文档文本内容
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致同学
第1单元 走进生命世界 1
第1章 生物学——研究生命的科学 2
第1节 生物与生物学 3
第2节 生物学的基本研究方法 7
第2单元 我们生活的生物圈 19
第2章 生物与环境 20
第1节 生物生存的环境 21
第2节 环境影响生物的生存 23
第3节 生物对环境的影响 28
第4节 生物对环境的适应 31
第3章 生态系统和生物圈 36
第1节 多种多样的生态系统 37
第2节 生物生存的家园——生物圈 44
第3单元 生物从环境中获取物质和能量 51
第4章 绿色植物是有机物的生产者 52
第1节 植物的光合作用 53
第2节 绿色植物的生长需要水和无机盐 60
第5章 人体的物质和能量来源于食物 70
第1节 饮食与营养 71
第2节 营养物质的作用 75
第3节 合理的膳食 79
第4节 人体对食物的消化和吸收 83
第6章 生物之间的食物关系 95
第1节 食物链 96
第2节 食物网 101
第7章 能量的释放与呼吸 109
第1节 能量的释放和利用 110
第2节 人体的呼吸 116亲爱的同学：
欢迎你走进生物学知识的宝库。
从今天起，我们将共同学习生物学课程。通过生物学的学习，你将会认识到
生物与生物之间、生物与环境之间究竟有着怎样千丝万缕的联系；你将会掌握
生物体结构与功能、生物多样性等知识，懂得人体卫生保健的常识；你将初步学
会探究生物学的基本方法，体会生物科学技术在人们的生活、生产及社会发展中
的重要作用，并且能应用生物学的知识和技能去解决你身边经常遇到的问题。
为了帮助你更好地学习，本书设计了许多栏目，包括：
该栏目供你查阅相关的学习信息。从信息库中你可以查
找探究、讨论等学习活动所需要的资料、数据、实验方法等；
还可以查到许多拓展性知识与技术。请你注意根据教材中的箭
头指示查阅。单箭头（
预祝你在生物学的学习中展现自己的才华，取得圆满的效果！
编 者
▲ ）指示的内容是应该掌握的，双箭头
（ ▲ ▲
致 同 学
信 息 库
）指示的内容主要是拓展性的。
DIY
DIY是英文Do It Yourself的缩写，意思是自己动手做。该
动 手 做 栏目包含了一些简单易行的实践活动，可以延伸和拓展课内学
到的知识，提高科学探究技能。这类活动可以在课堂上进行，
也可以在课外完成。
该栏目分层次、循序渐进地介绍科学探究的基本方法和
探究技能
技能，帮助你逐步提高科学探究的能力。
该栏目介绍生物科学技术与现代生活、社会的关系及其
科学·技术·社会 在生活、生产中的应用，有助于你开拓视野、了解生物学的
STS
价值。
该栏目介绍生物学与物理、化学、数学、文学等其他学
超链接
科的联系，帮助你开拓视野。
该栏目以习题形式，从知识、技能和情感态度价值观三方
本 章 学 到 了 什 么
面对本章学习进行小结，检验你对相关内容掌握的情况。1
第
走进生命世界
单元
春树吐绿，葵花向阳；家燕捕虫，蜜蜂采蜜……
地球上的生命现象千姿百态，奥妙无穷。你一定会
赞叹生物种类的繁多，钦佩生物对自然环境的适应
能力。生物学是研究生命现象和生命活动规律的科
学，它与人类关系十分密切。让我们一起走进生命
世界，共同探索其中无尽的奥秘吧！第 1 章
生物学——研究生命的科学
在研究生命现象的过
程中，观察、实验是开启生
命王国大门的钥匙，而科
学探究则是探索生命王国
奥秘的重要途径。在本章
的学习中，你将初步领略
什么是生物学，体验进行
科学探究的基本过程，感
受科学家严谨的科学态度
与创新精神。
学习要点
●生物学是研究生命的科学
●生物的基本特征
●科学探究的基本过程与
方法
活动提示
●观察几种生命现象
●尝试观察
●学做实验
●学习使用显微镜
●尝试探究水温的变化对
金鱼呼吸的影响第1章 生物学——研究生命的科学
第1节 生物与生物学
生物（living things）是指有生命的物体。首先，我们人类是大自然中的一
员。此外，在美丽的校园、广阔的田野、碧绿的草地、葱郁茂密的森林，到处
可见植物和动物，还有用肉眼无法直接观察到的细菌、病毒等微小的生物。
认识生物的基本特征
在日常生活中，你不难确定道路旁的树木、花圃里的鲜花、小河里游动的
鱼、空中飞翔的小鸟都是生物，因为它们是活的，有生命。而石头、沙子、汽
车、房屋都是没有生命的，是非生物。那么生物和非生物之间究竟有什么根本
的区别呢？
熊猫是中国特有的濒危珍稀动物之
一，图片上的玩具熊猫与真正的熊猫相
比，虽然在外形上相似，但两者之间存在
很大差别，其中根本性的区别就在于熊猫
具有生命特征。
自然界里，许多生物都具有熊猫所体
现出来的生命特征。下面图片列举的一些
生命现象，你了解吗？尝试从这些现象中
图1-1 熊猫
归纳出生物具有哪些基本特征。 图1-2 玩具熊猫
观察几种生命现象
外形酷似兰花的兰花螳螂，能诱使其他昆虫 黄瓜植株是由许多细胞
前来传粉或采蜜，将它们变成自己的美餐 有序构成的
3第1单元 走进生命世界
雏鸟需要亲鸟喂养，从而获取食物用以维持生 母狗一胎能生多只幼崽。有的幼崽毛色
命活动 与母狗相同，有的幼崽毛色与母狗不同
图1-3 几种生命现象
讨论
1. 图1-3表现了生物的哪些特征？这些特征是不同生物所共有的吗？
2. 科学家研制的机器人可以通过电脑控制，模仿人完成一些工作，
甚至能和人下棋。机器人是生物吗？说出你的理由。
生物都能够表现出一些生命现象。例如，青蛙的身体是由许多细胞有序构
成的。青蛙需要摄入营养物质，进行呼吸与排泄，具有生长发育、繁殖与遗传
变异现象，能适应一定的环境，也能影响环境等。类似于青蛙这样，生物表现
出的这些生命现象就是生物的基本特征。
生物可以繁殖
生物体的基本结构
是细胞
生物能适应和
影响环境
生物体能生长、发育
生命活动需要能量
图1-4 生物的基本特征
4第1章 生物学——研究生命的科学
了解生物学研究的主要内容
生物学（biology）是研究生命现象和生命活动规律的科学。生物学的研究
对象主要是地球上形形色色的生物。生物学的研究内容非常丰富，例如，生物
体的结构与功能的关系、生物与生物的相互作用、生物与环境的相互关系、生
物多样性，以及人类对生物的利用与保护等。
人类的衣、食、住、行都离不开生物。在生产和生活中，生物作为各种
技术设计和发明创造的原型，给人类许多启迪。
在图1-5中，你能找出它们之间的对应关系吗？从中你能够得到什么启
示呢？
国家体育场
蜻蜓
鸟巢
直升机
潜水艇 海豚
图1-5 生物与仿生学
生物学在现代人类社会的各个领域发挥着重要的作用。生物学的飞速发
展，越来越影响人类的生活。下页的例子你知道吗？
5第1单元 走进生命世界
试管婴儿，采用
人工方法将受精卵
移植到母体子宫内
发育而诞生的婴儿
应用细胞核移植技术获得的牛、羊等
克隆动物，对改良动物品种、治疗人类
疾病、保护濒危动物等有着重要的意义 人类基因组计
划，测定人体染色
体的DNA序列，以
“神舟七号”搭
破解人类遗传和生
载的茄种培育出的
老病死之谜
佛手状茄子。利用
太空育种技术，可
以获得新品种
袁隆平团队研制的杂交水稻，为我国粮食增
果园养鸡（生态农业），能够保护和改善生 产发挥了重要作用，为解决世界粮食短缺问题
态环境，维护生态平衡，提高农产品的安全性 作出了贡献
图1-6 现代生物科技的成果
讨论
1. 在图1-6所举的生物学研究事例中，你最感兴趣的是哪个？你还知
道哪些生物科技成果？请向大家介绍。
2. 你能举出1~2个说明生物学与我们的生活、生产密切相关的例子吗？
人类凭借自己的智慧，解开了一个个生命之谜，但对生命的奥秘仍然“知
之甚少”，依旧面临着许多难题。人口增长、环境污染、资源匮乏以及生态平
衡被破坏等问题的解决，很大程度上需要依赖生物学的研究和发展。
6第1章 生物学——研究生命的科学
第2节 生物学的基本研究方法
生命世界的许多奥秘是通过长期不懈的科学探究揭开的。生物学是在不断
的科学探究中，逐渐积累、更新和发展起来的。我们学习生物学，不仅要学习
前人已总结的科学知识，也要学习他们研究生物学的科学方法，更要学习他
们勇于探索、追求真理的科学精神。
学习观察与实验
亚里士多德（Aristotle，前384—前322）是古希
腊著名的哲学家。他对动物进行过许多深入细致的观
察，揭示了很多当时人们还不知道的“秘密”。例
如，古人把有翅的蚁和无翅的蚁划分为两类不同的
动物。而亚里士多德经过仔细的观察，指出它们属 分布在中国云南省的一种蚂蚁，
有翅的是雄蚁，无翅的是工蚁
于同一类动物，都是蚂蚁。之后许多科学家通过实
验，不仅证实了亚里士多德的观察结果，而且揭示了蚂蚁更多的秘密。
观察（observation）和实验（experiment）是科学探究最基本的方法。科学
家在进行科学探究的过程中需要通过观察和实验来获得事实和证据。可以说，
在研究生命现象的过程中，没有观察和实验，生物学不可能取得如此重大的成
就。因此，进行观察和实验是我们学习生物学的重要方法。
尝试观察
观察是一种重要的探究技能。 探究技能
观察
人体有视觉、听觉、味觉、嗅觉和
科学观察与日常观察不同，进行科学
触觉等多种感觉。观察是运用其中
观察应该注意：要将全面观察与重点观察
一种或几种感觉进行的。进行观察
相结合；要按照从上到下、从前到后的顺
时，首先要根据观察目的，仔细看
序进行观察；要边观察边思考。观察时还
一看观察对象具有什么特征和特 要注意用准确的文字、照片或图表等，将
性。再根据观察到的特征和特性对 观察的内容及时记录下来。
观察对象作出分析、判断。有时候
观察需要借助一定的仪器设备。例如，观察微小的物体或物体上的微小特征，
可以用放大镜或显微镜。
7第1单元 走进生命世界
取一片叶，用肉眼直接观察叶片的形状和大
小。再用放大镜观察叶片，观察结果与直接用肉眼
观察的有什么不同？此外，用手在叶的上面和背面
摸一摸，用鼻子闻一闻，你有什么发现？
尝试着用图或文字描述你的观察结果。
用放大镜观察天竺葵的叶，可
以清楚地看见叶脉上有许多细毛
讨论
1. 你的观察记录与其他同学的有哪些不同之处？请分析原因。
2. 请你简单描述如何进行科学观察。借助放大镜观察有什么好处？
学做实验
实验可以给研究者提供现象、数据等资料，是检验科学假设、形成科学理
论的实践基础。进行实验时，要注意如实地、及时地将观察到的现象和数据记
录下来，以便以后进行分析。实验时常需要使用一些器材，如试管、培养皿等
（图1-7）。
解 解
剖 剖
解 针 剪
剖 镊
刀 子 试管和试管架
解剖盘
盖玻片
培养皿
载玻片
木制试管夹
烧杯
刀片
放大镜 滴瓶
滴管
毛笔
纱布 酒精灯 三脚架和石棉网
吸水纸
图1-7 中学生物学实验常用器材
在实验中必须注意安全，要严格遵守生物学实验室安全管理规则。例如，
要掌握刀、剪等利刃的正确使用方法，以防被利刃扎伤、划伤。
8第1章 生物学——研究生命的科学
我们可以通过下面的一个简单实验来体验实验的实施过程。
我们用肉眼无法观察到水分在植物体内是通过什么渠道运输的，而通过实
验，就能够了解植物体哪些结构具有运输水分的功能。例如，用红墨水将清水
染红，再观察插入水中的植物体内哪些结构被染红，就能知道与水分运输有关
的结构是什么。下面是实验的一般规程。
实验目的：观察植物体内运输水分的部位，了解哪些结构具有运输水分的
功能。
实验材料和用具：一枝百合花或一段芹菜、红墨水、锥形瓶、小刀等。
实验步骤：
1. 将一枝百合花或一段芹菜插入装有清水的锥形瓶里。在水中滴几滴红
墨水，让水变成红色。
2. 一段时间后，观察花瓣和叶的颜色变化。
3. 用小刀将材料纵切或横切，观察各部分颜色有什么不同。
注意：不要划破手！
插在红色水中的百合花和芹菜 百合花柄的横切面（左）和芹菜叶柄的纵切面（右）
图1-8 植物运输水分的实验
实验现象：花瓣、花柄、叶柄和茎内都有被染成红色的部分。
实验结论：通过实验，我们可以知道植物体内有些结构具有运输水分的功能。
讨论
1. 实验与观察在方法上有什么异同？你能简单概述科学实验的一般
规程包括哪几个部分吗？
2. 你了解有关科学家进行观察和实验的其他例子吗？请你说出来与
大家进行交流。
9第1单元 走进生命世界
显微镜是生物学研究中使用的重要仪器。它能帮助人们观察肉眼无法直
接观察到的微小生物体或者生物体中的微细结构。显微镜的种类很多，常
用的有光学显微镜、电子显微镜等。图1-9是中学生在生物学实验室里经常使
用的一种光学显微镜。随着信息技术在生物学教学中的运用越来越广泛，许多
学校的生物学实验室还配置了数码显微镜（
10
▲ ▲
学习使用显微镜
p.17）。
目镜
镜筒
粗准焦螺旋
转换器
细准焦螺旋
物镜
通光孔
镜臂
压片夹
载物台
遮光器
反光镜
镜柱
镜座
图1-9 显微镜的结构
显微镜各个部件的名称和作用分别是：
镜座——稳定镜身。
镜柱——支持镜柱以上的部件。
镜臂——握镜的部位。
载物台——放置玻片标本的地方。中央有通光孔，两旁各有一个压片夹。
镜筒——上端安装目镜，下端有转换器。
转换器——可以转动的圆盘，上面安装物镜。
粗准焦螺旋——转动时，可以大幅度升降镜筒。
细准焦螺旋——转动时，镜筒升降幅度较小，可以使物像更清晰。第1章 生物学——研究生命的科学
目镜和物镜——目镜是接近人眼一端的镜头，物镜是接近物体一端的镜
头。物像的放大倍数等于目镜和物镜放大倍数的乘积。例如，目镜为5×，物
镜为10×，物像的放大倍数就是50倍。
遮光器——上面有大小不等的圆孔，叫作光圈。用不同的光圈对准通光
孔，可以调节光线的强弱。
反光镜——一面是平面镜（光线强时用），一面是凹面镜（光线弱时
用）。转动反光镜可以使光线经过通光孔反射上来。
学习使用显微镜
实验材料和用具
显微镜、擦镜纸、纱布、植物永久切片等
取镜和安放
一只手握住镜臂，另一只手托住镜座，将
显微镜放在实验台上略偏左的位置。
对 光
转动转换器，使低倍物镜正对通光孔（物镜前
端距载物台1 cm左右）。然后，将遮光器的光圈对
准通光孔。睁开双眼，用一只眼睛注视目镜内，并
转动反光镜（注意：避免阳光直射反光镜），直到
目镜内看到一个圆形的光屏，叫作视野。
放置切片标本
取一片植物永久切片标本放在显微镜的载物
台上，使被观察的标本正对通光孔。切片的两端
用压片夹压住，然后从侧面看着物镜，转动粗准
焦螺旋，使镜筒慢慢下降，直至物镜前端接近切
片为止。
11第1单元 走进生命世界
观 察
用眼注视目镜内，反向转动粗准焦螺旋，使
镜筒缓缓上升，直至能看清物像为止。如果物像
还不够清晰，可略微转动细准焦螺旋，使物像清
晰。仔细观察显微镜下植物标本放大的物像。注
意观察细胞的形态和细胞内的结构。右图左下角
为显微镜下观察到的辣椒表皮细胞。
实验完毕，将切片从载物台上取下收好，用纱布
将显微镜外表擦拭干净。将压片夹转向后方，反光镜
转动到垂直方向。转动转换器，把两个物镜偏到两
旁，将镜筒下降，然后按照取镜时的方法，将显微镜
放进镜箱，送回原处。
显微镜是精密仪器，使用不当易损坏，在使用中
要注意保护显微镜（
12
▲ ▲
收 镜
p.17）。
小资料
超链接——物理 在对生物的观察和研究中常用
的玻片标本有三种。
显微镜是通过透镜来放大物体的。光 1. 装片：用生物整体，或从
生物体上撕下或挑取的材料制成的
学显微镜至少包含两块凸透镜，每一块
玻片标本。
都能折射光线，放大图像。在显微镜下
2. 切片：用从生物体上切取
观察到的物像是倒像。
的薄片制成的玻片标本。
3. 涂片：将液态的生物实验
材料涂在玻片上制成的玻片标本。
讨论
1. 生物学实验过程中，如何规范地使用显微镜？
2. 你在显微镜下能观察到细胞具有什么样的形态？回忆小学学习的
科学知识，细胞具有哪些基本结构？这些结构你都能观察到吗？第1章 生物学——研究生命的科学
DIY
动 手 做
进一步探讨显微镜的作用
1. 把写有“A”和“B”的透明纸放在载玻片上，然后放在显微镜下观察，怎
样进行操作？观察到的物像是什么样的？把它们写出来。
2. 用两台放大倍数不同的显微镜观察洋葱表皮细胞的装片，哪台显微镜下观
察到的细胞数更多？
科学·技术·社会
STS
电子显微镜和原子力显微镜
电子显微镜（electron microscope），简称电镜，诞生于20世纪30年代。它利用电
子束代替可见光来形成物像，从而提高物像的分辨率和放大倍数，使细胞中的微细结
构图像可以清晰地呈现出来。普通光学显微镜只能看清长200 nm（纳米）的结构
（1 nm=10-6 mm，即一百万分之一毫米），而电镜能看清长0.1 nm的结构。普通光学
显微镜的放大倍数最高不超过2 000倍，而电镜能放大几十万倍。
电镜主要分为透射电镜和扫描电镜两类。透射电镜常用于观察那些用普通显微
镜所不能分辨的微细结构，扫描电镜主要用于观察固体材料表面的结构。
原子力显微镜（atomic force microscope，AFM），诞生于20世纪80年代，是一种
可用来观察固体材料表面结构的精密仪器。它利用被测物体表面与显微镜的感应元件
之间的原子力相互作用，来形成被测物体表面的三维图像。它是继光学显微镜、电镜
之后的第三代显微镜中的一种。它不像电镜那样需要非常严格的实验条件。原子力显微
镜的分辨率可以达到0.01 nm，可用于观察一些生物大分子，还可以用于观察活的组织。
原子力显微镜和用原子力显微镜看到的大 扫描电镜和蚊子复眼的扫描电镜照片
肠杆菌（左下图，图中标尺长度表示1μm） （右上图，图中标尺长度表示200μm）
13第1单元 走进生命世界
生物学的内容不仅包括大量的科学知识，还包括科学研究的过程和方法。
因此，我们学习生物学，不仅要重视生物学知识的学习，还要学会和体验生
物学的研究过程，从中领会科学探究（scientific inquiry）的基本过程和方法
（
14
▲
学习科学探究的基本过程
p.17）。
科学家是怎样进行科学探究的
阅读下面的资料，体会一下科学家巴斯德进行科学探究的基本过程。
提出问题 敞口的瓶里装有煮沸的肉汤，
在空气中放久了会变质，原来是肉汤
里面出现了细菌。
这些细菌是从哪里来的呢？
作出假设 可能是肉汤会自动生出细菌，也可
能是细菌从空气中跑到肉汤里去了。
将肉汤分为两组，一组能够接触
制订计划
到细菌，另一组接触不到细菌。
把肉汤分别装入两个圆底烧瓶
中，将其中一个烧瓶的瓶颈用高温拉
制成弯曲的鹅颈状。
实施计划 把两个烧瓶中的肉汤加热煮沸，
静置数天。鹅颈烧瓶内的肉汤在较长
时间内不变质。另一个烧瓶内的肉汤
很快变质。
得出结论 细菌从空气中进入肉汤里，使肉
汤变质。第1章 生物学——研究生命的科学
讨论
1. 科学家探究肉汤变质的过程包括哪几个步骤？这些步骤与你在小学科
学课里进行科学探究的步骤一样吗？每一个步骤有哪些主要内容？
2. 为什么要将放进烧瓶的肉汤煮沸？你能说出其中的道理吗？
3. 你还有什么更好的方法来探究这个问题？
尝试探究水温的变化对金鱼呼吸的影响
生物所有的生命活动都与温度有
密切的关系。我国华东地区饲养的淡
水鱼类最适合在20～28 ℃的范围内生
活。但夏天气温会升高，深秋气温会
降低，鱼的生活会不会受到影响呢？
尝试一次科学探究，探讨水温变化对
金鱼呼吸的影响。
提出问题
水温发生变化，金鱼每分钟呼吸的次数是否会受到影响？
作出假设
金鱼生活在水中，它们每分钟呼吸的次数可能会随水温的变化而发生变化。
制订计划
实验材料和用具
全班同学分成几个实验小组，每组以
金鱼、鱼网、温度计、小
4～5人为宜，推选一名同学为组长。制订实 鱼缸（可用大烧杯或水槽代
验方案。 替）、冰块或热水等
1. 用温度计测量水的温度。观察金鱼
在常温下的呼吸，金鱼的鳃盖和口会随着呼吸不停地开闭。记下金鱼鳃盖或口
每分钟开闭的次数。
2. 改变水温，降低或升高 探究技能
实验中的单一变量原则
5~10 ℃（用温度计测量），将
变量是指实验中可以变化的因子。在一个
水温调节好后，再放入金鱼。
实验中，除了要研究的变量以外，其余的变量
待金鱼安静后，记录鳃盖或口
都应相同，并控制在适宜状态。
每分钟开闭的次数。
15第1单元 走进生命世界
实施计划
将水温确定为要研究的变量，除了水温以外，其余的条件都应保持相同，
并控制在适宜状态。
根据上述的实验方案进行实验，并重复几次。
注意：实验中要细心，尽量不惊扰金鱼，实验结束后把金鱼饲养起来。
自己尝试设计一张记录表，将实验的数据记录在表格里。
分析实验结果，尝试找出水温变化与金鱼呼吸次数之间的关系和规律。可
以统计出全班同学实验数据的平均值，使实验结果更准确。
得出结论
你们小组的实验结果与作出的假设一致吗？结论是什么？
表达交流
和全班同学交流小组设计的实验方案、实验结果，以及实验中的收获与
体会。
讨论
实验中，测量与计数的准确与否对实验结果有影响吗？实验过
程中为什么要控制水温上升与下降的范围？
科学·技术·社会
STS
袁隆平对杂交水稻的研究
1953年，袁隆平从西南农学院毕业，被分配到湖南省的一所农业学校教书。他
目睹当地村民由于农作物收成不好导致生活贫困，立志要培育出高产水稻。在研究之
初，他克服各种困难，搜集大量资料，了解国际研究杂交水稻的信息。
1960年7月，袁隆平在一块早稻田中发现有一株水稻植株特别高大，而且穗大、
结实饱满。他如获至宝，经过培育，认识到这是“天然杂交稻”，从而受到启发，开
始开展杂交水稻研究。
1970年，他和助手在海南岛找到了一株野生的适合用于杂交的水稻，为培育杂交水
稻打开了突破口。之后，以袁隆平为首的广大科研人员经过不懈努力，培育出了三个不
同系列的水稻并用它们进行杂交，在1974年培育出了品质优、产量高的杂交水稻组合。
16第1章 生物学——研究生命的科学
我国农业科学家们没有在成功面前止步，他们致力创新，进一步改进杂交水稻
的培育方法。到2000年，实现超级杂交水稻亩产700 kg的目标；2005~2011年，超级
杂交水稻试验田已经稳定实现亩产900 kg以上的目标。
现在，已有20多个国家引种了杂交水稻。袁隆平被称为“杂交水稻之父”。2001
年，袁隆平荣获中国首届“国家最高科学技术奖”。
信 息 库
17
▲ ▲ 数码显微镜
数码显微镜又叫视频显微镜，它是一种将光学
显微镜与计算机技术结合而成的生物显微装置。它能
将用显微镜看到的实物图像通过电子技术显现在显微
镜自带的屏幕上，也能将实物图像显示在计算机的屏
幕上，还可以将其保存、放大、打印等。此外，通过
测量软件还能对被观察的物体进行测量。
▲ ▲ 显微镜的保护
在使用显微镜的过程中，要严格遵守操作规程，注意保护好显微镜。使用时要做
▲ 科学探究的基本过程
6. 表达交流
2. 作出假设
1. 提出问题
从日常生活、
4. 实施计划
生产实际、科学
研究或学习中提 观察、实验，
出有关问题 检验假设
3. 制订计划 5. 得出结论
整理分析资料第1单元 走进生命世界
到：①轻拿轻放，一只手握镜臂，另一只手托镜座，不能用一只手拿；②显微镜要直立放
在实验桌靠里一些的地方，不要放在桌边，以防跌落；③保护好镜头，不要用手抚摸镜
头，如果镜头上有灰尘，只能用专用的擦镜纸来擦拭；④缓慢转动准焦螺旋，不要用力过
猛，以免损坏机件，使准焦螺旋调节失灵；⑤保持载物台的干燥、整洁，不要让载玻片上
的液体流到载物台上。
18
▲ ▲ Life Science（生命科学）
Life science is the study（研究） of living things—from the tiniest（最小的）bacterium（细
菌）to the largest（最大的）tree. Life science always searches for（寻求）answers about life.
本 章 学 到 了 什 么
一、基础巩固
1. 完成下面的概念图。
主要研究途径
生物学 科学探究
研究内容 常用方法
生命活动规律 观察 调查 测量
2. 生物具有区别于非生物的一些基本特征。下列不属于生物基本特征的是（ ）。
A. 生物都能呼吸 B. 生物都能运动
C. 生物都能适应一定的环境 D. 生物都能繁殖后代
二、能力提升
3. 某同学在两个相同的花盆中各种下10粒大豆种子，并设计了如下表所示的实验。
花盆 光线情况 温度/℃ 水
甲 向阳处 20 湿润
乙 向阳处 20 干燥
（1）由上述实验可知，这位同学探究的影响大豆发芽的因素是什么？
（2）如果他想探究光照对大豆发芽的影响，应该设计哪些基本过程？
4. 老师拿了一片没有标签的玻片标本，想知道它是什么生物的微细结构，需要借助
什么仪器？请你简述观察该玻片标本的方法和步骤。2
第
我们生活的生物圈
单元
从太空遥看地球，地球是一颗披着蓝色“面
纱”的美丽行星。然而，地球上真正美妙动人之
处，却是蓝色“面纱”下绚丽多彩的生物圈，它
是地球上所有生物的家园。生物圈中的生物生机勃
勃，创造了迄今为止人们尚未在其他星球上发现的
奇迹。第 2 章
生物与环境
自然界里，生物和
环境构成了绚丽多彩的世
界。生物与环境保持着十
分密切的关系。脱离了环
境的生物无法生存，而离
开了生物的环境也失去了
意义。通过本章的学习，
你将认识生物生存的环
境，了解生物与环境的相
互关系，激发你对大自然
的无限关爱。
学习要点
●生物生存的环境
●生物与环境相互依赖，
相互影响
活动提示
●探究水分对植物生存的
影响
●探究不同植被对空气湿
度的影响
●寻找纸蝴蝶第2章 生物与环境
地球上有各种不同的环境（environment）（
21
▲ p.33），例如，有水域，有
陆地；有炎热的地方，也有寒冷的地方。所有环境中几乎都有生物存在。
生物的生存离不开环境，观察图2-1中的生物，你了解它们吗？尝试着将
这些生物的生存环境填写在下页的表格中（ ▲ ▲
第1节 生物生存的环境
观察生物生存的环境
p.34）。
帝企鹅 蜗牛
雪莲 珊瑚虫
骆驼 亚洲象
图2-1 生物的生存环境第2单元 我们生活的生物圈
名 称 生存环境
帝企鹅 寒冷的南极地区
蜗 牛
雪 莲
珊瑚虫
骆 驼
亚洲象
与全班同学进行交流。
讨论
1. 生物的生存需要一定的环境吗？请你举例说明。
2. 你能否再说出1～2种生物，并介绍它们的生存环境？
3. 用你已有的知识，尝试把生物的生存环境进行归类，并说出归类的
理由。
观察校园生物的生存环境
在校园中你可以看到高大的乔木、低矮的灌木以及各种花草；在阴湿的角
落里，你还可以找到更小的
植物和一些小动物。
仔细观察这些生物的生
存环境并记录观察结果。你
可以参考上面的表格，自己
设计一张表格，记录你所观
察到的生物及其生存环境。
与班级同学交流观察的
结果，修正并完善自己的观
察记录。
图2-2 校园一角
22第2章 生物与环境
讨论
1. 校园里适合生物生存的环境有哪些？
2. 在校园里，你观察到的数量最多的生物是哪些？它们生活在怎样
的环境中？
3. 校园里有水生的生物吗？请说出它们的名称。
小资料
自然界的生物形形色色，
种类繁多，分布广泛。不论是
乔木是主干明显而直立的多年生木
浩瀚的海洋、茫茫的沙漠、
本植物。植株高大，分枝繁茂，形成树
辽阔的天空、广袤的土地， 冠，如香樟、杨、榆、松、杉等。
灌木是无明显主干的多年生木本植
还是天寒地冻的极地、烈日
物。植株一般较矮小，近地面处常常枝
炎炎的赤道，都存在着千姿百
干丛生，如迎春、紫荆、木槿、大叶黄
态的生物。 杨等。
第2节 环境影响生物的生存
俗话说“鱼儿离不开水”，生物的生存依赖一定的环境。环境为生物提供
了必需的生存条件。对于每个生物来说，除了它自身以外，周围其他的一切因
素构成了影响它的环境因素。这些环境因素可以是阳光、空气、水、土壤、温
度等非生物因素（abiotic factor）（
23
▲ p.33），也可以是由周围其他生物构成的
生物因素（biotic factor）（ ▲ p.33）。
探究水分对植物生存的影响
从小学科学课里我们知道，要使一棵植物的幼苗茁壮生长，需要给它浇
水、施肥，提供充足的阳光和适宜的温度。这些条件都是植物生存所必需的
吗？如果缺少某种条件，对植物的生长有影响吗？
选择同种且生长状况相仿的多株幼苗（如雏菊、玉米、青菜的幼苗）分成
两组，分别栽种在同样大小、材质的花盆里。将花盆编上组号，一组不浇水，
另一组浇水，直至有少量水从花盆底渗出。第2单元 我们生活的生物圈
在这个实验中，“不浇水”与“适量浇水”是一组对照实验。
将花盆放在阳光充足、温暖、通风的环境条件下，每天定时观察花盆中幼
苗的生长状况，并做好记录。连续观察、记录几天。注意花盆放置的位置，不
能被雨水淋湿。
探究技能
对照实验
实验常需要设置对照组。实验中，除了要观察的一个因素外，其他因素都必须相
同的一组实验，叫作对照实验。对照组的结果可以与实验组的结果进行比较。通常，
实验组进行实验处理，对照组不作处理。在设置对照实验时，除了准备研究的因素
外，其他条件必须相同。例如，这个实验中的阳光、温度、通风等。
组 别
第1组 第2组
实
验
条
件
天 数
不浇水 适量浇水
第1天
第2天
第3天
……
讨论
1. 比较第1组和第2组幼苗的生长状况，讨论实验的结果说明了什
么问题。
2. 如果只做第1组或第2组实验，能否得出上面的结论？为什么？
3. 如果要探究温度对幼苗生长的影响，你怎样设计实验？如何设置
对照组？
分析非生物因素对生物生存的影响
影响生物生存的非生物因素有多种。观察下页的图2-3，分析影响这些生
物生存的非生物因素有哪些，其中最主要的非生物因素是什么。
24第2章 生物与环境
“万物生长靠太阳”，阳光对植物的生长必不可少 橘树不耐寒，适宜在温暖湿润的环境中生长
大雨造成土壤里水分过多而缺氧，蚯蚓爬到了地 沙漠里缺水，不仅植物种类稀少，而且植株
面上 矮小、根系发达
图2-3 影响生物生存的非生物因素
讨论
1. 选择上面你感兴趣的图片，解释是什么非生物因素影响了该种生
物的生存。
2. 举例说明自然界的生物主要受哪些非生物因素的影响。
DIY
动 手 做
尝试探究光照对植物生存的影响
模仿探究水分对植物生存影响的实验，探究光照条件对植物的生存是否有影
响。个人或小组自行设计实验，实施实验，做好记录，并相互交流。探究计划可
以参照信息库中科学探究的基本过程（
25
▲ p.17）来制订。
分析生物因素对生物生存的影响
生物的生存不仅受到非生物因素的影响，同时，也受到周围其他生物因素
的影响。第2单元 我们生活的生物圈
阅读下面一段资料，你能说出影响丸花蜂生
存的生物因素吗？
非洲有很多种蜜蜂，其中有一种叫丸花蜂，专
门在地下筑巢。许多动物想吃甜美的蜂蜜，但是都
无从下手，一筹莫展。有一种獾类叫蜜獾，虽然自
己不会找蜜，但能掘土，扒开蜂巢吃其中的蜜。有一种褐色的找蜜鸟，它们专吃
蜂蜜和蜂蜡，能找到蜂巢，但却无法扒开土壤下面的蜂巢。于是，就发生了这样
的趣事：找蜜鸟在前面寻觅蜂巢，并发出鸣叫声，蜜獾跟随找蜜鸟，挖出蜂巢，与
找蜜鸟分享“佳肴”。它们因此结成了“甜蜜的友谊”。
环境中，生物与生物间的关系
是错综复杂的，相互间的影响也是
多种多样的（
26
▲ ▲
探究技能
收集资料和分析资料
资料可以给我们提供信息和问题的答
p.34）。图2-4
案。资料可以是图片和文字，也可以是通过
中，列举了生物间相互关系的不同
实验获得的数据。对资料进行分析，可以获
类型。请你仔细分析它们之间存在
得解决问题的答案，也可以发现新问题。
着怎样的关系。
蝴蝶采花蜜，同时也传播了花粉，使植 菟丝子的叶片退化，细软的茎缠绕在其他植物
物结出果实 的茎上，将细根伸进植物茎内吸收水分和养料
蚂蚁利用触角将找到食物的信息传递给 狮子是食肉动物，草原上的鹿、斑马等都是
其他的蚂蚁 它的捕食对象
图2-4 生物间的相互关系第2章 生物与环境
讨论
1. 选择你感兴趣的图片，说一说在自然界中，同种生物之间有什么
关系，不同种生物之间有什么关系。 你能再举出一些例子吗？
2. 生物因素与非生物因素有什么不同？请你查阅信息库中的有关内
容，评价自己对这个问题的认识。
DIY
动 手 做
查找生物与生物之间相互依赖关系的事例
学习了上面的内容，你对环境中生物之间的关系可能会产生一些兴趣，不妨
利用互联网和各种报刊、书籍，查找生物与生物之间相互依赖关系的事例，并把
查找的结果与同学进行交流。
科学·技术·社会
STS
现 代 温 室
现代温室是通过先进设备来控制室内温度、湿度、光照等条件的大型栽培室。温
室中一年四季的温度可控制在16～28 ℃，四季如春，可创造室内植物生长的最佳环
境。因此，利用现代温室可以栽培各种反季节的蔬菜、瓜果、花卉等。
现代温室分为玻璃温室、阳光板温室、日光温室、双层充气膜（PC板）温室及
太阳能电板温室等。
一般来说，现代温室配有计
算机智能化全自动控制系统或电
子温控系统、相配套的喷灌系统
（或滴灌系统、雾喷系统）、无
土栽培设施系统等。通过这些不
同的设备及配套系统，达到保
温、降温、采暖、增湿、通风、
灌溉、施肥、调控二氧化碳浓度
等目的，使植物有一个最适宜的
生长环境。
27第2单元 我们生活的生物圈
第3节 生物对环境的影响
环境中各种因素都能影响生物的生存，那么生活在环境中的生物，又能
对环境产生什么影响呢？
森林能够净化空气，据研究，1 ha阔叶林每 地衣能够分泌地衣酸，腐蚀岩石，使岩石表
天可以吸收1 000 kg的二氧化碳，并释放750 kg 面逐渐风化，从而形成土壤，为其他植物的生
的氧气 存创造条件
图2-5 生物对环境的影响
分析生物对环境的影响
阅读下面一段资料，然后进行讨论。
澳大利亚草原广阔，畜牧业发达，每年
仅牛的粪便就有几百万块。牲畜的粪便堆积
在草场上，风干硬化。被粪干遮压的牧草枯
死后，草场上到处出现块块秃斑，严重影响
了牧草的生长。
由于牲畜的粪便多，易滋生蝇蛆，因此
当地蝇群猖獗。
牛粪遍及牧场
澳大利亚科学家经过多年的探索发现，
中国有一种蜣螂（屎壳郎，一种昆虫），专
门以牲畜的粪便为食物。它不但能吃牛粪，
还能把牛粪推滚成粪球，然后把卵产在里
面。蜣螂的卵在粪球中发育，幼虫以牛粪为
食物。而澳大利亚本土的蜣螂只吃袋鼠的粪
蜣螂在粪球中产卵
28第2章 生物与环境
在听气象预报时，我们经常会听到“空气湿度”这个词，它表示空气的
潮湿程度。空气湿度对人的健康有着极大的影响。空气湿度过大或过小时，
某些微生物易于繁殖与传播。经科学测定，空气的相对湿度（
29
▲ ▲
便，不吃牛粪。于是澳大利亚政府经过生态评估，决定从中国引进蜣螂，并把
它们大批放养在草原上，这不仅解决了草原牧场上大量牲畜粪便堆积的问题，
而且改良了草原的土壤。
讨论
1. 牛、蜣螂各自对环境产生了什么影响？
2. 澳大利亚政府为什么要从中国引进蜣螂，而不用人工的方法清除
牲畜粪便或喷洒灭蝇的杀虫剂？说说其中的道理。
3. 根据上述事例，你认为生物对环境有影响吗？说出你的理由。
探究不同植被对空气湿度的影响
p.34）在
45%～55%时病菌死亡较快。那么绿色植物对空气湿度有着怎样的影响呢？
分小组选择3种不同的环境（灌木丛、草坪、裸地）。在一
天内，选择早晨、中午2个时间段或早、中、晚3个时间段分别
测量3种环境的湿度。每次测量时，要重复测量3～5次，每个
数据的测量时间相隔8～10 min。把测量的数据记录下来，取
平均值，然后对所得的数据进行分析，得出结论，在全班进行
交流。
注意：在测量过程中要排除干扰因素，如人工浇水等。测
量地点周围也不能有水田、水池、池塘、河流和湖泊等。
图2-6 干湿表
图2-7 草坪 图2-8 灌木丛第2单元 我们生活的生物圈
探究技能
测量
实验中不仅要认真观察、做好记录，而且要收集一些数据，供实验后期分析。
测量是获取科学数据的常用方法之一。测量往往需要使用一定的工具（如干湿
表、计时器等）。由于工具、操作者、测量时间、测量地点等原因，测量结果会有
误差。进行测量时，重复测几次，取其平均值，可以提高数据的可靠性。
植被环境
裸 地 草 坪 灌 木 丛
时间段
测量次数 早晨 中午 早晨 中午 早晨 中午
第一次测量
第二次测量
第三次测量
……
平均值
讨论
1. 为什么要选择3种不同的植被环境进行测量？为什么不能在有水
源的地方进行测量？
2. 在整个测量过程中，哪组数据起对照作用？
3. 分析测量所得的数据，你能得出什么结论？
4. 生物生活的环境中还有哪些因素可以用测量的方法进行探究？
生物影响环境的例子还很多。例如，蚯蚓在土壤中钻来钻去，以腐烂的植
物和泥土为食，这样不仅可以使土壤疏松，提高土壤的通气和吸水能力，而且
蚯蚓的粪便可以增加土壤的肥力。苔藓植物大多丛生在一起，植物体之间空隙
多，能够蓄积水分，对林地、山野的水土保持具有一定作用。所以，生物与环
境之间是相互影响、相互作用的。
30第2章 生物与环境
第4节 生物对环境的适应
生物都生活在非常复杂的环境中，时刻受到环境中各种因素的影响。生
物在长期的生存和发展过程中，形成了对它所生存环境的适应，生物只有
适应环境才能生存。
寻找纸蝴蝶
方 法
1. 参照右图蝴蝶的轮廓，每位同学制作1只纸
蝴蝶。
2. 将一张大的风景画粘贴在黑板上。请2位同
学蒙上眼睛，其余的同学将各自做的纸蝴蝶粘贴在
风景画上。在粘贴之前，将纸蝴蝶涂上尽可能与风景画一致的颜色。
注意：粘贴时尽量不要遮盖在其他同学的纸蝴蝶上。
3. 让蒙上眼睛的2位同学拿掉遮挡眼睛的物体，一只一只地寻找粘贴的
纸蝴蝶。要求在1 min内找出尽可能多的纸蝴蝶。
讨论
1. 这2位同学各找到了多少只纸蝴蝶？你粘贴的纸蝴蝶被发现了
吗？分析被找到的和没有被找到的纸蝴蝶各自具有什么特点。
2. 如果是一只真的蝴蝶，它在什么样的自然环境中不易被鸟类等天
敌发现？这对蝴蝶的生存有什么意义？
分析生物对环境的适应
在上面的探究活动中，我们模拟了蝴蝶的适
应现象。在自然界中，生物对环境的适应是普遍
存在的。图2-9中列举了一些生物对环境适应的实
例，与小组的同学一起分析这些生物是怎样适应
环境的。 睡莲在水下有长长的叶柄，能使
叶漂浮在水面，并将叶吸收的空气
输送到根部
31第2单元 我们生活的生物圈
仙人掌的叶变成刺状，可以减 猎豹有锐利的牙齿和尖锐的爪，能以极快的
少水分的散失。绿色肥大的茎既 速度奔跑、捕捉猎物
能进行光合作用又能储存水分
北极熊具有与冰雪相似的体色，毛皮下厚厚 竹节虫具有与树枝相似的体形，用“欺
的脂肪层能够抵御寒冷 骗”的方式保护自己免遭捕食
图2-9 生物对环境的适应
讨论
1. 图2-9中生物的适应现象各有什么特点？这种特点对生物的生存
有什么意义？
2. 举出你熟悉的例子，说明生物是如何适应环境的。
生物对环境的适应是普遍存在的。每一种生物都具有适应生存环境的多种
能力。生物只有适应环境才能生存下来，否则，就会被环境淘汰。生物对环境
的适应不仅表现在形态和结构方面，还表现在生理和行为等各个方面。例如，
靠昆虫传粉的花，一般都具有鲜艳的颜色或芳香的气味；水中游泳的动物，一
般具有鳍或带蹼的足；天上飞的动物，都具有翅或翼。
32第2章 生物与环境
DIY
动 手 做
观察金鱼对环境适应的现象
准备两条黑色的金鱼，将它们分别放入盛有清水的白
色瓷盆和深色瓷盆中，24 h后观察并对比它们的体色有什
么变化。这种变化有什么意义？
信 息 库
33
▲ 生物生存的环境
在自然界中，环境是指生物周围的空间以及其中可以直接或间接影响生物生存和发
展的各种因素。对于一个生物体或群体而言，环境是指水、光、空气、温度、湿度、土
壤、岩石等因素，以及直接或间接影响该生物体或群体的其他生物的总和。
▲ 非生物因素
生物生存的环境中的非生物部分叫作非生物因素。非生物因素主要有阳光、空气、
水、土壤、温度等，它们都能影响生物的生长、发育和分布。阳光对于绿色植物的光合作
用来说是不可少的。植物的生活离不开阳光，而动物和人又是直接或间接地以绿色植物为
食物的。水是一切生物生活的必需条件。在很多情况下，水决定了生物的分布。例如，沙
漠地区气温高、雨水少，通常只有极少的生物种类。而在热带雨林，雨量充沛，森林茂
密，动植物种类繁多。温度在生物的生活中也起着重要的作用。各种生物对温度都有一定
的适应范围，当温度超过最高或最低限度时，生物就会受到伤害，停止生长，甚至死亡。
温度对生物的分布也有着重要影响。例如，苹果、梨等果树不宜在热带地区栽种，香蕉、
菠萝等不宜在寒冷地区生长。
▲ 生物因素
生物生存环境中的生物因素是指影响一个生
物生活的同种生物或其他种类的生物。例如，同一
种乔木，生长在空旷的地方，树干往往较矮，树
冠较大；而生长在树木密集的森林里，由于树
木相互影响，树干高而直，树冠较小。第2单元 我们生活的生物圈
34
▲ ▲ 生活在不同环境中的几种生物
自然界的生物生活在各种环境中。企鹅主要生活在以南极大陆为中心的冰冷极地。
企鹅游泳的速度十分惊人，成年企鹅的游泳速度为20～30 km/h。企鹅主要以南极磷虾为
食，有时也捕食一些乌贼和小鱼等。 企鹅有很多种，帝企鹅是现存的体型最大的一种企鹅。
雪莲又名雪莲花，一般生长在高寒山区。雪莲是能在海拔3 000 m左右的雪线上生长
的大型草本植物。唐代边塞诗人岑参有诗颂赞雪莲花：“异香升腾，秀色媚景。耻与众草
之为伍，何亭亭而独芳？何不为人之所尝兮，深山穹谷秀严霜。”
珊瑚虫主要生活在热带海洋的浅海区，珊瑚虫的骨骼能在海洋中堆积成珊瑚礁。
蜗牛一般生活在森林、果园、农田、公园等环境中比较潮湿的区域，以植物的叶和
嫩芽为食。
象是世界上现存最大的陆生动物之一，主要包括亚洲象和非洲象。亚洲象生活在亚
洲的热带地区，常在海拔1 000 m以下的沟谷、河边、竹林、阔叶混交林中游荡，过着群居
的生活，以竹笋、嫩叶、野芭蕉等作为食物。
骆驼生活在干旱的沙漠，素有“沙漠之舟”的称呼，具有高超的耐旱本领。
▲ ▲ 生物与生物之间的关系
生物与生物之间的关系是复杂的，生物个体的生存既会受到同种生物的影响，也会
受到不同种生物的影响。同种生物之间的影响可以是互助也可以是争斗。例如，蜜蜂等昆
虫过着群居生活。当蜜蜂蜇敌害的时候，它会释放出一种物质，促使其他蜜蜂一起向敌害
进攻。又如，在繁殖季节，两只公羚羊会为争夺一只母
羚羊而发生争斗。
不同种生物之间的影响同样如此。例如，羊以草
为食物，而羊通常会被狼捕食。海葵附着在寄居蟹的螺
壳上，借助寄居蟹的运动而移动；海葵的触手能够射出
刺丝射杀敌害，既保护了自己又保护了寄居蟹。
▲ ▲ 相对湿度
1 m3空气中水蒸气的实际含量称为湿度，又称绝对湿度（g/m3）。而相对湿度就
是指在一定时间内，某处1 m3空气中所含水汽量与该气温下1 m3空气中能达到的最
大水汽量的百分比，用RH表示。
▲ ▲
寄居蟹
Protective Coloration（保护色）
Some animals have special（特殊的）body colours. These colours can help
them survive in their habitats（栖息地）.第2章 生物与环境
Moths are difficult to be seen against a tree. There is a leaf insect in this photograph. Can you find it ？
本 章 学 到 了 什 么
一、基础巩固
1. 完成下面的概念图。
影响生物生存的环境因素
包括
例如
水 阳光 土壤
2. 生物都生活在一定的环境中。我们要认识各种生物，必须了解它们生存的环境，
了解环境对生物生存的 ，以及生物对环境的 和 。
3. 自然界的生物对环境的适应是普遍存在的，每种生物都具有独特的 的能
力。生物对环境的适应不仅表现在形态和结构方面，还表现在 和 等
方面。通过分析“澳大利亚政府引进中国蜣螂”的资料，我们了解到生物既能够适应环
境，又能够影响环境。
二、能力提升
4. 右图所示的是极地狐和大耳狐。生活在寒冷北极的极
地狐，耳朵较小。而生活在炎热的非洲沙漠的大耳狐，耳朵
却很大。请根据它们生存的环境进行分析：耳朵的大小与它
们生活地区的哪种非生物因素有关？尝
极地狐 大耳狐
试说出理由。
5. 当你小心地翻开庭院中的花盆或砖块时，常常会看到一种叫
作鼠妇的灰褐色小动物迅速爬走了。你想过没有，鼠妇为什么会这
鼠妇 样爬走呢？是什么环境因素发生了变化，影响了鼠妇的生活呢？
6. 骆驼有“沙漠之舟”之称。请你查阅有关资料，说说骆驼适应沙漠生活的特点。
35第 3 章
生态系统和生物圈
自然界里的生态系统
大小不一、多种多样，人
类和各种生物都是生态系
统的成员。通过本章的学
习，你将了解生态系统和
生物圈的相关知识，认识
生态系统中不同成员的作
用，体会保护环境、珍爱
地球的重要性。
学习要点
●生态系统及其成分和作用
●生物圈是最大的生态系统
活动提示
●观察池塘生态系统
●调查一个生态系统第3章 生态系统和生物圈
第1节 多种多样的生态系统
当你漫步在校园里的时候，会看见树木、花草，还会看见树上的小鸟和草
丛中的小动物。你知道吗，这些生物以及它们生存的环境构成了一个生态系统
（ecosystem）。树木、花草生长在土壤中，小鸟和小动物可以在树木、花草
里寻找食物，也可以躲避敌害、繁殖后代，它们与周围的环境相互作用，形
成一个有机的整体。
河流和饲养虎 怎样才能知
的园子都是生态 道它们是不是
系统吗？ 生态系统呢？
图3-1 一条河流
图3-2 一个饲养虎的园子
观察池塘生态系统
在你生活的周围环境里有池塘吗？你观察过池塘吗？科学家告诉我们池塘
就是一个生态系统。那么，池塘
生态系统由哪些成分组成？这些
成分在生态系统中分别有什么作
用呢？
观察池塘生态系统模式图 莲
（图3-3），我们可以看到池塘 浮游植物
浮游动物
生态系统由生物成分和非生物成
菖蒲
水草
分组成。
认识图中的各种生物和非生 蝌蚪 鱼 微生物
虾
物成分，将它们的名称填写在下
河蚌
页表格中。
图3-3 池塘生态系统模式图
37第2单元 我们生活的生物圈
池塘生态系统
生物成分 非生物成分
植 物
动 物
微生物 细菌和真菌等
讨论
1. 除了池塘生态系统，你还能举出其他生态系统的例子吗？说说它
们由哪些成分组成。
2. 尝试从池塘中的动植物与环境的关系说明池塘是一个生态系统。
3. 在池塘生态系统中，动植物的遗体和它们排出的废物都到哪里去
了？这与哪些生物有关系？
通过观察与分析，我们可以得出结论：在池塘里，各种生物成分之间、生
物成分与非生物成分之间存在着紧密的联系。例如，水为各种生物提供了生存
环境，绿色植物为其他生物提供了氧气，动物的粪便为植物提供了养料等。生
物与环境相互依赖、相互影响。因此，在一定区域内，所有生物与非生物环境
之间所形成的统一整体，叫作生态系统。
生态系统由各种成分组成，包括非生物成分和生物成分。
非生物成分是指生物以外的一切非生命的物质和能量，包括阳光、空气、
水、土壤等各种非生物因素。它们对生态系统中的生物都有着直接或间接的重
要影响。
生物成分包括绿色植物、动物和微生物等在内的所有生物。根据这些生物
在生态系统中的不同作用，可以将它们划分为生产者、消费者和分解者。
绿色植物是生态系统中的生产者，它们能利用环境中的水和二氧化碳以
及光能制造有机物并储存能量。例如，校园里的草、树木，池塘里的水草，水
中的浮游藻类都属于生产者。生产者为消费者和分解者的生存提供了食物和能
量，没有生产者，其他生物也就失去了生存的基础。
人和各种动物是消费者。消费者不能利用无机物制造有机物，只能直接或
间接地以植物为食。例如，森林中的虎、野兔、松鼠，池塘中的鱼、虾、
水蚤等都属于消费者。
38第3章 生态系统和生物圈
分解者能够把动植物的遗体、排出物等含有的有机物分解为无机物，供绿
色植物再利用。例如，土壤里、池水中的细菌、真菌都属于分解者。
由此可见，在生态系统中，生产者、消费者和分解者之间是相互依存、缺
一不可的。没有生产者，消费者就失去了食物和能量的来源；没有分解者，动
植物的遗体和排出的废物就无法得到分解。
调查一个生态系统
你参加过调查吗？我们国家的人口、森林、矿产等许多资源的数据都是通
过调查得到的。
调查是科学探究的常用方法，也是我们学习生物学的一种重要手段。
调查一个生态系统，将你了解到的事实与前面学过的知识进行对照。你可
以选择一个自己感兴趣的生态系统，如校园、公园、社区、农田、小河等进行
调查。
探究技能
调查
调查时，首先必须明确调查的目的，确定调查对象和调查内容，选择合适的调查
地点和时间，制订调查方案。调查过程中要如实地做好记录，对调查的结果要进行整
理和分析。
调查目的
1. 记录一个生态系统的成分并进行
归类，进一步了解生态系统的组成。
2. 初步学会调查的方法。
材料用具
记录本、笔是必需的，其他的材料用
具需要根据自己所调查的生态系统的类型
来确定（图3-5）。例如，要调查水中的
图3-4 公园一角
生物，你需要准备网兜、放大镜、瓶子或
其他容器；要了解土壤中的生物，则需要准备铲子；要观察远处的物体，最好
准备望远镜；如果要观察一些肉眼看不见的生物，你还得把材料带回来，借助
显微镜观察……
39第2单元 我们生活的生物圈
网兜
玻璃瓶
望远镜
记录本和笔
培养皿
铲子
放大镜 照相机
图3-5 常用的调查工具
方法指导
1. 制订小组调查计划
（1）选择所要调查的生态系统。
提示：选择的生态系统最好不要太大，太大了难以在短时间内完成调查。
选择的调查地点不要离学校太远。选择的调查对象是否合适，将直接影响到你
调查的成败！
（2）根据各自的兴趣，组成4～5人的调查小组，确定一人为组长。小组
成员要有分工。
（3）制订小组调查计划。
2. 实施调查
（1）调查要做好记录。将你观察到的生物名称、数量以及生存环境的特
点（包括非生物成分的特点）等记录下来。对于不知道名称的生物你可以与同
学相互交流或请教老师，也可以记录它们的特征，自己查询资料。
40第3章 生态系统和生物圈
（2）确定调查线路、方法。在计划中先做的与后做的内容，或要同时
做的内容，应妥善安排顺序。
注意：调查的步骤应该是完全可操
作、没有危险的。
3. 做好调查记录
将小组调查的情况如实地记录下来。
注意：
（1）要爱护植物和动物，不要践踏
公共绿地或庄稼。对于确实需要捕捉观
察的小动物，也要注意在仔细观察后放
回大自然中，不要伤害它们。
（2）观察要仔细，不要忽略水中、土壤中、草丛中、天空中的小生物。
记录一定要客观真实，活动时要注意安全。
归类整理
全组同学一起整理调查材料，写出这个生态系统的组成、特点，分析各成
分间的相互关系，如果能写成调查报告更好。小组之间相互交流调查的过程和
结果。
鲨鱼生活在海洋里，北极熊生活在北极地区。在地球上不同的地域和不同
的环境条件下，生物种类有着明显的差异，因而构成了多种多样的生态系统。
图3-6列举了几种不同类型的生态系统（
41
▲
讨论
1. 根据你的调查，举例说明一个生态系统是由哪些成分组成的。
2. 你认为完成一项调查需要做好哪几方面的工作？
3. 这次调查，你有哪些收获？想想自己的调查过程有没有值得改进
的地方。
分析多种多样的生态系统
p.48）。你可以在其中选择一
种比较感兴趣的生态系统，从互联网上或图书馆中查询相关的资料，了解这种
生态系统的组成、特点等，并作出简要的分析。当然，你也可以收集其他生态
系统的相关资料。第2单元 我们生活的生物圈
农田生态系统 森林生态系统
草原生态系统 海洋生态系统
城市生态系统 沙漠生态系统
湿地生态系统（滩涂） 湿地生态系统（沼泽）
图3-6 多种多样的生态系统
42第3章 生态系统和生物圈
讨论
1. 上述生态系统在组成成分上有什么共同之处，各自又有什么特
点？结合图片，谈谈你自己的看法。
2. 你还可以举出其他类型的生态系统吗？请将查询的资料与全班同
学进行交流。
地球上生态系统的类型多种多样，这些生态系统不是孤立的，而是有着密
切的联系。例如，大气中的氧气、二氧化碳、水等物质会随着大气在全球范围
内流动，不会局限在某一个生态系统中。另外，动物经常会从一个生态系统转
移到另一个生态系统，如鸟类的迁徙（图3-7）、鱼类的洄游等。植物会通过
自己的种子、花粉，随着大气运动、水流或动物携带等途径，从一个生态系统
到达另一个生态系统（图3-8）。人类的活动更是全球性的，很多生物也随着
人类的活动被带到其他的生态系统中。
图3-7 季节的变化，引起鸟类的迁徙 图3-8 果实和种子借助人和动物传播
DIY
动 手 做
剪拼一幅生态系统模式图
模仿课本中的“池塘生态系统模式图”，用
你收集到的图片剪拼一幅其他的生态系统模式
图。在你的图中尽可能将生态系统的各种成分都
表示出来。
43第2单元 我们生活的生物圈
第2节 生物生存的家园——生物圈
生物圈（biosphere）是地球表面所有生物
与它们所生存的环境共同构成的生态系统。生
物圈是地球上最大的生态系统。
认识生物圈
生物圈是指地球上全部生物及一切能够适合生
物生存的环境的总称。生物圈的范围包含大气圈的下
层、水圈、岩石圈的上层（图3-9）。
大气圈中的生物主要集中在大
大气圈
气层的底部。在大气圈中生活的生物
主要有鸟类、昆虫、细菌和真菌等。
水圈包括地球上的全部海洋和江河湖
生物圈
泊。在水圈中几乎到处都有生物生
岩石圈 存。岩石圈是所有陆地生物生存的地
水圈
方。在岩石圈的土壤表面和土壤里，
生活着许多植物、动物和微生物。
图3-9 生物圈的范围
分析“生物圈Ⅱ号”
随着科学技术的发展，“可上九天揽月，可下五洋捉鳖”早已不是什么神
话，人类可以离开地球，登上其他星球。但是我们能否在地球以外的月球或宇
宙空间站上再创造一个适合人类居住的生物圈呢？科学家进行的“生物圈Ⅱ
号”实验为我们提供了启示。
阅读下面一段资料，然后进行讨论。
20世纪80年代，为了更好地研究生态系统，探讨人类的生存环境，科学家
们在美国亚利桑那州的大沙漠中，建造了一个奇特的建筑物。这是一座占地约
13 000 m2的钢架结构的玻璃建筑，远远看去仿佛是一座巨大的温室。这就是
美国耗巨资建造的一个模拟地球生物圈的完全封闭的实验基地——“生物圈Ⅱ
44第3章 生态系统和生物圈
号”。这个建筑内有人工建造的沙漠、湖
泊、海洋、沼泽、海滩、草场、热带雨林
等，除了太阳光可以进入外，“生物圈Ⅱ
号”是与世隔绝的。
1991年9月26日，有8名科学家进入
“生物圈Ⅱ号”，一边生活，一边进行
科学研究。科学家们原计划在这个生物圈
内生活两年时间。但是，只生活了1年多 “生物圈Ⅱ号”的外观
的时间，他们就发现“生物圈Ⅱ号”内的空气质量越来越差，氧气越来越少。
二氧化碳浓度升高后导致了疲劳和失眠，以致后来有两位科学家不得不依靠氧
气筒睡觉。当科学家们看到许多活蹦乱跳的生物一一死亡时，心情一天比一天
糟。近1/4的生物死亡，使他们彻底丧失了继续在“生物圈Ⅱ号”生活下去的信
心，不得不提前撤离。
“生物圈Ⅱ号”的实验宣告失败！
讨论
1. 科学家为什么要提前撤出“生物圈Ⅱ号”？
2. “生物圈Ⅱ号”为什么会失败？请各抒己见。
3. “生物圈Ⅱ号”实验的失败给了你怎样的启迪？
由此可见，在现有的技术条件下，人类不可能脱离地球环境而生存，也无
法建立适合人类长期生存的人造环境。生物圈是人类和其他生物共同生活的唯
一家园。
生物圈是生物的家园
生物圈正面临着一 生物圈是人类与其他
系列重大的问题。保 生物的共同家园。生物
护生物圈，我们责无 圈能为生物的生存提供
旁贷！ 哪些基本条件呢？
45第2单元 我们生活的生物圈
生物圈是人类和其他生物的共同家园。你可以通过下面的图片资料了解
生物圈为生物的生存提供了哪些基本条件（图3-10），以及环境恶化对生物生
存有怎样的影响（图3-11）。也可以收集其他有关资料与全班同学一起交流。
万物生长靠太阳 水是生命的源泉
生物的生长需要营养物质
图3-10 生物圈为生物的生存提供基本条件
空气污染危害人的健康
环境恶化导致树木枯死
水质污染影响生物的生存
图3-11 环境恶化影响生物的生存
46第3章 生态系统和生物圈
讨论
1. 分析图3-10的资料，说说生物圈为生物的生存提供了哪些条件。
2. 除了图3-11显示的图片资料以外，你还知道生物圈遭受了哪些破
坏？是什么原因使生物圈遭受这些破坏的？
迄今为止，科学家们探测到地球是太空中唯一有生命的星球。我们只有一
个生物圈。随着人口激增，人类的活动已使我们生存的地球受到严重损害。资
源在枯竭，环境被破坏。人类已经意识到保护生物圈的重要性，并且做了大量
的工作，取得了明显的成效。但我们面临的形势依然严峻，保护生物圈，就是
保护我们的家园，是我们每一个人的责任。
DIY
动 手 做
自己动手做一个生态瓶
取一个500 mL的无色玻璃瓶，里面加入350 mL的水和少量的尿
素，放入一些新鲜的水草、2～3条小鱼和几个螺蛳，然后密封好瓶
口，观察记录瓶中生物的生活情况。
在这个生态瓶中，如果不放水草行吗？要保证瓶中有足够的
氧，生态瓶应放在怎样的环境中？
科学·技术·社会
STS
人与生物圈计划
人与生物圈计划（Man and the Biosphere Programme，MAB）是联合国教科文组
织于1971年发起的一项政府间跨学科大型综合性研究计划，在此基础上成立了人与生
物圈计划国际协调理事会。中国于1972年参加这一计划并当选为理事国，1978年成立
了中国人与生物圈国家委员会，1993年建立了中国生物圈保护区网络（CBRN）。中
国科学家积极参与MAB的各项活动，为MAB的全球发展作出了积极贡献。
世界生物圈保护区网络是MAB项目建立的一个庞大的国际生物圈保护网络。目
前，已有许多国家的生物圈保护区加入了世界生物圈保护区网络。截至2014年11月，
中国已有32个自然保护区被联合国教科文组织批准加入世界生物圈保护区网络。
人与生物圈计划的目的是为全球的环境与发展服务，从多学科（包括自然科学
47第2单元 我们生活的生物圈
信 息 库
48
▲ 生态系统的类型
根据不同的分类方法，生态系统被分为不同的类型。例如，根据所处的环境不同，
生态系统可以分为陆地生态系统和水域生态系统两大类。森林生态系统、草原生态系统、
沙漠生态系统等都属于陆地生态系统。水域生态系统又包括淡水生态系统和海洋生态系统
等。此外，还有介于陆地生态系统和水域生态系统之间的湿地生态系统。
根据人类对生态系统环境的影响程度，生态系统可以分为自然生态系统和人工生态
系统两大类。农田生态系统和城市生态系统是人工生态系统，人的作用非常突出。农田生
态系统的生物种类少，主要为人类提供粮食、蔬菜和一些经济作物等。城市生态系统的
维持，必须依赖于周围的多种生态系统，所以说它不是一个独立的生态系统。森林生态
系统、草原生态系统、海洋生态系统和沙漠生态系统通常属于自然生态系统。森林生态系统
分布在湿润或较湿润的地区，动植物种类繁多，生物资源丰富，具有净化空气、改善生态环
境、消除噪声、过滤尘埃、调节气候、涵养水源、防风固沙、保持水土等重要作用。草原生
态系统分布在干旱地区，动植物种类较少，是畜牧业的重要生产基地；草原还能调节气候，
防止土地被风沙侵蚀。海洋生态系统中蕴含着丰富的资源和能源，浮游植物是海洋植物的
主体，在调节全球气候方面起着重要作用。沙漠生态系统主要分布在极端干燥少雨的地
区，土壤贫瘠而沙化，严酷的环境限制了许多动植物的生存，分布的植物主要有灌木或仙
人掌类植物，常见的动物有昆虫、蜥蜴、鼠类等。
▲ ▲
和社会科学）角度研究人与环境之间的关系，为资源和生态系统的保护及可持续发
展提供科学依据。其作用已远远超出保护区范畴，它将为合理利用和保护生物圈资
源，保存遗传基因的多样化，以及改善人类与环境的关系提供科学依据。
湿地生态系统——“地球的肾”
湿地生态系统包括沼泽、湖泊、河流、河口
以及海岸地带的滩涂、红树林等，是开放性水域
与陆地之间的过渡性生态系统。湿地与森林、海
洋被称为地球的三大生态系统。过去人们往往把
湿地看作“荒地”或“不毛之地”，而现在湿地
生态系统的作用已引起人们的重视。湿地是地球
红树林第3章 生态系统和生物圈
上生物资源非常丰富以及生产力较高的生态系统，它在调节气候、蓄洪防洪、降解污染等
方面有其独特的功能，人们称其为“地球的肾”。湿地是众多植物和以水禽为主的动物的
乐园，因而富有生物多样性。我国湿地资源丰富，有记录的湿地植物约2 760种，有记录
的湿地动物约1 500种，其中水禽约250种，包括亚洲57种濒危鸟类中的31种，如黑颈鹤、
遗鸥等。
湿地与人类的生存发展息息相关，是地球上具有重要保护利用价值的生态系统。从
1996年起，每年的2月2日是“世界湿地日”。
49
▲ ▲ Habitats （栖息地）
Different animals or plants have different habitats.
A frog’s（蛙的）habitat is in and around a pond, it is
wet（潮湿）and shady（多荫）. But habitat of desert
（沙漠）plants is not wet.
本 章 学 到 了 什 么
一、基础巩固
1. 完成下面的概念图。
包括
非生物成分 等
生
态 包括
系
统 生产者是
其中
生物成分 消费者有 等
分解者包括土壤里的细菌、真菌等
2. 在一定地域内，所有生物与它们生存的 相互依赖、相互影响所形成的统
一整体，叫作生态系统。生态系统大小不一，多种多样。例如， 、 等
都是生态系统。第2单元 我们生活的生物圈
3. 生物圈是指地球上全部 及一切能够适合 的环境的总称。它
包括 圈下层、 圈、 圈上层，所以说它是地球上最大的 ，也
是人类和其他生物共同生活的唯一家园。
4. 下列各种生态系统中，属于森林生态系统的是（ ）。
A. 西双版纳热带雨林 B. 呼伦贝尔草原
C. 太湖 D. 腾格里沙漠
5. 野兔、黄羊等善于奔跑的动物一般生活的生态系统是（ ），而玉米、高粱等
粮食作物生活的生态系统是（ ）。
A. 森林生态系统 B. 池塘生态系统
C. 农田生态系统 D. 草原生态系统
二、能力提升
6. 右图表示的是一个生态系统各成分间的相互关 摄入
1 2
系。请据图回答下列问题。
（1）能够进行光合作用制造有机物的绿色植物叫
作 ，图中所示编号为 ；直接或间接以绿色
动植物遗体、排出物
植物制造的有机物为食物的人或动物叫作 ，图中
所示编号为 ；细菌、真菌等微生物能够把复杂的
有机物分解为简单的无机物，它们是 ，图中所示
编号为 。 3
（2）在这个生态系统中，它们三者之间的关系是相
互依存、缺一不可的。没有 ，消费者就失去了食物和能量的来源；没有 ，
动植物的遗体和排出物就无法得到分解。
7. 在一块稻田里，稻卷叶虫、蝗虫是危害水稻的害虫，青蛙是捕捉害虫的能手。依
据生态系统的组成，请分析并回答下列问题。
（1）生物在生态系统中起着不同作用。这块稻田中的水稻是 ，其作用
是 。稻卷叶虫、蝗虫和青蛙是 。在这块稻田里，还有许多细
菌、真菌等微生物，它们是 ，其作用是 。
（2）在这块稻田生态系统的组成中，除了有水稻、蝗虫、青蛙等生物成分外，还
有什么成分？
（3）从生态系统的类型来分，这块稻田属于自然生态系统还是人工生态系统？
503
第
生物从环境中获取
物质和能量
单元
鱼儿离不开水，花儿离不开阳光，生物圈中的
一切生物都要从环境中获取物质和能量。生物依
靠物质和能量进行着复杂的生命活动。在获取物
质和能量的过程中，各种生物彼此之间形成了紧
密的联系。第 4 章
绿色植物是有机物的生产者
在广阔浩瀚的生物
圈中，绿色植物生产的
有机物，不仅能满足自
身生长的需要，而且是
动物和人的最终食物来
源。通过本章的学习，
你将会了解绿色植物是
如何生产有机物的，它
们生长所需的水分和无
机盐又是从何而来的。
学习要点
●植物的生存需要阳光、
水、空气和无机盐
●绿色植物进行光合作用，
是生态系统中的生产者
●根对水和无机盐的吸收
活动提示
●探究阳光在植物生长中
的作用
●探究植物进行光合作用
的场所
●探究无机盐对植物生长
发育的作用
●观察溶液浓度的大小对植
物吸水的影响第4章 绿色植物是有机物的生产者
17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特（Ven Helmont）做了一个实验
（
53
▲ ▲
第1节 植物的光合作用
p.67）。他把一棵2.3 kg的柳树种在装有90 kg土壤的木桶里，柳树只浇
灌雨水。5年后，柳树长到了76.7 kg，而土壤只减少了60 g。由于水是加到桶
内泥土中的唯一物质，所以海尔蒙特认为柳树生长需要的物质是水。在当时来
说，海尔蒙特的实验很精彩，但对实验结果并没有作出科学的解释。那么，柳
树生长所需的物质究竟是从哪里来的？
只浇雨水，柳
树怎么会长大？
探究阳光在植物生长中的作用
海尔蒙特通过实验说明了雨水和柳树生长的关系，但他却忽视了另一个
与柳树生长密切相关的条件——阳光。俗话说：万物生长靠太阳。你有没有想
过，这句话里蕴涵着什么科学道理？
请你先做一个实验，并尝试从实验现象中找到回答这个问题的线索。
实验材料和用具
方 法
盆栽天竺葵、黑纸片、回形
1. 取一盆天竺葵，放在黑暗处24h。 针、酒精、碘酒、大烧杯、小烧
杯、酒精灯、培养皿、三脚架、石
（目的是使叶片中积累的淀粉等有机物消耗
棉网、镊子、滴管、火柴、清水等
掉，避免其对实验结果产生影响）第3单元 生物从环境中获取物质和能量
2. 用黑纸片将几片叶片的一部分正反两面都夹
紧，其余的叶片不夹黑纸片，然后将这盆天竺葵移
到阳光下照射3～4 h。
热水
酒精
图4-1 绿叶在光下制造淀粉
3. 剪下遮光处理过的叶片，去掉黑纸片，浸入盛有酒精的烧杯中，隔水加
热，使叶片的绿色完全褪去。
注意：酒精是易燃品，盛有酒精的小烧杯必须隔水加热。绝对禁止向燃着
的酒精灯里添加酒精，以免失火。绝对禁止用酒精灯引燃另一只酒精灯。用完
酒精灯后用灯罩盖灭，不能用嘴吹。
4. 取出叶片，用清水漂洗干净，放在培养皿中，滴加碘酒。
5. 将观察到的现象记录在下面的表格中。
提示：碘酒是一种常用药品，是碘溶解在酒精里形成的棕色液体。淀粉是
一种白色的物质。淀粉遇到碘就会发生化学反应，变成蓝紫色。因此我们常用
碘酒检验是否有淀粉存在。
植株的部位 现 象
叶片未遮光部分
叶片遮光部分
根据实验观察到的现象，你得出什么结论？
54第4章 绿色植物是有机物的生产者
在自然条件下，绿色植物可以利用太阳提供的光能，在叶绿体中把二氧
化碳和水合成淀粉等有机物，同时把光能转变成化学能储藏在所合成的有机
物里，并且放出氧气（
55
▲ ▲ p.67），这个过程叫作光合作用（photosynthesis）
（ ▲
讨论
1. 绿色植物合成的有机物主要是什么物质？
2. 家里种植的花草如果长时间放在黑暗处会死去。小麦在子粒形成
期间遇到阴雨天气，就会造成减产。你能说出其中的原因吗？
p.66）。
探究植物进行光合作用的场所
1880年，德国科学家恩格尔曼（T. Engelmann，1843—1909）选用水绵
（一种在淡水中生活的植物）做实验材料进行了光合作用的实验。恩格尔曼先
将载有水绵和好氧细菌（需要生活在氧气充足的环境中的一些细菌）的临时
装片放在没有空气并且黑暗的环境
里，一段时间后用极细的光束照射水
叶绿体
绵。在显微镜下观察发现，好氧细菌
只集中在叶绿体被光束照射到的部位
好氧细菌
周围。他再将上述临时装片完全暴露
在光下，好氧细菌则集中在叶绿体所
有受光部位周围（图4-2）。
图4-2 恩格尔曼实验图
想一想：恩格尔曼的实验结果说明了什么？你能否自己设计一个探究实
验，验证一下恩格尔曼实验的结论是否正确？
提出问题
探究技能
1. 恩格尔曼认为光合作用的场 提出问题
所是叶绿体，那么叶绿体真的是光 发现问题是科学探究的起点。问题
合作用的场所吗？ 常来自对日常生活、自然现象或实验现
2. 观察下页图片中的植物，关 象的观察。
于植物进行光合作用的场所，你又
能提出什么问题？第3单元 生物从环境中获取物质和能量
图4-3 胡萝卜 图4-4 仙人掌 图4-5 银边常春藤
作出假设
针对你提出的问题，作出的假设是什么？
制订计划
根据问题和假设，小组讨论制订探究的计划。
提示：
1. 进行这个探究一般应该进行对照实验，怎样设计对照实验呢？这与实
验材料的选择密切相关。想一想：选择什么样的材料较好？
2. 可以用植物的根、茎、叶柄等非绿色
部位作为与绿叶进行对照的材料。银边天竺
葵（或银边常春藤）在同一片叶子上既有绿色
的部分，又有白色的部分，可做对比实验。
实施计划
根据实验计划进行实验，注意观察实验
图4-6 实验前（左）和实验后（右）的
现象。 银边天竺葵叶片
1
2 3 4
2
3
1
4
图4-7 选取青菜的不同部位做实验材料 图4-8 青菜不同部位的实验结果
（1—根，2—茎，3—叶柄，4—叶片）
56第4章 绿色植物是有机物的生产者
得出结论
除叶片的绿色部分外，植物的其他部分有没有进行光合作用？根据探究的
现象，你认为植物进行光合作用的场所在哪里？
绿色植物细胞中的叶绿体是有机物的“加工厂”。在叶绿体（chloroplast）
中含有能够吸收光能的色素，其中最主要的是叶绿素（chlorophyll）
（
57
▲ ▲
讨论
1. 向全班同学介绍小组提出的问题和根据问题作出的假设、制订的
实验计划及探究实验的结果。
2. 对照信息库中的有关知识，你对光合作用有怎样的理解？
p.68），叶绿素使植物呈现绿色。叶绿素以及其他色素能捕捉光能，为
光合作用提供能量。
绿色植物所有含叶绿体的器官在光照下都能进行光合作用。其中叶是绿色
植物制造有机物的主要器官。叶肉细胞中含有的叶绿体是光合作用的场所。叶
脉贯穿在叶肉中，里面有导管和筛管。筛管是植物体内运输有机养料的通道，
导管是植物体内运输水分和无机盐的通道。叶制造的有机养料通过筛管运送到
根、茎和果实等器官中去。根吸收的水分则通过导管输送到叶内，绝大部分的
水分在叶中参与光合作用等生命活动。
上表皮
叶肉细胞中含叶绿体
叶脉
下表皮
含有导管、
筛管的组织
叶绿体的结构
图4-9 叶片的结构示意图第3单元 生物从环境中获取物质和能量
绿色植物是生物圈中的生产者
绿色植物在光合作用过程中
把二氧化碳和水等简单的无机物
转变成淀粉等有机物。植物制造
的有机物不仅用以满足自身的生 淀粉
氧气
长需要，而且是动物和人营养物 光
质的最终来源。植物进行光合作
用时，把光能转变为化学能并 叶绿体
储藏在所合成的有机物里，这
些能量是植物、动物和人体生
水
二氧
命活动的能量来源。煤炭、石
化碳
油和天然气等燃料里的能量，
也都是亿万年前的植物通过光合
作用所积蓄的。
绿色植物光合作用产生的氧
气是空气中氧的主要来源。光合 图4-10 光合作用过程示意图
作用不仅对地球上生命的发生、发展和繁衍有着重要的作用，而且对于保持自
然界的生态平衡也起着十分重要的作用。
研究光合作用对提高农作物产量具有十分重要的意义。图4-11是农作物生
产过程中，不同栽培密度的条件下作物的生长情况。“合理密植”是提高农作
物单位面积产量的重要措施。运用你所学的有关光合作用的知识分析“合理密
植”达到高产的原因。
植株过稀 合理密植 植株过密
图4-11 不同条件下作物的生长情况
58第4章 绿色植物是有机物的生产者
DIY
动 手 做
探究光对黄豆芽变绿与否的影响
取一些新鲜的黄豆芽，将它们平均分
成两份，分别放在两个烧杯里，保证一定
的水分和温度。将一个烧杯放在光下，另
一个烧杯用黑色不透光的材料罩起来。每
天观察、记录，比较两个烧杯里的黄豆芽
子叶的颜色各有什么差异，分析差异产生
的原因。从互联网或图书馆中查找资料，
看看你的分析是否正确。
科学·技术·社会
STS
温室里的“气肥”
在现代温室生产蔬菜的过程中，常增施二氧化碳以提高植物光合作用的强度，促
使蔬菜早熟丰产。因此有人把增施的二氧化碳叫作“气肥”。
大量研究结果表明：如果将大棚里的
二氧化碳浓度提高1倍，那么蔬菜的平均增
产幅度将高达32%。例如，栽培的黄瓜、
番茄栽培期短、个体大、结果多，平均增产
20%～50%；花卉中如月季、石竹、菊花等
呈现早熟、个大，许多花的花期大大延长。
二氧化碳是一种看不见、摸不着的气
体，人们怎样才能把它收集起来供给植物
呢？原来，在现代温室里有一种能够产生二
氧化碳的机器，长长的塑料管从机器内伸向
大棚的四面八方。就是这台机器把“气肥”
均匀地送到绿色植物的身旁，让它们像人类
吃“滋补品”一般，绽开美丽的花朵，结出
沉甸甸的果实。
59第3单元 生物从环境中获取物质和能量
第2节 绿色植物的生长需要水和无机盐
无论是参天大树，还是幼嫩的小草，它们的根总是深深地扎入土壤之中。
所以，土地常常被比喻为植物的“母亲”。在科学家海尔蒙特的实验中，尽管
只是不断给柳树浇雨水，但是在柳树生长的过程中土壤还是减少了60 g。似乎
土壤中有些物质进入了植物体内。那么，植物从土壤中究竟吸收了什么？
来自土壤中的养料
图4-12 在蔬菜生产基地，人们不用土壤也能栽培蔬菜
水槽里的植物离开 奇迹是怎样出现的？让我
了土壤为什么也能枝 们到蔬菜生产基地去，探寻
繁叶茂，硕果累累？ 其中的究竟。
在一些现代化的蔬菜生产基地，可以不用土壤栽培植物。人们根据植物生
长所需要的无机盐种类和数量的不同，将水和各种不同比例的无机盐配制成植
物培养液，用来栽培植物，这种方法就是无土栽培。
60第4章 绿色植物是有机物的生产者
科学家利用无土栽培技术能促进植物茁壮成
长，结出丰硕果实，其中的奥妙全在培养液中。
培养液和土壤溶液的主要成分是相似的，它们对
植物的生长起着重要作用。
利用无土栽培的方法不仅可以节省土地，还
可以更好地满足植物生长的需要，培养出高品质
的、符合人类需要的植物。此外，还有利于植物 图4-13 无土栽培
避免污染、害虫等的危害。采用无土栽培的方法培养植物，需要用支架固定植
株。简单的方法可以采用塑料泡沫板打孔，将植物固定在孔中（图4-13）。
无土栽培的培养液中，最主要的成分是水，水是植物体重要的组成成分。
植物的光合作用等各项生命活动都离不开水。不同植物以及同一植物的不同
生长时期，对水的需求量都不同。因而，在农业生产中，对农作物进行适时
适量地浇水、灌溉非常重要。
探究无机盐对植物生长发育的作用
实验材料和用具
除了水以外，无机盐在植物生长过程中
青菜、土壤浸出液、无
也起着十分重要的作用。下面我们就来探究
土栽培培养液、蒸馏水、锥形
无机盐对植物的生长发育究竟有什么作用。 瓶、试管、载玻片、滴管、酒
精灯、火柴等
方 法
1. 把3株大小相似的青菜，分别放入土壤浸出液、无土栽培培养液和蒸馏
水中培养。培养过程中，注意光照、通气并及时补充培养的液体。一星期后观
察它们的生长情况。
三种培养液中培养的青菜植株
提示：土壤浸出液可以用以下方法配制：取100 g土壤，加入200 mL清
水，搅拌、浸泡一段时间后，用4层纱布进行过滤。
61第3单元 生物从环境中获取物质和能量
无机盐是植物生长不可缺少的
物质，其中，植物需要量最大的是含
氮、磷、钾的无机盐，因为这3种无
机盐对植物的生命活动具有极其重要
的作用（图4-14）。
此外，植物的生长发育还需要一
些其他的无机盐，只不过需要的量很
小，例如，含铁、硼的无机盐也是植
物生命活动不可缺少的。通常将这些无机盐称作“微量元素”。农业生产上常用
的化肥（
62
▲ ▲
2. 促进植物生长的是什么物质？我们可以做进一步的检验。
（1）把土壤浸出液、无土栽培培养液、蒸馏水分别装入编号为A、B、C
的3支试管中。
（2）取3片洁净的载玻片，用滴管在载玻片的中央分别滴一滴A、B、C 3支
试管中的溶液。把载玻片放在空气流通处，让水分蒸发，或者用酒精灯烘干。
注意：每种溶液的滴管要专用，不能相互混淆。
（3）当水分蒸发后，滴过A、B试管中溶液的
载玻片上留下了结晶物质，而滴过C试管中溶液的
载玻片上没有结晶物质。载玻片上留下的结晶物质
主要是营养物质——无机盐。
讨论
1. 实验中植物生长出现差异的原因是什么？
2. 实验结果说明土壤浸出液中含有什么物质？
3. 你认为无土栽培成功的原因是什么？
超链接——化学
生物学实验中常要用到很多溶
液。如盐、蔗糖等许多物质溶于水形
成的混合物都是溶液，其中盐、蔗糖
等是溶质，水是溶剂。溶液中溶质的
含量越多，溶液的浓度就越大。
p.68）就含有这些无机盐成分。
缺磷肥，叶、茎呈现紫红色 缺氮肥，叶色发黄，生长缓慢， 缺钾肥，植株不高，叶子边缘像
的斑点，新根少，生长缓慢 甚至早熟早衰 火烧一样，生长不旺盛，最后干枯
图4-14 棉花生长中缺乏无机盐的症状第4章 绿色植物是有机物的生产者
植物对水和无机盐的吸收
在移栽植物时，根部往往要带上许多泥土，并小心翼翼地避免伤根。移栽大
树时，还要用草绳把根部和周边的泥土缠绕起来，主要目的是要更好地保护根。
图4-15 茄子幼苗带土移栽 图4-16 移栽大树带土缠根
植物的根伸入土壤里，主要起两方面的作用：一是固着植物体；二是从
土壤中吸收水和无机盐，满足植物体生长发育的需要。有些植物的根还具有储
藏、繁殖等功能。
植物需要的水和无机盐是通过根从土壤里吸收来的。根是如何吸收水的
呢？与土壤溶液浓度的大小有关吗？
实验材料和用具
观察溶液浓度的大小对植物吸水的影响
新鲜的萝卜、
方 法
盐、清水、烧杯、
1. 用新鲜的萝卜，切取大小粗细相等的两根长条。 尺、刀等
用尺测量它们的长度并记录下来。
2. 分别把这两根萝卜条放入盛有浓盐水和清水的烧杯里。
3. 过一段时间后，取出萝卜条，用手捏一捏，感受它们的硬度，再用尺测
量它们的长度，各有什么变化（图4-17）？
浓盐水
清水
图4-17 植物吸收水分的实验示意图
63第3单元 生物从环境中获取物质和能量
讨论
1. 一段时间后，烧杯里的萝卜条有了什么变化？发生变化的原因是
什么？
2. 尝试着说出外界溶液的浓度对植物细胞的吸水或失水有什么影
响。在示意图中用箭头表示水的进出方向。
浓盐水 清水
细胞内溶液 细胞内溶液
3. 生活中我们经常接触到植物器官吸水和失水的现象。例如，用
糖拌番茄时，番茄会渗出大量的水。你能再说出一些类似的现
象吗？
观察根毛
根吸收水和无机盐的主要部位在根尖。
从植物根的最尖端到生长着根毛的区域叫作
根尖。根尖的结构包括根冠、分生区、伸长
区和成熟区四部分（图4-18）。根毛集中生
长在根尖的成熟区，数量很多。大量根毛使 成熟区
根的表面积增大很多倍，有利于根对水和无
机盐的吸收。
例如，玉米植株的成熟区每平方毫米约
有根毛425根，豌豆植株的成熟区每平方毫米
伸长区
约有根毛230根。如此众多的根毛，大大增加
了植物根部与土壤的接
触面积，使植物根部与 分生区
土壤微粒紧密接触，因
此，成熟区又是植物根 根 冠
尖吸收水和无机盐的主
图4-18 根尖的结构模式图
要部位。
图4-19 小麦幼苗的根毛
64第4章 绿色植物是有机物的生产者
方 法
实验材料和用具
1. 培养幼苗
取几粒蚕豆或其他种子，把它们放在垫有 蚕豆（或玉米、小麦等）
湿纸巾的培养皿里，保持纸巾的湿润。5～7天 种子、培养皿、湿纸巾、镊
子、放大镜等
后种子可以萌发，长出幼根。
2. 观察根毛
用镊子夹取幼苗的1条幼根，肉眼观察靠近幼根尖端的部位，可以看到生
有许多白色的“绒毛”，这就是根毛。
用放大镜仔细观察根毛，注意它的长度、在根尖的位置和着生密度。
讨论
1. 估算一下根毛的数量，说说根毛与根的吸收功能有什么关系。
2. 根尖的成熟区有什么特点？为什么说成熟区是吸收水和无机盐的
主要部位？
一般情况下，根毛细胞内溶液的
超链接——数学
浓度总是比土壤溶液的浓度大，土壤里
的水会渗入根毛细胞里，再向表皮以内 有人统计过，1株小麦一生
的细胞逐步渗入，最后进入导管（图 可以生出7万多条根，总长度超
4-20），溶解在水中的无机盐也被植物 过500 m。如果把它们的根毛连
接起来，总长度可达20 km。
吸收进入导管。根内的导管与地上部分
茎、叶的导管相通，水和无机盐由导管
输送到茎、叶等其他器官中。
土壤溶液 土壤颗粒
导管
根毛细胞
图4-20 水从土壤进入根部过程模式图
65第3单元 生物从环境中获取物质和能量
DIY
动 手 做
制作水培花卉装扮生活空间
水培花卉又被称为“懒人花卉”，它常以款式多样、
晶莹剔透的玻璃花瓶为容器载体。我们不仅可以欣赏到美
丽的花和叶，还可以透过瓶体看到植物世界独具观赏价值
的根系生长过程。请你尝试做一做，用水培花卉来装扮我
们的教室，装扮我们的家庭。
科学·技术·社会
STS
滴灌技术
滴灌是近年来迅速发展起来的一种节水、高效的灌溉技术。滴灌是将具有一定压
力的水过滤后经管网和出水管道（滴灌带）滴头，将水缓慢而均匀地滴入植物根部附
近的土壤。
滴灌拥有其他灌溉方式无法比拟的优点：由于滴水量小，水滴缓慢入土，可以把
肥料加到水中，经过滴头直接施到植物根系，减少了水分挥发和肥料损失；同时采用
少施、勤施的办法，提高了肥料的利用率，大大
降低肥料的使用量，达到节肥的效果；可以根据
土壤质地的差异，设计最佳灌溉水量，减少水分
向根区外渗漏，最大限度抑制杂草生长；还可以
保持植物种植行间土壤的干燥，便于农事操作，
节省劳力。
我国水资源并不丰富，大力推广节水型农业
是我国农业发展的必然趋势。
信 息 库
66
▲ 绿色植物的光合作用
光合作用可以用下面的公式来表示。
光（条件）
二氧化碳 + 水 有机物（主要是淀粉）+ 氧气
叶绿体（场所）
（原料） （贮藏能量） （产物）第4章 绿色植物是有机物的生产者
67
▲ ▲
光合作用的过程包含两种变化：一是物质转变，即二氧化碳和水等简单的无机物转
变成淀粉等复杂的有机物；二是能量转变，即光能转变为储存在有机物里的化学能。
光合作用产生
的气体是氧气
光合作用不仅产生有
机物，而且还释放氧气。
利用氧气可以助燃的特
性，我们可以用实验来验
证光合作用产生的气体是
氧气。取一些金鱼藻放在
盛有清水的烧杯里。在金
▲ ▲ 光合作用的发现
17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特做了一个实验，他认为水分是植物制造自身
的原料。
1771年，英国科学家普里斯特利发现，将小鼠
单独放在密闭的玻璃罩内，小鼠很快就窒息死亡；将
点燃的蜡烛与绿色植物放在密闭的玻璃罩内，蜡烛不
容易熄灭；将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，小
鼠也不容易窒息死亡。于是他指出植物可以更新由于
蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。但是，他不
知道植物更新了空气中的哪种成分。
1779年，荷兰科学家J.英恩豪斯证明了只有植物
将小鼠单独放在密闭的玻璃罩内，小
的绿色部分在光下才能使空气变“好”。就这样，经 鼠很快就窒息死亡
过200多年一代一代科学家的不断探索，光合作用终于被发现了。
将点燃的蜡烛与绿色植物放在密闭的玻 将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内，
璃罩内，蜡烛不容易熄灭 小鼠也不容易窒息死亡
检验
收集的气体
数小时后
金鱼藻
光合作用产生氧气的实验示意图第3单元 生物从环境中获取物质和能量
starch
oxygen
light
chloroplast
water
carbon
dioxide
68
▲ ▲ 叶绿体与叶绿素
在绿色植物的叶肉细胞中含有许多叶绿体，每个叶绿体内都含有蓝绿色的叶绿素a、
黄绿色的叶绿素b以及黄色的叶黄素和橙黄色的胡萝卜素等。在春、夏季节，叶绿体中的
叶绿素的含量非常高，浓绿的叶绿素颜色把其他色素全掩盖住了。到了秋季，随着气温的
不断降低，叶绿素分解的速度大于合成的速度，绿色逐渐减退，叶绿体中原来含有的叶黄
素和胡萝卜素使叶片呈现出黄色。在秋天，槭树、柿树、枫树和乌桕等树木的叶片还出现
红色。这是因为寒冬到来之前，细胞内的花青素大量形成，叶绿素含量急剧减少，一些树
木的叶片纷纷显露出艳丽的红色、褐色或紫色。
▲ ▲ 化肥的使用和环境保护
合理使用化学肥料，对于提高单位面积产量，具有十分重要的作用。但是，长期过
多施用化学肥料，会使硝酸盐、硫酸盐、氯化物等无机物大量残留在土壤中，破坏土壤团
粒结构，造成土壤板结和盐渍化，肥力下降，不利于作物生长。土壤中的硝酸盐，在一定
条件下可转变成亚硝酸盐；亚硝酸盐在一定条件下又可形成强致癌物质——亚硝胺。土壤
中的这些有害物质随着雨水等流入湖泊或池塘中，会使这些水域中的藻类或其他水生植物
大量繁殖，造成水中缺氧，鱼虾死亡。当这些有害物质通过生物的“富集”作用进入人体
后，将危害人类的健康。
▲ ▲
鱼藻上面倒罩一个短颈的玻璃漏斗，漏斗颈上套一根灌满清水的玻璃管，玻璃管的另一
端用橡皮塞塞住。把上述装置移至阳光下，一段时间后，可以看到金鱼藻表面有小气泡放
出。待玻璃管内的液面降低到烧杯液面以下时，打开玻璃管的塞子，迅速把快要熄灭的细
木条伸入管内，观察有什么现象产生。
Photosynthesis（光合作用）
A plant makes food for itself. It needs
light（光），carbon dioxide（二氧化
碳），and water to make food and oxygen
（氧气）．This process（过程）is called
photosynthesis．第4章 绿色植物是有机物的生产者
本 章 学 到 了 什 么
一、基础巩固
1. 完成下面的概念图。
光合作用
料
原 场
产物 所
条
件
二氧化碳 氧气 光
（贮藏能量）
2. 光合作用不仅为植物自身的生长发育提供了营养物质，而且是人和动物
的最终来源。光合作用合成的 中的能量是植物、动物和人体生命活动的能量
来源。另外光合作用还保证了大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定。
3. 根毛是位于根尖 区的具有吸收功能的重要结构。如果根毛细胞内溶液的
浓度 土壤溶液的浓度，土壤溶液里的 就会渗到 中。
4. 关于庄稼的收成，有句农谚“有收无收在于水，收多收少在于肥”。通过本章
的学习，你一定知道了其中的道理。在植物的生长中， 水的作用是 ；
“肥”的主要作用是 。被称为植物营养“三要素”的无机盐是 。
二、能力提升
5. 将一盆银边天竺葵放在黑暗处24 h，选其中一片叶子，用两个圆形黑纸片把叶片的
上、下两面遮盖起来（如右下图所示），然后放在阳光下照射几小时。剪下叶片，去掉黑
纸片，用酒精脱色后再漂洗。请回答下列问题。
（1）在叶片的乙处和丙处滴加碘酒后， 变成
了蓝色， 没有变成蓝色。这两处的对比说明 甲
了 是绿色植物产生有机物不可缺少的条件。
乙
（2）实验中，甲处和丙处作为一组对照实验，变量
丙
是 ，说明了光合作用在 中进行。
（3）光合作用包含了两个方面的转变过程：一方面是
物质转变，把简单的 转变成复杂的 并且释
放出 ；另一方面是能量转变，把 转变成储存在有机物中的 。
6. 种庄稼要施肥，养花种草也要施肥。请你设计一个植物生长需要无机盐（肥料）
的探究实验，写出这个探究实验的基本过程。实验中需要设置的一组对照实验是什么？
69第 5 章
人体的物质和能量来源于食物
人从婴儿发育长大，
体重会增加很多倍，体力
也会增强很多倍。建造人
体的物质从何而来？人体
的力量如何产生？通过本
章的学习，你不但可以找
到答案，还能了解食物与
人体的关系，学会更加科
学合理地饮食。
学习要点
●食物的营养成分
●消化系统的组成和功能
●食物的消化
●营养物质的吸收
活动提示
●鉴定食物的主要成分
●探究小肠适于消化和吸
收的结构特点
●探究暴饮暴食引起消化
不良的原因第5章 人体的物质和能量来源于食物
第1节 饮食与营养
我们每天都要吃饭，你有没有想过人为什么要吃饭？你常吃什么样的主食
和菜肴？有些同学有挑食的习惯，这样的习惯好不好呢？
我不吃萝卜，我 我们应该多吃
要吃肉！ 些蔬菜！
选购三餐食物
假如今天由你当家，你会选择哪些食物安排全家的三餐饮食？
你可以从下图中选择需要的食物，也可以选择没有列出的食物，将它们的
序号或名称填入早、中、晚餐的空格内。
1. 米饭 11. 牛奶
早餐
2. 馒头 12. 豆浆
3. 包子 13. 番茄
4. 鸡蛋 14. 马铃薯
5. 牛肉 15. 白菜
中餐
6. 猪肉 16. 菠菜
7. 鱼 17. 花生
8. 鸡肉 18. 水果
晚餐
9. 虾 19. 萝卜
10. 豆腐 20. 冬瓜
71第3单元 生物从环境中获取物质和能量
讨论
1. 向班级同学介绍你选择的三餐食物，并说明理由。
2. 根据你对食物成分的了解，尝试着将所选择的食物进行分类。
鉴定食物的主要成分
人的生长和生活离不开营养物质和能量，我们一日三餐就是为了从食物中
获取营养物质和能量。食物中含有哪些营养物质呢？让我们通过实验来回答这
个问题。
实验材料和用具
饭粒（或馒头、面包的碎屑）、鸡蛋清、花生种子、
食用油、碘酒、蒸馏水、烧杯、白纸、载玻片、玻棒等
方 法
1. 取一些饭粒（或馒头、面包的碎屑），放在载玻片上，滴上一滴碘
酒。观察饭粒（或馒头屑、面包屑）的颜色发生了什么变化。
2. 取一些鸡蛋清，分别放入两只烧杯里，其中一只加入少量开水，并轻
轻搅拌。你观察到白色沉淀了吗？白色沉淀是什么物质？在另一只烧杯里加入
少量蒸馏水，轻轻搅拌，有没有白色沉淀？
72第5章 人体的物质和能量来源于食物
3. 取一粒炒熟的花生种子，放在白纸上，用力挤压，观察纸上出现了什
么现象。用牙签蘸少许食用油点在白纸上，与压过花生的白纸比较，你发现了
什么？
提示：
（1）蛋白质遇到高温就会凝固成 小资料
白色的固态物质。例如，煮熟的鸡蛋
营养物质可以分为有机物和
里的蛋白就是凝固的蛋白质。此外，
无机物两大类，其中有机物能够燃
蛋白质直接燃烧时还会散发出臭味。
烧，如蛋白质、糖类、脂肪等能燃
（2）脂肪能在纸张、布匹等上面 烧；无机物一般不能燃烧，如水、
留下“油斑”。相同体积的脂肪比 无机盐等。
水轻，因此脂肪能漂浮在水面成为
“油滴”。
1. 从实验中可以知道馒头、鸡蛋清、花生种子中的主要成分分
别是什么。
2. 对照信息库中的食物营养成分表（
食物中含有蛋白质、脂肪、糖类、水、无机盐和维生素六大类营养物质。
每一类营养物质都是人体必需的。不同食物中营养物质的含量也不相同。
73
▲ ▲
讨论
p.89），这3种食物含有的
主要营养成分，与你的实验结果一致吗？第3单元 生物从环境中获取物质和能量
蛋白质含量较高的食物 糖类含量较高的食物
脂肪含量较高的食物
图5-1 食物中含有的营养物质
DIY
动 手 做
验证食物里含有维生素C
取一把新鲜豆芽放到陶瓷器皿里用力榨出汁液，取2 mL左右的汁液移入小
烧杯，加入黄豆大小的一团芡粉（炒菜用的，主要成分是淀粉），搅拌均匀。另
取2滴碘酒用冷开水稀释5~6倍。用滴管将碘酒稀释液逐滴加到装有豆芽汁的小烧
杯中，并轻轻振荡，碘酒与淀粉产生的蓝紫色会立即消失。这是因为汁液中的维
生素C与碘酒发生了化学反应。当加到一定滴数后，溶液变成蓝紫色，振荡后也
不褪色。将一片维生素C药片溶解到一大杯冷开水中，用它代替豆芽汁重复上面
的实验，是否出现相同的现象？若溶液不再褪色，则说明豆芽汁或维生素溶液中
的维生素C被完全消耗掉了。
74第5章 人体的物质和能量来源于食物
我们从食物中获得各种各样的营养物质，这些营养物质对人体究竟有什么
作用？
大部分同学正在步入青春期，你们有没有注意到自己不仅正在“长个
子”，而且饭量也增大了，这是为什么呢？
糖类、脂肪、蛋白质以及水、
无机盐等营养物质是组成人体细胞
的基本物质。每一种营养物质都具
有重要的生理功能。水在人体内的
含量最多，占体重的60%～70%。
水能溶解和运输物质，能调节体
温，人体的各项生命活动都离不开
水。蛋白质是构成人体细胞必不可
少的物质。人体的生长发育、组织
更新，都离不开蛋白质。无机盐
在人体内含量很少，但作用很大
（
75
▲ ▲
第2节 营养物质的作用
营养物质建造我们的身体
p.89）。例如，人体若缺铁，则易患缺铁性贫血；儿童若缺钙，则易
患佝偻病。人体需要不断地从食物中获得所需的营养物质，来建造和更新自
己的结构成分。青少年正处在生长发育比较旺盛的时期，需要较多的营养物
质来满足生长发育等生命活动的需要。
营养物质给我们提供能量
运动后我们需要更多的食物吗
许多同学运动后会有饥饿的感觉，食量
也会增大，你有这种体会吗？全班同学分小
组进行活动，在小组内统计每位同学体育课
后的情况，分析运动与进食有什么关系。第3单元 生物从环境中获取物质和能量
将小组统计的情况填入下面的表格中，再汇总出全班的情况。
组 别 运动后有饥饿感人数 运动后没有饥饿感人数
讨论
1. 汇总全班同学运动后的感觉，统计结果并进行交流。
2. 为什么会出现这样的结果？你能用生物学的知识加以解释吗？
验证食物中含有能量 实验材料和用具
验证食物中含有能量的实验很多，例如，绝大多 花生种子或其
他食物、温度计、
数的食物，经烘干后都可以燃烧放出热能（能量的一
试管、解剖针、酒
种形式）。分小组进行实验，验证食物中含有能量。
精灯、铁架台等
方 法
1. 按下面的图示安装实验器材。在试管里加入20 mL清水，插入温度计。
注意温度计前端不要接触到试管底，记录起始水温。
2. 取1 g干燥的食物（最好是含有较多脂肪的食物，如花生种子等），用
解剖针固定食物，在酒精灯上点燃后迅速移入试管下方，对水进行加热。
3. 待食物燃尽时，记录最终的水温。
1 2 3
76第5章 人体的物质和能量来源于食物
4. 用不同的食物进行实验，将实验结果填入下表。小组间进行交流，分
析哪些食物中含有的能量较多。
食物名称 起始水温 最终水温 温度上升值
能量是生物体进行各种生命活动时 超链接——物理
必不可少的动力。人摄取食物，从中获
能量具有多种形式，机械
得营养物质，同时也获得能量。人体内
能、热能、光能、电能、原子能
的营养物质通过氧化分解释放出能量，
等都是各种不同的能量。kJ（千
以满足人体进行各项生命活动和维持体
焦）是表示能量的单位。
温的需要。在食物含有的营养物质中，
糖类不仅是构成细胞的重要成分，而且
是生命活动的主要能源。人体所需能量的70%以上是由糖类氧化分解提供的。
此外，蛋白质、脂肪也能为人体提供能量。
人体每日所需的能量根据年龄和日常活动量的差异而不同。青少年时
期生长发育旺盛，活动量较大，通常所需能量较多。运动员等活动量大的
人，每日消耗的能量多，他们所需的营养物质就比别人多，因此，他们摄
入的食物也较多。
营养物质维持生命和健康
糖类、脂肪、蛋白质是人体不可缺少的三大类营养物质，构建人体，提供
能量，维持着生命活动和健康。
人体内每时每刻都在进行着多种生命活动，例如，我们无时无刻不在进
行着呼吸，我们的身体在不断生长等。这些生命活动的进行需要蛋白质、无机
盐、维生素等的参与，缺乏这些物质，人体的正常生命活动就会受到影响。例
如，有一种疾病叫作地方性甲状腺肿（俗称“大脖子病”），它就是主要由饮
食中缺碘引起的。无机盐和维生素在人体内不能产生能量，人体对它们的需求
量相对较少，但它们的作用却很大。人体自身不能合成无机盐和大部分维生素，
必须从食物中摄取。因此，平衡的营养物质对人体的生长发育和维持正常的生命
活动具有重要作用。
77第3单元 生物从环境中获取物质和能量
分析食品包装上的成分表
食品的外包装五彩缤纷，你研究过外包装上标明的食品成分（图5-2）
吗？食品成分表有助于你了解各种食品的营养成分，从而帮助你选择健康合
理的食品。为了满足消费者需求，有些食品中还添加了一些有益于健康的成
分。关注一下你喜爱的食品，分小组选择一个食物成分表进行讨论。
100%苹果汁
每100 mL营养成分
热量 209 kJ
蛋白质 0.08 g
脂肪 0.01 g
碳水化合物 11 g
粗纤维 0.3 g
维生素C 2 mg 营养成分表
饮用天然水理化指标 项 目 每100 g 营养素参考值
矿物元素 测定结果 能量 2 055 kJ 24%
钙 ≥4.0 mg/L 蛋白质 7.5 g 13%
镁 ≥0.5 mg/L 脂肪 22.2 g 37%
碳水化合物 66.6 g 22%
钾 ≥0.35 mg/L
钠 300 mg 15%
钠 ≥0.8 mg/L 钙 145 mg 18%
偏硅酸 ≥1.8 mg/L
pH （25℃） 7.1
苹果汁含有哪些成分？ 饼干添加了哪些成分？为什么要添
矿泉水含有哪些成 对人体有益吗？ 加这些成分？
分？这些成分是否有益
于人体的健康？ 图5-2 不同食品中的成分
讨论
在你调查的食品中，主要有什么成分？参考信息库中有关食物
中营养物质的内容，分析这些物质与人体的健康有什么关系。
DIY
动 手 做
制作一个健康小贴士
“慈母手中线，游子身上衣。”给
健康小贴士 予我们最多的是父母，对于父母的辛苦我
们现在还很难体会。学习了有关食物的营
1. 动物肝脏、瘦肉里含有比较丰富的
铁和维生素B ，适量食用可预防和治疗 养知识，利用信息库和互联网查找有关资
12
贫血。 料，制作一份建议父母关注自身健康的小
2. 多食用胡萝卜、南瓜、芹菜等蔬菜，
贴士。告诉父母或其他亲人一些有关饮食健
不但能使粗糙的皮肤变得柔软
细嫩，还能防治夜盲症和高血 康的知识。如果你的家人患有某种疾病，请
压等。 提醒他们饮食上应该注意什么。
78第5章 人体的物质和能量来源于食物
科学·技术·社会
STS
维生素C的故事
18世纪，长期在海上航行的船员生活很
艰苦，他们的饮食很单调，除了干巴巴的饼干
和咸肉以外，再没有其他食物了。因此，许多
船员患上了一种叫坏血病的疾病。得了坏血病
的人经常牙龈出血，严重者皮肤淤血、内脏出
血。船员们饱受坏血病的折磨，甚至死亡。当
时，人们不知道患坏血病的原因。1747年，
英国医生林德分析了船员的食物，猜想这种
疾病可能是由船员的食物中缺少一种必需的
营养物质引起的。他让船员食用橘子和柠檬，坏血病很快被治愈了。科学家们经过
长期研究，终于发现能够抵抗坏血病的这种物质就是维生素C。以后医药专家又研
制生产了维生素C药片和注射剂，用来治疗维生素C缺乏症。
第3节 合理的膳食
俗话说：早餐要吃好，中餐要吃饱，晚餐要吃少。了解了食物的成分和
功能，你一定能更加合理地安排好全家的一日食谱。
反思你的一日食谱
小资料
在本章第1节的学习中，我们设
营养学专家建议，一个成年人每天
计了一日三餐的食谱。有同学设计的
应摄入米、面等谷类食物300 ~ 500 g，
食谱是为了满足身体营养需要，有同
蔬菜400 ~ 500 g，水果100 ~ 200 g，鱼、
学设计的食谱是为了满足家人对饮食 禽、肉、蛋类食物125 ~ 200 g，豆奶类50 ~
色香味的需要，还有同学设计的食谱 100 g；而烹调用油不超过25 g，食盐不
超过6 g。全天热量分配以早餐占30%、
是为了个人的特殊嗜好。那么，你确
午餐占40%、晚餐占30%为宜。不同体
定全家食谱的依据是什么？你制订的
质、不同年龄、不同活动量的人需要的
食谱科学合理吗？ 各种营养物质的量不同。
79第3单元 生物从环境中获取物质和能量
图5-3 营养丰富的食物
科学的食谱既要比例适当、营养全面，又要注意热量的合理分配。
合理的营养摄入对保证人体的健康很重要。合理膳食不仅要保证摄入一定
数量的各种营养物质，还要养成良好的饮食习惯，做到食物多样、荤素搭配、
营养全面、饥饱适当、粗细结合、三餐合理。
蔬菜、水果中含有大量的纤维素（cellulose），纤维素等膳食纤维常常被
称为“第七类营养物质”。阅读信息库中关于膳食纤维作用（
80
▲ ▲
将设计的食谱修订得更加合理
p.90）的内
容，学会科学地食用膳食纤维含量丰富的食物。
运用所学的知识，与小组同学合作修改你在本章第1节学习中设计的食谱。
三 餐
早 餐 中 餐 晚 餐
食物种类
主要食品
水 果
饮 料
其 他第5章 人体的物质和能量来源于食物
1. 交流各自修订的食谱，说明修订的理由。
2. 对照信息库中有关食物的营养成分（
青少年的合理膳食
青少年正值快速生长发育阶段，活动量大，用脑时间长，因此食欲旺盛，
食量明显增加。为了满足身体生长发育和学习、活动的需要，青少年的膳食也
有独特的要求。
主副食合理搭配 谷类是我国膳食中的主食，富含糖类和蛋白质，是主
要的能量来源。肉类、豆类、蔬菜类是副食，富含蛋白质和脂肪。青少年身体
内多种器官的迅速增长，需要大量蛋白质作为原料，学习与活动要消耗大量的
热能，因此青少年对蛋白质和能量的需要量比较多。为了提高营养水平，刺激
食欲，增强消化和吸收，需要补充一些动物性与植物性副食，如鱼、虾、禽、
肉、蛋、豆制品、蔬菜、水果等。
粗细粮合理搭配 大米和小麦面粉是细粮，
大麦、玉米、高粱等是粗粮。一些在大米和面粉
中含量较少的营养物质，却在某些粗粮中含量特
别高，例如，粗粮中含有的维生素B 和维生素E要
1
比细粮中的多。缺少维生素B ，容易使人患消化不
1
良或脚气病等疾病。所以粗细粮合理搭配可以改进
膳食中营养成分的比例，满足人体的需要。
荤素合理搭配 青少年快速的生长发育还需
要较多的维生素和无机盐等各种营养物质。肉、
禽、鱼、奶及其制品等荤食富含蛋白质和脂肪，
含有多种维生素和无机盐，特别是动物肝脏含有
大量的维生素A和铁。各种蔬菜、水果等素食，
可以给人体提供多种维生素、无机盐，还能提
供纤维素。荤素合理搭配，不但能获得比较全
面的营养成分，还可做成不同色、香、味的饭
菜，增强食欲，帮助消化。
三餐合理搭配 青少年在学校里的学习时间长，能量消耗大，需要安排
81
▲ ▲
讨论
p.89）的内容，小组成
员之间相互评价制订的食谱是否科学合理。第3单元 生物从环境中获取物质和能量
好一日三餐。如早餐要选择热能高的食物，以保证上
午学习活动的需要。午餐食品要有丰富的蛋白质和脂
肪，既可以补充上午的能量消耗，又可以为下午的消
耗储备能量。晚餐则不宜进食过多的蛋白质和脂肪，
以免引起消化不良，影响睡眠。晚餐以吃谷类的食品
和清淡的蔬菜较适宜。如果晚上要进行长时间的学习
或工作，就需要补充充足的营养。
饮食要定时定量 青少年每天摄入各类食物的量
一般是：主食400～500 g，肉、禽类100～200 g，豆制品
50～100 g，蛋50～100 g，蔬菜350～500 g。此外，还应
吃一些水果和坚果类食品，以及海带、紫菜、香菇、木
耳等食物。摄食还应定时，不能整天不停地吃零食，也
不能不按时吃饭，饱一顿，饥一顿。
DIY
动 手 做
自己动手配制饮料
合理配制饮料，补充无机盐和维生素。你可以尝试自制冰红茶和苹果汁。
冰红茶的原料可以选用红茶、柠檬汁、白糖。
苹果汁的原料可以选用新鲜的苹果和蜂蜜。
各种成分的量以及加入水的量由你自己确定，但一定要做好记录，以便和他
人交流经验，或者下次配制得更符合自己的口味。
科学·技术·社会
STS
新食品原料
为了满足人类日益增长的对营养的需求，我国研制、发现、引进了许多新食品
原料。新食品原料是指在我国无传统食用习惯的以下物品：动物、植物和微生物，从
动物、植物和微生物中分离的成分，原有结构发生改变的食品成分，其他新研制的食
品原料。新食品原料应当具有食品原料的特性，符合应当有的营养要求，且无毒、无
害，对人体健康不造成任何急性、亚急性、慢性或者其他潜在性危害。新食品原料不
包括转基因食品、保健食品、食品添加剂新品种，上述物品的管理依照国家有关法律
法规执行。
82第5章 人体的物质和能量来源于食物
认识食物消化的部位
消化系统由消化道和消化腺两部分组成，包含多个器官。仔细观察和分
析人体消化系统示意图（图5-5），认识消化系统的主要器官，了解它们的
功能是什么（
83
▲ ▲
第4节 人体对食物的消化和吸收
人吃了食物后，食物中的蛋白质、脂肪、糖类等营养物质绝大部分不能被
人体直接吸收。那么，这些营养物质怎样才能被人体吸收和利用呢？
食物消化、吸收的部位和过程
人体摄入的大部分食物必须经过消化（digestion）作用，使原来分子比较
大、结构比较复杂的物质，转变成分子比较小、结构比较简单的物质，才能被
人体吸收和利用。消化作用包括：食物通过牙齿的咀嚼、舌的搅拌和胃、肠
的蠕动，被磨碎、搅拌并与消化液混合的过程；以及食物通过消化液中消化
酶的作用，被分解成可吸收物质的过程。吸收（absorption）是指食物中的营
养物质经过消化道壁进入血液的过程（图5-4）。消化与吸收都是在消化系统
中完成的。
消化道
复杂的大分子物质
血液
消化酶的分解作用
毛细血管
可吸收的简单的小分子物质
图5-4 食物在消化道中消化、吸收的示意图
p.91），了解食物在哪些部位发生了什么变化。第3单元 生物从环境中获取物质和能量
消化腺 消化道
唾液腺分泌唾液，
食物在口腔中被牙
唾液中的消化酶使淀
齿嚼碎、舌搅拌，与
粉发生初步的分解
唾液腺分泌的唾液混
合形成食团
咽是食物与气体共
胃腺能够分泌胃液， 同的通道
胃液中的消化酶能将
蛋白质初步分解
食团通过食道的蠕
动进入胃
肝脏分泌胆汁，经胆
囊进入小肠，参与脂 胃有暂时贮存食物
肪的消化 的作用，食物在胃里
变成食糜，蛋白质被
初步分解
胰腺分泌的胰液中含
有多种消化酶，进入小
肠，参与蛋白质、脂
肪、淀粉等各类物质
的进一步消化
小肠是食物消化和
吸收的主要部位
肠腺能够分泌肠液，
肠液中的消化酶参与
大肠吸收少量水分、
糖类、蛋白质和脂肪
无机盐和部分维生素
的分解
食物残渣集中到直
肠后，经肛门排出
图5-5 人体消化系统示意图
讨论
1. 人体的消化系统从上到下由哪些器官组成？
2. 哪些消化腺能够分泌消化液参与食物的消化？
消化道是消化食物和吸收营养物质的场所，消化道的运动能够帮助和促进
食物的消化。消化腺能够分泌消化液，除胆汁以外，各种消化液里都含有消化
酶，对食物的消化具有重要作用。
84第5章 人体的物质和能量来源于食物
探究小肠适于消化和吸收的结构特点
小肠是人体消化食物和吸收营养物质的主要器官，它有哪些结构特点适于
消化和吸收呢？小肠是人体消化道最长的部分，全长5～7 m。小肠内表面有
许多皱襞和绒毛。比较一下：一块边长为1 cm的平滑的正方形和一块边长也为
1 cm，但表面有许多皱襞和绒毛突起的正方形，如果把它们完全展平，哪一个
表面积更大？通过上面的分析，你能说出小肠皱襞和绒毛有什么意义吗？
绒毛
毛细淋巴管
毛细血管
肠腺
一段小肠
图5-6 小肠绒毛的结构示意图
方 法
1. 用镊子取一段小肠，用水洗净
实验材料和用具
后，用解剖剪纵向剪开小肠，露出小
一段新鲜的猪（或鸡、羊）小
肠的内表面。
肠、解剖剪、镊子、放大镜、培养
2. 将小肠放入盛水的培养皿中， 皿、清水等
沿剪口翻开，观察内表面结构。用手
指抚摸小肠的内表面，有什么感觉？
3. 用放大镜仔细观察小肠内表面，可以看到皱襞和绒毛状突起。
85第3单元 生物从环境中获取物质和能量
讨论
1. 小肠有哪些适于消化和吸收的结构特点？
2. 小肠的这些特点在食物的消化和吸收中起什么作用？
小肠内表面不仅皱襞和绒毛多，而且小肠绒毛中有毛细血管和毛细淋巴
管。小肠绒毛壁和毛细血管壁很薄，只由一层细胞构成，从而有利于营养物质
的吸收。
食物消化和吸收的过程
观察淀粉、蛋白质和脂肪在人体内消化和吸收过程的示意图（图5-7），
了解各种营养物质的消化过程和吸收过程。
淀粉 蛋白质 脂肪
口腔
唾液
食道
胃液
胃
胆汁
肠液 肠液 肠液
胰液 胰液 胰液
小肠
葡萄糖 氨基酸 甘油和脂肪酸等
小肠绒毛
毛细淋巴管
毛细血管
大肠
图5-7 淀粉、蛋白质和脂肪在人体内消化和吸收过程示意图
86第5章 人体的物质和能量来源于食物
消化道各部分的吸收功能不同。口腔、食道基本没有吸收作用；胃能够吸
收少量的水、无机盐；大肠能吸收少量的水、无机盐和部分维生素。小肠是人
体主要的吸收器官。葡萄糖、氨基酸、甘油、脂肪酸等，以及大部分的水、无
机盐和维生素都是通过小肠吸收的。
小肠绒毛是吸收营养物质的主要部位。脂肪分解产生的部分成分被小肠毛
细淋巴管吸收，然后再进入血液，其余的各种营养成分都由小肠绒毛中的毛细
血管直接吸收进入血液循环。
探究暴饮暴食引起消化不良的原因
消化系统受到各种因素的影响不能正常发挥生理功能，就会导致消化不
良，这是一种常见的消化系统疾病。患消化不良症的儿童少年会感到腹胀，出
现拉肚子现象，吃进的食物碎片常被完整地排出体外。经常患消化不良症，人
就会消瘦、体乏、头晕，出现营养不良症状。暴饮暴食是引起儿童少年消化不
良的原因之一。
请你运用前面学到的
知识，再查阅信息库中关
于消化器官（
87
▲ ▲ p.91）及
有关实验方法（ ▲ ▲
提出问题
探究技能
多种多样的探究方法
科学探究的方法不止实验一种，除了设计实
验以外，还可以从书籍、报刊、互联网上收集资料
p.92）
进行探究。本课题的实验探究方法也是多样的，例
的介绍，尝试分析为什么暴
如，可以在试管中用等量的唾液对不等量的淀粉进
饮暴食会引起消化不良。 行消化来设计实验，也可以利用胆汁促进脂肪的消
化来设计实验（ ▲ ▲
讨论
1. 淀粉、蛋白质和脂肪分别在消化系统的什么部位开始被消化？
2. 食物消化和吸收的主要部位在哪里？
p.93）。
作出假设
对于这个问题可能有如下一些假设。
1. 过量的食物会刺激消化道，影响食物的磨碎。
2. 消化腺分泌的消化液有限，不能消化过多的食物。
你还有其他的假设吗？第3单元 生物从环境中获取物质和能量
制订计划
分成小组，每组4~5人，选定一个假设，制订探究的计划并实施探究。
讨论交流
小组讨论交流探究方法、过程和结论，必要时可以进行辩论。
讨论
1. 经过你们小组的探究，得出了什么结论？交流探究的过程与结论。
2. 你们小组采用的探究方法是什么？利用这种方法进行探究需要注
意哪些问题？
科学·技术·社会
STS
重视饮食、运动与健康的问题
饮食和运动是影响体重的两个重要因素，而且对身体健康还会产生其他影响。
饮食、运动与健康因此成为全球关注的重要课题。世界卫生组织于2004年专门发布了
《饮食、运动与健康全球战略》，呼吁各国政府高度重视这个问题。
食物为人体提供能量，各种生命活动尤其是运动则消耗能量。如果进食量过大，
或者食物所含热量过高，而运动量不足，多余的热量就会以脂肪的形式在体内积存，使
体重增加，身体发胖。反之，进食不足，或食物品质太差，而运动量过大，则会引起消
瘦，甚至营养不良，劳动力下降。体重过高或过低都是不健康的表现，可能造成身体
抵抗力下降，易患某些疾病。所以我们
必须保持饮食与运动消耗之间的平衡。
脑力劳动者或运动量较少的人应
当加强体育锻炼，进行适宜的运动。而
饮食质量不好、消瘦的儿童则应增加食
量，增加蛋白质和脂肪的摄入，以保证
正常的生长发育，维持正常的体重。
经常运动还可以增强循环系统和呼
吸系统的功能，调节食欲，使身体保持
良好的生理状态，有利于提高学习和工
作的效率。
88第5章 人体的物质和能量来源于食物
信 息 库
89
▲ ▲ 常见食物中所含的主要营养成分和能量
营养成分（每100 g）
能量 / kJ
食物名称
（每100 g）
蛋白质/g 脂肪/g 糖类/g
大 米 7.7 0.6 76.8 1 435
小麦粉 11.2 1.5 71.5 1 439
豆 腐 8.1 3.7 3.8 339
黄 豆 35.1 16.0 18.6 1 502
马铃薯 2.0 0.2 16.8 318
菠 菜 2.6 0.3 2.8 100
冬瓜（可食80%） 0.4 0.2 1.9 46
苹果（可食76%） 0.2 0.2 12.3 218
香蕉（可食59%） 1.4 0.2 20.8 381
花生（可食53%） 12.1 25.4 5.2 1 247
牛 肉 18.1 13.4 0 795
猪 肉 13.2 37.0 2.4 1 654
鸡（可食66%） 19.3 9.4 1.3 699
鲫鱼（可食54%） 17.1 2.7 3.8 452
牛 奶 3.0 3.2 3.4 226
鸡蛋（可食88%） 12.8 11.1 1.3 653
豆 油 — 99.9 0 3 761
▲ ▲ 人体内常见无机盐及其作用
无机盐是存在于体内和食物中的矿物质营养素。已发现有20余种人体必需的无机盐，
其中含量较多的为钙、磷、钾、钠、氯、镁、硫7种元素，每天膳食需要量都在100 mg以
上，称为常量元素。另外一些含量很低，但也是人体必需的，如铁、碘、铜、锌、锰、
钴、钼、硒、铬、镍、硅、氟、钒等元素，称为微量元素。
下页是几种重要的无机盐，以及它们对人体的作用和主要来源。第3单元 生物从环境中获取物质和能量
芹菜和卷心菜 青菜
芦笋
菠菜 西蓝花
膳食纤维含量丰富的蔬菜
90
▲ ▲
钠 帮助维持内环境的平衡，有助于神经系统的传导功能，主要来源为食盐、酱
油、咸味食品等。
钙 是骨骼的重要组成部分。常见含钙丰富的食物是牛奶、酸奶、燕麦片、海参、
虾皮、小麦、大豆粉、豆制品、金针菜等。
镁 是维持骨细胞结构和功能所必需的元素。常见含镁丰富的食物是新鲜绿叶蔬
菜、坚果、粗粮等。
磷 是构成骨骼及牙齿的重要组成部分。常见含磷丰富的食物是瘦肉、蛋、奶、动
物内脏、海带、花生、坚果、粗粮等。
铁 是人体内含量最多的微量元素。常见含铁丰富的食物是肝脏、肾脏、鱼子酱、
瘦肉、马铃薯、麦麸等。
碘 是甲状腺激素的组成部分。常见含碘丰富的食物是海产品，如海带、紫菜、干
贝、海参等。
锌 具有促进人体生长发育的作用。常见含锌丰富的食物是肝脏、肉类、蛋类、牡蛎等。
日常生活中，如果注意饮食多样化，多吃糙米、玉米等粗粮，少吃动物脂肪，就能
使体内的无机盐维持正常的水平。
膳食纤维
绝大部分膳食纤维不能被人体消化和吸收，但能促进肠道的蠕动，促进食物及残渣
通过肠道，使肠道内有害物质迅速排出，有利于人体的健康。多食用一些膳食纤维含量丰
富的食物，还能促进胆固醇的代谢，有利于预防心血管疾病。此外，对于体重超标的人来
说，多食用膳食纤维含量丰富的食物既可以消除饥饿感，又不会增加体重，还有利于保持
正常体形。所以我们应该多吃一些膳食纤维含量高的食物，如蔬菜、水果等。因此，科学
家把膳食纤维列为人体必需的“第七类营养素”。第5章 人体的物质和能量来源于食物
91
▲ ▲ 维生素
维生素是人体生长和发育等生命活动必不可少的微量物质。大部分维生素不能由人
体自身合成，所以必须从食物中摄取，人缺乏维生素就会生病。维生素的种类很多，下面
介绍其中的几种。
维生素种类 含量较多的食物 不足时会出现的症状
维生素Ａ 胡萝卜、番茄、奶制品、蛋黄 夜盲症，视力减弱
维生素B 豌豆、菜豆、扁豆、猪肉、花生 神经系统炎症，脚气病
1
维生素B 奶制品、肉类、肝脏、蔬菜 口角炎
2
维生素B 肉类、蛋制品、奶制品、肝脏 贫血
12
维生素C 新鲜的柑橘类等水果和蔬菜 坏血病，对传染病的抵抗力差
维生素D 奶制品、蛋黄、鱼肝油 软骨病
▲ ▲
注：植物性食物里不含维生素A，但是在胡萝卜等植物性食物里，含有大量的胡萝卜素，它在
人体内能转变成维生素A。
人体主要的消化器官
除了小肠以外，下列器官在食物的消化和吸收中也发挥着重要作用。
牙齿 生长在上颌骨和下颌骨的牙槽里，是人体中最坚硬的器官。牙齿具有咬断、
撕裂、研磨食物的作用，也参与辅助发声。按照形态和功能的不同，牙齿可分为切牙（门
齿）、尖牙（犬齿）和磨牙（臼齿）。从外形看，每个牙齿分为牙冠、牙颈和牙根三部
分。构成牙齿的主要物质是牙本质。在牙冠外面覆盖着一层乳白色的牙釉质，它是人体中
最坚硬的物质。在牙根部分，牙本质的外面有牙骨质。在牙齿中央有一个空腔叫作牙髓
腔，里面充满牙髓，其中含有血管和神经。
切牙
牙釉质
尖牙
牙冠 牙本质
磨牙 牙髓腔
牙颈
牙骨质
血管和神经
牙根
牙齿的形态 牙齿结构模式图第3单元 生物从环境中获取物质和能量
胃 是消化道最膨大的部分，呈囊状，
位于人体的左上腹部。
胃的内壁有黏膜，里面有胃腺，胃腺能够
分泌胃液。胃液中有胃蛋白酶，能够对蛋白质
进行初步消化。
胃的容量是有限的，暴饮暴食会影响胃的
正常蠕动，使食物不能与胃液充分混合，造成
消化不良，严重时还会引起胃炎。
胰腺 是长条状腺体，横卧于腹部上方，它
分泌的胰液进入小肠。胰液中含有分解蛋白质、糖类、脂肪的多种消化酶，在消化中起非
常重要的作用。胰腺中还有一种叫作胰岛的结构，能分泌一种控制血液中糖含量的激素。
肝脏 是人体内最大的消化腺，它的大部分位于人体的右上腹部，能够分泌胆汁。
胆汁参与脂肪的消化。
肝脏除分泌胆汁外，还具有其他重要的生理功能。肝脏能将血液中多余的葡萄糖贮
存起来，在必要时供给人体需要。肝脏也能把血液里的氨基酸、甘油和脂肪酸合成为蛋白
质或脂肪。此外，肝脏还能将一些有毒的物质转化为无毒物质，随尿液或粪便排出体外。
92
▲ ▲
贲门
胃壁
十二指肠
胃黏膜
血管
幽门
胃的结构示意图
唾液消化作用的实验方法
消化液里通常含有消化酶，对食物的消化起着重要作用。唾液是由唾液腺分泌
的，含有唾液淀粉酶，可以消化分解淀粉。我们进食时，如果细嚼慢咽，就可以使食
物团块变小，增加食物与唾液的接触面积，有利于食物的消化。
实验材料：
烧杯、试管、温度计、干淀粉、清水、热水、试管架、滴管、碘酒等。
实验步骤：
（1）取2支试管，分别编号为A和B，各注入2 mL淀粉糊。
（2）用凉开水漱口后，用小烧杯收集唾液。
（3）向A试管内滴加清水2 mL，应向B试管内滴加什么溶液？
？ 37℃水
加清水2 mL 加
振荡后
保温10 min
A B
A B A B第5章 人体的物质和能量来源于食物
93
▲ ▲
（4）将2支试管振荡后放在37 ℃的水中恒温保存约10 min，然后同时取出2支试管冷却。
（5）向2支试管中各加2滴碘酒，观察2支试管内溶液颜色的变化情况。
Proteins（蛋白质）
eggs bread cheese meat milk
These food contain proteins．People need proteins to build their bodies. Children and
young men need them for growth.
▲ ▲ 胆汁参与消化作用的实验方法
胆汁不含消化酶，但它可以将脂类变成微小的颗粒，促进脂类的消化。
实验材料：
试管、烧杯、滴管、动物胆囊、食用油、清水等。
实验步骤：
（1）取2支试管，分别编号为1号和2号，然后各加入1 mL食用油。
（2）取1只鱼胆（或鸡等动物的胆囊），将胆汁挤入烧杯中备用。
（3）向1号试管中加入0.5 mL胆汁，向2号试管中加入0.5 mL清水。
（4）分别振荡2支试管，静置1 min。
（5）观察2支试管中食用油发生了什么变化。
本 章 学 到 了 什 么
一、基础巩固
1. 完成下面的过程图。
氨基酸
建造身体
经过消化产生 被小肠 用于
食物 进行生命活动
甘油、脂
提供能量等
肪酸等第3单元 生物从环境中获取物质和能量
2. 人的生长和生活离不开食物，我们能够从食物中获取的营养物质包括 、
、 、 、 和 等六大类。
3. 鉴定食物中含有淀粉，通常可以利用淀粉滴加 试剂会变成
色的特性进行检验。利用蛋白质遇到高温会 的特性，可以鉴定食物中含有蛋白
质。而脂肪往往能在纸张、布匹等上面留下“ ”。
二、能力提升
温度计
4. 小华对“验证食物中含有能量”实验的装置进行了改造。
用锥形瓶做容器，在外罩上易拉罐做的罩子，具体做法如右图所示。
易拉罐
（1）小华在锥形瓶中装了30 mL水，在这粒花生燃烧
后，锥形瓶中的水温会 ，原因是花生中 锥形瓶
的 通过燃烧被释放了出来。
（2）在这个实验中，易拉罐的作用是 。 正燃烧
的花生
（3）如果要比较一粒花生和一块核桃仁哪个所含有的能
量多，那么用上述方法实验后，比较两次测得的水温。实验结
果 （填“准确”或“不准确”）。原因是 。
5. 通过本章的学习，你了解了合理膳食、科学饮食的一些知识。请你判断下列说法
是否合理。
①早餐很重要，营养的早餐可以保证我们上午学习和工作的效率（ ）；②三餐
都要以素菜为主，因为纤维素和维生素是构建我们身体的主要物质（ ）；③糖类是提
供能量的主要物质，多吃一些含糖多的零食可以增加能量（ ）；④钙是骨的重要成
分，多吃钙片就能促使我们长得更高（ ）；⑤价钱越贵的食物含有的营养成分也越丰
富，所以父母把“好菜”都留给孩子是应该的（ ）。
6. 人体的消化系统由消化腺和消化道组成。消化道是消化食物和吸收营养物质的场
所，消化腺能够分泌消化酶帮助食物消化。请根据要求回答下列问题。
（1）将下列消化器官与其具有的相应功能用线连起来。
胃 分泌唾液，初步分解淀粉
肝脏 分泌胆汁，促进脂肪的消化
大肠 分泌胃液，对蛋白质进行初步消化
小肠 食物消化和吸收的主要场所
唾液腺 吸收少量水分和无机盐
（2）人体最大的消化腺是（ ），食物残渣形成粪便的部位是（ ），脂肪的
消化主要是在（ ），蛋白质在消化酶的作用下分解成（ ）才能被小肠吸收。
A. 葡萄糖 B. 氨基酸 C. 肝脏 D. 大肠 E. 小肠 F. 胃
94第 6 章
生物之间的食物关系
你在电视中看过猎豹
捕食羚羊的场面吗？你看见
过蜜蜂采蜜和猫捉老鼠吗？
在生物圈中，动物和人一
样，需要不断从食物中获取
物质和能量。通过本章的学
习，你将了解各种生物之间
“吃与被吃”的食物关系，
以及其中发生的物质循环和
能量流动。
学习要点
●食物链和食物网
●食物链和食物网是物质
循环与能量流动的渠道
●生物防治
活动提示
●分析农田附近生物之间的
食物关系
●绘制食物链和食物网
●设计生物防治方案第3单元 生物从环境中获取物质和能量
第1节 食物链
中国有句成语 ——“螳螂捕蝉，黄雀在后。”这句成语借用了自然界生
物之间常见的捕食现象来表达寓意，蝉是螳螂的“美餐”，螳螂却又是黄雀的
“佳肴”。在自然界中，各种生物之间普遍存在着“吃与被吃”的关系。
谁吃谁
分析农田附近生物之间的食物关系
超链接——语文
下面的几种生物在农田附近常常可以
见到：青草、蚱蜢、青蛙、鸡、蛇、鹰。 “螳螂捕蝉，黄雀在后。”
你知道这些生物谁吃谁吗？分组进行下面 这句成语比喻只看见前面有利可
的活动。 图，不知道祸害就在后面。
图6-1 谁吃谁
将稍微厚些的纸剪成边长为2～3 cm的正方形卡片，分别在上面写上这6种
生物的名称，每种卡片多准备几张。再准备一些胶水或回形针。按照“吃与被
吃”的关系将相关生物用带箭头的纸条连起来。例如：
青 草 蚱 蜢 鸡 鹰
96第6章 生物之间的食物关系
图6-2 食物链
1. 通常一条食物链中的起点生物是什么？这类生物属于生态系统的什
么成分？
2. 食物链中的动物属于生态系统的什么成分？根据动物所吃的食物
不同（
97
▲
注意：一定要按照“吃与被吃”的关系将被吃的生物排在前面，吃它的
动物排在后面，并在它们之间画上箭头，箭头必须指向后面的动物。将这些
“链”小心地夹在笔记本里保存好，下节课的学习还可以利用。
你连出了几条链？这些链表示了生物之间的捕食关系。例如，蚱蜢吃青
草，鸡吃蚱蜢，鹰又会吃鸡。在一定区域内，各种生物之间由于食物关系所形
成的联系就叫作食物链（food chain）。
一条食物链一般包含3～5个环节。食物链所包含的环节少，食物链就简
单；反之，食物链就复杂。例如，“小麦→田鼠→鹰”这条食物链就包含了
3个环节，是一条简单的食物链。图6-2中，“青菜→菜青虫→鸡→黄鼠狼→狐
狸”这条食物链包含了5个环节，是一条比较复杂的食物链。
讨论
p.105），可以将它们分成哪几类？
不同生态系统中，生物的种类不同，其中的食物链也是多种多样的，但是
各种食物链一般都具有如下特点：一是食物链通常是由绿色植物开始的；二是
位于食物链中第2个环节的生物通常是植食性动物；三是位于食物链中其他环
节的生物大多是肉食性动物。第3单元 生物从环境中获取物质和能量
分析食谱中生物之间的食物关系
在我们日常的食物中，有些来自植物，有些来自动物。
水果 猪肝 牛奶 蜂蜜 胡萝卜
芹菜
菠菜 花生 米饭 鸡蛋
面包
猪肉 马铃薯 鱼
番茄 豆油
图6-3 我们的日常食物
选一份你的午餐食谱，分析其中的食物涉及了
植物类 动物类
哪些生物，并将这些生物的名称填写在表格中。
米饭—水稻 鸡蛋—鸡
例如，米饭来自水稻，鸡蛋来自鸡，豆油来自
豆油—大豆 猪肉—
大豆等。
仔细分析这些动植物之间的食物关系，以及它
们与人的食物关系。你能连出食物链吗？
讨论
1. 人类的食物涉及一些动物，举例说明这些动物所吃的食物是什么。
2. 你选的这份午餐从哪几条食物链中获得了物质和能量？写出它们
所涉及的食物链。
3. 你认为在这些食物链中，人也是食物链的组成成分吗？如果是，
人分别位于食物链的哪个环节？
天敌与农林害虫
啄木鸟被人们称作“森林医生”，猫头鹰被人们誉为“农田卫士”。它们
为什么会有这么高的荣誉？结合下页的两幅图，谈谈你的观点。
98第6章 生物之间的食物关系
图6-4 啄木鸟啄食树干里的害虫 图6-5 猫头鹰捕捉田鼠
在农作物的生长过程中，害虫的暴发常常给农业生产带来极大的危害和损
失。人们从生物的食物链中得到启发，利用天敌对农林害虫进行生物防治。
生物防治的方法有很多种，利用天敌防治有害生物的方法最为普遍。因为
每种害虫都有一种或几种天敌，利用天敌防治能有效抑制害虫的大量繁殖。
我国研究出一些较好的生物防治方法，例如，用七星瓢虫防治棉蚜虫，用
赤眼蜂防治松毛虫、稻纵卷叶螟，用杀螟杆菌防治三化螟、松毛虫等，都取得
了较好的效果。
运用所学的食物链知识，你能否设计一个针对松树林的虫害进行生物防治
的方案？
设计生物防治的方案
松毛虫是一种常见的危害松树的害虫（图6-6）。请你查阅信息库（
99
▲ p.106）
或其他资料，选择一种松毛虫的天敌，并设计一个可行的方案来防治松毛
虫。分小组制订生物防治方案，选派一名代表向全班同学进行介绍。
设计利用天敌防治害虫的方案，不仅要选择有效的天敌，还要充分考虑
这些天敌的饲养，以及放飞的时间和方法，有的时候还要考虑怎样回收天敌
以便下次防治时再利用，同时必须考虑是否会影响生态平衡。
图6-6 松毛虫及其对松树的危害第3单元 生物从环境中获取物质和能量
讨论
1. 利用生物防治虫害有什么意义？
2. 田里的青菜上长了许多菜青虫，一个低年级的小学生把妈妈养的
几只老母鸡放到田里，用老母鸡来防治菜青虫。你认为这样的方
案可行吗？如果不行，你能设计一个更好的方案吗？
DIY
动 手 做
寻找食物链
下图是某个生态系统中的部分生物，根据图中动物的食性，找出各种生物之间的
食物关系。想一想：鹰和狐狸可以分别从哪几条食物链中获得营养物质和能量？
猫头鹰
鹰
狐狸
鼠
野兔
啄木鸟
昆虫
草 谷类
蔬菜
科学·技术·社会
STS
用捕食螨成功防治柑橘害虫
捕食螨是以柑橘红蜘蛛、锈壁虱等害虫为食的一种益虫。用捕食螨防治柑橘红蜘
蛛和锈壁虱，可以代替化学防治，是一种无公害、绿色环保的技术。该技术已在全国
多个县市推广，控制害虫的效果达到85% ~ 90%，减少农药使用次数一半左右，降低
40%~60%的防治费用，效果明显。该项科研成果荣获2008年国家科技进步奖二等奖。
100第6章 生物之间的食物关系
第2节 食物网
在生态系统中，各种生物之间因食物关系所形成的食物链往往不止一
条。一种动物可以吃多种生物，例如，鸟可以吃草籽，也可以吃昆虫；一
种生物也可以被多种动物所吃，例如，兔可以被狼吃，也可以被狐吃。因
此，在同一个生态系统中，各种生物之间形成了错综复杂的食物关系。
错综复杂的食物关系
绘制食物网
取出上一节课自己制作的食物链卡片。将食物链中
相同的生物重叠起来，各条食物链就相互交叉连接起
来，形成一个复杂的网状结构，这个网状结构叫作食物
网（food web）。
图6-7表示一个常见的食物网，它是由多条食物链
相互交叉形成的。请仔细观察这个食物网，分小组进行
讨论。
图6-7 食物网
101第3单元 生物从环境中获取物质和能量
讨论
1. 图6-7食物网中有几条食物链？
2. 想一想：如果这个生态系统中的植物全都枯死了，哪些生物的生
存会最先受到影响？其他生物会受到影响吗？
能量在食物链（网）中的流动
在生态系统中，各种生物都需要能量进行生长、发育等各种生命活动。
几乎所有的生态系统所需的能量最终都来自太阳。绿色植物是生产者，是生
态系统中动物的最终食物来源。生产者通过光合作用把太阳能（光能）转化为
化学能，然后通过食物链（网）传递给消费者、分解者，在这个过程中进行着
物质循环和能量流动。
在生态系统中，能量是沿着食物链（网）逐级传递的。当某一种动物吃
食物时，它便从食物中获得能量。当这种动物又被其他动物捕食，能量就又流
动到其他动物的体内。因此，能量在食物链（网）中的流动总是遵循这样的规
律：从绿色植物开始，流向植食性动物，再流向肉食性动物。例如，野兔吃青
草、嫩叶，能量从植物流向野兔；狐狸吃野兔，能量就从野兔流向狐狸（图
6-8）。在另一条食物链中，能量也可从植物流向田鼠，再流向蛇，然后流向
鹰，但都不能逆转。由于绿色植物将获得的大部分能量用来进行自身的各种生
命活动。因此，一般来说，位于食物链第二环节的植食性动物仅能获得绿色植
物很少的一部分能量，而位于第三环节的肉食性动物获得的能量更少。
图6-8 食物链中能量的来源及流动
102第6章 生物之间的食物关系
讨论
由于人为大量捕杀，造成野兔数量骤减，在这个生态系统中，
其他生物的数量会发生什么变化？根据能量在食物链中流动的原
理，解释为什么会出现这样的变化。
人类活动对食物链（网）的影响
食物链（网）是生态系统的营养结构。如果食物链（网）受到人为破坏，
生态系统会受到怎样的影响？阅读下面的资料，然后进行分析、讨论。
资料一 “野味”
过去，一些野生动物曾经是人们餐桌上的美味佳肴，致使我国野生动物
资源遭受破坏，许多物种已濒临灭绝。
田鼠是农田害兽。过去农田里的田鼠数量比较稳定。据调查，近几年有
些地方农田里的田鼠数量猛增，如某地每年农田受鼠害面积达135 000 ha，给
农业生产带来巨大的损失。
下面是某边境地区野生动物交易的有关资料，以及该地区1954~2002年平
均每公顷土地捉到的田鼠数量统计图。
某市场的一日野生动物交易统计表
动物种类 猕猴 猫头鹰 竹鹰 灵猫 巨蜥 眼镜蛇 五步蛇 翠青蛇 金环蛇 草花蛇
每日交易数额/只 300 490 100 50 1 710~2 280
平均每公顷土地
田鼠的数量 20
（单位：只/公顷）
15
10
5
年份
0
1954 1963 1975 1983 1993 2002
1954~2002年平均每公顷土地捉到的田鼠数量统计图
103第3单元 生物从环境中获取物质和能量
资料二 “打狼”
20世纪初，美国的一个州为了
保护鹿群，曾对狼进行大量的捕
杀。随着狼群的消失，得到保护的
鹿迅速繁殖，数量急剧增多，在短
时间内总数超过10万只。结果，森
林中的树木、草地遭到极大破坏。
接下来的灾难又降临到鹿群，饥饿和疾病使鹿群的数量迅速下降到4万只。
讨论
1. 根据资料一，分析造成这个地区田鼠数量变化的原因。
2. 根据资料二，分析狼在这个生态系统中具有什么作用，怎样才能更
有效地保护好鹿。
3. 通过对上述资料的分析，谈谈人类应当如何实现人与自然和谐发展。
在生态系统的食物链和食物网中，处在每一个环节上的生物都很重要，而
且它们之间有着紧密的联系。有时一种生物消失，就会使这个食物链中断，使
捕食这种生物的生物数量锐减，甚至消失，从而影响整个食物链和食物网，甚
至危及生态系统的平衡与稳定。
DIY
动 手 做
食物链和食物网的角色扮演游戏
在自然界中，要观察食物网的全貌是很困难的。选择一个生态系统，由同学
分角色扮演其中的动物和植物，了解它们形成的食物网。
104第6章 生物之间的食物关系
科学·技术·社会
STS
有害物质通过食物链积累
生态系统中的能量流动和物质循环是沿着食物链进行的，同时，一些有害物质也
随着食物链而积累起来。以DDT为例，DDT是第二次世界大战期间瑞典科学家米勒发
明的，由于DDT的杀虫效果，米勒因此获得诺贝尔奖。然而DDT进入水体后，能被水
生生物逐级积累，危害生命。如果某河水中DDT的含量（体积比）为3×10-12，那么，
河里浮游生物体内DDT的含量就为3.9×10-8，是河水的1.3万倍；食草鱼体内的DDT
含量为5.1×10-7，是河水的17万倍；食肉鱼的体内的DDT含量为1.98×10-6，是河水
的66万倍；如果鸭子以鱼为食，则体内的DDT含量为2.5×10-5，达到河水的833万
倍。DDT目前已被许多国家禁用。
生物通过食物链的积累作用并不都有害处。例如，可以利用生物的积累作用监测
环境中的微量有害物质；也可以利用一些生物对某些物质特有的积累能力，作为聚集
稀有资源（如金、钴、钽等）的手段。
鸭子 水（3×10-12）
（2.5×10-5） 浮游生物
（3.9×10-8）
食草鱼
（5.1×10-7）
食肉鱼
（1.98×10-6）
信 息 库
105
▲ 动物的食性
根据动物摄取的食物不同，可以将动物分成以下3种类型。
肉食性动物 又叫食肉动物，是以其他动物为食的动物。一般来说，它们的体型比
被捕食的动物大而强壮，例如，狮、虎、豹的体型比被它们捕食的斑马、黄羊等动物强壮
得多。有的动物体型虽小，但能吃掉比它体型大的动物。第3单元 生物从环境中获取物质和能量
植食性动物 又叫食草动物，是以植物为食的一类动物。例如，马、牛、羊，以及
池塘里的草鱼等。
杂食性动物 既以植物为食，又以动物为食的动物。例如，猪、鸡等。
106
▲ 怎样选择天敌
松毛虫、金龟子等害虫的天敌是灰喜鹊。南京市老山林
场、江苏省虞山森林公园、宁夏回族自治区银川市银西项目区
放养了大量的灰喜鹊，有效地防治了松毛虫、金龟子等害虫。
选择天敌防治害虫时，要注意选择那些只吃害虫，而不吃
被保护的庄稼或树木的动物种类。例如，鸡非常喜欢吃菜青虫
等害虫，但是它也吃青菜、庄稼、蚯蚓等，所以我们不能选择
鸡来防治菜青虫。
选择天敌时还要注意这些天敌易于人工饲养和使用。例
如，灰喜鹊可以人工驯养，在需要的时候将它们放飞出去捕食
松毛虫，害虫减少时可用哨音等方法再将它们召回，人工补食。
▲ ▲
灰喜鹊
外来物种对生态系统的影响
2002年，一种叫食人鲳的生物引起了人们的关注。食人鲳原产巴西亚马孙河流域，
由于具有艳丽的体色，成为一种时尚的观赏鱼类。食人鲳不仅捕食鱼类，而且也会攻击
经过其所在水域的其他动物。食人鲳一旦流入我国水域，将会破坏自然水域的食物链，
威胁我国的本土鱼类，从而对水域生态环境造成严重的影响，给我国渔业资源和生产造成
重大损失。
大米草原产英国南海岸，它的根系发达，耐盐性强，能在其他植物不能生长的海滩
生长。大米草形成密集草丛后，就可以抵抗海边较大的风浪，保护海堤，而且可以提高海
滩土壤肥力。20世纪70年代，我国将大米草引种到东部沿海的海滩。由于大米草繁殖力很
强，蔓延极其迅速。大米草占据了大片海滩以后，就会抑制其他植物的生长，妨碍水生动
物的生活，最终成为令人头痛的公害。针对
大米草的泛滥，一些国家采用火烧、砍伐、
生物防治的方法对大米草进行治理，然而收
效甚微。最近我国科技人员从大米草中提取
出多糖，在转害为利方面找到了一条途径。
长期以来，人们对外来生物入侵缺乏认
识，有些地方盲目引进外来物种，现在已经
给我国的生态环境带来了巨大的危害，给国
江苏沿海滩涂的大米草第6章 生物之间的食物关系
民经济造成了严重的损失。
目前，几乎在我国所有的生态系统，如森林、农业区、水域、湿地、草地、城市居
民区等地方，都可见到外来物种入侵的现象。水葫芦、牛蛙、豚草、紫茎泽兰、飞机草、
薇甘菊、空心莲子草等，都是目前给我国的生态环境造成巨大危害的外来入侵物种。
107
▲ ▲ 利用食物链的知识造福于人类——生态农业
猪粪、牛粪
栽培蘑菇
蚕沙喂猪
桑
粮 叶
食 喂
粪 、 蔬 蚕
便
菜
沼 粪
喂
气 便 牲
发 喂 鱼 畜
燃料 酵 鱼 食 喂
照明 粮
桑树、粮食、蔬菜
塘
泥
肥
田
沼气发酵
沼渣肥田
生态农业示意图
在农业生产上，运用生态学的原理，将食物链的知识运用于传统的农业生产，取得
了丰厚的经济效益。例如，人们用种植的粮食、蔬菜和饲草喂养猪、羊、鸡、兔、鹌鹑等
食草的动物，还能用宰杀的猪、羊、鸡的废弃内脏来喂养水貂、艾鼬等食肉动物。这些动
物的高档皮毛可以造福于人类，它们排出的粪便和植物碎叶还能喂养蚯蚓和苍蝇，蚯蚓、
苍蝇及蝇蛆又能作为动物的高蛋白饲料。
▲ ▲ Food Chain（食物链）
All living things（生物） need food. Food gives them energy（能量）and the substances
（物质）． Living things need energy and substances to build their bodies．For example，the
bird eats the snail（蜗牛），and the snail eats the leaf（叶）．Thus，the bird，the snail and
the plant make up（组成）a food chain．第3单元 生物从环境中获取物质和能量
本 章 学 到 了 什 么
一、基础巩固
1. 完成下面的过程图。
通过 从 流向
食物链和食物网 生产者 和
2. 在生态系统中，各种生物之间的关系不仅仅是形成一条条简单的食物链，而且许
多食物链相互交叉连接成 。科学家从食物链和食物网中得到启发，想出了
利用农林害虫的天敌防治害虫的方法，叫 。
3. 如果生态系统中的 和食物网遭到破坏，生态系统将失
去 和稳定。
4. 下列各项中，表示一条食物链的是（ ）。
A. 阳光 → 草 → 昆虫 → 食虫鸟 B. 昆虫 → 食虫鸟 → 蛇 → 猫头鹰
C. 草 → 鹿 → 野兔 → 狼 D. 草 → 昆虫 → 食虫鸟 → 蛇
二、能力提升
5. 右图所示的是某个草原生态系统中的食物网，请 狼
鹰
据图回答下列问题。
（1）在此生态系统中，所需要的能量都来
自 。生产者是 ，它是生态系统中 蛇 野兔 鹿
所有 的来源。
（2）这个食物网含有 条食物链，写出其中
鼠
的一条食物链： 。
草
（3）食物链和食物网中的箭头表达的意思是 。
6. 根据食物链、食物网以及能量流动的知识，请你说说如何保护生态系统。你自己
打算怎么做？
7. 某同学制作小生态瓶时，首先在广口瓶底部铺一层10 mm厚的池泥，再铺上一层薄
的洗净的沙，然后沿瓶壁加入大半瓶水，并放入一些水生植物和小鱼、蜗牛等动物，最后
将广口瓶密封。经过一段时间，该小生态瓶成了相对稳定的生态系统。请回答下列问题。
（1）小生态瓶内含能量最多的生物是 ，此生态系统的分解者
存在于 中。
（2）为了保证该生态系统有源源不断的能量供应，应将该小生态瓶放在何处？
（3）如果要探究生产者在生态系统中的作用，怎样设计实验？
108第 7 章
能量的释放与呼吸
能量是生物圈中一切
生命活动的动力。根的生
长、鸟的飞翔、人的学习
和劳动……无不显示出能
量在生命活动中的威力。
那么，储藏在有机物中的
能量是如何释放出来供生
物体使用的呢？通过本章
的学习，你将了解生物体
通过呼吸作用获得能量，
以及保持人体呼吸系统健
康的重要意义。
学习要点
●生物的呼吸作用
●呼吸系统的组成与功能
活动提示
●验证呼吸过程中气体的
变化
●探究种子呼吸过程中释
放热量
●模拟胸部呼吸运动的实验
●分析吸入气体和呼出气体
的成分变化第3单元 生物从环境中获取物质和能量
第1节 能量的释放和利用
我感到又冷
我爬不
又饿！
动了！
能量的释放
当我们剧烈运动时，体力会大量被消耗，需要补充食物获得能量；当人们
感觉饥寒交迫时，需要补充食物获得热量。实际上，储存在食物中的能量并不
能直接被人利用，营养物质经过人体的消化和吸收进入细胞以后，其中的能量
经过一定过程被释放出来才能供生命活动利用。那么，能量是如何释放出来的
呢？通过下面的活动，你也许会得到启发。
小资料
体验能量释放与呼吸的关系
每分钟的呼吸次数叫作呼
全班同学分为4～5人一小组，分别完成
吸频率。成年人平静时的呼吸
以下的实验。小组同学轮流测量在不同生活 频率为每分钟16～18次，一般
女性比男性多1～2次。儿童少
状态下，每个人每分钟的呼吸次数，并将测
年大约为每分钟20次。
量的结果记录在下面的表格中。
安静时 迅速起蹲1 min后 休息5 min后
第一人
第二人
每分钟呼
吸的次数
第三人
第四人
统计平均值
110第7章 能量的释放与呼吸
在上面的活动中，我们体验了能量释放与呼吸的关系。我们通常所说的
呼吸是指人体或动物体吸入氧气，呼出二氧化碳的生理现象。植物体的呼吸
（
111
▲
讨论
1. 计算出表中各项平均值，比较人体在3种状态下的呼吸频率是否
有差异。
2. 这3种状态中哪一种消耗的能量最多？消耗能量的多少与呼吸频
率有什么关系？
3. 能量的释放与呼吸密切相关吗？说说你的理由。
p.125）同样要发生这样的气体变化。
验证呼吸过程中气体的变化
二氧化碳具有使澄清石灰水变浑浊的特性。氧气可以助燃。以下两组实
验就是按照这些原理设计的。全班同学分为4～5人一小组，分别完成其中的
一组实验，并交流实验结果。
第一组
1. 取A、B两只塑料袋，在A袋内装入新
鲜菠菜或其他的新鲜蔬菜如豆芽等，B袋
实验材料和用具
内不放任何材料。分别将A、B两袋的袋口
锥形瓶、塑料袋、橡皮
密封。
管、菠菜、澄清的石灰水等
A
超链接——化学
B 澄清石灰水里的氢氧
化钙，遇到二氧化碳时，
会与之发生反应，生成白
色碳酸钙沉淀。
图7-1 植物的呼吸实验（一）第3单元 生物从环境中获取物质和能量
2. 将两只袋子放到黑暗处，24 h后取出。
3. 把A、B袋内的气体分别通入装有澄清石灰水的两个锥形瓶中，观察和
记录石灰水的变化，分析实验结果。
实验材料和用具
第二组
1. 取等量的用沸水处理过的菠菜和新鲜的菠 菠菜、广口瓶、
菜，分别装入甲、乙两只广口瓶中，同时放在温暖 火柴、蜡烛等
处，并封闭、遮光处理。
2. 24 h后分别将点燃的蜡烛迅速伸入甲、乙两瓶中，观察蜡烛的燃烧情
况，分析实验结果。
新鲜的菠菜
沸水处理
过的菠菜
图7-2 植物的呼吸实验（二）
呼吸是生命的标志。我们将生物体的细胞分解有机物，生成二氧化碳和
水，同时释放能量的过程称为呼吸作用。自然界中，绝大部分生物体细胞内，
有机物氧化分解的过程都在有氧的条件下才能完成。缺少氧，呼吸作用就不能
正常进行（
112
▲ ▲ p.126）。
英国化学家法拉第把呼吸比喻为“生命现象的燃烧过程”。储存在生物
体内的有机物在氧的参与下，“燃烧”释放出的能量主要有哪些表现形式呢
（ ▲ ▲
甲 乙
讨论
1. 第一组实验中的石灰水发生了怎样的变化？第二组实验中的火焰
发生了什么变化？原因各是什么？
2. 通过上述实验，你得出的结论是什么？实验时为什么要把植物在
黑暗中放置24 h？
p.126）？第7章 能量的释放与呼吸
探究种子呼吸过程中释放热量
家住农村的同学也许有这样的体会：夏收时，农民把刚收下的小麦种子
堆放在晒场上，如果把手插进麦种堆里，感觉里面是暖和的。如果把手插进
已经晒干的麦种堆里，则手的感觉就不一样了。
热量是从
这种子堆 哪来的呢？
是湿的，里面
好热！
提出问题
潮湿的种子堆里的热量是从哪里来的？针对这个问题，设想可能的原因是
什么。
作出假设
制订计划
分小组，每组同学4～5人，根据提出的假设设计实验方案。
提示：探究这类问题采用对比实验的方法最好。我们可以选择不同状态的
种子，观察它们在相同的条件下，是否能释放热量。也可以选择同种状态下的
种子，观察它们在不同的条件下，产生热量的变化。
实施计划
根据实验方案进行实验，注意观察实验现象，并记录实验结果。
1. 实验开始时，记录不同状态种子的最初温度。
2. 24 h以后，观察不同状态种子的温度发生的变化。
113第3单元 生物从环境中获取物质和能量
保温瓶
夹子
种子
棉花
温度计
图7-3 种子产生热量的实验装置示意图
生物体在呼吸作用过程中产生的能量，一部分以热能的形式释放出来，另
一部分以化学能的形式贮存在一种叫作ATP（三磷酸腺苷）（
114
▲ ▲
1. 根据实验的结果，你们小组得出的结论是什么？
2. 向全班同学介绍你们小组实验成功或失败的原因。
3. 绿色植物既能进行光合作用，又能进行呼吸作用。阅读信息库中
的有关内容，请你从能量和物质两方面，分析、比较光合作用和
呼吸作用的区别与联系（
p.126）的物
质中。
能量的利用
生物体通过呼吸作用将体内的有机物不断分解并释放能量，这些能量被生
物体的各项生命活动所利用。图7-4中的这些生物的生命活动都需要能量，你
还能举出更多的事例来说明吗？
▲
种子状态 温 度 最初的温度 24 h后的温度
如果你提出的假设认为热量是由萌发的种子产生的，可以参考图7-3的实
验装置，设计实验方案。将保温瓶倒置可以使瓶内的热量不易散失掉。
讨论
p.125）。第7章 能量的释放与呼吸
胃肠蠕动
肌肉收缩
植物开花
ATP
唾液分泌
睡觉
图7-4 能量释放与生命活动
讨论
1. 将你列举的事例介绍给其他同学。
2. 想一想：为什么睡觉也要消耗能量？
生物体在呼吸作用中释放的热能可以用来维持体温，例如，人、哺乳动
物、鸟类等恒温动物维持体温的恒定；而ATP既像一个能量“贮存库”，又像一
个能量“传递员”，直接提供维持生物体各项生命活动的能量。
DIY
动 手 做
收集呼吸作用在生产、生活中应用的资料
你了解呼吸作用的原理在人类生产、生活中的应用吗？用你所学的知识或上
互联网查阅资料，对下图中的现象作出解释（
115
▲ ▲ p.127），写一篇小报告。
储藏蔬菜、水果 晾晒谷物 给作物松土第3单元 生物从环境中获取物质和能量
第2节 人体的呼吸
潜水员在进行潜水作业前，总要仔细地检查呼吸器具和氧气瓶，因为
呼吸是一件生命攸关的事。在呼吸过程中，空气中的氧被源源不断地送到
身体各部分的细胞中。那么空气中的氧是如何到达人体内部的呢？下面我
们就来探讨这个问题。
感受呼吸
我们一起来感受一下呼吸吧。把一只手轻轻
地放在胸部下侧，另一只手放在鼻腔前，缓慢地
吸气和呼气，仔细体验一下：呼吸时，我们鼻孔
前面的空气有什么变化？我们的胸部发生了什么
变化？想象一下气体进出体内的途径。
观察人体的呼吸系统
人体的呼吸是由呼吸系统来完成的。空气从
外界环境到肺的过程中，经过了一系列器官，这些器官保证了进入肺里的气
体清洁、温暖、湿润。仔细观察人体呼吸系统模式图（图7-5），认识呼吸
系统是由哪些器官构成的，它们各自有什么功能。
116第7章 能量的释放与呼吸
鼻的腔内有鼻毛，鼻
黏膜有丰富的毛细血
咽是气体与食物共同 管，且能分泌黏液
的通道
喉是气体的通道，也
是发声的器官
气管是气体的通道，
其内表面有纤毛，还能
分泌黏液
肺是呼吸系统的主
支气管是气管进入左
要器官，是气体交换
右两侧肺的分支，末端
的场所
形成许多肺泡
膈
肋骨
图7-5 人体呼吸系统模式图
人体的呼吸系统由呼吸道（
117
▲
讨论
1. 人体呼吸系统是由哪些器官组成的？其中最重要的器官是什么？
请说明理由。
2. 气体进出肺的通道由哪些器官组成？你认为进入肺内的气体变得
清洁、温暖、湿润的原因是什么？
p.125）和肺两部分组成。呼吸道是气体进
出肺的通道。肺是呼吸系统的主要器官，是气体交
换的场所。人体在进行生命活动的过程中，通过呼
吸系统，从大气中摄取所需要的氧，排出所产生的
二氧化碳。
人的肺呈半圆锥形，左右各一，位于胸腔内。
左肺分两叶，右肺分三叶（图7-6）。左、右支气
管分别进入左、右两侧肺内，并且不断分支，愈
分愈细，最后在末端形成很多肺泡，总数约有7亿
个。每个肺泡的壁很薄，只由一层细胞构成，外面
包绕着毛细血管。这种结构特点有利于气体交换。 图7-6 人肺的模型第3单元 生物从环境中获取物质和能量
超链接——数学
如果把人体所有的肺泡
一一展开铺平，其面积约
达130 m2，大约相当于30张
支气管
乒乓球桌的桌面面积。
肺泡
毛细
血管
气管
图7-7 肺的结构示意图
呼吸运动
当你进行呼吸时，感受到胸廓的起伏了吗？是什么力量使得胸廓运动的
呢？胸廓的变化与人体完成呼吸有什么关系？胸廓是由脊柱、肋骨和胸骨组成
的。肋骨间有肋间肌，胸廓的底部有膈。肋间肌包括肋间外肌和肋间内肌。膈
肌是人和哺乳动物体内分隔胸腔和腹腔的肌肉。肋间肌和膈肌有规律地收缩和
舒张，有助于胸廓的舒张和收缩，由此使肺有规律地张缩，使空气进入肺，又
使废气排出体外，这就是平时所说的呼吸，它包括呼气和吸气两个过程。
模拟胸部呼吸运动的实验
图7-8的装置中，玻璃钟罩代表胸廓，气球代表肺，橡皮膜代表膈。用手
向上顶橡皮膜，再放松橡皮膜。观察当“膈”的位置发生变化时“肺”的容
积有什么变化。
118第7章 能量的释放与呼吸
玻璃管（气管）
玻璃管（支气管）
气球（肺）
玻璃钟罩（胸廓）
橡皮膜（膈）
图7-8 模拟呼吸运动的模式图
观察人体呼吸运动示意图
结合模拟实验，观察肋骨、胸骨、膈的状态，分析胸廓容积变化的原
因，以及胸廓容积的变化与气体进出的关系（图7-9）。
气体被吸入体内 气体被排出体外
胸骨
膈顶部上升
膈顶部下降
肋骨上升 肋骨下降
吸气时胸廓扩张，肺的容积增大 呼气时胸廓缩小，肺的容积缩小
图7-9 人体呼吸运动示意图
119第3单元 生物从环境中获取物质和能量
讨论
1. 将模拟实验和观察示意图分析的结果填入下面的表格中，并和
同学交流。
肋骨位置 膈的位置 胸廓容积 空气进出
呼吸状态
变化情况 变化情况 的大小 肺的状况
吸气
呼气
2. 人体吸气时，外界气体是如何进入肺的？呼气时，肺内气体又
是如何排出体外的？
人体在平静状态下呼气时，膈肌舒张，膈顶部上升，肋间外肌同时舒张，
肋骨下降，这样，胸廓的容积就缩小了，肺随着回缩，肺内气体通过呼吸道排
出体外；人体在平静状态下吸气时，除了膈肌收缩、膈顶部下降以外，肋间外
肌也同时收缩，肋骨上升，这样，胸廓的容积就增大了，肺随着扩张，外界空
气通过呼吸道进入肺。
人体在进行深呼吸时，胸廓的容积会更加扩大或缩小，吸入或排出的气体
就会更加多一些。人体在进行剧烈运动时，不但呼吸的深度发生变化，呼吸的
频率也相应增加。
人体通过呼吸运动，使胸廓容积有规律地扩大与缩小，从而完成外界气体
与肺内气体的交换。
气体交换
外界的气体进入肺内以后，因为发生了气体交换，气体的成分发生了变
化，肺泡内气体交换的过程又是如何实现的呢？
分析吸入气体和呼出气体的成分变化
实验材料和用具
方 法
1. 参考图7-10所示实验器具。 试管、夹子、橡皮管、玻
璃管、澄清的石灰水等
120第7章 能量的释放与呼吸
呼吸处
气体进口 气体出口
澄清的石灰水
A B
图7-10 人体呼吸产生二氧化碳的实验示意图
2. 用口在装置的呼吸处缓慢地吸气与呼气。吸气时，用夹子夹紧B试管的
橡皮管；呼气时，用夹子夹紧A试管的橡皮管。
3. 记录A、B两支试管内石灰水的变化，并结合下表中的数据，分析实
验结果。
人体吸入气体、呼出气体成分含量比较
成 分 吸入气体/% 呼出气体/%
氧 气 20.96 16.40
二氧化碳 0.04 4.10
其他气体 79.00 79.50
讨论
1. 在实验中，吸气时用夹子夹紧B试管橡皮管的目的是什么？试管
中的石灰水有没有变化？呼气时用夹子夹紧A试管橡皮管的目的
是什么？试管中出现了什么现象？
2. 分析实验结果，人体吸入气体和呼出气体的成分含量发生了怎样
的变化？变化的原因是什么？
观察人体内气体的交换过程
气体能够交换是由于气体的扩散作用。例如，在房间里放一束香花，我
们在房间的每个角落都能闻到香味，这是香气在空气中扩散的结果。气体都
121第3单元 生物从环境中获取物质和能量
能从浓度大的地方向浓度小的地方扩散， 肺泡
直到两边浓度相等为止。 二氧化碳 氧气
人体内的气体交换也是通过气体的
扩散作用来完成的。由于肺泡壁和毛细
红细胞
血管壁都只有一层细胞，所以气体能够
迅速扩散。
血液循环
吸气时，进入肺泡的氧穿过肺泡壁
以及缠绕在肺泡壁上的毛细血管壁进入
血液，血液流动将氧带到身体的各个组
织细胞。而组织细胞利用氧分解有机
二氧化碳 氧气
物，产生的二氧化碳进入血液，当血液
流经肺部毛细血管时，血液中的二氧化
碳穿过毛细血管壁和肺泡壁进入肺泡， 组织细胞
再通过呼气排出体外（图7-11）。 图7-11 人体内气体交换和运输示意图
运动对呼吸的影响
平时缺乏运动的人，只要稍微进行剧烈的活动，就会上气不接下气，这是
因为需要通过增加呼吸次数来满足身体对氧的需要。呼吸功能的强弱直接影响
到人的生活、工作和学习。我们可以通过测定肺活量（vital capacity），来检
测一个人的呼吸功能。
测定肺活量
实验材料和用具
方 法
肺活量计、酒精棉球等
1. 将肺活量计
调到测定状态。
2. 全班同学根据平时运动量的大小，组
成6～8人一小组（男女生分开）进行测定。
受测同学保持自然状态，尽力深吸气，然后
再尽力呼气。将每个人的测定结果记录在下
页的表格中，计算平均值。
测定肺活量
122第7章 能量的释放与呼吸
学生 1 2 3 4 5 6 7 平均值
肺活量／
mL
3. 根据各小组的实验数据，参考p.103的统计图绘制下图。（纵轴表示每
组平均肺活量值，横轴表示小组）
平均肺活量/ mL
0 组别
第一组 第二组 第三组 第四组
肺活量是人体呼吸功能的重要指标，肺活量的大小说明一个人肺部的换
气能力，它反映呼吸器官的最大工作能力。肺活量随着性别、年龄、身高、体
重、胸围、健康状况等不同有很大差异。对于青少年来说，肺活量能衡量生长
发育和健康水平的状况。
人体发生多种影响肺部健康的疾患，如气管炎、哮喘、肺炎等，会使肺活
量降低。所以要积极地进行体育运动，使肺部得到锻炼，增加肺活量。大量实
验证实，经常参加体育锻炼的人，肺活量值高于一般人。
经常参加体育锻炼，可以增强呼吸肌的力量，有利于肺组织的生长发育和
肺的扩张。另外，进行体育锻炼时，经常性的深呼吸运动，也可促进肺活量的
增长（
123
▲ ▲
讨论
1. 各小组的平均肺活量有差异吗？如果有差异，造成这种差异的原
因是什么？
2. 通过这个活动，你认为体育锻炼对人体的呼吸功能有什么好处？
说说你的锻炼计划。
p.127）。第3单元 生物从环境中获取物质和能量
DIY
动 手 做
测定肺活量的简单方法
把气球嘴洗干净，用酒精棉球消毒，深吸一口气，用力将气吹进气球，看看
气球变大了多少。几个同学相互比较一下，谁吹的气球大，就说明他的肺活量比
较大。
科学·技术·社会
STS
高压氧舱
氧是人体维持生命活动所必需的物质。常压下的氧气对于维持身体健康所发挥的作
用，已经众所周知。而高压氧除了具有常压条件下氧气的作用外，还具有如下作用：治
疗一氧化碳及有害气体中毒等疾病；抑制细菌生长，增强放疗和化疗对恶性肿瘤的疗
效；对老年人进行保健治疗，改善心脑功能等。
高压氧舱密闭耐压，通过向舱内输入高压氧气或高压空气，使舱内形成一个高压
环境。病人在高压状态下吸氧，使缺氧机体获得有效、充足的氧，增加组织中的氧储
量，达到治疗疾病的目的。
高压氧所治疗的疾病遍及临床多个学科，此外，高压氧治疗还涉及工程技术以及安
全消防等重要专业，高压氧医学作为一门新兴医学学科，有着广阔的应用前景。
124第7章 能量的释放与呼吸
信 息 库
125
▲ 植物体的呼吸
植物体没有专门的呼吸器官。植物体所有生活着的部位都能进行呼吸作用。在萌发
的种子、幼小的果实和生长旺盛的叶片里呼吸作用最为显著。大气中的氧和植物体内产生
的二氧化碳主要从叶片的气孔进出，植物的根毛也可以和土壤里的空气进行气体交换。
▲ 光合作用与呼吸作用的比较
绿色植物既有呼吸作用，也有光合作用。把呼吸作用和光合作用列表比较如下：
呼吸作用 光合作用
1. 所有生活着的细胞都能进行 1. 只在含有叶绿体（叶绿素）的细胞中进行
2. 有光、 无光都能进行 2. 在光照下才能进行
3. 吸收氧气， 放出二氧化碳 3. 吸收二氧化碳，放出氧气
4. 把二氧化碳和水合成为有机物（主要是淀
4. 把有机物分解为二氧化碳和水，并释放能量
粉），并贮藏能量
在一般情况下，植物光合作用合成的有机物总是比呼吸作用分解的有机物多，因而
能积累有机物。这些积累的有机物供给植物生长发育的需要。
▲ 人体呼吸道的组成
人体的呼吸系统是由呼吸道和肺组成的，呼吸道是气体进出肺的通道，包括鼻、
咽、喉、气管和支气管。
鼻 是呼吸道的起始部位。鼻腔前部丛生鼻毛，内表面有鼻黏膜，能分泌黏液，鼻
黏膜内还分布着丰富的毛细血管。当用鼻呼吸时，鼻毛能滤去空气中的灰尘，毛细血管能
使吸入的冷空气变得温暖，黏液不仅
能湿润空气，还能黏住空气中的灰尘
和细菌。因此，经过鼻腔吸入肺内的
空气就变得温暖、湿润和清洁，从而
减少了对呼吸道和肺的刺激。记住：
不要用口腔代替鼻腔进行呼吸！
鼻腔黏膜外层的纤毛细胞第3单元 生物从环境中获取物质和能量
126
▲ ▲
气管和支气管 气管是由一圈圈的环形软骨组成的圆筒形管道，在胸腔内分为左、
右两条支气管。左、右支气管继续分成更细的支气管。管道的内表面有黏膜，黏膜上密布
细小的纤毛。气体经过气管时，其中残留的灰尘和病菌会被黏液黏住而形成痰。气管内的
纤毛不停地向喉部摆动，使痰经咳嗽咳出。所以呼吸道还具有净化空气的作用，能够使肺
免遭病菌等有害物质的伤害。
生物体内的能源物质——ATP
ATP是存在于生物体细胞内的一种含有高能量的物质，是生物体进行各种生命活动
所需能量的直接来源。贮藏在糖类、脂肪和蛋白质等有机物中的能量不能被生物体直接
利用，它们必须被氧化分解释放出来，并且储存在ATP中，才能被生物体利用。在生物体
中，ATP不断地消耗和再生，维持着生命活动。
▲ ▲ 没有氧的呼吸
有的生物体或组织在没有氧的情况下，也能呼吸。无氧呼吸的过程中，葡萄糖不能
完全分解。不同的生物在无氧条件下进行呼吸会产生不同的产物，释放的能量也较少。
肌肉细胞在无氧呼吸时产生乳酸，当它积累过多时，人就会感到四肢乏力和酸胀。
酵母菌在没有氧的条件下进行呼吸，可以将葡萄糖分解成酒精和二氧化碳，释放少
量能量。通常把酵母菌等微生物在没有氧的环境中进行的呼吸作用叫作发酵。人类自古就
懂得利用酵母菌酿酒。
▲ ▲ 生物体释放能量的表现形式
生物体能量的释放通常有多种表现形式，如图示中的热能、光能、电能等。
萤火虫释放的能量可以用于发光
人体释放能量可以用于维持体温 电鳗释放的能量可以用于放电
（红外线人体温度感测图像）第7章 能量的释放与呼吸
127
▲ ▲ 粮食的储藏
刚收获的粮食含水量较高，呼吸作用十分旺盛，会放出大量的热量和水汽，影响粮
食的品质。如何储藏好粮食呢？第一，要把粮食晒干之后再储藏。粮食的干燥是保证粮食
安全贮存和保管的重要条件。干燥的粮食不易生虫生霉，可以保持粮食的营养和食用品
质。第二，储藏粮食应选择通风良好、干燥的仓房。第三，低温储藏粮食，能抑制粮食的
呼吸作用，有利于保持粮食的品质。
▲ ▲ 你会正确呼吸吗
有许多人呼吸的方式不正确，其典型表现为：呼吸太短促——往往在吸入的新鲜空
气尚未深入肺内时，便匆匆地呼气了。长此以往，这种呼吸方式会造成一部分肺泡无法正
常行使气体交换功能。正确的呼吸方法应是心平气和的，使得吸入肺内的氧气能深入肺内
的所有角落。此外，在安静时，每次呼气的时间应是吸气时间的两倍。
▲ ▲ 吃饭时为什么不宜随意大声说笑
人体的消化道与呼吸道是完全分开的，但它们都要经过咽部。在咽喉处有一块软
骨——会厌软骨，它能自动开闭。吞咽食物时，会厌软骨自动闭合，把气管盖上，食物就
能顺利地进入食道里。呼吸时，会厌软骨自动打开，保证呼吸畅通。如果吃饭时边吃边说
笑，就会使呼吸和咽食动作同时进行，咽部软骨活动就会失调。这样，食物就很容易掉进
气管和鼻腔，发生呛咳、打喷嚏等现象。所以古人早就有“食不言”之说。
▲ ▲
会厌软骨
呼吸时，会厌软骨自动打开 吞咽时，会厌软骨会自动关闭
Gas Changes in the Air（空气中气体的变化）
Animals and plants take in（吸入）oxygen and make carbon dioxide．And plants
take in carbon dioxide, make oxygen. So gas changes everyday in the air.第3单元 生物从环境中获取物质和能量
本 章 学 到 了 什 么
一、基础巩固
1. 完成下面的概念图。
分解 水
产生
呼吸作用
氧气 消耗 释放
用于
生命活动
2. 人体的呼吸是由呼吸系统来完成的。肺是呼吸系统的主要器官，是 的场
所。人体通过呼吸运动，使胸廓容积有规律地 和 ，从而完成肺内气体和外
界气体的交换。
二、能力提升
3. 许多菜农利用温室大棚生产蔬菜，请回答下列问题。
（1）为了提高温室大棚内蔬菜的产量，应采取什么措施？
A. 适当加大昼夜温差（ ） B. 合理密植（ ） C. 大量施肥（ ）
（2）下表所示的是三个大棚的温度控制情况，哪个大棚更有利于提高蔬菜产量？为
什么？
棚号
甲棚 乙棚 丙棚
温度
白天/℃ 25 33 12
晚上/℃ 20 12 33
4. 为了探究植物的呼吸作用，某实验小组的同学做了以下实验。他们选取几种不同
的实验材料，分别装入密封的塑料袋中，然后放在黑暗处24h。第二天，分别将塑料
袋中的气体通入澄清的石灰水中。实验结果显示，能够使澄清的石灰水变浑浊的实验材
料是（ ）。
A. 大米 B. 青菜
C. 萝卜 D. 晒干的小麦种子
128第7章 能量的释放与呼吸
5. 右下图所示的是人体肺泡内的气体交换，请据图回答下列问题。
（1）人体内气体交换是通过气体的 作
用完成的。
红细胞
（2）吸气时，图中①表示的气体是 ，
肺泡
②表示的气体是 。此时，血液中 含量 ①
②
会增加。
（3）吸气时，血液流动将 带到身体的
毛细血管
各个组织细胞，组织细胞产生的 进入血
液，此时，血液中 含量会增加。当血液流经肺部时，血液中的 进入
肺泡，再通过呼气排出体外。
6. 地球上所有生物进行各项生命活动都需要能量，而这些能量最终都来自太阳。根
据第3单元的学习内容，请你概述太阳能是如何成为人体生命活动所需能量的。
129后 记
根据《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010~2020
年）》的精神，以《义务教育生物学课程标准（2011版）》
为依据，在广泛听取专家、实验区师生的意见和建议的基
础上，我们对《义务教育课程标准实验教科书 生物（苏
义务教育教科书
科版）》进行了全面修订。
生物学 七年级上册
本套教科书主编为匡廷云、曹惠玲，副主编为胡明、吴
主 编 匡廷云 曹惠玲
举宏。本册教科书主编为胡明，参加本册教科书修订的编写
责 任 编 辑 傅 梅 罗章莉
人员有李其柱、邹伟志、沈军、胡明、浦丽华、曹惠玲。刘
责 任 校 对 仲 敏
旭东、王岽为本册教科书进行了装帧设计，邹伟志、张博、
蒋建钢、袁靖、翟天智为本册教科书拍摄或绘制了图片。 出 版 江苏凤凰科学技术出版社
在本册教科书的编写过程中，得到了许多专家、学者和 出版社地址 南京市湖南路 号Ａ楼，邮编：
1 210009
老师的指导和帮助。马建兴、王玉梅、王兆延、王春、王琴 重 印 江苏凤凰出版传媒股份有限公司
发 行 江苏凤凰出版传媒股份有限公司
芳、朱玉芳、朱家鸣、刘义友、刘继祥、刘满希、安根生、杨
照 排 江苏凤凰制版有限公司
玲、吴绍林、吴洪、沈志远、沈宗健、宋玉蓉、陆奇、陈严、
印 刷 江苏凤凰新华印务集团有限公司
陈春宇、金燕、赵义芳、赵玲、赵艳、姜兴明、徐金良、黄
晨虹等，有的为本册教科书的编写进行了前期研究，有的审
开 本
787mm×1092mm 1/16
阅了本册教科书初稿，并提出了宝贵意见。在此，我们对所 印 张
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有关心、支持本册教科书编写的专家、学者和老师表示衷心 版 次 年 月第 版
2012 6 1
的感谢。 印 次 年 月第 次印刷
2021 6 10
本册教科书选用了一些图片和文字资料，对相关的作者
标 准 书 号
和出版社，我们一并表示诚挚的谢意。 ISBN978-7-5345-9335-2
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编 者
如发现印、装质量问题，请与凤凰传媒联系。电话：
400-828-1132
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2021 0100 12315 8.51义务教育教科书
生物学 七年级上册
主 编 匡廷云 曹惠玲
责 任 编 辑 傅 梅 罗章莉
责 任 校 对 仲 敏
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2021 0100 12315 8.51(cid:743)
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