的奥妙
根冠位于根尖前端，形状如冠，是根感受重力刺激的部位，能够控制根向地生
长。当根生长时，根冠细胞不断受到土壤颗粒的磨损而破裂，其释放出的细胞液能
够减少根与土壤颗粒之间的摩擦，有利于根不断地伸向土壤深处。受损的根冠细胞
由分生区通过细胞分裂补充。
根是植物长期适应陆地生活而形成的器官。根尖细胞的分裂、生长和分
化，使根不断生长，逐渐长成庞大的根系，将植物固定在土壤中。
植物的生长发育离不开水和无机盐
1699年，英国学者伍德沃德（J. Woodward）利用石英砂和木炭为基质培
养薄荷，分别用雨水、河水和土壤浸出液进行浇灌。结果发现，用雨水浇灌
的薄荷长势最差，用土壤浸出液浇灌的薄荷长势最好。他由此得出结论：植
物的生长不仅需要水，而且要从土壤中获取某些物质。
演示实验
验证植物的生长需要无机盐
目的要求
1.学会验证植物生长需要无机盐的方法。
2.证明植物的根能从土壤溶液中吸收无机盐。
材料器具
长出3 ~ 4片叶的玉米幼苗；广口瓶，黑卡纸，烧杯，滴管，镊子，载玻
片，酒精灯，火柴；土壤浸出液，蒸馏水等。
方法步骤
1.在一块载玻片的两端分别滴加等量的土壤浸出液和蒸馏水，将其放在酒精
灯上缓缓加热。待两者水分蒸发后，观察两处痕迹的差异。
6 第三单元 植物的生活2.将两只广口瓶编号为A、B，分别加入等量的土壤浸出液和蒸馏水。
3.将生长状况相似的玉米幼苗分为数量相等的两组，分别植于两瓶中，使
根的上半部分露出液面。
4.瓶口要透气，确保瓶中有充足的空气。用黑卡纸包裹瓶身，使瓶内保持
黑暗。每周更换一次瓶中的液体。
5.持续观察3周，记录玉米幼苗的生长情况和叶片颜色的变化。
问 题
1.载玻片两端的液体加热蒸发后，留下的痕迹有什么不同？为什么？
2.一段时间后，两组玉米幼苗的长势有何差异？试分析原因。
3.果树黄叶病的主要症状是新生叶片变黄。有人认为这是果树缺铁导致的，
如何设计实验进行验证？
植物的生长除了需要光照、水，还离不开无机盐。植物主要通过根尖的
成熟区吸收水和无机盐。根尖的成熟区有许多根毛，增加了根的表面积，增
强了根的吸收能力。根所吸收的水和无机盐，依次通过根、茎、叶内的输导
组织，运输到植物体各处。
阅读聚焦 根尖的结构是如何与其功能相适应的？
无机盐在植物体内的含量很少，但对植物的生长发育起着重要作用。当
土壤中缺乏某种无机盐时，植物的生命活动就会受到影响，表现出相应的症
状（图 3.1-5）。
正常 缺氮 缺磷 缺钾
图 3.1-5 玉米的正常叶片和分别缺少氮、磷、钾的叶片
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 7科学家依据植物生活所需无机盐的
种类和数量，将无机盐按照一定的比例
溶解到水中配制成营养液，用以培养植
物，这就是无土栽培（图 3.1-6）。无
土栽培可以更合理地满足植物对各类无
机盐的需求，具有产量高、节省土地、
节约水肥、不受季节限制、清洁无污染
图 3.1-6 无土栽培
等优点。无土栽培在设施农业中具有广
阔的发展前景。
植物在生长发育的过程中，对水和无机盐的需求是不断变化的。因此，
人们必须结合作物的需水需肥规律，适时适量地灌溉和施肥，以保证作物在
最佳的水肥条件下生长发育，提高作物的产量和品质。
学业检测
1.下列4种液体中，最适合代替无土栽培培养液的是（ ）
A.河水 B.雨水 C.蒸馏水 D.土壤浸出液
2.右图是某同学在显微镜下观察到的洋葱根尖纵切图像。
（1）在图中标出①②③所示结构的名称。
①
（2）根的生长主要依靠图中的 和 。
（3）这一图像缺少了根尖的哪部分结构？它的主要功能是
什么？
②
3.菜农移栽幼苗时，通常将根系带原土一起移栽，尝试
③
解释其中的道理。
进度提醒
联系当地温室或大棚蔬菜种植基地，确定实地考察的时间、
人员和采访对象。
分组确定所调查的作物种类，制订调查方案，准备调查记录表。
8 第三单元 植物的生活第二节
蒸腾作用促进植物对水的吸收和运输
在骄阳似火的夏天，你一定感受过烈日下
学习导引
的炽热，甚至可能经历皮肤被灼伤的痛苦。而
1.大树根部吸收的水为
当你走进树荫，顿时就会感受到凉爽与舒适。
什么能够运输到高处
大树为人们撑起了遮阳“绿伞”，并使空气变
的树叶？
得清新而湿润（图3.1-7）。
2.叶片的结构和蒸腾作
用有着怎样的联系？
关键术语
蒸腾作用
叶肉 叶脉 表皮
气孔
水循环
图 3.1-7 大树撑起的“绿伞”
叶是蒸腾作用的主要器官
植物的生命活动离不开水，它们从土壤中吸收水，同时也不断向外
界散失水。水以气体状态从植物体内散失到体外的过程，叫作蒸腾作用
（transpiration）。叶是植物进行蒸腾作用的主要器官。
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 9分组实验
观察叶片的结构
目的要求
1.练习徒手切片，学会制作临时切片。
2.观察叶片的结构，阐明叶片结构与蒸腾作用之间的关系。
材料器具
新鲜的植物叶片；双面刀片，镊子，培养皿，毛笔，滴管，载玻片，盖玻
片，显微镜；清水等。
方法步骤
1. 制作临时切片（ 图3.1-8）。
（1）用镊子取一片新鲜的叶片， （2）用手捏紧两个并排的双面刀
平展在载玻片上。 片，迅速切割载玻片上的叶片。
（3）将切下的薄片放入盛有清水 （4）用毛笔蘸取最薄的一片，
的培养皿中。 将切面平展在滴有清水的载玻片上，
盖上盖玻片，制成临时切片。
图3.1-8 临时切片的制作
10 第三单元 植物的生活2.用显微镜观察叶片横切面的临时切片，辨认叶片的结构（图3.1-9）。
上表皮
叶肉
叶脉
下表皮
图 3.1-9 叶片的结构（已染色，放大200倍）
3.用镊子从叶片上撕取一小块上表皮和下表皮，分别制成临时装片，用显
微镜观察植物的气孔（图3.1-10）。
保卫细胞
图 3.1-10 叶片的表皮（示气孔，放大1 200倍）
安全提示：刀片锋利，谨防割伤！
问 题
1.描述叶肉细胞、表皮细胞的形态及排列特点。
2.描述保卫细胞的形态、结构以及气孔在上、下表皮的分布特点。
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 11叶片的基本结构包括叶肉、叶脉和表皮三部分。叶肉细胞中有大量的叶
绿体，是绿色植物制造有机物的主要场所。叶脉贯穿在叶肉内，具有输导和
支持功能。叶表皮包括上表皮和下表皮，表皮上有气孔。气孔是植物蒸腾作
用的门户，也是植物与外界进行气体交换的主要通道。叶片内的水吸收热量
后，部分变成水蒸气，经气孔扩散到外界空气中。
阅读聚焦 叶片的结构是如何与其功能相适应的？
相关链接
气孔的开闭
气孔是由两两相对而生的保卫细胞及其围成的孔隙组成的。保卫细胞的细胞壁
厚度不均，靠近孔隙的一侧壁厚，不易伸展；远离孔隙的一侧壁薄，容易伸展。保
卫细胞吸水膨胀时，孔隙就张开；反之，孔隙就关闭。
蒸腾作用是吸收和运输水的主要动力
植物通过蒸腾作用散失的水量是非
常惊人的。据研究，1 株玉米从出苗到结
实，大约消耗 200 kg 以上的水，其中只
有 1%～5% 参与组成植物体和用于维持
生命活动，其余绝大部分通过蒸腾作用
散失到体外。蒸腾作用能够促进植物从
土壤中吸水，促进水和无机盐从根部输
送到茎、叶等器官。在蒸腾过程中，水
变为水蒸气需要吸收热量，这能降低叶
片表面的温度，防止其在强光下被灼伤
（图3.1-11）。
图3.1-11 蒸腾作用示意图
12 第三单元 植物的生活蒸腾作用使水在土壤、植物和大气之间连续不断地循环往复，这不仅满
足了植物自身生命活动对水的需要，也对生物圈的水循环有一定的促进作用
（图3.1-12）。
水汽输送
降
水 植
蒸
物
发
蒸
腾 降 蒸
水 发
地表及地下径流
图3.1-12 生物圈中的水循环示意图
学业检测
1. 蒸腾作用是植物的重要生理活动，判断下列叙述是否正确。
（1）蒸腾作用是植物散失水的主要方式。 （ ）
（2）植物的气孔多数分布在上表皮，这有利于蒸腾作用的发生。 （ ）
（3）植物通过对水的吸收、运输、蒸腾等参与生物圈的水循环。 （ ）
2.西瓜在成熟期需要吸收大量的水，这些水主要用于（ ）
A.果实的生长 B.根的生长 C.叶的生长 D.蒸腾作用
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 133.下面A、B两个实验装置，都是用来观察植物蒸腾现象的。你认为哪个
装置更合理？说明理由。
A B
4.右表是某一植物在一天中
时间 蒸腾失水量（g）
某些时段的蒸腾失水量。
07：00～08：00 190
（1）尝试绘出反映该植物
09：00～10：00 209
蒸腾失水情况的曲线图。
11：00～12：00 221
（2）解释表中数据所显示 13：00～14：00 233
的现象。 15：00～16：00 227
（3） 为了提高幼苗移栽的成 17：00～18：00 213
19：00～20：00 190
活率，可以采取哪些措施？
21：00～22：00 100
23：00～24：00 90
进度提醒
记录作物种植中的移栽、灌溉、施肥等具体措施。
结合蒸腾作用的原理，运用水、无机盐的吸收和运
输相关知识，解释这些措施的合理性。
14 第三单元 植物的生活第三节
植物通过光合作用固定光能
车前是常见的草本植物，它的叶呈螺旋
学习导引
状排列，相邻叶间的夹角都接近 137.5°（图
1. 植物是如何进行光合
3.1-13）。
作用的？
其实，这种“黄金角”在植物界是普遍存
2.植物通过光合作用吸
在的，按照这种角度排列的叶片互不重叠，每
收二氧化碳并释放氧
片叶都尽可能多地获取光照。“黄金角”体现
气，这对生物圈的碳
了植物界所蕴含的数学之美。
氧平衡有什么意义？
3. 如何利用光合作用的
原理提高作物产量？
137.5º
1
4
6 9
7 关键术语
10
3 8 2
5 光合作用 叶绿体
137.5º
淀粉 二氧化碳
碳氧平衡
图 3.1-13 车前及其叶的排列方式示意图
光合作用产生有机物和氧气
人类对光合作用的研究是从18世纪后期开始的，经历了一个漫长曲折的
历史发展过程。1864年，德国植物学家萨克斯（J. Sachs）利用实验成功地证
明了光合作用能够产生淀粉。
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 15分组实验
验证绿叶在光下制造淀粉
目的要求
1.证明绿叶能在光下制造淀粉。
2.验证光合作用需要光。
材料器具
盆栽天竺葵或锦葵、蚕豆等；黑纸片或锡箔纸等，回形针，烧杯，培养
皿，酒精灯，三脚架，陶土网，镊子，火柴；酒精，碘液，清水等。
方法步骤
1. 将生长旺盛 2. 选取一片叶片，用黑 3. 摘下遮光处理的
的盆栽天竺葵放在 纸片遮盖该叶片一部分的上、 叶片，去掉黑纸片。将叶
黑暗处24 h。 下两面，然后将天竺葵移到 片放入盛有酒精的小烧杯
光下照射3 h以上。 中，隔水加热，直至叶片
变成黄白色。
4.用镊子取出黄白色叶片并 5.用清水冲洗掉碘液，观察
用清水漂洗，然后平铺在培养皿 叶片颜色的变化。
里，滴加碘液。
图 3.1-14 验证绿叶在光下制造淀粉的实验
安全提示：酒精易挥发、易燃烧，不能直接加热。
16 第三单元 植物的生活问 题
1.为什么要把天竺葵提前放在黑暗处24 h？
2.为什么要用黑纸片把叶片的一部分遮盖起来？
3.脱去绿色的叶片遇到碘液时发生了什么变化？这说明了什么问题？
绿色植物通过光合作用制造淀粉，其场所是叶绿体。叶绿体主要分布在
绿色植物的叶肉细胞中。光合作用产生的淀粉等有机物，通过输导组织被运
输到植物体各处。绿色植物的光合作用还产生氧气。
阅读聚焦 光合作用的场所和产物是什么？
光合作用需要二氧化碳和水
17世纪40年代，比利时科学家海尔蒙特（J. B. van Helmont）设计了一
个实验：将一株柳树幼苗植入装有土壤的瓦盆内，让树苗接受阳光照射，并
且只用雨水浇灌。5年后，他发现土壤的质量减少了不到0.1 kg，而柳树的质
量至少增加了70 kg（图3.1-15）。海尔蒙特认为，植物增加的物质主要来自
水，而不是土壤。1727年，英国植物学家黑尔斯（S. Hales）发现，植物生长
还需要从空气中吸收某些物质。
浇雨水
5年后
图 3.1-15 海尔蒙特实验示意图
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 17探究活动
探究二氧化碳是光合作用的原料
利用温室大棚种植蔬菜，是解决蔬菜供应短缺的有效措施。研究发现，温
室内二氧化碳的浓度，能够影响蔬菜的产量。
提出问题
绿色植物在光下会消耗二氧化碳吗？
作出假设
制订方案
1.各小组根据作出的假设，设计实验方案。
2.选择检测二氧化碳含量的方法，确定减小实验误差的措施。
3.选择材料器具：绿色植物；数据采集器，二氧化碳传感器，气液相密封
实验器，计算机，光源，硅胶塞等。
4.熟悉数据采集器、二氧化碳传感器的使用方法。
实施方案
1.将绿色植物置于气液相密封实验器内并旋紧密封盖，把二氧化碳传感器
的两根导管分别插入密封盖相应的孔位，并检查装置的气密性（图3.1-16）。
图 3.1-16 光合作用检测装置
2.将检测装置置于温度适宜的环境中，连接二氧化碳传感器、数据采集器
和计算机。
18 第三单元 植物的生活3.打开实验软件，进入“通用软件”，点击“添加”，选择“时间”作为
x轴，选择“CO （二氧化碳）”作为y轴，点击“确定”，即可添加“时间—
2
二氧化碳”的关系曲线。屏幕上的曲线，显示的就是植物光合作用过程中实验
器内二氧化碳浓度的变化情况（图3.1-17）。
图 3.1-17 添加“时间—二氧化碳”关系曲线
4.打开光源，调整光照强度，记录二氧化碳浓度的变化（图3.1-18）。
图 3.1-18 实验器内二氧化碳浓度随时间变化的曲线
5.保存实验数据，并对实验数据进行分析。
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 19得出结论
表达交流
1.利用收集的数据解释本组的结论。
2.本组的实验结果与其他组的相同吗？如有差异，请分析原因。
3.在气温高、阳光充足的夏季中午，绿色植物的光合作用反而会明显减弱，
试分析原因。
在大量研究的基础上，到19世纪中叶，人们对光合作用有了进一步的认
识。绿色植物利用光能，通过叶绿体将二氧化碳和水合成为贮存能量的有机
物，并释放氧气的过程，就是光合作用（photosynthesis）。这一过程可以用
一个简单的反应式表示：
光能
二氧化碳 + 水 有机物（贮存能量）+ 氧气
叶绿体
绿色植物通过光合作用合成有机物，不仅满足了植物自身生长、发育、
繁殖等生命活动的需要，还直接或间接地为其他生物提供了食物。同时，光
合作用把光能转变成了贮存在有机物中的化学能，这些能量几乎是地球上全
部生物直接或间接的能量来源。
绿色植物通过光合作用产生的氧气，除满足自身需求外，其余的释放到
大气中。地球大气中的氧气，几乎全部来自绿色植物的光合作用。光合作用
为需氧生物的生存提供了条件。绿色植物的光合作用不断消耗大气中的二氧
化碳，释放氧气，使生物圈中氧气和二氧化碳的浓度处于相对平衡状态，这
一现象称为碳氧平衡。
阅读聚焦 绿色植物的光合作用有什么意义？
20 第三单元 植物的生活在农业生产中，光能利用效率是影响农作物产量的重要因素。经过长期
的研究和实践，人们总结出许多提高作物光能利用效率的方法，如间作套种
（图3.1-19）、合理密植（图3.1-20）等。
图 3.1-19 玉米与花生间作 图 3.1-20 合理密植
对光合作用的深入研究，促进了现代设施农业的发展。人们利用计算机
和电子传感系统，能够自动控制植物生长所需的光照、温度、湿度、二氧化
碳浓度、根部营养液等环境条件。农作物的这种全封闭生产方式，不仅可以
提高光合作用效率、增加产量，还可以减少对自然环境的依赖。
学业检测
1.如何充分利用光能进行光合作用，是农业生产中的一个根本性问题。判
断下列叙述是否正确。
（1）所有的植物细胞都能进行光合作用。 （ ）
（2）光合作用能把光能转变成化学能。 （ ）
（3）光照强度及环境中二氧化碳的浓度都会影响光合作用的效率。 （ ）
（4）合理密植可以增加光照强度，从而提高光能利用效率。 （ ）
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 212.把银边天竺葵（叶片边缘部分的细胞中无叶绿体）放在黑暗处一昼夜，
用黑圆纸片将①处进行两面遮盖，然后移到阳光下。照射几小时后摘下叶片，
用酒精脱色处理后滴加碘液。
（1）叶片在酒精中隔水加热后，绿色
的部分变成了什么颜色？
（2）加碘液后②处变蓝，证明光合作
用的产物中有什么？
①
（3）加碘液后发现①③两处均不变
②
蓝，原因分别是什么？
③
（4）实验前将植株放在黑暗环境中的
目的是什么？
3.为了探究光照对温室草莓产量的影响，科研小组做了如下实验：甲组不
遮光，乙组进行50%遮光处理，丙组进行70%遮光处理，丁组进行90%遮光
处理。实验结果表明：乙组草莓的单果重和单株产量高于甲组，丙组和丁组的
单果重和单株产量均低于甲、乙组。
（1）实验过程中，各组环境中的温度、二氧化碳浓度、水等生长条件应保
持 。
（2）根据实验结果，你能得出什么结论？
进度提醒
测量并记录作物生长过程中的光照强度、光照时
间、温度、湿度、二氧化碳浓度等。
描述种植密度、透光材料等调控措施对作物生长
的影响，运用光合作用原理解释其合理性。
22 第三单元 植物的生活第四节
植物通过呼吸作用为生命活动提供能量
“予独爱莲之出淤泥而不染，濯清涟而
学习导引
不妖，中通外直，不蔓不枝，香远益清，亭
1. 在呼吸作用过程中，
亭净植，可远观而不可亵玩焉。”北宋周敦颐
植物发生了哪些物质
的《爱莲说》赞颂了莲的高洁清雅，表达了对
变化和能量变化？
“君子之花”的喜爱。
2. 利用呼吸作用的原理，
莲、水稻、芦苇等植物之所以能生活在水
可以解决生产生活中
中，是因为它们具备一些特殊结构，使其水下
的哪些实际问题？
部分也能够进行气体交换（图3.1-21）。 3. 植物的呼吸作用和光
合作用有什么联系？
关键术语
有氧呼吸 呼吸作用
图 3.1-21 莲
植物通过呼吸作用释放能量
在粮食仓储管理中，适宜的粮堆温度是粮食安全的重要保证。如果粮堆
内部温度过高，就需要及时采取措施为粮仓降温。
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 23演示实验
观察种子的呼吸现象
目的要求
1.描述植物的呼吸现象。
2.验证呼吸作用消耗氧气并产生二氧化碳。
材料器具
萌发的大豆或小麦种子；透明保温杯，带孔橡胶塞，温度计，蜡烛，燃烧
匙，火柴，试管，试管架，玻璃导管，分液漏斗；澄清的石灰水，清水等。
方法步骤
1.将萌发的大豆种子平均分成4份，把其中两份分别装入A、B保温杯中，
将另外两份煮熟并冷却后分别装入C、D保温杯中。
A C
A B C D
2.分别用插有温度计的橡胶塞塞 3.拔出A、C保温杯的橡胶塞，
紧杯口，读取温度计示数并记录。大约 将点燃的蜡烛迅速放入杯中，观察
10 h后，观察、记录各温度计的示数。 蜡烛在两只保温杯中的燃烧情况。
B B
4.按照图示，将B、D保温杯分别与分液漏斗进行组装。一段时间后，向杯
中注入清水，将杯内气体排入装有澄清石灰水的试管中，观察试管中石灰水的变化。
图 3.1-22 观察种子的呼吸现象实验
24 第三单元 植物的生活问 题
1.实验步骤 2、3、4 中的现象分别说明了什么问题？
2.你认为该实验必须用保温杯吗？这样设计有什么道理？
3. 某研究小组在25 ℃条件下培养绿豆芽，测定绿豆芽糖含量的变化。他
们分别测定了种子萌发前以及芽长1.5 cm、3.0 cm、4.5 cm时的糖含量（图
3.1-23）。描述绿豆芽糖含量的变化规律，尝试分析糖含量变化的原因。
糖含量（g / kg）
526
480
461 458
0 1.5 3.0 4.5 芽长（cm）
图 3.1-23 绿豆芽培养过程中糖含量的变化
在氧气的参与下，细胞将糖类等有机物逐步分解成二氧化碳和水，同时
释放出能量的过程，叫作有氧呼吸。有氧呼吸是呼吸作用的主要类型。这一
过程可用反应式表示如下：
有机物（贮存能量）+ 氧气 二氧化碳 + 水 + 能量
植物通过呼吸作用释放出来的能量，除一部分转变成热能散失外，其余
部分用于植物体对无机盐的吸收、有机物的合成与运输、细胞的分裂与生长
等各项生命活动。
阅读聚焦 植物是如何进行呼吸作用的？
呼吸作用的原理广泛应用于生产生活
植物的呼吸作用受外界环境条件的影响。例如，氧气浓度、二氧化碳
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 25浓度、温度、湿度等，都会影响植物的呼吸
作用。
农业生产中对作物进行中耕松土，有利
于根的呼吸作用。涝灾会妨碍根的呼吸作用，
导致植株生长不良，甚至死亡（图 3.1-24）。
因此，农田被淹须及时排涝。
及时晾晒刚收获的粮食，在低温下保存
新鲜的水果、蔬菜，可抑制其呼吸作用，延
长贮藏时间（图3.1-25）。
图 3.1-24 淹水的农田应及时排涝
图 3.1-25 超市将果蔬摆放在低温展示柜中
阅读聚焦 呼吸作用的原理在生产和生活中有哪些应用？
细胞的生活需要能量，这些能量来自细胞的呼吸作用，呼吸作用一旦停
止，就意味着细胞的死亡。植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需
的物质和能量，在维持生物圈中碳氧平衡方面具有重要作用。
26 第三单元 植物的生活学业检测
1.呼吸作用将植物体内的有机物分解，为生命活动提供能量。判断下列叙
述是否正确。
（1）呼吸作用的实质是分解有机物，贮存能量。 （ ）
（2）为延长水果保质期，最好把它们放在温暖、湿润的环境中。 （ ）
（3）植物生长旺盛的部位，其呼吸作用也比较旺盛。 （ ）
2.填表并比较光合作用和呼吸作用的区别与联系。
区别
项目 联系
条件 原料 产物 能量
光合作用
呼吸作用
3.植物在板结的土壤中生长不良，其原因不包括（ ）
A.土壤太硬，影响根系生长 B.土壤缺水，影响光合作用
C.土壤缺氧，影响根的呼吸 D.气孔关闭，影响蒸腾作用
4.有人认为，绿色植物可以释放氧气，在卧室内多摆放观赏性绿色植物能
够增加室内含氧量。你认为这种做法科学吗？说出理由。
进度提醒
调查作物生长过程中调控其呼吸作用的措施，并分析原理。
梳理记录结果，撰写调查报告。调查报告的内容应包括调查的
目的、过程、方法、结果和结论。
结合现代设施农业的未来发展趋势，针对设施及措施方面的不
足提出建议。
展示交流调查成果，并进行互评。
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 27学业目标
建构概念 提升素养
◎ 根的生长主要包括根尖分生区细胞的分裂和 ◎ 观察叶片的结构，认识其功
伸长区细胞的生长。 能，初步形成结构与功能相适
◎ 植物吸收的水和无机盐，通过输导组织向上 应的观念。
运输，供植物利用，其中大部分水通过蒸腾作 ◎ 通过对光合作用、呼吸作用
用散失。 过程中物质与能量转化的认识，
◎ 植物通过对水的吸收和散失参与生物圈中的 初步形成物质与能量观。
水循环。 ◎ 利用光合作用、呼吸作用等
◎ 植物能利用太阳能（光能），将二氧化碳和 有关实验，形成基于证据进行
水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气。 逻辑推理的思维习惯。
◎ 细胞能通过分解糖类获得生命活动所需的能 ◎ 运用植物光合作用、呼吸作
量，同时生成二氧化碳和水。 用、蒸腾作用等方面的知识，解
◎ 光合作用和呼吸作用原理在生产生活中有广 释生产生活中的相关现象，解决
泛的应用。 实际问题。
◎ 植物可以为生物圈中的其他生物提供有机物 ◎ 从碳氧平衡的角度，阐明植
和氧气，并在维持生物圈中碳氧平衡方面发挥 物在生物圈中的作用和地位，
重要作用。 增强对植被的保护意识。
28 第三单元 植物的生活视野拓展
人工合成淀粉
淀粉是粮食的主要成分，也是重要的工业原料。自然条件下，淀粉
是由植物经过光合作用固定二氧化碳产生的，目前人们生活中需要的淀
粉几乎全部来自农业生产。
2021 年 9 月，中国科学院发布科研成果——天津工业生物技术研
究所联合大连化学物理研究所，通过合成生物学手段，首次实现了从二
氧化碳到淀粉的人工合成。经检测发现，人工合成的淀粉和天然淀粉的
结构是相同的。
实验室初步测试显示，人工合成淀粉的效率约为传统农业生产淀粉
的 8.5 倍。按照目前的技术参数推算，在能量供给充足的条件下，理论
上 1 m3 大小的生物反应器的年产淀粉量，相当于 3 300 m2 玉米地的年
产淀粉量。这使得高效固定二氧化碳、高效合成淀粉成为可能，使得淀
粉生产方式从传统的农业生产向工业制造转变成为可能，为二氧化碳合
成复杂分子开辟了新的技术路线。
专家们表示，尽管在实验室合成淀粉取得了成功，但离实际应用还
有相当长的距离。人工合成淀粉的初步路径走通后，还需要解决能量转
化的效率、催化过程中所需酶的制造等问题。综合来看，人工合成淀粉
是我国科学家在人工光合作用研究领域取得的重大突破，是一项具有重
大意义的科研成果。
第一章 植物能进行光合作用等生命活动 29第二章
开花结果是被子植物的
显著特征
记录豌豆的生命周期
豌豆是一年生攀缘草本植物，株高0.5～
2 m。我国在汉代或更早就开始种植豌豆。明
代《本草纲目》记载：“其苗柔弱宛宛，故得
豌名。”豌豆的生长期较短，早熟品种从播种
到收获约需 70 天。根瘤菌生活于豌豆根部，
具有固氮作用。因此，豌豆耐贫瘠，对土质
要求不高，通过室内盆栽的方式就可以良好
生长。
栽培一组豌豆，为豌豆种子萌发和生长
提供适宜的条件，观察并记录豌豆的一个完
整生命周期。
30 第三单元 植物的生活实践
活动
明确任务
1.了解豌豆的生命周期，以及豌豆生长所需要的光照、温度、土壤、水肥等
环境条件。
2.播种一组豌豆种子，通过科学栽培和管理，使它们完成整个生命周期。
3.记录豌豆在不同的光照、温度、水肥等环境条件下的生长发育情况，分析它
们对豌豆生长发育的影响。
活动提示
1.豌豆喜欢温和湿润的气候，适于生长在15 ℃～20 ℃的环境中。查阅资料或
向农民请教，了解当地播种豌豆的季节及所需土壤、水肥等具体知识。
2.可在露天土壤播种豌豆，也可在实验室、阳台等处搭建简易温室，用花盆
种植豌豆。
3.在条件具备的情况下，使用传感器和计算机技术对影响豌豆生长的环境条件
进行实时跟踪记录。
4.分析不同的环境条件对豌豆生长发育的影响。可以用豌豆的开花时间、豆荚
成熟时间，以及株高、单株豆荚数、种子百粒重等指标，评估豌豆的生长、发育和
繁殖状况。
展示交流
1.用照片、视频等方式介绍豌豆生长发育的全过程。
2.分享豌豆生长过程中所采用的管理措施，以及遇到的困难和解决办法。
3.分析播种和管理过程中的光照、温度、水肥等环境条件对豌豆生长、发育、
繁殖的影响，总结科学种植豌豆的要点。
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 31第一节
花是被子植物特有的生殖器官
“春色满园关不住，一枝红杏出墙
学习导引
来。”在丰子恺先生的画笔下，绚丽春
色跃然纸上，让我们感受到生机盎然
1.一朵花中最引人注目
的部分，是它最重要
的世界（图 3.2-1）。被子植物的花千
的结构吗？
姿百态、姹紫嫣红，既装扮着生命世
2.为什么有些植物的花
界，也点缀了美丽家园，
结不出果实？
让人们的生活充满了诗情
画意。对植物本身而言，
花是重要的生殖器官。 关键术语
花
雄蕊 雌蕊
完全花 不完全花
两性花 单性花
图 3.2-1 丰子恺画作
花有相同的基本结构
被子植物能够开花，这是它们与其他植物最显著的区别。不同种类植物
的花，在植株上的着生位置、形态以及花期等方面有很大差异，但是它们的
基本结构大致相同。
32 第三单元 植物的生活分组实验
观察花的结构
目的要求
1.学会解剖和观察花的方法。
2.认识花的基本结构。
材料器具
几种形体较大的花；放大镜，镊子，解剖刀，白纸，碎纸片等。
方法步骤
1.选取一朵花，观察它的形态结构（图3.2-2）。
花药 柱头
雄蕊
花丝
花柱 雌蕊
花瓣
萼片 子房
花托
花梗
图 3.2-2 桃花的基本结构示意图
2. 用镊子依次摘下萼片、花瓣，放在白纸上，观察它们的颜色、形状并统
计数目。
3.用镊子摘下雄蕊，统计雄蕊的数目，用放大镜观察单个雄蕊的形状和结
构特点。
4.用解剖刀切下雌蕊，放在白纸上，观察其柱头、花柱和子房的形状。用
镊子夹起雌蕊，测试柱头能否粘起碎纸片。用解剖刀将雌蕊的子房横向或纵向
切开，用放大镜观察其内部结构。
安全提示：解剖刀锋利，谨防割伤！
问 题
1.描述花的各部分结构特点及其着生位置。
2.与其他组的结果进行比较，你们小组的观察结果有哪些不同？
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 33花的基本结构包括花梗、花托、萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊。花梗是花与
茎相连的短柄，具有支持和输导作用。花托是花梗的顶端膨大部分，花的其
他部分按一定的排列方式着生在花托上面。在花绽放之前，萼片和花瓣对雄
蕊和雌蕊具有保护作用。雄蕊的花药中含有许多花粉。雌蕊位于花的中心部
位，其子房中含有一枚或多枚胚珠。雄蕊、雌蕊与果实、种子的形成有直接
关系，是花中最重要的结构。
阅读聚焦 花的基本结构包括哪些部分？
花有不同的类型
具有萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊四部分的花称为完全花。缺少其中某一部
分或几部分的花，称为不完全花。一朵
花中同时具有雄蕊和雌蕊，这样的花是
两性花。洋桔梗、大豆、桃等植物的花，
就是两性花（ 图 3.2-3）。一朵花中只有 雌蕊
雄蕊
雄蕊或者雌蕊，这样的花是单性花。冬
瓜、玉米等植物的花，就是单性花（图
3.2-4）。单性花中，只有雌蕊的花叫作
雌花，只有雄蕊的花叫作雄花。 图 3.2-3 洋桔梗的两性花
柱头
雄蕊
子房
雌花 雄花
图 3.2-4 冬瓜的单性花
34 第三单元 植物的生活冬瓜、玉米等植物的雌花和雄花着生在同一植株上，这种现象叫作雌雄
同株。毛白杨、垂柳等植物的雌花和雄花分别着生在不同植株上，这种现象
叫作雌雄异株。
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花序
向日葵、薰衣草、紫藤等大多数被子植物，它们的许多花按照一定的顺序有规
律地着生在同一花枝上，形成了花序。组成花序的花一般比较小，但形成的花序
大而醒目。
在被子植物的一生中，花出现得较晚，在植株上存在的时间也较短。花
是被子植物特有的生殖器官，其形态结构及开放时间与被子植物繁衍后代高
度适应。
学业检测
1. 右图是某学习小组解剖的油菜
花，写出花的各部分名称和数目。为什
么说油菜花是两性花？
2.黄瓜、南瓜植株上的一些花并不
结果实，菜农把它们称为“谎花”。这
些“谎花”为什么不结果实呢？你还知
道哪些植物有“谎花”？
进度提醒
查阅资料，学习并掌握豌豆栽培知识与
技术。
选择适宜豌豆栽培的土壤、容器等。
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 35第二节
花经过传粉和受精后形成果实
“一条大河波浪宽，风吹稻花香两岸。”我国
学习导引
是水稻的故乡，种植历史已逾万年。水稻是我国
1.蜜 蜂 采 集 花 蜜 能
重要的粮食作物，养育了一代又一代中华儿女。
为植物带来什么
水稻的花很小，有雌蕊和雄蕊，没有明显的萼片
好处？
和花瓣。在开花期的中午前后，水稻花纷纷开放，
2.花 粉 落 在 柱 头 上
散发出阵阵清香（图3.2-5）。
后，会发生哪些神
奇的变化？
3. 植物的花与果实
在结构上有什么
关联？
关键术语
传粉
子房 胚珠
果实 种子
图 3.2-5 水稻开花
花通过一定的方式传粉
雄蕊成熟以后，其花药自动裂开，花粉从花药里散发出来，通过一定的
方式落到雌蕊的柱头上，这个过程叫作传粉（ pollination）。
36 第三单元 植物的生活分析讨论
阅读鼠尾草和玉米传粉方式的相关资料，讨论花的形态结构特点与传粉方
式的适应性。
资料一 鼠尾草的花呈唇形，有浓郁香味，同一朵花的雌蕊比雄蕊晚熟。
当蜜蜂钻进花朵深处采蜜时，会触动雄蕊基部的薄片，与之相连的花丝就迅速
向下弯曲，顶端的花药便触碰到蜜蜂背部并释放出花粉。当粘有花粉的蜜蜂钻
进另一朵雌蕊成熟的花朵时，其背部恰好能碰触到雌蕊的柱头（图3.2-6）。
雄花序
花药
花粉
雌蕊
雄蕊
柱头
雌花序
图 3.2-6 鼠尾草的传粉方式 图 3.2-7 玉米的传粉方式
资料二 玉米的雄花序位于植株顶端，雄花能产生大量花粉。花粉质轻、干
燥，容易随风飘散。雌花序位于植株的中间部位。雌花的柱头呈长丝状，待雌花
成熟后，它们伸出苞叶接受花粉（图3.2-7）。
问 题
1.鼠尾草与玉米的传粉方式有什么异同？这对鼠尾草和玉米各有什么意义？
2.玉米花的哪些特点与其传粉方式相适应？在生产实践中，玉米果穗出现
缺粒问题的原因是什么？
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 37鼠尾草、油菜、桃等许多植物的花，具有艳丽的花瓣和香甜的花蜜，能
吸引昆虫和其他小动物，从而借助它们完成传粉。玉米、垂柳、胡桃等植物
的花，没有艳丽的色彩和芳香的气味，需要借助风力等媒介完成传粉。
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自花传粉与异花传粉
一朵花的雌蕊只接受同一朵花或同一植株花粉的传粉方式，叫作自花传粉。一
朵花的雌蕊只接受同种植物不同植株花粉的传粉方式，叫作异花传粉。自然界中的
绝大多数植物进行异花传粉，这类植物产生的后代往往具有较强的生命力和适
应性。
在生产实践中，如果风力不足或昆虫缺乏，作物得不到足够数量的花粉，
会导致减产。用人工方法给果树、蔬菜、粮食作物的花授粉，可增加植物受
粉的机会，达到增产的目的（图 3.2-8）。人工授粉也是科学家进行植物杂交
实验和作物育种的重要方法。
图 3.2-8 人工授粉
受精卵是植物个体发育的起点
子房是雌蕊的主要结构。子房内生有胚珠，胚珠内有卵细胞。花粉落到
柱头上，在黏液的刺激下开始萌发，长出花粉管。花粉管通过花柱进入子房，
38 第三单元 植物的生活到达卵细胞附近，花粉管顶端破裂，释放出精子。精子与卵细胞结合形成
受精卵（fertilized egg），这一过程叫作受精（fertilization）（图3.2-9）。
柱头
花柱
花粉管
子房壁
子房
精子
胚珠
卵细胞
图 3.2-9 被子植物受精过程示意图
在开花季节，雌蕊的柱头上总是粘有多种植物的花粉。但是，只有同种植
物的花粉才能萌发，并完成受精。
阅读聚焦 被子植物如何完成受精？
子房发育成果实
受精完成以后，花的萼片、花瓣、雄蕊，以及雌蕊的柱头和花柱逐渐凋
落，一般只有雌蕊的子房留存下来并继续发育。
在果实发育过程中，由于细胞不断分裂、生长和分化，雌蕊的子房逐渐
发育成果实，其中，子房壁发育成果皮，胚珠发育成种子（图3.2-10）。
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 39胚珠 种子
子房壁 果皮
图 3.2-10 辣椒果实的发育过程
阅读聚焦 完成受精以后，子房是如何发育成果实的？
向日葵、榆等植物的每个子房里只有一枚胚珠，因此它们的每个果实里
只有一粒种子。花生、番茄等植物的每个子房里有多枚胚珠，因此它们的每
个果实里含有多粒种子（ 图 3.2-11）。
种子
果皮
葵花子 榆钱
种子
果皮
花生 番茄
图 3.2-11 不同植物果实中的种子数量不同
40 第三单元 植物的生活果实是被子植物特有的结构。在果实的发育过程中，植物体内的部分营
养物质逐渐向果实和种子转移，使果实和种子的形态结构等发生一系列变化。
果实和种子与人类生活有着极为密切的关系，人类粮食的 70% 以上直接取自
果实或种子（图 3.2-12）。
图 3.2-12 部分可食用的果实和种子
学业检测
1.我国民间流传着一个描述花生的谜语：“麻屋子，红帐子，里面住着白
胖子。”
（1）“麻屋子”指花生果实的什么结构？
（2）花生的果实和种子分别由花的哪些部分发育而来？
（3）有的花生果实有2粒种子，有的花生果实有3粒甚至更多粒种子，你
知道这是为什么吗？
2. 在日常生活中，我们常常发现有些葵花子是空瘪的。
（1）根据所学知识尝试分析其原因。
（2）在生产实践中，可采取什么措施减少葵花子的空瘪？
进度提醒
根据豌豆生长发育所需的环境条件，设计光照、温度、水
肥的调控方法，拟订豌豆栽培的具体方案。
选择颗粒饱满、无病虫害的种子，催芽并播种。
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 41第三节
种子萌发需要适宜的条件
20 世纪 50 年代，我国科技工作者在辽宁
学习导引
大连普兰店发掘出一些古莲子。经测定，这些
1. 一粒种子包含哪些
古莲子距今已有大约 1 000 年了（图3.2-13）。
结构？
他们对古莲子光滑坚硬的外壳进行扎孔、浸水
2. 种子的萌发需要什么
处理，待其变软后剥壳、播种，最终使一些古
条件？
莲子生根发芽，并开出了粉红色的荷花，创造
3.随着贮藏时间的延长，
了让古莲子发芽、生长、开花的奇迹。
种子的发芽率会发生
怎样的变化？
关键术语
种子
种皮 胚 胚乳
单子叶植物
双子叶植物
图 3.2-13 普兰店古莲发掘现场和古莲子
种子包括种皮和胚等结构
种子是种子植物的生殖器官，适于传播，且能抵抗不良环境条件，对种
族延续具有重要作用。虽然不同植物的种子在形态上有较大差异，但是它们
的基本结构是相同的。
42 第三单元 植物的生活分组实验
观察种子的结构
目的要求
1. 学会解剖和观察种子的方法。
2. 认识种子的结构。
材料器具
菜豆、玉米等植物的种子；解剖刀，解剖盘，解剖针，镊子，放大镜，培
养皿；碘液，清水等。
方法步骤
1.分别将菜豆种子、玉米种子放在清水中浸泡24 h。
2.捏一捏经浸泡和未经浸泡的菜豆种子，感受其硬度差异。
3.剥去菜豆种子的种皮，观察其内部结构（图3.2-14）。
胚轴
胚芽
胚
种脐 胚根
子叶
种皮
图 3.2-14 菜豆种子的形态结构
4.用解剖刀纵切玉米种子，观察其内部结构（图3.2-15）。
胚乳
子叶
果皮和种皮
胚芽
胚
胚轴
胚根
图 3.2-15 玉米种子的形态结构
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 435. 在玉米种子的纵剖面上滴加碘
液，用清水冲洗后观察其颜色变化（图
3.2-16）。
安全提示：解剖刀锋利，谨防割伤！ 图 3.2-16 滴加碘液后
的玉米种子纵剖面
问 题
1.经水浸泡后的菜豆种子发生了什么变化？这有什么意义？
2.把碘液滴在玉米种子的纵剖面上，其颜色发生了什么变化？这说明了
什么问题？
3.列表比较菜豆种子和玉米种子结构的异同。
菜豆种子由种皮和胚两部分组成。种皮坚韧，有保护作用。胚是新生植
物的幼体，由胚芽、胚轴、胚根和子叶组成，子叶中贮存着丰富的营养物质。
大豆、花生、西瓜等植物的种子与菜豆的一样，胚有两片子叶，这样的植物
叫作双子叶植物。绝大多数的双子叶植物，在种子发育过程中，会将胚乳内
的营养物质转移到子叶中，因而成熟的种子中没有胚乳。
玉米的种皮和果皮紧密结合在一起，很难分离，因此一粒玉米就是一个
果实。玉米种子由种皮、胚和胚乳三部分组成，胚由胚芽、胚轴、胚根和子
叶组成，胚乳是贮存营养物质的结构。小麦、水稻等植物的种子与玉米的一
样，胚只有一片子叶，这样的植物叫作单子叶植物。
无论双子叶植物还是单子叶植物，种子的结构都包括种皮和胚。
阅读聚焦 单子叶植物的种子和双子叶植物的种子在结构上有何异同？
种子在适宜的条件下萌发
收获庄稼后，人们通常将新鲜的种子进行晾晒，然后贮藏在阴凉干燥的
地方，使种子进入休眠状态。然而，表面平静的种子，其内部仍然进行着微
弱的生命活动，一旦遇到适宜的条件就会萌发。
44 第三单元 植物的生活探究活动
探究种子萌发需要的条件
每到播种季节，人们通常要翻耕土地，使板结状态的土壤变得疏松，增强
其透气性。在降水不足的情况下，人们还要进行灌溉，使土壤保持湿润状态。
提出问题
水或空气会影响种子萌发吗？
作出假设
制订方案
1.根据作出的假设，选择水或空气作为变量，设计对照实验。
2.选择材料器具：大豆等植物的种子；广口瓶，纱布或吸水纸；凉开水等。
3.确定种子发芽的观测指标，设计种子萌发情况记录表。
实施方案
1.取A、B、C三只相同规格的广口瓶，在每只广口瓶的内部铺上两层纱布，
并放置等量的种子。
2. A瓶保持干燥；定期向B瓶中加入适量的水，保持纱布湿润；向C瓶中
加入1/3瓶身的水，使水没过种子（图3.2-17）。
A瓶 B瓶 C瓶
图 3.2-17 探究种子萌发所需条件的实验装置
3.将三只广口瓶置于温暖的地方。
4.观察并记录种子生根、发芽的情况。
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 45种子萌发情况
实验装置
第1天 第2天 第3天 …… 第n天
A
B
C
得出结论
表达交流
1. B瓶与A瓶作为一组对照实验，实验结果说明了什么问题？
2. B瓶与C瓶作为一组对照实验，根据实验结果能得出什么结论？
3.某林场将部分枫香种子分别置于常温（25 ℃）和低温（4 ℃）条件下贮
藏， 730天后，在适宜条件下测定两组种子的发芽率，结果分别为51.33%和
71.33%。尝试分析两组种子发芽率不同的原因。
种子萌发需要适量的水、充足的空气、适宜的温度等环境条件。同时，
种子本身必须具有完整、有活力的胚以及供胚发育的营养物质。
种子萌发时，首先吸水膨胀，种皮变软，细胞的呼吸作用增强，子叶或
胚乳内的营养物质开始分解，逐步转化为可以被细胞吸收利用的物质，并通
过胚轴输送到胚根和胚芽。然后胚根突破种皮，向地生长，逐渐发育成根系；
接着胚芽也从种皮伸出，背地生长，发育成茎和叶。这样，一粒种子就发育
成了一株幼苗（图 3.2-18、图 3.2-19）。
图 3.2-18 菜豆种子的萌发过程
46 第三单元 植物的生活图 3.2-19 玉米种子的萌发过程
阅读聚焦 种子萌发需要的条件有哪些？
相关链接
种子的发芽率
种子的发芽率是指在最适宜的环境条件下，正常发芽的种子数与供试种子数
的比例，通常以百分比表示。计算公式为：发芽率=（正常发芽种子数/供试种子
数）×100%。发芽率是检测种子质量的重要指标之一，农业生产上常常依据种子
的发芽率计算播种量。
幼苗在长出第一片绿叶之前，还不能进行光合作用，主要依靠种子中贮
存的营养物质生长发育。因此，在农业生产中，人们播种时常常选用籽粒饱
满且完好无损的种子，以保证种子萌发时的营养供应和幼苗的茁壮成长。
学业检测
1.大棚种植蔬菜，在播种之前，人们需要进行充分的准备，以利于培育幼
苗。判断下列叙述是否正确。
（1）播种前筛选出籽粒饱满的种子，并用温水浸泡，使之吸水膨胀。（ ）
（2）播种前对大棚的土壤进行翻耕，增加土壤的透气性。 （ ）
（3）播种时向土壤中增施肥料，为种子的萌发直接提供营养物质。 （ ）
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 472.加工稻谷时，将稻谷脱去颖壳可得到糙米，再经碾磨、抛光等可得到
留胚米和精米。留胚米的米胚保留率在80%以上，而精米主要保留了胚乳部
分，如下图所示。
稻谷 糙米 留胚米 精米
（1）水稻种子中贮存营养物质的主要结构是（ ）
A.种皮 B.胚 C.胚乳 D.子叶
（2）农业生产上，人们先用稻谷培育水稻秧苗，再将秧苗移栽到水田
中。如果将糙米和精米分别播种到土壤中，并提供适宜的条件，可能萌发的是
。解释原因。
3.在探究大豆种子萌发的外界条件实验中，设置了4组实验，分别进行如下
处理。
实验装置 1 号瓶 2 号瓶 3 号瓶 4 号瓶
10粒种子， 10粒种子， 10粒种子，
10粒种子，
加凉开水至种子 加凉开水没过 加凉开水至种子
处理方法 不加水
高度的一半 种子 高度的一半
25 ℃ 25 ℃ 25 ℃ 5 ℃
（1）本实验中有几组对照？变量分别是什么？
（2）写出每个瓶内预期的实验结果，并陈述理由。
进度提醒
设计记录表，应包含环境条件和豌豆的生长发育情况（株高、叶片
数量、叶片大小、开花结果的时间和数量等）。
根据拟订的栽培方案，调控光照、温度、水肥，随时做好记录。
48 第三单元 植物的生活第四节
芽是未发育的枝条或花
初春时节，虽然很多被子植物尚未长叶或
学习导引
开花，但只要留心观察，我们就会发现它们的
1.植物的芽有哪些类型？
茎上有许多芽。美丽的花朵、舒展的枝条，都
2.叶芽是如何发育成枝
来自茎上的芽（图3.2-20）。
条的？
3. 对果树进行修剪的原
理是什么？
关键术语
顶芽 侧芽
叶芽 花芽 混合芽
顶端优势
图 3.2-20 迎春花的花芽开始绽放
芽有多种类型
按照着生位置的不同，可以把芽（bud）分为顶芽和侧芽（ 图 3.2-21）。顶
芽着生在茎的顶端，侧芽着生在茎侧面的叶腋处。
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 49按照将来发育成器官的不同，可以把芽分为叶芽、花芽和混合芽（图
3.2-22）。
顶芽 叶芽 叶芽
侧芽
花芽 混合芽
图 3.2-21 顶芽和侧芽 图 3.2-22 叶芽、花芽和混合芽
相关链接
定芽与不定芽
顶芽和侧芽着生在茎上相对固定的位置，称为定芽。从植物的叶、根、茎节间
等部位生出的芽，统称为不定芽。例如，番薯的块根、马铃薯的块茎和秋海棠的叶
上都可能生出不定芽。利用不定芽可以大量繁殖新植株。
分组实验
观察叶芽的结构
目的要求
1.学会解剖叶芽的方法。
2.认识叶芽的结构。
材料器具
带有叶芽的茎；刀片，解剖盘，解剖针，镊子，放大镜或双目立体显微
镜等。
50 第三单元 植物的生活方法步骤
1.选取一个较大的叶芽，用镊子 2.一手用镊子夹住芽的基部，一
将它从茎上取下，放在解剖盘中。 手用刀片将它纵向切开。
3.用解剖针轻轻拨开叶芽
内部，借助放大镜或双目立体
显微镜观察叶芽的结构。
图 3.2-23 观察无花果叶芽
安全提示：刀片锋利，谨防割伤！
问 题
1.描述你观察到的叶芽结构。
2.若采集的茎上有花芽或混合芽，你如何辨别？
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 51叶芽的顶端较尖，基部较粗，外部有几片未伸展的幼叶，在幼叶的叶腋
处有一个突起，这个突起称为芽原基。芽的中央顶端最幼嫩的部分是生长点，
生长点周围有些侧生突起，这些突起称为叶原基。叶芽的中间部分是芽轴，
叶原基、芽原基、幼叶等都着生在芽轴上（图 3.2-24）。
生长点
叶原基
幼叶
芽轴
芽原基
图 3.2-24 叶芽的结构示意图
花芽的顶端钝圆，基部较细，内部具有花原基，发育后形成花或花序，
如桃、杏、杨梅等的花芽。混合芽的顶端钝圆，芽体肥大，内部具有叶原基、
芽原基和花原基，发育后既形成茎、叶又形成花，如梨、山楂、葡萄等的混
合芽。
阅读聚焦 叶芽的结构包括哪几部分？
叶芽发育成茎和叶
叶芽的内部结构主要是分生组织。由于细胞的分裂、生长、分化，叶芽
逐渐发育成茎和叶（图 3.2-25）。叶芽的生长点能产生新的芽结构；叶原基
52 第三单元 植物的生活逐渐发育成幼叶，幼叶舒展后形成叶；芽原基能够发育成侧芽；芽轴伸长发育
成茎。
图 3.2-25 蜡梅叶芽的发育
阅读聚焦 叶芽如何发育成茎和叶？
茎是大多数植物生长在地上的营养器官，其上着生着叶、花和果实。
木本植物的茎包括韧皮部、形成层、木质部等结构，主要起输导和支持作
用（图 3.2-26）。有些植物的茎还能够制造有机物、贮存营养物质、进行
繁殖等。
周皮 具有保护作用
韧皮部 运输有机物
形成层 细胞不断分裂，使茎长粗
木质部 运输水和无机盐，具有支持作用
图 3.2-26 木本植物茎的结构示意图
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 53相关链接
导管和筛管
导管位于木质部，由许多只有细胞壁的死细胞上下贯通而成，是输导水和无机
盐的管道。筛管位于韧皮部，由许多管状活细胞上下连接而成，相邻两个细胞的横
壁上有许多小孔，使两个细胞彼此相通，是输导有机物的管道。
在植物的生长发育过程中，通常茎的顶芽生长快，侧芽生长慢或不生长，
这种顶芽生长占优势而侧芽生长受抑制的现象，叫作顶端优势。如果摘除顶
芽，侧芽很快就能发育成枝条。在生产实践中，人们经常利用植物的顶端优
势原理，对果树、花卉等进行整枝修剪或摘心，通过调整顶芽和侧芽的生长
发育状况，提高果树的产量或塑造千姿百态的株形（ 图3.2-27）。
图 3.2-27 修剪过的桃树（左）和榕树盆景（右）
学业检测
1.槐是原产于我国的重要树种。山东省青州市一公园内生活着4株高大的
“宋槐”，至今仍在不断增粗。槐树茎能持续长粗是因为茎内具有（ ）
A.输导组织 B.韧皮部
C.形成层 D.木质部
54 第三单元 植物的生活2.漫步在百花园中，你会看到不同的花。
（1）右图中的海棠枝条是由哪种芽发育来
的？该植株上还有哪种芽？
（2）观察其他植物，你还能发现哪些类型
的芽？
3.下图是某同学观察到的芽剖面图像：
①
②
③
④
⑤
（1） 该同学观察芽剖面使用的器具是 。
（2）标出图中①～⑤所示结构的名称。
（3）该种芽属于 芽。
（4）将来能发育成茎的结构是图中的 。
进度提醒
当豌豆苗长到30～40 cm时，在植株旁插入竹竿或木棍
等，引导豌豆苗往上攀爬。
依据栽培方案，及时做好豌豆管护工作。
定期观察并记录豌豆的生长发育情况，直至果实成熟。
整理相关资料，撰写实践活动报告，进行展示交流。
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 55学业目标
建构概念 提升素养
◎ 被子植物的生命周期包括种子萌 ◎ 通过对花、种子、叶芽的解剖和观察，
发、生长、开花、结果与死亡等阶段。 认识花、种子、叶芽的结构，形成结构与
◎ 花中最重要的结构是雄蕊和雌蕊。 功能相适应的观念。
雄蕊产生的精子与雌蕊产生的卵细胞 ◎ 通过探究种子萌发的条件等活动，积极
相结合形成受精卵，花经过传粉和受 参与实验设计、动手操作、问题分析，尝
精后形成果实和种子。 试在寻求证据、逻辑推理的过程中得出
◎ 种子包括种皮和胚等结构。种子 结论，提高科学思维能力和探究能力。
萌发需要完整、有活力的胚，需要充 ◎ 尝试将植物的开花、结果、种子萌发、
足的空气、适宜的温度、适量的水等 顶端优势等生物学知识，与整枝修剪、作
环境条件。 物栽培、园林绿化等生产实践联系起来，
◎ 叶芽通过细胞的分裂和分化发育 提高解决实际问题的能力，增强社会参
成茎和叶。 与意识和责任担当意识。
56 第三单元 植物的生活视野拓展
果实和种子的传播
被子植物的种子包裹在果皮里，受果皮的保护。果实的结构，也有
助于种子的传播。果实和种子的传播方式多种多样，它们的结构特点与
传播方式高度适应。
借助风力传播 多数植物的果实和种
子是借助风力传播的。例如，兰科植物的
种子细小，槭、榆、白蜡果实的一部分果
皮伸展成翅状，杨柳科的种子外面有绒毛，
苦苣菜、蒲公英的果实有冠毛，它们能随
风飘飞，传播至较远的地方发育成新植株。
苦苣菜
借助水力传播 水生植物的果实和
种子多借助水力传播。例如，莲的花
托形成莲蓬，莲蓬由疏松的海绵状通
气组织构成，适于水面漂浮传播。生
长在热带海边的椰子，其外果皮与内
果皮坚实，可抵抗海水的侵蚀，中果
皮为疏松的纤维状，能借助海水漂浮
莲 到远方。
借助人类和动物的活动传播 苍耳、
鬼针草的果实有钩刺，当人或动物与
之接触时，它们可钩挂于人的衣服或
动物的皮毛上，被携带至远处。很多
植物的果实或种子是动物喜欢的食物，
通过动物吞食或贮藏，种子可被带到
其他地方。
苍耳
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 57借助果实弹力传播 有些植物的果实，其果皮各层细胞的含水量不
同。当果实成熟后，外面的果皮会干燥收缩，导致果实发生爆裂，种
子被弹出。
喷瓜等植物的果实成熟后，多
浆质的果肉会变成黏性液体，挤满
果实内部，对果皮产生很大压力。
喷瓜果实的顶端有一个裂孔，当受
到触动时，果实就像一个充满气体
的皮球被刺破一样，“砰”的一声
发生破裂，种子便随黏液喷射出
去。喷瓜喷射的声音大得像放炮， 喷瓜
因此人们又称它为“铁炮瓜”。
果实和种子以一定的方式离开母株，被传播到适宜的生长环境，能
扩大物种的生存范围。这大大减少了物种内部的竞争，有利于整个群体
的生存繁衍。
58 第三单元 植物的生活单元整合
概念生成
1 回顾蒸腾作用、光合作用、呼吸作用等生理过程，从植物自身生命
活动所需物质和能量的获取、植物对其他生物乃至整个生物圈的贡献等角度，
选择关键术语，完善以下概念图。
参与水循环 助力碳氧平衡
水 二氧化碳 光能 氧气 热能 二氧化碳
能量
动 二氧化碳 氧气 二氧化碳
力
根
土壤
植物体
其他生物
2 结合豌豆种植活动中的体验与收获，联系生活经验，选择关键术语，
运用方框、短线、连接词等，以图示呈现豌豆的生命周期。
单元整合 59概念迁移
解剖植物器官， 设计单一变量的 运用植物生命活动 从物质循环和能
运用结构与功能 实验，探究关于 原理分析、 解释、 量变化的角度，
观描述并解释观 植物生活的影响 解决生产生活中的 阐明植物在生物
察结果。 因素。 某些实际问题。 圈中的作用。
植物的生活
植物有自己的生命周期，可以制造有机物，直接或间接
地为其他生物提供食物，参与生物圈中的水循环，并维持碳
氧平衡。
被子植物的生命周 植物通过吸收、运输 植物通过光合作用和
期包括种子萌发、 和蒸腾作用等生理活 呼吸作用获得生命活
生长、开花、结果 动，获取养分，进行 动必需的物质和能量，
与死亡等阶段。 物质运输，参与生物 有助于维持生物圈中
圈中的水循环。 的碳氧平衡。
6600 第第三三单单元元 植植物物的的生生活活第 四
物种的延续
单 元
生殖、发育和遗传是生物的基本特征。大自然中的生物具有繁
殖后代的能力。各种生物在生生不息的繁衍过程中，将遗传信息代代
相传，从而维持了物种的延续。
第二章 开花结果是被子植物的显著特征 61第一章
生物能够通过生殖产生
后代
饲养家蚕
我国是世界上最早饲养家蚕的国
家。早在 5 000 多年前，我们的祖先就
已经开始养蚕、缫丝、织绸。从汉代开
始，丝绸贸易铺就的丝绸之路，成为沟
通东西方文化的重要纽带，为人类社会
的发展作出了巨大贡献。
目前，植桑养蚕仍是很多地区农村
的支柱产业之一，在乡村振兴中发挥着
十分重要的作用。蚕茧生产是周期短、
技术性和季节性都很强的产业。家蚕在
人为控制的环境中才能更好地生长和发
育。设计一个养蚕方案，探究科学养
蚕的措施。
62 第四单元 物种的延续实践
活动
明确任务
1.收集我国养蚕的史料，了解丝绸对世界产生影响的历史。
2.设计并制作简单的装置饲养家蚕，探究适合家蚕生长发育的条件。
3.观察和记录家蚕的生长发育过程，基于数据提出提高蚕茧质量的
措施，并分析论证其道理。
活动提示
1.收集我国养蚕的资料并走访蚕农，了解家蚕的生殖方式、发育过
程以及饲养家蚕的注意事项。
2.了解家蚕发育的关键环节，明确观测指标，设计观察记录表。
3.根据家蚕的生长发育需求制作蚕室，在合适的环境条件下孵化幼
蚕并进行饲养，记录家蚕的生长状况和蜕皮现象。
4.制作合适的蔟具，为家蚕提供结茧场所。
5.观察家蚕的羽化以及成虫交配、产卵等行为。
展示交流
1.各小组展示制作的家蚕饲养装置和收获的蚕茧，介绍家蚕的生活
习性，交流饲养家蚕的过程。
2.基于各小组提供的养蚕经验，分析和论证提高蚕茧质量的措施，
对原有的家蚕饲养方案进行改进，形成最佳方案。
3.利用演示文稿、展板等方式，介绍我国养蚕的悠久历史和现状。
第一章 生物能够通过生殖产生后代 63第一节
无性生殖保持了生物遗传特征的稳定
清代书画家郑燮特别
学习导引
喜爱和擅长画竹。他曾作
1.利用植物的营养器官繁
诗云：“咬定青山不放松，
育新个体有什么优势？
立根原在破（也作“乱”）
2.让体细胞与去核卵细胞
岩中。千磨万击还坚劲，
融合，相当于受精作
任尔东西南北风。”这首
用吗？
诗高度赞扬了竹不畏逆
3.国际学术界为什么特别
境、蓬勃向上的品格，把
关注克隆猕猴？
竹的形态特征升华为人的
精神风貌（图4.1-1）。
关键术语
竹，枝干挺拔，四季
嫁接 扦插
青翠，傲雪凌霜，它的地
组织培养 克隆
下茎有很强的繁殖能力。
无性生殖
图4.1-1
郑燮《竹石图》
植物可以通过嫁接、扦插等方式繁殖后代
种子植物不仅能够依靠种子繁殖后代，它们的根、茎、叶等营养器官也
能直接产生新个体。在生产实践中，人们常采用嫁接、扦插等方式培育果树、
花卉、蔬菜等经济作物。嫁接，就是把一个植物体的枝条或芽接到另一个植
物体上，使接在一起的两部分长成一个新植株。接上去的枝条或芽叫作接穗，
承接接穗的植物体叫作砧木。
64 第四单元 物种的延续演示实验
蔷薇的嫁接
目的要求
了解植物的嫁接技术，尝试进行蔷薇的嫁接。
材料器具
蔷薇枝条；枝剪，嫁接刀，嫁接薄膜。
方法步骤
1.芽接 2.枝接
（1）选取枝条中段 （1）截取一段带芽的
充实饱满的芽，将芽连 枝条，把枝条下端削成楔
同树皮一起削下，除去 形，作为接穗。
木质部，露出形成层，
作为接穗。
（2）在砧木的树皮 （2）用嫁接刀从砧木
上切割一个 T 形切口， 断面的中间向下劈开。
从切口处将树皮左右剥
开，露出形成层。
（3）把准备好的接 （3）把接穗插入砧木
穗插入 T 形切口，并使 劈开的夹缝，使接穗的形
接穗上方的横切口与砧 成层和砧木的形成层对齐。
木的横切口对齐。
（4）用嫁接薄膜将 （4）用嫁接薄膜从外
切口处包扎好。 面包扎好。
图4.1-2 蔷薇的芽接 图4.1-3 蔷薇的枝接
安全提示：刀具锋利，谨防割伤！
第一章 生物能够通过生殖产生后代 65问 题
1.比较芽接和枝接在操作方面的异同。
2.哪些因素可能影响接穗的成活？
3.与同学分享嫁接技术在生产实践中应用的实例。
嫁接时，接穗的形成层要与砧木的
形成层紧密结合，确保彼此分裂产生的
新细胞愈合在一起，接穗才能成活。嫁
接后的植株，接穗成为植物体的上部，
砧木则成为植物体的下部和根系（图
4.1-4）。亲缘关系越近的植物，越容易
嫁接成功。
图 4.1-4 用海棠做砧木嫁接苹果
阅读聚焦 嫁接成功的关键是什么？
在适宜的条件下，截取植物的部分
根、茎、叶等营养器官，将其下部插入湿
润的土壤或其他基质中，一段时间后，它
就能生根发芽，逐渐发育成一个新植株，
这种繁殖方式叫作扦插（图 4.1-5）。毛
白杨、葡萄、月季等植物常用这种方法进
行繁殖。
植物的细胞、组织有发育成完整植株
的潜能。人们根据这个原理，在无菌条件
图4.1-5 月季的扦插
下，切取植物的部分细胞或组织，放在特
制的培养基上培养，这些细胞或组织通过细胞分裂和分化，逐渐发育成完整
的植株，这种技术叫作组织培养（ tissue culture）（图4.1-6）。
66 第四单元 物种的延续图4.1-6 植物的组织培养
植物组织培养技术已经广泛应用于生产实践。利用这种技术，人们可以
在短时间内大批量地培育出所需要的植物新个体，极大地提高农业生产效率。
克隆技术可以实现高等动物的无性生殖
1997 年 2 月，英国《自然》杂志刊登了一则消息：英国胚胎学家维尔穆
特（I. Wilmut）等人用绵羊的体细胞克隆出一只雌性绵羊，取名“多莉”，这
是人类历史上首个体细胞克隆哺乳动物。
分析讨论
2017 年，中国科学院神经科学研究所的研究人员从一只猕猴胎儿体内提
取体细胞，从另一只母猕猴体内提取卵细胞，并去除卵细胞的细胞核，然后
用一定的方法让体细胞与去核卵细胞融合，制成新的融合细胞。他们在实验
室里激活融合细胞，待其发育成早期胚胎后，再将其转移到代孕母猴的子宫
内。160 多天后，这只代孕母猴产下了体细胞克隆猕猴“中中”。又过了8天，
采用同样方法克隆成功的“华华”诞生。结合图4.1-7，分析克隆猕猴的培育
过程。
第一章 生物能够通过生殖产生后代 67体外培养猕猴胎儿的体细胞 卵细胞供体
体细胞
卵细胞
去核
融合
胚胎 去核卵细胞
激活
胚
胎
移
植
克隆猕猴
代孕母猴
图4.1-7 体细胞克隆猕猴培育过程示意图
问 题
1.克隆猕猴的遗传特征主要由参与融合的哪类细胞决定？说明理由。
2.与自然繁殖的猕猴相比，克隆猕猴“中中”和“华华”的诞生有什么特
殊之处？
“中中”和“华华”的诞生，意味着可以大批量获取遗传物质相同的克隆
猕猴。相比于鼠、羊等哺乳动物，猕猴和人同属灵长类，二者的亲缘关系较
近，有着更多相似的生物学特征。因而，猕猴被认为是研究高等认知以及脑
疾病的理想模式动物，在生命科学研究和医学研究领域具有重要地位。
植物的嫁接、扦插、组织培养和动物的克隆，没有经过两性生殖细胞
（如精子和卵细胞）的结合，而由母体直接产生新个体，这种生殖方式称为无
性生殖（asexual reproduction）。无性生殖是生物界普遍存在的生殖方式。生
物的种类不同，无性生殖的方式也有差异（图 4.1-8）。
68 第四单元 物种的延续变形虫等单细胞生物，一个母细胞分裂为 青霉菌丝的顶端产生孢子，孢子脱
两个大小相同的子细胞，实现个体数量的 离母体后，萌发并形成新个体
增加
水螅等生物的母体上长出芽体，芽体逐渐长大，成熟后脱离母体，发育成新个体
草莓的茎能够直接产生新个体 落地生根的叶能够直接产生新个体
图 4.1-8 不同生物的无性生殖
无性生殖产生的新个体，其体细胞内的遗传物质只来自一个个体，因此
保持了生物遗传信息的稳定。无性生殖有利于生物在适宜环境中快速繁殖，
以增加个体数量。无性生殖是生物长期适应环境的结果。
第一章 生物能够通过生殖产生后代 69学业检测
1.判断下列关于生物生殖现象的叙述是否正确。
（1）一个细菌分裂成两个细菌不属于无性生殖。 （ ）
（2）水螅母体上长出芽体属于无性生殖。 （ ）
（3）植物通过根、茎、叶等器官繁殖属于无性生殖。 （ ）
（4）亲缘关系越近的植物，越容易嫁接成功。 （ ）
2.在克隆羊的培育过程中，某白细毛公羊提供了细胞核，某黑粗毛母羊提
供了去核卵细胞，某白粗毛母羊代孕。那么，克隆羊的毛和性别分别是（ ）
A.白粗毛，公羊 B.白细毛，公羊
C.黑粗毛，母羊 D.白粗毛，母羊
3.山桃根系发达，耐盐碱，所结的桃子果肉薄而干，不可食。蟠桃不耐盐
碱，所结的桃子果肉肥厚，多汁香甜。
（1）将一段蟠桃的枝条作为接穗、山桃作为砧木，进行嫁接，结出的桃子
是哪种桃的口味？
（2）若要让一株桃树结出几种不同口味的桃子，应该如何操作？
进度提醒
查阅资料，收集我国养蚕的史料，了解丝
绸对世界产生影响的历史。
走访蚕农或参观蚕茧生产现场，掌握饲养
家蚕的技术要领和注意事项。
了解家蚕孵化、蜕皮、结茧、羽化、交配、
产卵等关键环节，制订家蚕饲养方案，明确
观测指标，设计观察记录表。
70 第四单元 物种的延续第二节
有性生殖增加了后代的多样性
《蛙声十里出山泉》
学习导引
是我国著名画家齐白
1. 昆虫的发育过程有什
石先生的一幅国画作
么特点？
品（ 图 4.1-9）。 画 面
2. 为什么蝌蚪和青蛙在
上潺潺的溪水中，游
形态和习性上有那么
动着几只活泼的蝌蚪，
大的差异？
却 不 见 青 蛙 的 踪 影。 3. 鸟类的卵有什么特点？
这幅画构思的巧妙之
处，在于抓住了青蛙
生殖发育的特点。 关键术语
动物的有性生殖具
有性生殖
有独特的方式和复杂 精巢 卵巢
的行为。 精子 卵细胞 受精卵
完全变态 不完全变态
图4.1-9 齐白石画作
昆虫的生殖发育过程有变态现象
在繁殖季节，昆虫通过分泌挥发性物质或鸣叫等方式，吸引异性个体前
来交配（图 4.1-10）。交配后，精子与卵细胞在雌虫体内结合成受精卵，这
种受精方式称为体内受精。其后，雌虫在适宜的地方产卵（图 4.1-11）。大
多数昆虫产卵量很大，以保证后代存活的数量。
第一章 生物能够通过生殖产生后代 71图4.1-10 蜻蜓交配 图4.1-11 螳螂（左）和蝴蝶（右）产卵
观察思考
观察图4.1-12和图4.1-13，比较果蝇和蝗虫的发育过程。
成虫
成虫
蛹 卵
幼虫 卵
幼虫 （集结成块，有外膜）
图4.1-12 果蝇的发育过程 图4.1-13 蝗虫的发育过程
问 题
1.描述两类昆虫的幼虫和成虫的形态与运动方式。
2.比较两类昆虫在发育过程上的异同。
果蝇、蜜蜂、家蚕等绝大多数昆虫的生命周期包括卵、幼虫、蛹和成虫四
个阶段。昆虫在蛹期一般不进食，也很少活动，但此时虫体内部正进行着组织
72 第四单元 物种的延续器官的分化和重建。这类昆虫的成虫与幼虫在形态结构、生活习性等方面有明
显差别，这样的发育过程称为完全变态。
蝗虫、蚜虫、蟑螂等昆虫的生命周期包括卵、幼虫和成虫三个阶段。这
类昆虫的发育过程没有蛹期，幼虫与成虫的形态结构和生活习性没有明显差
别，这样的发育过程称为不完全变态。
阅读聚焦 果蝇与蝗虫的个体发育过程有什么区别？
两栖动物的生殖和发育离不开水
春末夏初是青蛙的繁殖季节，也是池塘、河边最热闹的时候。一只只雄
蛙频频发出悦耳的鸣声，以吸引雌蛙。雄蛙体内有一对精巢（testis）和一对
输精管，精巢能产生精子。雌蛙体内有一对卵巢（ovary）和一对输卵管，卵
巢能产生卵细胞。雄蛙和雌蛙抱对，分别把精子和卵细胞排放到水中，精子
和卵细胞在水中结合，形成受精卵（图 4.1-14），这种受精方式称为体外
受精。
图4.1-14 青蛙抱对（左）和青蛙的受精卵（右）
受精卵孵化出的青蛙幼体称为蝌蚪。蝌蚪有尾，能在水中游动，用鳃呼
吸。成蛙有四肢，既能生活在水中，也能生活在陆地上，依靠肺和皮肤呼吸。
第一章 生物能够通过生殖产生后代 73青蛙的发育经历了变态过程，成体和幼体不仅外部形态有许多差异，而且呼吸
器官等内部结构和生活习性也发生了很大变化（图4.1-15）。
幼蛙
成蛙
受精卵
蝌蚪
图4.1-15 青蛙的发育过程
阅读聚焦 青蛙发育过程中的变态表现在哪些方面？
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蝌蚪的尾去哪儿了
蝌蚪在发育成成蛙的过程中，四肢逐渐出现，尾逐渐消失。研究发现，细胞在
生长过程中已经编制好了一道“死亡程序”，在它的调控下，生物体内的某些细胞
会在预定的时间分解消亡。由此看来，蝌蚪尾中的细胞是按照预定的程序有序地死
亡了。
鸟类的生殖发育过程有筑巢和求偶行为
鸟类的生殖具有明显的季节性。在我国北方地区，鸟一般在春季繁育
后代。雄鸟体内有一对精巢和一对输精管，而绝大多数雌鸟只有一侧的卵
74 第四单元 物种的延续巢和输卵管发育，另一侧的则已退化。在繁殖季节，雌鸟卵巢的体积可以
增大几百至上千倍。此时，绝大多数鸟会选择合适的地点，利用不同的材
料筑巢（ 图 4.1-16），雄鸟往往表现出各种各样的求偶行为（ 图 4.1-17）。
苍鹭用树枝在树上筑巢 家燕用泥丸在墙壁上、屋檐下等处筑巢
图4.1-16 苍鹭和家燕的筑巢行为
雄军舰鸟极力膨胀红色喉囊以求得雌鸟的关注 孔雀开屏是雄孔雀在向异性展示自己的美丽
图4.1-17 军舰鸟和孔雀的求偶行为
求偶成功，雌、雄鸟进行交配。借助于泄殖腔口的接合，雄鸟将精子输
送给雌鸟，精子与卵细胞在雌鸟体内形成受精卵。一段时间后，雌鸟在巢内
产下具有坚硬外壳的大型卵。
鸟类的受精作用发生于输卵管的上端。受精卵在输卵管内下行的过程
中，被输卵管壁分泌的蛋白质、无机盐等包裹起来，依次形成卵白、卵壳膜
和卵壳。
第一章 生物能够通过生殖产生后代 75鸟卵的卵壳和卵壳膜具有保护作用，能使胚胎在相对稳定的环境中发育。
卵壳上有数千个气孔，胚胎在发育过程中通过这些气孔与外界进行气体交换。
卵白和卵黄中贮存着大量营养物质，保证了胚胎发育的营养供应。胚盘是受
精卵发育成的幼小胚胎（图4.1-18）。
卵白
胚盘
卵壳膜
气室
系带
卵黄
卵黄膜
卵壳
图4.1-18 鸟卵结构示意图
受精的鸟卵由母体产出后，由于外界温度低于亲鸟的体温，胚胎发育减
缓甚至停滞，需由亲鸟孵化才能继续发育。
阅读聚焦 鸟卵的哪些结构有利于胚胎发育？
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鱼类和爬行类的生殖
大多数鱼类为雌雄异体，雄鱼体内有一对精巢和输精管，雌鱼体内有一对卵巢和
输卵管。在繁殖季节，鱼类将精子和卵细胞排入水中，精子和卵细胞结合形成受精卵，
受精卵发育成小鱼。
爬行类为雌雄异体，大多数能够进行雌雄交配，完成体内受精。受精卵在输卵管
内下行的过程中，被输卵管壁的分泌物包裹起来，形成具有硬壳或韧性厚膜的大型卵，
卵内含有丰富的卵白和卵黄。卵产出后，大多依靠太阳光的热能进行孵化。
昆虫、两栖动物和鸟类的生殖，一般要经过两性生殖细胞的结合形成
受精卵，再由受精卵发育成新个体，这种生殖方式称为有性生殖（sexual
reproduction）。有性生殖是生物界最重要的生殖方式，在传递遗传信息、增
加后代的多样性、增强后代的适应性等方面具有重要意义。
76 第四单元 物种的延续学业检测
1.下列语句描述了生物生殖发育过程中的某些现象，将它们连线。
蜻蜓点水 求偶
梁上双飞燕，青虫喂黄嘴 育雏
谁家新燕啄春泥 产卵
风吹绿水皱，蛙鸣翠荷惊 筑巢
2.为探究温度对蛙卵孵化的影响， 蛙卵孵化数（枚）
某同学把蛙卵分成 4 等份，分别培养在
180
4 只盛有等量池塘水的水槽中，将各水 150
槽中水的温度分别控制在 15 ℃、20 ℃、 120
25 ℃和 30 ℃，并将水槽放在光照充足 90
60
的地方，观察 5 日内蛙卵的孵化数，结
30
果如右图。
（1）在 15 ℃的水中，蛙卵 5 日内 15 20 25 30 温度（℃）
的孵化数是多少？
（2）该实验能否说明蛙卵孵化的最适温度是 25 ℃？
（3）一只雌蛙每年的产卵量可达上万枚，而对鸟来说，有的雌鸟每年只
能产几枚卵。从产卵的数量和特点方面分析，它们是如何保证物种延续的？
进度提醒
利用纸箱或塑料盒制作蚕室，为蚕卵孵化和幼蚕生长提供适宜的场所。每
天定时投喂新鲜桑叶，观察并记录家蚕的生长状况和蜕皮现象。
用植物秸秆或硬纸板制作蔟具，以便于家蚕吐丝结茧。
蚕蛹羽化为蚕蛾后，将它们放到封闭的容器内，观察其交配、产卵等行为。
活动结束，撰写实践活动报告，制作演示文稿或展板，进行展示交流。
第一章 生物能够通过生殖产生后代 77学业目标
建构概念 提升素养
◎ 生物可以通过有性生殖或无性生殖 ◎ 通过分析有性生殖和无性生殖的不同，
繁殖后代。 感受生物生殖方式的多样性和适应性。
◎ 植物可以通过嫁接、扦插、组织培 ◎ 关注嫁接、扦插、组织培养、克隆等
养等无性生殖的方式繁殖后代。 无性生殖方式在生产实践中的广泛应用，
◎ 无性生殖和有性生殖的方式多种多 增进对科学、技术、社会相互关系的理解。
样。无性生殖保持了生物遗传特征的 ◎ 通过学习体细胞克隆猕猴“中中”“华
稳定，有性生殖增加了后代的多样性。 华”的培育过程，体会我国在生物学领
◎ 精巢和卵巢可分别产生精子和卵细 域取得的成就，增强民族自豪感和社会
胞，卵细胞受精后形成的受精卵能够 责任感。
发育成新个体。
78 第四单元 物种的延续视野拓展
蜜蜂及其养殖
蜜蜂是常见的昆虫，蜂蜜更是许多人喜爱的食品。我们食用的蜂
蜜，一般是通过人工集中养殖蜜蜂获取的。蜜蜂的产物有多种，除蜂蜜
外，还有蜂花粉、蜂胶、蜂王浆、蜂蜡、蜂毒等，它们是食品加工、医
药等行业的重要原料。
蜜蜂营群体生活。一个蜂群通常包括一只蜂王、千百只雄蜂和上万
只工蜂。蜂王是蜂群内生殖器官发育完全的雌性蜂，是蜂群之母，其主
要职能就是产卵。工蜂是生殖器官发育不完全的雌性蜂，个体最小，数
量最多。工蜂承担着建造蜂巢、采集花粉花蜜、喂养幼蜂等任务，还能
分泌蜂蜡、酿造蜂蜜等。因此，养蜂的效益取决于工蜂的数量和质量。
雄蜂个头比工蜂大，在幼虫阶段需要靠工蜂喂养，其生命的意义就是等
待与蜂王交配，交配后不久便会死亡。
蜂王在蜂房里产卵。未受精的卵发育成雄蜂；绝大多数受精卵孵化
成的幼虫，主要以花蜜和花粉为食，最终发育成工蜂；极少数受精卵孵
化成的幼虫以蜂王浆为食，最终发育成新的蜂王。
蜜蜂的发育属于完全变态。蜂王、雄蜂和工蜂都要经历卵、幼虫、
蛹和成虫四个阶段，但它们的发育时间有差别。蜂王从卵到成虫只需
16 天，工蜂需要 20～21 天，而雄蜂需要 23～24 天。掌握蜜蜂的发育
规律，能够准确推断蜂群的发展，预测蜂蜜高产期，可以适时培育雄
蜂、蜂王以扩大养蜂规模。
我国是世界上最早饲养蜜蜂和食用蜂蜜产品的国家之一，早在东汉
时期就出现了有关养蜂的文字记载。养蜂业投资少、见效快、收益高，
已成为助推乡村振兴和美丽乡村建设的“甜蜜事业”。
第一章 生物能够通过生殖产生后代 79第二章
人类通过有性生殖繁衍后代
制作试管婴儿技术科普展板
1978 年 7 月 25 日，世界上第一例试
管婴儿在英国曼彻斯特的一家医院降生
了。32 年之后，英国生理学家爱德华兹
（R. G. Edwards）由于在试管婴儿技术
领域作出开创性贡献而获得 2010 年诺贝
尔奖。
试管婴儿技术被认为是“现代医学
发展的里程碑”。该技术的出现，为解
决人类生育难题提供了新的路径，为
无数家庭带来了希望。试管婴儿的名称
是怎么来的？它与自然生殖过程有何异
同？它的出现有何意义？制作展板，开
展科普宣传。
80 第四单元 物种的延续实践
活动
明确任务
1.学习人类生殖和发育方面的知识，归纳导致生殖障碍的常见原因。
2.了解试管婴儿技术的发展历程，结合自然生殖过程分析试管婴儿技术的
原理。
3.介绍试管婴儿技术，增强对生殖健康的认识，呵护自己的身体，健康度过
青春期。
活动提示
1.以小组为单位，借助网络或书籍收集有关试管婴儿技术和相关法律的资料，
如试管婴儿技术的原理、试管婴儿技术面临的伦理争议与相关法律规范、青少年
应知晓的生殖健康知识等。
2.绘制试管婴儿技术发展历程图，标注每一代试管婴儿的问世时间、所解决
的生育难题等信息。
3.筛选素材，规划展板的内容、呈现方式、版面划分、色彩搭配等。
4.绘制展板设计图，选择合适的材料、工具和工艺制作展板。
展示交流
1.展示试管婴儿技术科普展板，小组之间互评、讨论，完善展板。
2.基于人类自然生殖过程，解读试管婴儿技术的原理及发展历程，探讨技术
发展给人类带来的益处及相关的伦理与法律问题等。
3.结合青春期生理和心理的变化，发出呵护生殖健康的倡议。
第第二二章章 人人类类通通过过有有性性生生殖殖繁繁衍衍后后代代 8 811第一节
婴儿从受精卵发育而来
十月怀胎，一朝分娩。人类的生命并非从
学习导引
呱呱坠地的那一刻开始，在此之前，还经历了
1.男性、女性的主要生
母体中的孕育过程。近年来，各地积极出台生
殖器官及其功能分别
育支持措施，免费为孕产妇提供产前筛查、为
是什么？
新生儿提供遗传性代谢缺陷筛查，体现了人们
2.人的受精卵是在哪里
对孕产妇的关爱和对新生命的呵护。
形成的？
人类新生命的诞生是通过生殖系统完成 3.发育中的胚胎是怎样
的，属于有性生殖（图4.2-1）。 获取营养的？
关键术语
生殖系统 生殖器官
睾丸 卵巢
着床 胎盘
分娩
图4.2-1 孕育中的新生命（B超影像）
生殖器官的差异是区分性别的主要依据
人类的生殖系统（reproductive system）分为男性生殖系统和女性生殖系
统。男性与女性生殖器官的差异称为第一性征，这是区分人类性别的主要
依据。
82 第四单元 物种的延续观察思考
观察图4.2-2 和图4.2-3，识别男性和女性生殖系统的组成。
精囊腺
输精管
前列腺
尿道
阴茎 附睾
睾丸
阴囊
图4.2-2 男性生殖系统侧剖面（左）和正剖面（右）示意图
输卵管
卵巢
子宫
阴道
外阴
图4.2-3 女性生殖系统侧剖面（左）和正剖面（右）示意图
问 题
1.男性和女性生殖系统分别由哪些器官组成？
2.男性和女性的主要生殖器官分别是什么？
3.说出男性和女性生殖器官的主要功能。
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 83男性和女性生殖系统的主要功能是繁殖后代和分泌性激素，包括外生殖
器和内生殖器。
男性的外生殖器包括阴囊和阴茎，内生殖器包括睾丸、附睾、输精管、
精囊腺、前列腺和尿道。睾丸是男性的主要生殖器官，也是男性的性腺，能
够产生精子和分泌雄激素，呈卵圆形，位于阴囊内，左右各一个。附睾能贮
存和输送精子。精囊腺和前列腺能分泌有利于精子游动的黏液，这些黏液与
精子共同组成精液。输精管和尿道是精液排出体外的管道。
女性的外生殖器统称外阴，内生殖器包括卵巢、输卵管、子宫和阴道。
卵巢是女性的主要生殖器官，也是女性的性腺，能够产生卵细胞和分泌雌激
素，呈卵圆形，位于盆腔内子宫的两侧，左右各一个。输卵管是输送卵细胞
的管道，也是卵细胞受精的场所。子宫是孕育胎儿和发生月经的地方。阴道
是娩出胎儿和排出经血的通道。
子宫是胚胎发育的主要场所
精子是男性的生殖细胞，
呈蝌蚪状，长约0.06 mm，能
游动。健康成年男性每天能
产生数千万个有活力的精子， 精子
且终生具有产生精子的能力。
卵细胞
卵细胞是女性的生殖细
胞，呈球形，直径约0.1 mm，
含有丰富的卵黄。成熟的卵 图4.2-4 人类的卵细胞和精子（电镜照片
细胞是人体最大的细胞。健 伪彩色处理，放大500倍）
康成年女性只在生育期内具有产生成熟卵细胞的能力（图4.2-4）。
大多数女性在下次月经前第14天左右，会生成一个成熟的卵细胞。卵细
胞由卵巢排出，进入输卵管。如果此时与精子相遇，卵细胞就与众多精子中
的一个结合，形成受精卵。
84 第四单元 物种的延续受精卵沿着输卵管向子宫移动，同时进行细胞分裂，逐渐形成早期胚胎
并植入增厚的子宫内膜中，这一过程称为着床，也就是人们常说的怀孕。在
母体子宫内，胚胎继续进行细胞分裂和分化，形成各种组织和器官（图 4.2-
5）。胚胎发育到第8 周末，已初具人形，从这时起到出生前的胚胎叫作胎儿。
第4周，可以检测到胎心，出现尾 第6周，尾消失，出现手指雏形
第8周，感觉器官开始形成 第16周，胎动开始，能够分辨性别
图4.2-5 处于不同发育时期的胚胎
相关链接
早孕检测方法
在怀孕早期，胎盘开始分泌人绒毛膜促性腺激素，在孕妇的尿液及血液中可以
检测到这种激素的存在。早孕试纸是方便女性自我检测是否怀孕的用品。使用时，
让试纸的加样端接触晨尿，如果试纸上出现一条色带，表示阴性，说明未怀孕；如
果试纸上出现两条色带，则表示阳性，说明已经怀孕。这种检测方法快速、简便，
但不太准确。医院通过检测女性血液中的人绒毛膜促性腺激素含量来判定是否早
孕，误差小，结果更准确。
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 85胎儿通过胎盘从母体的血液里获得氧气和营养物质，同时把产生的二氧
化碳等代谢废物输送到母体血液里，再由母体排出体外。母体怀孕 40 周左
右，胎儿就发育成熟了。成熟的胎儿从母体的阴道产出，这一过程称为分娩。
分娩过程的结束，标志着婴儿的诞生。
阅读聚焦 胎儿在母体内如何获取营养物质？
婴儿出生后，母亲开始泌乳，母乳中含有婴儿所需的各种营养成分和抵
抗传染病的多种物质。胎生可使胚胎得到母体的有效保护，哺乳有利于婴儿
的健康发育。胎生和哺乳是人类生殖的重要特征，为后代提供了充足的营养
和稳定的环境，大大降低了外界环境对胚胎发育和幼体生存的不利影响。
我们的生命由父母给予，每个人出生后都需要经过婴儿期、幼儿期、童
年期、青春期等若干个连续的生长发育阶段，才能长大成人（图 4.2-6）。我
们的每一步成长都饱含着父母的心血和关爱。
婴儿期 幼儿期 童年期 青春期
图4.2-6 人出生后的几个重要发育时期
86 第四单元 物种的延续学业检测
1.从受精卵形成到胎儿成熟产出，是一个复杂的过程。以下各阶段按先后
顺序排列应为 （填写序号）。
①早期胚胎植入子宫内膜
②胚胎进行细胞分裂和分化，形成组织和器官
③在输卵管处形成受精卵
④初具人形，形成胎儿
⑤胎儿发育成熟、分娩
⑥受精卵分裂，形成早期胚胎
2.人的生殖方式为胎生。回答下列有关胎生的问题。
（1）受精卵、胚胎、胎儿有什么区别？
（2）胎儿在母体内是怎样获得氧气、营养物质和排出代谢废物的？为什么
孕妇要注意营养和休息？
进度提醒
查阅与试管婴儿技术相关的资料，了解试管婴儿
技术的发展历程、基本原理等。
查阅与试管婴儿技术相关的法律、规范。
比较试管婴儿与正常生殖婴儿的异同点，关注试
管婴儿技术面临的伦理争议。
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 87第二节
人在青春期出现显著变化
“少年见青春，万物皆妩媚。”从 12 岁左
学习导引
右开始，你会发现自己变了很多：个子长高
1.为什么说青春期是人
了，说话声音变得像大人了，对某些事情有
一生中智力发展的黄
了自己的想法，也更加关注自己的举止和形
金时期？
象……这些都说明，你已悄悄进入人生中一
2.如何认识青春期的烦
个重要的发展时期——青春期（ 图4.2-7）。
恼和孤独？
关键术语
青春期
第二性征
图4.2-7 朝气蓬勃的中学生
青春期是生长发育的高峰期
青春期是指由儿童逐渐发育成为成人的过渡时期。这一时期，不论男孩
还是女孩，身体的外部形态和生理机能都会发生一系列变化。
88 第四单元 物种的延续分析讨论
分析图 4.2-8、图 4.2-9，讨论青春期主要的生长和发育特点。
身高（cm） 相对生长速率（%）
脑
100
180 男生 全身
80
170
女生
生殖
160 60 器官
150
40
140
20
130
120 0
6 8 10 12 14 16 18 年龄（岁） 5 10 15 20年龄（岁）
图4.2-8 某地男女生身高生长曲线 图4.2-9 脑和生殖器官与全身
相对生长速率的比较曲线
问 题
1. 分析男生和女生身高生长曲线的变化特点及差异。
2. 脑和生殖器官与全身相对生长速率的比较曲线说明了什么问题？
3. 结合上述图解，思考自己的身体发生了哪些变化。
身高和体重迅速增长，是青春期形态发育的一个显著特点。身高突增的
主要原因是下肢骨迅速长长，体重迅速增加是骨骼、肌肉和内脏器官迅速生
长发育的结果。大脑皮层内部结构和功能的不断发展，使人的分析、理解、
判断能力显著提高，因此青春期是一个人一生中智力发展的黄金时期。
生殖器官的发育和成熟，是青春期发育最突出的特征。在青春期以前，
生殖器官的生长发育几乎处于停滞状态。进入青春期后，在相关激素的作用
下，睾丸和卵巢迅速发育：男性的睾丸增大，并能产生精子、分泌雄激素，
开始出现遗精；女性的卵巢发育加快，并能产生成熟卵细胞、分泌雌激素，
开始出现月经（ 表 4.2-1）。在性激素的作用下，男性和女性除了第一性征不
同，在外貌、体征等方面也相继出现差别，这些特征统称为第二性征。
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 89表4.2-1 女性、男性青春期发育过程
年龄（岁） 女性 男性
9～10 乳房开始发育
10～11 乳房进一步发育，阴毛开始生长 睾丸开始发育
内、外生殖器发育，阴道分泌物
11～12 阴囊发育和色素沉着，阴茎发育
增多
12～13 乳头色素沉着，出现初潮 前列腺分泌，阴毛发育
13～14 排卵逐渐规律 睾丸和阴茎迅速发育
出现腋毛、痤疮，声音变调，出
14～15 出现痤疮，声音变调
现遗精
15～16 精子成熟
16～17 骨骼发育停滞
17～18 骨骼发育停滞
女性青春期通常始于9～12岁，男性稍晚1～2年。
女性的第一次月经称为初潮。月经期间，身体的抗病能力相对降低，因
此，必须注意月经期的卫生，保持外阴清洁，加强保健和保暖，保持心情舒
畅、情绪稳定。
男性进入青春期以后，不断产生精液，精液积存多了，有时会在睡梦中
从尿道排出，这种现象称为遗精。遗精是一种正常的生理现象，偶尔遗精不
会影响身体健康。减少遗精的方法是不穿过紧的内裤，讲究个人卫生，保持
生活规律。
90 第四单元 物种的延续相关链接
月经及痛经
如果卵细胞由卵巢排出后没有受精，增厚的子宫黏膜就会脱落，引起出血，这
就是月经。女性在经期及其前后感觉轻微腹痛、坠胀等不适，是正常现象。若出现
腹部绞痛、胀痛、坠痛等严重症状，影响了学习、工作或日常生活，则称为痛经。
一般认为，痛经多见于青春期、未婚及已婚未育者，长大后特别是结婚生育后，痛
经会缓解或消失。如果痛经的时间持续 3 天及以上，应当就医治疗。
青春期是自我意识发展的关键期
青春期不仅是身体发育的重要阶段，也是继婴儿期后一个人一生中自我
意识发展的第二个飞跃期。人进入青春期，会产生强烈的成人感，自我意识
逐渐明晰，独立意识逐渐增强。但是，此时个体的生理和心理发展还不够成
熟，主观愿望与客观实际之间存在很大的差距，对成人还有较大的依赖性。
因此，青春期的青少年要在生活上做力所能及的事情，培养自立能力，满足
自己的独立需求，减少依赖感（图 4.2-10）；同时，在遇到困难时要积极求
助，接受父母、亲友、老师和同学的指导与帮助。
为家人做饭 辅导妹妹学习
图4.2-10 培养自立能力
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 91由于人生阅历逐渐丰富，青春期青
少年的内心秘密开始增多，自尊心日趋
增强，这时会出现一种特有的心理封锁，
不愿意将自己的秘密、体验、感受轻易
告诉别人。与此同时，青少年会感到孤
独，希望得到父母、老师和朋友的理解
与帮助，从而构成了心理封锁与渴望理
解之间的矛盾。主动与父母沟通、向朋
友倾诉、写日记等，都是解决这一矛盾
图4.2-11 遇事向朋友倾诉 的好方法（图4.2-11）。
阅读聚焦 青春期有哪些心理特征？
人在青春期所经历的生理和心理变化，都是正常现象。生命的美丽在于
更新自我，化茧成蝶，体验生命焕然一新的过程。我们要学会悦纳自己的成
长、尊重自己的变化、化解成长的烦恼、享受成长的快乐，走向幸福的未来。
学业检测
1.进入青春期，我们会出现一系列的变化。判断下列叙述是否正确。
（1）青春期是人一生中最为聪明的时期。 （ ）
（2）男孩偶尔遗精不会影响身体健康。 （ ）
（3）沉默是金，有心事绝对不能告诉任何人。 （ ）
2.“成长驿站”来了两名同学，请为他们诊断，并开出“处方”。
同学甲：我最近遇到一些不顺心的事儿，忍不住在班里发了火，弄得所有
同学都开始讨厌我，我的心情很糟糕。
同学乙：我不喜欢与同学交往。一天，老师提醒我说，要多与同学交流合
作。可我认为与同学交往会影响学习，但整天埋头于书本里似乎也缺少点什么。
我该怎么办？
92 第四单元 物种的延续3.下图所示是人体生殖器官的发育趋势。
生殖器官达到的质量（g）
50
子宫
40
睾丸
30
20
前列腺
卵巢
10
出生 4 8 12 16 20 年龄（岁）
（1）从图中可以看出，生殖器官在童年期的发育特点是 。
（2）男性和女性生殖器官都表现出迅速发育的时期是 。这
一时期，身体外部形态发育的明显特点是 。
（3）你认为男性和女性谁发育得早一些？依据是什么？
进度提醒
收集青春期生殖健康方面的资料，结合中学生实际，
从青春期卫生保健、良好生活习惯养成等方面撰写呵
护生殖健康的倡议书。
梳理素材，规划展板内容并设计版面，确定展板放
置的位置等。
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 93第三节
健康度过青春期
“请党放心，强国有我！”这是共青团员和
学习导引
少先队员代表在庆祝中国共产党成立100周年
1.青少年怎样才能拥有
大会上对党许下的铮铮誓言（图4.2-12）。青
强健的身体？
少年像春天一样朝气蓬勃，充满活力和希望，青
2.你有哪些保持情绪愉
少年的健康成长关系国家未来和民族命运。
悦的秘诀？
关键术语
合理膳食
体育锻炼
情绪
身体健康
心理健康
图4.2-12 庆祝中国共产党成立100周年大会上的
青少年代表
塑造强健的体魄
人体各器官系统从青春期开始迅速发育到趋于完善，需要一个持续数年
的过渡期。在这个过程中，人体内细胞的数目和体积增加，生命活动旺盛，
只有保证营养全面与均衡，才能充分发挥生长发育的潜力。因此，青少年在
94 第四单元 物种的延续日常生活中必须做到合理膳食，满足身体每天对蛋白质、钙等营养物质的需
求（ 表4.2-2）。
表4.2-2 青少年每天对蛋白质和钙的需求量
蛋白质的需求量（g） 钙的需求量（mg）
年龄（岁）
男 女 男、女
9 45 45
1 000
10 50 50
11～13 60 55 1 200
14～17 75 60 1 000
18～25 65 55 800
青少年骨中的有机物含量比成人多，骨的弹性大、硬度小，不易骨折，
但比较柔韧，容易变形。如果平时不注意坐、立、行的姿势，时间长了，骨
骼容易发生变形，从而导致驼背或脊柱向一侧弯曲等。这些变形不仅影响
形体，而且会导致体质下降，出现身体疲劳和肌肉酸痛。因此，在日常生活
中，我们应该注意保持坐、立、行的正确姿势，做到“坐如钟，站如松，行
如风”。
阅读聚焦 青少年为什么要注意保持坐、立、行的正确姿势？
适当的体育锻炼，能够促进身体发育和增强体质（表4.2-3）。经常有规
律地参加体育活动，可以改善心肌的营养供给，增强循环系统的功能，提高
神经系统的反应能力，增强心肺功能和记忆力，从而提高生活质量和学习效
率。体育活动还能使肌纤维变粗、骨密质增厚、关节更加灵活，有助于塑造
强健的体魄。
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 95表4.2-3 适合初中生的体育活动
体育活动类别 体育活动方式 健身效果
改善心血管功能，增强呼吸
健身走、慢跑（6～8 km/h）、
有氧运动 功能，控制与降低体重，提
骑自行车（12～16 km/h）、登山、
（中等强度） 高抗病能力，改善血脂，调
游泳等
节血压
有氧运动 快跑（8 km/h以上）、骑自行车 增强心肌收缩力量和心脏功
（大强度） （16 km/h以上）等 能，改善免疫功能
增强心肺功能和肌肉力量，
篮球、足球、排球、乒乓球、
球类运动 提高反应能力，调节心理
羽毛球、网球等
状态
增强心血管功能、免疫功能、
太极拳（剑）、五禽戏、八段锦、
中国传统运动 呼吸功能，提高平衡能力，
六字诀等
提升柔韧性，调节心理状态
非器械练习：俯卧撑、原地纵跳、
增加肌肉体积，增强肌肉力
仰卧起坐等
力量练习 量，提高平衡能力，保持骨
器械练习：各类综合力量练习
健康，预防骨质疏松
器械、哑铃等
动力性牵拉：正踢腿、甩腰等
增加关节活动幅度，提高平
牵拉练习
衡能力，预防运动损伤
静力性牵拉：正压腿、压肩等
保持积极的情绪状态
情绪是人对客观事物的态度体验及相应的行为反应，是以个体的愿望和
需要为基础的一种心理活动。当事物的发展符合我们的需要和愿望时，我们
就能产生愉悦或满足等积极情绪。例如，生日当天，收到了自己期待的生日
礼物。当事物的发展不符合我们的期待和希望时，我们就会产生难过或郁闷
等消极情绪。例如，虽然付出了努力，考试成绩却不理想。
96 第四单元 物种的延续调查活动
调查影响情绪状态的因素
目的要求
1.认识情绪的多样性，知道情绪的分类。
2.了解不同情绪形成的原因，并尝试调控自己的情绪。
方法步骤
1.通过访谈、查阅资料等方式了解情绪的分类。
2.收集自身或他人最近一周的情绪状态，了解引发情绪的相关事件，填写
如下表格（表4.2-4）。
表4.2-4 情绪收集表
调查人： 调查时间： 调查对象：
时间 相关事件 对事件的看法 情绪状态
第1天
……
第7天
3.根据情绪收集表的记录，在心情坐标系中找到对应的情绪感受，画出一
周的心情曲线（图4.2-13）。
积极情绪
兴奋
快乐
高兴
欣喜
愉快
1 2 3 4 5 6 7 时间（天）
苦恼
厌烦
伤心
愤怒
消极情绪
图4.2-13 心情曲线
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 97表达交流
1.整理调查结果，分析不同情绪的诱发因素，统计积极情绪和消极情绪的
比例。
2.为什么有些人能够长期保持积极情绪？
3.几位同学在做游戏，另一位同学想加入，但没有得到回应。如果你是那
位被无视的同学，你的心情如何？你会用哪些方法来调控情绪？
研究表明，情绪会引起人体一系列的生理变化：积极情绪可以增加心脏
血液输出量，促进血液循环，使人精神振奋，大脑反应速度加快；消极情绪
对身体具有破坏性，长期处于消极情绪中，往往会引发疾病、导致心理障
碍等。
情绪变化是正常现
象，情绪状态可以通过有
效的方法进行调节。其
中，体育活动是调节情绪
的好方法（图 4.2-14）。
选择恰当的情绪宣泄方
式，改变不合理的认知，
进行积极的自我暗示，转
移注意力，等等，这些做
法都有助于摆脱消极情绪 图4.2-14 体育活动可以调节情绪
状态。学会避免消极情绪
的影响，获得更平稳、更愉悦的生活体验，能促进自我的良好发展。
身体健康是心理健康的基础和载体，心理健康是身体健康的条件和保证。
在日常生活中，既要注意合理饮食和体育锻炼，又要陶冶自己的情操、开阔
自己的心胸，保持积极阳光的情绪状态。青少年要合理规划个人的日常生活
和学习，树立远大的理想信念，以健康的体魄、健全的人格、良好的适应力，
健康地度过青春期。
98 第四单元 物种的延续学业检测
1.青春期是人一生中身体发育和智力发展的黄金时期，判断下列有关认识
或做法是否正确。
（1）为了保持良好的体形，尽量少吃早餐和晚餐。 （ ）
（2）对烟、酒和网络游戏的诱惑保持警惕。 （ ）
（3）女生在月经期不宜做剧烈运动。 （ ）
（4）学会悦纳自己和接纳别人，增强摆脱不良情绪的勇气和毅力。 （ ）
2.分析下列事件，换个想法，换个心情。
事件一：期末考试中，小聪的成绩比我好。【情绪：嫉妒】
原来想法：有什么了不起，他肯定作弊了。
换个想法： 。
事件二：这次又考砸了，不敢回家。【情绪：害怕】
原来想法：辜负了父母的期望，害怕被批评。
换个想法： 。
事件三：同桌总爱在课上说话，我们经常因小事吵架。【情绪：厌恶】
原来想法：和他坐在一起，真倒霉。
换个想法： 。
进度提醒
选择合适的材料、工具和工艺，尝试制作展板，
根据展示效果进行改进，最终完成制作。
撰写宣讲稿，通过播放音视频或现场解说等方
式普及试管婴儿技术的相关知识。
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 99学业目标
建构概念 提升素养
◎ 人的生殖是通过生殖系统完成的。睾 ◎ 通过观察、比较，了解男性与女性生
丸和卵巢分别是男性和女性主要的生殖 殖系统的区别，初步形成结构与功能相
器官，能产生精子和卵细胞，卵细胞受 适应的观念。
精后形成的受精卵能够发育成新个体。 ◎ 了解人类的受精作用、胚胎的形成
◎ 性激素能促进生殖器官的发育，对第 及发育过程，消除对生殖发育的神秘感，
二性征的发育和维持具有重要作用。 保持对生命的热爱和敬畏，增进与父母
◎ 人在青春期会出现一些显著的生理 的感情。
变化，如身高和体重迅速增加、出现第 ◎ 正确认识青春期的生理变化和心理变
二性征、各项生理功能增强等。 化，做到合理膳食，选择适当的体育活
◎ 青春期的卫生保健和良好的心理状 动，正确与人交往，形成健康的生活态
态有利于青少年顺利地度过青春期。 度和良好的行为习惯。
100 第四单元 物种的延续视野拓展
脐带血干细胞移植
脐带是胎儿与母体联系的通道，它的一端是胎儿，另一端通过胎盘
与母体相连。母体通过脐带将营养物质和氧气源源不断地输送给胎儿，
胎儿通过脐带将代谢废物和二氧化碳运送给母体，由母体代为排泄。
胎儿娩出、脐带结扎并离断后，残留在胎盘和脐带中的血液，叫
作脐带血。与普通血液不同，脐带血含有丰富的干细胞。干细胞具有
自我更新能力，在特定条件下可分化成多种功能的细胞、组织或器官。
干细胞的来源除脐带血外，还有骨髓、胚胎等。
随着科学技术的发展，科学家研究出了利用脐带血干细胞治疗疾
病的方法。1988 年，法国巴黎的一名医生成功地将脐带血干细胞植入
一位患范科尼贫血的病人血液内，由此诞生了脐带血干细胞移植技术。
脐带血干细胞移植可以治疗血液、免疫及代谢等许多类型的疾病。
与骨髓移植相比，脐带血干细胞移植具有独特的优势。脐带血干
细胞的浓度及纯度较高，是骨髓干细胞的 10～20 倍，其增殖能力也远
超骨髓干细胞。脐带血干细胞的来源丰富、采集方便，在新生儿出生
时即可收集。脐带血干细胞移植对配型要求的严格程度低于骨髓移植，
配型成功率较高。与父母进行配型的成功率是 50%，兄弟姐妹之间进
行配型的成功率是 25% ；即使与非亲属进行配型，成功率也比骨髓移
植高。胎盘具有很好的过滤能力，受胎盘屏障的保护，脐带血干细胞
自身感染病毒的可能性较低。
脐带血是一种宝贵的人类生物资源，蕴藏着不可复制且独一无二
的医疗价值。1996 年，我国第一家脐带血造血干细胞库在北京成立。
目前，我国已有多家脐血库，脐带血的贮存量逐年增加。随着医疗技
术的进步，脐带血的临床价值不断提升，必将为更多患者带来希望。
第二章 人类通过有性生殖繁衍后代 101第三章
遗传信息控制生物性状
探寻人体性状的遗传
指纹是人类指腹处的皮肤细纹。没
有两个人的指纹是完全相同的，而且一
个人的指纹一经形成，终生不会发生改
变。指纹的特异性和稳定性使其成为具
有法律效力的人体生物特征，在个人身
份认证方面具有独特的优势。
人体的性状多种多样，有很多性状
像指纹这样，可以用肉眼直接观察到，
如有没有耳垂、有没有酒窝等。这些性
状的组合，使每一个人具有了独特性。
调查人体的常见性状，从中分析性状的
遗传规律。
102 第四单元 物种的延续实践
活动
明确任务
1.调查并汇总人体的常见性状。
2.统计某种性状在学校师生中的不同表现类型及其比例，区分显性性状
和隐性性状。
3.绘制自己家族中某种性状的遗传系谱图，分析该性状的遗传规律。
活动提示
1.查阅资料或咨询专业人员，了解当地人群的常见性状。
2.研讨并设计调查记录表，包括被调查对象的性别、年龄、性状及其表
现类型等。
3.通过观察、访谈、发放问卷等方式开展调查，在师生中调查某些性状
的表现类型；根据调查统计结果，判断不同表现类型间的显隐性关系，尝试
解释显隐性性状出现的比例。
4.记录自己家族所有成员某种性状的表现类型，绘制该性状的遗传系谱
图。整合不同家庭同一性状的遗传系谱图，分析该性状的遗传规律。
展示交流
1.分享本组调查的人体性状，认同、悦纳自己的相貌。
2.各小组展示性状调查统计结果，总结调查中存在的问题并加以改进。
3.各小组利用自己绘制的某一性状遗传系谱图，阐释该性状的遗传规律。
第三章 遗传信息控制生物性状 103第一节
DNA 是主要的遗传物质
早在 19 世纪末，科学家就推测，生物的
学习导引
遗传与细胞中的染色体有关，但对于染色体
1.为什么说DNA是主要
中的哪一种物质起决定作用，一直没有定论。
的遗传物质？
直到 20 世纪中期，科
2. DNA鉴定技术为什么
学家才揭开了遗传现象
能用于亲子鉴定和案
的神秘面纱。特别是在
件侦查？
1953 年，美国生物学
家沃森（J. D. Watson）
关键术语
和英国物理学家克里克
（F. H. C. Crick），在 遗传 遗传物质
前人研究的基础上成功 遗传信息
构建了脱氧核糖核酸 染色体 DNA 基因
（DNA）双螺旋结构模
型（图 4.3-1）。这一成
果在生物学发展史上具
图4.3-1 DNA双螺旋
有里程碑意义。
结构模型示意图
细胞核是遗传信息的存储中心
人类在长期的生活和生产实践中认识到，各种生物的后代与亲代之间具
有基本相似的特征，生物学上把这种现象叫作遗传（heredity）。科学家通过
实验确定了遗传物质在细胞中的位置。
104 第四单元 物种的延续分析讨论
伞藻是一类大型的单细胞水生绿藻，由假根、伞柄和伞帽三部分构成。伞
藻的细胞核位于其基部的假根内，伞帽的形状因伞藻的种类不同而有所差异。
科学家切除伞藻的伞帽，将两种伞藻的伞柄和假根进行了相互嫁接，最终发现
它们各自又长出了不同的伞帽（图4.3-2）。
发育
伞藻A
互相嫁接
发育
伞藻B
图4.3-2 伞藻嫁接实验
问 题
1.伞帽的形状是由伞藻的哪部分结构控制的？
2.控制伞帽形状的结构相对于其他结构有什么特殊之处？
3.如果通过互换细胞核来确定控制伞帽形状的结构，请设计实验，并预测
实验结果。
科学研究表明，生物的遗传物质主要存在于细胞核中，控制遗传现象的
遗传信息就储存在这些遗传物质中。细胞核是遗传信息的存储中心。
阅读聚焦 为什么说细胞核是遗传信息的存储中心？
第三章 遗传信息控制生物性状 105DNA 是绝大多数生物的遗传物质
研究发现，同种生物的体细胞内含有数目相同且形态相似的染色体。不
同种生物的体细胞内，染色体在形态、数目上有差异（图4.3-3）。
果蝇体细胞内有4对染色体（已染色， 小鼠体细胞内有20对染色体（已染色，
放大2 200倍） 放大1 500倍）
豌豆体细胞内有7对染色体（已染色， 玉米体细胞内有10对染色体（已染色，
放大1 500倍） 放大2 200倍）
图4.3-3 几种生物体细胞内染色体的形态和数目
染色体的化学成分主要包括蛋白质和 DNA。1952 年，美国科学家赫
尔希（A. D. Hershey）和蔡斯（M. C. Chase）通过实验发现：噬菌体在
侵染细菌的过程中，进入细菌的只是 DNA，其蛋白质外壳不进入细菌，
但细菌内却产生了许多结构完整的子代噬菌体。这个实验说明，噬菌体在
细菌内的增殖是在亲代噬菌体 DNA 的作用下完成的，子代噬菌体的各种特
106 第四单元 物种的延续征是通过亲代 DNA 遗传的。也就是说，DNA 是噬菌体的遗传物质。
绝大多数生物的体内有 DNA，这些生物的遗传信息储存在 DNA 上，
因此，DNA 是主要的遗传物质。
相关链接
DNA不是唯一的遗传物质
生物体内的核酸分为两类，一类是脱氧核糖核酸（DNA），另一类是核糖核
酸（RNA）。凡具有细胞结构的生物，体内都有DNA 和RNA，这些生物的遗传物
质是DNA。不具有细胞结构的生物，体内只有DNA或RNA，这些生物的遗传物
质则分别是DNA 或RNA。例如，天花病毒、乙肝病毒等生物的遗传物质是DNA，
禽流感病毒、烟草花叶病毒等生物的遗传物质是RNA。
阅读聚焦 为什么说DNA 是主要的遗传物质？
基因是包含遗传信息的 DNA 片段
DNA 是由两条长链盘旋而成的规则的双螺旋结构。DNA 上有许多包含
遗传信息的片段，我们把这些片段叫作基因（gene）（图 4.3-4）。不同的基
因蕴含着不同的遗传信息，生物表现出的不同特征是由不同的基因控制的。
染色体 DNA 基因
蛋白质
图4.3-4 染色体、DNA、基因之间的关系示意图
第三章 遗传信息控制生物性状 107在真核细胞中，每条染色体通常包含一个 DNA，每个 DNA 包含许多基
因。一般情况下，同种生物所含染色体的形态和数目相同，因此，其细胞内
所包含的基因也是相对稳定的，这保证了同种生物之间遗传特征的相似性。
学业检测
1.染色体之所以能控制生物的遗传，是因为它含有（ ）
A. DNA B.脂质 C.糖类 D.蛋白质
2.果蝇遗传信息的存储位置是（ ）
A.只在卵细胞和精子内 B.只在受精卵内
C.只在所有体细胞内 D.在所有细胞内
3. 在下图中的适当位置填写细胞核、染色体、DNA、基因，并用文字描述
它们之间的关系。
1 2 3 4
进度提醒
梳理人体常见的性状及其表现类型，确定要
调查的性状，如眼睑的单双、耳垂的有无、酒
窝的有无、头发的卷直等。
选择适当的调查方法，拟订调查方案，设计
调查记录表。
108 第四单元 物种的延续第二节
生物的性状主要由基因决定
孟德尔（G. J. Mendel）出生于奥地利一个
学习导引
贫寒的家庭（图 4.3-5），父母都是园林工人。
1. 在豌豆花色杂交实验
受家人影响，孟德尔从小便对植物的生长和发
中，白花的消失与重
育充满兴趣。从 1856 年开始，孟德尔进行了
现有什么规律？
长达 8 年的豌豆杂交实验，认识到生物的亲代
2. 基因在亲代与子代之
传递给子代的不是性状本身，而是控制生物性
间是如何传递的？
状的遗传因子（现在称为基因），并发现生物
3. 为什么在世界上找不到
性状的遗传具有一定的规律。 两片完全相同的树叶？
关键术语
性状 相对性状
杂交
显性性状 隐性性状
显性基因 隐性基因
图4.3-5 孟德尔
同一性状有不同的表现类型
生物体的形态、结构、生理特性和行为方式统称为性状（character）。例
如，兔的毛色、鸡冠的形状、麦芒的长度、南瓜的颜色等都是性状（图4.3-6）。
第三章 遗传信息控制生物性状 109图4.3-6 几种生物的性状
生物体的同一种性状，往往有不同的表现类型。在遗传学上，同种生
物同一性状的不同表现类型称为相对性状（relative character）。豌豆植株的
高茎和矮茎、豆荚的绿色和黄色、种子的圆滑和皱缩等，都属于相对性状
（表 4.3-1）。
表4.3-1 豌豆的某些相对性状
茎的高度 花的位置 花的颜色 豆荚颜色 豆荚形状 种子形状 子叶颜色
高茎 腋生 紫色 绿色 饱满 圆滑 黄色
矮茎 顶生 白色 黄色 缢缩 皱缩 绿色
110 第四单元 物种的延续性状遗传具有一定的规律
从生物体的众多性状中，选择一对相对性状进行杂交实验，对其在亲代
与子代中的表现进行对比分析，找出其中的联系，是学习和研究性状遗传的
基本方法。
分析讨论
孟德尔利用纯种的紫花豌豆与白花豌豆进行杂交实验，花色在亲代与子代
中的表现如图4.3-7所示。结合孟德尔的豌豆杂交实验，分析豌豆花的颜色在
亲代与子代之间的遗传规律。
×
亲代
紫花 白花
子一代
紫花
子二代
紫花 白花
图4.3-7 豌豆花色的遗传示意图
问 题
1. 有人说：“亲代控制白花的遗传物质没有传递给子一代，所以子一代没
有开白花。”这个观点正确吗？为什么？
2.多次进行上述实验，子二代中总有白花出现，尝试解释其中的原因。
第三章 遗传信息控制生物性状 111生物的性状主要由染色体上的基因控制。染
A a 基因
色体在生物的体细胞内是成对存在的，因此，基因
b B
在体细胞内通常也是成对存在的。在形成生殖细胞
C C
时，亲代通过一种特殊方式的细胞分裂，使成对的 D d
e e
染色体彼此分开，染色体上的基因也随之分开，分
别进入不同的生殖细胞中。 F F
在性状遗传过程中，亲代的性状有的能够在子
G G
代中显现出来，有的则不能。根据性状在亲代和子
h H
代中的表现规律，我们把相对性状分为显性性状和
t t
隐性性状。控制显性性状的基因叫作显性基因，通
常用大写英文字母表示（如 A）；控制隐性性状的 一对染色体
基因叫作隐性基因，通常用小写英文字母表示（如
图4.3-8 染色体与基因
a）（图 4.3-8）。当生物的体细胞内控制某种性状
的关系示意图
的一对基因为 AA 或 Aa 时，该生物个体就表现为
显性基因 A 所控制的性状，即显性性状；当生物的体细胞内控制某种性状的
一对基因为 aa 时，该生物个体就表现为隐性性状。
假设亲代紫花豌豆体细胞内的基因组成是 AA，亲代白花豌豆体细胞内的
基因组成是 aa，那么它们所产生的生殖细胞内的基因组成分别是A和a。亲
代紫花豌豆与亲代白花豌豆杂
交，得到的子一代豌豆体细胞
亲代
内的基因组成就是 Aa，子一代
紫花 AA × aa 白花
豌豆全部开紫花（ 图4.3-9）。
生殖细胞 A a 子一代紫花豌豆产生两
种类型的生殖细胞，其中一种
含有显性基因 A，一种含有隐
子一代
性基因 a。用子一代的紫花豌
紫花 Aa
豆进行杂交，子二代中会产生
紫花豌豆与白花豌豆两种类型
图4.3-9 亲代豌豆杂交实验的遗传图解
（图4.3-10）。
112 第四单元 物种的延续紫花 紫花
子一代
Aa × Aa
生殖细胞 A a A a
AA Aa Aa aa
子二代
紫花 紫花 紫花 白花
图4.3-10 子一代紫花豌豆杂交实验的遗传图解
阅读聚焦 紫花豌豆的基因组成有哪些类型？
在生物的生殖过程中，亲代的基因随着生殖细胞传递给子代，并控制着
子代的性状表现。正是由于基因在亲代和子代之间的传递，生物的特征才能
够保持相对稳定。这也是生物的特征能够代代相传的根本原因。
进行有性生殖的生物，其子代的遗传物质来自两个亲本，受精作用一经
完成，子代个体的基因组成便由此确定。生物的性状主要取决于细胞中的基
因组成，但生物的生长发育必须在一定的环境条件下进行，环境的任何变化
都可能对生物的生长发育产生相应的影响。因此，生物的性状表现是基因组
成和环境共同决定的。
第三章 遗传信息控制生物性状 113学业检测
1.下列各项中，属于相对性状的是（ ）
A.豌豆的紫花与圆粒 B.小麦的有芒与无芒
C.兔的白毛与牛的黄毛 D.人的卷发与黑发
2. 用高茎豌豆与矮茎豌豆做亲本进行杂交，得到的子一代全部是高茎豌
豆。判断下列叙述是否正确。
（1）豌豆的高茎与矮茎是一对相对性状。 （ ）
（2）高茎为显性性状，矮茎为隐性性状。 （ ）
（3）豌豆的高茎和矮茎完全由基因决定。 （ ）
3.人的双眼皮（D）和单眼皮（d）是一对相对性状。一对夫妇都是双眼皮，
且基因组成均为Dd。
（1）这对夫妇分别能产生几种类型的生殖细胞？
（2）这对夫妇的子女中有几种可能的基因组成？
（3）尝试写出这对夫妇及其子女的遗传图解。
进度提醒
围绕所选定的性状，对师生进行调查，统计
同一性状的不同表现类型并分析其显隐性。
进行调查时，要征得被调查对象的同意，注
意保护被调查对象的信息安全，禁止泄露个人
信息和隐私。
114 第四单元 物种的延续第三节
性染色体决定人的性别
2020 年 11 月 1 日零时，我国第七次全国
学习导引
人口普查登记正式启动（图 4.3-11）。性别是
1. 男、女体细胞中的染
全国人口普查的一项重要内容，男性和女性
色体有什么差异？
的性别比例是衡量一个国家或地区社会发展
2. 亲代与子代的染色体数
水平的重要指标。生男生女与受精卵内的染
目是如何保持恒定的？
色体组成有关。
3. 人类生男生女的机会是
均等的吗？为什么？
关键术语
性染色体 常染色体
性别决定
图4.3-11 我国第七次全国人口普查宣传海报
染色体在亲代与子代之间进行传递
人的体细胞中含有 23 对染色体。精子和卵细胞中各含有 23 条染色体，
数目是体细胞的一半。在生育后代时，通过受精作用，精子的细胞核与卵细
第三章 遗传信息控制生物性状 115胞的细胞核相融合，彼此的染色体会合在一起，受精卵中的染色体数目又恢
复到 23 对，实现了子代与亲代之间染色体数目的恒定（图4.3-12）。
母亲 × 父亲
亲代
23对染色体 23对染色体
卵细胞 精子
生殖细胞
23条 23条
染色体 染色体
受精卵
子代 23对染色体
图4.3-12 人类染色体传递过程图解
人的受精卵中，每一对染色体都是一条来自父亲，一条来自母亲。由此，
子代的体细胞中就具有了来自父母双方的染色体，亲代细胞内的遗传信息也
就随着染色体传递给子代。人类的遗传信息通过生殖细胞，随着染色体由亲
代传递给子代。
阅读聚焦 人类的亲代与子代之间是如何传递遗传信息的？
人的性别取决于性染色体的组成
人的体细胞所含的染色体中，有 1 对染色体与性别决定有关，这对
染色体叫作性染色体（sex chromosome），其余 22 对染色体叫作常染色体
（autosome）。在女性的体细胞中，性染色体的形态、大小是相同的，用 XX
表示；在男性的体细胞中，性染色体的形态、大小是不相同的，用 XY 表示
（图4.3-13）。
116 第四单元 物种的延续女性 男性
图4.3-13 人类的染色体图谱
人体产生生殖细胞时，女性只能产生一种含有 22 条常染色体和 1 条
X 染色体的卵细胞；而男性则能产生两种精子，一种精子含有22条常染色体
和1条 X 染色体，另一种精子含有22 条常染色体和1条 Y 染色体。
探究活动
探究生男生女的比例
女性产生的卵细胞成熟后，由卵巢排出，进入输卵管。此时，如果卵细胞
与含有X染色体的精子相遇，形成的受精卵内含有两条X染色体，将来就发育
成女孩；如果卵细胞与含有 Y 染色体的精子相遇，形成的受精卵内含有一条
X染色体和一条Y染色体，将来就发育成男孩。
提出问题
人类生男生女的机会均等吗？
作出假设
制订方案
1. 根据父母产生的生殖细胞内所含性染色体的类型，确定实验材料。
2.选择材料器具：甲、乙两个不透明的布袋，黄色、 白色的乒乓球各若干
个；纸，笔等。
第三章 遗传信息控制生物性状 1173. 依据精子与卵细胞的结合情况设计模拟过程，明确性别的判断标准。
4. 设计实验结果记录表。
实施方案
1. 取甲布袋标注“母亲”，取乙布袋标注“父亲”。
2.向甲布袋内装入若干个黄色乒乓球，代表含X染色体的卵细胞；向乙布
袋内装入数量相等的黄色和白色乒乓球，黄色乒乓球代表含X染色体的精子，
白色乒乓球代表含Y染色体的精子。
3.将布袋内的乒乓球充分混合，从甲布袋和乙布袋中各随机取出一个乒乓
球进行组合，记录“子代”的性别。
4. 将取出的乒乓球放回原袋，按步骤3重复多次。
5. 记录结果并统计整理。
得出结论
表达交流
1. 各小组展示探究结果。汇总各小组的数据，进行统计分析。
2. 你们小组的探究结果与全班的结果是否一致？为什么？
3. 1953—2020年，我国共进行了7次人口普查，图4.3-14是历次普查得
到的男女人口数据。计算每次普查的男女性别比例，用曲线表示出男女性别比
例的变化趋势。
图4.3-14 我国近7次人口普查中的性别构成情况
118 第四单元 物种的延续一般情况下，女性一次只排出一个卵细胞，而男性一次排出的精液中有
上亿个精子。精液中含有 X 染色体的精子和含有 Y 染色体的精子数量是相等
的，受精时，这两种精子与卵细胞结合的机会也是均等的。因此，生男生女
是随机的，而且机会是均等的（图4.3-15）。
母亲 × 父亲
亲代 XX XY
生殖细胞 X X Y
子代 XX XY
女儿 儿子
图4.3-15 人的性别决定遗传图解
科研人员在人类的 Y 染色体上发现了一个男性性别决定基因，该基因能
控制早期胚胎的性腺形成睾丸，从而使胚胎发育成男性。随着遗传学的不断
发展，人们逐渐认识到，由性染色体决定的性别发育，实际上是由性染色体
上的相关基因决定的。
学业检测
1.人类的遗传信息是通过生殖细胞在亲代与子代之间传递的。判断下列叙
述是否正确。
（1）人的体细胞中含有23对染色体，所产生的精子和卵细胞中各含有23条
染色体。 （ ）
（2）精子和卵细胞是染色体在亲代与子代之间传递的桥梁。 （ ）
第三章 遗传信息控制生物性状 119（3）染色体在亲代与子代之间的传递中能保持数目恒定。 （ ）
（4）正常情况下，人的性别是由性染色体的组成决定的。 （ ）
2.果蝇的性别决定方式与人类相同，下图表示果蝇体细胞的染色体组成。
（1）表示雌性果蝇体细胞内染色体
组成的是图 ，判断依据是
。
（2）依据性染色体的组成，图乙所示果
蝇能产生 种类型的生殖细胞，其生
甲 乙
殖细胞中染色体的数目为 。
3.若一对夫妇第一胎生了一个男孩，这个男孩的性别是在什么时候确定
的？如果这对夫妇再生一个孩子，第二胎一定是女孩吗？为什么？
进度提醒
查阅资料，了解遗传系谱图的绘制方法。
从自身的性状表现中，选择典型性状，寻找父母
的印记。
在自己家族内，追溯某一性状在各代的表现情
况，绘制遗传系谱图，分析该性状的遗传规律。
考虑某些性状的遗传是否与性别有关，重新分析
调查结果。
120 第四单元 物种的延续第四节
遗传信息改变可引起生物变异
1953 年，袁隆平大学毕业后来到湖南省安
学习导引
江农校工作，一心扑在作物育种上。为了培育
1.为什么有些变异能遗传
水稻新品种，袁隆平的团队在稻田里一垄垄、
给后代，有些则不能？
一行行地查看水稻
2. 为什么我国法律禁止
生长情况。他们坚
近亲结婚？
持 不 懈， 终 于 在
1961 年 7 月发现一
株长势特别好的水 关键术语
稻。他们认为这可
变异
能是遗传信息发生
遗传病
改变引起的变异现 近亲结婚
象。从这株水稻开
始，他们进行了更
深入的研究，终于
图 4.3-16 “共和国勋章”
培育出高产的水稻
获得者袁隆平
品种（图4.3-16）。
生物变异是普遍存在的现象
生物学上把子代与亲代之间以及子代个体之间存在差异的现象称为变异
（variation）。引起生物变异的因素多种多样，生物变异的类型也存在差别。
第三章 遗传信息控制生物性状 121分析讨论
根据下列资料，分析生物的变异现象。
资料一 播种同一品种的小麦，待幼苗
越冬后，将生长状况相近的两组幼苗分别移
栽到两个广口瓶中，定期浇灌。一瓶浇土壤
浸出液，另一瓶浇蒸馏水。60天后，两组
小麦的生长状况出现了明显的差异（图4.3-
17）。
资料二 槐是原产于我国的古老树种，
花呈白色或淡黄色。2001年，聊城大学一
位教授偶然发现，当地有一株槐的花色特
殊，呈淡堇紫色。他们以此树为材料，选育
图4.3-17 浇灌土壤浸出液（左）
出槐的新品种——聊红槐。聊红槐的花全部
和浇灌蒸馏水（右）的小麦
呈淡堇紫色，将其结出的种子种植，新生植
株的花色依然是淡堇紫色（图4.3-18）。
图4.3-18 槐（左）和聊红槐（右）的花
问 题
1.浇灌土壤浸出液的小麦结出种子后，将其播种，待幼苗越冬后，移栽到广
口瓶中，使用蒸馏水培养60天，植株的生长状况会是怎样的？
2.资料一和资料二描述的变异现象分别是由什么原因导致的？
3.列举你所见过的生物变异现象，尝试根据变异能否遗传给子代的特点进行
归类。
122 第四单元 物种的延续有些生物变异仅仅是环境因素导致的，生物体内的遗传信息没有改变，
不能遗传给子代，属于不可遗传的变异；有些生物变异是由遗传信息的改变
引起的，能够遗传给子代，属于可遗传的变异。对于生物个体来说，有的变
异不利于自身的生存，有的变异有利于自身的生存。
阅读聚焦 为什么有些变异可以遗传，有些则不能遗传？
遗传病是遗传信息改变引起的
对人类来说，由于遗传信息改变而引起的疾病，称为遗传病。在一般人
群中，尽管遗传病比较少见，但是每个人都可能携带着不同的致病基因。如
果近亲结婚，所生子女患遗传病的概率往往比非近亲结婚夫妇所生子女高出
几倍、几十倍，甚至上百倍。
遗传病不仅给患者自身造成许多不便和痛苦，也给家庭和社会带来巨大压
力。在现有的医疗条件下，遗传病一般不能得到根治，但可以预防。《中华人民
共和国民法典》明确规定：“直系血亲或者三代以内的旁系血亲禁止结婚。”人
们可以通过遗传咨询、产前诊断等手段，及早发现遗传病，及时终止妊娠，避
免或减少遗传病儿的出生，这在一定程度上能够有效预防遗传病（图4.3-19）。
羊水
羊水中的细胞
胎儿
图4.3-19 利用羊水穿刺技术进行产前检查示意图
阅读聚焦 人们可以通过哪些方式有效预防遗传病？
第三章 遗传信息控制生物性状 123变异是自然界中普遍存在的现象。遗传信息发生改变可以引起生物性状
的改变，从而导致新的生物类型出现，这对生物的进化具有重要意义。
学业检测
1. 判断下列关于变异的叙述是否正确。
（1）生物产生的变异都是可以遗传给后代的。 （ ）
（2）凡外界环境引起的变异都是不可遗传的。 （ ）
（3）生物产生的变异对自身的生存一定是有利的。 （ ）
2. 镰状细胞贫血是一种遗传病，当血液中氧气浓度低时，患者的红细胞变
成镰刀状，失去携带氧气的能力。研究发现，体细胞内只有一个镰状细胞贫血
基因的人并不表现出该病的症状，具有一对镰状细胞贫血基因的人才会发病。
正常人的红细胞呈圆饼状（电镜 镰状细胞贫血患者的红细胞易变成镰刀
照片伪彩色处理，放大4 300倍） 状（电镜照片伪彩色处理，放大4 300倍）
（1）控制镰状细胞贫血的基因是显性基因还是隐性基因？说明理由。
（2）一对夫妇的体细胞内均只有一个镰状细胞贫血基因，他们的后代是否
一定患病？用图解的方式说明理由。
（3）采取哪些措施能够诊断胎儿是否患镰状细胞贫血？
进度提醒
如果在调查中获取的数据较少，会影响结果的准确性，应增加被调查
的人数或重新选取性状调查。
针对家族中突然消失或突然出现的某个性状，分析其是否与变异有关。
124 第四单元 物种的延续第五节
生物育种技术促进农业发展
2022年10月12日，在中国空间站的“天
学习导引
宫课堂”上，航天员展示了问天实验舱中水
1.种子经历太空旅行后一
稻植株的生长状况（图 4.3-20）。在实验舱
定能发生变异吗？发生
的生命生态实验柜中，水稻种子经过 120 天
的变异一定有利吗？
的培育，长成植株后又结出种子，实现了从
2. 杂交育种是如何将同一
种子到种子的发育全过程。这些水稻种子随
物种多个品种的优良
神舟十四号返回舱回到地球，为我国的水稻
性状集中在一起的？
育种工作带来了新的研究材料。 3. 转基因技术的核心是
什么？
关键术语
杂交育种 诱变育种
转基因
图4.3-20 航天员展示问天实验舱中的水稻植株
利用生物变异培育优良品种
在作物栽培和动物饲养过程中，人们可以根据不同的需求和喜好， 对其
产生的变异进行逐代挑选，培育优良品种。
第三章 遗传信息控制生物性状 125调查活动
调查我国在生物育种方面的成果
目的要求
1.收集和交流我国在生物育种方面的成果。
2.了解生物育种的方法、原理及其在农业生产中的应用。
方法步骤
1.制订调查计划，包括调查目的、调查内容、调查方式等。
2.以小组为单位，通过查阅资料、到相关科研部门或种植养殖基地咨询等
方式，调查身边的农作物和畜禽的培育方法。
3.将收集到的数据、图片、视频等资料，按生物育种的方法、过程、成果、
应用等进行归类，分析各种育种方法所利用的生物变异原理。
4.通过分析收集到的资料，展望生物育种的前景。
5.撰写调查报告并制作展板，在班级或学校展示。
表达交流
1.常见的生物育种方法有哪些？它们利用的生物变异原理分别是什么？
2.在当地的生产实践中，你了解到哪些生物育种的成功案例？
3.种子被誉为“农业芯片”，种业是国家战略性、基础性的核心产业。谈
谈推动中国“农业芯片”升级迭代的重要性。
杂交育种是改良农作物品种和提高农作物产量的常用方法，也是培育畜
禽新品种的主要途径。人们根据育种目标的不同，选择具有不同优良性状的
个体做亲本进行杂交，使其基因重新组合，产生多种不同类型的子代，再通
过选择培育，形成性状稳定的优良品种（图4.3-21）。
126 第四单元 物种的延续图4.3-21 第三代杂交水稻（左）和中国荷斯坦奶牛（右）
小麦是我国的主要粮食作物，种植历史悠久。近 20年来，我国小麦实现
连续增产，主要得益于优良品种的培育。例如，将高产易染病小麦与低产抗
病小麦做亲本进行杂交，从子代中挑选出高产抗病的个体，保留它们的种子；
第二年播种这些种子，待植株发育成熟后，再从中挑选出高产抗病个体，保
留其种子待下一年播种。通过多代筛选，才可能获得人们所需要的高产抗病
的小麦新品种（图4.3-22）。
图4.3-22 利用杂交育种方法培育的山农29号小麦品种
除杂交育种外，育种专家常利用射线或化学物质等对生物体进行适当处
理，诱导染色体或基因发生改变，促使产生新的变异个体，再从中选择需要
的变异类型进行培育，这种育种方法称为诱变育种。育种专家还将航天技术
第三章 遗传信息控制生物性状 127应用到生物育种中，通过返回式卫星、宇宙飞船等，将农作物种子等带到太
空，利用太空的特殊环境诱导其产生变异，再从返回地球的样本中选育新品
种。1987 年，我国首次将水稻、辣椒等农作物种子送入太空。此后，经过
30多年的实践，我国已经培育出700 余个航天育种植物新品系、新品种（图
4.3-23）。
图4.3-23 我国培育的太空菊（左）和太空南瓜（右）
阅读聚焦 如何利用生物变异培育优良品种？
利用转基因技术定向改良生物性状
各种生物的 DNA 在组成方式上是相同的，基因蕴含的遗传信息在动物、
植物和微生物之间也是相通的，一种生物的基因在另一种生物体内同样可以
得到表达。生物界蕴藏着丰富的基因资源，为基因在生物之间的转移提供了
丰富的材料。
转基因技术是将一种生物的基因分离出来，在体外进行拼接组装，然
后转入另一种生物的体内，以引起生物性状的定向改变。这一技术通过转
移特定的基因，可以打破物种之间的界限，突破杂交育种的局限，实现可
预期的基因组合，快速、高效地改变物种的遗传性状，最终获得人们所需
要的新品种。
128 第四单元 物种的延续20 世纪 90 年代，我国科学家将苏云金杆菌中能够产生杀虫蛋白的基因
转移到棉花体内，对棉花遗传特性进行定向改良，培育了一系列抗虫棉新品
种，解决了棉花虫害问题（图4.3-24）。
图4.3-24 普通棉（左）与抗虫棉（右）
在农业上，转基因技术主要应用于微生物、农作物和动物生产，尤其在
作物生产中的应用发展最快。自 1996 年全球转基因农作物实现商业化以来，
转基因大豆、玉米、棉花、油菜等已经大面积推广种植。截至2023年底，我
国已批准商业化种植的转基因作物有棉花、番木瓜、玉米、大豆，已批准进
口的转基因作物包括大豆、棉花、油菜、甜菜、玉米等。
阅读聚焦 为什么说利用转基因技术可以提高育种效率？
粮食安全是“国之大者”。杂交育种、转基因等技术促进了农业发展。
只有坚持农业科技自立自强，加快推进农业关键核心技术攻关，加快生物育
种的产业化步伐，才能确保国家粮食安全。
第三章 遗传信息控制生物性状 129学业检测
1. 根据生物育种相关知识，判断下列叙述是否正确。
（1）杂交育种可以将亲本的优良性状集中在一个个体上。 （ ）
（2）杂交育种获得的子代个体都具有双亲的优良性状。 （ ）
（3）转基因技术可以定向改变生物的遗传特性。 （ ）
（4）利用射线或化学物质处理生物，诱导产生的变异大多数是不利的。（ ）
2.苜蓿是世界上最重要的牧草之一，被称为“牧草之王”。
（1）紫花苜蓿的产量高、抗寒性差，黄花苜蓿的产量低、抗寒性强。如何
利用杂交育种方法培育出既高产又抗寒的苜蓿新品种？
（2）正常状态下，苜蓿的每个叶柄上长有3枚小叶。2020年，一批苜蓿种
子搭乘嫦娥五号探测器进入太空。这些种子返回地球后，经过种植，少数植株
长出了7枚小叶。试分析产生这种变异的原因。
3. 中国科学院上海遗传所和复旦大学合作，培育出含有人凝血因子基因的
转基因羊，这些羊的奶中含有能够治疗血友病的成分。
（1）人凝血因子基因为什么能够在人与羊之间进行转移？
（2）尝试描述含人凝血因子基因的转基因羊的培育过程。
进度提醒
撰写小组调查报告，包括调查的目的、过程、方法和结
论。利用演示文稿、图片等，介绍调查过程与收获。
修订完善调查方案，根据要求展示交流。
每个人的相貌都是独一无二的，相对于相貌，一个人的
品质和才华更为重要。美的形式是多样的，活力、健康
也是一种美，要学会悦纳自己。
130 第四单元 物种的延续学业目标
建构概念 提升素养
◎ 细胞核是遗传信息的存储 ◎ 能够举例说明基因和环境共同决定生物的性
中心。DNA 是主要的遗传 状，进一步形成结构与功能相适应、生物与环境
物质。 相适应的观点。
◎ 基因是包含遗传信息的 ◎ 通过分析豌豆花色遗传等实验，能够解释遗
DNA片段，随生殖细胞由亲 传信息在生殖过程中完成传递并控制子代的生长
代传给子代。 发育。
◎ 生物的性状是由基因组成 ◎ 通过模拟生男生女比例的探究活动，认同生男
和环境共同决定的。 生女是随机的，认识自我、敬畏生命。
◎ 基因位于染色体上，人的 ◎ 关注人类性状的遗传，关爱遗传病患者，认同
性别是由性染色体的组成决 预防遗传病的措施；认同禁止近亲结婚的法律规
定的。 定，主动向他人宣传优生优育知识。
◎ 遗传信息发生改变可以引 ◎ 了解杂交育种、转基因等技术在农业生产中的
起生物变异，利用生物变异 应用，认同科学技术对人类生产生活的巨大推动
可以培育优良品种。 作用，参与相关社会议题的讨论。
第三章 遗传信息控制生物性状 131视野拓展
基因身份证
随着基因研究的不断深入，一种新型的身份证——基因身份证，正
在走进我们的生活。它的外形与普通身份证相似，但信息含量要丰富得
多。基因身份证左侧显示持有者的姓名、性别、出生年月、血型、身份
证号等，右侧是持有者的照片，而下方的一长排条形码就是其奥秘所在，
每个人的基因秘密就蕴藏其中，显示持有者遗传信息的唯一性。
基因身份证的制作程序比较简单。只要有制作基因身份证所需的特
殊设备，再由专业人员用棉签蘸取人的口腔上皮细胞并从中提取 DNA
进行基因分析，就可以制作一张基因身份证了。
基因身份证可为输血、器官移植等提供快捷可靠的遗传信息。医生
对照基因身份证，可从人类基因库中迅速找到组织配型相同的器官、血
液或细胞，快速救助病人；还可以找到某个病人的致病基因，有针对性
地改变其生活习惯，或进行药物治疗。
在家族性疾病研究、亲子鉴定、血缘族谱寻找确认等方面，基因身份
证具有广阔的应用前景。人们可以利用基因身份证开展婚姻及生育指导
等。比如，如果人们在婚前拥有基因身份证，就如同做了更为全面的婚前
检查，可以避免后代背负遗传病的痛苦，这对提高人类的遗传素质有着不
可替代的价值。从这个意义上说，基因身份证甚至能给医疗、遗传等相
关领域的学术研究和实践应用带来一场新的革命。
当然，基因具有“生命密码”的特性，基因身份证有暴露个人隐私
的风险。不过，可以预见，随着法律法规的健全和医学的发展，基因身
份证会越来越受到人们的欢迎。
132 第四单元 物种的延续单元整合
概念生成
1 回顾生物的生殖方式，列表比较无性生殖和有性生殖的区别和联系，
体会生物对生存环境的适应性。
区别
项目 联系
本质 特点 举例
无性生殖
有性生殖
2 生物的性状是由基因组成和环境共同决定的，联系与之相关的关键
术语，在下图的基础上运用方框、连线、连接词等建构概念图。
遗传信息
（ ） 关系
（ ） 共同决定
DNA 基因 + 环境 性状
关系
主要位于
决定
性染色体 性别
主要遗传物质 染色体
（ ）
单元整合 133概念迁移
学会正确对待青春 解释遗传信息在生 运用结构与功能、生物 解释杂交育种、
期生理和心理发生 殖过程中完成传 与环境相适应的观点， 转基因技术对人
的变化，健康地度 递，并控制新个体 举例说明基因和环境共 类生产生活具有
过青春期。 的生长发育过程。 同决定生物性状。 的巨大推动作用。
物种的延续
遗传信息控制生物性状，并由亲代传递给子代。
良好的生活卫生习惯和 生物通过有性生 生物的性状是由基
心理状态，有利于正确 殖或无性生殖产 因组成和环境共同
应对青春期的生理和心 生后代。 决定的。
理变化。
134 第四单元 物种的延续附 录
部分中英文名词索引
变异 variation 121
常染色体 autosome 116
传粉 pollination 36
根尖 root tip 5
根系 root system 4
光合作用 photosynthesis 20
基因 gene 107
精巢 testis 73
卵巢 ovary 73
生殖系统 reproductive system 82
受精 fertilization 39
受精卵 fertilized egg 39
无性生殖 asexual reproduction 68
相对性状 relative character 110
性染色体 sex chromosome 116
性状 character 109
芽 bud 49
遗传 heredity 104
有性生殖 sexual reproduction 76
蒸腾作用 transpiration 9
组织培养 tissue culture 66
135后 记
本套教科书根据教育部制定的《义务教育课程方案（2022年版）》和《义
务教育生物学课程标准（2022年版）》编写。
本套教科书是集体智慧的成果，同时得到了诸多教育界前辈、专家学者、
中学一线教师及相关单位的大力支持。在此，诚挚感谢王宪国、王海霞、朱立伟、
张振华、薛松，他们在教科书编写过程中发挥了重要作用；诚挚感谢乜雷、
王丁、王坤、尹哲、任斌、刘莹、刘强、刘洪宝、刘洪森、刘洪锋、齐治国、
牟森、牟玉英、牟新军、李亚、李伟、李萍、李鼎、李霞、李士保、李之恩、
李斯深、杨鑫、吴继东、邱霞、沈照连、张军、张前、张涛、张艳洁、陈乃崇、
陈学森、卓兴启、周波、孟凡智、赵百里、赵红月、赵建鑫、侯勤龙、祝建
平、袁子怡、殷康、黄祁、黄勇、曹莹、梁晓珉、景利彬、谢念东、魏海芹（以
姓氏笔画为序）等专家与同道，他们在教科书编写过程中给予了热情帮助。
在教科书编写过程中，我们与选用图片或案例的有关作者取得了联系，
得到了他们的无私帮助，在此深表谢意。同时，未能取得联系的作者，请及
时与出版社联系，以便支付报酬。
由于水平有限，书中难免有疏漏之处，希望使用本套教科书的师生们随
时把意见和建议反馈给我们，对此我们将不胜感谢。我们的联系方式如下：
联系电话：0531-86131713
电子邮箱：jcyjsj@163.com
济南出版社
