文档文本内容
义务教育教科书
八年级 下册
生物学
教师教学用书
济南出版社
主 编：赵彦修 张可柱
本册主编：张学军
本册作者：张学军 王立亭 曹华英
贾广磊 韩 健 张 斌
盛春华 徐化唐 褚宏久
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目 录
目 录
第五单元 生命的演化
第一章 生命的起源和进化 ··············································································· 3
第一节 生命的起源 ·························································································· 4
第二节 生物进化的证据 ··················································································· 10
第三节 生物进化的历程 ··················································································· 18
第四节 生物进化的原因 ··················································································· 25
第二章 人类的起源和进化 ············································································· 33
第一节 人类的起源 ························································································· 34
第二节 人类的进化 ························································································· 40
第六单元 生物与环境
第一章 生物与环境的相互作用 ······································································· 51
第一节 环境对生物的作用 ··············································································· 52
第二节 生物对环境的适应与影响 ······································································ 59
第二章 生态系统 ························································································· 65
第一节 生态系统的组成 ··················································································· 66
第二节 食物链和食物网 ··················································································· 73
第三节 能量流动和物质循环 ············································································ 80
第四节 生态系统的类型 ··················································································· 87
第五节 生态系统的自我调节 ············································································ 94
第三章 生物多样性及保护 ············································································ 101
第一节 生物多样性 ······················································································· 102
第二节 生物多样性的保护 ············································································· 109
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第七单元 生物技术
第一章 生活中的生物技术 ············································································ 120
第一节 发酵技术 ·························································································· 121
第二节 食品保存 ·························································································· 130
第二章 现代生物技术 ·················································································· 138
第一节 基因工程 ·························································································· 139
第二节 克隆技术 ·························································································· 146
目 录
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1
第一章 生命的起源和进化
第五单元
生命的演化
单元标准解读
生物的多样性是生物亿万年进化的结果，是大自然的宝贵财富。生命的起源和生物的进化
是生物科学研究的重要领域，人类的起源和进化更是人们关注的焦点。以自然选择学说为核心
的生物进化理论，解释了生物进化和发展的原因，这部分知识对学生形成生物进化的观点、树
立辩证唯物主义自然观具有重要意义。
本单元涉及《标准》中的两个一级主题，分别是“生物圈中的人”和“生物的多样性”。本
单元所包含的《标准》内容有：生命的起源和生物的进化，人类的起源和进化。
本单元从地球的演变开始，用猜想和实验相结合的方法来说明生命的起源，激发学生的学
习兴趣；然后通过列举化石证据、解剖学证据、分子生物学证据来说明生物的多样性是生物长
期进化的结果；再进一步介绍生物进化的历程和原因；最后阐述人这一物种在生物圈中的起源、
进化和发展，并让学生通过现代人种的分化，认识到人与生物圈的关系是相互影响、发展变化的。
本单元共分2 章，依次为“生命的起源和进化”“人类的起源和进化”。
通过对前4 个单元的学习，学生已知道不同类群生物的结构、功能、生理特点以及遗传、
变异的相关知识，了解了生物物种的延续方式和过程，本单元则很自然地过渡到生物物种的起
源和发展历程，即生命的起源和进化的有关知识。可以说，本单元是前几个单元的延续和提升；
同时，通过对本单元内容的学习，学生形成比较系统的生物进化知识，有利于他们正确理解生
物与环境之间错综复杂的关系，以及造成生物多样性和适应性的原因，这也为第六单元“生物
与环境”的学习打下了基础。教科书的这种安排体现了各主题之间的延续性，内容体系的编排
环环相扣、层层递进，形成了一个有机的整体。
在学习本单元知识时，教师应充分利用教科书中的图文材料，设计好课堂教学活动方案，
通过“观察思考”“分析讨论”“课外实践”等探究学习方式组织教学活动，指导学生探索生命
的起源、生物的进化和发展，促进学生逐渐形成运用证据进行研究和判断的思维方式，进而形
成生物进化的基本观点，树立生命的物质性观点和科学的世界观、价值观。同时，引导学生关
注生命科学发展中的热点问题，引发学生对生命起源与进化问题更多、更深入的思考。
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2
第五单元 生命的演化
教学内容
活动内容
活动准备
课时建议
第
一
章
第一节
1 课时
第二节
2 课时
第三节
2 课时
第四节
2 课时
第
二
章
第一节
1 课时
第二节
2 课时
单元教学计划
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第一章 生命的起源和进化
本章教材分析
“生命的起源和进化”是《标准》在“生物的多样性”一级主题下的二级主题，这个主题
主要阐述了生物圈中生命发生和发展的原因、过程、结果，为第二章“人类的起源和进化”
的学习进行了知识铺垫，同时也为“生物多样性”的学习打下了基础。
本章内容的编排，充分考虑了学生的认知规律。首先，通过分析讨论米勒实验，学习在
原始地球条件下原始生命的产生过程，说明生命起源与原始地球环境条件的密切关系，用猜
想和模拟实验相结合的方法说明了生命的起源；同时，“化学起源说”和“宇宙发生说”的争
议，具有一定的开放性，有助于培养学生的批判性和发散性思维。其次，通过列举化石证据、
解剖学证据、分子生物学证据，说明各种生物的存在是生物长期进化的结果。再次，通过分
析动植物的结构特点，引导学生使用“比较”等基本方法来研究生物进化，讨论得出生物进
化的总体趋势；通过观察“生物进化树”，了解植物和动物各类群的进化历程。最后，通过解
析“桦尺蛾类型的变迁”“长颈鹿的进化过程”，引导学生分析生物进化的原因，了解达尔文
的自然选择学说，理解生物进化的基本规律，初步形成生物进化的观点。
基于上述思路，本章依次安排了“生命的起源”“生物进化的证据”“生物进化的历程”“生
物进化的原因”等4 节内容。这种安排主线明确、脉络清晰，既让学生对生物进化有一个全
面完整的认识和建构，又激发了学生的学习兴趣，有利于培养学生科学的思维方法。
在本章中，除了学习以上知识外，教师应指导学生通过调查和资料的收集、处理、交流
等活动，培养其收集及处理信息的能力、分析问题能力和语言表达能力；引导学生关注生命
科学发展中热点问题研究的现状，认同科学是一个不断发展的过程。
重要概念聚焦
通过本章教学，教师要帮助学生形成以下重要概念：
● 地质学、化石记录、解剖学等从不同方面为进化理论提供了证据。
● 生物的遗传变异和环境因素的共同作用，导致了生物的进化。
第一章 生命的起源和进化
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第五单元 生命的演化
第一节 生命的起源
1. 描述生命起源化学进化过程的四个阶段，认同生命起源于非生命物质。
2. 通过分析米勒的模拟实验与结果，说明有机小分子的生成条件。
3. 列举我国在探索生命起源问题上的重大成就。
“盘古开天地”“腐草化为萤”“女娲造人”“创世纪”等神话传说、文学故事、宗教故事
等都涉及生命的起源问题，学生应该能从多个方面获得一些信息，但这些信息往往有所偏颇、
失之科学。因本节内容涉及的年代久远，学生不能获得直接的感性认识，所以难以理解原始
大气与现今大气的成分差异，以及无机物合成有机物的能量来源等知识。鉴于此，教师应在
教学中充分利用图片、文本等资料，并准备多媒体素材，让学生逐步理解生命起源的化学进
化过程；也可在适当的时间组织学生参观自然博物馆，观看有关生命起源的视频资源，加强
其感性认识。
知识体系
学情分析
教学目标
生命起源的化学进化
无机物
有机小分子物质
米勒模拟实验
人工合成结晶牛胰岛素
人工合成核酸
有机大分子物质
独立的体系
原始生命
生命起源的实验探索
生命的起源
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第一章 生命的起源和进化
【建议】生命的起
源是学生非常感兴趣的
话题，教师可以通过讲
故事、看视频、读图文
资料等形式向学生介绍
生命起源的各种假说，
也可以由学生向大家介
绍他们所了解的生命起
源知识，以此创设问题
情境，激发学生兴趣，
引入新课。
【说明】科学家根
据现代火山喷发所释放
的气体，以及远离太阳、
变化较小的木星和土星
上现在的大气成分主要
是氢气、氨气、甲烷等
事实，推测原始地球的
大气也是没有氧气的强
还原性大气。
教材解读
【说明】 奥巴林 （1895 ～1980），苏联生化学家。1922 年，他提出了生命起源的假说。两
年后，他又写出了《生命起源》的小册子，指出“生命起源不是某些幸运机遇的结果……而
是物质进化的必然阶段”“在生物进化之前还存在一个化学进化阶段”。1936 年，奥巴林进一
步丰富和发展了他的观点，出版了《地球上生命的起源》一书，这部著作经过多次修订再版，
已成为世界上第一部全面论述生命起源的专著。奥巴林的生命起源假说以“团聚体”和“异
养生物先于自养生物”为特点，故又称为“团聚体假说”或“异养体假说”。
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6
第五单元 生命的演化
【建议】可通过视
频、文本等信息，引导学
生解读化学进化过程示
意图，使学生明确原始
生命的形成大致所分阶
段，每个阶段的发生场
所、条件以及生成物质。
【答案】 1. 与现在地
球上的大气相比，原始
大气的成分主要是水蒸
气、氢气、氨气、甲烷等，
没有氧气。
2. 原始大气中无机
物合成有机物的能量主
要来自火山喷发所释放
的热能以及紫外线、闪
电等。
3. 因为原始海洋是
地球上最初产生的有机
小分子物质的累积场
所，有机大分子和独立
体系的形成以及原始生
命的诞生都是在原始海
洋中进行的。所以说，
原始海洋是原始生命的
摇篮。
【说明】在生命的化学起源过程中，由非生命物质变成原始生命是一个质的变化，也是生
命起源中最引人注目的问题。奥巴林认为，在原始海洋中，多肽、多核苷酸、蛋白质等有机
大分子物质会凝聚成团聚体，这些浸在盐类和有机物中的团聚体可以和外界环境不断进行物
质和能量的变换，通过“自然选择”，新陈代谢的催化设备日臻完善，核苷酸和多肽之间的密
码关系逐步确立，最后由量的积累发生质的飞跃，终于诞生了原始生命。奥巴林曾用组蛋白
和多核苷酸制成了团聚体。
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第一章 生命的起源和进化
【说明】1953 年，
当时在美国芝加哥大学
读研究生的米勒在导师
尤利的指导下完成了该
实验。实验装置经火花
放电（模拟闪电）一周
后，米勒共发现了生成
的20 种有机物。1972
年，米勒和他的合作者
将混合气体进行调整，
结果得到35 种有机物，
其中有10 种是组成蛋
白质的氨基酸。由此可
以证明：由无机物合成
有机小分子物质是完全
有可能的。
米勒的模拟实验是
生命起源研究的一次重
大突破。后来，科学家
仿效米勒的模拟实验，
已合成出大量与生命有
关的有机分子。可以说，
大部分生物小分子现在
可以通过模拟原始地球
条件在实验室合成。
【答案】 1. 循环流动的气体主要是氢气、氨气、甲烷、水蒸气等，模拟了原始大气的成分。
2. 火花放电模拟了原始地球的闪电，反应后的气体与水蒸气冷凝形成液体模拟了原始地
球的降雨过程。
3. 米勒的实验结果支持了生命起源的最初阶段：无机物合成简单的有机小分子物质。
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第五单元 生命的演化
【答案】 1. 有道理。目前所知的能独立生活的生物中，细菌是最简单的。原始生命形成以后，
形态结构不可能很复杂。所以说，原始的生命形式可能就像现在的细菌。
2.（1）都有冰和液态水，说明火星也可能存在原始生命。
（2）略。
【说明】结晶牛胰
岛素是牛的胰岛素结
晶。结晶也叫晶体，即
原子、离子或分子按一
定的空间次序排列而形
成的固体。牛胰岛素
是牛胰腺中胰岛β - 细
胞所分泌的一种调节
糖代谢的蛋白质激素。
1955 年，英国科学家
桑格小组测定了牛胰岛
素的全部氨基酸序列。
1955 ～1965 年，在世
界范围内共有10 个研
究小组进行胰岛素的人
工合成。中国科学工作
者历经8 年，成功合成
牛胰岛素，这是科学史
上的一次重大飞跃，它
标志着人工合成蛋白质
时代的开始；是生命科
学发展史上一座重要里
程碑，在揭示生命奥秘
的伟大历程中迈出了可
喜的一大步；同时，它
也是中国自然科学基础
研究的重大成就。
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9
第一章 生命的起源和进化
资源撷英
生命起源的不同观点比较
比较
学说
主要观点
依 据
局 限
创世说和
新创世说
（神创论）
地球上的一切生命都是上
帝、女娲或某种超自然的
东西创造的，一经形成，
就不再发生变化。各种生
物之间都是孤立的，没有
任何亲缘关系
《圣经》或神话传说
生命体的最根本特征是自
组织的，不是被制造的（自
组织现象如雪花、沙丘在
一定条件下自动形成某种
规则的形状，这显然不是
被某种高级主体有意制造
的，而且也不能用概率论
来推断）
生物发生说
（生源论）认为生命只能来源于生命
法国生物学家巴斯德提出
生物只能通过生物的繁殖
产生。他指出，通过排除
空气中看不见的微生物，
能够使肉体物质和植物性
物质不腐败
不能解释地球上最初的生
命来源
自然发生说
（自生论）
生命是从无生命物质自然
发生的，如“腐草化萤”
“腐肉生蛆” “白石化羊”
等
生命在环境中自然出现
遭到法国巴斯德鹅颈瓶实
验的完全否定
化学起源说
（新自生论）
由非生命物质经过极其复
杂、漫长的化学进程演变
成原始生命
美国科学家米勒的实验，
我国人工合成结晶牛胰岛
素和核酸
实验目前仅停留在化学起
源过程的前两个阶段
宇宙发生说
（宇生论）
地球上最早的生命或构成
生命的有机物，来自宇宙
星球或星际尘埃
陨石上有机物的发现
这个学说仍然不能解释宇
宙间最初的生命是怎样产
生的。此外，宇宙空间的
物理因素，如紫外线、温
度等对生命是致死的，生
命又是怎样穿过宇宙空间
而不会死亡呢
热泉生态
系统说
生命起源可能与热泉生态
系统有关
细菌的生活环境与热泉生
态系统相似，热泉为生命
的产生和延续提供能量和
物质
热泉生态系统中的生命可
能是生命蔓延或是由于地
球环境毁灭性破坏时提供
保护所致
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10
第五单元 生命的演化
第二节 生物进化的证据
1. 通过分析马的进化过程，认同化石是生物进化最直接的证据。
2. 通过列举生物进化在解剖学和分子生物学方面的证据，认同生物之间有一定的亲缘关系。
生物进化的证据有很多，其中最可靠、最直接的证据是化石。通过学习小学《科学》及相
关的科普视频、资料，学生对化石有了一定的认识，毫无疑问，他们会对化石充满好奇。教师
可引导学生解读教科书中的各种生物化石图片，通过对不同地层中的化石进行分析、对比，以
点带面，推测生物的进化情况，增强其感性认识。
解剖学证据和分子生物学证据对于学生而言理解起来比较困难，尽管他们在七年级上册学
习过“动物的运动”，在七年级下册学习过“人的生活需要营养”，但是根据已有的认知水平，
运用比较法研究问题还有一定的难度；同时，他们对动物的同源器官在结构上缺乏认识，对蛋
白质、氨基酸在生物体内的作用不甚了解。在教学中，教师要充分利用教科书中四种脊椎动物
的前肢和人的上肢比较插图和不同生物细胞色素c 的氨基酸序列差异比较图表来帮助学生认识
和理解。
知识体系
学情分析
教学目标
生物进化
的证据
化石证据
越古老地层中的生物化石结构越简单，
越晚期地层中的生物化石结构越复杂
亲缘关系越近的生物，其蛋白
质或核酸分子的相似性越多
凡是具有同源器官的生物都是
由共同的原始祖先进化而来的
分子生物学证据
解剖学证据
直接
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11
第一章 生命的起源和进化
7
第
一
章
生
命
的
起
源
和
进
化
生物进化的证据
第二节
地球上众多的生物是怎样进
化来的？为寻求问题的答案，科
学家走遍了万水千山，从崇山峻
岭到戈壁沙滩，到处都有他们的
足迹( 图5.1-4)。现在，人们已
经找到了大量可靠的证据，证明
原始生命经过极其漫长的年代，
不断进化、繁衍，才形成了今天
丰富多彩的生物世界。
化石证据
地球的演变过程尽管没有文字记载，却留下了许多特有的印记。化
石(fossil) 是保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹。它们是
由于某种原因被埋藏在地层中，经过亿万年的复杂变化形成的。如果我
们把地层比作一部记载地球演化的史册，那么化石就如同各地层中的特
殊文字，记载着生物进化的历史。化石是研究生物进化的最直接证据( 图
5.1-5)。
图5.1-4 重庆市云阳县恐龙化石发掘现场
在山东诸城发现的距今1.1 亿年
前的恐龙足迹化石
在河南云台山地质公园发现的
距今4 亿年前的三叶虫化石
【说明】化石的形成
需要经过漫长的过程。
古生物死亡后，其遗体、
遗物或生活痕迹可能会
被泥沙掩埋，经过漫长
的岁月，其中的有机物
逐渐被分解殆尽，而外
壳、骨骼、枝叶等坚硬
部分中的有机物逐步被
矿物质置换，变成了保
留其原有形态、结构或
生活痕迹的石头，这就
形成了化石。古代死亡
的生物，能形成化石的
只占很少一部分，而完
整保存或部分完整保存
的化石更少，要采到一
件完整的化石很难。研
究化石能了解古代生物
的形态结构，判断出古
代生物的生活状态、生
活环境及埋藏化石地层
的变化，推测出古代生
物的发展变化。
教材解读
【说明】三叶虫属古生节肢动物，三叶虫纲，大多营海洋底栖生活。世界上已发现10 000
多种三叶虫化石，我国有1 000 多种。虫体背部由几丁质甲壳组成，易形成化石，其背甲被
两背沟纵分为轴部和左右对称的两肋叶。三叶虫是最有代表性的远古动物，在距今5.6 亿年
前的寒武纪就已出现，前后在地球上生存了3.2 亿年。
恐龙足迹化石属遗迹化石，形成条件异常苛刻。2010 年在山东诸城发现的恐龙足迹化石
数量和种类多、分布集中、层位丰富、保存完美，对系统研究白垩纪时期诸城地区恐龙的分布、
迁徙、生活习性、行走方式，以及古地理、古环境的变迁，具有极其重要的科研价值。
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12
第五单元 生命的演化
【说明】我国辽西
热河生物群是目前地球
上少有的古生物化石宝
库，科学家在此发现了
“ 辽宁古果”“ 中华古
果”“十字里海果”等
现已灭绝的被子植物化
石。2011 年，在辽宁凌
源距今约1.24 亿年的地
层中发现了被子植物化
石——“李氏果”，这
一化石保存完好，叶形、
脉序和果实特征特别像
铁线莲、翠雀花等，是
迄今为止所发现的现存
被子植物最早的“ 祖
先”。
【答案】1. 距今5 000
万年前的始祖马个体较
小，前足四趾，后足三
趾，生活在丛林中；距
今4 000 万年前的马体
型稍大，前足和后足都
有三趾，生活在丛林中；
距今2 000 万年前的马
四肢变长，中趾成为唯
一着地的趾，奔跑能力
增强，生活在草原上；距今1 000 万～300 万年前的马，体型与现代马相似，前肢和后肢只
有中趾着地，趾端形成硬蹄，侧趾退化，善于奔跑，生活在草原上。在马的进化过程中，都
遵循着以下特征的变化：体型增大，四肢加长，侧趾退化，中趾加强，以适应不断变化的地
球环境。
2. 在脊椎动物进化史上，马的化石比较丰富，因而其相关研究比较详细。不同地层中的
马化石，说明现代马是由始祖马经过漫长的年代逐渐进化而来的。
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13
第一章 生命的起源和进化
【说明】居维叶是
比较解剖学和古生物学
的奠基人。他提出“器
官相关法则”，认为动
物的身体是一个统一的
整体，身体各部分结构
都有相应的联系。他运
用器官相关的原则和方
法，根据少数的骨骼化
石对动物进行整体复
原。他认为，地质年代
越晚，其中的古生物类
型也越高等；最古老的
地层中没有化石，后来
出现了植物与海洋无脊
椎动物的化石，然后又
出现脊椎动物的化石；
在最近地质年代的岩
层中，才出现了现代类
型的哺乳类与人类的化
石。他的这些论点与近
代地质古生物学和进化
论的观点基本一致。居
维叶根据各大地质时代
与生物各发展阶段之间
的“间断”现象，提出“灾
变论”，认为是自然界
发生的全球性大变革造
成生物类群的大绝灭，
而残存的部分经过发展
与传播又形成了以后各
个阶段的生物类群。
【建议】首先，引导学生根据七年级上册学习的生物类群
知识，对图中的生物进行简单的分类；然后，通过研究不同地
层中发现的生物化石来帮助学生解读此图，进而理解相关知识：
（1）这些生物的生活环境有什么变化？
（2）成为化石的生物，其形态结构有什么特点？
（3）在不同地层中发现的生物化石出现的规律，能说明什
么？
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14
第五单元 生命的演化
【建议】教科书中
的插图用不同颜色形象
地标出了同源器官的相
应部分，在教学中应尽
量使用图片、标本、模
型等，引导学生进行识
别，并对比、分析，得
出结论。
【答案】1. 它们都
由肱骨、桡骨、尺骨、
腕骨、掌骨和指骨组成，
排列方式基本一致。在
功能上，它们的作用分
别是适于游泳、飞行、
行走、支撑、完成各种
复杂的动作等。
2. 生物之间存在一
定的亲缘关系，它们可
能是由共同的原始祖先
进化而来的。
【说明】鲸的胸鳍、鸟的翼、蝙蝠的翼手、狗的前肢和人的上肢，虽然具有不同的外形，
功能也差别很大，却有相同的基本结构和来源。内部骨骼都是由肱骨、前臂骨、腕骨、掌
骨和指骨组成的，各部分骨块和动物身体的相对位置相同；在胚胎发育上从相同的胚胎原
基以相似的过程发育而来。陆生脊椎动物的肺和鱼鳔、鸟的羽毛与爬行类鳞片也是同源器官。
植物也有同源器官，如葡萄的卷须和马铃薯的块茎都是茎的变态，豌豆的卷须和小檗的刺
与叶均是同源器官。在比较解剖学中，同源器官的研究为生物进化提供了重要的证据。
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15
第一章 生命的起源和进化
【说明】分子生物
学是从分子水平上研究
生命现象的科学，通过
研究生命活动主要物质
基础的生物大分子（核
酸、蛋白质）的结构与
功能，阐明各种生命现
象的本质。
生物进化是一个
长期渐变的过程，这种
渐变除了表现在生物的
形态、结构、胚胎发育
等生理方面的系统演变
上，还表现在DNA 编
码的蛋白质分子结构
上。比较各种生物的同
一种蛋白质的氨基酸组
成，可以看出生物进化
过程中分子结构变化的
渐进特征，并以此判断
生物之间的亲缘关系和
进化顺序。
【说明】从进化上
看，细胞色素c 是一种
缓慢进化的保守分子，
它的氨基酸顺序每200
万年才发生1% 的改变。
因此，它在进化中才能
被保留下来。不同生物
的细胞色素c 中氨基酸
的组成和顺序反映了这些生物之间的亲缘关系。
【建议】学生对生物化学知识较陌生，宜引导学生
回顾蛋白质分子是由氨基酸组成的等知识，让学生带着
问题读图，帮助他们理解分子生物学的证据。重点是分
析表中所列生物之间细胞色素c 氨基酸序列差异的大小，
进而判断各种生物之间亲缘关系的远近。
【答案】1. 与人亲缘关系最
近的是猴，最远的是链孢霉。
2. 亲缘关系越近的生物，
蛋白质分子结构越相似；亲缘
关系越远的生物，蛋白质分子
结构的差异越大。由此，可以
确定生物之间亲缘关系的远近。
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16
第五单元 生命的演化
【说明】除上述三
种生物进化的证据以
外，还有其他证据，如
胚胎学证据：高等动植
物的胚胎发育是从一个
受精卵开始的。鱼类、
两栖类、爬行类、鸟类、
哺乳类和人彼此间差异
显著，但其胚胎在发育
初期都很相似，说明在
各种生物个体发育过程
中迅速重演了它们祖先
的主要发育阶段。
【答案】1. 这些化
石按地质年代由远及近
的顺序排列是C、A、B。
因为，在越古老的地层
中，发掘出的生物化石
结构越简单，分类地位
越低等；在距今越近的
地层中，发掘出的生物
化石结构越复杂，分类
地位越高等。
2. 说明象鼩鼱与大
象的亲缘关系比啮齿类
动物近。
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17
第一章 生命的起源和进化
资源撷英
寒武纪生命大爆发
地球上最早的生命大约是在距今38 亿年前出现的。在从38 亿年前到6 亿年前这长达32 亿
年的时间里，生物进化的速率是十分缓慢的。最早的原核生物可能出现在35 亿年前。最早的真
核生物可能出现在20 亿年前，从那时起直至距今6 亿年前，地球上的生物大部分是单细胞生物。
但是，在距今约5.3 亿年前的寒武纪地质时期，一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球
上突然“集体亮相”，形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象，这就是至今仍被国际学术界列
为“十大科学难题”之一的“寒武纪生命大爆发”。达尔文在其著作《物种起源》中也提到了这
一事实，并感到迷惑。他认为这一事实会被用作反对其进化论的有力证据，但他同时解释道：
寒武纪动物的祖先一定是来自前寒武纪动物，是经过很长时间的进化过程产生的；寒武纪动物
化石出现的“突然性”和前寒武纪动物化石的缺乏，是由于地质记录的不完全或老地层淹没在
海洋中的缘故。
1984 年，我国青年古生物学家侯先光在云南省澄江县发现了众多古生物化石——澄江动
物群。这些远古的化石包括多门类动物化石群动物类型，奇迹般地完好保存了生物的矿化骨骼，
还保存了大量软体组织印痕，如表皮、感觉器官、纤毛、眼、肠、胃、消化腺、口腔、神经等，
甚至有的动物好像在临死前还饱餐了一顿，消化道里充满着的食物仍可辨认。这个惊人的发现
在国际上被誉为“20 世纪最惊人的发现之一”，首次栩栩如生地再现了远古海洋生命的壮丽景
观和现存动物的原始特征，以丰富的生物学信息为“寒武纪大爆发”研究提供了直接证据，为
探索“寒武纪生命大爆发”的奥秘开启了一扇宝贵的科学之窗。
中国科学家对澄江动物群的不断挖掘发现和深入系统研究，探索了脊椎动物、真节肢、螯
肢和甲壳等动物的起源，证实了现存动物门和亚门以及复杂生态体系起源于寒武纪早期，挑战
了自下而上的倒锥形进化理论模型，为自上而下的爆发式理论模型提供了化石证据。现已发现
并描述的澄江动物群化石共120 余种，分属海绵动物、腔肠动物、鳃曳动物、叶足动物、腕足
动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物、脊索动物等十多个动物门以及一些分类位置不明的奇
异类群。此外，还有多种共生的海藻。
云南澄江动物群的发现，从侧面反映了“寒武纪生命大爆发”的几个意义：一、“寒武纪生
命大爆发”产生的众多生命构成了生物多样性的基本体系，它是现存动物门和亚门的历史起点，
又是生命复杂形态的历史起点；二、它对达尔文的“渐变论”提出了挑战，促使科学家继续完
善进化论，为生命起源的研究提供了另一个视角。
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18
第五单元 生命的演化
第三节 生物进化的历程
1. 比较不同动植物类群的有关特征，说出生物进化的总体趋势。
2. 观察生物进化树，概述生物进化的主要历程。
3. 认同生物是进化的，科学是不断发展的。
对于生物进化的总体趋势和主要历程的学习，是建立在动植物的形态结构和分类的知识基
础之上的。这些知识在第二单元“多彩的生物世界”中均已学过，但相隔一年多的时间，学生
已经有所遗忘；而不同动物心脏的结构等知识学生并没有系统学习过，比较陌生。教师可以充
分利用学生已有的知识基础，提供各类群代表植物的图片，搜集整理与生物进化有关的音像资料，
通过多种形式为学生提供感性材料，组织他们对不同类群动植物的形态结构、生殖方式以及生
活环境等特点进行比较和分析，从而发现各类生物的相同点和不同点，找出不同类群生物的关系，
抓住能反映生物进化的线索，帮助学生认识生物进化的总体趋势。同时，在教学中，教师还应
注意引导学生认识生物进化是生物发展的必然结果，这一过程经历了漫长的时间，这个过程是
伴随着地球的演变过程进行的。
知识体系
学情分析
教学目标
生物进化
的历程
植物的进化历程
从水生到陆生
从简单到复杂
从低等到高等
动物的进化历程
生
物
进
化
的
总
体
趋
势
生
物
进
化
的
主
要
历
程
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19
第一章 生命的起源和进化
教材解读
【说明】恐龙的灭
绝是地球生命史上的一
大悬案。对于恐龙灭绝
的原因，目前普遍被认
可的是陨星撞击说。该
假说认为，恐龙的灭
绝和6 500 万年前的一
颗陨星有关。据研究，
当时曾有一颗直径为
7 ～10 千米的小行星坠
落在地球表面，引起一
场大爆炸，形成遮天蔽
日的尘雾，导致植物的
光合作用暂时停止，恐
龙因此灭绝了。1991 年，
在墨西哥的尤卡坦半岛
发现的陨星撞击坑，进
一步证实了这种观点。
其他的猜想还有造山运
动说、气候变化说、火
山爆发说、海洋退潮说、
物种斗争说、地磁变化
说、酸雨说等。
【说明】比较是研
究生物进化最常用的方
法。对不同生物种类的
形态结构进行比较，可
以推断它们的亲缘关
系；对不同年代化石的
纵向比较和对现存生物
种类的横向比较，可以
推断出生物进化的总体
趋势和大致历程。
【建议】利用教科书中的图片，引导学生列表比较不同类群
植物的形态结构、生活环境，并对各类植物对水的依赖、生殖
过程是否需要水、对水的吸收和运输能力等问题进行辨析，帮
助学生逐步推测出植物进化的总体趋势。
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20
第五单元 生命的演化
【说明】被子植物
具有真正的花，可以通
过风力、昆虫等媒介传
粉，受精过程摆脱了对
水的依赖。被子植物特
有的双受精现象和三倍
体胚乳，使新植物体具
有更强的生活力。被子
植物的胚珠由子房壁包
被，受精后子房壁发育
成的果皮包被着种子，
有利于种子的保护和传
播。被子植物在结构上
更加适应环境，输导组
织有筛管、伴胞，使结
构和功能更加完善。这
些特征，使被子植物具
备了在生存竞争中优于
其他各类植物的内在条
件，成为植物界进化最
高等、种类最多、分布
最广的类群。
【答案】1. 植物的
进化趋势是：从简单到
复杂、从水生到陆生、
从低等到高等。
2.鸟类和哺乳类的血
液输送氧气的能力最强。
【建议】教师宜引导学生对比脊椎动物的心脏结构、 循环途径与运输氧气能力的关系，认
识到生物进化的趋势。
类 群
鱼 类
两栖类
爬行类
鸟类和哺乳类
心脏结构 一心房一心室 两心房一心室
两心房一心室（心室内有不完全的隔膜） 两心房两心室
血液循环 一条途径
两条途径（体循
环、肺循环，动脉
血和静脉血混合）
两条途径（体循环、肺循环，动脉血和
静脉血混合，由于有了不完全的隔膜，
动脉血和静脉血混合程度大大降低）
两条途径（体循环、
肺循环，动脉血和
静脉血分开）
结 论
脊椎动物越高等，心脏结构越复杂，血液循环越完善，动脉血和静脉血混合的程度越低，越有
利于氧气的运输
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21
第一章 生命的起源和进化
【说明】生物进化
树是生物学家根据生物
进化序列绘制成的树状
结构，包括宏观形态水
平上的进化树和微观分
子水平上的进化树，前
者是19 世纪中期达尔
文创立了生物进化论之
后产生的，后者是20
世纪50 年代分子生物
学建立之后形成的。它
能让人们直观、简明地
认识生物之间的亲缘关
系和进化关系。此图是
宏观形态水平上的生物
进化树，主要以化石为
研究材料绘制而成，能
比较真实地反映古生物
的进化情况。在达尔文
首次提出“树状生命进
化论”以后的150 年中，
生物学家虽一直致力于
完善细节，梦想画出完
整的生物进化树，但因
很多化石证据的缺失，
进化树中的很多位置
比较模糊，进化树也无
法表达进化方式的多样
性。这让一些科学家对
进化树产生质疑，并进而提出生物进化是“灌木”不是“树”的设想。
【建议】进化树的解读非常重要。教师要帮助学生学会解读进化树，准确判断主干和分支，
从而理清进化关系，推测出生物的进化历程，总结出生物进化的总体趋势。
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22
第五单元 生命的演化
【答案】1. 植物的进化历程：
原始苔藓植物
原始单细胞藻类 原始蕨类植物 原始种子植物
动物的进化历程：
原始单细胞动物 原始无脊椎动物 原始脊椎动物
（原始鱼类 原始两栖类 原始爬行类 原始鸟类和哺乳类）
2. 应增加病毒和原核生物。
【答案】1.（1）中
华龙鸟身上披有长而密
的“羽毛”，“羽毛”成
片状， 这些特征像鸟类；
中华龙鸟的头较大，有
牙齿，后肢长而粗壮，
前肢短，爪钩锐利，尾
椎数目多，尾相当长，
这些特征像爬行类中的
恐龙。
（2）中华龙鸟既有
鸟类的特征，又有爬行
类的特征，说明鸟类
是由原始爬行类进化
而来的。
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23
第一章 生命的起源和进化
【答案】2. 通过分析
DNA 及其他证据，发现
大熊猫和棕熊的亲缘关
系更接近，小熊猫和浣
熊的亲缘关系较近，它
们都是由共同的祖先
经过漫长的地质年代
进化而来的。
3. 略。
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24
第五单元 生命的演化
资源撷英
生物进化时钟
如果把地球从诞生到现在的时间用一天的24 小时来表示，则每小时约合19 167 万年，每
分钟约合319.4 万年，每秒钟约合5.3 万年，其演化过程可表述如下：
0:00 ～3:39（距今46 亿～39 亿年前）是诞生期：形成地壳。
3:39 ～5:43（距今39 亿～35 亿年前）是形成期：大气圈、海水形成，产生简单有机物。
5:43 ～16:09（距今35 亿～15 亿年前）是太古代：原核生物出现。
16:09 ～21:00（距今15 亿～5 亿7 000 万年前）是元古代：真核生物、多细胞藻类和低等
无脊椎动物出现。
21:00 ～22:40（距今5 亿7 000 万～2 亿4 800 万年前）是古生代：无脊椎动物繁盛，鱼类、
两栖类、爬行类、被子植物出现。其间，21:41，第一次生物大灭绝，85% 的水生无脊椎动物灭绝；
22:05，第二次生物大灭绝，海洋生物遭受灭顶之灾；22:40，第三次生物大灭绝，95% 的生物灭绝。
22:40 ～23:37（距今2 亿4 800 万～6 500 万年前）是中生代：其间，22:40 ～22:51，恐
龙和哺乳动物出现；22:51，第四次生物大灭绝，76% 的生物灭绝；22:51 ～23:12，恐龙全胜期，
始祖鸟出现；23:12 ～23:37，开花植物和真鸟出现；23:37，第五次物种大灭绝，75% ～80%
的物种灭绝，恐龙时代终结。
23:37 ～24:00（6 500 万年前至今）是新生代：灵长类出现，23:57 人类登上历史舞台。最
后1 分10 秒，现代人类出现。
生物进化中的十大奇迹
（1）多细胞生物。将无数个独立细胞组合成复杂的生物体，是生物进化的一次飞跃。
（2）大脑。一直被看作是进化的最大成就，它包含语言、智能、意识等人类的最根本特性。
（3） 眼睛。生物进化的一大亮点，彻底改变了生命活动的许多规则，使动物成为主动的猎
食者，加快了生物进化的步伐。
（4）语言。可能是生物进化的最后一个程序。语言是人类区别于其他动物最为根本的特征，
它使人类拥有了意识、思维、认同感、同情心、道德感等。
（5）光合作用。为多细胞生物的诞生做好了准备，有利于生物的进化。至今，地球上所有
的动植物赖以生存的物质和能量，仍然直接或间接地来自于光合作用。
（6）性别。使繁殖更为高级和复杂，有利于物种延续。
（7）死亡。是一种进化的手段，是个体为集体进步做出的牺牲。无论是胚胎发育还是个
体成长，细胞凋亡的作用都至关重要。
（8）寄生。寄生虫与宿主之间的斗争是推动生物进化的最强劲动力之一。
（9）超个体现象。许多同种生物个体聚集在一起，分工合作，相互依存，和谐生活。
（10）共生。在自然界很常见，两种生物生活在一起，相互依赖，彼此有利。
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25
第一章 生命的起源和进化
第四节 生物进化的原因
1. 通过分析英国曼彻斯特地区桦尺蛾的数量变化和长颈鹿的进化过程，理解并概述自然选
择学说。
2. 通过分析家鸽品种的选育过程，知道人工选择的原理和应用。
3. 认同自然选择在生物进化中的作用。
学生已经学习了生物的遗传和变异、生命的起源、生物进化的证据和历程，具备了一定的
知识基础，并且对于“长颈鹿的脖子为什么长”“各式各样的金鱼品种是如何培育的”等与生物
进化原因有关的话题非常感兴趣。但是，由于生物进化过程一般需要经历漫长的时间，缺少直
观的例子呈现自然选择的过程，因此，学生对此较难理解。本节内容理论性较强，也比较抽象，
教师可以引导学生通过分析桦尺蛾的实例，从“适者生存”的角度引发对生物进化原因的思考。
在对长颈鹿的进化过程进行分析时，可以结合学生身边的现象帮助其理解过度繁殖、生存斗争
等相对抽象的概念，最终归纳出自然选择学说的内容。教师也可以考虑调整教学顺序，选择从
学生较熟悉的人工选择现象入手，通过对比人工选择和自然选择，引导学生认识到：虽然二者
的选择主体不同，但是进化的原理是一致的。
知识体系
学情分析
教学目标
生物进化
的原因
自然选择
人工选择
遗传变异
过度繁殖
生存斗争
适者生存
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26
第五单元 生命的演化
教材解读
【建议】教师可以
设计表格来让学生比
较、分析污染前和污染
后桦尺蛾类型的变化，
从而引出“适者生存”
的观点。
时间
污染前
污染后
类型
浅色多
浅色少
深色少
深色多
环境
浅色
深色
原因深色易被
鸟类发现
浅色易被
鸟类发现
结论
适者生存
也可以设计问题
串：
（1）曼彻斯特地区
的环境发生了怎样的变
化？
（2）两种类型的桦
尺蛾污染前和污染后在数
量上有何变化？发生这种
变化的原因是什么？
（3）你能从桦尺蛾
类型变迁的例子中得出
什么结论？
【说明】能量守恒和转化定律的发现、细胞学说的产生、达尔文进化论的创立，是19 世
纪自然科学的三个重大发现。恩格斯曾说：“有了这三个大发现，自然界的主要过程就得到了
说明，就归结到自然的原因了。”三大发现揭示了自然界本身的辩证法，有力地促进了自然科
学的发展，对辩证唯物主义自然观的形成也有重要影响。
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27
第一章 生命的起源和进化
【说明】达尔文在
《物种起源》的早期版
本中并没有提及长颈鹿
颈的进化，直到《物种
起源》的第6 版，才讨
论了长颈鹿颈的进化问
题。其主要观点是：原
始长颈鹿的颈和前肢在
长度上存在差异，当食
物缺乏时，颈和前肢长
的长颈鹿能吃到较高处
的树叶，而颈和前肢短
的长颈鹿吃不到，因此
颈和前肢长的长颈鹿有
生存优势，能留下更多
的后代。
【答案】1. 生物普遍存在着变异现象。长颈鹿祖先的颈和前肢有的长，有的短，是因为这
些性状产生了变异。
2. 环境变化在长颈鹿的进化过程中起到了定向选择的作用。
3. 长颈鹿的祖先存在颈长、颈短、前肢长、前肢短等各种变异类型。由于环境变化，在
缺乏青草的时期，颈长和前肢长的长颈鹿能够吃到高处的树叶，所以存活下来并繁殖后代；
相反，颈短和前肢短的由于得不到足够食物而死亡。经过逐代的遗传积累，就进化成现在的
长颈鹿。
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28
第五单元 生命的演化
【说明】 生存斗争包
括同种生物之间、不同
种生物之间以及生物与
自然环境之间的斗争。
多数生物通过生存斗争
发展进化，也有少数生
物与其他生物互相依
赖、互惠共生、共同进
化，比如传粉昆虫和植
物（昆虫帮植物传粉，
植物为昆虫提供花蜜）。
【说明】现代生物
进化理论的主要内容
有：种群是生物进化的
基本单位，生物进化的
实质就是种群基因频率
的定向改变；突变和基
因重组为进化提供原材
料，自然选择决定生物
进化的方向；隔离导致
新物种的形成。
【建议】每一个地区都有比较丰富的家禽、家畜、农作物等动植物品种，它们都是人们
在长期生活中经人工选育形成的。教师可以根据当地资源，选择比较典型、学生易于观察的
品种（如花卉、金鱼、家鸽、家兔等），组织学生访谈有经验的人士，调查选育过程，准备
相关的视频、图片、文字等材料，通过课堂展示、分析、讨论，让学生直观认识人工选择，
并通过对比家鸽的选育和长颈鹿的进化过程，理解人工选择和自然选择的不同。
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第一章 生命的起源和进化
【答案】1. 起决定
作用的因素是人类的需
求和爱好。
2. 在家鸽品种的培
育过程中，选择的主体
是人，起决定作用的因
素是人的需求和爱好；
而在长颈鹿的进化过程
中，选择的主体和决定
性因素都是自然环境，
结果是适者生存。
【说明】茶花，又
名山茶花，山茶科，属
常绿灌木和小乔木。茶
花的品种极多，我国茶
花品种有300 种以上。
茶花原产于喜马拉雅山
一带，分布于重庆、浙
江、四川、江西及山东，
日本、朝鲜半岛也有
分布。茶花的花瓣呈
碗形，单瓣或重瓣，
花色艳丽缤纷，有白、
黄、金黄、粉红、大红、
暗红、紫、绯红、“花
脸”（白色的上面有红
丝、红斑，红色的上面
有白色斑块）等。茶花
性喜冷湿气候，不耐高
温，全日照、半日照均
适宜，果实为蒴果，果
大皮厚，内含1 ～2 或
2 粒以上的种子。
【说明】人工选择首先是由达尔文提出的。他认为，大多数
栽培品种、饲养品种和野生种之间的差别，不能单纯用生物的
变异来解释，应该用人工选择来解释。他将人工选择分为有意
识的选择和无意识的选择两种。有意识的选择是预先确定目标，
然后有计划地进行培育，这种方法能在较短的时间内获得较好
的效果；无意识的选择是在预先没有培育目标的情况下，无意
中起到了选择的作用，因此选择过程比较缓慢。
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30
第五单元 生命的演化
【说明】金鱼，也
称金鲫鱼，鲤形目，是
我国人民乐于饲养的观
赏鱼类，身姿奇异，色
彩绚丽，可以说是一种
活的艺术品。据史料记
载，金鱼起源于我国普
通的野生鲫鱼，远在晋
朝已有红色鲫鱼出现。
人们先将银灰色的野生
鲫鱼选育成红黄色的金
鲫鱼，再经过长期的家
养和选择，逐渐培育出
各个不同品种的金鱼。
金鱼的颜色有红、
橙、紫、蓝、墨、银白、
五花等。金鱼品种很多，
通常分为四大类：龙种
鱼（左上图）、文种鱼（右
上图）、蛋种鱼（左下
图）、草种鱼（右下图）。
【答案】1. 不会。按照自然选择学说，当家蝇数量因过度繁殖而增加时，势必导致食物和
生存空间的不足，这样生存斗争会加剧，最后导致大量家蝇死亡，只有适应能力强的一小部
分个体存活下来。
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第一章 生命的起源和进化
【答案】2.（1）工
业污染区由于环境被污
染，桦尺蛾栖息的树干
变黑，浅色桦尺蛾容易
被天敌发现而被吃掉，
深色桦尺蛾不容易被天
敌发现而生存下来并繁
殖后代。因此，一段时
间后，浅色桦尺蛾变少，
深色桦尺蛾变多。
（2）浅色桦尺蛾的
数量会逐渐增加，深色
桦尺蛾的数量会逐渐
减少。
3.（1）甲虫群体中
少量有抗药性变异的个
体存活下来。
（2）存活下来的少
量具有抗药性变异的个
体不断繁殖，并将抗药
性的变异遗传给后代，
从而使抗药性个体数量
增加，曲线回升。
（3）杀虫剂对甲虫
起到了定向选择的作用。
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32
第五单元 生命的演化
资源撷英
达尔文与《物种起源》
1809 年，达尔文出生于英格兰舒兹伯利。由于对地质学及生物学比较感兴趣，1831 年从剑
桥大学神学院毕业后，他就搭乘海军舰艇“贝格尔号”前往南美洲从事科学考察工作。
达尔文在南美洲考察时，在安第斯山山顶上发现了海洋生物的化石，这一度让他感到困惑。
在“贝格尔号”起航时，达尔文曾带了一本英国地质学家莱尔所著的《地质学原理》。莱尔认为，
地球的地形、地貌是经过长时间不断细微变化的结果，他相信风力、雨滴、冰雪等微小的力量
持续千万年就可以完全改变地表的形貌。达尔文本人也相信，只要时间足够，无法察觉的细微
改变也可以造成巨大的变化。达尔文推算白垩纪中期距今约有3 亿年的历史，持续长时间微小
的地震等自然因素使得原来在海洋中的生物遗迹能在高山上出现。
在加拉巴哥群岛考察时，达尔文发现，每个岛屿上的陆龟及雀鸟并没有很大的差异，但
又有些许的不同。他又发现，加拉巴哥群岛的生物与南美洲大陆的种类非常相似。于是，他
开始怀疑岛上生物可能有共同的祖先，它们之间的差异是由于长期适应各个岛屿不同环境的
结果，每一个物种都是一些细微的变化在无数个世代繁衍的过程中产生的结果。
生物进化在当时并不是新的概念。1809 年，法国动物学家拉马克便提出：当环境改变时，
物种会调整发展自己的器官来适应环境，常用的器官会发育变大，不用的器官会逐渐退化，并
且这一代获取的改变会遗传给下一代。但是，没有科学证据可以证明“用进废退”和“获得性
遗传”的假说。后来，达尔文从英国人口学者马尔萨斯所著的《人口论》中得到灵感。马尔萨
斯认为：人类粮食的生产永远无法赶上人口的增加，致使粮食供不应求，进而发生饥荒或战争，
导致一部分人口死亡。达尔文以此联想到生物演化发生的机制：演化是生存竞争中自由淘汰的
结果，食物与空间等资源有限，只有最适应环境的个体才能生存下来，延续族群。
达尔文在5 年环球考察过程中逐渐形成了“天择”的概念。在1836 年回到英国后，达尔文
慢慢将他的想法写成文章，然而没有发表。大部分科学家认为，达尔文过了很久才发表他的作品，
原因之一就是担心引起教会势力的强烈反对。1858 年，达尔文接到在马来群岛调查的博物学者
华莱士有关物种形成的文章，华莱士对于物种形成的看法与他有很多相似之处，这增加了达尔
文对其学说的信心。于是在1858 年的伦敦林奈学会上，两人以共同署名的方式发表了有关物种
形成的看法。
1859 年，达尔文发表了《物种起源》，这是达尔文论述生物演化的重要著作。他在书中提
出两个理论：首先，所有的动植物都是由较早期、较原始的形式演变而来的；其次，生物演化
通过自然选择而来。其理论的主要内容有：（1） 物种并非一成不变，而是会随环境变动而改变。
（2）生物的演化是长时间连续性的缓慢改变，不是突然性的剧变。（3）同一类生物有着共同的
祖先。例如，哺乳类由同一个祖先演变而来，由此可引申出人类与猿类有着共同祖先。（4）生
物族群会随着繁殖而扩大，并超过其生存空间与食物供应的极限，引起个体间的竞争，不适应
环境的个体会被淘汰，适者才能生存，并繁衍后代。
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33
第二章 人类的起源和进化
本章教材分析
本章内容是在“生命的起源和进化”的基础上，在以“人与生物圈”为主线构建的认知
体系中，引导学生在生物圈这个大背景下思考人类的起源与发展问题，是“生物圈中的人”
内容的重要组成部分。本章通过追寻人类的起源、进化与发展，阐明人类与环境的关系是相
互影响并不断发展变化的。人类是生物圈中的普通一员，人类在起源与进化的过程中不断认
识自然、改造自然，影响着整个生物圈。
人类的起源和进化是一个重大的科学问题，同时又是人类史上科学与伪科学斗争的一个
过程。人类在长期的进化、发展中，不停地追索自身起源，直至18 世纪，才逐渐认识到人与
猿具有相同的祖先，人猿同祖的理论由此逐渐建立起来。本章从“女娲抟土造人”的传说引
入对人类起源的探索，通过比较解剖和化石研究等阐明了人类的起源、进化与发展的重要节
点和大致过程，最后通过现代人种的分化证明人类的进化也受环境影响，是经过自然选择逐
渐形成的，这对培养学生树立科学唯物主义观具有重要意义。
基于上述思路，本章先后安排了“人类的起源”“人类的进化”两节内容。这种安排，既
符合生物进化的观点，又符合学生的认知规律，有利于学生科学地构建知识体系。
在本章中，除了学习以上知识外，还要注重培养学生收集资料、获取信息的能力和识图
分析能力，让学生以科学的态度认识人类的起源和进化问题，认同人类起源与发展的辩证唯
物主义观点和人与自然和谐发展的观点。
第二章 人类的起源和进化
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34
第五单元 生命的演化
第一节 人类的起源
1. 列举人类起源于古猿的证据。
2. 概述古猿到人的演化过程。
3. 认同自然选择在人类的起源与发展中的作用。
“女娲抟土造人”“亚当与夏娃”等有关人类起源的神话故事容易激起学生无限的遐想，同
时也很容易激起他们探求人类起源的兴趣。通过对上一章的学习，学生对生命的起源和生物的
进化历程已有所了解，并初步建立了进化论的观点，所以对人类的起源有着更大的探究欲望，
只是人类的起源属于古生物学内容，学生对此比较陌生。因此，本节课要注意前后知识的衔接，
在教学中引导学生理清古猿、类人猿和人类三者之间的关系，使学生形成正确的人类起源与发
展的观点，即人类起源于古猿，并可用古人类的化石和遗物作为证据进行研究。
本节内容丰富，知识高度概括，且人类的起源距离现代生活又极为遥远，学生学习起来有
一定的难度。因此，本节课可借助多媒体手段，通过观察思考、资料分析、信息查询、阅读讨
论等活动，达到高效、直观的效果，让学生在各种活动中主动地获取知识，形成正确的生物进
化观。
知识体系
学情分析
教学目标
人类的起源
分
子
生
物
学
证
据
化
石
证
据
比
较
解
剖
学
证
据
人类起源于古猿
人猿同祖
古猿到人的演化
直立行走
现
代
类
人
猿
人
类
环境 改变
分界 标准
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35
第二章 人类的起源和进化
教材解读
【建议】人类的起
源是一个重大的科学问
题，学术界尚存在不同
的观点。可让学生交流
他们所了解的有关人类
起源的神话故事、民
间传说、科研成果等，
以开阔视野，激发学
习兴趣。
【建议】播放类人
猿的生活纪录片，也可
让学生课前到动物园实
地调查，比较类人猿与
人类在形态、结构、行
为等方面的异同，从而
得出“人类和类人猿拥
有共同的祖先”这一结
论。同时，列表比较各
种类人猿的生活环境、
活动方式等，帮助学生
理解“人猿同祖”。
名称
项目
黑猩猩
大猩猩
猩猩
长臂猿
生活环境
非洲中部和西部的热
带森林
非洲西部和东部赤道
地区的热带森林
亚洲苏门答腊岛的热
带森林
南亚、东南亚的热带
雨林
活动方式
臂行，较灵活，勉强
直立行走
多半生活在树上，雄
性可生活在地上
树上生活，臂行，勉
强直立行走
树上生活，臂行，也
能用两足行走
食 性
杂食
以植物为主
植物、少量昆虫等
植物、少量昆虫等
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36
第五单元 生命的演化
【答案】1. 类人猿
主要生活在非洲和东南
亚的热带森林中，树栖
生活，以摇荡的方式运
动，善于臂行或半直立
行走。
2. 人类的拇指较
大，能与其他四指对
握，掌部相对较短，从
而增加了人手的灵活性
和动作的准确性；人的
大脑皮层面积比黑猩猩
的大，神经系统更发达；
不断改变的环境迫使人
类更加依赖工具，促使
大脑更发达、双手更加
灵巧。
3. 类人猿的外部形
态、身体结构与人相似，
后肢可以暂时直立，脸
部无毛或少毛，没有尾，
五官与人极其相似，有
喜、怒、哀、乐等表情。
这说明，类人猿和人类
有一定的亲缘关系，它
们是由共同的祖先进化
而来的。
【说明】研究人类起源的最直接证据来自化石。人类学家运用比较解剖学的方法，研究各
种古猿化石和人类化石，测定它们的相对年代和绝对年代，从而确定化石的距今年代。埃及
古猿头骨化石于1966 ～1967 年在埃及法雍发现，经测定，埃及古猿生存在距今约2 800 万～
2 600 万年前，是目前发现的最原始的古猿化石。
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37
第二章 人类的起源和进化
【说明】该化石于
1975 年发现于云南禄
丰县石灰坝煤场的第三
纪褐煤地层内。经过多
次发掘，人们发现一些
古猿化石，其中包括一
具残头骨、若干颌骨和
上百颗牙齿，其形态更
接近于人类的早期形态。
科学家研究发现，化石
所在地层的时代距今约
800 万年，这些古猿可能
是由森林古猿向南方古
猿方向进化的一种类型，
在世界上尚属首次发现。
【建议】教师可通
过列表，从分子生物学
中染色体数目和基因相
似度、胚胎学中孕期相
近、解剖学中盲肠蚓
突及ABO 血型系统等
方面进行对比，说明
人类和类人猿有一定
的亲缘关系，让学生以
科学的态度认识人类的
起源问题。
【说明】根据地质学资料记载，在新生代的第三纪，距今大约2 000 万～ 1 000 万年前，
世界范围的造山运动很活跃，相继出现了喜马拉雅山、阿尔卑斯山等山脉，在东非还出现了
长达6 000 千米的断裂谷。大规模的地壳运动，使世界气候变化加剧，出现了一系列的冰川期，
连绵不断的森林逐渐变得稀疏，林中空地不断扩大，最终被稀树草原所取代。
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38
第五单元 生命的演化
【说明】这是迄今
为止发现的最为古老的
人类足迹化石，由著名
古人类学家、旧石器
考古学家玛丽· 利基于
1975 年在坦桑尼亚的雷
托立地区发现。经过研
究分析，它们属于两个
“人”不同时间的脚印。
经过现场测量、分析和
研究，分别测出了这两
个脚印的长度和宽度以
及每步之间的跨度，并
估算出这两个“人”的
大概身高为115 ～156
厘米。这个伟大的发
现，用最直接的证据表
明：我们的祖先在至少
370 万年前就能直立行
走了。
【答案】1. 这是一种返祖现象。毛人或者长有尾巴的小孩是人类祖先某些特征的再现，这
说明人是由古猿进化来的。返祖现象也是人类起源于古猿的一种证据。
2. 不正确。因为现代类人猿经过进化，在形态结构和生理特征等方面已经完全不同于几
百万年前的古猿；另外，现在的自然环境与几百万年以前已经不同，所以现代类人猿是不可
能变成人的。
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39
第二章 人类的起源和进化
资源撷英
高科技在考古学上的应用
自20 世纪以来，随着考古学的不断发展，新技术和新方法被不断地应用于考古学，渗透到
考古学研究的各个领域。目前，将考古学与自然科学相结合进行研究已取得了令人瞩目的成果，
大大推动了考古学的发展。
1. 遥感考古
利用地面植被的生长和分布规律，如土壤类型、微地貌特征等物理属性及由此产生的电磁
波波谱特征差异，运用航空摄影机、成像扫描仪等设备，从航天飞机、卫星等不同的遥感平台
上获取有关古遗址的电磁波数据或图像等信息，对这些信息进行光学或计算机图像处理，从而
提供出古代遗存的位置、形状、分布、构成、类型等数据。
2. 磁法勘探
地球表层的土壤岩石因含铁元素而具有磁性，人类扰动原生土壤的活动会改变原生土壤岩
石的含铁量及其磁性，所以古代的道路、沟渠以及砖石结构等遗迹的磁性，都与周围原生土壤
的磁性有着一定的差异。这种差异可以通过测量磁场 3 个分量及其梯度的高精度航空磁力仪测
定和记录下来，再加上高精度的导航和数据处理、绘图和资料解释推断的自动化，由此获得“异
常数据”。通过对“异常数据”的判读，就能认识地下遗迹的状况。
3. 同位素分析
在现代考古学中，利用放射性同位素的衰变特性能够准确测定古代生物的年龄或年代。其中，
碳-14 被称作人类的放射性时钟。宇宙射线在大气中能够产生放射性碳-14，这些碳能与氧结
合形成二氧化碳进入所有活组织，先为植物吸收，后为动物纳入。只要植物或动物生存着，它
们就会持续不断地吸收碳-14，并在机体内保持一定的水平。当有机体死亡以后，不再增加新
的碳-l4，体内碳-l4 的浓度就要发生变化，其组织内的碳-14 便以5 730 年的半衰期开始衰变
并逐渐消失。对于任何含碳物质，只要测定剩下的放射性碳-l4 的含量，就可推断其年代，对
楼兰女尸的年代鉴定等采用的就是碳-l4 的测年方法。
自然界中各类物质同位素组成的区别为通过同位素示踪判断物质属性提供了基础。古代人
类的牙齿和骨骼中同位素的成分保存了他们所食用的动植物种类的信息，通过分析考古发掘中
所采集标本的同位素，可以判断他们当年食用的粮食、肉食的种类及比例，从而分析古代人类
的食谱特征，对古代经济活动进行探讨。
4. 遗传基因研究
从地下埋藏的或以其他形式保存下来的石化、半石化和干化生物学材料中提取的基因片段，
是获取古代生物体中遗传信息的重要载体。利用聚合酶链式反应技术对这些DNA 进行扩增，
便可获得古DNA 遗传学信息。用这种方法鉴定一些考古发掘地中常见的形态不清的或有争议
的生物残余很有价值，能够为考古学家提供精确的鉴定结果。
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40
第五单元 生命的演化
第二节 人类的进化
1. 通过资料分析、识图比较，描述人类进化的主要历程。
2. 知道现代人种的分化，说出自然选择在人类进化中所起的重要作用。
3. 认同人类的不同种族属于同一物种，并且是不断进化的。
学生对生物的进化和人类的起源已有一定的认识，所以对探索人类自身的发展与进化有着
极大的兴趣。由于人类的进化历程比较复杂，许多具体环节在科学界尚存在争议，而教科书只
使用了最关键资料来概括人类的进化历程，所以学生在学习时可能会存在一定的困难。教师要
充分利用教科书中的图文资料，引导学生通过观察、阅读、分析思考，让他们在讨论和交流中
主动地获取知识，提高观察分析能力和归纳总结能力。
对于现代人种的分化，学生有一定的感性认识，在地理课的学习中也有初步了解。课前可
让学生查询、收集有关现代人种分化的资料，课上展示共享，以培养学生主动学习的能力，重
要的是让学生学会用生物学观点分析现代人种的分化是自然选择的结果，以形成科学的人类进
化观点。
知识体系
学情分析
教学目标
人类的进化
智
人
澳
大
利
亚
人
直
立
人
尼
格
罗
人
能
人
高
加
索
人
南
方
古
猿
蒙
古
利
亚
人
人类进化的历程
现代人种的分化
人类在
一定的
地域内
经过自
然选择
的结果
使
用
天
然
工
具
制
造
简
单
工
具
学
会
了
用
火
学
会
人
工
取
火
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41
第二章 人类的起源和进化
教材解读
【建议】教师可播
放有关周口店龙骨山和
北京猿人头盖骨化石的
影像资料，或让学生展
示自己搜集的有关人类
进化的证据资料，由此
引入课题；也可以利用
北京猿人头盖骨化石失
踪之谜引入新课，以激
发学生的学习兴趣。
【说明】至今共发
现北京猿人化石头盖骨
6 具、头骨碎片12 件、
下颌骨15 件、牙齿157
枚及断裂的股骨等，分
属40 多个男女老幼个
体。经测定，北京猿人
生活在距今50万～20万
年前，地质年代属更新
世中期。北京猿人头盖
骨的特征是：头顶低
平，前额后倾，眉嵴粗
大且左右相连，脑容量
平均达1 059 毫升，介
于猿和现代人之间。北
京猿人下肢骨骼的大
小、形状、比例基本具
有现代人的特征，表明其已能直立行走。北京猿人头盖骨化石是人类进化的一个重要证据，
它证明了北京猿人是从古猿进化到智人的中间环节的一个重要阶段。北京猿人的发现，解决
了自19 世纪爪哇人发现以来围绕科学界近半个世纪的“直立人”究竟是猿还是人的争论，
是人类起源和古人类研究领域的一个重要坐标，为人类进化理论提供了有力实证，是中国科
学家为世界考古史作出的伟大贡献。
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42
第五单元 生命的演化
【说明】在研究人
类的起源问题上，化石
是最重要的证据。“露
西”少女遗骸化石的完
整性在于它包括同一个
体骨骼的大约40%，是
南方古猿阿法种的古人
类化石的代称。化石显
示，“露西”的下肢比
较粗长，骨盆上下扁、
左右阔，两足拥有稳固
的足弓，具有外翻的膝
盖。这些特征显示出“露
西”通常直立行走，因
此，考古学家认为她是
迄今为止发现的直立行
走第一“人”，被看作
人类起源研究领域中里
程碑式的发现。
【建议】教师可引
导学生收集有关资料，
课上分组展示，并通过
列表比较，分析得出“露
西”、能人和北京猿人
的生活时期、进化状况、
进化地位，以激发学生
的学习兴趣，培养主动
学习能力，同时为进一
步学习“人类进化的四
个阶段”做好铺垫。
【说明】能人，是形态特征比南方古猿进步但比直立人原
始的古人类，也是目前已知最早能制造石器工具的人类祖先。
与能人化石一起被发现的还有石器，这些石器是用熔岩或石
英石直接打制成的原始手斧和砍砸器，可用于切割、刮削、
刺戳和挖掘。因此可以说，能够制造工具和脑的扩大是能人
的重要特征。
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43
第二章 人类的起源和进化
【说明】北京猿人，
科学上常称之为“北京
直立人”， 是属于从古
猿进化到智人的中间环
节的原始人类。北京猿
人的四肢骨与现代人接
近，能够步履稳健地直
立行走；脑容量是现代
人的75%，比类人猿大
1 倍以上。在其遗址中
发现10 多万件石器，说
明北京猿人已懂得制作
石器做武器或原始的生
产工具，这是人和猿的
根本区别。而从其遗址
中发现的木炭、灰烬，
尤其是遗址中厚达4 ～6
米的灰烬层，充分证明
北京猿人不仅已经知道
用火，而且控制火、管
理火的能力也不断提高。
北京猿人及其丰富遗存，
证明了直立人的存在，
明确了人类发展的序列，
为“从猿到人”学说提
供了有力的证据。
【答案】1. 从“露西”的骨骼化石看，她的下肢粗长，具有粗壮的股骨，骨盆比较宽阔，
其功能几乎和现代人的相同，这说明她通常采取直立行走的运动方式。
2. 这说明能人已经能制造简单的工具，并利用这些工具来维持生活。
3. 这说明北京猿人已经懂得用火，并且有了长期用火、保存火种的经验。
4. 脑容量的增加促进了原始人类制造和使用工具的能力，其生存本领大大增强；同时，
脑容量的增加也促进了群体之间的交往和语言的产生，实现了人类文明的飞跃。
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44
第五单元 生命的演化
【建议】在学习“人
类进化的四个阶段”时，
可引导学生自学教科书
中的图文资料，列表比
较生活年代、脑容量、
工具的制造和使用、火
的使用等内容，最后通
过分析，总结出四个阶
段人类最典型的特征。
也可以指导学生观看视
频《人类进化史诗》，
以激发学生的学习兴
趣，认同人类是在与自
然环境的长期斗争中进
化而来的。
【说明】南非奇迹洞位于卡拉哈里沙漠边缘，研究者在洞内发现了有百万年历史的木质
灰烬、烧骨和石器。烧骨和植物灰烬的锯齿状边缘证明这些灰烬是在原地焚烧并埋藏的，
并非由风力或水力搬运而来。另外，还有部分残片只有表面存在熏烤痕迹，这是人为控制
用火的证明。该结果使人类最早的用火记录被追溯至100 万年前，证明在直立人阶段，人类
就开始将火作为日常生活的一部分了。
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45
第二章 人类的起源和进化
【说明】人种是指
具有共同遗传特征的人
类群体，也称作种族。
人们通常按肤色、鼻形、
发色、发型、身高、面型、
头型、血型、遗传性疾
病等体质特征来划分人
种，这些种族特征大约
是在智人阶段形成的。
人种形成是一个复杂的
过程，往往受到多种因
素的制约，其中起决定
作用的是自然选择。例
如，在世界各地的居民
中，肤色的分布明显与
纬度相关，赤道附近尼
格罗人的皮肤含有较多
的色素，可以避免过多
的紫外线照射，他们卷
曲的头发也可起隔热的
作用；蒙古利亚人倾斜
的凤眼和内眦褶、较宽
的面颊、略扁平的鼻部
和额部，与亚洲中部寒
冷多风沙的气候有关；
生活在高纬度地区的高
加索人高耸的鼻子能够
使鼻腔黏膜的表面积明
显增大，其中丰富的毛
细血管能够温暖进入鼻
腔的寒冷空气。
【建议】课前可布置学生查询、收集有关现代人种分化的资
料，课上展示共享；也可由学生编排课本剧，分析不同种族主
要体质特征及形成原因，以培养他们合作学习的能力，激发其
学习兴趣。
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46
第五单元 生命的演化
【答案】1．蒙古利
亚人：分布在温带地区，
黄皮肤；头发黑直且硬，
虹膜颜色多呈黑棕色；
面部扁平，鼻梁低，眼
窝浅，唇适中。高加索人：
分布在寒冷地区，皮肤
白；发色较浅，头发常
呈波形；鼻梁高而窄，
眼窝深，嘴唇薄。尼格
罗人：分布在热带地区，
皮肤黝黑；毛发黑而卷
曲；鼻宽而扁，眼窝浅，
唇厚而外翻。澳大利亚
人：分布在澳大利亚，
皮肤黄褐色或黑棕色；
毛发黑而卷曲；鼻短而
宽，眼窝深，口大唇厚。
2. 这种观点不正
确。大量的科学事实证
明，现代人各种族都属
于同一物种，即智人种，
由同一种古猿进化而来。
其种族特征上的差异是
人类在一定区域内自然
选择的结果，没有优劣
之分。
【答案】1. （1）元谋人属于人类进化的直立人阶段，这个阶段的人类能打制不同用途的石器，
学会了用火，是人类进化中的一个关键阶段。
（2）火的使用使原始人类开始享用熟食，促进了大脑的发育；同时可用来取暖、御敌、狩猎、
照明以及刀耕火种，大大提高了人类适应自然的能力，促进了人类体质和社会的发展，是人类
由动物界跨入文明世界的重要标志。
2. 这种说法不完全正确，人类将继续进化，但具体进化到什么模样，将会受自然因素和
社会因素的影响。
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47
第二章 人类的起源和进化
资源撷英
“北京人”头盖骨失踪之谜
1929 年12 月2 日，中国古人类学家裴文中在北京周口店龙骨山上挖掘出了第一块完整的
“北京人”头盖骨化石。1936 年，另外3 个完整的“北京人”头盖骨和一个完整的人类下颌骨，
又相继被挖掘出来。1937 年，日本发动侵华战争，考古工作被迫停止，已出土的“北京人”
头盖骨化石被存进美属北京协和医学院，由中美学者共同创建的中国地质调查所新生代研究
室负责保管。1941 年珍珠港事件发生前夕，日美关系日趋紧张。为避免这些珍贵的化石落入
日本人之手，院方决定将化石运往美国暂时保管，在转移途中，珍珠港事件爆发，美国海军
陆战队的专列在秦皇岛被日军截获，“北京人”头盖骨化石神秘失踪，下落不明。
1945 年8 月，日本宣布无条件投降。不久，日本发布公告，声称已将劫掠到东京的一批古
人类化石连同劫掠的发掘工具，一并移交给了盟军当局，以便归还中国。然而，中国政府从盟
军总部接收到的日本归还物品清单中，并没有发现“北京人”化石。盟军总部也应中国政府之邀，
动用驻日盟军参与广泛搜寻，结果一无所获。
关于这些珍贵化石的下落有多种说法：有人说它们被劫往日本，流落在日本民间；有人说
它们被埋在了原美国驻华大使馆的后院内；有人说日本人抢劫了这些珍贵的化石后，由于不懂
它们的价值，把它们当作可入药的“龙骨”卖给了中国商人；还有人推断它们被装在1945 年4
月1 日被美军击沉的日本邮轮“阿波丸”上，至今依然沉睡在我国福建省牛山岛以东的海底；
也有学者认为，“北京人”头盖骨化石应该丢失在从北平到秦皇岛的运送船只“哈里逊总统”号
上，而“哈里逊总统”号由于受到日舰追逐，半途被击沉……
半个多世纪以来，离奇失踪的“北京人”头盖骨化石一直是人们心中的一个谜。多年来，
寻找“北京人”工作一直停留在民间操作和学者呼吁的层面。1998 年，以“北京人”头盖骨化
石发现者之一、著名古人类学家贾兰坡为首的14 名中国科学院院士呼吁有关人士行动起来寻找
“北京人”化石。1999 年，房山区有关部门也发出“世纪末的寻找”的呼吁。但由于牵涉日本、
韩国等国政府和相关人士，所以单纯靠民间的努力，很难取得进展。2005 年7 月2 日，北京房
山区政府正式宣布成立寻找“北京人”头盖骨化石工作委员会，并公布了“北京人”头盖骨化
石线索征集电话。这是第一个在政府领导下、统一协调民间力量寻找“北京人”的行动机构。
迄今为止，工作委员会收到了来自全国各地甚至海外的几百条线索，工作人员对每条线索都仔
细进行了核实考证，在一次次希望和失望中，“北京人”头盖骨化石之谜更加扑朔迷离。
人类还会进化吗
人类到底是在退化，还是在继续不断完善自己？随着科学家对化石的研究和基因科学的发
展，人类的进化历程正逐渐被揭示出来。近些年来，科学家对全新世考古遗址出土的古代人群
的遗骸进行了研究，发现近万年来，虽然人类的进化已经发展到一个相当高的水平，但是这种
进化并未停止过，全新世人类的体质特征仍在进化，其脑容量、身高、头骨形态特征、抵抗疾
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48
第五单元 生命的演化
病的能力、种族间的差异程度等很多方面都发生了微观的演化。
美国芝加哥大学的一项研究也显示，人类的进化过程仍在继续。通过分析人类基因组，科
学家称，他们已经发现人类在过去1 万年间继续进化带来的700 多处有益的基因变异。研究者
分析了209 个人的基因数据，其中包括89 个东亚人、60 个欧洲人及60 个尼日利亚人，结果在
不同的人类种族中发现了几乎相同数量的新的进化迹象。一个典型的例子是，约90% 的欧洲人
出现了与乳糖分解酶相关的基因变异——这种变异使得人能够消化牛奶。研究者推测，如果这
种选择一直保持下去，大概数千年后，人类都将拥有这种基因。
以加拿大人类学家卢瑟尔和塞格京为代表的科学家认为，根据达尔文的进化理论，人类的
诞生和进化是沿着一条直线发展的，人类的双手将会变得越来越灵活，大脑越来越发达，智力
水平也越来越高。
更多的科学家认为，自然对人类进化的影响已经微乎其微，只有人类自己的生物工程学才
能使进化演变产生巨大变化。科学家预测，基因工程可能是人类新种诞生的原因，对人类基因
结构进行解密是人类史上最重要的一座里程碑。通过基因工程和其他技术，人类可以改变我们
的基因组。再过一段时间，科学家可能就揭示出决定人类智力、健康、身体素质、寿命以及其
他生理特征的基因奥秘，从而创造出类似超级人类的后裔。
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49
第一章 生物与环境的相互作用
第六单元
生物与环境
单元标准解读
每种生物都离不开它们的生活环境，同时又能适应、影响和改变环境。生物与环境保持着
十分密切的关系，并形成多种多样的生态系统。不同的生态系统中有多种多样的生物，生物多
样性对维护生态平衡具有重要作用，保护生物多样性对于人类的生存和发展具有重要意义。
第六单元涉及《标准》中的两个一级主题，分别是“生物与环境”和“生物的多样性”。教
科书以生物与环境的密切关系为核心构建编写体系，一方面从生态学的角度体现“人与生物圈”
这一主线，另一方面又从保护生物多样性的角度突出生物与环境的密切关系。本单元所包含的
《标准》内容有：生物的生存依赖一定的环境，生物与环境组成生态系统，生物圈是人类与其他
生物的共同家园，生物多样性的保护。
本单元立足于生物圈的角度，首先论述了生物与环境之间是相互影响、相互依存的对立统
一关系，生物与环境是一个不可分割的整体。生物与环境相互作用、彼此影响，共同构成了多
种多样的生态系统。地球上所有的生物所拥有的全部基因以及各种生态系统构成了生物多样性。
生物多样性对维持生态系统的平衡具有重要意义，所以保护生物多样性对于人与自然的和谐发
展具有十分重要的意义。本单元共分三章，依次为“生物与环境的相互作用”“生态系统”“生
物多样性及保护”。
在七年级上册第一单元中，学生初步认识了生命现象及生物的基本特征，对生物的生活环
境已有初步认识；在第二、第三单元，系统地学习了各主要类群的形态结构特征、生活习性及
其生活环境等。本单元是教科书前三个单元的延续和深化，更好地突出了“人与生物圈”这一
主题，能够加深学生对生物圈的进一步理解。教科书的这种安排，将学生的视野又拉回到宏观
的生物圈及其保护上，从生态学的角度让学生认识生物界的现象和规律，认识生物与环境的对
立统一关系，树立环境保护意识，有助于学生建立人与大自然和谐相处、共同发展的科学理念。
这种安排既符合学科知识的递进特点，又符合学生的认知规律。
在教学中，教师应指导学生通过对一片草地、一个池塘、一块农田等的研究，学习调查和
观察的方法，加深对生物与环境关系的认识，帮助学生领悟各种生物和人类生活的密切关系，
并积极参与保护生物多样性的活动。这对于学生形成热爱大自然、爱护生物的情感，理解人与
自然和谐发展的意义以及提高环境保护意识是十分重要的。
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50
第六单元 生物与环境
教学内容
活动内容
活动准备
课时建议
第
一
章
第一节探究光照对黄粉虫幼虫生活的影响
提前3 ～5 天在花鸟虫鱼市场购
买，并饲养观察
2 课时
第二节 观察蚯蚓对土壤的翻耕
提前一天在温暖潮湿的土壤中采
集蚯蚓
2 课时
第
二
章
第一节
2 课时
第二节模拟生态系统中的食物网
提前一天准备好代表不同生物的
头饰、绳子
2 课时
第三节
3 课时
第四节
2 课时
第五节调查生态系统遭到破坏的实例
提前一周成立调查小组，确定调
查地点及方案
2 课时
第
三
章
第一节调查当地的生物资源及其利用状况
提前一周成立调查小组，确定调
查范围和内容
2 课时
第二节
2 课时
单元教学计划
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第一章 生物与环境的相互作用
本章教材分析
本章是在学习了生物圈中的各种生物，以及各种生物的种族延续和生命演化后，论述生
物与环境之间是相互依赖、相互影响的一个不可分割的整体。这是一个基本的生物学观点，
也是理解“人与生物圈和谐发展”的基础。所以，本章在本册教科书及本学科中都占有重要
的地位，同时也为后面“生态系统”和“生物多样性及保护”两章的学习打下基础。
地球上生活着各种各样的生物，这是生物进化的结果，更是生物与环境相互作用的产物。
环境中的各种生物因素和非生物因素对生物的生存发挥着直接或间接的作用；反过来，生物
又能以各种各样的方式适应、影响和改变环境，它们形成了一个不可分割的整体，共同组成
了欣欣向荣的生物圈。
基于上述思路，本章先后安排了“环境对生物的作用”“生物对环境的适应与影响”两节
内容。教科书的这种安排，有利于学生辩证地分析和理解“生物与环境是一个不可分割的整体”
这一生物学基本观点。
在本章中，除了学习以上知识外，还要注重培养学生识图、观察、分析、处理信息的能力，
提高学生的科学探究能力，能运用所学知识解决实际问题，关注生物与环境的关系，关注生
物圈的和谐发展。
重要概念聚焦
通过本章教学，教师要帮助学生形成以下重要概念：
● 生物与环境相互依赖、相互影响。
第一章 生物与环境的相互作用
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第六单元 生物与环境
第一节 环境对生物的作用
1. 举例说明非生物因素和生物因素对生物的作用。
2. 通过探究光照对黄粉虫幼虫生活的影响，体验科学探究的一般过程。
通过对生命演化的学习，学生已初步了解地球上多种多样的生物是生物进化的结果，也是
生物与环境相互作用的结果。在七年级上册，学生已经学习了生物的生活环境——生物圈和栖
息地，初步认识到生物的生存离不开一定的环境；通过学习多彩的生物世界，知道了不同的生
物类群生活在不同的环境之中。但是，学生不知道环境中有哪些因素、通过何种方式影响着生
物的生存。本节课就从非生物因素和生物因素两个方面探究环境对生物的作用，内容看似简单，
但要让学生确立“生物与环境之间是一个不可分割的整体”这一观点，还是有一定的难度。在
教学中，要充分利用教科书，认真组织“探究光照对黄粉虫幼虫生活的影响”这一探究活动，
结合自然界中的实例，充分利用多媒体和图片，帮助学生初步确立这一基本的生物学观点。
知识体系
学情分析
教学目标
环境对生物
的作用
非生物因素
对生物的作用
土
壤
水
分
空
气
温
度
光
所有生物的生活都
受非生物因素的影响
生物因素对
生物的作用
相互制约、彼此依存，
促进了生物界的共同发展
同
种
生
物
间
不
同
种
生
物
间
互助
斗争
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第一章 生物与环境的相互作用
【说明】扬子鳄或
称鼍（tuó），鳄形目，
是中国特有的一种鳄
鱼，是世界上体型最细
小的鳄鱼品种之一，主
要分布在长江中下游地
区。它是一种古老的、
濒临灭绝的爬行动物，
被称为“活化石”。扬
子鳄的受精卵在受精时
并没有固定的性别，而
是在受精卵形成两周
后，其孵化温度影响受
精卵发育过程中器官的
分化，从而使性别出现
转化，这是扬子鳄在环
境恶化时被迫做出的适
应性选择。自然界中的
扬子鳄充分利用不同的
地点、位置建造巢穴，
以借各处温度的差别，
实现自我性别比例的调
节，所以自然界中雌、
雄扬子鳄的性别比例始
终保持在5∶1。
教材解读
【说明】该探究活动选择黄粉虫幼虫作为实验对象，主要是因为黄粉虫幼虫对光照反应较
为迅速，容易观察；容易获得，在花鸟鱼虫市场等地可以方便地买到；在实验室饲养管理简
单，生长期较长，可达120 天，便于进行探究实验。
【建议】有些学生对昆虫有一种恐惧感，这种心理往往会影响探究活动的开展。因此，实
验前，教师应让学生正确了解黄粉虫的特点和生活环境，提前获取黄粉虫幼虫并进行饲养，
其食物以麦麸和蔬菜为主，生活环境比较干净。要多鼓励学生主动接触黄粉虫幼虫，摸一摸，
捧在手中感受一下，这样有利于消除恐惧心理。
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第六单元 生物与环境
【建议】（1）实验
所用容器可由学生收集
或制作，以提高学生探
究的积极性。
（2）容器的深浅和
内部颜色是影响实验成
功的重要因素。容器高
度不应超过5 厘米，这
样既不会在容器内部的
边缘位置出现阴影，又
易于观察和操作。内
部颜色以浅色或白色为
宜，浅色的内壁与遮黑
后的阴暗部分形成鲜明
的对比，黄粉虫幼虫会
很快从明亮处往阴暗处
爬去，实验效果明显。
（3）实验开始前应
将黄粉虫幼虫保持在
较暗的环境中，避免其
因提前适应光亮的环
境而降低对光照的敏
感程度。
（4）黄粉虫幼虫对
外界环境非常敏感，实
验过程中要保持安静，
同时避免实验桌晃动，
这将直接关系到实验的
成败。
（5）室内光线较弱
时，可以用手电或电灯
辅助增强光照。
【建议】黄粉虫是变温动物，其生命活动、生长周期与外界温度、
湿度等密切相关。黄粉虫幼虫生长的适宜温度为25℃～29℃，相
对湿度为80% ～85%。因此，教师可引导学生观察黄粉虫的生
活史，并进一步探究：黄粉虫幼虫的生活是否还受其他非生物因
素（如水分、温度等）的影响、是否可以噬食消化有机泡沫塑料等。
通过延伸探究，不仅能激发学生的学习兴趣，而且能培养良好的
观察能力、实验设计能力及乐于探究的科学精神。
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第一章 生物与环境的相互作用
【建议】植物开花
要有一定的日照长度。
日照长度超过临界日长
才能形成花芽的植物为
长日照植物，如冬小麦、
油菜、 萝卜等。日照长
度短于临界日长才能形
成花芽的植物为短日照
植物， 如菊花、 甘蔗、
苍耳等。
教师可组织学生调
查当地植物哪些为长日
照植物，哪些为短日
照植物。也可到当地
花卉市场访问园艺师
傅，如何通过控制光照
周期实现人工控制植物
开花，并尝试通过控制
光照长度将通常在秋季
才能开花的菊花提前在
五一开放。
【说明】菟丝子，旋花科，寄生植物，无根无叶，缺乏叶绿素，利用丝状茎缠绕在其他植物上，
从接触宿主的部位伸出尖刺，直达韧皮部，以吸取宿主的养分维持自己的生活。
蚊有雌、雄之分，雄蚊触角呈丝状，口器退化，以花蜜和植物汁液为食；雌蚊因繁殖需要，
在繁殖前需要叮咬动物以吸食其血液来促进体内卵发育成熟，繁衍后代。
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56
第六单元 生物与环境
【答案】1. 图中菟
丝子汲取其他植物的养
分、雌蚊吸食动物的血
液、猎豹捕食跳羚等动
物，以及羚羊在争夺配
偶时发生争斗，这四组
生物之间存在着斗争；
蜜蜂采集花粉的同时帮
助植物传粉，蚂蚁在捕
食、御敌等方面相互
协作，这两组生物之
间是相互依存的。
2. 生物与生物之间
既有互助，又有斗争，
这些错综复杂的关系既
增强了生物的适应性，
又促进了各种生物的共
同发展。
【答案】1.（1）“南
山”影响“豆”生长的
非生物因素有光、温度、
空气、水分、土壤等。
（2）杂草和豆苗同
为绿色植物，二者在空
间、光、水分、空气、
土壤养分等方面存在竞
争关系。当杂草生长旺
盛时，会严重影响豆苗的生长，导致其生长缓慢、植株矮小。
2. 不利影响有温度低、光照时间短、光照强度弱、二氧化碳浓度低等。
采取的措施主要有：（1）针对温度低的情况，可多层覆盖，内套小拱棚或覆盖地膜，以
减少热量的散失，晚上可以用草苫覆盖大棚，或用点火加温形式为大棚升温。（2）针对光照
时间短、光照强度弱的情况，可选择透光效果好的塑料薄膜，也可利用灯光来延长光照时间。
（3）针对二氧化碳浓度低的情况，可以给大棚通风，增施农家肥、二氧化碳气肥等。
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第一章 生物与环境的相互作用
【答案】3.（1）20 ℃
时葡萄糖的合成量约为
10 毫克/ 时。葡萄糖在
约30 ℃时合成量最高。
（2）滨藜在0 ℃～
30 ℃时，随着温度的
升高，光合作用逐渐增
强；约30 ℃时，光合
作用最强；然后随着温
度的升高，光合作用逐
渐减弱。
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58
第六单元 生物与环境
资源撷英
生物因素对生物的影响
自然界中的每一种生物都受周围很多生物的影响，这些生物中既有同种的，也有不同种的。
因此，生物之间的关系可以分为两种：种内关系和种间关系。
种内关系
种内关系
特 点
举 例
种内斗争
同种生物为争夺空间、食物、配偶而发生的争斗现象
两虎相争
种内互助
同种生物彼此协作、互惠互利
蜜蜂群居现象
种间关系
种间关系
特 点
举 例
捕 食
一种生物以另一种生物为食
狼吃羊
竞 争
两种生物为争夺资源、空间而发生的争斗
小麦与杂草
共 生
两种生物在一起相互依赖、彼此有利，分开后至少一方不能生存
根瘤菌与大豆
共 栖
两种都能独立生活的生物生活在一起，对两方无害
海葵与寄居蟹
寄 生
一种生物寄居在另一种生物的体内或体表
蛔虫与人
腐 生
一种生物分解已死的生物体来维持生活
枯草杆菌
人工控制植物开花
光照强度和光照时间能影响植物的生长和开花时间，即植物达到花熟状态后，在适宜的外
界条件下，才能进行花芽分化和开花。因此，人们可通过调节环境条件等方法，达到提前或延
后花期的目的，即人工控制植物开花。
调节温度：有些观赏植物对光照长短反应不敏感，可通过增温或降温来改变花期。牡丹、
迎春、石竹、天竺葵、桃等植物在冬季形成花芽，于冬季休眠期和春季低温期经适当加温处理，
可缩短休眠时间，提早迎来花期。
调节光照：光照对花诱导有着极显著的影响。为使长日照花卉在自然日照短的秋冬季开花，
可在日落后人工加光3 ～4 小时，辅以适当加温；反之，如果在白天遮光数小时，则可推迟花期。
控制水肥：在干燥条件下，某些球根花卉休眠分化完善后的花芽仍停留在种球中，直至供
水时才生长开花，因此可通过调节供水时间来控制开花迟早。在植株营养生长达到一定程度后
增施磷钾肥，可促使其开花。
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59
第一章 生物与环境的相互作用
第二节 生物对环境的适应与影响
1. 通过观察和分析，列举生物适应与影响环境的实例。
2. 举例说出生物与环境是一个不可分割的整体。
3. 认同生物适应的普遍性和相对性。
在物种的形成过程中，经过长期的自然选择，凡是生存下来的生物都是能够适应其生活环
境的，并且对环境产生各种各样的影响。生物对环境的适应与影响的例子比比皆是，这些现
象与学生的生活实际联系密切，学生根据已有的生活经验，能够列举出一些实例，但是学生
往往对这些现象视而不见，也不清楚形成这些现象的原因，意识不到适应的普遍性和相对性。
在学习过程中，教师应给学生提供身边的直观材料以增强其感性认识，激发学生的学习兴趣；
通过观察、分析和对比，概括出生物适应环境的不同方式，促进学生理解生物适应环境的普遍
性和相对性及生物对环境的影响。
知识体系
学情分析
教学目标
生物对环境的
适应与影响
生物
对环
境的
适应
方式不同
普遍存在
有一定的
耐受范围
生物
对环
境的
影响
动物的影响
植物的影响
微生物的影响
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60
第六单元 生物与环境
教材解读
【说明】尺蠖，鳞
翅目，是尺蛾科昆虫幼
虫的统称，发育方式为
完全变态。初孵幼虫十
分活泼，爬行敏捷，吐
丝习性强，可随风飘荡。
幼虫行动时，一屈一伸
像个拱桥；休息时，身
体能斜向伸直，形似小
枝或叶柄，是拟态的典
型代表。幼虫主要以叶
为食，常严重伤害或损
毁树木。幼虫成熟后，
沿树干爬至地面，入土
化蛹，化蛹前先在土中
作一土室，然后化蛹其
中。成虫翅大，体细长
有短毛，触角为丝状或
羽状，称为尺蛾。全世
界约有12 000 种，我
国约有43 种，主要有
茶尺蠖、油桐尺蠖、
木橑尺蠖、云尺蠖等。
【说明】绿头鸭俗称野鸭，雁形目中型游禽，善于在水中游泳、觅食。70 日龄后，其飞
羽长齐，不仅能从陆地飞，还能从水面直接飞起，飞翔里程较远。绿头鸭不怕炎热和寒冷，
在-25 ℃～40 ℃都能正常生活，适应地域十分广阔。
叶海马：棘背鱼目，身体由骨质板组成，且延伸出像海藻叶瓣状的附肢，隐藏在海藻
丛生、水流极慢的近海水域中栖息与觅食。孵育后代往往存在“角色颠倒”现象，每年繁
殖季节，雌叶海马会将150 ～250 枚卵排放到雄叶海马尾部的育婴囊中。雄叶海马在接受卵
的同时，排出精液，使卵受精，受精卵就在育婴囊内孵化发育为小叶海马。
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61
第一章 生物与环境的相互作用
【说明】莲藕，睡
莲科，依靠水流进行传
粉，花粉具有很强的耐
水力。其果皮表面有气
孔和保卫细胞，表皮下
有坚固而致密的组织，
气孔下有一条气孔道，
果实成熟时缩小，不让
空气和水分自由出入，
甚至能阻止微生物进
入，从而更好地起到保
护作用。
【建议】教师可组
织学生编排课本剧，让
学生选择一种生物，叙
述该生物是如何适应其
生活环境的；也可组织
探究活动，由学生选择
身边的生物，通过实物
观察展示，说明这些生
物是如何适应其生活环
境的，并概括出生物适
应环境的不同方式。
【答案】1. 绿头鸭的蹼适于游泳，尾脂腺分泌的油脂能使羽毛避免濡湿。叶海马伪装成海
藻，能避免被天敌发现。水毛茛水中的叶呈丝状，既能增加吸收的面积，又能减轻水流的冲
击；漂浮在水面的叶呈扁平状，能有效增加光合作用的面积。莲藕茎、叶和花内的气腔可以
满足水中呼吸的需要。白鼬的毛色随季节改变，与周围环境色彩保持一致，既利于逃避天敌，
又利于猎捕食物。桦树落叶可以减少蒸腾作用，保持体内水分，是对寒冷和干旱的一种适应。
2. 沙漠植物的茎、叶表面有一层蜡质，可以减少蒸腾并抵御风沙的吹打；青蛙在气温降
低时会进行冬眠；海参遇敌时会“献出”内脏供敌害食用，它则借机逃跑等。
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62
第六单元 生物与环境
【建议】指导学生
观察某种鱼对温度的耐
受范围示意图，小组讨
论，形象直观地识记，
然后得出结论：每种生
物都有死亡下限和上
限，在这个范围内，可
生存范围最大，适宜生
存范围次之，适宜生殖
范围最小，每种生物在
不同的温度环境中都有
不同的生活表现。还可
以进一步引导学生分
析，温度对生物的影响
主要体现为温度影响生
物体内酶的催化作用。
这样，学生就比较容易
理解为什么曲线在高温
状态下下降很快。
【说明】 地衣属于地衣门，是由藻类和真菌组成的复合体，这种特殊的构造，使它具有顽
强的抵抗力，广泛分布于全球各地。地衣对土壤的形成有一定作用，所分泌的多种地衣酸可
腐蚀岩石表面，使岩石表面逐渐龟裂和破碎，加之自然的风化作用，逐渐在岩石表面形成土
壤层，为其他高等植物的生长创造了条件。因此，地衣常被称为“植物拓荒者”或“先锋植物”。
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63
第一章 生物与环境的相互作用
【答案】1. 蚯蚓生
活在阴暗潮湿的环境
中，将实验装置放置在
黑暗处，可以尽量减少
环境变化对蚯蚓的影
响，让其充分活动，增
强实验效果。
2. 不明显。蚯蚓在
土壤中寻找潮湿的环境
和食物，需要不断活动，
能疏松土壤、改善土壤
结构、增加土壤有机质、
提高土壤肥力。
【建议】指导学生
分析蚯蚓对土壤的翻耕
实验，首先，得知蚯蚓
的生活需要阴暗潮湿
的环境，生命活动离
不开环境；其次，蚯蚓
翻耕土壤会影响环境，
生物与环境相互作用、
不可分割；最后，展示
沙尘暴、土地沙化等图
片，让学生认识到，人
生活在生物圈中，对环
境的破坏必将回报给人
类，所以人和自然应该
和谐相处。
【答案】1. 体型大但外露器官小，体表面积相对较小，通过体表散失的热量较少，能确保
体温的恒定，以适应北极严寒地区的生活环境。
2. 略。
3.（1）说明生物的生存需要一定的环境，并受环境限制。
（2）说明生物的生命活动能改变环境的状况，影响环境的发展变化。
（3）生物与环境是一个不可分割的整体，生物不仅能适应环境，还能改变环境。因此，我
们要珍爱生物，保护环境。
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64
第六单元 生物与环境
资源撷英
生物对环境的适应
适应是生物在形态、结构、生理等方面与其生存环境相适合的现象，是长期自然选择的
结果。生物对环境的适应主要分为环境性适应、营养性适应、防御性适应等类型。
1. 环境性适应
（1）植物对环境的适应。绿色植物一般有较大的叶片，有利于进行光合作用和蒸腾作用；
特殊的如仙人掌的叶变成刺状，可以减少水分的散失，茎肥大含有叶绿体有利于进行光合作用
和保持体内水分。大部分沙漠植物既有浅层根系以吸收那些有可能降到地表的雨水，又有深层
根系以便固定植株存储水分，并吸取较深的地下水。虫媒花植物的花朵一般颜色鲜艳、气味芳香，
适于吸引昆虫传粉；风媒花植物的花粉粒小而轻，数量多，容易随风飘散，适于风力传粉。
（2）动物对环境的适应。水生动物一般都有流线型的体型、光滑的体表，适应水中生活
的呼吸、运动等器官。某些动物在进化过程中形成的外表形状或色泽斑与其他生物或非生物异
常相似，如竹节虫像竹节、枯叶蝶像枯树叶等。在炎热缺水的荒漠中生活的骆驼，平时不出汗，
只有当体温升高到46 ℃时才会出汗。骆驼一次能喝100 多升水，而每天排出的尿却不到1 升，
这样它在沙漠中可以很多天不喝水，能在炎热干旱的沙漠中生活。一些沙漠甲虫可以收集每天
早上凝结在它们身体上的露珠。
（3）微生物对环境的适应。微生物对环境条件尤其是恶劣的“极端环境”具有惊人的适
应性，这是高等生物所无法比拟的。例如，海洋深处的某些硫细菌可在250 ℃～300 ℃的高温
条件下正常生活；产芽孢细菌和真菌孢子在干燥条件下能保藏几十年、几百年甚至上千年；禽
流感病毒很容易发生变异，能在许多物种中找到适合寄生的对象。
2. 营养性适应
绿色植物叶内含有叶绿体，能进行光合作用以制造有机物；猛兽、猛禽一般都有锐利的牙
齿和尖锐的爪，适于捕食其他动物。
3. 防御性适应
黄鼬遇到敌害时能释放臭气以赶走敌害，豪猪、刺猬身上长满尖刺可用来防御敌害，鹿、羚羊、
野兔有发达的四肢可以逃避敌害。
生物对环境的适应只是在一定程度上的适应。雷鸟和貂都借助于保护色而常常免遭敌害。
但是，一旦这些动物的毛色变了，而气候异常没有下雪，它们的毛色变更不仅没有益处，反而
更容易被敌害发现。
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