浙教版七年级下册(2025年新版)科学电子课本_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_浙教版

主    编：任学宝
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分册主编：王耀村
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项目统筹：何黎峰
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美术编辑：钟吉菲
责任校对：唐弥娆 杨 艳 
责任印务：陆 江
义务教育教科书  科学  七年级  下册
YIWU JIAOYU JIAOKESHU KEXUE QI NIANJI XIACE
出   版 浙江教育出版社
     （杭州市环城北路177 号 电话：0571-88909716，88900061）
发   行 浙江省新华书店集团有限公司
制   作 杭州万方图书有限公司
印   刷 杭州杭新印务有限公司
开   本 787 mm×1092 mm 1/16
印   张 12.75
插   页 1
字   数 255 000
版   次 2024 年12 月第1 版
印   次 2024 年12 月第1 次印刷
审 图 号 GS 浙（2024）66 号
标准书号 ISBN 978-7-5722-8324-6
定   价 12.95 元
定价批准文号：浙发改价格〔2019〕 319 号、 〔2020〕 331 号 举报电话：12345、12315
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前  言
回望人类历史长河，科学是现代文明的基石，是社会进步革命性的推动
力量，也是人类了解宇宙、地球以及自身的重要途径。
当今世界，仍有许许多多的未解之谜。绿海龟在大海中遨游几十年，是什
么指引它从千里之外回到出生的海滩产卵？身长只有1 毫米的水熊虫，如何
耐受严寒、高热、长期无氧的极端环境？攻克阿尔茨海默病的关键是什么？
在浩渺的宇宙太空，是否存在智慧生命？科学奥秘的探索永无止境。
科学解释现实世界，并不断更新，科学上没有绝对的真理。其实，很多
科学原理来源于观察、实验、归纳及演绎推理。随着人类对周围环境认识的
加深，有无数曾被人们深信不疑的知识被颠覆和修正，科学正是在质疑和纠
错中不断向真理前行。正如牛顿的万有引力定律，可以解释太阳系行星绕太
阳公转的现象，却无法准确解释包括水星在内的一些星体的运动规律，直到
1915 年爱因斯坦提出广义相对论，才基本解决了困扰科学界六十多年的难
题。科学求真，需要同学们保持好奇心，发挥想象力，独立思考，刻苦钻研，
敢于质疑，用自己的胆识和智慧推动科学的车轮不断前进。
古代中国曾以四大发明极大地促进人类进步，如今我们依然在科技创新
的赛场上努力奋进。当前，世界面临着能源短缺、气候极端、疾病肆虐、粮食
安全等诸多挑战，面对这些世界性难题，只有实现科技自立自强，才能保障国
家安全和百姓福祉，也才能更好地促进世界和平发展。
自古英雄出少年！希望同学们通过学习，激发起好奇心、想象力、探求
欲，树立“科技创新、强国有我”的志向，学好科学知识，掌握科学方法，拥
有应对未来挑战的能力，为人类文明做出贡献。
同学们，科学之路就在你脚下，勇敢地启程吧！
第1 章  
生物的结构与生殖
第2 章  
第1 节    走进微观世界
53
第2 节    建构分子模型
60
第3 节    建构原子模型
65
第4 节    探究物质组成的奥秘
73
第5 节    用化学式表示物质
82
物质的微观结构
目 录
MULU
第1 节    生物体的结构层次
2
第2 节    人和动物的生殖与发育
13
第3 节    植物的生殖与发育
22
第4 节    微生物的结构与生殖
37
第5 章  
第1 节    走进制造
181
第2 节    我们一起来制造
187
制造技术与工程
第4 章  
第1 节    探索地球表面
137
第2 节    土壤的结构和质地
145
第3 节    土壤与植物生长
155
第4 节    保护土壤
167
我们生活的大地
第3 章  
第1 节    质量和密度
93
第2 节    物态变化
105
第3 节    物质的变化与性质
127
物质的特性
附录  元素周期表
世界上各种复杂的系统都可以按照一定的秩序进行分层，系统普遍具有层
次结构。生命系统是复杂的开放系统，与其他物质系统一样具有层次性，遵循
自然界的共同规律。
生命系统具有怎样的结构层次？为什么生命的个体会衰老死亡，而物种能
不断延续？
第1 章
生物的结构与生殖
一、细胞的分裂、生长和分化
无论是大象、蚂蚁还是人，绝大多数动物的细胞大小相近，直径大约
20～30 μm。生物体内数量巨大的细胞是由细胞分裂产生的。
细胞分裂（cell division）是指一
个细胞分成两个细胞的过程。分裂过
程中，细胞核由一个分成两个，细胞
质也分成两份，每份各含有一个细胞
核。如图1.1-1所示，人的生命是从
一个受精卵开始的。精子与卵细胞结
合后形成的受精卵会迅速分裂，逐渐
形成一个由较多细胞组成的细胞团。
在细胞分裂过程中，细胞核里的遗传
物质经过复制而数量加倍，在一个细
胞分裂为两个子细胞时，遗传物质平
均分配到两个子细胞中，这样就保证了子细胞与母细胞具有相同的遗传物
质。因此，新细胞和原细胞所含的遗传物质是一样的。
图1.1-1  受精卵的分裂
受精卵
2 个细胞
4 个细胞
8 个细胞
大量细胞
常见的生物都是由细胞构成的，例如人体中的
细胞约有几十万亿个。构成我们身体的细胞不仅数
量庞大，而且多种多样。人与许多生物一样，生命都
始于一个细胞——受精卵。一个受精卵如何发育成
大量的、不同类型的细胞？它们又是怎样构成一个
结构复杂的生物个体的？
第 1 节  生物体的结构层次
科学  七年级下册
2
多细胞的生物个体通过细胞分裂产生新细胞，不断更新衰老、死亡的
细胞，从而保证生物体的正常生命活动。
刚分裂产生的子细胞，一般只有母细胞的一半大小。它们能吸收营养，
合成自身物质，从而不断地长大。这个过程就是细胞生长（cell growth）。
与人类社会的分工协作类似，生物体内数量众多的细胞之间也有分
工。细胞分裂后，有的子细胞生长后能继续保持分裂能力；而有的子细胞
则会发生变化，形成具有不同形态、结构和功能的细胞，一个或一种细胞
通过细胞分裂产生的子细胞，在形态、结构和功能上发生差异性变化，这
个过程叫作细胞分化（cell differentiation）。一个受精卵就这样经过不断的
分裂、生长和分化，最终长成了一个生物个体。
第一代
母细胞
同时进行
生长、分化
分裂
生长
分裂
第二代
母细胞
动物细胞
红细胞
肝细胞
第一代
母细胞
同时进行生
长、分化
分裂
生长
分裂
第二代
母细胞
植物细胞
叶肉细胞
叶表皮细胞
图1.1-2  细胞的分裂、生长和分化
第1 章  生物的结构与生殖
3
二、植物体的结构层次
植物的受精卵经过多次分裂和生长后，除少数细胞继续分裂外，其余
大部分细胞则分化成各种不同形态和不同功能的细胞群。每个细胞群都是
由形态相似、功能相同的细胞联合在一起形成的，这样的细胞群叫作组织
（tissue）。
植物的基本组织主要包括保护组织、输导组织、营养组织、机械组织
和分生组织，如图1.1-3所示。
图1.1-3  植物的主要组织
营养组织
根、茎、叶、花、果实、种子中
都含有大量的营养组织。营养组
织的细胞壁薄，液泡较大，有储
藏营养物质的功能。含有叶绿体
的营养组织还能进行光合作用。
输导组织
根、茎、叶等处有运输水
和无机盐的导管，也有运
输有机物的筛管，它们都
属于输导组织。
保护组织
根、茎、叶等表面的表皮细
胞属于保护组织，具有保护
内部柔嫩部分的功能。
机械组织
茎、叶柄、叶片、
花柄、果皮、种皮
等处都有机械组
织。构成机械组织
的细胞，细胞壁增
厚。机械组织对植
物体主要起支撑和
保护作用。
分生组织
在根尖、茎尖等处都有分
生组织。分生组织的细胞
体积较小、细胞核较大，
排列紧密，具有持续或周
期性分裂能力。
分生组织
科学  七年级下册
4
思考与讨论
把一根枝条的顶端剪去，这根枝条还能继续往上生长吗？为什么？
如图1.1-4所示，被子植物叶片的上下表面，各有一层排列紧密呈扁
平状的表皮细胞，起保护作用，属于保护组织。在上下表皮之间的叶肉细
胞，含有叶绿体，能进行光合作用，属于营养组织。在叶脉处，有的细胞呈
管状，能输送由根吸收的水分、无机盐以及由叶制造的营养物质，它们属于
输导组织；有的细胞呈细长形，细胞壁增厚，对叶片起支撑和保护作用，属
于机械组织。
植物叶片中的各种组织通过有序组合，使叶片能够进行光合作用、蒸
腾作用等生理活动。像叶片这样，由不同的组织按照一定的次序组合在一
起，构成能行使一定功能的结构，叫作器官（organ）。
被子植物的根、茎、叶、花、果实和种子都是它的器官。其中，花、果
实和种子与植物的生殖有关，称为生殖器官；根、茎和叶则与植物制造自
图1.1-4  被子植物的叶片结构
营养组织
机械组织
输导组织
输导组织
机械组织
保护组织
保护组织
第1 章  生物的结构与生殖
5
身营养物质和生长有关，称为营养器官。这六种器官分工协作，共同完成
植物体的生命活动。
探索活动
1. 辨认图中番茄植株的六大器官。
2. 用解剖刀切开番茄果实，用放大镜由表及
里地观察果实的组成，辨认番茄果实的保护组织、
营养组织和输导组织，并在图1.1-6中标出。
3. 通过对番茄植株组成的观察和分析，将图
1.1-7中番茄植株的结构层次补充完整。
图1.1-5  番茄植株
图1.1-6  番茄果实
图1.1-7  番茄植株的结构层次
细胞
 
 
植物体
科学  七年级下册
6
植物体在结构上具有明显的层次性：
植物体
细胞
组织
器官
三、动物体的结构层次
与植物一样，在动物体内也有很多组织。例如，人体有四种基本组织，
分别是上皮组织、肌肉组织、结缔组织和神经组织。
如图1.1-8所示，上皮组织由许多排列紧密的上皮细胞组成，主要分
布在人的皮肤、内脏器官的表面和体内各种管腔的内表面。上皮组织主要
具有保护功能，有些部位的上皮细胞还有分泌和吸收物质的功能，如小肠
腺上皮细胞能分泌消化液。
如图1.1-9所示，肌肉组织主要由肌细胞组成，具有收缩和舒张的功
能，能够使机体产生运动。平滑肌、心肌和骨骼肌都属于肌肉组织。
图1.1-8  上皮组织
骨骼肌
心肌
平滑肌
图1.1-9  肌肉组织
第1 章  生物的结构与生殖
7
如图1.1-10所示，结缔组织的细胞间隙较大，细胞间质较多，形态多
样，血液、软骨、肌腱等都属于结缔组织。结缔组织具有运输、支撑和连接
等功能。
如图1.1-11所示，神经组织主要由神经细胞组成，主要分布在脑、脊
髓和周围神经中。它具有接收刺激、产生并传导兴奋的作用。如果你被针
刺了一下，会感到疼痛，这就是神经组织在起作用。
探究实践
观察人体的基本组织
目标
认识人体的四种基本组织。
器材
人体的四种基本组织切片，显微镜。
过程
1. 用显微镜分别观察人体的四种基本组织切片，对照教科书上的插
图，辨认四种基本组织。
2. 比较人体四种基本组织的主要结构特征、分布位置和功能等，并
将结果填入表1.1-1。
图1.1-11  神经组织
图1.1-10  结缔组织
科学  七年级下册
8
问题讨论
人体这些组织的结构是如何与其功能相适应的？请举例说明。
探索活动
人体的皮肤由外到内可分为表皮、真皮和皮下组织三层，如图1.1-12
所示。
1. 表皮细胞排列紧密，主要起保护身体、防止细菌入侵的作用。表
皮属于什么组织？
表1.1-1  人体四种基本组织的特点
组织
结构特征
分布位置
功能
举例
感受痛感的
神经末梢
感受触摸的
触觉小体
血管
汗腺
脂肪
毛囊
感受冷感的冷敏小体
感受热感的热敏小体
立毛肌
皮下组织
真皮
表皮
毛
皮脂腺
图1.1-12  皮肤的结构
第1 章  生物的结构与生殖
9
2. 真皮内的触觉小体、热敏小体和冷敏小体能感受外界对皮肤的各
种刺激，它们主要由神经细胞构成，属于什么组织？血管内流动的血液
属于什么组织？人体遇到寒冷或某些其他刺激时，有时会汗毛竖起来，
这是立毛肌在起作用，立毛肌主要由什么组织构成？
3. 皮下组织主要是脂肪，能缓冲撞击、储藏能量。脂肪属于什么 
组织？
人体的皮肤由多种组织有序组合，具有保护、排泄、调节体温和感受
外界刺激等多种功能，是人体最大的器官。与植物体类似，人体或大部分
的动物体内也有许多器官。例如，眼、耳、鼻是感觉器官，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。
能够共同完成一项或多项生理功能的多个器官按照一定的顺序组合在
一起，就构成了系统（system）。例如，新生命的孕育和诞生，就是由生殖系
统完成的。男性和女性的生殖系统不同，如图1.1-13和图1.1-14所示。
男性的主要生殖器官是睾丸。睾丸在阴囊内，呈卵圆形，左右各一个。
睾丸的主要功能是产生精子、分泌雄性激素。附睾是贮存精子的器官。精
子从附睾通过输精管输送到尿道，再排出体外。
图1.1-13  男性生殖系统
尿道
阴茎
睾丸
阴囊
前列腺
输精管
精囊
尿道
阴茎
睾丸
附睾
附睾
科学  七年级下册
10
女性的主要生殖器官是卵巢。卵巢位于子宫的两侧，其主要功能是产
生卵细胞、分泌雌性激素。卵细胞从卵巢中排出后会沿着输卵管向子宫方
向移动。子宫是胚胎发育的场所。
除了生殖系统外，人体还有运动系统、呼吸系统、循环系统、消化系
统、泌尿系统、神经系统、内分泌系统等，各个系统既分工协作又密切配
合，使人体成为一个协调统一的整体。
思考与讨论
1. 人体与植物体的结构层次有什么异同？
2. 跑步前后，人的呼吸和心跳有什么变化？说说为什么会有这样的
变化。
练习与应用
1. 模型是帮助我们理解科学概念的有效方法。请你尝试用一些几何图形和箭头
的组合，来表示细胞的分裂、生长和分化过程。
图1.1-14  女性生殖系统
尿道
输卵管
卵巢
子宫
子宫颈
阴道
第1 章  生物的结构与生殖
11
2. 观察图中的黄瓜植株（部分）以及黄瓜的横切面图，你可以找到黄瓜植株的哪
些器官？它们分别属于植物的哪一类器官？请在黄瓜的横切面上标出你能辨
识出的各种组织。
3. 如图所示，人体的胃壁由内到外可分为黏膜层、黏膜下层、肌肉层和浆膜。
 （1） 黏膜层是胃壁的最内层，由一层柱状上皮细胞组成，上面布满小褶皱，能
分泌胃液，具有保护作用。它由什么组织构成？
 （2） 黏膜下层内有丰富的血管和淋巴管以及神经网。血管内流动的血液和黏膜
下层中能感受刺激的神经丛分别属于什么组织？
 （3） 胃壁的肌肉层，由三层平滑肌组成，能收缩和舒张，负责胃的蠕动，以帮助
消化食物。它由什么组织构成？
 
由此推断，人体的胃是一种组织、一种器官，还是一个系统？说说理由。
4. 以你最熟悉的人体某一系统为例，尝试分析人体的结构层次。
（第2题图）
（第3题图）
浆膜
肌肉层
黏膜层和黏膜下层
浆膜
纵行肌
环行肌
黏膜下层
肌间神经丛
黏膜下神经丛
胃腺
黏膜层
科学  七年级下册
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人类“十月怀胎，一朝分娩”。人与绝大部分动物虽然
都是由受精卵发育而来的，却有着不同的生命运动和延续生
命的方式。那么，它们是否有一些共同的规律呢？
第2 节  人和动物的生殖与发育
一、人的生殖与发育
成年女性的卵巢一般每月只排出一个发育成熟的卵细胞，进入输卵
管。成年男性一般每天能产生上亿个精子。精子和卵细胞结合形成受精卵
的过程叫作受精。输卵管接受排出的卵细胞，提供受精的场所。一个受精
卵的形成就是一个新生命的开始。
只有一个精子能与
卵细胞结合。一旦
受精，人的发育过
程就开始了。
图1.2-1  受精过程
卵细胞
精子
精子细胞核
卵细胞核
受精卵细胞核
图1.2-2  早期胚胎形成的过程
卵细胞
受精卵
输卵管
子宫
胚胎
卵巢
第1 章  生物的结构与生殖
13
受精卵形成后，一边不断进行细胞分裂形成早期的胚胎，一边沿着输
卵管慢慢移动到子宫中，最终附着在子宫内膜上，这时，女性就怀孕了。
思考与讨论
结合受精和胚胎的形成过程，说说人的精子和卵细胞的形态结构与
其功能的关系。
早期胚胎在子宫内继续发育，会出现一层将胚胎包裹起来的羊膜，里
面充满了羊水，然后逐渐出现胎盘和与之相连的脐带。胎儿生活在羊水中，
通过胎盘、脐带从母体获得所需要的营养物质和氧气，同时排出二氧化碳
和其他废物。一般来说，形成受精卵后38周左右，胎儿就发育成熟了。胎
儿从母体内产出的过程叫分娩（parturition），如图1.2-3 所示。分娩过程
中，母亲常常要忍受剧烈的阵痛。
图1.2-3  分娩过程
宫口扩张
胎儿娩出
胎盘娩出
刚出生的婴儿主要靠母乳喂养。母乳含有婴儿所需要的各种营养、抗
病物质等，是婴儿最好的食品。婴儿出生后的较长一段时间，在生活和教
育上要依赖父母。孕育新生命和养育子女对父母来说极其不易，我们要感
激父母的养育之恩，珍爱自己的生命。
人的一生大致要经历婴幼儿期、少年期、青春期、成年期、老年期等
时期，经历生长、发育、成熟等过程，最终衰老死亡。
科学  七年级下册
14
婴幼儿期
少年期
青春期
成年期
老年期
图1.2-4  人的一生
思考与讨论
1. 阅读图1 . 2 - 5，人
的整个身体在哪些年龄段
生长发育较快？这些年龄
段分别处于人的哪个生长
时期？
2. 比较人在11～18岁
左右，整个身体、大脑、生
殖器官生长发育的特征。
青春期是人一生中身体发育和智力发展的黄金时期。性发育和性成熟
是青春期的一个显著特点。进入青春期，人的生殖器官迅速发育。男性睾
丸体积增大，并分泌雄性激素，开始产生精子，因此有时在睡梦中会排出
精液，这种现象叫作遗精。女性的卵巢质量增加，并分泌雌性激素，开始产
生成熟的卵细胞，从卵巢中排出。如果卵细胞没有受精，子宫内膜就会自
然脱落，引起子宫出血，这就是月经。遗精和月经都是正常的生理现象。
图1.2-5  身体不同结构的发育程度与年龄的关系
年龄/ 岁
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
发育程度/ %
生殖器官
5
10
15
20
整个身体
大脑
第1 章  生物的结构与生殖
15
女孩和男孩的生殖系统结构不同。人进入青春期，在雄性激素和雌性
激素的刺激下，体形上将出现差异。在人体外表上，男、女生殖器官的差
异称为第一性征，除去生殖器外的男女差异称为第二性征。图1.2-6中的
红点代表青春期形体变化开始的平均年龄。
图1.2-6  第二性征及出现的顺序
进入青春期的女孩和男孩开始萌动性意识，从疏远异性到逐渐渴望接
近异性，这是正常的心理现象。人处于青春期时，大脑兴奋性强，容易接受
新鲜事物，但自我控制能力较弱。因此，我们要注意培养自制能力，在与异
性交往过程中，要学会控制冲动，做到不卑不亢、自重自爱。此外，生活要
有规律，积极参加文体活动，每天注意营养均衡，尤其要克服偏食的习惯，
以促进身体健康成长。
我们应当以科学的态度对待青春期的各种变化，珍惜青春，热爱生命，
提升素养。
二、昆虫的生殖与发育
生物界有100万种以上的昆虫，它们分布广、数量多、形态多样。
桑蚕是以桑叶为食物，会吐丝结茧的昆虫。中国是世界上最早养蚕和
科学  七年级下册
16
制造丝绸的国家。如图1.2-7所示，桑蚕的一生经过卵、幼虫（蚕）、蛹、成
虫（蛾）四个发育阶段。桑蚕的幼虫和成虫在生活方式和形态结构上差别很
大，在发育过程中出现了蛹期，蜜蜂、蚊子等昆虫也有类似的发育过程。
图1.2-7  桑蚕的一生
蛹看似不食不动，
实际上体内发生着
剧烈的变化。
卵
幼虫
蛹
成虫
与桑蚕不同，蝗虫、蝼蛄等昆虫的一生只经过受精卵、幼虫和成虫三
个时期。
图1.2-8  蝗虫的一生
幼虫
成虫
受精卵
第1 章  生物的结构与生殖
17
思考与讨论
蝗虫主要以多种植物的叶和茎为食，且会集群迁飞，使农作物遭到
严重破坏。根据蝗虫的生殖和发育特点，消灭蝗虫的最佳时期应是其哪
个生长阶段？
三、两栖动物的生殖与发育
春暖花开的季节，在稻田、池塘或沟渠边，
可以看到长有一对鸣囊的雄蛙，它正在以鸣声
招引雌蛙。每年的春夏时节是青蛙、蟾蜍的繁
殖季节。
青蛙、蟾蜍属于两栖动物，它们的生殖和
发育主要在水中完成。雄蛙和雌蛙在水中抱
对，雌蛙产卵，雄蛙排出精子，卵细胞和精子在水中受精。受精后，很多受
精卵粘连成卵块或卵带。假如你看到水中漂浮着一团团胶状透明物，里面
有许多深色的小点，那可能是青蛙产下的卵块。
探索活动
阅读图1.2-10所示的青蛙生活史，完成下列任务。
图1.2-9  鸣叫的雄蛙
图1.2-10  青蛙的生活史
成蛙
抱对
受精卵
胚胎发育
蝌蚪
有腿的蝌蚪
幼蛙
科学  七年级下册
18
1. 根据青蛙的生活史，将蛙的不同生长时期的名称填在图中相应的
方框里。
2. 比较蝌蚪和成蛙的主要不同点，完成表1.2-1。
青蛙从幼体到成体的发育过程中，生活方式和形态结构会发生很大的
改变，这是青蛙、蟾蜍、蝾螈等两栖动物具有的共同特征之一。
思考与讨论
两栖动物是体外受精，但在繁殖季节里雌蛙和雄蛙有抱对行为。这
一行为有什么意义？
四、鸟类的生殖与发育
鸟类是脊椎动物中比较高等的类群，其生殖和发育过程一般包括求
偶、交配、筑巢、产卵、孵卵和育雏几个阶段，每个阶段都伴随着复杂的
繁殖行为。
死亡或冬眠
表1.2-1  蝌蚪与成蛙的不同点
生活环境
运动器官
运动方式
呼吸器官
蝌蚪
鳃
成蛙
肺和皮肤
第1 章  生物的结构与生殖
19
图1.2-11  鸟类繁殖过程中的一些行为
求偶
孵卵
筑巢
育雏
求偶成功，雌鸟和雄鸟进行交配，精子和卵细胞在雌鸟的体内结合形
成受精卵，然后选择合适的场所开始筑巢。接着，雌鸟会产下具有坚硬外
壳的较大型的卵。由于外界温度低于亲鸟的体温，产出的卵需要由亲鸟孵
卵才能继续发育。有一些孵化出来的雏鸟尚未充分发育，还需要由亲鸟喂
养一段时间才能独立生活。
思考与讨论
鸟类复杂的繁殖行为能使鸟类后代的成活率更高，请举例说明。
科学  七年级下册
20
归纳
归纳是指对大量具体事实进行分析，寻找共同的特征，概括出一般
结论的方法。例如，观察到燕子、麻雀、喜鹊、啄木鸟等都有筑巢行为，
得出“鸟类有筑巢行为”这一结论。归纳得出的结论可以用来预测和判
断，但往往需要通过调查、实验进一步验证。
练习与应用
1. 如图所示为女性生殖系统结构简图，回答下列问题。
 （1）说出A器官的两项主要功能。
 （2） 如果某女性B器官发生堵塞，她能在自
然状态下怀孕吗？为什么？
 （3） 科学家预言：外置于母体的人造子宫有
望被发明。请你分析，人造子宫应该具
备哪些功能？
2. 右图表示蝴蝶的一生，请写出图中1、2、3、
4四个数字所代表阶段的名称。
3. 鸟类的生殖和发育过程一般包括求偶、交
配、筑巢、产卵、孵卵和育雏几个阶段，有
没有例外的？你还知道哪些特殊的情况？
方法与技能
A
B
（第1题图）
（第2题图）
羽化
1
2
3
4
第1 章  生物的结构与生殖
21
一、花的结构
被子植物生长发育成熟后，会开花结果，形成种子。自然界中，各种植
物的花千姿百态、五彩缤纷，但它们的基本结构却是相似的。一朵花一般
由花托、花萼、花瓣、雄蕊和雌蕊等结构组成，如图1.3-1所示。
春天是大多数动植物最佳的繁殖期。杨花和柳絮漫
天飞舞，它们是花还是种子？为什么要选择春天开花？
植物不会自己从一处移动到另一处，它如何完成受精 
过程？
第3 节  植物的生殖与发育
柱头
花柱
子房
胚珠
雌蕊
花托
花柄
花萼
花瓣
雄蕊
花药
花丝
图1.3-1  花的结构
科学  七年级下册
22
探究实践
解剖和观察花
目标
认识花的基本结构，学习解剖和观察花结构的方法。
器材
花朵（如桃花、梅花、水仙花、百合花等），镊子，放大镜，刀片，解
剖针，白纸。
过程
1. 辨认花的结构。
取几朵具有雌蕊和雄蕊的花，对照图1.3-1观察和辨认各部分结构。
2. 解剖并观察花的结构。
用镊子由外向内逐层剥下花的各部分，并把它们按花萼、花瓣、雄
蕊、雌蕊的顺序，自下而上粘在白纸上，将观察到的各部分结构的颜色、
数量等记录在表1.3-1中。
3.观察雄蕊和雌蕊。
（1）观察雄蕊结构，用手指捏一捏花药，手指上会沾着什么？用镊子
夹开一个花药，用放大镜观察花药里面的花粉。
（2）观察雌蕊结构，用刀片纵向剖开子房，用放大镜观察，子房内有
什么？
（3）在下面的方框里填写观察到的有关结构。
表1.3-1  记录表
花名
花萼
花瓣
雄蕊
雌蕊
花蕊
雄蕊
雌蕊
里面有花粉
里面有 
第1 章  生物的结构与生殖
23
问题讨论
根据观察，一朵花中最主要的结构是什么？为什么？
同时具有雄蕊和雌蕊的花叫两性花，如桃花、百合花、梅花等。与两
性花相对，只有雄蕊或只有雌蕊的花叫单性花，如南瓜的花。
二、传粉和受精
植物开花后，雄蕊中的花粉就会从花药中散出来，落到雌蕊的柱头上，
这个过程叫作传粉（pollination）。
植物传粉的方式一般有两种类型：自花传粉和异花传粉。一朵花的花
粉，从花药散发出以后，落到同一朵花的柱头上，这种传粉方式叫作自花
传粉，水稻、小麦都是采用这种传粉方式。一朵花的花粉依靠外力落到另
一朵花的柱头上，这种传粉方式叫作异花传粉。异花传粉是植物界中比较
普遍的传粉方式。
图1.3-2  植物传粉的方式
自花传粉
异花传粉
花粉
胚珠
子房
雄蕊
柱头
子房
花药
花粉
花粉
胚珠
柱头
异花传粉需要一定的媒介，这种媒介主要是风和昆虫。桃、油菜、橘、
月季等植物的花主要靠蜜蜂、蝴蝶等昆虫传粉，这样的花叫虫媒花。玉米、
杨、柳、榆等植物的花主要靠风力传粉，这样的花叫风媒花。
科学  七年级下册
24
图1.3-3  油菜花（虫媒花）
图1.3-4  构树花（风媒花）
思考与讨论
风媒花植物和虫媒花植物在花的形态结构上各有什么特点与其传粉
方式相适应？
花粉落到柱头上以后，受到柱头分泌的黏液刺激，萌发形成花粉管。
花粉管沿着花柱向子房生长，一直到达胚珠。来自花粉管中的精子与胚珠
里的卵细胞结合，形成受精卵。受精后，子房逐渐发育成果实，而花的其他
结构渐渐枯萎、凋落。最终，子房的各部分发育成果实中相应的结构，如
图1.3-5所示。
图1.3-5  果实和种子的形成
柱头
花柱
花粉管
精子
卵细胞
胚珠
果实
种子
果皮
子房
子房壁
花粉
第1 章  生物的结构与生殖
25
思考与讨论
1. 一个桃子里只有一粒种子，而一个西瓜里有很多种子。同样是一
个果实，为什么种子的数量会不同？
2. 在果树或农作物开花的季节，如果遇到阴雨连绵、刮大风或者无
风的天气，往往会造成果树或农作物减产，这是为什么？可采取什么措
施提高果树或农作物的产量？
科学阅读
蜡梅花的异花传粉
花朵是能集中体现植物“智慧”的器官。植物出现在地球上的时间
远远早于人类，在不断演化的过程中，植物逐渐“懂得”了要避免自花传
粉，并演化出各种各样的传粉策略。
蜡梅的花是两性花，如何避免自花传粉呢？图1.3-6就是两朵长在
一起的蜡梅花做成的切片，一朵花的雄蕊翻向外面，另一朵花的雄蕊都
靠在一起。蜡梅花的雌蕊和雄蕊并不是同时成熟。开花初期，雌蕊先成
熟，柱头接受蜜蜂从别的花上带来的花粉，完成受精。此时，自身的雄蕊
只是静静地等候在周围。 等到一两天之后，雄蕊的花丝由向外弯曲变成
直直地挺立，挡在柱头的外面，使雌蕊接收不到外面的花粉。然后，雄蕊
成熟，花药裂开，向外散出花粉，等待蜜蜂把它的花粉带给其他蜡梅花。
到这个时候，这朵花才算完成了开花的任务。
图1.3-6  蜡梅花的切片图
雄蕊
柱头
雄蕊
雄蕊外翻，柱头裸露
雄蕊合拢，挡在柱头外面
雄蕊
科学  七年级下册
26
三、种子的结构
种子会萌发出幼苗，再生长发育、开花结果。不同植物的种子在形态、
大小等方面存在差异，但种子的结构却是基本一致的。
探究实践
观察种子的结构
目标
认识种子的结构，学习观察种子结构的方法。
器材
培养皿，刀片，镊子，放大镜，滴管，稀碘液，浸胀的菜豆种子，浸胀
的玉米种子。
过程
1. 观察菜豆种子的结构。
（1）取一粒浸胀的菜豆种子，观察并描述它的外形。
（2）剥去种皮，掰开子叶，对照图1.3-7，用放大镜观察菜豆种子内
部各个结构的形状及位置。
（3）用刀片在菜豆种子的子叶上划几行，再滴上稀碘液，能看到什么
变化？这些变化说明什么？
2. 观察玉米种子的结构。
（1）取一粒浸胀的玉米种子，观察并描述它的外形。
图1.3-7  菜豆种子的结构
胚芽
胚轴
胚根
子叶
种皮
胚
种脐
第1 章  生物的结构与生殖
27
（2）对照图1.3-8，用刀
片在玉米种子中央纵向剖开，
用放大镜观察玉米种子内部
各个结构的形状及位置。
（3）在玉米种子的剖面滴
上稀碘液，能看到什么变化？
这些变化说明什么？
3. 根据观察，菜豆种子和玉米种子在结构上有哪些相同点和不同
点？尝试用列表的方式进行比较。
问题讨论
实验中，往菜豆种子的子叶上滴加稀碘液之前，要用刀片在子叶上
划几行，为什么？
胚是由胚芽、胚轴、胚根和子叶组成的，是新植物的幼体。种皮可以
保护里面幼嫩的胚。有的种子还有胚乳。子叶或胚乳里含有丰富的淀粉、
脂肪、蛋白质等营养物质，这些营养物质能够供胚发育成幼苗。
思考与讨论
菜豆、大豆等豆类种子中的哪个结构是人食用的主要部分？面粉主
要是由小麦种子的哪个结构加工而成的？
四、种子的萌发
盛夏时，水稻成熟，如果遇上连日降雨，种子就会发芽。而田野或树林
里，许多成熟的种子却能安然度过寒冷的冬天，等到春天来临时才开始萌
发。那么，是哪些条件影响了种子的萌发呢？
图1.3-8  玉米种子的结构
外形
纵切面
胚乳
种皮和果皮
胚芽
胚轴
胚根
胚
子叶
纵切方向
科学  七年级下册
28
探究实践
探究水、温度、空气对种子萌发的影响
目标
探究种子萌发的外部条件，学习应用控制变量法设计实验方案。
器材
锥形瓶，瓶塞，绿豆（或黑豆、豌豆等），水。
过程
1. 研究种子萌发条件时，我们先要列出可能影响种子萌发的所有因
素，如水、温度、空气等。我们如何探究这些因素对种子萌发的影响呢？
2. 图1.3-9是探究种子萌发条件的实验方案，这个方案能研究哪些
因素对种子萌发的影响？
3. 分析图1.3-9实验方案中各处种子的环境条件，填写表1.3-2。
（1）若要研究水分对种子萌发的影响，应将图中的哪两组实验进行 
比较？
（2）研究时，能否将丁组种子与甲组（或乙组）种子的萌发情况进行
比较？为什么？
图1.3-9  种子萌发实验
0 ℃
乙
水
甲
空气
丙
水
空气
丁
水
空气
20 ℃
表1.3-2  记录表
水分
空气
温度
甲
乙
丙
丁
第1 章  生物的结构与生殖
29
（3）为什么每一组实验中都要放很多粒种子？
4. 采用上述方案，取一定数量的绿豆（或黑豆、豌豆等）种子，在不
同的环境温度下放置5天，观察并统计各组种子发芽的情况。
分析你记录的实验结果，可以得到什么结论？
问题讨论
若要研究光照、土壤等因素对种子的萌发是否有影响，按照控制变
量法的要求，应如何设计实验方案？
控制变量法
实验中的变化因素称为变量。其中由研究者操控的变量为自变量；
因自变量变化而变化的量叫因变量。当设计受多个变量影响的研究方案
时，每一次只改变其中的某一个变量，而控制其余几个变量不变，从而研
究被改变的这个变量对事物的影响，这种研究方法叫控制变量法。
实验表明，适宜的温度、一定的水分和充足的空气都是种子萌发所需
要的条件。缺少其中的任何一种外界条件，种子都不能萌发。同时，种子
的萌发还跟种子的形态、大小、饱满程度以及是否处于休眠状态等有一定
的关系，因此农作物在播种之前要进行选种。
种子在适宜的条件下，胚芽、胚轴和胚根细胞会开始分裂和生长。胚
根首先突破种皮发育成根，之后，胚芽逐渐长成茎和叶。就这样，一株能独
立生活的新植株诞生了。
方法与技能
科学  七年级下册
30
思考与讨论
幼苗长成后，豌豆种子里的子叶和小麦种子里的胚乳都会萎缩，甚
至消失。它们在种子萌发过程中起什么作用呢？
五、植物的营养繁殖
植物的生殖方式有有性生殖和无性生殖。由两性生殖细胞结合形
成受精卵，再由受精卵发育成新个体的生殖方式属于有性生殖（sexual 
reproduction）。不经过两性生殖细胞的结合，由母体直接产生新个体，这种
生殖方式属于无性生殖（asexual reproduction）。
有些植物的根、茎或叶等营养器官，在脱离母体后，能够直接发育成
新个体。植物依靠营养器官进行的无性生殖，叫作营养繁殖（vegetative 
propagation）。
营养繁殖能够使植物保持亲本的优良性状，而且繁殖速度快，所以被
广泛地应用于栽培农作物和园林植物等。农业生产中，常见的利用营养繁
殖的技术有压条、扦插和嫁接等。
剪取健康的绿萝枝条或叶，把其下端插入湿润的土壤（或水）中，这些
枝叶不久就会生根发芽，长成新的植株，这种繁殖方法就叫作扦插。将绿
萝的匍匐茎压入土中，过些时日，待茎上长出根后便可剪断分株，这种繁
殖方法就叫作压条。压条繁殖存活率高，容易成功。马铃薯、葡萄、柳树等
植物常采用扦插方式繁殖。桑、紫藤、石榴、夹竹桃等植物多用压条方式
繁殖。
图1.3-11  小麦种子的萌发
图1.3-10  豌豆种子的萌发
第1 章  生物的结构与生殖
31
图1.3-12  扦插繁殖
图1.3-13  压条繁殖
对于桃、橘、苹果、蜡梅等植物，可
以将它们的枝或芽接到另一株植物的茎
或根上，使两者的形成层（茎中具有的分
生组织）紧贴，长成完整的植株，这种繁
殖方法叫作嫁接。一般来说，两种植物
的亲缘关系越近，嫁接的成功率越高。
探究实践
扦插
目标
了解扦插是植物营养繁殖的常用方法之一，学习扦插的操作技能。
器材
植物（月季、菊花、葡萄、大叶黄杨等）的枝条，木箱或塑料筐（下方
带出水孔），盛水托盘，土壤，修枝剪，小铁锹，水，透明塑料袋。
过程
1. 选择插穗。插穗的长度因植物的不同而有所差异，实验时的插穗
是具有2个以上的节、有芽、穗长5～7 cm、直径1～1.5 cm、生长了1年
左右的中部枝条。
2. 处理插穗。用修枝剪将枝条的上端剪平，每一枝条要带少量叶片，
最好留有3～4个芽。下端削成斜面，这样在扦插后可增加吸收水分的面
积，以促进枝条成活。
图1.3-14  嫁接
接穗
砧木
科学  七年级下册
32
3. 将适量的土壤放入木箱或塑料筐中，用小
铁锹松土。将插穗插入土壤中，浇适量的水，罩上
透明塑料袋，并注意保持土壤湿润。
4. 在随后的管理中应适时浇水，每天早晚各
揭开塑料袋通气10 min左右。一般在一星期后，插
穗开始生长时，撤去塑料袋。注意继续保持土壤 
湿润。
问题讨论
1. 插穗为什么只能带少量叶片？
2. 通过实验，应选择怎样的枝条作为扦插用的插穗？
3. 探究植物扦插成功的关键因素，如不同长度或不同年份的枝条扦
插成功的情况。
思考与讨论
如图1.3-16，以仙人掌为砧木，以蟹爪兰为接穗，嫁接成活的植株，
将会开出什么植物的花？为什么？
图1.3-16  嫁接蟹爪兰与仙人掌
砧木与接穗的固定
砧木与接穗的对接
砧木横切后纵切
砧木与接穗
图1.3-15  扦插实验
第1 章  生物的结构与生殖
33
植物组织培养
从植物体分离出符合需要的组织、器官或细胞，在无菌条件下，放
在人工配制的特殊培养基上培育出完整植株，这就是植物组织培养技术。
20世纪50年代，科学家采用胡萝卜根的组织块，通过特殊的培养方法，
成功地获得了再生植株，如图1.3-17所示。
植物组织培养具有巨大的应用潜力，可以实现稀有植物和较高经济
价值作物的快速繁殖，还可以将培养物保存在超低温下，实现优良品种
的长期保存和长途运输。我国的植物组织培养技术在许多方面得到广泛
应用，如培育优质高产的经济作物、粮食作物和蔬菜新品种，快速繁殖果
树和花卉等。
完整
个体
离体
一定的培养
基中
图1.3-17  胡萝卜的组织培养
科学·技术·社会·环境
六、芽的发育
在植物茎的顶端和叶腋处生
有芽。芽是一团未完全分化的细
胞，有些能分化成枝和叶，有些
能发育成花。
顶端的枝芽发育使主茎长
高，叶腋处的枝芽发育形成侧
枝。顶芽生长旺盛时，会抑制侧
图1.3-18  桃树的芽
顶芽
（叶芽）
花芽
侧芽（叶芽）
科学  七年级下册
34
芽生长。这种顶芽优先生长，而侧芽受到抑制的现象叫作顶端优势，如棉
花、柳树、杉树等植物以及大部分的果树均具有较强的顶端优势。
图1.3-19  不同的树形
摘除顶芽的树形
保留顶芽的树形
由于某种原因顶芽停止生长或被摘除，一些侧芽就会迅速生长，如图
1.3-19所示。在农业生产中，人们常采用将植物的顶芽部分摘除的方法，
以有效地保护侧芽，增加和促进侧枝的生长，提高植物开花和分枝的数量，
降低果实的生长部位，使采摘果实变得更加方便。此外，摘除植物的顶芽
还能达到控制花木株形的目的。
练习与应用
1. 下图表示花的结构组成，请补充完成相应的内容。
（第1题图）
子房壁
其中有许多
花药
花
包括
花瓣
花萼
花托
花柄
第1 章  生物的结构与生殖
35
2. 南瓜的花有两种，如图所示。左边这种花
的下端绿色部分膨大，过段时间后一般
能结出小南瓜；右边这种花开了一段时
间后就自然凋谢，不会结果。诸如黄瓜、
丝瓜等植物都有类似的现象，这是为什
么？如果有机会，请仔细观察，并解释这
种现象。
3. 一颗花生米就是一粒种子。仔细观察花生米，辨别种皮和胚的各个结构，画出
花生米结构草图。
4. 为研究子叶在种子萌发和幼苗生长中的作用，设计如下实验：①取菜豆种子
500粒，平均分成5组（A～E），浸入水中24 h，让其萌发；②选择其中4组种
子，在萌发的不同时间去除子叶；③两周后，分别收集各组所有幼苗，烘干，称
量干重，所得结果如下表所示。
组别
处理方法
两周后平均干重（克/株）
A
没有去除子叶
4.3
B
在萌发的第4天去除子叶
0.7
C
在萌发的第7天去除子叶
1.8
D
在萌发的第10天去除子叶
4.0
E
在萌发的第13天去除子叶
4.3
 （1）两周后平均干重最低的是哪一组？原因是什么？
 （2）E组与A组两周后的平均干重相同的原因可能是什么？
 （3）能得出什么实验结论？
（第2题图）
科学  七年级下册
36
一、细菌
细菌（bacterium）的分布极其广泛，几乎遍布地球的各个角落，人的双
手上就附着数以万计的细菌。细菌个体十分微小，如图1.4-1所示是细菌
的扫描电镜照片。可以看到，细菌的大小大概只有几微米。
虽然我们肉眼看不到细菌，但细菌大量繁殖后可以形成肉眼可见的细
菌团，即菌落。一个菌落中通常有数百万个细菌。
图1.4-1  扫描电镜下的细菌
1 μm
不管是米饭、面包，还是瓜果、蔬菜，各种食物
存放不当或存放时间过长，就会腐烂变味甚至发臭。
那么，是什么导致食物腐烂变质的呢？
第4 节  微生物的结构与生殖
第1 章  生物的结构与生殖
37
探究实践
培养并观察细菌菌落
目标
认识菌落和细菌的形态结构。
器材
烧杯，石棉网，三脚架，酒精灯，玻璃
棒，培养皿，放大镜，显微镜，滴管，载玻
片，盖玻片，营养琼脂，蒸馏水，牙签等。
过程
1． 在烧杯内加入营养琼脂和蒸馏水，
煮沸15 min，制成培养基。
2． 将制得的培养基置于消毒后的培养皿中，在空气中敞口放置1 h，
加盖后倒置，在室温环境中培养24 h。
3． 用放大镜观察培养基中的菌落形态、大小、颜色等。
4． 在载玻片上滴一滴水，用牙签挑取培养基中的固体菌落，溶解至
水滴中，制成装片，用显微镜观察所培养细菌的形态结构。
问题讨论
细菌培养为什么需要营养琼脂？
细菌的种类很多，根据其形态的不同，大致可以分为球菌、杆菌和螺
旋菌。
图1.4-5  螺旋菌
图1.4-3  球菌
图1.4-4  杆菌
图1.4-2  培养后的菌落
科学  七年级下册
38
不同的细菌虽然形状不同，但它们的基本结构是相同的，有细胞壁、
细胞膜、细胞质等结构，没有成形的细胞核，如图1.4-6所示。有的细菌长
有鞭毛，有助于细菌在液体中运动；有的细菌外面还有荚膜，对细菌起到
保护作用。
细菌是通过细胞分裂进行繁殖的。如图1.4-7所示，分裂开始时，细
菌会复制它的遗传物质，然后细胞一分为二，两套一样的遗传物质随之平
均分配到两个子细胞中。细菌的繁殖能力非常强，如大肠杆菌在适宜条件
下，每20 min左右便可分裂一次。
细菌与人类关系密切，大多数细菌对人类是有益的。例如，细菌能分
解各种动植物的遗体，以及各种垃圾；人体肠胃中的许多细菌对维持健康
非常重要；人们利用乳酸菌生产酸奶，利用甲烷菌生产沼气；酱油、食醋、
泡菜的制作以及一些药物的生产也都需要相应的细菌。当然，也有一些细
菌对人体有害，例如，肺结核、霍乱、鼠疫等疾病都是由细菌引起的。
细胞壁
菌毛
荚膜
细胞膜
细胞质
鞭毛
遗传物质
图1.4-6  细菌的结构
图1.4-7  细菌的分裂生殖示意图
第1 章  生物的结构与生殖
39
探索活动
1.将玻璃瓶清洗干净，放入水中煮沸消毒。
2.取一定量的鲜牛奶煮沸，冷却后加入
白砂糖，倒入消毒后的玻璃瓶中，再加入适
量酸奶，搅拌均匀后盖紧瓶盖。（鲜牛奶、酸
奶、白砂糖的质量比为10∶1∶1左右，白砂
糖根据个人口味适量增减）
3 . 将装有牛奶的瓶子放在30 ℃左右的
环境中培养6～8 h。
4.打开瓶盖，仔细观察酸奶的色泽和形态，如果酸奶的颜色呈乳白
色，质地均匀而细腻，且没有异味，即可品尝自制的酸奶。
讨论
1.为什么先将鲜牛奶煮沸？
2.为什么酸奶的味道和鲜奶不同？
二、真菌
面包、橘子放置一段时间后会长“毛”；在雨后的森林或草地上，常能
看到各种蘑菇。面包和橘子上的“毛”，以及蘑菇，都属于真菌（fungus）。
真菌的种类多、分布广、个体差异很大。真菌既有单细胞的个体（如
酵母菌），也有多细胞的个体（如霉菌），还有大型的多细胞个体（如蘑菇）。
它们外形差异这么大，为什么都属于真菌？真菌具有什么样的结构？
不管是酵母菌还是霉菌、蘑菇，组成它们的细胞结构是一样的，都有
细胞壁、细胞膜、细胞质、液泡以及细胞核。
图1.4-8  酸奶
图1.4-9  酵母菌
图1.4-10  青霉菌
图1.4-11  凤尾菇
科学  七年级下册
40
酵母菌有很多种类，与人类的关系密切，在食
品和发酵工业中有广泛的应用。人们饮用的葡萄
酒、啤酒等，就是将果汁、麦子等经过酵母菌的发
酵作用酿造而成的。此外，馒头、面包等的制作也
要利用酵母菌。
思考与讨论
在一杯温开水中加入一大勺糖和一小
包酵母，搅拌后将它倒入透明的烧瓶（或矿
泉水瓶）中。将气球挤瘪后套在瓶口，然后
把烧瓶（或矿泉水瓶）放在温暖的地方。一
段时间后，你会看到什么现象？
霉菌的细胞呈分叉的细丝状，称为
菌丝。许多菌丝缠绕在一起，组成了我
们看到的绒毛状或絮状的各种霉菌，如
青霉、根霉、曲霉。
霉菌主要依靠菌丝顶端产生的孢
子进行繁殖。霉菌的孢子数量多、体形
小，随风飘散，遇到适宜的环境条件就
会发育成新的霉菌，所以霉菌的繁殖能
力特别强。江南地区在梅雨季节，不仅
各种食物容易发霉变质，而且皮鞋、衣
物等各种物品也会长“毛”发霉。
蘑菇也是由菌丝组成的，地下部分
的菌丝能够吸收水分和营养物质，地上
部分的菌丝紧密地结合在一起，形成菌
柄和菌盖。
图1.4-13  发酵实验
图1.4-15  蘑菇的结构
孢子
菌盖
菌柄
菌丝
菌褶
图1.4-14   青霉
孢子囊
菌丝
细胞核
细胞壁
细胞膜
细胞质
液泡
图1.4-12  酵母菌的结构
第1 章  生物的结构与生殖
41
探索活动
1. 选取一个较大的成熟蘑菇，用解剖刀将菌盖从菌柄上切下来。
2. 把菌盖的菌褶这面朝下平放在卡纸或玻璃板上，盖上培养皿。
3. 第二天，拿开培养皿和菌盖，可以看到卡纸或玻璃板上留下的与
菌褶形状一致的放射状孢子印。
4.用放大镜观察孢子的大小和颜色。
蘑菇成熟后，在菌盖下面的菌褶部位能够产生孢子，因此，蘑菇也是
用孢子繁殖的。
思考与讨论
蘑菇有根、茎、叶吗？为什么说它们是真菌而不是植物？
凤尾菇、金针菇、香菇等都是可食用的真菌，故称为食用菌。食用菌
味道鲜美，营养丰富，是人们喜爱的美味佳肴。有些蘑菇有毒，如毒蝇伞，误
食后会引起中毒，严重的可能导致死亡，所以不要随意采食野外蘑菇。
图1.4-19  毒蝇伞
图1.4-17  金针菇
图1.4-18  香菇
图1.4-16  观察蘑菇孢子
科学  七年级下册
42
三、病毒
病毒（virus）形态多样，结构简单，没有细胞结构，由蛋白质外壳和里
面的遗传物质组成，个体比细菌小很多。病毒不能独立存活，必须寄生在
其他生物的细胞内才能进行生命活动。根据病毒寄生的生物体不同，可以
分为植物病毒（如烟草花叶病毒）、动物病毒（如腺病毒）和细菌病毒。细菌
病毒也叫噬菌体，如大肠杆菌噬菌体。
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病毒的发现
19 世纪后期，科学家在研究烟草花
叶病的病因时，从它的传染性推测是由细
菌引起的，但奇怪的是在显微镜下却看不
到“细菌”，在培养基上也培养不出菌落。
1892年，俄国科学家德米特里·伊万诺夫
斯基（D. Ivanovsky）将受感染烟草叶片的
提取液，用过滤器滤去细菌，结果经过过
滤后的提取液仍然具有传染性，由此他推断烟草花叶病是由比细菌更小
的“活物质”引起的，后来有人给它取名为病毒。到了20世纪初，科学家
在电子显微镜下看到了烟草花叶病毒的真面目。
图1.4-20  病毒的结构
蛋白质
蛋白质
蛋白质
内有遗传物质
内有遗传物质
烟草花叶病毒
腺病毒
大肠杆菌噬菌体
遗传物质
图1.4-21  染病的烟草叶
第1 章  生物的结构与生殖
43
病毒通过吸附寄主细胞，将核酸注入细胞内部，利用寄主细胞的物质
复制核酸，合成蛋白质，再进一步装配多个子代病毒，待寄主细胞裂解后
释放出来，完成病毒的增殖过程。
图1.4-22  病毒的增殖过程
细菌
噬菌体
吸附
注入核酸
复制、合成
组装
释放
噬菌体
的核酸
病毒种类繁多，增殖速度快，给人类以及各种饲养动物和栽培作物带
来了极大危害。流感、艾滋病、口蹄疫、狂犬病、鸡瘟等都是由病毒感染
引起的。
科学拓展
微生物
与动植物相比，真菌、细菌、病毒个体小，结构简单，统称为微生物。
我们不能认为微生物是生物界中的弱者。现在地球上有些微生物已经存
在了几十亿年。很多微生物能在极为严酷的环境中生存，从海底热泉到
极地冰川，从深达万米的马里亚纳海沟到喜马拉雅山山顶，都能找到微
生物的踪迹。
科学  七年级下册
44
实践活动
人体红细胞的直径约为7500 nm，链球菌的直径约750 nm，冠状病毒
的直径约100 nm。请在下面方框内画出一个直径约为6 cm的圆，用以表示
一个放大的红细胞，并根据上述数据，在红细胞中画出链球菌和冠状病毒
的大小。
四、单细胞动植物
在自然界中，有一些肉眼很难看见的生物，个体微小，所有生命活动
在一个细胞内完成，这些生物属于单细胞生物。单细胞生物既是一个细胞，
也是一个完整的生物个体。如衣藻、小球藻等属于单细胞植物，变形虫、
草履虫等属于单细胞动物，这些肉眼看不见或看不清楚的微小动植物也属
于微生物。
图1.4-24  变形虫
图1.4-23  小球藻
第1 章  生物的结构与生殖
45
如图1.4-25 所示，草履虫的
身体呈圆筒形，前端较圆，中后部
较宽，后端较尖，在显微镜下看
很像一只倒放着的草鞋，所以被
称为草履虫。它一般生活在有机
质丰富、水流平缓的淡水中，在
池沼、小河沟中都可以采集到。
实践活动
1.从草履虫培养液的表层吸一滴培养液，滴在载玻片上，用放大镜
观察草履虫。
2.盖上盖玻片，在低倍显微镜下观察草履虫的运动。如果草履虫运
动过快，不便观察，可以先在载玻片上的培养液滴中放几丝棉花纤维，再
盖上盖玻片，然后寻找一只运动相对缓慢的草履虫进行观察：草履虫运
动时通常哪一端在前？当遇到障碍物时，它会怎么处理？
3.在显微镜下观察草履虫的外形和细胞结构，并将观察到的草履虫
的形态结构画在下面的方框内。
草履虫的身体由一个细胞构成，却有精致而复杂的结构来完成各种生
命活动。它的体内有一对成形的细胞核，即大核和小核。身体表面包着一
纤毛
口沟
大核
小核
伸缩泡
图1.4-25  草履虫的结构图
胞肛
食物泡
科学  七年级下册
46
层表膜，膜上密密地长着近万根纤毛。身体的侧面有一条凹入的小沟，叫
口沟。草履虫用口沟摄取食物，用食物泡消化食物，用胞肛排出废物，用纤
毛进行运动。
生物界有多种多样的生殖方式，
有些生物个体在不同环境条件下可
通过不同的方式生殖。草履虫能通
过细胞分裂的方式进行无性生殖，
如图1 . 4 - 26 所示。在环境恶劣的
情况下，草履虫也能进行有性生殖。
任何物种特有的生殖方式都是适应
环境、繁衍更多的后代的结果。
练习与应用
1． 在细胞结构上，酵母菌与大肠杆菌的最大区别是什么？
2.为证明细菌对植物落叶的分解作用，某小组同学将同一种树的落叶分成甲、乙
两组，设计了三种实验方案：
 
方案1  将甲组放在无菌条件下，乙组放在自然条件下。
 
方案2  将甲组灭菌后放在无菌条件下，乙组放在自然条件下。
 
方案3  将甲、乙两组都进行灭菌处理，甲组放在无菌条件下，乙组接种细菌
后放在无菌条件下。
 （1）甲、乙两组为什么要用相同的树叶？
 （2）哪个方案最合理？为什么？
3． 在酵母菌发酵的活动中，要求“把烧瓶（或矿泉水瓶）放在温暖的地方”。想一
想，温度是否会影响酵母菌的活性？请针对这一问题，设计一个探究方案。
4. 细胞是生命活动的基本单位。病毒没有细胞结构，因此有学者认为病毒不是生
物。谈谈你的看法。
5. 列表比较衣藻、番茄果肉细胞、细菌细胞、人体口腔上皮细胞、草履虫等生物
的细胞结构。
6. 单细胞生物既具有细胞共同的结构特点，也具有生物的共同特征，请举一例 
说明。
图1.4-26  草履虫的分裂生殖
第1 章  生物的结构与生殖
47
学习整理
第1章  生命的结构与生殖
机械组织
营养组织
有
细
胞
结
构
无细胞结构
无成形细胞核
多细胞
生物
单细胞
生物
高等植物
人体
单细胞真菌
单细胞植物
单细胞动物
如：酵母菌
动物
组织
植物
组织
肌肉组织
神经组织
组织
器官
细胞
① 输卵管
微生物
分分
裂化
构成
构
成
生
殖
器
官
女性
生殖
系统
花
种子
果实
茎
根
营
养
器
官
①
②
③
④
②                  
③                  
④ 阴道
叶
生
物
的
结
构
如：                
如：                
如：                
如：                
有完整
细胞结构
            组织
            组织
            组织
            组织
            组织
                   
科学  七年级下册
48
无性生殖
微生物
高等植物
例：细菌和草履虫等的                  生殖
例：扦插、压条、                  、组织培养
开花
传粉
受精
花粉
花粉管
子房壁
珠被
卵细胞
精子
受精卵
充足的空气
适宜的               
一定的               
新
植
株
萌发
条
件
种皮
果皮
胚根
胚
胚芽
胚轴
子叶
母体营养
老年期
少年期
婴幼儿期
卵细胞
（卵巢）
精子
（睾丸）
受精卵
（输卵管）
胎儿
（子宫）
胚胎
婴儿
受精
分娩
胎盘
脐带
哺乳
人
被子植物
生
物
的
生
殖
和
发
育
成年期
青春期
昆虫
两栖类
鸟类
动物种类
卵生、体内受精
卵生、体内受精
                         
生殖方式
第1 章  生物的结构与生殖
49
学习评价
一、概念理解
1． 下列选项中属于器官的是（　　）。
 
 A． 鸡     B．叶 
C．血液     D．精子
2． 某同学对有关“人的生殖”知识做了图示归纳。下列对图中①②③④的判断，
与事实不一致的是（  ）。
 
A. ①——精子
 
B. ②——卵巢
 
C. ③——受精卵
 
D. ④——分娩
3. 大多数动物受精卵中的卵黄可以为卵内的胚胎提供营养。玉米种子中与动物
受精卵中的卵黄功能相似的是（  ）。
 
A． 种皮     B．子叶 
C．胚乳     D．胚芽
4. 观察花的结构时，将雌蕊进行解剖，发现其下端膨大部分的内部有一些白色小
颗粒。这些白色小颗粒是（  ）。
 
A．胚      B．胚珠 
C．花药     D．花粉
二、迁移应用
5．春季种西瓜，需要先将西瓜种子用温水浸泡后，再放在28 ℃左右的环境中催
芽两天。播种时，覆土2～3 cm即可，再覆盖地膜。根据所学知识解释春季种
西瓜的这些做法的原理。
三、探究实践
6． （1） 制作表格，记录图中每个生长阶段人体头的长度和腿的长度各占体长的 
比值。
 （2）测量自己头的长度和身高，与表中的相应数据进行比较，结果如何？
（第2题图）
科学  七年级下册
50
 （3） 用表格中的数据制作折线统计图，可获得哪些信息？
四、学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
（第6题图）
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
百分比/ %
2 个月大的胎儿
新生儿
6 岁
成年人
人生阶段
发育过程中的身体比例
第1 章  生物的结构与生殖
51
第2 章
物质的微观结构
从宇宙中的天体到我们接触的各种物体，再到微观世界的粒子，它们构成
了不断发生着变化的物质世界。我们每天都要与各种各样的物质打交道，人们
的生活、生产和研究都离不开物质。你是否想过：物质是由什么构成的？物质
的组成如何表示？
一、感受分子的存在
在研究一个物体的内部构成时，人们最容易想到的方法是分割，比如
切开西瓜就可以观察西瓜内部的结构，拆开玩具就可以知道它的组成构件
等。那么，对物体能否一直分割，得到最小组成单元？
将块状物进行研磨，使之不断变小，但得到的颗粒仍肉眼可见；将物
质溶解也可以看作一种分割方法，某种物质溶解后肉眼就看不见了。
探索活动
1．用放大镜观察一块冰糖，我们可以看到什么？
2．将冰糖碾碎后，再用放大镜观察，我们可以看到什么？
3．将碾碎后的冰糖放入水中，用放大镜观察，我们可以看到什么？
图2.1-1  观察冰糖
在我们周围的世界里，有着各种各样的物质，如空
气、水、岩石、金属、塑料等。我们接触的物质是由什么
构成的呢？如何进入微观层面去探究物质的构成？我们
可以借鉴哪些方法探究物质的微观构成？
第1 节  走进微观世界
第2 章  物质的微观结构
53
研磨后，冰糖颗粒成为粉末，用放大镜观察，冰糖粉末是由大量的细
小的颗粒构成的，但这些细小的颗粒远不是构成冰糖的最小单元。将冰糖
粉末投入水中，我们再也看不见那些冰糖小颗粒，说明在水中冰糖颗粒被
拆分为肉眼看不见的微粒。科学研究表明，冰糖的主要成分是蔗糖，在水
中会分散成无数个蔗糖分子。
分子（molecule）是构成物质的一种微观粒子。与蔗糖一样，水、氧气
等多种物质都是由分子构成的。分子很小，小得看不见、摸不着，如一滴
水（以20 滴水为1 mL 计）中就含有约1.67×10
21个水分子，1 个水分子的
质量约是3×10
-26 kg（即 
3
10
26  kg）。如果把水分子放大到乒乓球那么大，
那么按相同的比例放大，乒乓球将有地球那么大了。分子不但用肉眼和放
大镜看不见，用光学显微镜也看不见。现在，科学家用较先进的扫描隧道
显微镜等已能看到一些物质的分子。图2.1-2是科学家用扫描隧道显微镜观
察到的苯分子的成像图。
二、分子之间存在空隙
构成物质的众多分子是紧密无间隙地挤在一起的，还是彼此间存在一
定的空隙呢？
水和酒精都是液体，它们的分子间存在空隙吗？请选择合适的器材，
通过实验获取证据来说明。
图2.1-2  用扫描隧道显微镜观察到的苯分子的成像图
科学  七年级下册
54
探索活动
1. 取一根一端封口的细长玻璃管（长40 cm
左右），按图2.1-3进行下面的实验。
2.先往玻璃管中加入滴有红墨水的水至玻璃
管容积的1
2 ，再加入无水酒精，使其充满玻璃管。
3.用手指堵紧开口一端，上下颠倒多次。
4 . 可观察到什么现象？这一实验现象说明 
什么？
实验表明，水和酒精混合后的总体积小于水和酒精混合前的体积之和。
构成物质的分子之间存在着空隙，两种物质混合时分子之间的空隙会
发生变化，进而引起体积的变化。当水、酒精混合时，水分子和酒精分子
彼此进入对方空隙，使混合后液体中分子之间的空隙减小，从而引起总体
积减小。
通过实验获取证据来说明：是构成固体和液体的分子之间的空隙大，还
是构成气体的分子之间的空隙大？
探索活动
1 . 取两支大小相同的医用注射器，将活塞向外拉，分别吸入等体
积的空气和水，用手指堵住注射器末端的小孔，将活塞慢慢推入，如图
2.1-4所示。
图2.1-3  水与酒精混合
图2.1-4  压缩水、空气
第2 章  物质的微观结构
55
2.实验发现，哪一支注射器内的物质容易被压缩？你知道其中的原
因吗？
实验表明，水难以被压缩，空气容易被压缩。
不论固体、液体还是气体，构成物质的粒子之间都有一定的空隙，不
同物质粒子间的空隙大小不同。在固体和液体中，粒子之间空隙比较小；
在气体中，粒子之间空隙比较大。所以，气体往往比较容易被压缩，固体和
液体不易被压缩。
我们知道天然气可以压缩储存于钢瓶中，这是因为天然气中分子之间
有较大空隙，在受到更大压强时，分子间空隙减小，直至气体液化。物体的
热胀冷缩现象就是由于温度变化改变了分子间空隙大小引起的。
三、分子处在不停的运动中
构成物质的分子是静止不动地固定在确定的位置上，还是处于不停的
运动之中？
探索活动
1． 如图2.1-5所示，压一下香水瓶的喷嘴，当你闻到香水味时，请
马上举手示意。
图2.1-5  喷香水
图2.1-6  气体扩散
空气
玻璃板
二氧化氮
科学  七年级下册
56
2． 如图2.1-6所示，两只分别装有空气和二氧化氮气体的玻璃瓶瓶
口相对，中间用玻璃板隔开。抽去玻璃板，使两个瓶口相互紧贴，观察到
什么现象？
实验表明，气体能够扩散。气体扩散快慢与温度有关，温度越高，气体
扩散得越快。
探索活动
两只烧杯中分别装入热水和冷水，按图
2.1-7 所示的方法用注射器慢慢地将红墨水注入
两杯水的底部。观察发生的现象。
实验表明，液体也能够扩散。液体扩散的快慢也与温度有关，温度越
高，液体扩散得越快。
扩散现象还能在固体与液体之间以及固体与固体之间发生。有人曾经
把磨得很光滑的铅片和金片紧压在一起，在室温下放置5 年后，发现它们
结合在一起了。再将它们切开，可以看到金和铅互相渗入了约1 mm。电子
元件晶体管在制造时就用到了固体扩散的原理。
扩散现象表明构成物质的分子都在不停地做
无规则运动。温度越高，分子无规则运动越剧烈。
因为分子的运动快慢跟温度有关，所以，我们把
分子永不停息的无规则运动叫作热运动（thermal 
motion）。
图2.1-7  红墨水扩散
图2.1-8  晶体管
第2 章  物质的微观结构
57
科学阅读
水分子运动的佐证
1827年，英国科学家布朗（R. Brown）将新鲜花粉撒到水面上，用显
微镜观察，发现花粉颗粒在水面上不停地做无规则运动。布朗想，难道花
粉是会动的生命体吗？于是他又换成干花粉重复了上述实验，也观察到
了类似的实验现象。
布朗的发现引发了多位学者的思索，最终给出了科学的解释：悬浮于
水中的每一个花粉颗粒，都处在无数个水分子的包围之中，而且在某一
瞬间不同方向所受到的水分子撞击力不尽相同，因此花粉颗粒才会不断
地做无规则运动。布朗的发现后来成为水分子运动的有力佐证。
四、分子之间的引力和斥力
既然物质是由大量做无规则运动的分子构成的，那么这些分子为什么
能够聚集在一起，构成各种各样的物体，而不会分散开来呢？
原来，构成物质的分子之间存在着相互作用的引力。正是分子之间
的引力，像一只只无形的手，将分子与分子聚集在一起，成为各种固体和 
液体。
不但物体内部的分子之间存在着引力，两个物体接触面上的分子之间
同样存在着相互作用的引力。
探索活动
取两块铅柱，将它们的端面锉平后，用力将它
们压在一起。把它们悬挂起来，并在下方铅柱上挂
一个重物，看重物能否将两块铅柱拉开。
图2.1-9  铅柱粘合
科学  七年级下册
58
实验中，正是两块铅柱接触面上分子之间的引力，使两块铅柱粘合在
一起。
既然构成各种物质的分子之间都存在空隙，为什么很难将固体和液体
的体积压缩呢？这是因为物质内部的分子之间不但存在引力，同时也存在
斥力。正是分子之间的斥力，使物质内部的分子很难靠得很近。
练习与应用
1. 用分子运动的知识解释下列现象：
 （1）湿衣服放在太阳下晒比放在背阴处晾着容易干。
 （2）把蔗糖放入水中，蔗糖会逐渐减小，甚至看不到了。
2. 将一根细线松松地系在一个铁丝框架的相对的两边
上。把框架浸到肥皂液里再取出来，框架上便会出现
一层肥皂膜，如图甲所示。用烧热的针刺破细线一侧
的肥皂膜，另一侧的肥皂膜会把细线拉过去，如图乙
所示。这个实验现象说明什么？
3. 一个厚壁钢瓶内盛有油，对油施加高压后，虽然瓶壁
没有裂痕，但瓶内的油会从钢瓶壁渗出。运用本节学到的知识解释这一现象。
4． 人们发现，长期堆放煤炭的墙角，不但地面和墙的表面会变黑，而且地面和墙
面的里层也会变黑。如何解释这一现象？
5． 在日常生活中，除了本节教科书中所介绍的事实外，你还在哪些方面感受到分
子的存在？请写成短文并与同学交流。
乙
甲
（第2题图）
第2 章  物质的微观结构
59
分子机器指由分子尺度的物质构成、能行使某种加
工功能的机器。科学家已经成功研制出只有人类头发丝
直径千分之一大小的分子机器，掌握了在分子层面上控
制运动的技术。分子是什么？我们如何来认识分子？
一、模型与符号
我们借助地球仪来认识和研究地球，用细胞结构图来认识和研究生物
细胞的基本结构。地球仪、细胞结构图都是人们建构的模型（model）。
模型常常可以帮助人
们认识和理解一些不能直
接观察到的事物或复杂的
现象。我们可以用图2.2-3
所示的状态模型（表示构
成水的分子）来表示水（液
态）和水蒸气（气态）。
图2.2-1  地球仪
图2.2-2  细胞结构图
图2.2-3  水的状态模型
液态水
气态水
第2 节  建构分子模型
科学  七年级下册
60
模型可以是一幅图、一张表或一幅计算机图像，可以用于表示一个复
杂的对象或过程。模型有直观的，也有抽象的。有的模型是能够直观反映
实际物体的形状或结构的图像；有的模型比较抽象，是用来描述事物运动
规律的公式。
我们用符号“v”表示物体运动的
速度，用A 表示测量电流的电流表。
用符号能简单明了地表示事物，还能
避免由于事物外形不同和表达的文字
语言不同而引起的混乱。
二、分子模型
物质通常是由分子构成的，如水由水分子构成。但也有些物质是由原
子（atom）直接构成的，如铅笔芯内的石墨由碳原子构成。
分子是由原子构成的。我们可以用模型直观形象地表示分子由原子构
成，如图2.2-7所示。图中用蓝球代表氧原子，白球代表氢原子，黑球代表
碳原子，黄球代表硫原子。
A
图2.2-4  实物与表示它的符号
-0.2
0
0
-1
0.2
1
0.4
2
3
0.6
图2.2-5  水由水分子构成
图2.2-6  铅笔芯内的石墨由碳原子构成
图2.2-7  不同物质的分子模型
二氧化碳分子
二氧化硫分子
氧分子
氢分子
水分子
第2 章  物质的微观结构
61
有些分子由同种原子构成，如1个氢分子是由2个氢原子构成的；大多
数分子是由两种或两种以上原子构成的，如1 个二氧化碳分子是由1 个碳
原子和2个氧原子构成的。
现在已知的原子有几百种。不同种类和不同数量的原子能构成各种不
同的分子。它们之间的互相组合就好像英文字母表中的字母可以组成成千
上万个英语单词一样。
图2.2-8  原子构成不同的分子
甲醛分子
氢原子
 氧原子
 碳原子
氢分子
氧分子
一氧化碳分子
水分子
二氧化碳分子
乙炔分子
过氧化氢分子
甲烷分子
图2.2-9  英文字母组成英文单词
g
o
d
g
o
d
o
g
o
d
d
o
g
g
o
o
d
go
do
god
dog
good
……
科学  七年级下册
62
三、水分子的构成
水是由水分子构成的。当水由液态变成气态（水蒸气）时，水分子没有
变成其他分子。由分子构成的物质，在发生物理变化时，分子本身没有发
生变化。
水在自然界循环的过程中，状态上发生了变化，但并没有变成别的物
质。如果在水中通直流电，这时会有什么现象产生？水会变成其他物质吗？
探索活动
1. 在水电解器的玻璃管里注满水，接通直
流电源，如图2.2-10所示。
2. 观察并记录：水的颜色、状态，与电源正
极相连的玻璃管内所出现现象，与电源负极相连
的玻璃管内所出现现象，比较两支玻璃管内出现
现象差异。产生的气体的体积比约为多少？
3. 用点燃的火柴接近液面下降较多的玻璃管尖嘴，慢慢打开活塞，
观察并记录现象；用带火星的木条接近液面下降较少的玻璃管尖嘴，慢
慢打开活塞，观察并记录现象。
4. 水在通电后发生了什么变化？能得出什么结论？
实验中可燃烧并产生淡蓝色火焰的气体是氢气（hydrogen），能使带火
星的木条复燃的气体是氧气（oxygen）。实验说明，在通电的条件下，水可
以发生分解，生成氢气和氧气，可表示为：
水 
 氢气＋氧气
通直流电
水在通电时生成氢气和氧气这两种新的物质，这种生成新物质的变化
叫作化学变化（chemical change），又叫化学反应（chemical reaction）。
实验也说明，水分子中含有两种不同的、更小的粒子，这种粒子就是
原子。根据精确的实验结果，1 个水分子是由2 个氢原子和1 个氧原子构 
成的。
图2.2-10  电解水
第2 章  物质的微观结构
63
思考与讨论
根据水电解的式子及实验现象，分析水在通电情况下是如何分解产
生氢气和氧气的。
水分子是由氢原子和氧原子构成的，因此我们可以说水是由氢和氧组
成的。
思考与讨论
电解水的反应中，从微观的角度分析，什么发生了变化？什么没有
变化？
水电解时，水分子分解，生成氢原子和
氧原子。2 个氢原子结合成1 个氢分子，很
多氢分子聚集成氢气。2 个氧原子结合成1
个氧分子，很多氧分子聚集成氧气，如图
2.2-11所示。可见，在化学变化中，分子可
以分为原子，原子又可以结合成新的分子。
因此，原子是化学变化中的最小粒子。
练习与应用
1. 试用原子和分子的知识来分析下列两种变化的本质区别。
 （1）水受热变成水蒸气。
 （2） 水通电变成氢气和氧气。
2. 观察实验室模型，描述氨分子的组成。
3. 加热红色的氧化汞粉末时，氧化汞分子（1个氧化汞分子由1个汞原子和1个氧
原子构成）会分解成氧原子和汞原子，每2个氧原子结合成1个氧分子，许多汞
原子聚集成金属汞。试画出氧化汞分子分解模型图。
4. 如图所示，制作甲烷（由1 个碳原子和4 个氢原子构成的正四面
体）模型。找一找，在学校实验室中除甲烷分子的结构模型外，
还陈列有哪些分子的结构模型？尝试比较它们之间的异同。
图2.2-11  水分子分解示意图
H
H
H
H
H
H
O
O
H
H
+
O
O
水
（H2O）
氢气
（H2）
氧气
（O2）
（第4题图）
科学  七年级下册
64
构成物质的微观粒子除了分子以外，还有原子和离子
等，如水是由水分子构成的、金刚石是由碳原子构成的、氯
化钠是由氯离子和钠离子构成的。那么，原子是最小的微粒
吗？科学家是如何建构原子模型的呢？
一、原子结构模型的建立过程
分子很小，原子更小，原子之间能够结合成分子的奥秘，正是科学家
在研究这小小的原子的结构时逐步揭示的。建构原子模型是认识分子、离
子等微观粒子的基础。
1808年，英国科学家道尔顿（J. Dalton）提出原子是一个不可再分的实
心球体，原子是构成物质的最小微粒。
1897年，英国科学家汤姆生（J. J. Thomson）发现原子内部存在带负电
的电子（electron），他还通过实验和计算得出电子是比原子更微小的粒子，
进而提出原子内部还有带正电的物质。由此，汤姆生提出了一种原子模型：
原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干
那样镶嵌在其中，如图2.3-1所示。
1909 年起，英国科学家卢瑟福（E. Rutherford）用带正电荷的α 粒子
流轰击极薄的金箔，结果发现绝大部分α粒子顺利通过，但有极少数α粒
子飞行路线发生大角度偏转，甚至有个别α粒子被反弹回来。于是，他在
1911年提出了核式结构模型来解释这一现象，他认为原子是由带正电的原
子核（atomic nucleus）和带负电的核外电子构成的，如图2.3-2所示。他还
根据反射的α粒子的比例估算出了原子核的大小。
第3 节  建构原子模型
第2 章  物质的微观结构
65
图2.3-1  汤姆生提出的原子结构模型
图2.3-2  卢瑟福提出的原子结构模型
后来，科学家持续地研究、探索原子内部结构，对原子结构模型进行
了不断完善和修正，提出了能够解释更多现象的原子结构模型。
思考与讨论
通过查阅资料，以“科学家探究微观粒子结构、建构原子结构模型”
为主题跟同学进行讨论交流。
二、原子的构成
原子是由居于原子中心的原子核与核外电子构成的。原子核是由质子
和中子构成的。每个质子带1个单位正电荷，每个电子带1个单位负电荷，
中子不带电。原子核的体积仅为原子体积的几千亿分之一。科学研究还发
现，构成原子核的质子、中子都是由更微小的基本粒子— 夸克构成的。
表2.3-1中是几种原子的构成。
原子核
电子
约10
-10 m
10
-15 m ～10
-14 m
图2.3-3  原子构成示意图
科学  七年级下册
66
表2.3-1  几种原子的构成
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
氢
1
0
1
锂
3
4
3
碳
6
6
6
钠
11
12
11
由于原子核内质子所带的正电荷数量与核外电子所带的负电荷数量相
等，电性相反，因而原子呈电中性。原子核所带正电荷数又叫作核电荷数，
可见原子的核电荷数就等于核内质子数，也等于核外电子数。
原子（不显电性）
质子（1个质子带1个单位正电荷）
中子（不带电）
原子核（带正电）
核外电子（1个电子带1个单位负电荷）
在含有多个电子的原子中，核外电子分层排布，并遵循一定的运动规
律在原子核外运动。
探索活动
1. 可以用原子结构示意图简明地表示核外电子分层排布情况。如图
2.3-5所示是钠原子结构示意图。钠原子的核外电子分成几个电子层排
布？最外层有几个电子？
图2.3-4  核外电子分层排布示意图
电子层
原子核
第2 章  物质的微观结构
67
2. 氯原子结构示意图如图2.3-6 所示，通过观察比较，就下列话
题与同学进行交流讨论：钠原子、氯原子的核外电子排布有哪些相同之
处？钠原子、氯原子的最外层电子数有什么不同？
在化学反应中，原子核外电子经常充当重要的角色。在后续的学习中，
我们会进一步认识到这一点。
科学拓展
部分原子的结构示意图
图2.3-5  钠原子结构示意图
第一层
第二层
第三层
原子核
质子数（核电荷数、
原子序数）
各层上的电子数
+11
2 8
1
2
+17
8
7
图2.3-6  氯原子结构示意图
图2.3-7  部分原子的结构示意图
2
+3
1
锂（Li）
2
+4
2
铍（Be）
2
+5
3
硼（B）
2
+6
4
碳（C）
2
+7
5
氮（N）
2
+8
6
氧（O）
2
+9
7
氟（F）
2
+10
8
氖（Ne）
1
+1
氢（H）
2
+2
氦（He）
1
2
+11
8
钠（Na）
2
+12
8 2
镁（Mg）
2
+13
8 3
铝（Al）
2
+14
8 4
硅（Si）
2
+15
8 5
磷（P）
2
+16
8 6
硫（S）
2
+17
8 7
氯（Cl）
2
+18
8 8
氩（Ar）
科学  七年级下册
68
三、相对原子质量
每个原子都有一定的质量。1个碳-12原子的质量为1.993×10
-26 kg， 
1 个氧-16原子的质量为2.66×10
-26 kg，1个钠-23原子的质量为3.819× 
10
-26 kg。原子的质量如此之小，使用起来极不方便。为此，国际上规定采
用相对原子质量（relative atomic mass）来表示原子的质量。
将碳-12原子的质量分为12等份，则每一份的质量为1.66×10
-27 kg。
其他原子的质量与1
12 碳原子质量的比值，就是该原子的相对原子质量。例
如，氧原子的质量与1
12 碳原子质量的比值为16（2.66×10
-26
1.66×10
-27 ≈16），氧
的相对原子质量就是16，如图2.3-8所示。
相对原子质量可以从元素周期表*中查到，也可以从物理或化学用表
中查找。在一般的计算中多采用相对原子质量的近似值。
思考与讨论
阅读表2.3-2中的数据，你有什么启发？
图2.3-8  氧的相对原子质量
氧原子 
氧的相对原子质量约为16
碳原子
碳原子的1
12
* 元素周期表的知识将在本章第4节学习。
表2.3-2  质子、中子、电子的相对质量
微粒
质量/kg
相对质量
注释
碳原子
1.993×10
-26
12
6个质子、6个中子
第2 章  物质的微观结构
69
质子、中子的相对质量都约为1，与质子、中子相比，电子的质量很
小，原子的质量主要集中在原子核上。
请查阅核电荷数1～18的各元素的相对原子质量，并填在表2.3-3中。
表2.3-3  核电荷数1～18的各元素的相对原子质量
元素的核
电荷数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
相对原
子质量
科学阅读
张青莲与相对原子质量
相对原子质量只是一个比值，目前所有已发现元
素的相对原子质量均已被测出。我国科学家张青莲
（1908—2006）主持的科研小组测定的铟、铱、锑、铕、
铈、铒、锗、锌、镝、钐十种元素的相对原子质量被确
定为国际新标准，被全世界广泛采用。
图2.3-9  张青莲
微粒
质量/kg
相对质量
注释
质子
1.6726×10
-27
1
质子质量≈中子质量
中子
1.6749×10
-27
1
电子
9.1101×10
-31
1
1836
电子的质量是质子质量的
1
1836
续表
科学  七年级下册
70
四、离子
我们知道，一定条件下很多物质混合会发生化学反应。例如，钠在氯
气中点燃就会发生反应生成氯化钠。
探索活动
取一瓶氯气，用镊子夹一小块钠放入燃烧匙中，点燃钠，将燃烧匙伸
入氯气瓶中，反应结束后观察瓶内的物质。
实验现象： 
。
上述实验中究竟发生了什么变化呢？
金属钠在氯气中燃烧时，钠原子失去电子形成了带正电荷的钠离子
（一种阳离子），氯原子得到电子形成了带负电荷的氯离子（一种阴离子）。
带有异种电荷的钠离子和氯离子之间相互吸引，形成了电中性的氯化钠。
图2.3-10  钠在氯气中燃烧的实验
氯气
钠
钠在氯气瓶中燃烧
2
+11
8 1
钠原子（Na）
2
+11
8
钠离子（Na
+）
氯化钠（NaCl）
2 +17
8
7
氯原子（Cl）
2 +17
8
8
氯离子（Cl
-）
图2.3-11  金属钠与氯气反应生成氯化钠的微观过程示意图
第2 章  物质的微观结构
71
类似的，在许多化学变化中，电中性的原子会因为得到电子或失去电
子成为带电荷的微粒，这种带电荷的微粒称为离子（ion）。离子也是构成物
质的一种微粒。原子失去或得到电子形成离子。
练习与应用
1. 以氢原子为例，说明构成原子的粒子有哪几种，它们是怎样构成原子的。
2. 已知碳-12原子中的电子分2层运行，里面一层有2
个电子，外面一层有4个电子。请根据上述信息，用
彩色橡皮泥建立一个该碳原子的结构模型。
3. 原子结构模型的建立，经过了几代科学家的艰辛努
力，直到现在仍在探索中。如图所示为锂原子结构
的模型，图中原子核内有3个质子、4个中子。请简
述锂原子的结构。
4. 构成物质的微观粒子有哪些？请举例说明。
5. 下表是某同学收集的一些微粒的资料，请根据表格
数据回答下列问题。
粒子代号
质子数
中子数
电子数
带电性
A
8
8
8
不带电
B
26
30
24
带2个单位正电荷
C
8
8
10
D
8
10
8
不带电
 （1）上述粒子中哪些属于原子？
 （2）根据表格信息，写出C的带电情况。
 （3）有同学认为，D粒子的质量比C粒子大，你同意吗？为什么？
（第3题图）
科学  七年级下册
72
探索活动
将你知道的关于元素的知识填入表2.4-1中。
表2.4-1  元素的作用
你熟悉的元素（名称）
含该元素的物质
该元素的作用
钙
钙片
促进人体骨骼生长
自古以来人们就在不断探索物质的组成问
题，早期人们曾利用化合和分解的思路知道了
很多物质的组成。你有没有思考过下列问题：
自然界里形形色色的物质为什么会循环往复、
变化无穷？地壳中的物质主要由哪几种元素组
成？人体中哪几种元素含量最高？ 
一、认识元素概念
科学研究发现，我们周围的物质数以亿计，这些物质都是由元素组成
的，而自然界中的元素仅有100多种。科学家根据元素的原子结构和性质，
把它们科学有序地排列起来，编制出了元素周期表。
实际上，我们常常见到、说到元素这个词：氧气由氧元素组成；水中含
有氢元素和氧元素；食品标签上常会标示出一些元素的含量……
第4 节  探究物质组成的奥秘
第2 章  物质的微观结构
73
用科学方法分析后发现，物质的基本成分— 元素，只有100 多种，
但能组成众多物质，就像可拼写出成千上万个英文单词的字母只有26个一
样。例如，蛋壳、贝壳和石灰石的主要成分都是碳酸钙，而碳酸钙是由碳、
氧、钙三种元素组成的。
氢分子和水分子中都含有氢原子。一种原子的原子核内质子数是一定
的，核电荷数也是一定的。例如，一种氢原子的原子核内有1个质子，没有
中子，其核电荷数为1；另一种氢原子的原子核内有1 个质子和1 个中子，
其核电荷数也为1。科学上把具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子统
称为元素（element），如氢元素就是所有核电荷数为1的原子的总称。
到目前为止，人们已经发现了118种元素，其中人工合成的元素有20
余种。由100 多种元素组成的众多物质都是由原子、分子或离子构成的，
如图2.4-1所示。
在物质发生化学变化时，原子的种类不变，所以在物质发生化学变化
的过程中元素的种类也不会改变。
科学阅读
元素名称的由来
118种元素均有中文名称。常温下单质呈气态的元素名称常以“气”
为部首，如氢、氦、氮、氖、氯、氩等。常温下单质呈液态的元素名称常
以“  ”或“水”为部首，如溴、汞等。常温下呈固态的非金属单质的元素
名称常以“石”为部首，如碳、硫、磷等。金属元素名称常以“钅”为部
首，如钠、铁等。
有些元素的中文名称采用新造字，例如新发现的118 号元素符号为
“Og”，其中文名称为“
”，读作“ào”，是一个新造字。
图2.4-1  多样的物质及其组成
组成
构成
构成
构成
水、氧气、氢气等
铁、石墨等
氯化钠、碳酸钙等
元素
分子
原子
离子
科学  七年级下册
74
二、同位素
我们初步了解了元素的概念。元素就是质子数（即核电荷数）相同的一
类原子的总称，如氧元素就是所有核电荷数为8的原子的总称。
思考与讨论
如图2.4-2所示为氧的3种原子的原子核，它们之间有什么不同？
原子核内的质子数相同、中子数不相同的同类原子互为同位素
（isotope）原子。例如，上述3种氧原子的原子核内均含8个质子，而中子数
不同，它们互为同位素原子。
元素是互为同位素的原子的总称。为了区分同一种元素的同位素
原子，有时把质子数和中子数的总数标出以示区别，如氢有氕（
1
1 H）、 
氘（
2
1 H）、氚（
3
1 H） 3种同位素，也有表示为碳-14（C-14）的。
大多数元素都有同位素，如汞元素就有7 种稳定的同位素。 同位素在
工业、农业、医疗、国防等方面有着广泛的应用，如图2.4-3所示。
图2.4-2  氧的3种原子的原子核
8个质子
8个中子
8个质子
9个中子
8个质子
10个中子
A
B
C
图2.4-3  同位素的应用
利用放射性同位素照
射体内病灶，治疗肿
瘤等疾病。
核潜艇利用铀的同位
素裂变释放的能量作
为动力。
根据放射性同位素
的半衰期，进行古
董鉴定。
科研中，用放射性
同位素原子作为示
踪原子。
第2 章  物质的微观结构
75
三、元素分布
元素在地壳中的分布是不均匀的，地壳主要由氧、硅、铝、铁、钙、
钠、钾、镁、氢等元素组成，人体主要由氧、碳、氢三种元素组成，地壳和
人体中的主要元素分布如图2.4-4和图2.4-5所示。
科学阅读
人体中元素的作用
人体内含有30 多种元素，其中11 种为大量元素（碳、氢、氧、氮、
硫、磷、氯、钙、镁、钠、钾），约占99.95%，其余为微量元素。它们中有
些是必需元素，每一种必需元素在体内都有一个适量范围，过多或过少
都不利于人体健康。
各种元素在人体内所起的作用主要有：①构成各种组织，如钙和磷构
成骨骼、牙齿等，碳、氢、氧、氮、硫构成血液、毛发、肌肉等。②运载
作用，如含铁的血红蛋白具有运输氧气和二氧化碳的作用。③组成酶或
酶的激活剂，发挥催化的功能。如锌元素与人体中100多种酶有关，参与
蛋白质和核酸的合成等。④调节体液的物理化学特性，如钠离子、钾离子
和氯离子能维持体液中水、电解质平衡和酸碱平衡等。⑤信息传递作用，
如硒、碘、锰、铜等。
图2.4-5  人体中所含元素的含量（质量）
图2.4-4  地壳中所含元素的含量（质量）
人体 
氧65%
碳18%
其他7%
氢10%
铁4.75%
钙3.45%
钠2.74%
钾2.47%
镁2.00%
氢0.76%
其他1.20%
硅26.30% 
氧48.60% 
地壳
铝7.73%
科学  七年级下册
76
我们知道水电解后会产生氢气和氧气，说明水是由氢、氧两种元素组
成的。像水这样由不同种元素组成的单一物质叫作化合物（compound）。
自然界中有很多种化合物，如二氧化碳（由碳、氧元素组成）、蔗糖（由
碳、氢、氧元素组成）等物质都是化合物。氢气中只含有氢元素，氧气
中只含有氧元素，这些由同种元素组成的单一物质叫作单质（elementary 
substance）。除了氢气和氧气，木炭（由碳元素组成）、金属铁（由铁元素组
成）等物质也属于单质。
人们常把元素分成金属元素、非金属元素两类。如钠、铝、铁是金属
元素，氢、碳、氧是非金属元素。在某些霓虹灯中充入的氩气由氩元素组
成，氩的性质非常稳定，在通常情况下很难跟其他物质发生化学反应，氦、
氖与氩类似，它们的性质都很稳定，在自然界中的含量都较低，这类元素
叫稀有气体元素，由这类元素组成的气体叫稀有气体。在118种元素中，金
属元素占大多数。
四、元素符号
为了便于学习、研究和交流，国际上统一采用元素拉丁文名称的第一
个字母（大写）来表示元素，如氢元素的符号为H，氧元素的符号为O；如
果几种元素拉丁文名称的第一个字母相同，就再加一个小写字母来区别，
如用Ca表示钙元素，用Cl表示氯元素，用Cu表示铜元素。
表2.4-2  部分元素的中文、拉丁文、英文名称和符号
中文名称
拉丁文名称
英文名称
元素符号
氢
Hydrogenium
Hydrogen
H
氧
Oxygenium
Oxygen
O
碳
Carbonium
Carbon
C
氮
Nitrogenium
Nitrogen
N
铁
Ferrum
Iron
Fe
铜
Cuprum
Copper
Cu
第2 章  物质的微观结构
77
表2.4-3列出了常见元素的名称、符号和相对原子质量。
表2.4-3  常见元素的名称、符号和相对原子质量
名称
符号
相对原子质量
名称
符号
相对原子质量
氢
H
1
硫
S
32
碳
C
12
氯
Cl
35.5
氮
N
14
钾
K
39
氧
O
16
钙
Ca
40
钠
Na
23
铁
Fe
56
铝
Al
27
铜
Cu
63.5
硅
Si
28
银
Ag
108
磷
P
31
碘
I
127
元素符号除了表示一种元素以外，也可表示这种元素的1 个原子，如
Cl表示氯元素，也可以表示1个氯原子。
利用元素符号表示离子也很方便，把离子的电荷数目和电性标注在元素
符号的右上角。例如，带1个单位正电荷的钠离子用Na
+表示，带1个单位负
电荷的氯离子用Cl
-表示，钙原子失去两个电子形成的钙离子用Ca
2+表示。
五、探索元素周期表
各种元素彼此之间是否有联系？有没有规律可循？早在原子内部结构
被揭示之前，科学家就已经对此进行了长期的探索。直到1869年，俄国化
学家门捷列夫（D. Mendeleev）在对大量事实进行研究的基础上，把当时已
经发现的63 种元素按照相对原子质量由小到大的顺序排列起来，并分成
几行，将性质相似的元素排在同一列中，得到第一张元素周期表（periodic 
table of elements）。从此人们认识到元素是一个由简单到复杂的完整系统，
各种元素之间不是孤立的，而是一个互相联系的整体。
元素周期表是学习和研究、探索未知世界有力的工具之一。它为发现
新的元素和化合物、预测元素的结构和性质提供了线索，为我们深入学习
和掌握物质性质及其规律提供理论指导。
科学  七年级下册
78
思考与讨论
图2.4-6是元素周期表中铀元素相关的信息，观察后就“元素周期
表中的每一格包含哪些信息”跟同学进行交流讨论。
探索活动
1. 提出问题：元素周期表中的元素是如何排列的？
2. 设计活动：两名同学合作从元素周期表中查找表2.4-4中的元素
相关信息，并将查到的信息填入表2.4-4中。
图2.4-6  元素周期表中的信息
92 U
238.0
铀
原子序数
元素名称
（注*的是人造元素）
元素符号（红色指放射性元素）
相对原子质量（加括号的数据为
该放射性元素半衰期最长同位素
的质量数）
表2.4-4  部分元素相关信息
核电荷数元素名称
元素符号
核外电子数
最外层电子数
单质类别
3
3
6
7
12
Mg
14
16
非金属
18
氩
20
第2 章  物质的微观结构
79
3. 分析与讨论元素周期表中的以下内容：
（1）每一周期开头的是什么类型的元素？
（2）每一周期靠近尾部的是什么类型的元素？
（3）每一周期结尾的是什么类型的元素？
（4）元素之间存在着什么内在的联系？
4. 交流：
（1）通过研究元素周期表，你还发现了什么？
（2）和同学交流你通过互联网或去图书馆查阅资料获得的元素周期
表的相关知识。
（3）元素之间存在着怎样的规律性联系？它与“元素周期表”这个名
称有没有关系？
提出问题
科学研究始于问题。科学问题可以通过收集证据来回答。例如，“元
素周期表中的元素是如何排列的”可以通过收集信息和实验证据进行回
答。科学问题来自人类的好奇心和质疑，来自生活与实践。
方法与技能
核电荷数元素名称
元素符号
核外电子数
最外层电子数
单质类别
47
1
118
8
非金属
续表
科学  七年级下册
80
练习与应用
1. 写出符号“
2H”和“2H”的意义。
2. 下图是元素周期表的一部分，标出了部分元素的名称或符号，请在横线处将名
称或符号补充完整。
族
周期
ⅠA
0
1
H
氢
ⅡA
ⅢA
ⅣA
ⅤA
ⅥA
ⅦA
      
氦
2
Li
锂
Be
铍
B
硼
C
  
      
氮
O
氧
F
氟
Ne
  
3
Na
钠
Mg
  
      
铝
Si
  
      
磷
S
硫
Cl
  
      
氩
4
      
钾
Ca
  
Ga
镓
Ge
锗
As
砷
Se
硒
Br
  
Kr
氪
（第2题图）
3. 有些人由于平衡膳食的观念不强，导致维生素、铁、钙、锌等摄入不足。这里
的“铁、钙、锌”指的是“元素”还是“单质”？
4. 研究发现，镧和镍的一种合金是储氢材料，具有重要的开发价值。请在元素周
期表中找到镧，并写出你查到的相关信息。
第2 章  物质的微观结构
81
一、化学式
在生活中，常常可以见到类似于CO2这样的符号，这一符号不仅表示
了二氧化碳这种物质，还表示了二氧化碳的组成。这种用元素符号和数字
的组合表示物质组成的式子，叫作化学式（chemical formula）。
每种单一物质的组成是固定不变的，所以表示每种物质组成的化学式
只有一个，但每个化学式都有多重含义。二氧化碳的化学式为CO2，该化
学式可以表示：①二氧化碳分子、二氧化碳气体、干冰；②二氧化碳是由
碳元素和氧元素组成的；③1个二氧化碳分子是由1个碳原子、2个氧原子
构成的……
物质的组成是通过实验测定的，因此物质的化学式的书写必须依据实
验的结果，不能凭空臆造。
单质化学式的书写如表2.5-1所示。
表2.5-1  单质化学式的书写
单质
书写方式
气态非金属单质
在元素符号右下角写上表示分子中所含原子数的数字
金属和固态非金属单质
习惯上用元素符号表示
稀有气体单质
用元素符号表示
实验室里的试剂瓶上都贴有标签，标签上常用化学
式表示物质的组成等。那么，如何书写物质的化学式？怎
样根据化学式判断物质的组成呢？
第5 节  用化学式表示物质
硫酸 化学纯（CP）
（500 mL）
品名：硫酸
化学式：H2SO4
相对分子质量：98
密度：1.84 g/cm
3
质量分数：98%
科学  七年级下册
82
在书写化合物的化学式时，除了需要知道该化合物中含有哪几种元
素、不同元素原子的个数比之外，还应遵循通用的书写规则。要注意以下
几点：第一，化合物中该元素的原子个数用数字标记在元素符号的右下角，
当某种组成元素原子个数是1时，1省略不写，如H2O；第二，氧元素与另
一元素组成的化合物，一般要把氧元素符号写在右边，如CO2；第三，金属
元素与非金属元素组成的化合物，一般要把非金属元素符号写在右边，如
NaCl。
由两种元素组成的化合物的名称，一般读作“某化某”，如CuO 读作
“氧化铜”。有时还要读出化学式中各种元素的原子个数，如P2O5读作“五
氧化二磷”。
根据化学式的书写规则，请写出下列物质的化学式。
1. 单质。
（1）氢气、氮气、氯气（每个分子中都含有2个原子）
（2）臭氧气体（分子中含有3个氧原子）
（3）铝、铜
（4）金刚石、固态磷
（5）氖气、氩气两种稀有气体（每个分子中均只有1个原子）
2. 化合物。
（1）一氧化碳、一氧化氮、氯化氢
（2）二氧化硫、二氧化氮、三氧化硫
（3）氯化钠、氧化镁、氯化铝
第2 章  物质的微观结构
83
思考与讨论
1. 液态氧、冰的化学式分别应该怎样写？
2. 符号H、2H、H2、2H2各具有什么意义？
二、化合价
化合物有固定的组成，即形成化合物的元素有固定的原子个数比。例
如，甲烷分子由碳原子与氢原子构成，这两种原子的个数比为1∶4，其化学
式为CH4。
根据表2.5-2中化合物的化学式，分析相应物质中的原子个数比。
表2.5-2  化学式原子个数比
化学式
HCl
CaO
H2O 
SO3
Fe2O3
原子个数比
不同元素的原子相互结合时，其原子个数比并不一定是1∶1，如H 与
Cl 以原子个数比1∶1 结合形成HCl，Ca 和O 以原子个数比1∶1 结合形成
CaO，H和O以原子个数比2∶1结合形成H2O。我们是如何知道不同元素以
什么样的原子个数比结合的呢？
一般情况下，我们可以通过元素的化合价（valence）认识化合物中原子
个数比。元素的化合价有正、有负，化合物中正、负化合价的代数和为零。
例如，图2.3-11所示，钠原子与氯原子形成氯化钠时，钠原子失去电子，
表现+1价，氯原子得到电子，表现-1价，且氯化钠中正、负化合价代数和 
为零。
科学  七年级下册
84
思考与讨论
知道了一种元素的化合价（写在元素符号的正上方），怎样根据化学
式推断出另一种元素的化合价？
表2.5-4  常见元素的化合价
名称
符号
常见化合价
名称
符号
常见化合价
钾
K 
+1
氢
H
+1
钠
Na
+1
碳
C
-4、+2、+4
银
Ag
+1
氮
N
-3、+5
钙
Ca
+2
氧
O
-2
铝
Al
+3
硫
S
-2、+4、+6
铁
Fe
+2、+3
氯
Cl
-1
铜
Cu
+1、+2
碘
I
-1
在确定元素化合价时，还需要注意以下几点：
1 . 金属元素与非金属元素化合时，金属元素显正价，非金属元素显 
负价。
2.一些元素在不同物质中可显不同的化合价。
3 . 元素的化合价是元素的原子之间形成化合物时表现出来的一种性
质。在单质中，元素的化合价为0。
有一些物质，如NaOH、CaCO3、NH4Cl等，它们中的一些带电的原子
团（属于离子），如OH
-、CO3
2-、NH4
+，常作为一个整体参加反应，这样的原
子团，又叫作根，根也有化合价，如氢氧根化合价为-1。
原子团中各元素化合价的代数和就是该原子团的化合价。填出表
2.5-5中各原子团的化合价。
表2.5-3  元素化合价的推断
+1
-1
+4
-2
+2
-2
-2
HCl
CCl4
CO2
SO3
MgO
MgS
Na2S
第2 章  物质的微观结构
85
表2.5-5  原子团的化合价
原子团
离子符号
电荷
化合价
氢氧根
OH
-
-1
-1
硝酸根
NO3
-
-1
铵根
NH4
+
+1
硫酸根
SO4
2- 
-2
碳酸根
CO3
2- 
-2
根据所含元素的化合价，推求实际可能存在的化合物中各元素的原子
个数比，进而写出化合物的化学式。例如，写出氧化钠的化学式的步骤是：
1.先写出元素符号，显正价的元素写在左边，显负价的写在右边，并
在元素符号的正上方标出化合价：NaO
+1 -2 。
2 . 再根据元素化合价代数和为零的原则写出各元素的原子个数，即
Na2O。
三、相对分子质量
分子是由原子构成的，一个分子的质量是组成成分中各原子质量的总
和。由于分子质量很小，通常也用相对质量来表示。化学式中各元素原子
的相对原子质量的总和，就是相对分子质量（relative molecular mass）。根
据化学式可以进行多种计算。
我们只要知道物质的化学式，就可以计算出它的相对分子质量和某元
素的质量分数。例如，计算H2SO4的相对分子质量和氢元素的质量分数的
过程是：
1.查表：H、S、O的相对原子质量分别为1、32、16。
2.根据化学式确定组成原子个数：H2SO4分子中含H、S、O原子个数
分别为2、1、4。
3.计算H2SO4的相对分子质量：1×2＋32＋16×4＝98。
4.物质中某元素的质量分数是该元素的质量与组成物质的元素总质量
之比。H2SO4中氢元素的质量分数：
科学  七年级下册
86
氢元素的质量分数＝
氢的相对原子质量×原子个数
H2SO4的相对分子质量
×100% 
 
＝
1×2
98
×100%≈2%
思考与讨论
尿素[CO（NH2）2]、碳酸氢铵（NH4HCO3）、硫酸铵[（NH4）2SO4]、
硝酸铵（NH 4NO 3）都是常用的氮肥，四种物质分别是由几种元素组成
的？四种物质的相对分子质量各是多少？
练习与应用
1. 写出下列物质的化学式。
 
氯气（  ） 铁（  ） 水（  ） 二氧化碳（  ） 四氧化三铁（  ）
2. ClO2是一种常用消毒剂，NaCl 是生活中的调味品，这两种物质中都含有氯元
素，但它们的化合价不相同。请说出它们的化合价分别是多少。
3. 环氧乙烷是一种重要的化工原料，其化学式为C2H4O。试计算：
 （1）环氧乙烷的相对分子质量。
 （2）环氧乙烷中碳元素和氢元素的质量比。
 （3）环氧乙烷中氧元素的质量分数。
4. 分别查看饮料、药品、食品（各1种）的标签或说明书，并记录它们的主要成分及
含量。
5. N（NO2）3是一种新型火箭燃料。请回答下列问题。
 （1）N（NO2）3中N、O原子的个数比为多少？
 （2）N（NO2）3中氮元素的质量分数为多少？（列式计算，计算结果精确到0.1%）
6. 含氮元素的物质与人类生产、生活关系密切。N2、NH3、HNO3等都是常见的含
氮物质，请分别标出其中氮元素的化合价。
第2 章  物质的微观结构
87
学习整理
第2章  物质的微观结构
物质是由微观
粒子构成的
许多物质是由
分子构成的
分子间存在空隙
分子处于不停的
运动之中
你对分子大小的认识
 
 
         
……
质子
中子
原子核
核外电子
原子
结合
结合
分解
失去或得到电子
分子
离子
物质，如
铜、铁、铝等
金刚石、硅等
物质，如氧气、水等
物质，如食盐等
聚集
结合
走进微观世界
建构分子模型
建构原子模型
你对分子间空隙的认识
 
 
            
你对分子运动的认识
 
 
            
科学  七年级下册
88
元素符号
元素
元素分布
元素之间联系
元素周期表
你能把元素分成哪几种类型？  
 
 
 
 
 
 
   
元素周期表是学习科学的重要工具，你能从元素周期表查到哪些方面的信息？
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
    
元素符号
化学式
相对分子质量
化合价
相对原子质量
根据化合价推求化学式的
依据是  
 
。
你能从化学式中获得有关
物质的哪些信息？ 
   
 
                             。
探究物质组
成的奥秘
用化学式
表示物质
第2 章  物质的微观结构
89
学习评价
一、概念理解
1. 在冰熔化成水的过程中，下列所发生的变化正确的是（　　）。
 
A. 分子间间隔变小  
B. 分子间间隔变大
 
C. 分子本身体积变大 
D. 分子质量变小
2. 生活中常遇到“碘盐”“高钙牛奶”“铁强化酱油”等商品，这里的“碘”“钙” 
“铁”是指（  ）。
 
A. 元素 
B. 原子 
C. 分子 
D. 离子
3. 关于原子的质量和相对原子质量，下列说法正确的是（　　）。
 
A. 决定原子质量大小的主要是质子和电子
 
B. 相对原子质量就是原子的质量
 
C. 两种原子的质量之比等于它们的相对原子质量之比
 
D. 碳-12原子的相对原子质量是12 g
4. 某同学在学习了元素和物质的知识后，进行了梳理，其中正确的是（　　）。
 
A.铁元素的质量分数由高到低：FeO、Fe2O3、Fe
 
B.钙的化合物相对分子质量由大到小：CaCO3、CaCl2、Ca（OH）2
 
C. 氮元素的化合价由高到低：HNO3、NH3、NO
 
D. 化学式为C10H14N2的分子中，原子数由多到少的顺序是：H、C、N
二、迁移应用
5. 高铁酸钠（Na2FeO4）是一种新型高效净水剂，分析其中各种元素的化合价。
三、探究实践
6. 卢瑟福为了证实汤姆生的原子结构模型，进行了如图所示的α 粒子轰击金箔
的实验。
（第6题图）
金箔
真空
显微镜
v
荧光屏
α粒子源
α粒子束
α
α
α
α
α
科学  七年级下册
90
 （1） 若汤姆生的原子结构模型正确，则α粒子轰击金箔将出现怎样的现象？
 （2） 卢瑟福基于α粒子轰击金箔的实验现象建立原子结构模型，他对汤姆生的
原子结构模型作了哪些修正？其修正的依据分别是什么？
四、学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
第2 章  物质的微观结构
91
走进大自然，展现在我们面前的有日月星辰、高山流水，还有飞禽走兽、
苍松翠柏，以及拂面而来的习习清风……自然界中所有的生物和非生物，生物
界中所有的动物、植物和微生物，包括我们自身，如果要用一个词来概括，那
就是物质。
各种各样的物质，具有怎样的特性？物质存在的状态会发生怎样的变化？
第3 章
物质的特性
我们去水果店买水果时，售货员将水果装袋，放在
电子秤上称一称，再根据称出的结果和单价来计算需
要支付的金额。这里，称出的结果是什么？科学上用什
么量来反映水果的多少？
第1 节  质量和密度
一、质量
自然界中存在着空气、水、木材、矿物、天然气等各式各样的物质，
人类也提炼或制造出食盐、纸张、钢铁、塑料、玻璃等物质。这些物质占
有空间，因此，我们能感觉到它们的存在。
我们身边的物体，尽管形态各异，但都是由物质组成的。组成物体的
物质有多有少，一大袋苹果含有的物质要比一小袋苹果多。生产、生活中
经常需要知道物质的多少，比如这个月家里需要买多少米。我国人民很早
就用杆秤来测量物质的多少。
物体含有物质的多少叫作质量（mass），通常用字母m表示。
质量的基本单位是千克，符号是kg。常用的比千克大的单位有吨（t），
比千克小的单位有克（g）、毫克（mg）等。它们之间的关系是：
  
1 t＝1000 kg
  
1 kg＝1000 g
  
1 g＝1000 mg
第3 章  物质的特性
93
下面是一些物体的质量尺度。
电子
胰岛素分子
蜂鸟
人
蓝鲸
地球
银河系
~10-31
~10-23
~10-2
~10
~10
5
~10
24
~10
41
单位：kg
图3.1-1  不同物体的质量尺度
我国航天员在太空授课时做了太空抛物实验，被抛出的物体— 冰墩
墩，是从地面带到空间站的，它的位置改变了，但它所含物质的多少没有
改变，也就是它的质量没有改变。一块长方体的橡皮泥搓成圆柱体，形状
改变了；一块冰熔化成水，状态改变了；一块铁块加热后，温度改变了。状
态改变的物体所含物质的多少没有变，即质量不变。
可见，物体的质量不随它的位置、形状、温度或状态等的改变而改变。
物体质量大小取决于该物体所含物质的多少。
科学阅读
质量单位——千克
千克是日常生活中最常使用的基本单位
之一。1791年，法国为改进计量，规定4 ℃时
1 dm
3的纯水质量为1 kg。后来人们据此用铂铱
合金制成标准千克原器。1889年，第1届国际
计量大会将国际千克原器的质量定义为1 kg。
国际千克原器保存在国际计量局，人们
曾经认为它的质量不会改变。其实，国际千克
原器的质量会随着时间的流逝而改变。例如，
图3.1-2  国际千克原器
科学  七年级下册
94
1992年，科学家发现国际千克原器质量减小了约50 μg，相当于一颗直
径0.4 mm的小沙粒。
2018年，第26届国际计量大会更新了“千克”的定义，不再使用具体
的实物来定义质量的单位“千克”。
二、质量的测量
在超市、工厂和家里，可以看到不同类型的秤，它们都可用来称取物
体的质量。
电子秤
磅秤
案秤
图3.1-3  质量测量的工具
在学校的实验室里，测量质量的常用工具是托盘天平和物理天平。
图3.1-5  物理天平
图3.1-4  托盘天平
右盘
横梁标尺
砝码及
砝码盒
镊子
左盘
平衡螺母
游码
底座
分度盘
指针
为了保持天平测量的精确性，在使用天平时要注意以下要求。
1. 每台天平都有能够测量的最大质量— 称量。测量物体的质量时，
不能超过天平的称量。
第3 章  物质的特性
95
2. 向盘中加减砝码时要用镊子，不能用手直接拿砝码，不要把砝码弄
湿、弄脏，以免锈蚀。
3. 保持天平干燥、清洁。潮湿的物体和化学药品不能直接放在天平托盘上
测量。
4. 测量完毕，用镊子将砝码逐个放回砝码盒内。
探究实践
用天平测量固体和液体的质量
目标
学习用托盘天平测量固体和液体的质量。
器材
托盘天平，待测的小铁块和小木
块，盛水容器，烧杯和水。
过程
1. 把托盘天平放在水平桌面上，
观察并了解托盘天平的主要结构。
（1）该托盘天平砝码盒内装有砝码 
    个，镊子1 把。最大砝码的质
量是    g，最小砝码的质量是    g，砝码的总质量是    g。
（2）托盘天平的横梁标尺上的游码相当于一个小砝码，它在标尺上每
向右移动一小格，就相当于在右盘中加了一个更小的砝码。该托盘天平
标尺上一小格，相当于 
 
 
 g 质量的砝码，标尺上最大刻度值
为    g。
2. 托盘天平使用前要使横梁平衡。把游码
移到横梁标尺左端的零刻度线处。每台托盘天
平的横梁两端都有平衡螺母，用来调节横梁的平
衡。横梁上的指针指向什么位置表示横梁平衡
了？指针左偏或右偏，应该向哪个方向旋转平衡
螺母？
图3.1-6  托盘天平
图3.1-7  调节横梁平衡
科学  七年级下册
96
3. 测量固体的质量。把待测小铁块放在托
盘天平的左盘，用镊子往右盘中加减砝码，并移
动游码在标尺上的位置，直到横梁恢复平衡。
4. 将右盘中砝码的总质量加上游码在标尺
上所对应的质量，即为小铁块的质量。分别测量
三次，把结果记录在表3.1-1中。
5. 将三次测量结果相加再除以3，求出小铁
块质量的平均值，把结果记录在表3.1-1中。
6. 重复步骤3，用托盘天平测出小木块
的质量。小木块的质量是多大？
7. 测量液体的质量。用托盘天平测出矿
泉水瓶内水的质量。想一想应该如何测量，
并设计表格，将测出的数据记录在表格中。
问题讨论
测量时，在左盘放上物体后，准备向右盘加减砝码时，应该先加质量
大的砝码还是质量小的砝码？为什么？
表3.1-1  铁块的质量
砝码质量/g
游码的读数/g
小铁块质量/g 小铁块质量平均值/g
第1次
第2次
第3次
图3.1-9  测量小木块的质量
图3.1-8  测量小铁块的
质量
第3 章  物质的特性
97
思考与讨论
如果要测量粉末状的物体（如面粉）的质量，应该怎样测量？
托盘天平是一种机械天平，现在人们也常用电
子天平来测量物体的质量。有的电子天平的精度很
高，能够称量约1×10
-8 g的物体，相当于一个红细
胞的质量。
实践活动
1. 先称量半杯水和一小匙食盐的总质量，然后将食盐溶于水中，再
称量盐水的质量，比较两次称量的结果是否相等。
2. 试一试，用天平如何测量出一枚回形针的质量，试写出测量的 
过程。
测量
测量的过程实际上是比较的过程，就是将被测量与一个公认的标准
量进行比较，这个标准量就是单位。如测量物体的质量，其标准量就是千
克、克等，并说明测出物体质量是这个标准量的多少倍。测量需选择适当
的工具，保证测量的准确性和可靠性。测量结果必须包括数值和单位。
三、密度
相同体积的铜块、铁块和铝块，它们的
质量并不相同，铜块质量最大，铝块质量最
小。同一种物质，体积越大，质量也越大。那
么，对于同一种物质，它的质量与体积有什么
样的定量关系？
图3.1-10  电子天平
方法与技能
图3.1-11  比较不同金属的质量
科学  七年级下册
98
探索活动
1. 取大小不同的若干块铝块，分别用天平测量它们的质量，用直尺
测量边长并计算出它们的体积，把测量的数据记录在表3.1-2中，研究铝
块的质量与体积的关系。
2. 以体积（V）为横坐标，质量（m）为
纵坐标，在坐标纸上描点，然后把这些点
连起来，看看它们是否大致在一条直线上。
3. 根据表3.1-2中的数据以及所作的
图像，可以发现铝块的质量与体积之间的
关系，从中可以得到铝块的质量跟体积的
定量关系。
思考与讨论
如果把铝块换成铜块、铁块或者木块等，它的质量跟体积的定量关系
会跟铝块一样吗？
同种物质的质量与体积的比值是一定的，物质不同，其比值一般也不
同，这个比值反映了物质的一个性质。在科学上，把某种物质组成的物体
的质量与它的体积的比叫作这种物质的密度（density）。
表3.1-2  铝块的质量和体积
质量/g
体积/cm
3
质量
体积/g·cm
-3
铝块1
铝块2
铝块3
……
图3.1-12  坐标图
m/g
V/cm
3
O
第3 章  物质的特性
99
根据密度的定义，可以得到密度的公式为：
密度＝质量
体积
用符号ρ表示密度，m表示质量，V表示体积，则密度公式为：
ρ＝m
V
密度的单位是由质量单位和体积单位组成的。在国际单位制中，密度
的基本单位是千克/米
3，读作“千克每立方米”，符号是kg/m
3。有时也用
克/厘米
3，符号是g/cm
3。这两个密度单位之间的关系是：
1 g/cm
3＝1000 kg/m
3
密度在数值上等于单位体积的物质质量。正如各种物质有各自的颜色和
气味一样，各种物质也都有各自的密度。因此，密度也是物质的一种特性，是
一种比颜色和气味要隐蔽些的特性，反映了物质组成的紧密程度。
表3.1-3  几种常见物质的密度（单位：kg/m
3）
（除专门标注外，均为在0 ℃、标准大气压下）
金
铅
铜
钢、铁
19.3×10
3
11.3×10
3
8.9×10
3
7.9×10
3
铝
冰
石蜡
干松木
2.7×10
3
0.9×10
3
0.9×10
3
0.5×10
3
水银
硫酸
海水
纯水（4 ℃）
13.6×10
3
1.8×10
3
1.03×10
3
1.0×10
3
植物油
煤油
酒精
汽油
0.9×10
3
0.8×10
3
0.8×10
3
0.71×10
3
二氧化碳
氧气
空气
一氧化碳
1.98
1.43
1.29
1.25
氦气
氢气
0.18
0.09
ρ 是希腊字母，
读作róu。
科学  七年级下册
100
思考与讨论
1. 纯水的密度为1.0×10
3 kg/m
3，试说出它的含义。
2. 生活中常有人说铁比棉花重，这句话的准确含义是什么？
比值定义
科学研究中，往往用相关量的比值定义新的科学概念，这就是比值
定义。例如，用物体运动的路程与所用时间的比值定义速度，表示物体的
运动快慢；用质量和体积的比值定义密度，表示物质组成的紧密程度。
例题  某同学想了解一把汤匙是用什么材料做成的。他用天平测得
汤匙的质量为31 . 6 g，当他将汤匙浸没在量筒的水中时，量筒的读数由
25 mL 增大为29 mL。试根据这些数据判断这把汤匙可能是用什么材料制
成的。
解：汤匙的质量m＝31.6 g，体积V＝29 cm
3－25 cm
3＝4 cm
3。根据密度
公式可得，汤匙的密度为：
r ＝m
V ＝31.6 g
4 cm
3 ＝7.9 g/cm
3 ＝7.9×10
3 kg/m
3
查密度表可知，汤匙的密度与钢或铁的密度相同。
答：这把汤匙可能是用钢或铁制成的。
思考与讨论
把一瓶乳酸菌饮料放入冰
箱的冷冻室内，几小时后，乳
酸菌饮料瓶的瓶盖的变化如图
3 . 1 - 13 所示。试推断乳酸菌
饮料在冷冻前后发生了什么变
化，并作出解释。
方法与技能
放入冷冻室前  放入冷冻室几小时后
图3.1-13  乳酸菌饮料瓶冷冻前后发生的变化
第3 章  物质的特性
101
水是自然界中最常见的物质，冰的密度比水小，
因此同质量的水结冰后体积会变大。这就是装满水的
玻璃瓶放入冰箱的冷冻室后容易被冰胀破，冬天寒冷
地区水管易被冻裂的原因。
在地球表面的许多地方，岩石缝隙和岩层之间总
会有一定量的水聚集，当温度下降，水结成冰后体积
发生膨胀，会造成岩石的开裂；而当温度升高时，岩
石缝隙和岩层之间的冰又会熔化。水的这种冻融作用
会使岩石逐渐开裂、崩解。
科学阅读
极大和极小的密度
在表3.1-3所列的各种物质中，金的密度最大，是水的密度的19.3
倍，但它远远没有到达物质密度的巅峰。宇宙中有一种白矮星，其密度达
到10
9～10
12 kg/m
3，而中子星的密度则高达10
17～10
18 kg/m
3，是水的密度
的千万亿倍。中子星上小核桃那么大的物质，必须用几万吨级的轮船才
能运载。
在0 ℃、标准大气压下，氢气的密度为0.09 kg/m
3，约为水的密度的
万分之一，但这远远不是密度的最低值。在不同的环境条件下，气体密度
会存在很大的差异，目前实验室获得的高真空环境中物质的密度可低至
10
-15～10
-14 kg/m
3，而在宇宙中星际间的物质密度仅为10
-27 kg/m
3，这是目
前已知的物质密度的最低值。
探究实践
测量石块和盐水的密度
目标
学习依据密度公式测量固体和液体密度的方法。
图3.1-14  水结冰
后膨胀使岩石开裂
科学  七年级下册
102
器材
托盘天平，量筒，小石块，烧杯，水，盐水，细线。
过程
1. 按图3.1-15 所示的步骤进行操作，将有关数据记录在表3.1-4
中，并进行有关计算。
2. 按图3.1-16 所示的步骤进行操作，将有关数据记录在表3.1-5
中，并进行有关计算。
问题讨论
请设计实验，测量一个小木块的密度。
图3.1-15  测量小石块的密度
表3.1-4  小石块的质量和体积
小石块的质量
m/g
水的体积 
V1/cm
3
小石块和水的总体积
V2/cm
3
小石块的体积
V/cm
3
小石块的密度 
ρ/g·cm
-3
图3.1-16  测量盐水的密度
表3.1-5  盐水的质量和体积
盐水的体积 
V/cm
3
烧杯的质量 
m1/g
烧杯和盐水的总质量
m2/g
盐水的质量 
m/g
盐水的密度 
ρ/g·cm
-3
第3 章  物质的特性
103
练习与应用
1. 神舟飞船把质量为10 kg的仪器从地面带到空间站里，进行科学研究。在空间
站中该仪器的质量为多少？请说明理由。
2. 如何用天平称取15 g食盐？请简述称量过程。某同学称
取15 g食盐时，在左盘有一定量食盐，右盘上有15 g砝
码，而分度盘上指针指示情况如图所示。请写出该同学
接下来的操作。
3. 酱油的密度比水大。用两只完全一样的500 mL 玻璃瓶，分别装满酱油和水。
试判断哪个瓶子的总质量大，并说明理由。
4. 某同学用托盘天平称量液体的质量时，把装
有待测液体的烧杯放在天平的左盘，在天平
的右盘放上若干砝码，并移动游码，使天平处
于平衡状态，如图所示。烧杯和液体的总质量
为多少克？为了测该液体的密度，请你说出
该同学接下来的操作。
（第2题图）
（第4题图）
科学  七年级下册
104
一、物质的三态
物质能呈现出固态、液态、气态三种不同的状态。例如，在常温下瓶
里的水是液态，把瓶放到冰箱里，瓶内的水会结成冰；把瓶加热，瓶内的水
会很快变成为水蒸气。那么，物质呈现不同状态时各有怎样的特征？
固体总有一定的体积和形状，即使放在不同的容器里，它的形状也不
会改变。
构成固体的粒子排列非常紧密，每个粒
子都处在某一固定位置上，所以固体具有固
定的形状和体积。构成固体的粒子并不是静
止的，它们会在小范围内振动，这种运动类
似于我们做广播操时，在固定位置完成各种
不同的动作。
有些固体中的粒子以整齐、有规则的方式排列着，这类固体称为晶体，
例如食盐、冰糖、雪花等都是晶体。有些固体中的粒子没有规则地排列着，
这类固体称为非晶体，例如塑料、橡胶、玻璃等都是非晶体。
图3.2-1  固体粒子模型
冬天的湖面结冰，许多游客在冰面上滑行。夏天的
湖面上又是另一番景象，人们划着船在湖中游玩。自然
界中物质可呈固态、液态和气态三种状态，在什么条件
下物质的状态会发生变化？变化时有什么特点？
第2 节  物态变化
第3 章  物质的特性
105
明矾
石膏
水晶
金属
图3.2-2  晶体
蜂蜡
玻璃
橡胶
塑料
图3.2-3  非晶体
液体具有一定的体积，但没有一定的形状。没有容器盛放的液体会向
四周铺展开来，但其体积不会发生变化。液体的形状由盛放它的容器形状
决定，如图3.2-4所示。
构成液体的粒子也是紧密地排列着，但这些粒子可以移动。正如你手
中拿着的一把小玻璃珠，每颗玻璃珠都是可以移动的。因为液体中的粒子
可以移动，所以液体没有一定的形状。
气体很容易改变体积，如果将气体充入一个密封的容器中，气体很快
就会充满整个容器。我们呼吸时，吸入的空气充满肺部。
图3.2-4  在不同装置中的100 mL水
图3.2-5  液体粒子模型
科学  七年级下册
106
构成气体的每一个粒子都会向各个方向运
动，气体中的粒子可以到达容器中的任何位置，
能充满提供给它们的所有空间。因此气体没有一
定的形状和体积。
二、热与热量
我们用电茶壶烧水时，加热时间越长，水温升得越高，直到水沸腾。那
么，有哪些因素影响水的温度变化？
探索活动
1. 在小烧杯里装约1
3
杯的热水，在大
烧杯里装1
2
杯的冷水，分别用温度计测出
热水和冷水的温度。
2. 如图3.2-7所示，将小烧杯放到大烧杯内，使小烧杯浮在水中，
每过1 min，分别测出两个烧杯中的水温，把测量结果记录在表3.2-1中。
3. 分析引起两个烧杯中水温变化的原因。
将小烧杯放到大烧杯内的水中时，通过接触使温度高的热水放出能
而降低温度，温度低的冷水吸收能而升高温度，这些放出或吸收的能即是 
热能。
科学上，物体吸收或放出热的多少叫作热量（quantity of heat），用符号
Q表示。热量的单位是焦耳，简称焦，符号是J。它是为纪念英国科学家焦
图3.2-6  气体粒子模型
图3.2-7  物体的吸热和放热
表3.2-1  水的温度
时间/min
1
2
3
4
5
小烧杯里的水温/℃
大烧杯里的水温/℃
第3 章  物质的特性
107
耳（J. P. Joule）而命名的。焦耳是一个比较小的热量单位，更大的热量单位
是千焦，符号为kJ。
实验中热水的温度逐渐下降，冷水的温度逐渐上升，最后两者的温度
相等，此时称热水与冷水达成热平衡。用温度计测量温度时，把温度计的
玻璃泡浸入待测物体中，待液柱稳定后读数，这时，温度计的玻璃泡与待
测物体达成了热平衡。
实验还表明，一定质量的某种物质，温度升高的多少跟吸收热量的多
少有关。吸收的热量越多，温度升高越多。反之，一定质量的某种物质，放
出的热量越多，温度降低越多。
思考与讨论
将10 ℃的冷水和90 ℃的热水混合后，水的温度为什么会高于10 ℃
且低于90 ℃？有人认为，90 ℃的热水和10 ℃的冷水混合后，水温一定
是50 ℃，你同意这种说法吗？为什么？
将一锅水烧开，比将半锅同温度的水烧开要花更长的时间。这说明物
体温度升高时吸收热量的多少，不但跟温度升高的多少有关，还跟质量的
大小有关。物体升高一定的温度，质量越大，吸收的热量越多。反之，物体
降低一定的温度，质量越大，放出的热量越多。
探索活动
1. 在实验室里，酒精灯是常用的加热仪器。按图3.2-8所示的正确
方式点燃与熄灭酒精灯。
图3.2-8  点燃与熄灭酒精灯
科学  七年级下册
108
2. 仔细观察酒精灯的火焰，认识酒精灯火焰
的外焰、内焰和焰心，如图3.2-9所示。
3. 将1 根小木棒放到酒精灯焰心位置约3 s，
然后迅速拿出，观察小木棒的颜色变化，并将观察
到的现象记录在表3.2-2中。
4. 比较分析小木棒在酒精灯火焰的不同部位加热时的现象，判断火
焰三个部位的温度是否相同，哪个部位温度高？
5. 用酒精灯加热试管中的少量液体。点燃
酒精灯，将试管夹夹在距试管口约1
3 处，并将试
管口朝上，倾斜大约45°放置于外焰加热。记录
观察到的现象。
三、熔化与凝固
寒冬腊月，滴水成冰；春暖花
开，冰雪消融。从大自然的这些景象
中我们发现，水可以由固态变成液
态，也可以由液态变成固态。
夏天，从冰箱里拿出的小冰块，
很快就会变成水，再过一会儿水不见
了，变成了看不见的水蒸气。冬天，
湖水表面会结冰。随着温度的变化，
表3.2-2  小木棒颜色变化情况
小木棒所处位置
小木棒颜色变化
结论
焰心
内焰
外焰
图3.2-10  加热液体
图3.2-11  刚从火山口喷出的液态熔岩
冷却后成了固态
图3.2-9  酒精灯的火焰
焰心
内焰
外焰
第3 章  物质的特性
109
物质会在固态、液态、气态三种状态之间变化，这种变化叫作物态变化
（state of matter change）。
物质从固态变成液态的过程叫作熔化（melting），从液态变成固态的过
程叫作凝固（solidification）。
冰熔化过程中，固态和液态是分明的，未熔化的冰仍然坚硬；而石蜡
熔化过程中却是先变软再变成液体。那么，物质的熔化和凝固需要什么条
件？不同的物质熔化和凝固的规律一样吗？
探究实践
探究海波和松香的熔化规律
目标
探究海波和松香的熔化规律。
器材
铁架台（含铁圈、铁夹），酒精灯，烧杯，试管，秒表，温度计，海波，
松香，水。
过程
1. 按图示组装器材，把装有海波的试管放
在盛水的烧杯里，缓慢加热，观察海波状态的
变化。
2. 待温度升到40 ℃开始，每隔0.5 min记
录一次温度，海波完全熔化后再记录4～5次。
3. 重复上述实验，分别记录数据。
4. 将表格中的每组数据先用点分别标在
坐标图上，再用平滑的曲线将坐标图上的各个
点连接起来，找出海波熔化的规律。
5. 测量松香熔化过程中的温度值，并建立
坐标，画出熔化过程中温度的图像。
图3.2-12  海波的熔化
科学  七年级下册
110
6. 根据你对实验数据的整理和分析，分别总结海波和松香在熔化
前、熔化中、熔化后三个阶段温度变化的特点。
问题讨论
根据实验现象，哪种物质在熔化时出现了固、液共存的状态？比较
海波和松香的熔化过程，请说出两者的共同点和不同点。
在对多种固体熔化过程进行深入研究后，人们发现了两类固体：一类
固体就是像海波那样，在熔化过程中不断吸热，温度却保持不变，有固定
的熔化温度，这类固体是晶体；另一类固体像松香那样，在熔化过程中，只
要不断地吸热，温度就会不断地上升，没有固定的熔化温度，这类固体是
非晶体。
晶体熔化时的温度叫作熔点（melting point）。不同的晶体熔点不同，
熔点是物质的一种特性。
表3.2-3  海波和松香的温度
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
6
海波的温度/℃
40
松香的温度/℃
40
图3.2-13  海波熔化的图像
图3.2-14  松香熔化的图像
0
1
2
3
4
5
6
7
时间/min
55
50
45
40
温度/℃
0
1
2
3
4
5
6
7
时间/min
55
50
45
40
温度/℃
第3 章  物质的特性
111
表3.2-4  一些晶体的熔点（单位：℃）
金刚石
3550
金
1064
冰
0
钨
3410
银
962
固态水银
-39
纯铁
1538
铝
660
固态酒精
-117
各种钢
1300～1400
铅
328
固态氮
-210
各种铸铁
1200左右
锡
232
固态氢
-259
铜
1083
海波
48
固态氦
-272
演绎
演绎是根据一类事物具有的一般性质、关系来推断这类事物中的个
别事物所具有的性质、关系的方法。例如，晶体都有一定的熔点，冰是晶
体，可以推断冰也有一定的熔点。演绎与归纳是一对推理方向相反的思
维方式。
晶体和非晶体熔化时温度随时间变化的规律可以分别用图3.2-15 和
图3.2-16表示。
A
B
D
C
O
温度
时间
图3.2-15  晶体熔化图像
图3.2-16  非晶体熔化图像
O
温度
时间
方法与技能
科学  七年级下册
112
思考与讨论
1. 图3.2-15中，AB、BC、CD各段分别表示温度是怎样变化的？物
质处于什么状态？
2. 南极内陆地区的年平均气温为-40 ℃至-50 ℃，若把普通水银温度
计和酒精温度计带去南极，哪支温度计可能无法使用？请说明理由。
液体凝固时要放出热量。
晶体在凝固的过程中，温度保
持不变，这个温度叫作凝固点
（freezing point）。同一种晶体的
凝固点和它的熔点相同。非晶体
没有固定的凝固温度。
思考与讨论
把湿餐布贴在刚从冰柜中拿出来的食品表
面，可以将食品粘住并提起，请解释这个现象。
液晶
奥地利植物学家莱尼茨尔（F. Reinitzer）在1888年合成了一种物质。
这种物质的固态晶体加热到145 ℃时，便熔化成液体，只不过是浑浊的。
继续加热到175 ℃时，它似乎再次熔化，变成清澈的液体。像这种介于固
态和液态之间的浑浊物质，叫作液晶。液晶对外界条件的变化十分敏感，
当外界电、磁等作用发生变化时，它的分子排列会立即发生变化，从而影
响它的透光度。利用液晶的这一性质，人们将它用于制造计算器、电子钟
表、电脑等器材的显示器。
科学·技术·社会·环境
O
温度
时间
O
温度
时间
晶体凝固图像
非晶体凝固图像
图3.2-17  晶体和非晶体的凝固图像
图3.2-18  用湿餐布粘虾
第3 章  物质的特性
113
四、汽化和液化
用湿布擦过的桌面很快就干了，洒在地面上的水一会儿就不见了，挂
在晾衣竿上的湿衣服会变干。桌面上、地面上、衣服上的这些水去哪里
了？其实这些水并没有消失，只是变成了水蒸气散逸到空气中去了。
探索活动
1. 如图3.2-19，在透明塑料袋中滴入几滴酒精，将袋挤瘪，排尽空
气后用绳把口扎紧，然后放入热水中。你会看到什么变化？
2. 从热水中拿出塑料袋，过一会又有什么变化？
3. 请解释这些变化过程。
从实验中我们可以看到，塑料袋中的液态酒精受热变成了气态酒精，
气态酒精降温又变成了液态酒精。说明物质可以在液态和气态间转化。物
质从液态变为气态的过程叫作汽化（vaporization），从气态变为液态的过程
叫作液化（liquefaction）。
无论在什么季节，湿布擦过的桌面、洒水的地面、洗好的衣服都会变
干。这是由于水汽化变成了气体。这种在任何温度下都能进行的汽化现象
叫作蒸发（evaporation）。
洗好的衣服用衣架挂起来，放在通风处的阳光下晾晒，会干得快。大
量事实表明，液体蒸发的快慢跟液体的表面积、液体的温度，以及液面上
方空气流动的快慢等有关。液体表面积越大、温度越高、表面上方空气流
动越快，蒸发就越快。
图3.2-19  观察塑料袋的变化
在塑料袋中滴入酒精
把袋挤瘪，把口扎紧
放到热水里面
科学  七年级下册
114
思考与讨论
下列情境中是通过什么方法加快或减缓蒸发的？你能再举例并加以
说明吗？
从分子的运动来看，液体内大量分
子总在不停地运动，其中有些分子运动
的速度较大。当这些分子处于液体表面
时，就容易克服其他分子对它们的引力，
脱离液体进入空气中，这个过程就是蒸
发。蒸发只发生在液体的表面。
探索活动
1. 温度计置于空气中，记录读数。
2. 温度计插入酒精中，记录读数。
3. 温度计从酒精中取出后，读数会怎样 
变化？记录稳定后的读数。
4 . 以上三次读数中，哪一次读出的温度 
最低？
实验表明，液体蒸发时，需要吸收热量，从而导致自身和周围物体的
温度降低。例如，湿的身体，风一吹会感到特别凉。在手臂上擦酒精，皮肤
有凉爽的感觉，如果再对着酒精吹一口气，会更凉爽。人发高烧时，医生有
时会在病人的额头放一块湿毛巾，利用水吸热来降温。这种降温方式常被
称为“物理降温”。
图3.2-20  干手器烘手
图3.2-21  盐场晒盐
图3.2-22  保鲜膜覆盖食物
在蒸发时，
汽化仅仅发生在
液体表面。
图3.2-23  蒸发的微观解释
图3.2-24  酒精蒸发实验
第3 章  物质的特性
115
思考与讨论
1. 大热天，狗常会伸出长长的舌头。你知道这是为什么吗？
2. 出汗时，用电风扇吹一下会感到非常凉快，一段时间后这种感觉
减弱，这是为什么？
科学阅读
吐鲁番的坎儿井
坎儿井是新疆吐鲁番地区一种特殊的农业灌溉水利工程，它有一千
多年的历史，与万里长城、京杭大运河并称为“中国古代三大工程”。吐
鲁番是全国有名的“火炉”，常年高温少雨，水贵如油。当地流行使用坎
儿井，大大减少了输水过程中水的蒸发和渗漏。坎儿井由明渠、暗渠、
竖井组成，如图3.2-25所示。暗渠即地下水道，是坎儿井的主体，宽约
1.2 m。井的深度因地势和地下水位高低不同而有深有浅，最深的井可达
90 m以上，井内的水在夏季温度比外界低约5～10 ℃。请你分析一下坎
儿井是如何减少水的蒸发的。
图3.2-25  坎儿井的剖面结构
明渠
暗渠
含水层（水源）
竖井
山地
科学  七年级下册
116
我们通常将水烧开饮用。烧水时，当水中出现大量的气泡，气泡上升
到水面破裂放出水蒸气，我们就说水烧“开”了，水“开”了在科学上叫作
水沸腾了。沸腾（boiling）是液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。
那么，液体沸腾时温度是否发生变化？液体沸腾时有什么特点？
探索活动
按如图3.2-26所示安装实验器材，用酒精灯
将烧杯中的水加热到沸腾。观察水的沸腾过程，记
录水沸腾时水面和内部出现的气泡现象。水沸腾后
继续加热，水的温度是否会越来越高？
当水的温度接近90 ℃时，每隔0.5 min记录一
次水的温度。仿照熔化图像的绘制方法，在图3.2-27
中绘制水沸腾时温度与时间变化关系的图像。
图3.2-27  坐标图
105
100
95
90
温度/ ℃
时间/min
实验表明，水在一定的温度下会发生沸腾。水在沸腾后继续加热时，
一方面水面的蒸发十分急剧，另一方面水内部形成了大量的气泡，气泡内
图3.2-26  水的沸腾实验
表3.2-5  水的温度
时间/min
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
…
温度/℃
第3 章  物质的特性
117
充满了水蒸气。气泡上升到水面后破裂，将里面的水蒸气释放出来。虽然
这时水继续从外界吸热，但温度却保持不变。可见，沸腾是在一定温度下
在液体的表面和内部同时进行的剧烈的汽化现象。
解读曲线图
数据可以用表格、图线等方式来表示。曲线图是一种采用图线表示
数据的方式，它可以直观地表示一个量随另一个量变化的情况，如物体
的温度随时间的变化。解读曲线图时，要明确纵坐标、横坐标所表示的
量，分析图线的变化趋势，还要关注图线的起点、终点和变化特征，从而
得出变量的变化规律。
从分子运动的观点看，液体沸腾
时，不但处于液面的速度较大的分子要
脱离液体表面跑到空气中，而且处于液
体内部气泡壁上速度较大的分子也要脱
离气泡壁跑到气泡中，如图3 . 2 - 28 所
示。所以，沸腾是比蒸发剧烈得多的汽
化现象。
液体沸腾时的温度叫作沸点（boiling point）。沸点也是物质的一种特
性。不同的液体，沸点不同。
表3.2-6  几种液体在标准大气压下的沸点（单位：℃）
液态铁
2750
水
100
液态氧
-183
液态铅
1740
酒精
78
液态氮
-196
水银
357
乙醚
35
液态氢
-253
液态萘
218
液态氨
-33
液态氦
-269
不同的液体具有不同的沸点，这一特性在工业生产中有着重要的应
方法与技能
在沸腾时，液体
表面和内部均发
生了汽化。
图3.2-28  沸腾的微观解释
科学  七年级下册
118
用。例如，炼油中采用的分馏技术，就是利用原油中各种物质的沸点高低
不同，使它们在不同温度下沸腾，而将它们分离出来的。
低沸点物质在实际生活中有特殊的用途。在体育比赛中，我们经常看
到运动员受伤时，医生对着受伤部位喷射一种药液。这种药液其实是沸点
只有-0.5 ℃的丁烷。药液喷到运动员皮肤上迅速汽化，从皮肤上吸收了大
量的热量，从而使受伤部位表皮组织骤然变冷而暂时失去痛感。
火箭发射塔下的导流槽
火箭发射时，我们可以看到在发射
塔下会升起一团巨大的白雾。这些白雾
是怎样产生的？原来，在火箭发射塔的
底部有一个导流槽，槽内装有大量的水。
当火箭发射时，其尾部喷出的火焰温度
高达3000 ℃左右，导流槽里的水会发生
汽化，从而起到吸收热量、降低温度等
作用。汽化的水遇冷液化，就形成了白雾。
图3.2-29  火箭发射时产生的白雾
科学·技术·社会·环境
思考与讨论
蒸发和沸腾是液体汽化的两种方式，请你说说蒸发和沸腾的相同点
与不同点，并用列表的方法进行比较。
冬季，当门窗紧闭一段时间后，教室玻璃窗内侧会出现一层水雾，变
得模糊不清，这是教室里空气中的水蒸气在玻璃上发生液化而形成的。冬
天还可以看到户外的人不断呼出“白气”，这是呼出的水蒸气遇到冷空气
液化凝结成的小水珠。清晨，路边花草上的小水滴是空气中的水蒸气凝结
而成的。那么，气体在什么条件下才能发生液化？
第3 章  物质的特性
119
探索活动
如图3.2-30所示，烧杯里盛有热水，将
一块干燥的玻璃片盖在烧杯上，观察玻璃片
的下表面会出现什么变化。
实验表明，所有气体在温度降到足够低时，都会液化成液体。但通过
降温使气体液化的方法有一定的局限性。除了降低温度，还有什么方法可
以使气体液化呢？
探索活动
1. 将少量乙醚吸进注射器，取下针头，用
橡皮帽把注射器的小孔堵住。
2. 握住注射器的下端，用食指顶住注射器
口，注射器内的乙醚状态将发生怎样的变化？
3.向内推动活塞，注射器内的乙醚状态又
将发生怎样的变化？
实验表明，在一定的温度下，用压缩体积的方法也可以使气体液化。
与液体的汽化相反，气体液化时会放出热量。
思考与讨论
1. 如图3.2-32所示，当水壶里的
水沸腾时，为什么靠近壶嘴的一段看不
见“白气”，而在上面一段能够看见？
2. 为什么被100 ℃的水蒸气烫伤，
要比被100 ℃的水烫伤严重得多？
图3.2-30  水蒸气液化实验
图3.2-31  乙醚液化实验
乙醚是易燃、易爆气
体，操作时要远离明
火，周围空气要流通。
图3.2-32  水沸腾时出现的“白气”
科学  七年级下册
120
气体液化在实际中非常有用。例如，人们通过在常温下压缩体积，将
丁烷气体液化后储存在气体打火机里，将石油气液化后储存在钢罐里。在
运载火箭中，同时采用降温和压缩体积两种方法将氧气和氢气液化储存在
箭体里。
汽化吸热、液化放热的规律在生产和生活中有着重要的应用。卫星在
太空中飞行，向阳面的一侧和背阳面的一侧的温度差有250 ℃左右。为了
使卫星内部的温度控制在一定的范围内，以保护卫星内部的电子设备，科
学家发明了一种热管。热管的结构如图3.2-35所示，在金属外壳内衬垫一
层多孔材料的吸液芯，吸液芯中充以酒精或其他液体，中心是气腔。当管
的一端受热时，热端吸液芯内的液体吸热汽化，蒸气沿气腔跑到冷端，在
冷端放热液化后，又顺着吸液芯回到热端，如此循环往复。卫星就是利用
热管将热从向阳面一侧“搬”到背阳面一侧，将两侧的温度都控制在一定
范围之内。
图3.2-33  气体打火机里
储存着液化丁烷气体
图3.2-34  液化气罐里
储存着液化石油气
气体经液化后体积减
小到原来的
1
1000 左
右，便于运输、储存
和使用。
图3.2-35  热管传热原理图
金属外壳
吸液芯气腔
放热
吸热
第3 章  物质的特性
121
电冰箱的工作原理
电冰箱是常见的家用电器。电冰箱能
使冷冻室保持较低的温度，其基本原理是
液体汽化吸热和气体液化放热。电冰箱里
制冷设备主要有三部分：蒸发器、压缩机
和冷凝器。低沸点的冷凝剂在蒸发器里汽
化，吸收了冷冻室里的热，使冷冻室里的
温度降低。压缩机将产生的蒸气抽走，压
入冷凝器，使之液化并把冰箱里带来的热
放出。冷凝剂液化后重新回到蒸发器里，
如此循环工作，从而使冷冻室保持相当低
的温度。
图3.2-36  电冰箱工作原理图
冷冻室
蒸发器
压缩机
蒸气
蒸
气
液
态
冷
凝
器
科学·技术·社会·环境
五、升华和凝华
在寒冷的冬天，气温在0 ℃以下时，结了冰的衣服在没有阳光的地方
也可以慢慢晾干。这是冰直接变成水蒸气散发到空气中了吗？
探索活动
用金属勺盛一些干冰（固态CO2），仔细观察
干冰的变化，以及金属勺周围形成的白色物质。这
里发生了哪些变化？
在实验中，没有观察到液态二氧化碳这种物质。固态的干冰吸热直接
变成了二氧化碳气体，由于干冰对勺子吸热使得勺子温度很低，导致空气
中的水蒸气遇冷直接由气体变成了固体冰粒。
物体从固态直接变成气态的过程叫作升华（sublimation），从气态直接
图3.2-37  干冰
科学  七年级下册
122
变成固态的过程叫作凝华（desublimation）。
用分子运动的观点看，升华是固态物质表面的分子克服其他分子对它
的引力进入空气中的过程，而凝华则是气体分子碰到固态物质的表面，并
被固态物质分子的引力所束缚的过程。
思考与讨论
下列情境中的物态变化属于升华还是凝华？请再举出一些生活中升
华和凝华的事例。
物质升华时要吸收热量，凝华时要放出热量。人们常利用升华吸热的
特性来降低物体的温度。例如，干冰是将二氧化碳气体进行压缩、冷却而
成的，温度要到-78.5 ℃以下。一些餐厅会使用干冰来给冰激凌等食物降
温、保鲜。干冰粉末升华会吸收空气中大量的热，致使空气的温度降低，
从而使空气中的水蒸气迅速液化呈雾状。利用干冰的升华吸热，还可以在
舞台上制造云雾缭绕的景象。
图3.2-42  舞台上的干冰装置
图3.2-41  干冰保鲜食物和烘托气氛
图3.2-38  樟脑丸变小
图3.2-39  冰棍结霜
图3.2-40  雾凇形成
第3 章  物质的特性
123
思考与讨论
在如图3.2-43 所示水的三态变化过
程中，填写物态变化的名称，以及吸热、
放热的情况。
航天器的盔甲—烧蚀材料
返回地球的航天器以极高的速度进入大气
层时，会与大气发生摩擦而使其表面的温度升
高到3000 ℃以上。为了使航天器表面不会达到
如此高的温度，保护航天器内航天员和设备的
安全，科学家在航天器外部加了一层烧蚀材料。
这种材料在高温下会发生分解、熔化、蒸发和
升华等变化，在短时间内把大量的热吸收掉，
使航天器保持合适的温度。图3.2-44是中国神
舟十三号的返回舱，我们可以从它的外表面看到被烧蚀的痕迹。
图3.2-44  中国神舟
十三号返回舱
科学·技术·社会·环境
科学阅读
云、雨、雾、露、霜
云、雨、雾、露、霜是十分常见的自然现象，它们都是地球上的水发
生物态变化形成的。
图3.2-43  水的三态变化
（  ）
（  ）
（   ）
（   ）
水蒸气
（  ）
（  ）
水
冰
科学  七年级下册
124
图3.2-45 粗略地反映了降水的形成过程。请你从“暖湿气流上升”
开始，分析云和雨形成过程中所发生的物态变化。
如果云内的温度很低，小水珠也会凝固成小冰晶，冰晶增大后就可能
会形成固态降水。
夜间的气温比白天低，所以在夜间，空气中的水蒸气会凝结，在植物
和其他物体的表面液化而形成露。
在寒冷的冬天，地表附近的水蒸气在夜间遇到温度很低的地表物体
如植物时，会凝华而形成白色的霜。霜往往会使农作物遭受冻害。
在没有风时，暖湿气流（水汽）在地面附近遇冷液化成小水珠，就形
成了雾。
图3.2-45  降水形成的示意图
小水珠和小冰晶聚集成云。
当小水珠和小冰晶
变成大水滴时，降
水就形成了。
暖湿气流上升。
在高空，水蒸
气温度降低后
变成小水珠和
小冰晶。
第3 章  物质的特性
125
练习与应用
1. 铝的熔点是660 ℃，铁的熔点是1538 ℃，铜的熔点是1083 ℃，如果在熔化时
需要盛具，那么用铜锅可以熔化铝块还是铁块？请说明原因。
2. 吹风机吹出的热风可以很快吹干湿头发上的水分，请说明其原理。
3. 有一种粘木料用的胶，需要在100 ℃左右的温
度下熬化后才能使用，温度再升高就会熬焦，
失去黏性。所以熬这种胶一般用图示的两层
锅，两层锅之间装有水，这样就不会把胶熬焦。
这是为什么？
4. 有人在锅里煮鸡蛋，当水烧开之后，为了使鸡蛋快点煮熟，他加大火力，让水
沸腾得更剧烈些。试用科学原理分析他的做法是否合理。
5. 如图所示，在北方十分寒冷的地区，人在室外
时，口罩、帽子、眉毛上都会长出冰霜。说说这
些冰霜是怎样形成的。
（第3题图）
（第5题图）
科学  七年级下册
126
一、物质的变化
自然界中的物质都在不断发生变化，但物质的各种变化又各不相同，
甚至有些变化难以觉察。因此，研究物质的变化，需要我们细致地观察与
分析。
在物质的变化中，有些变化不会产生新的物质，我们称为物理变化；
有些变化会产生新的物质，我们称为化学变化。
探索活动
1. 取约2 mL的酒精置于试管中，观察酒精的
颜色和状态。闻一闻酒精的气味，如图3.3-1所示。
2. 将试管中的酒精倒入小烧杯中，分别用棉
签蘸取酒精和水涂于手背，观察并记录现象。
3. 用点燃的火柴分别接触烧杯中的酒精和
水，观察并记录现象。
4. 问题讨论：
（1）在酒精所发生的变化中，哪个属于化学变化？哪个属于物理 
变化？
（2）物理变化和化学变化在本质上有哪些不同？
图3.3-1  闻气味
我国交通运输部、公安部规定：禁止旅客携带汽
油、酒精等物品乘坐公共交通工具。汽油、酒精与同为
液体的水有什么区别？
第3 节  物质的变化与性质
第3 章  物质的特性
127
酒精挥发是物理变化，其变化过程中酒精分子不变，酒精分子的间隙
发生变化；酒精燃烧属于化学变化，燃烧生成二氧化碳和水，酒精分子发
生了变化。化学变化的实质是构成物质分子的原子重新进行组合，形成新
的分子的过程。
二、物质的性质
自然界的变化丰富多彩，这是由于各种物质具有各自的性质。
物质不需要发生化学变化就表现出来的性质称为物理性质（physical 
property）。磁体具有吸引铁的性质，这种性质叫作磁性，如图3.3-2所示，
在此过程中磁体没有发生化学变化，因此磁性是磁体的物理性质；如铜具
有延展性，铜块能压成片、拉成丝，但铜这种物质没有改变，如图3.3-3所
示，因此延展性是铜的物理性质。
物质在化学变化中表现出来的性质称为化学性质（chemical property）。
如图3.3-4 所示，氢气燃烧会生成水，因此可燃性是氢气的化学性质；如
图3.3-5所示，铁在空气中会生锈，铁锈是变化中生成的新物质，因此铁
会生锈是铁的化学性质。
图3.3-2  磁体吸引铁
图3.3-3  铜块压成片、拉成丝
图3.3-4  氢气燃烧
图3.3-5  铁生锈
科学  七年级下册
128
物质的酸碱性、氧化性、稳定性等性质，都是物质的化学性质。
思考与讨论
酒精与水有哪些不同的性质？导致它们性质差异的原因是什么？
酒精由酒精分子构成，水由水分子构成。构成物质的分子不同，所以
它们的性质也不同。
物质的结构决定其性质，物质的性质决定其用途，如酒精具有可燃性
可用作燃料，石墨硬度小可制造铅笔芯，铜具有导电性可用作导线等。
三、温度对物质性质的影响
我们给冰块加热，冰块吸收热，
逐渐熔化成水。继续加热，水的温
度不断升高，最后沸腾，水变成水蒸
气，这是因为熔化和沸腾需要从外界
吸收热。反之，高温的水蒸气冷却，
水蒸气放出热，逐渐液化成水，甚至
凝固成冰，这是因为物质液化和凝固
时要放出热。
可见，当温度改变时，物质会发生物理变化，如物质的状态、密度等发
生变化。
温度的变化除了会使物质发生物理变化，是否也会使物质发生化学 
变化？
探索活动
1. 取5 g硫酸铜晶体放入蒸发皿中。
2. 用酒精灯边加热边移动，控制温度，观察硫酸铜晶体颜色变化。
图3.3-6  桥面上的伸缩缝
第3 章  物质的特性
129
等反应完全后，停止加热。
3. 将固体移入烧杯中，用滴管逐滴加入
少量水，观察固体颜色的变化。
4. 继续往烧杯中加20 mL 水，待固体完
全溶解后，用温度计测量液体的温度。
加热硫酸铜晶体，蒸发皿内蓝色硫酸铜晶体变为白色无水硫酸铜，这
个反应需要从外界吸收热。由此可知，加热会使物质发生化学变化。
硫酸铜晶体 
 无水硫酸铜粉末＋水
（蓝色）        （白色）
往白色无水硫酸铜粉末中加水，温度升高，表示此反应会放出热。由
此可知，化学变化常伴随着能的转化。
无水硫酸铜粉末＋水 
 硫酸铜晶体
（白色）          （蓝色）
四、探索物质变化和性质的方法
物质发生物理变化或化学变化，尽管现象各不相同，但许多变化都伴
有一个或多个现象：
图3.3-8  物质变化的现象
树叶变黄（颜色改变）
“钢水”出炉
（温度变化）
无色透明的硝酸银
溶液与碘化钾溶液
反应，生成黄色沉
淀（颜色变化和有
沉淀生成）
加热
图3.3-7  加热硫酸铜晶体
科学  七年级下册
130
探索活动
1. 分别取少量的铁丝、铜片和镁条，观察
它们的颜色和状态。
2. 用砂纸轻轻打磨铁丝、铜片和镁条，观
察并记录它们的颜色和状态。
3. 试一试，用手能否折断少量铁丝、铜片
或镁条，观察并记录现象。
4. 将1 cm长的铁丝、铜片和镁条分别放入3支试管中，再向3支试
管中各倒入少量白醋，观察并记录现象。
5. 问题讨论：
哪些变化属于物理变化？哪些变化属于化学变化？请说出判断的 
依据。
物质发生物理变化或化学变化时会伴随着一些现象，我们可以通过观
察、实验等方法，从物质的颜色、状态、温度（吸热或放热）、有无沉淀或
气体生成等方面寻找证据，对各种证据进行分析，从而认识物质的变化和
变化的规律，并利用物质变化的规律造福人类。
练习与应用
1. 下列变化中哪些属于物理变化？哪些属于化学变化？简要说明判断的理由。
2. 炒锅通常是用铁制成的，这主要是利用了铁的什么性质？这些性质是物理性质
还是化学性质？
图3.3-9  金属与白醋反应
（第1题图）
冰雪消融
云开雾散
燃放烟花
吹制泡泡
第3 章  物质的特性
131
学习整理
第3章  物质的特性
质量
物态变化
请写出天平中字母
所示的结构名称。
调节天平平衡
将小石块放在左盘
将砝码的总质量和游码在标尺上所对应的质量相加，得出
小石块的质量
 
调节天平平衡
测出烧杯的质量
在烧杯中加入适量的水，测出水和烧杯的总质量
计算出烧杯内水的质量
A
C
D
测量液体的质量
测量小石块的质量
A
B
C
D
时间
时间
O
O
请写出形成露、雾、霜的物态变化。
雾
霜
露
自然界中露、雾、霜的形成
汽化的方式
晶体和非晶体的熔化图像
甲、乙两图中属于晶体熔化图像的是                ；
甲图中BC段物质温度                ，但仍然                。
往右盘加砝码，并移动游码，直到横梁平衡
甲
乙
液体
降温
沸腾
性质
液化的方法
温度
温度
气体
A                     
B                     
C                     
D                     
E                     
B
E
科学  七年级下册
132
密度
某种物质组成的物体的质量与            的比，叫作这种物质的密度。
定义
小石块的质
量            g
  
小石块的密度
         g/cm3
  
密度的测量
物质的变化
公式
m
V
ρ＝
质量
体积
＝
盐水的质
量        g
盐水的体积
       cm3
盐水的密度
         g/cm3
     
铁块
物理变化
形状、温度、状态等变化
物理变化
形状、温度、状态等变化
化学变化
有新物质生成的变化
铁水浇铸件
生锈的铁锅
物质的性质
写出下列过程中体现的主要性质。
（1）铁块变成铁水                                     
（2）粗铁丝变成细铁丝                             
（3）铁水变成铁块                                     
（4）铁器生锈                                             
铁水
铁锅
10
20
30
40
50
mL
10
20
30
40
50
mL
10
20
30
40
50
mL
5g 20g10g
5g
20g
50g20g10g
变化
物质性质
密度
小石块的体
积       cm3
第3 章  物质的特性
133
学习评价
一、概念理解
1. “缥缈的雾，晶莹的露，凝重的霜，轻柔的雪，同样的水分子，装扮着我们生活
的时空。”这是一首描述科学现象的抒情诗，对这首诗中所描述的科学现象理
解正确的是（  ）。
 
A. “雾”是汽化形成的 
B. “露”是升华形成的
 
C. “霜”是凝华形成的 
D. “雪”是熔化形成的
2. 有四个容量均为200 mL的瓶子，分别装满酱油、纯水﹑植物油和酒精（ρ 酱油＞
ρ纯水＞ρ 植物油＞ρ 酒精），那么装的质量最大的是（  ）。
 
A. 纯水     B. 酒精 
C. 酱油     D. 植物油
3. 某同学利用天平和量杯测量某种液体的密度时，记录实验的数据如下表。这种
液体的密度和空量杯的质量分别是（  ）。
 
A. 3.0×10
3 kg/m
3、10 g 
B. 1.7×10
3 kg/m
3、10 g
 
C. 1.4×10
3 kg/m
3、20 g 
D. 1.0×10
3 kg/m
3、20 g
4. 如图所示，实验中烧杯内盛有水，试管内盛有一种液体。在标
准大气压下，若对烧杯底部持续加热，最终发现试管内的液体
先发生沸腾，则试管内盛的液体是（  ）。
 
A. 水 
B.酒精
 
C.煤油 
D.水或酒精
二、迁移应用
5. 甲同学在测量小石块密度时，先用排水法测出小石块的体积，再用托盘天平测
出小石块的质量，并利用数据计算出密度。乙同学认为这样的操作会使得密度
测量值偏大。你支持乙同学的观点吗？请说明原因。
6. 某同学从冰箱里拿出一瓶冷藏过的牛奶，不一会儿，瓶外壁出现了大量水珠。
请根据所学知识加以分析。
液体与量杯的质量m/g
30
50
70
液体的体积V/cm
3
10
30
50
（第4题图）
石棉网
科学  七年级下册
134
三、探究实践
7. 为观测水凝固成冰的过程，某同学进行如下实验：在小试管中倒入适量的水，
在水中插入温度计；再将此小试管放入加有食盐的碎冰中冷却，每隔1 min 观
察小试管内温度计的示数及水的状态，结果如下表。
 （1） 请根据表中数据画出小试管内水的温度随时间变化的关系图像，并总结水
凝固成冰过程的特点。
 （2） 根据表中数据，某同学认为冰是晶体，你是否赞同该同学的说法？为什么？
四、学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
时间/min
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
温度/℃
7
4
2
0
-1
0
0
0
0
0
-1
-3
状态
液
液
液
液
液
液固液固液固液固
固
固
固
第3 章  物质的特性
135
地球是人类赖以生存的家园，在漫长的岁月里，人类在此繁衍生息和发展。
鲜艳的花朵，丰硕的果实，挺拔的枝干，都离不开这片土地。那么，地球的圈
层结构是怎样的？是什么力量让沧海变桑田？土壤是由什么组成的？人类的生
产和生活与土壤又有什么关系？
第4 章
我们生活的大地
一、地球的结构
地球表面由岩石构成。这层岩石是地球的“外壳”，它和地幔顶部岩石
共同组成岩石圈。从太空中拍摄的地球照片来看，地球大陆表面和海洋上
空有旋转的云朵，这表明地球上分布着水和大气，水形成了水圈，大气形
成了大气圈。
海洋、湖泊、河流和冰川中的水以及大气圈中的水等水体，构成了地
球的水圈。海洋覆盖了近71%的地球表面。海洋中的水蒸发到大气中，有
一部分降落到大陆，然后流回到大海。水无比重要，是所有生物的重要组
成部分。
地球被大气所包裹。大气是地球不可或缺的部分，它是地球上大部分生
物呼吸所必需的，它能减少来自太阳辐射的伤害，保持地球上的温度使之适
合生物生存，也影响着天气和气候的变化。
地球上的水圈、大气圈、岩石圈既彼此分离，又相互渗透和相互作用。
大气与岩石、岩石与水、水与大气之间不断地发生着相互作用。地球上的
矿物质、空气和水，加上适宜的温度，造就了适合生物生息繁衍的地带，称
为生物圈。
地球的内部分为三个层次：高密度的内层，称为地核；密度较小的中
层，称为地幔；密度很小且很薄的外层，称为地壳。地壳厚度很不均匀，海
洋部分地壳较薄，大陆部分地壳较厚。图4.1-1是地球内部示意图。
2021 年3 月19 日，沉睡多年的冰岛法格拉达
尔火山再次喷发，大量岩浆从地壳裂缝中喷涌而
出。火山喷发出的岩浆对地球表面有什么影响？
第1 节  探索地球表面
第4 章  我们生活的大地
137
在地球的表面还覆盖着很薄的土壤（soil），是岩石圈、水圈、大气圈、
生物圈四个圈层的共有部分。土壤的固体部分由风化的岩石碎屑（岩石圈）
和腐烂动植物生成的有机物（生物圈）组成，破碎的岩石碎屑是风化过程的
产物，风化需要空气（大气圈）和水（水圈）的共同作用。
二、地形和地形图
地球的陆地表面有的雄伟高大、错落有致，有的广阔平坦、起伏和缓，
有的四周群山环抱、中间低平，形态各异。地形是指地表的形态。陆地地
形主要有平原、丘陵、山地、盆地、高原五种类型。
地势是指地表形态高低起伏的态势，
包括坡度的陡缓程度和地表的相对高度。
海拔是指地面某点高出海平面的垂直
距离，即相对于海平面的高度。我国各地的
海拔，均指相对于黄海基准面的高度。
探索活动
观察图4.1-3，并结合实际生活中所见的地形，描述不同地形的基本
特征。
图4.1-1  地球内部示意图
人们没有直接在地幔
和地核中采样研究。
地球的内部结构是通
过分析地震产生的地
震波测定的。地震波
穿透地球内部，波的
传播速度变化和波形
能反映所通过区域的
性质。
地核
地幔
地壳
大陆地壳
上地幔
海洋地壳
岩石圈
软流层
图4.1-2  海拔是相对于海平面的高度
海平面
海拔1000 m
海拔-100 m
图4.1-3  不同的地形
地势平坦的平原
连绵起伏的丘陵
冰雪皑皑的高山
科学  七年级下册
138
思考与讨论
你的家乡属于哪类地形？这样的地形特点对当地的经济发展有什么
影响？
平原是指海拔一般在200 m以下，地势平坦或起伏较小的一片广阔区
域，主要分布在河流中下游、河口地区。如我国的东北平原、长江中下游
平原。
丘陵是指海拔一般在200～500 m，相对高度一般不超过200 m，地势起
伏较小，坡度较缓，连绵不断的低矮山丘。如我国的东南丘陵、辽东丘陵。
山地是指海拔在500 m 以上且相对高度超过200 m 的高地，地势起伏
很大，坡度陡峻，沟谷幽深，一般多呈脉状分布。如我国的喜马拉雅山脉、
天目山脉。
盆地是指四周高，中间低平的区域。如我国的塔里木盆地、四川盆地。
高原是指海拔一般在500 m以上，地势相对平坦或者有一定起伏的广
阔地区。如我国的青藏高原、云贵高原。
思考与讨论
用什么方法能把地形表示在地图上？
表4.1-1  不同地形的基本特征
地形类型
基本特征
平原
山地
丘陵
第4 章  我们生活的大地
139
实践活动
1. 用橡皮泥、马铃薯或其他材料做
一个山峰模型。
2. 在山峰不同的高度处按一定的
高度差（如1 cm）依次画上等高线，如图
4.1-4所示。
3. 把山峰放在白纸上。
4. 俯视山峰，你看见的等高线呈什么形状？
5. 你能用什么方法把山峰上的等高线画到白纸上？
6. 山峰上的等高线在白纸上呈什么形状？
如果你把山峰上的等高线正确地绘制到了白纸上，那么这就是一张能
表示地形起伏的地图——等高线地形图。
等高线地形图实际上是将不同高度的等高线投影到同一个平面上，用
来表示起伏的地形。
平行光线
透明胶片做
的圆锥山体
等高线
白纸
图4.1-5  等高线的投影
图4.1-6  等高线地形图
100
200
300
0
0
100 200 300
300 400
在等高线地形图中，等高线的数值表示海拔。根据等高线的疏密状况，
可以判断地面的高低起伏。等高线密集，坡度较陡；等高线稀疏，坡度较
缓。山地的部位不同，其等高线的形态往往也不同。
图4.1-4  山峰模型
科学  七年级下册
140
探索活动
图4.1-7和图4.1-8是某山地及对应的等高线地形图，山顶、鞍部、
峭壁、山脊、山谷等地形已在地形图上标出，请在表4.1-2内填写各地形
对应的等高线特点。
三、地形的变化
在喜马拉雅山区发现了海洋古生物化
石，说明在几千万年前，喜马拉雅山区曾经
是一片海洋。可见地壳是在变动的，地形也
是在变化的。
图4.1-7  某山地
山顶
鞍部
山谷
山顶
峭壁
山脊
山顶
鞍部
山脊
山顶
峭壁
山谷
比例尺
1 ∶10000
250
200
150
100
300
100
400 350
300
200
250
100
50
50
150
100
50
300
图4.1-8  某山地的等高线图
表4.1-2  地形与等高线特点
地形部位
等高线分布特点
山顶
等高线呈封闭状态，由外向内海拔增高
鞍部
峭壁
山脊
山谷
图4.1-9  世界第一高峰——珠穆
朗玛峰
第4 章  我们生活的大地
141
地壳自形成以来，其结构和表面形态就在不断发生变化。岩石的变形、
海陆的变迁以及千姿百态的地表形态，都是地壳变动的结果。地壳变动有
时进行得很剧烈、很迅速，有时则进行得十分缓慢，难以被人们察觉。我
们可以通过对一些自然现象的观察来佐证过去所发生的地壳变动。
自从地球形成以来，地壳变动一直在广泛地、持续不断地进行着。只
要我们平时仔细观察，就不难找到地壳变动的痕迹。例如，悬崖峭壁上岩
层断裂的痕迹、采石场上弯曲的岩层、高山上有海洋生物化石等，都是地
壳变动的证据。
思考与讨论
还有哪些现象可以证明地壳在不断地变动？
图4.1-10  岩层的弯曲和断裂
水平岩层在内部的力作用
下，或发生弯曲，或引发断
裂，这是地球上山脉和谷地
形成的最重要原因。
建成时
15世纪
18世纪
1955年
3.6 m
火山灰覆盖
海洋生物活动痕迹
6.3 m
2.5 m
海平面
海平面
图4.1-11  大理石柱的升降
意大利那不勒斯海岸
三根大理石柱的升降
变化情况：石柱上的
横线代表曾经被火山
灰覆盖，小点部分保
留着海洋生物活动的
痕迹。地壳的这种升
降运动是导致海陆变
迁的重要原因。
科学  七年级下册
142
雄伟的喜马拉雅山脉东段有一条世界上
最大的峡谷—— 雅鲁藏布大峡谷。你知道
它是怎么形成的吗？正是由于青藏高原的不
断抬升和雅鲁藏布江年复一年冲刷的共同作
用，形成了这条大峡谷。
在降水比较丰富的湿润地区，流水对地表形态的影响最大。
流水的冲刷使疏松的黄土高原变得沟壑纵横。流水也会使石灰岩溶
蚀，形成许多溶洞。江河携带的泥沙在河流的中下游和河口沉积，形成平
原和三角洲。
图4.1-13  黄土高原
图4.1-14  贵州织金洞
图4.1-15  三角洲平原
在降水比较少的地区，风的吹蚀和沙的沉积会形成风蚀城堡和沙丘等
地形。在高寒地区，在冰川作用下会形成角峰和冰斗谷等地形。
图4.1-16  新疆北部的风蚀城堡
图4.1-17  塔克拉玛干沙漠的流动沙丘
图4.1-18  角峰和冰斗谷
图4.1-12  雅鲁藏布大峡谷
第4 章  我们生活的大地
143
思考与讨论
1. 列举事实，引起地表形态变化的外力作用主要有哪些？
2. 你的家乡有哪些地形变化，导致这些地形变化的主要外力作用有
哪些？请通过野外考察或查阅资料的方式加以说明。
风力、流水、冰川、波浪、生物等都是对地形产生作用的外力。它对
地形的影响通常缓慢而持久。外力作用主要是削低高山，填平深谷，使地
表趋于平坦。
练习与应用
1. 利用身边的物品制作一个地球内部的结
构模型。
2. 地处某山区的村镇，要从图示的A、B、
C、D四地中选择一处修建水电站，请你
运用所学的等高线地形图知识，选择一
个最适合建造水电站大坝的位置，并说
明理由。
3. 以流水和风的作用为例，说明外力是如
何“塑造”地形的。
4. 根据下面两幅等高线地形图，用橡皮泥
或沙土做出两地的地形模型。
（第2题图）
表示小河及流向
400
350
B
C
A
300
250
200
150
100
D
（第4题图）
300
200
100
1∶50000
1∶10000000
1000
800
600
400
200
科学  七年级下册
144
一、土壤的形成
人类很早就开始种植农作物，这些农作物需要在土壤中生长。那么这
些土壤又是怎样形成的？
最初，地球外层的地壳是由岩石组成的，并没有土壤。在长期的自然
因素作用下，岩石受风化和侵蚀作用破碎为石块、石砾和砂粒等碎屑。风
化是岩石在太阳辐射、大气、水和生物作用下出现破碎、疏松及矿物成分
变化的现象。侵蚀是风、水、冰或重力等作用破坏岩石、搬运岩石碎屑物
的过程。风化和侵蚀共同持续作用，地表的岩石碎屑物不断积累。有机物
在这些碎屑物中逐渐积累，形成营养物质，历经漫长的过程，这些混合物
最终形成土壤。
物理风化和化学风化是岩石风化的两种基本类型。
岩石遭受物理风化时，会破裂成越来越小的碎屑，每块碎屑保持原有
的物质性质。影响岩石物理风化的因素有很多，温度、压力和生物活动是
导致岩石发生物理风化的重要因素，如图4.2-1所示。
普通水稻只能生长在一般的水田里，而无法在盐碱
地生长。2012年以来，袁隆平院士参与培育的适合在盐
碱地里生长的“海水稻”，从科研试验阶段发展到了产业
化、规模化推广阶段。普通水田与盐碱地，两种土壤的
结构和质地有什么不同？
第2 节  土壤的结构和质地
第4 章  我们生活的大地
145
化学风化是岩石在水、氧气、二
氧化碳和酸等多种因素作用下，发生
化学反应使岩石的成分改变的过程。
化学风化所产生的碎屑物质的组成不
同于原来的岩石。例如，岩石和水的
化学反应导致新矿物的形成，以及可
溶性物质的析出。
岩石通过物理风化碎裂成碎屑后表面积增大，碎屑物更易遭受化学风
化作用。
当岩石缝隙中的水由于温度降
低而结成冰时体积增大，会将
缝隙胀大。
当压在岩石上的覆盖层被去除，岩石
承受的压力会大幅降低，会像洋葱那
样层层剥落。
植物的根会深入岩石的缝
隙生长。根的生长会使岩
石缝隙进一步加大。
图4.2-1  岩石发生物理风化
图4.2-2  岩石发生化学风化
图4.2-3  物理风化使岩石的表面积增大
4 平方单位
表面积增大
1 平方
单位
科学  七年级下册
146
风化的岩石碎屑慢慢发育成土壤层。土壤可被粗略地分为三层，如图
4.2-4所示，最靠近基岩的母质层仅包含部分风化的岩石碎屑，这些碎屑是
土壤的物质基础；靠近地表的表层则积累了更多来自地表植被的有机质，岩
石碎屑被进一步分解为黏土和无机物；淀积层位于表层和母质层之间，是在
降水作用下，上方土壤中的可溶性矿物质、细小颗粒被溶解、冲刷下来积累
形成的。
不同地区由于气候、地表矿物质成分、植被等因素不同，土壤发育状
况也不同。有的地区地表土在表层之上还会发育出主要由有机质组成的有
机层，有的地区在各层之间还会发育出过渡层等。
图4.2-4  土壤层的形成
1. 基岩风化，岩石破碎成
碎屑物，母质层形成。
表层
淀积层
母质层
母质层
母质层
基岩
2. 植物根系会通过物理风
化和化学风化来使岩石破
碎，此时表层从母质层中
发育出来。植物也丰富了
土壤中的有机质。
3. 当降水淋滤表层黏土和
无机物到淀积层时，淀积
层开始发育。
表层
土壤的形成过程十分缓慢，直到今天，这个过程仍在不断地继续着。
形成1 cm厚的表土，一般情况下需要100～400年，在极其寒冷的环境中，
大约需要1000年。
思考与讨论
岩石形成土壤的快慢与哪些因素有关？
第4 章  我们生活的大地
147
二、土壤的成分
矿物质颗粒是土壤的主要组成成分。矿物质颗粒之间有孔隙，由气体
和水分占据。土壤中还有各种动物、植物和微生物。土壤中的气体绝大部
分来自大气中的氮气、氧气等，小部分来自土壤内的生命活动产生的二氧
化碳和水蒸气等。土壤中的水分主要由地表渗入，其中含有许多溶解的矿
物质。
思考与讨论
蚯蚓是靠能分泌黏液的湿润体壁进行呼吸的。下雨时蚯蚓常从土壤
中钻到地面，请分析出现这一现象的原因。
除了需要空气和水等无机物外，很多土壤生物的生存还需要有机物来
提供营养。有机物能燃烧生成水和二氧化碳等无机物，你能根据这一原理
设计实验来检验土壤中是否存在有机物吗？
探索活动
1. 取经充分干燥的土壤，先用天平称
取50 g，然后把它们放在细密的铁丝网上，
用酒精灯加热，观察到什么现象？
2. 待土壤冷却后，再用天平称得其质
量为   g。从土壤的成分分析，土壤质
量发生变化的原因是什么？
土壤中的有机物主要来源于生物的排泄物和死亡的生物体，以及人工
施用的有机肥。这些有机物经过微生物分解后形成腐殖质，使土壤形成良
好的团粒，有利于植物生长。
图4.2-5  用酒精灯加热土壤
科学  七年级下册
148
图4.2-6  土壤腐殖质的形成
腐殖质可以为土壤动物提供食物，同时也丰富了植物生长所必需的
氮、磷、钾和硫等元素，使土壤更为肥沃。
矿物质含有磷、钾、镁、钙、铁等元素，可提供除氮以外的植物生长所
需的各种主要养分。这些元素往往以无机盐的形式存在于土壤中。那么，如
何检验土壤中无机盐的存在呢？
探索活动
1. 取适量土壤样品放入烧杯中，倒入适
量的蒸馏水，用玻璃棒搅拌，然后让它慢慢
沉淀下来。上部的溶液就是土壤浸出液。
2. 静置一段时间，取上部土壤浸出液约
10 mL，放入蒸发皿中，用酒精灯加热，使水
分蒸发，如图4.2-7所示。观察蒸发皿中的残
留物。
土壤中这些不能燃烧但能溶于水的物质是无机盐，它们与植物的生长
发育关系密切。
大量事实表明，土壤由矿物质颗粒、腐殖质、微生物、水和空气等组
图4.2-7  土壤中存在无机盐
第4 章  我们生活的大地
149
成。土壤中有固体、液体和气体三类物质，固体约占土壤体积的50%，其中
矿物质颗粒一般约占土壤固体部分质量的95%。土壤中还有大量的生物，
它们与环境相互作用，相互影响。
三、土壤的结构
土壤结构可分为块状、柱状、片状、团粒状等各种结构。团粒结构是各
种土壤结构中较为理想的结构，这种土壤在农业生产上最有价值。
团粒结构疏松多孔，使土壤既能保水又能透水，并具有良好的透气性
和保温作用，有利于作物根系的伸展以及对养分的积蓄和供应。在农田中
多施有机肥，实施秸秆还田等措施，可使土壤增加新鲜腐殖质，有利于土
壤团粒结构的形成。
土壤结构由矿物质颗粒的大小所决定。根据颗粒大小，可将土壤中的
矿物质颗粒进行分类。如表4.2-1，砂粒较大，粗糙而有粒感；黏粒最小，
光滑而柔软；介于两者之间的叫作粉砂粒。砂粒、粉砂粒、黏粒分别堆积
在一起，哪种颗粒之间的空隙大？
表4.2-1  土壤颗粒的分类
名称
直径/mm
砂粒
2.0～0.02
粉砂粒
0.02～0.002
黏粒
＜0.002
图4.2-8  团粒结构土壤剖面示意图
团粒体
团粒体孔隙
团粒体间的孔隙
科学  七年级下册
150
探索活动
1. 取砂粒和黏粒少许，用大拇指和食指蘸
一些砂粒和黏粒，你能感觉出它们的不同吗？
2. 取2只漏斗，在漏斗口里放一些脱脂棉
花。在漏斗A中放一些砂粒，在漏斗B中放一
些黏粒。将漏斗分别搁在锥形瓶上，往每只漏
斗中倒50 mL水。观察2只漏斗内水渗到下面
锥形瓶内水量的多少。
3. 根据粉砂粒的特性，设想一下以上实验用粉砂粒替代后的渗水 
情况。
土壤中一般都含有砂粒、粉砂粒和黏粒。砂粒之间的孔隙较大，黏粒
之间的孔隙很小。大小不同的矿物质颗粒的多少和排列方式就是影响土壤
结构最重要的因素。根据它们在土壤中所占的比例不同，可将土壤分为砂
土类土壤、黏土类土壤和壤土类土壤三类。
表4.2-2  土壤的分类
土壤名称
土壤结构
砂土类土壤
砂粒多、黏粒少，土壤颗粒较粗
黏土类土壤
黏粒、粉砂粒多，土壤颗粒较细
壤土类土壤
砂粒、黏粒、粉砂粒大致等量，土壤质地较均匀
思考与讨论
根据上述三类土壤的结构，推测三类土壤在通气性、透水性、保水
性上的差异。
砂粒或黏粒
脱脂棉花
渗出的水
图4.2-9  渗水性实验
第4 章  我们生活的大地
151
土壤中的矿物质、腐殖质、水和空气等成分之间相互影响，并使土壤
形成了一定的结构。例如，如果土壤中的矿物质颗粒较小，土壤的孔隙就
较小，土壤中的水和空气也就少了。如果土壤大小颗粒的比例和排列方式
发生变化，或者土壤中的成分在比例上发生变化，就会导致土壤的结构发
生变化。
土壤腐殖质的含量与矿物质组成是影响土壤颜色的主要因素，前者主
要影响土壤颜色的深浅，后者主要影响土壤的主色调。
四、土壤的质地
植物的生长需要土壤提供充足的水分、空气和无机盐。如果土壤的孔
隙较大，其通气性能和渗水性能较强，在这样的土壤中，水就不易保留，有
机质也容易流失。如果土壤的孔隙很小，其通气性能差，但其保水性能较
强，有机质就不易流失。那么，哪类土壤更有利于植物生长呢？
探索活动
1. 分别取一定量菜地、山坡地
和稻田里的土样，加少许水，用手搓
一搓，如图4.2-10所示。哪种土壤能
搓成一个条状体？
2. 再用图4.2-9的渗水性实验
装置，将这三种土壤分别放在3 只
漏斗中，加50 mL水后观察渗水量。
黏性较差的土壤，土壤中的孔隙较大，比较疏松，水易渗入或流出，通
气性能较好，但保水和保肥性能较差。黏性较强的土壤，土壤中的孔隙较
小，保水性能好，但通气性能较差。根据长期的实践经验，最有利于植物生
长的土壤应当是黏性适度，通气，透水，保水、保肥能力强的土壤。
图4.2-10  土壤的黏性
活动结束后要
洗手。
科学  七年级下册
152
表4.2-3  土壤的质地
土壤名称
性状
砂土类土壤
疏松，不易黏结；通气、透水性能强，易干旱，有机质分解快，易流失
黏土类土壤
质地黏重，湿时黏，干时硬；保水、保肥能力强，通气、透水性能差
壤土类土壤
不太疏松，也不太黏；通气，透水，能保水、保肥，宜于耕种
壤土类土壤适于大部分植物生长。这
种土壤固体部分（矿物质颗粒和有机物）约
占土壤总体积的50%，其中有机质固体部
分约为1%～5%；水和空气各占约25%，如
图4.2-11所示。这样的土壤既通气、透水，
又保水、保肥，能为植物生长提供充足的水
分、空气和有机质。
实践活动
实地调查或上网查资料，列举当地常见的植物及适合其生长的土壤
类型。
土壤的性质不同，则土壤的通气、透水、保水、保肥的性能不同，而不
同植物生长时对水、空气、肥力等要求不同，因此不同类型的土壤适合不
同类型的植物生长。
练习与应用
1. 某同学与父母去浙江天目山国家级自然保护区旅游，游览时对青山绿树底下
的“红土”很好奇，“红土”与东北的“黑土”相比，土壤中空气体积分数是否相
同？请简述如何比较这两种土壤中空气体积分数的大小。
图4.2-11  壤土类土壤的体积占比
空气
矿物质
颗粒
水
有机物
25%
25%
45%～49%
1%～5%
第4 章  我们生活的大地
153
（第1题图）
铁块
水
水
水
红土
黑土
2. 将两株生长状况基本相同的玉米幼苗，分别放在盛有
等量的土壤浸出液和蒸馏水的玻璃管中进行培养，结
果如图所示（①号玻璃管装有土壤浸出液，②号玻璃
管装有蒸馏水）。根据实验现象，可得出什么结论？
3．如图4.2-5所示，在做“土壤中是否存在有机物”的
实验时，用天平称取刚挖出来的土壤50 g，并放在
细密的铁丝网上，用酒精灯加热。一段时间后停止
加热，待土壤冷却后称得其质量为45.2 g，实验过程中土壤没有通过铁丝网流
失。通过该实验，你认为能否得出“土壤中含有的有机物质量为4.8 g”的实验
结论？如果不能，那么应如何改进上述实验？ 
4. “小草青青，踏之何忍。”设置这些提示语提醒人们不要践踏小草，是因为经常
在草坪上行走，会造成土壤板结，影响草的生长。请分析土壤板结会影响植物
生长的主要原因。
5. 下图是三类土壤组成成分的体积分数模型，分析并回答下列问题。
（第5题图）
水
水
水
矿物质
矿物质
矿物质
有机物
有机物
甲
乙
丙
有机物
空气
空气
空气
 （1）甲、乙、丙分别表示哪一类土壤？
 （2） 最适合植物生长的土壤是哪一类？为什么？
（第2题图）
实验开始时
一段时间后
①
②
①
②
科学  七年级下册
154
一、植物的根系
大多数陆生植物是通过根（root）来吸收土壤中各种营养物质的。经科
学家统计，植物根的总表面积可达茎和叶总表面积的一百多倍。这种结构
对植物的生活有什么意义？不同植物根的组成又具有什么特点呢？
探索活动
取带根的大豆、青菜、水稻和葱的植株各1株。仔细观察它们的根，
描述这些根的形态特征并归类。
图4.3-1  不同植物的根
水稻
大豆
葱
青菜
一株玉米从发芽到结果，大约需要吸收200 kg
以上的水以及无机盐。这些水和无机盐是通过植
物的什么器官吸收的？又是如何在植物体内运 
输的？
第3 节  土壤与植物生长
第4 章  我们生活的大地
155
根据有无明显的主侧根之分，植物的根系可分为直根系和须根系，如
图4.3-2所示。植物通过根系将自己牢牢固定在土壤中，同时组成根系的
每条根均能从土壤中吸收水分和无机盐等营养物质。
实践活动
观察菜地里、路边、山坡上的植物，先猜测植物的根系，再小心挖出
植物，观察植物根的形状，判断其根系的类型。观察后请将植物种回土 
壤中。
科学拓展
干旱地区植物的根系
对于植物来说，更强更深的根系，意味着它们能
吸收更多的水，就有了更强的生命力。在酷热干旱
的荒漠中，很多植物的根系在地下蔓延的深度，往往
超过它们在地面之上的植株高度。有的植物茎叶在
地面上只长出几十厘米，它们的地下根系深度却超
过1 m。
植物根在土壤中的分布，与植物的种类以及外界环境等密切相关，如
土壤的结构、水分、通气状况和肥力。在缺水地区生长的植物根往往比在
侧根
主根
不定根
直根系
须根系
不定根是指从植物
的茎、叶、老根上
长出的根。
图4.3-2  植物的根系
图4.3-3  干旱地区
某植物根系
科学  七年级下册
156
水源充足地区生长的植物根更为发达。在农业上，常利用控水、控肥来调
整作物的根系，以达到丰产的目的。
二、根的吸水和失水
绿色开花植物都有发达的根系。植物根的各个部位是否都能吸收水
分？根吸收水分的主要部位在哪里？
探索活动
1. 培育小麦种子，直到它
们长出较长的根。
2. 选取4株生长旺盛、带
有绿叶和根系的幼苗，随机分
为A、B 两组。将A 组的2 株
小麦植株所有根的尖端剪去
3～5 mm（即根尖），并在切口
处涂上石蜡；B 组不做处理，
如图4.3-4所示。
3. 将两组小麦幼苗分别放在土壤浸出液中培养，观察其生长情况。
4. 一段时间后，哪组幼苗开始出现萎蔫现象？
实验表明，根尖是植物吸收水分的主要部位。
思考与讨论
在农业生产中，移植作物幼苗时为什么要
带土移植？
图4.3-4  根的吸水部位
图4.3-5  植物要带土移植
第4 章  我们生活的大地
157
各种植物的根，其尖端部分通常都
有根毛。根尖是指从根的尖端到着生根
毛的部分，它是根生长、分化、吸收养
料最活跃的部位。从根尖的尖端起，根
据它的形态结构和生理功能的不同，依
次可分成根冠、分生区、伸长区和根毛
区四个部分，图4.3-6为小麦的根尖示
意图。
那么，根尖有哪些结构特点与其功
能相适应呢？
实践活动
1. 取小麦的幼根，先用放大镜观察它的外形，根据图4.3-7所示的
根尖结构图找到各部分结构，注意根毛的数量和着生部位。
2. 用显微镜（低倍镜，不加盖玻片）观察根毛细胞的结构特点。
3. 用显微镜观察植物根尖纵切的永久装片，根尖四个组成部分的细
胞形状、排列各有什么特点？将观察结果记录在图4.3-7根尖的结构模
式图中。
图4.3-7  根尖的结构模式图
根毛区
伸长区
分生区
根冠
表皮向外    ，形成不
同长度的根毛。
外层细胞排列    ，细
胞壁薄，内部细胞排列紧密。
细胞排列    ，细胞壁
薄，细胞质浓。
细胞逐渐停止分裂，能较快
生长，使根不断    。
图4.3-6  小麦的根尖
根毛区
伸长区
分生区
根冠
科学  七年级下册
158
思考与讨论
根据植物根尖各部分细胞的特点，猜猜它们的主要功能分别是 
什么。
根冠在根尖的最前端，对根起保护作用；分生区细胞不断分裂，能使
根的细胞数量不断增加；伸长区细胞生长能使根伸长，根毛区的根毛伸入
土壤颗粒的孔隙，增大了与土壤颗粒的接触面积，有利于吸收土壤中的水
分和无机盐。
植物的根毛很多，保证了植物能获取足够的营养。根毛区是根尖吸收
水分和无机盐的主要部位。植物的根毛细胞是怎样从土壤中吸收水分的？
是否在任何情况下，它都能从土壤中吸收水分？
实践活动
1. 选取4 株生长旺盛的同种植物
（如白菜等）幼苗，随机分成2组。
2. 将2组植物的根部洗净，分别放
入盛有清水和浓盐水的2 只锥形瓶中，
如图4.3-8所示。
3. 过20～40 min后观察2组植物，
加以比较，并做好观察记录。
在清水中的植物：
在浓盐水中的植物：
4. 请分析实验结果产生的原因，说说根毛细胞必须在什么条件下才
能从土壤中吸收水分。
图4.3-8  植物失水的实验
尽量不要损
伤根毛。
第4 章  我们生活的大地
159
根毛细胞的细胞壁极薄，液泡较大，内含丰富的细胞液。土壤颗粒之
间含有无机盐和水分，称为土壤溶液。当根毛穿过土壤颗粒的孔隙时，与
土壤颗粒紧密地黏附在一起，若根毛细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，
根毛细胞就会吸收土壤里的水分；若土壤溶液的浓度大于根毛细胞液的浓
度，根毛细胞就会失水。如果一次施肥过多，容易造成植株“烧苗”。
水分进入根毛细胞后，根据细胞液浓度的差异，由一个细胞进入另一
个细胞，然后进入根的木质部导管，最后在蒸腾拉力作用下，上升到植物
体的各结构。
三、植物生长需要无机盐
植物生长除了从土壤中吸收水分外，还需要吸收无机盐。种庄稼要施
肥，养花种草也要施肥。肥料的作用主要是给植物的生长提供无机盐。
探索活动
将若干株生长情况基本相同的植物幼苗
（如青菜、玉米、小葱等），清洗根系后分别
“种”入锥形瓶中，随机分为A、B两组。A组加
土壤浸出液，B组加蒸馏水，均使根系浸没。一
段时间后，观察并比较两组幼苗的生长情况，记
录两组幼苗的高度、颜色，以及根、茎、叶的生
长情况。
根毛层
根毛
水分进
入根毛
木质部
内皮层
皮层
图4.3-9  水分进入根部的途径
图4.3-10  土壤浸出液
对幼苗生长情况的影响
不要伤了
根哦！
科学  七年级下册
160
实验表明，在土壤浸出液中培养的幼苗要比在蒸馏水中培养的幼苗生
长得好，这是因为土壤浸出液中含有植物生长所需要的多种无机盐。
植物通过根系从土壤中吸收各种无机盐，不同的无机盐对植物生长起
到不同的作用。如氮和镁是合成叶绿素的原料，氮和硫是合成蛋白质的原
料，钾能使茎秆粗壮、促进淀粉的合成和运输，磷能促进幼苗的生长发育
和开花等。植物生长需要量最多的是含氮、磷和钾的无机盐。如果缺少某
种无机盐，植株就不能正常生长，会出现相应的营养缺乏症状。
图4.3-11  叶片缺乏营养元素时的各种症状
正常叶片
缺氮时，植株瘦弱，叶
片发黄。
缺磷时，植株特别矮小，
叶片呈暗绿色，有时呈
紫色。
缺钾时，植株的茎秆软
弱，容易倒伏，叶片边
缘和尖端呈褐色，并逐
渐焦枯。
实践活动
调查你身边常见的植物，查阅资料，了解常用化肥的主要成分，了解
化肥对植物所起的主要作用。
无土栽培技术
无土栽培，是指以水、草炭或森林腐
叶土、蛭石等介质作为培养基质固定植株，
植物根系能直接接触营养液的栽培方法。
无土栽培中营养液成分易于控制，且可随
时调节。
图4.3-12  无土栽培
科学·技术·社会·环境
第4 章  我们生活的大地
161
无土栽培的优点：①节水、省肥、高产；②清洁卫生无污染；③省工
省力、易于管理；④避免连续栽培同种作物引起的作物生长发育异常； 
⑤不受地区限制、充分利用空间；⑥有利于实现农业现代化。
我国无土栽培的研究和生产应用始于20世纪70年代，主要包括水稻
无土育秧，蔬菜作物无土育苗。1980年我国成立了蔬菜工厂化育苗协作
组，除研究无土育苗外，还进行了保护地无土栽培技术研究。2016年，中
国科学院植物研究所建立起世界上最大面积的全人工光植物工厂，实现
了无土栽培蔬菜生产的大规模产业化应用。
四、植物的茎
植物的根从土壤中吸收的水分和无机盐、叶制造的有机物等都要通过
茎（stem）运输到植物各个器官。这些物质在茎里的运输方式是怎样的？茎
具有怎样的结构特点与其运输功能相适应？
自然界中，植物的茎是千姿百态的。
图4.3-13  不同形态的茎
匍匐茎
缠绕茎
攀缘茎
直立茎
科学  七年级下册
162
植物的茎按形态可分为直立茎、攀缘茎、匍匐茎和缠绕茎，按其组成
可分为草质茎和木质茎。虽然茎的形态各不相同，但它们的结构基本相同。
现以双子叶植物的木质茎为例加以研究。
探索活动
1. 选取一根三年生的椴树
（或木槿）枝条（3～5 cm长），用
刀片或解剖刀横切枝条。
2. 用放大镜观察，其横切面
可明显分为三层，分别是树皮、
木质部和髓，如图4.3-14所示。
3. 用解剖针轻轻扎一下树
皮、木质部和髓。质地较硬的是
哪个部位？质地较软的是哪个部位？
4. 试一试，能否用手把树皮剥下来？
木质茎一般具有树皮、形成层、木质
部和髓等结构。树皮包在茎的外层，对植
物起保护作用。韧皮部位于树皮靠近木质
部的部位，韧皮部中含有起输导作用的筛
管。木质部中含有起输导作用的导管。导
管和筛管的形态结构不同，其输导物质的
类型也不同。髓位于茎的中央，其细胞体
积较大，具有储藏营养的作用。
在韧皮部和木质部之间（就是能用手剥开树皮的地方）有形成层。形成
层的细胞只有2～3层，它能不断地进行细胞分裂，产生子细胞。子细胞能
吸收营养物质不断长大，向外形成韧皮部，向内形成木质部，使茎加粗。水
稻、小麦、毛竹等植物的茎没有形成层，经历初期生长后，它们的茎就不
能加粗生长了。
木质部
髓
形成层
树皮
韧皮部
表皮
图4.3-14  木质茎（椴树）的横切面
图4.3-15  导管和筛管
导管
筛管
第4 章  我们生活的大地
163
思考与讨论
1. 如果用细铁丝缠紧小树，对植物生长会造成伤害吗？为什么？
2. 木制家具和课桌椅等的材料主要利用茎的哪一部分结构？
五、物质的运输
根从土壤中吸收来的水和无机盐是通过茎运输的。茎运输水分和无机
盐的部位是哪里呢？
探索活动
1. 取粗细相似、叶片数相同的同种木本植物枝条若干根，先按表
4.3-1 中的3 种处理方法处理，各组枝条的下端用刀片削成面积相似的 
斜面。
2. 处理好后，将每组枝条分别插入3个盛有等量稀释红墨水的烧杯
中，并用夹子将各组枝条分别固定，如图4.3-16所示，置于温暖、光照
充足的地方。
3. 15 min后从每组取出一枝条，用刀片横切枝条的中上部，用放大
镜观察横切面的染色部位；再从每组取出另一枝条，将枝条纵切，观察纵
切面的染色情况。
4. 将实验现象记录在表4.3-1中，并对结果进行分析。
图4.3-16  水和无机盐的运输
科学  七年级下册
164
5. 问题讨论：
（1）若B、C组枝条的韧皮部和木质部均被染色，而A组树皮未被染
色，这说明了什么问题？
（2）若将C组枝条进行纵切，纵切面上从基部到靠近枝条的顶端，染
色变得越来越浅，这是什么原因造成的呢？
（3）根据实验结果，得出实验结论。
由于根和茎中的导管是相互连通的，水分和无机盐被根尖吸收后，会
进入根部的导管（vessel）。接下来，再进入茎中央的导管。实验证明，水分
和无机盐在茎木质部的导管中能自下而上地向枝端运输。
植物的叶通过光合作用制造了有机物，这些有机物除一小部分留在叶
肉细胞外，大部分需转送到茎、根、果实、种子等部位去。有机物在茎中又
是怎样运输的呢？
探索活动
在一株盆栽木本植物上选取一根枝
条，用解剖刀在枝条中部剥除约1 cm 宽
的一圈树皮，露出木质部，如图4.3-17所
示。用刀轻刮木质部表面，然后用少许凡
士林涂抹环剥部位。每隔一周观察并记录
枝条环剥部位的变化。
表4.3-1  实验现象记录表
实验组别
实验现象（记录被染色的部位）
A.除去木质部和髓的带叶枝
条，只留下树皮
B.剥去下半部树皮的带叶枝条
C.带叶枝条（不做处理）
图4.3-17  枝瘤
第4 章  我们生活的大地
165
经过一两个月后，切口上方的树皮会膨大而形成枝瘤。活动表明，有
机物是通过树皮自上而下运输的。剥去一圈树皮以后，由于叶制造的有机
物向下运输的通道被切断了，有机物就积存在伤口的上方，伤口上方部位
的细胞分裂和生长都加快，树皮就膨大起来，于是形成了瘤状物。我们知
道，树皮里只有韧皮部的筛管（sieve tube）是上下相通的。可见，叶制造的
有机物是通过筛管向下运输的。
思考与讨论
1.割裂橡胶树的树皮，胶乳就会流出来，如图4.3-18所示。人们就
是这样来采集胶乳的。你能解释这一现象吗？
2.任意毁坏树皮会给树木带来什么不良的后果？
练习与应用
1. 有下列植物：①菠菜、②洋葱、③水稻、④番茄、⑤玉米、⑥杨树，根据根系种
类不同，将它们分成两类。
2. 普通水稻无法在海边生存，而海水稻却能在海边很好地生长。请分析原因。
3. 一株植物缺氮时，最可能出现的症状有哪些？
4. 有一棵古樟树，它的“树心”已经朽烂，变成了一棵“空心树”。可是，这棵古
樟树在大家的保护下还是枝繁叶茂、开花结果。由此推断，朽烂的“树心”是
这棵树的哪一部分？请说明理由。
图4.3-18  割橡胶
科学  七年级下册
166
一、土壤的价值
环境中能够供人们使用的资源都属于自然资源。土壤是地球上最有价
值的自然资源之一。植物直接依赖土壤才能生存与生长。人和动物以植物
或其他依赖于植物的动物为食。
图4.4-1  土壤孕育生命
肥沃的土壤能供应和协调植物生长、发育所需要的水分、养分和空气
等。通常来说，黑土肥力高，盛产粮食作物，比如玉米、大豆和小麦等；紫
色土肥力相对较高，除了旱地粮食作物外，还多种植棉花、油菜和柑橘等；
红壤一般酸性较高，肥力相对较低，通常适合种植水稻、茶树、甘蔗和柑
橘等；黄壤通常要比红壤湿润，主要分布在我国南方山区，除了常见的农
作物外，黄壤也能种植茶树和蔬菜。
“一年一场风，从春刮到冬。天上无飞鸟，地上无
寸草。”这是20世纪四五十年代宁夏银川白芨滩的真
实写照。如今，站在白芨滩沙丘远眺，148万亩的自
然保护区内，一丛丛沙生植物点缀其中，成片的柠条
和灌木郁郁葱葱。白芨滩的变化说明了什么？
第4 节  保护土壤
第4 章  我们生活的大地
167
实践活动
了解当地种植的主要农作物、本地土壤的特点以及利用改造现状。
肥沃的土壤因稀缺而更显宝贵。事实上，比较适合农耕的土地不足陆地
面积的八分之一。土壤的形成需花很长的时间，几百年的时间只能形成几厘
米厚的土壤。深厚肥沃、适合耕作的土壤是经历了几千年才逐渐形成的。
人类在长期利用土壤的过程中改变
了土壤。人们在低山丘陵修建了层层梯
田，将沼泽变成肥土沃壤，在干旱区的山
麓利用高山冰雪融水来营造片片绿洲。由
于人们的耕作，出现了水稻土、菜园土等
自然界原来没有的新的土壤类型。
二、土壤的污染与流失
人类活动和环境的变化都会对土壤造成影响。当土壤遭受污染、失去
肥力或遭受风和水的侵蚀而流失时，土壤的价值就会降低。
土壤资源的最大威胁来自土壤污染和过度开发。
由于人口急剧增长，工业迅猛发展，人们在土壤表面不断堆放和倾倒
固体废弃物，有害废水不断向土壤中渗透，大气中的有害气体及飘尘也不
断随雨水降落在土壤中，导致了土壤污染。
图4.4-3  塑料废弃物引起的白色污染
图4.4-4  工业废水污染土壤
图4.4-2  梯田
科学  七年级下册
168
人为活动产生的污染物进入土壤并积累到一定程度，引起土壤质量下
降，进而造成农作物中某些有毒、有害物质指标超过国家标准的现象，称
为土壤污染。污染物进入土壤的途径是多样的。如废气中含有的污染物质，
特别是颗粒物，在重力作用下沉降到地面进入土壤；废水携带大量污染物
进入土壤；固体废弃物中的污染物直接进入土壤或其渗出液进入土壤。其
中最主要的是污水灌溉带来的土壤污染。农药、化肥的大量使用，造成土
壤有机质含量下降，土壤板结，也是土壤污染的来源之一。
土壤污染除导致土壤质量下降、农作物产量和品质下降外，还会导致
污染物在生物体内富集。一些毒性大的污染物，如汞、镉等通过植物吸收
富集到作物果实中，人或牲畜食用后会中毒。如果长期引用工业废水灌溉
农田，会导致土壤和稻米中重金属（如镉）含量超标，人畜不能食用，土壤
不能再作为耕地。
思考与讨论
1.会引起当地土壤污染的污染物有哪些？
2.针对土壤污染的现状，你认为可采取哪些措施？
水土流失是指土壤在流水、风、冰等作用下，被破坏、剥蚀、转运和
沉积，造成水分和土壤资源损失的现象。一般来说，植物的根系有固定土
壤的作用。但是过度放牧、乱砍滥伐、开山采矿等人类行为破坏了地表植
被，加剧了水土流失。
水土流失是全球环境中存在的大问
题。黄土高原曾是我国水土流失最严重的
地区，每年被冲刷走了大量的地表土。
近年来由于积极治理，黄土高原
生态状况有显著改善。与2011 年相比，
2022 年水土流失面积减少了14%。全国
水土保持率从2011 年的68.88% 提高到
图4.4-5  黄土高原的水土流失
第4 章  我们生活的大地
169
2022年的72.26%。
在气候变化和人类活动等种种因素的作用下，土壤失去水分和营养物
质而造成的土地退化现象就是土地沙漠化。
探究实践
探究植被覆盖对水土流失的影响
目标
比较有草皮的表土和裸土的水
土流失量。
器材
1. 两个长30 cm，宽15 cm，三
面高5 cm的木盒。
2. 两只与木盒高度、宽度匹配
的盛水盆。
3. 两块与水盆同高的木块。
4. 两只相同的喷壶（装等量的
清水）。
5. 规格为长30 cm，宽15 cm，厚
5 cm的有草皮的表土和裸土各二块。
6. 量筒一只，铲子一把。
过程
1. 分别将有草皮的表土和裸土平放在木盒上。
2. 木盒的一端钉上与水盆同高的木块，将两个木盒分别平放在水盆
上。
3. 用两把喷水壶分别在土体中心上方20 cm处，均匀地给有草皮的
表土和裸土洒水。
4. 水洒完后，用量筒分别计量两个水盆中的水量和沙量，并在表
4.4-1中做记录。
5. 分别铲除两个木盒上的表土和裸土，再依次将另一块有草皮的表
土和另一块裸土平放在木盒上，然后使两个木盒倾斜30°，再按上述步骤
3、4操作，并在表4.4-1中分别记录裸土和有草皮的表土的水量和沙量。
图4.4-6  不同植被条件下的
水土流失比较
科学  七年级下册
170
（提示：活动结束后将有草皮的表土和裸土放回原地）
6. 根据上述实验结果，结合表4 . 4 - 2 中的数据，你能得出什么 
结论？
A为年降水量为346 mm的情况下，在不同植被覆盖条件下每公顷土
地被雨水冲刷的泥土数量。
B 为陆地上20 cm 厚的土壤，在不同植被覆盖条件下土壤流失的 
时间。
问题讨论
通过这个实验，请你提出防止土壤水土流失的措施。
由实验可得，良好的植被覆盖，能够保持水土，减少水土流失，从而减
少泥石流、山体滑坡等地质灾害的发生。
三、土壤的保护与治理
土壤是人类生存和社会发展的重要基础。
那么，如此重要的资源现状如何？
地球上陆地面积仅占地表总面积的29%。除去湖泊、河流、裸露岩石等，
表4.4-1  水量和沙量记录表
土体放置
裸土
有草皮的表土
水量
沙量
水量
沙量
平放
倾斜30°
表4.4-2  水土流失量的比较
林地
草地
耕地
裸地
A
60 kg
74.4 kg
3570 kg
6750 kg
B
57万年
8万年
46年
18年
第4 章  我们生活的大地
171
有土壤覆盖的土地就更少。由于土层太浅，土壤污染，永久冻土分布和含水
量过高或过低等原因，陆地面积中约89%的土地目前尚不适宜农业生产。
海洋
71%
陆地
29%
不适宜
农业生
产的土
地89%
农用耕地
11%
图4.4-7  陆地面积和农用耕地
我国陆地总面积约为960万km
2。耕地、林地、草地约占陆地总面积的
70%。除了耕地、林地、草地，我国还有大量沙丘、戈壁、海拔3000 m以
上的难以利用的土地。土壤资源各地分布不均。
由于不合理的开发与利用，有些地方出现了土壤污染、水土流失、土
壤贫瘠化和土地沙漠化等一系列土壤问题。联合国大会将每年12月5日定
为世界土壤日，旨在关注健康土壤的重要性，倡导可持续管理土壤资源。
表4.4-3  世界土壤日主题
年份
主题
2019年
防止土壤侵蚀，拯救人类未来
2020年
保持土壤生命力，保护土壤生物多样性
2021年
防止土壤盐渍化，提高土壤生产力
2022年
土壤：食物之源
土壤保护就是进行土壤管理，防止土壤破坏。土壤保护的方法包括因
地形耕作、保护性耕作和轮作等。因地形耕作就是根据地形或沿等高线开
垦耕地，这有助于减缓过多降水的冲刷并避免土壤的流失。保护性耕作就
是尽可能地减少对土壤和覆盖在它上面的植物的损害。轮作就是在一块地
上每年种植不同的植物。不同类型的植物从土壤中吸取的营养成分是不同
的。一些农作物，如玉米和棉花，需要吸收大量的营养成分。在种植这些作
物的第二年，农民就会换种一些只需要较少营养的作物，如燕麦、大麦或
科学  七年级下册
172
者黑麦。在第三年，农民就会种植苜蓿、花生、大豆等植物来恢复土壤的 
肥力。
思考与讨论
1. 保护性耕作是怎样保护土壤的？
2. 苜蓿、花生、大豆等植物为什么能恢复土壤肥力？
土壤形成过程较为漫长，自净能力较弱。我们要注意保护土壤，防治
土壤污染。
土壤修复技术包括物理修复技术、化学修复技术和生物修复技术。其
中覆盖式客土法、深翻耕法是物理修复技术，植物吸取修复技术是生物修
复技术，土壤钝化修复技术属化学修复技术。
农田土壤修复技术
科学·技术·社会·环境
无污染土壤
图4.4-8  植物吸取修复技术
图4.4-9  土壤钝化修复技术
钝化剂
绿色功能植物从土
壤中吸收重金属
重金属经吸附、络
合、沉淀、离子交
换或氧化还原等反
应活性降低
收割植物地上部分
终于可以吃到安
全的米饭啦
Hg
Cd
Cd
As
Pb
第4 章  我们生活的大地
173
图4.4-10  覆盖式客土法
图4.4-11  深翻耕法
客土前
污染土壤
污染土壤
污染土壤
无污染土壤
无污染土壤
客土后
深翻耕前
深翻耕后
30 cm
30 cm
近20多年来，我国新增绿化面积数量较大，特别是在土地沙漠化的治
理上取得了很大的成效，如毛乌素沙地的治理比较成功。
图4.4-12  毛乌素沙地的过去和现在
思考与讨论
1. 通过走访和查阅资料，你认为当地存在哪些不合理开发和利用耕
地的现象？
2. 针对现状，你认为可以采取哪些有效的保护土壤的措施？
土壤资源是有限的，而人类的生存与发展对它的依赖是必然的。我们
必须保护好土壤。保护土壤，就是保护我们自己的家园。
科学  七年级下册
174
练习与应用
1. 通过上网了解我国的耕地面积以及人口数量，计算人均占有耕地面积。
2. 人类的生存和发展必须依赖于土壤，而土壤资源是有限的。请列举生活中造成
土壤污染的人类活动。
3. 某环保志愿者在社区推广垃圾分类，他们在居民小区放置了一些有分类标识的
垃圾箱，如图甲所示。
（第3题图）
甲
乙
 （1） 请说说垃圾分类的意义。
 （2） 如图乙所示是居民区附近小型垃圾中转站（小圆圈）的布局，从保护环境的
角度分析，指出它在选址上存在的问题。
第4 章  我们生活的大地
175
学习整理
第4章  我们生活的大地
地球的内部结构
和地球表面
根
吸水
根尖结构名称
失水
根毛细胞液的浓度大于
土壤溶液的浓度
根毛细胞液的浓度小于
土壤溶液的浓度
根尖是植物吸收
水分的主要部位。
主根
侧根
不定根
根
系
直根系
须根系
地球的内部结构
地形的表示和变化
请说出字母所表示的内部结构名称。
A.
B.
C.
D.
E.
B.
C.
A.
A
B
C
D
E
外力作用主要是指                 、                 、冰川、
波浪、生物等对地形的作用，主要作用是削低高山，
填平深谷，使地表                 。
运输水分和无机盐
A
B
C
科学  七年级下册
176
岩石和土壤
植物与土壤
散失水分的器官
叶
茎
吸收水分和无机盐
植物的茎
植物生长需要无机盐
植物的症状
缺乏无机盐
植株瘦弱，叶片发黄
植株矮小，叶片呈暗绿色或紫色
叶片边缘和尖端呈褐色
直立茎
攀缘茎
匍匐茎
缠绕茎
按
形
态
分
写出茎的横切面各层次
筛管
导管
该结构位于
（               ）
该结构位于
（               ）
运输有机物
运输水、
无机盐
土壤的形成
土壤的成分
土壤的性质
土壤非生物
土壤生物
动物
             
微生物
             
水
             
无机盐
砂土类土壤
虽通气、透水，
不保水、保肥
壤土类土壤
既通气、透水，
又保水、保肥
黏土类土壤
不通气、透水，
但保水、保肥
①原始阶段
尚未发育的
原始母岩。
②幼年阶段
母岩开始风
化，形成母
质层。
③壮年阶段
出现表层和淀
积层，形成完
整剖面，成为
成熟土壤。
④老年阶段
老年期土壤发
育速度趋于缓
慢，层次明显
且性质稳定。
幼年土壤
土壤
土壤的结构
土壤
颗粒
            
粉砂粒
黏粒
砂土
壤土
            
土壤
类型
25%
25%
空气
水
矿物质
颗粒
1%～5%有机质
成年土壤
第4 章  我们生活的大地
177
学习评价
一、概念理解
1. 右图为大西洋中脊山脉及其周围约100 km 范围内
海底岩层年代分布的示意图。图中数字为岩层距
离现在的年数。这一现象支持了（  ）。
 
A. 板块是运动的
 
B. 地球是一个球体
 
C. 生命是不断演化的
 
D. 海水对地形具有侵蚀作用
2. 雨过天晴，有经验的农民常给农作物中耕松土，其主要作用是（  ）。
 
A. 增加土壤中的水分 
B. 增加土壤的肥力
 
C. 增加土壤中的空气 
D. 除去土壤中的杂草
3. 取一块萝卜先称其质量，然后放在浓盐水中数小时，此过程中，每隔1 h将该块
萝卜称量一次，选项中最能代表萝卜块质量随时间变化的曲线是（  ）。
A.
B.
C.
D.
4. 园林工人给移栽后的绿化树“挂吊瓶”，补充水和无机盐，以
提高成活率（如图所示）。“挂吊瓶”时注射针头应插到主干的
（  ）。
 
A. 分生组织 
B. 机械组织
 
C. 木质部 
D. 韧皮部
二、迁移应用
5. 根据地壳变动的现象，推测引起地壳变动的巨大能量的主要来源。
6. 小明帮爷爷给青菜施肥后，大量青菜出现了萎蔫现象，爷爷见状马上给青菜浇
水。请用所学知识加以分析。
（第1题图）
（第4题图）
科学  七年级下册
178
三、探究实践
7. 某同学截取两根生长旺盛、长相相近的月季
枝条，其中一根做环剥处理，一根不做处理，
按图示分别插入相同营养液中，观察两根月
季枝条插入营养液端及环剥处的生长情况，
并用所学知识解释观察到的现象。
四、学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
（第7题图）
环剥处
第4 章  我们生活的大地
179
在古代，人们将泥土烧制成陶器用于盛物，将蚕丝织造成布匹用于制衣。
今天，人们制造食品、手机、汽车、盾构机、潜水器、航母、火箭、卫星……
创造了一个日新月异的世界。世界因制造而变得更美好！
制造是怎样进行的？让我们一起来体验制造。
第5 章
制造技术与工程
一、物品的制造
当纸张被你折成纸飞机、千纸鹤，铁块被工人加工成汤匙、冰箱，制
造便发生了。这种将原材料转化为人类所需产品的工程技术就是制造
（manufacture）。
制造门类众多，有电子产品制造、汽车制造、船舶制造、机械制造、
化学制造、食品制造、纺织制造、医药制造等细分领域。制造出的产品创
造了一个人工世界，满足了人们的衣食住行、学习娱乐、探索未知等各种
需求。
图5.1-1  利用纸张、铁块的制造
……
……
当你穿上衣服，背上书包，骑车来到学校；当你
打开书本，编制程序，遨游于知识海洋；当你坐上火
车，乘上飞机，穿行于世界各地。你会发现，其实，我
们生活在一个人工制造的世界里。那么，一件件物品
是怎么制造的？现代有哪些先进的制造技术？
第1 节  走进制造
第5 章  制造技术与工程
181
思考与讨论
衣服是我们的必需品。图5.1-2为从棉花到成衣的制造过程，这一
过程涉及哪些制造技术？蕴含哪些科学知识？
我们所使用的每一件产品，往往都涉及多项制造技术与工程。产品质
量、制造效率与制造技术密切相关，人们一直在开发更先进的制造技术，
建设更高效的制造工程。
科学阅读
我国古代纺织技术
我国古代纺织技术的发展可以追溯到新石器时代。当时人们使用手
工纺纱器将棉花、亚麻、蚕丝等纤维材料加工成纱线，然后通过手工织
机将纱线织成布匹。
纺车是以毛、棉、麻、丝等纤维材料为原料，通过人力驱动机械，利
用旋转抽丝的工艺制造线或纱的设备。纺车通常有一个用手或脚驱动的
轮子和一个纱锭。中国古代纺纱工具分手摇纺车、脚踏纺车、大型水力
纺车等类型。纺车、织布机等制造技术促进了我国古代纺织业的发展。
图5.1-2  从棉花到成衣的制造过程
染布
纺纱
织布
制衣
棉花
成衣
科学  七年级下册
182
1972 年，沉睡了千年的马王
堆汉墓得以重见天日。出土文物
素纱襌（音dān）衣“薄如蝉翼，
轻如浮烟”，它长128 cm，袖长
190 cm，质量49 g，折叠后可以放
入火柴盒中，被誉为西汉纺织业
的一大代表作。
二、现代制造技术与工程
随着社会的进步，制造技术由使用简单工具的手工制造发展为采用复
杂机械的机器制造、自动化制造，以及当今信息社会的智能制造、纳米制
造、生物制造等先进制造技术与工程。
智能制造是具有感知、决策、执行功
能的各类制造装备的统称。它是先进制造
技术、信息技术和智能技术的集成与融
合。如装有程序控制系统的数控机床，就
是一种机电一体化的智能制造设备。
实践活动
3 D 打印技术是智能制造的明珠，
它以数字模型文件为蓝图，内装有金
属、陶瓷、塑料、沙等“打印材料”。与
电脑连接后，通过电脑控制，它可以把
“打印材料”一层层叠加起来，最终把
计算机上的蓝图变成实物。
如条件许可，请设计一件具有实用
功能、有创意的物品，学习编制3D数字模型打印文件，并利用3D打印
机进行打印制造。
图5.1-4  工业机器人在制造汽车
图5.1-5  3D打印
图5.1-3  清代纺车
第5 章  制造技术与工程
183
纳米制造主要研究纳米结构生
长、加工、改性、组装等制造方法与
工艺，以生产纳米尺度的结构与器件。
如纳米电动机、纳米机器人、分子光
电器件、纳米电路、纳米传感器、纳
米智能器件。纳米制造大大提升了制
造的精度。
生物制造是以微生物细胞生产生物制剂，或以酶蛋白为催化剂进行化
学品合成，或以生物质为原料合成能源与材料的制造模式，主要包括基因工
程、酶工程、细胞工程、发酵工程等新技术。
科学阅读
人工合成淀粉技术
2021年，中国科学家历时6年多，实
现了二氧化碳到淀粉的人工合成。这项技
术只需要水、二氧化碳和电，不依赖光合
作用，被誉为“将是影响世界的重大颠覆
性技术”。淀粉人工合成是一种新型生物
制造技术，为农业生产、工业生物制造提
图5.1-7  生物炼制生产燃料和生物材料
生物材料
生物炼制
CO2
生物燃料
热电
图5.1-8  人工合成淀粉
图5.1-6  纳米机器人
科学  七年级下册
184
供了一个新的途径，具有非常重大的推进意义。如果未来二氧化碳人工
合成淀粉的成本能够降低，具有了经济可行性，将会节约耕地和淡水资
源，避免农药、化肥等对环境的负面影响，提高人类粮食安全水平，为实
现“碳达峰”和“碳中和”提供了一种新的技术路线。
三、从制造大国迈向制造强国
制造业是国民经济的基础，是立国之本、强国之基、兴国之器。
从2012年到2021年的十年间，从奋斗者号探测万米深海沟，到C919
大型客机成功飞行，再到嫦娥探月、祝融探火、羲和逐日、北斗组网……
一大批重大工程引领中国制造业不断攀上新高度。
在一些重要的制造业领域，中国已经具有全球领先的竞争力，如轨道
交通、通信装备、输变电装备的制造工程。
图5.1-9  中国制造
中国高铁
5G 通信
特高压输电
实践活动
选择一项全球领先的中国制造技术，从制造技术水平、工程建设情
况以及对人们生活、社会发展的影响等方面入手，基于数据与证据进行
调查分析，并向他人介绍你的分析结果。
第5 章  制造技术与工程
185
当今世界正经历百年未有之大变局，我国在制造技术与工程方面也面
临诸多新挑战，如芯片制造、航空发动机、极小径铣刀、超精密抛光工艺、
扫描电子显微镜等关键制造技术落后于世界发达国家。为突破卡脖子技
术，推动我国从制造大国迈向制造强国，国家制定了实现制造强国“三步
走”战略，如图5.1-10所示。
图5.1-10  中国实现制造强国“三步走”战略
我国制造业
整体达到世界制造
强国阵营中等水平
第一步
到2025 年
第二步
到2035 年
第三步到
新中国成立
一百年时
迈入制造强国行列
我国制造业
大国地位更加巩固
综合实力进入
世界制造强国前列
科学  七年级下册
186
每天刷牙时，打开水龙头，用杯子盛水，用牙刷
刷牙，我们所用的物品是用不同材料制造的。环顾四
周，我们会发现金属、陶瓷、塑料制品随处可见，这
些物品是怎么制造的？
第2 节  我们一起来制造
一、金属制品的制造
日常生活中，金属制品无处不在，如铁锅、导线、金属螺丝、金属水
杯、合金门窗、汽车轮毂等，它们改善了我们的生活。
把金属材料加工成零件或物品的工艺，称为金属制造技术，一般包括
成型技术与铸造技术。图5.2-1是不锈钢盘的制造过程。
图5.2-1  不锈钢盘的制造过程
放入钢片
滚轮挤压
钢盘成型
 
思考与讨论
不锈钢盘的制造过程利用了哪些科学知识？采用了哪些技术？
第5 章  制造技术与工程
187
成型技术可以让材料发生永久的形变，根据制造时工件的受力和变
形，有轧制、挤压、拉拔、锻造等方式。生产中，人们会根据所需金属制品
的形状选用不同的成型技术。
金属成型需要对材料施加足够大的压
力，才能获得所需形状和尺寸的锻件。随
着社会的发展，成型技术也在发展。古时
铁匠用铁锤、铁砧和火炉，锻造农具、硬
币、珠宝等金属制品；现在，大多数锻造机
已经实现了计算机自动控制，可自动制造
各类工具、零部件和产品。
科学阅读
手撕钢
手撕钢薄如蝉翼，厚度只有普通A4
纸的四分之一，用手能轻易撕开，价格堪
比黄金。手撕钢广泛应用于航天、通信、
医疗器械等高精尖制造业，如折叠屏手机
底衬加入手撕钢后，可被反复折叠40多万
次而不变形或者断裂。
图5.2-2  常见的金属成型技术
轧制成钢轨
挤压成铝合金窗
拉拔成铜丝
锻造成马蹄铁
冲压成车架
图5.2-4  制造手撕钢
图5.2-3  工作中的大型锻造机
科学  七年级下册
188
2016年，我国突破技术封锁，研制出手撕钢。2020年，我国成功轧制
出厚度为0.015 mm的手撕钢，打破了全球手撕钢领域的最薄纪录。
铸造技术是将液态金属注入模具，待金属凝固，再移除模具得到所需
产品的制造技术。它是最古老的材料加工方法之一，能够以较低的成本完
成复杂构件的加工。金属铸造技术是机械制造工业的基础。
随着技术发展与工业数字化、智能化
进程的加快，我国陆续生产出超大型智能压
铸单元，引领一体化压铸产业的发展和技术
进步，推动了汽车压铸零部件向大型化、集
成化发展。
砂型铸造
低压铸造
离心铸造
图5.2-5  常见的金属铸造技术
图5.2-6  9000t巨型智能压铸单元
第5 章  制造技术与工程
189
实践活动
1. 从你家的厨房中找到5件金属物品，查询它们是采用哪些方法制 
造的。
2.收集铜丝、铁丝、易拉罐等金属材料，制作一件实用的创意金属
制品。
二、塑料品的制造
塑料是由石油工业副产品制造而成的高分子聚合物。塑料可分为热塑
性塑料和热固性塑料两大类。热塑性塑料在加热时会软化，在降温时会硬
化。热固性塑料在制造时受热发生化学反应而导致硬化，成品在加热时不
会软化，也不能被重新塑形。
UF 图钉
图5.2-7  塑料的分类与用途
热固性塑料
尼龙雨伞
PVC 水管
PS 三角尺
PE 塑料袋
PMMA 手表镜片 
PP 塑料盆
ABS 安全帽
FRP 浴缸
硅胶医用材料
PF 插座
MF 餐具
聚酯纽扣
EP 模型
热塑性塑料
科学  七年级下册
190
思考与讨论
结合实例阐述塑料给人们生活带来的便利，以及大量使用后可能造
成的影响。
塑料品的制造技术有模压成型、挤出成型、注射成型、浇铸成型等。
模压成型  将粉状或粒状的热固性塑料填入模具后加热、加压，压制
成型。
挤出成型  将原料加热成泥状，利用旋转的螺杆把原料由细孔中挤出
形成管状、丝状或条状物。此工艺主要用于生产管、板和软片等。
注射成型  将粒状塑料从注射机的料斗送进加热的料筒，经加热熔化
呈流动状后，注入塑模中成型。大多数热塑性塑料或某些热固性塑料可用
此工艺加工成型。
图5.2-10  注射成型
粒状塑料
熔化的塑料
液压泵
加热装置
塑模
图5.2-11  浇铸成型
玻璃板
夹子
隔离物
图5.2-8  模压成型
图5.2-9  挤出成型
向下挤压
粒状塑料
螺杆
加热装置
压模
加热后泥状物
阳模
阴模
塑料
制品
塑料
加压
第5 章  制造技术与工程
191
浇铸成型  将液态塑料倒入模具
中硬化，即可制成薄板等制品。例如，
将昆虫、植物、纪念物等封入树脂中
制成的人造琥珀制品。此工艺用于热
固性塑料或热塑性塑料的熔融物的 
加工。
三、陶瓷器的制造
陶器，是由黏土捏制成形后烧制而成的器具。瓷器是由陶器发展而来
的。它们的制造工艺接近，成品却截然不同。《天工开物》对造瓷工序有详
细记载。陶土含有较多氧化铁，瓷土氧化铁含量低、氧化铝含量高。焙烧
陶器时，温度约为900 ℃，瓷器焙烧温度在1200 ℃以上。因此，陶器表面
无釉或只有低温釉，而瓷器表面则有高温釉。
中国瓷器驰名世界，被西方人誉为“瓷器之国”。中国瓷器经历了由陶
器到瓷器、由青瓷到白瓷、由白瓷到彩瓷的发展过程。
新石器时代的鹰形陶鼎
新石器时代的人面鱼纹盆
唐代的三彩骆驼载乐俑
元代的鬼谷子下山大罐
明代的白瓷渡海观音
明代的斗彩鸡缸杯
北宋的汝窑无纹水仙盆
图5.2-13  中国古代的陶瓷器
图5.2-12  人造琥珀
科学  七年级下册
192
思考与讨论
1.陶器与瓷器的特性有哪些不同？它们的特性与哪些因素有关？
2.古代陶瓷器有哪些用途？
古时候中国瓷器通过陆上和海上的“丝绸之路”传到西亚和南亚，再
由这些国家传到欧洲各国。陶瓷器制造主要有揉泥、制坯、干燥、素烧、
施釉及烧制等步骤。
揉泥。目的是排空泥料中的气泡。缺少这一工序，坯体中容易出现气
泡，坯体干燥烧制时容易破裂变形。
制坯。在泥揉妥后，即可开始制坯，依据最
终的器型做出相应的坯体。
干燥。坯体成型后，自然晾干。
素烧。将干燥的坯体烧到800～900 ℃，使
坯体变得较牢固，以减少在搬运、施釉时发生
的破损，且坯体较容易吸附釉料。
施釉。釉就是陶瓷表面那层光亮、类似玻璃的物质。釉的原料一般是
矿物的粉末，用水调和成釉浆。施釉即将釉浆均匀地加在坯体表面，以待
烧制时釉能熔在坯体表面。施釉的方法有浸釉法、淋釉法、刷釉法、荡釉
法及喷釉法等。施釉可使陶瓷更实用、美观。
图5.2-14  制坯
图5.2-15  陶瓷坯体施釉方法
浸釉法
淋釉法
刷釉法
荡釉法
喷釉法
第5 章  制造技术与工程
193
烧制。烧制陶瓷的窑炉有柴窑、煤窑、气窑、电窑。陶器烧制温度低
于瓷器。目前，人们通过精确地控制温度，使釉料在特定温度下发生化学
变化而烧制出精美的成品。
陶瓷用途广泛，用陶瓷可制造日用餐具、卫生器具、建筑瓷砖、绝缘
体、火花塞、耐酸碱的化工器皿等。近年来，人们制造了更精密的陶瓷材
料，具有坚硬、耐磨、耐高温、耐腐蚀和优异的光、热、电、磁等特性，被
广泛应用于微电子与电气工业、机械与汽车工业、医疗器材制造、通信工
程与军事国防工业。
思考与讨论
举例说明陶瓷在各领域的应用，分析陶瓷对人类生活及社会发展的
影响。
图5.2-16  陶瓷烧制窑炉
柴窑
煤窑
气窑
电窑
图5.2-17  陶瓷轴承与滚珠
图5.2-18  陶瓷汽缸
图5.2-19  陶瓷关节
科学  七年级下册
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工程实践
设计与制作一件陶艺作品
目标
了解陶瓷制作过程，制作具有创意的陶艺作品。
器材
如图5.2-20所示。
过程
1. 展开想象，设计具有创意的陶瓷
日常用品，画出草图。思考：怎样的设计
能使作品稳固站立，不容易垮掉？
2.选用图5.2-21中的一种方法，将
设计概念加工成型，制作出你所喜爱的
陶艺作品。
（1）手捏成型：通过双手对陶泥的揉捏，制作陶瓷坯体，如图5.2-21甲。
（2）土条成型：将陶土制作成一条条的土条，再利用一圈圈的土条，
一层层堆高，制作出陶瓷坯体，如图5.2-21乙。
（3）压片成型：先将陶土擀成片状，然后制作成型，如图5.2-21丙。
 
3.配合陶瓷制作的其他加工方法，将最后成品制作出来。
4.投票选出最具创意的陶艺作品。
问题讨论
1.在加工制作过程中，你觉得哪些步骤最困难？为什么？
2.说出你对最具创意作品的看法。
图5.2-20  各种器具
图5.2-21  陶瓷坯体徒手成型加工方法
甲 手捏成型
乙 土条成型  
丙 压片成型
第5 章  制造技术与工程
195
学习整理
第5章  制造技术与工程
液压泵
加热
装置
熔化的塑料
粒状塑料塑模
智能制造
纳米制造
生物制造
现代先进制造技术
生活中的制造
迈向制造强国
制造
成型技术
铸造技术
成型技术 
揉泥
金属品
塑料品
陶瓷器
轧制
浇铸成型
锻造
离心铸造
干燥
素烧
向下挤压
粒状塑料
加热装置
加热后泥状物
压膜
螺杆
玻璃板
夹子
隔离物
科学  七年级下册
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学习评价
学习反思
※本章哪些内容我学得很好？我用什么方法学习的？
※本章哪些内容我学得有困难？具体是什么困难？
※我将采取什么措施来改进学习？
第5 章  制造技术与工程
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后  记
本套教科书依据教育部颁布的《义务教育科学课程标准（2022 年版）》
编写。编写团队由教育专家、学科专家、教研人员和一线骨干教师等组成，
中国科学院院士施一公撰写前言。
本套《义务教育教科书 科学》（七至九年级）集中反映浙江省30 余年
综合科学课程建设的成果，汲取前两版教科书的经验，凝聚编写团队及教
科书出版、装帧设计人员的集体智慧。教科书的编写、出版力求充分落实
立德树人根本任务，体现科学课程标准先进理念，聚焦学生发展科学核心
素养，为培育有理想、有本领、有担当的时代新人贡献我们的一份力量。
感谢对教科书的修改完善给予悉心指导的专家！感谢为保证教学适
切性、进一步提升教科书质量，对本书进行通读、试教的教科研部门和教
师！感谢为教科书编写、出版提供资料（包括照片、画作）的各界朋友！
我们真诚地希望广大读者对本套书的内容、栏目、装帧、印刷质量等
提出宝贵意见或建议。
我们的联系方式是：信件寄送至浙江省杭州市拱墅区环城北路177号，
浙江教育出版社张老师（收）（邮编：310005）；也可以致电0571-88909716
（工作时间）， 或发送电子邮件到124204260@qq.com。
 
浙江教育出版社
Ds
Rg
Cn
Nh
Fl
Mc
Lv
Ts
Og
附录