文档文本内容
生物学
义
务
教
育
教
科
书
八年级 下册
河北少年儿童出版社
生物学
义
务
教
育
教
科
书
八年级 下册
河北少年儿童出版社
· 石家庄·
目 录
第六单元 生物的遗传与进化
第一章 生物的繁殖方式 …………… 2
第一节 有性生殖……………………………… 3
第二节 无性生殖……………………………… 7
第二章 生物的遗传和变异………… 13
第一节 生物的性状…………………………… 14
第二节 遗传物质——DNA ………………… 19
第三节 基因的传递…………………………… 24
第四节 人的性别决定………………………… 29
第五节 生物的变异…………………………… 33
第六节 遗传育种技术………………………… 38
SHENGWUXUE
1
第三章 生命的起源与生物的进化
…………………………………… 44
第一节 生命的起源…………………………… 45
第二节 生物进化的证据……………………… 49
第三节 生物进化的原因……………………… 54
第四节 人类的起源…………………………… 59
跨学科实践活动 ………………………… 65
制作地质年代模型，展现生物进化历程……… 65
单元总结 …………………………………… 68
第七单元 生物与环境
第一章 生态系统 ……………………… 71
第一节 非生物因素对生物的影响…………… 72
第二节 生物对生物和环境的影响…………… 77
一、生物因素对生物的影响………… 77
二、生物对环境的适应和影响……… 82
2
第三节 生态系统的组成和类型……………… 88
第四节 食物链和食物网……………………… 93
第五节 生态系统中的物质循环和能量流动
………………………………………… 96
第二章 人与自然和谐共生……… 101
第一节 生态系统的自我调节……………… 102
第二节 保障生态安全……………………… 106
跨学科实践活动 ……………………… 114
设计制作装置，探究某种环境污染的成因… 114
单元总结 ………………………………… 118
3
生殖发育和遗传变异是生物的基本特征。植
物、动物和人通过生殖发育和遗传变异维持物种
的延续。遗传信息控制生物性状，并由亲代传递
给子代。地球上的生物既千差万别，又有千丝万
缕的联系。地球上现存的生物来自共同祖先，是
长期进化的结果。以自然选择学说为核心的生物
进化理论，解释了生物多样性的原因。
学习本单元内容，能够帮助我们理解遗传信
息与生物性状的关系，以及遗传信息可以在亲子
代之间传递，逐渐形成生物进化的观点，正确认
识转基因技术在生产、生活和社会发展中的作用。
第六单元
生物的遗传与进化
2
第六单元 生物的遗传与进化
第一章 生物的繁殖方式
生物个体的生命是有限的，要延续种族，生物必须进行繁殖。小鸟通
过孵卵、育雏繁殖后代，苹果、小麦可以通过开花、结果繁殖后代，酵母
菌可以通过出芽生殖繁殖后代。繁殖是生物界普遍存在的生命现象，是生
物的基本特征之一。生物通过有性生殖或无性生殖产生后代。
通过本章学习，能够认
识生物的不同繁殖方式；说
明生物能通过有性生殖和无
性生殖繁殖后代。
学习目标
3
第一章 生物的繁殖方式
观察人的生殖系统模型，了解男性、女性生殖系统的组成。观看视频，
了解受精卵的形成以及胚胎发育过程。
春天来了，万物复苏。大地披上了绿装，各种花儿争奇斗艳、竞相开放，
池塘边青蛙高声地鸣叫，丛林中鸟儿欢快地歌唱……生物都在为繁殖忙碌着。
人类及多种生物通过有性生殖方式进行繁殖。有性生殖有什么特点呢？
寻证据·观察
根据获得的证据思考下列问题。
1. 人的生殖系统是由哪些器官组成的？
2. 精子和卵细胞分别由什么器官产生？
3. 受精在什么部位完成？
第一节 有性生殖
男性生殖系统由睾丸、附睾、输精管、精囊腺、前列腺、阴茎等器官组
成（图6-1-1）。睾丸是男性的性腺，能产生精子并分泌雄激素。精囊腺和前
列腺产生的黏液与精子合在一起，形成精液。
图6-1-1 男性生殖系统组成示意图
精囊腺
前列腺
输精管
附睾
睾丸
阴茎
4
第六单元 生物的遗传与进化
女性生殖系统由卵巢、输卵管、子宫、阴道等器官组成（图6-1-2）。卵
巢是女性的性腺，能产生卵细胞并分泌雌激素。子宫为胚胎提供发育的场所。
卵细胞成熟后，由卵巢排
出，进入输卵管。在输卵管内，
卵细胞如果遇到精子，就会与
精子结合形成受精卵。每次进
入输卵管的精子有很多，但卵
细胞只与其中一个精子结合，
完成受精（图6-1-3）。
图6-1-2 女性生殖系统组成示意图
卵巢
输卵管
子宫
阴道
图6-1-3 受精
1 ~ 4 周
胚泡
受精
5 ~ 8 周
9 ~ 12 周
13 ~ 16 周
5
第一章 生物的繁殖方式
图6-1-4 胎盘和脐带
17 ~ 20 周
21 ~ 24 周
25 ~ 28 周
29 ~ 32 周
33 ~ 36 周
图6-1-5 人胚胎发育过程示意图
胎盘 介于母体的子宫内壁和胎儿之间，通
过脐带与胎儿相连。
脐带 一端连接着胎盘，另一端连接着胎儿。
人类的这种生殖方式经历了精子和卵细胞的结合，属于有性生殖。
植物的开花结果也是有性生殖。生物可以通过有性生殖繁殖后代，有
性生殖是生物界普遍存在的繁殖方式。
受精卵沿着输卵管向子宫方向
移动，且不断分裂，逐渐发育成胚
泡。胚泡到达子宫，植入子宫内膜。
胚泡中的细胞继续分裂和分化，逐
渐发育成胚胎。到第 9 周左右，胚
胎开始呈现人的形态，被称作胎儿。
胎儿发育过程中所需要的营养物质
和氧通过胎盘和脐带（图6-1-4）
从母体获得，产生的二氧化碳等废
物，也通过脐带和胎盘由母体排出。
到第38 周，胎儿发育成熟（图6-1-
5）。经过分娩，婴儿就诞生了。
睾丸和卵巢可分别产生精子和
卵细胞，卵细胞受精后形成的受精
卵能够发育成新个体。
6
第六单元 生物的遗传与进化
有性生殖原理在生产、生活中应用广泛。利用体外受精- 胚胎移植技术
诞生的“试管婴儿”为一些家庭带来了福音，这一技术的应用提高了非洲狮、
猎豹等濒危物种的繁殖率，为保护和拯救濒危物种做出了贡献。采用人工授
精的方法可以提高猪、牛、羊等动物的受孕率和产仔率。利用植物有性生殖
原理培育出人类需要的植物新品种，生产出高质量的粮食、瓜果等农副产品，
丰富了人们的生活。
1. 人体内卵细胞和精子完成受精的部位是（ ）
A. 子宫 B. 卵巢 C. 输卵管 D. 阴道
2. “试管婴儿”是指用人工方法使精子和卵细胞在体外结合成受精卵，经过早期
胚胎发育，再移植到女性体内继续发育而诞生的婴儿。据此回答下列问题。
（1）“试管婴儿”属于 生殖，判断依据为 。
（2）体外培育的早期胚胎必须移植到 内，才能继续发育形成胎儿。
（3）结合胚胎发育的过程，写出自己最想对妈妈说的话。
当堂练
双胞胎是怎样形成的
我们身边生活着一些双胞胎，有的性别相同，
有的性别不同；有的长得很像，有的长得不太像。
双胞胎可以分为同卵双胞胎和异卵双胞胎。同卵
双胞胎是由一个受精卵发育而成的两个胚胎，这
样形成的双胞胎不但性别相同，而且长得也很像；
异卵双胞胎是由两个受精卵发育而成的两个胚胎，
性别可以相同，也可以不同，相貌的相似程度与
普通兄弟姐妹一样。
同卵双胞胎（上）和异
卵双胞胎（下）示意图
开眼界
7
第一章 生物的繁殖方式
天竺葵是生物学实验中的常用植物。剪取一
段天竺葵枝条，插在松软的土壤中。在适宜的条
件下这段枝条可以长成一株新的天竺葵，这属于
无性生殖。无性生殖有什么特点呢？
根据获得的证据思考下列问题。
1. 扦插是怎样进行的？
2. 扦插和有性生殖有什么不同？
第二节 无性生殖
按照下面的步骤练习扦插。
1. 从天竺葵（或月季、蔷薇等）植株上剪取长 10 ～ 15 厘米的枝条，
枝条上保留 3 ～ 4 个芽。将枝条上切口剪平，下切口剪成斜面。
2. 将剪好的枝条插到疏松透气的土壤中，及时浇水，遮阴。观察、记
录枝条的生长状况。
寻证据·实验
将一段枝条插入土壤，能长出根
和新叶，成为一个新个体，这种繁殖
方法叫作扦插（图6-1-6）。植物的茎、
叶、根、芽等都可以用来扦插。与有
性生殖不同，通过扦插繁殖植物新个
体的过程中没有精子和卵细胞的结合。
像扦插这样，不需要精子和卵细胞结
图6-1-6 扦插示意图
8
第六单元 生物的遗传与进化
图6-1-7 嫁接示意图
图6-1-8 组织培养过程示意图
愈伤组织
胡萝卜的试管苗
合就能产生新个体的方式，称为无性生殖。
农业生产中也常用嫁接（图6-1-7）和组织
培养（图6-1-8）的方法繁殖植物。嫁接是把一
个植物的枝或芽接在另一个植物体上，使接在一
起的两部分长成一个完整的植物体。接上去的芽
或枝叫作接穗，接受接穗的植物体叫作砧木。嫁
接成功的关键是使接穗和砧木的形成层紧密地结
合在一起。
小辞典
形成层是存在于植物
体韧皮部和木质部之间的
分生组织。向外可以分化
形成韧皮部，向内可以分
化形成木质部。
接穗
砧木
接穗
砧木
枝接
接穗
砧木
接穗
砧木
芽接
9
第一章 生物的繁殖方式
组织培养是将植物体的部分组
织或细胞，在无菌的条件下置于特
制的培养基上，放在适宜的环境中，
培育出完整的植物体。嫁接和组织
培养也属于无性生殖。
克隆是由动物体细胞的细胞核
和去核卵细胞组合形成的融合细胞
发育成新个体的繁殖方式，其生殖
过程没有精子和卵细胞的结合，也
属于无性生殖。
自然界中还有一些生物通过无
性生殖的方式繁衍后代，如酵母菌
的出芽生殖、细菌的分裂生殖等。
生物可以通过无性生殖繁殖
后代。
无性生殖繁殖速度快，后代不
易发生变异，能够保持生物亲代原
有的性状特征。农业生产中常利用
扦插繁殖葡萄、月季、蔷薇、柳、杨、
迎春等。利用嫁接可以进行果树和
花卉的繁殖，如：以杜梨做砧木，
皇冠梨做接穗，繁殖高品质的皇冠
梨；利用蔷薇做砧木，月季做接穗，
嫁接出美丽的月季树。利用组织培
养技术可以快速大量繁殖植物，实
现幼苗“工厂化”生产（图6-1-9）。
组织培养还用于获得无病毒植株以
及拯救濒危植物。
图6-1-9 草莓幼苗“工厂化”生产
思考
部分组织或细胞在无菌条件
下能发育成完整的植物体的原理
是什么？
10
第六单元 生物的遗传与进化
1. 下列各项不属于无性生殖的是（ ）
A. 利用组织培养繁殖兰花
B. 利用黑枣嫁接柿子
C. 利用种子繁殖玉米
D. 利用体细胞克隆山羊
2. 俗话说：“无心插柳柳成荫。”这种繁殖植物体的方式属于（ ）
A. 有性生殖
B. 嫁接
C. 扦插
D. 组织培养
3. 农民种植马铃薯时，用带有芽眼的马铃薯块茎育苗，而栽培番茄时则用种子
育苗。结合所学知识回答下列问题。
（1）使用块茎培育马铃薯苗与使用种子培育番茄苗在生殖方式上有什么区别？
（2）长期使用块茎繁殖的马铃薯容易感染病毒，影响品质和产量。可通过
技术培育出“无毒苗”。
（3）说出3 个在生产、生活中应用无性生殖的案例。
当堂练
选择一种花色的月季做砧木，另一种
花色的月季做接穗（也可以选择当地合适
的植物），练习植物嫁接。
做中学·实践
使用刀和剪刀时，
注意安全。
注意
利用克隆技术，我国成功培育出
了克隆高产奶牛，促进了良种奶牛高
效繁育。2017 年，世界上首例体细胞
克隆猴（图6-1-10）在我国培育成功。
这标志着我国在克隆技术领域的重大
突破。
图6-1-10 克隆猴
11
第一章 生物的繁殖方式
植物界的“不死鸟”
在中国古代神话故事中，把
凤凰称作“不死鸟”。因为凤凰
能够浴火重生，具有极强的生命
力，所以就有了“不死鸟”的别
称。植物界也有一种“不死鸟”，
这就是落地生根。落地生根是多
年生草本植物，叶片肥厚，叶片
的边缘容易长出新“芽”。新“芽”
上能看到几片小叶片，有时甚至还能看到细细的根。这些新“芽”落在土壤中，
很快就能变成一株新的落地生根。因此，落地生根被称作植物界的“不死鸟”。
落地生根属于多肉植物的一种，适于生活在温暖湿润、光线充足但不直射的环
境中。
开眼界
落地生根
本章小结
12
第六单元 生物的遗传与进化
本章学习结束了，评价一下自己的学习情况吧。
你能描述人的生殖发育过程吗？
你能区分有性生殖和无性生殖吗？
你学会利用扦插、嫁接繁殖植物了吗？
概念梳理
自我评价
受精
受精卵
过程
有性生殖
应用
新个体
“试管婴儿”
保护拯救濒危物种
育种
生物的
繁殖方式
精子
卵细胞
▼
应用
无性生殖
克隆
组织培养
扦插
嫁接
13
第二章 生物的遗传和变异
第二章 生物的遗传和变异
通过本章的学习，能借
助图示或模型阐明染色体、
DNA 和基因的关系；能解释
遗传信息在生殖过程中完成
了传递，并控制新个体的生长
发育；能运用结构与功能相适
应、生物与环境相适应的观
点，阐明基因组成和环境共同
决定生物的性状；能通过实
例分析，认识到杂交育种技
术、转基因技术对人类生产、
生活的巨大推动作用。
学习目标
“种瓜得瓜，种豆得豆”“一母生九子，连母十个样”，这两句俗语
说的是生物的遗传和变异现象。遗传和变异在自然界中普遍存在，生物的
亲代和子代之间的性状既相似又有不同。生物体的性状主要由基因控制。
基因的改变可以引起生物的变异。
14
第六单元 生物的遗传与进化
日常生活中，我们经常会听到有人说，“这个孩子简直就是他爸爸的翻
版”“她长得太像她的妈妈了” 。生物繁殖产生的新个体在许多性状上都和亲
代相似。什么是性状？亲代如何把自己的性状传递给子代呢？
第一节 生物的性状
对照图6-2-1，观察自己及父母身体的一些常见性状，在表6-2-1
中找出性状表现相符合的一栏，并用“√” 标记。
调查人体常见性状
有耳垂
无耳垂
寻证据·调查
拇指能弯
拇指不能弯
有酒窝
无酒窝
图6-2-1 人体常见性状
15
第二章 生物的遗传和变异
有无耳垂、拇指能不能弯、有无酒窝等都是
人的性状表现。人的血型与惯用左手或右手、家
兔的毛色、豌豆茎的高度、小麦的抗旱性等也都
是性状。生物体的形态结构、生理功能或行为方
式等特征，叫作性状。同种生物的同一性状常常
有不同的表现类型，比如人的有耳垂与无耳垂，
番茄果实的红色和黄色，狗的直毛和卷毛等。同
种生物同一性状的不同表现类型称为相对性状。
豌豆的高茎和矮茎是一对相对性状。遗传学
家孟德尔（G. J. Mendel，1822—1884）（图6-2-2）
性状
自己的性状
表现
父亲的性状
表现
母亲的性状
表现
耳垂
有耳垂
无耳垂
拇指
拇指能弯
拇指不能弯
酒窝
有酒窝
无酒窝
根据获得的证据思考下列问题。
1. 什么是性状？
2. 父母是如何把性状传递给子女的？
表6-2-1 人体常见性状调查表
图6-2-2 孟德尔
16
第六单元 生物的遗传与进化
图6-2-3 蚕豆体细胞中的染色体
图6-2-4 果蝇体细胞中的染色体
1
用纯种的高茎豌豆和矮茎豌豆进行杂交实验，子一代全部都是高茎。具有一对
相对性状的两个纯种个体杂交，子一代中显现出来的性状，叫作显性性状；子
一代中未显现出来的性状，叫作隐性性状。
科学研究发现，生物的染色体数目在亲代和子代之间能保持稳定。染色体
在体细胞中一般成对存在。例如，人的体细胞内含有 23 对染色体，蚕豆的体
细胞内含有 6 对染色体 （图6-2-3），果蝇的体细胞内含有 4 对染色体 （图
6-2-4），玉米的体细胞内含有10 对染色体等。
精子和卵细胞是亲代与子代之间联系的唯一“桥梁”。进行有性生殖的
生物，亲代细胞中成对的染色体彼此分开，每对染色体中只有一条进入精子
或卵细胞，染色体数目减半。精子和卵细胞通过受精形成受精卵后，其中的
染色体又恢复到原来的数目。父母通过精子或卵细胞将各自染色体的一半传
给了子代。子代体细胞中的每一对染色体，一条来自父方，一条来自母方（图
6-2-5），染色体上有遗传物质，从而，子代表现出相应的性状。染色体
在性状传递过程中具有重要作用。这样代代繁衍，保证了生物遗传性状的稳
定性和连续性。
2
3
4
5
6
X Y
XX
雄
雌
17
第二章 生物的遗传和变异
1. 下列各项属于一对相对性状的是 （ ）
A. 豌豆的圆粒和高茎
B. 哥哥的有耳垂和弟弟的无耳垂
C. 兔的白毛和鸡的单冠
D. 小麦的抗锈病和水稻的不抗锈病
调查家族内遗传性状的表现
调查自己家族内亲人的一些性状，在小组内与同学交流各种性状的
表现，对组内同学家族中各种性状表现的人数进行统计、对比和分析。
科学家利用具有相对性状的个体，通过杂交选育出许多具有优良性状的新
品种，如杂交水稻、杂交小麦、杂交鲤鱼等，提高了产品的产量与品质。
做中学·调查
当堂练
图6-2-5 人类生殖过程中染色体数目的变化
23 对
23 条
23 对
23 对
23 对
23 条
体细胞
精子
卵细胞
体细胞
受精卵
18
第六单元 生物的遗传与进化
不完全显性遗传
孟德尔的一对相对性状的遗传实验中，子一代和亲代之一表现相同，也就是
和具有显性性状的亲代表现相同，这种现象称为完全显性遗传。但自然界中也存
在例外。当开红花的纯种金鱼草与开白花的纯种金鱼草进行杂交时，子一代植株
既不开红花，也不开白花，而是都开粉红色花，表现出介于双亲之间的中间类型，
这种现象叫作不完全显性遗传。
开眼界
2. 果蝇的卵细胞、体细胞、受精卵中染色体的数目分别为 （ ）
A. 4 条、4 对、2 对
B. 4 条、 4 对、4 对
C. 8 条、4 对、4 对
D. 8 条、 4 对、2 对
3. 一对夫妇，丈夫脸颊上没有酒窝，妻子脸颊上有酒窝，他们的儿子脸颊上有
酒窝。据此回答下列问题。
（1）有无酒窝是人的性状表现。丈夫的无酒窝和妻子的有酒窝，这是一对
。
（2）这对夫妇通过 把各自的一半染色体传给他们的儿子，儿子表
现出相应的性状。
（3）这对夫妇体细胞中都含有 对染色体，他们产生的精子或卵细胞
里含有 条染色体，儿子体细胞中含有 对染色体，和亲代保持
了一致。
（4）如果这对夫妇再生一个女儿，用示意图表示这对夫妇与女儿之间如何保持
染色体数目一致。
金鱼草
19
第二章 生物的遗传和变异
我国古籍中早有对遗传现象的描述。《越绝书》中记载 “桂实生桂，桐实
生桐”，《吕氏春秋》中说“夫种麦而得麦，种稷而得稷”。遗传现象在自然
界中普遍存在。在遗传过程中起作用的物质是什么呢？
第二节 遗传物质——DNA
阅读噬菌体侵染细菌繁殖后代的过程（图6-2-6），重点关注噬菌体
繁殖过程中亲子代之间遗传物质的传递。
图6-2-6 噬菌体侵染细菌繁殖后代的过程
4. 新合成的噬菌体DNA
和蛋白质外壳组装出很
多个与亲代一模一样的
子代噬菌体。
3. 噬菌体的DNA 在细菌
内，利用细菌的物质合
成噬菌体自身的DNA 和
蛋白质。
2. 噬菌体将DNA 注
入细菌细胞，蛋白
质外壳留在细菌细
胞外面。
寻证据·阅读
细菌DNA
噬菌体DNA
1. 噬菌体吸附在细菌表面。
5. 随着细菌解体，
子代噬菌体被释放
出来，再去侵染其
他的细菌。
20
第六单元 生物的遗传与进化
图6-2-7 DNA 双螺旋结构示意图
思考
染色体、DNA、
基因之间具有怎样的
包含关系？
噬菌体侵染细菌时，将DNA 注入细
菌细胞，而蛋白质外壳留在细菌细胞外
面。噬菌体的DNA 在细菌细胞中，利用
细菌的物质合成了自身的DNA 和蛋白质，
经过组装产生了与亲代噬菌体一模一样
的子代噬菌体。噬菌体侵染细菌的实验
说明，噬菌体增殖过程中起遗传作用的
物质是DNA。
充分的科学研究资料证明，绝大多
数生物的遗传物质是DNA。只有RNA
病毒，如烟草花叶病毒，它们的遗传物
质是RNA。因此， DNA 是主要的遗传
物质。
染色体由DNA 和蛋白质组成，一般
情况下，一条染色体上只有一个 DNA 分
子。DNA 分子是由两条长链构成的双螺
旋结构（图6-2-7），在 DNA 上有许多
具有特定遗传信息的片段，这些片段就
是基因。一个 DNA 分子上包含多个基因
（图6-2-8）。
根据获得的证据思考下列问题。
1. 噬菌体侵染细菌时进入细菌的是什么物质？
2. 子代噬菌体是如何产生的？
3. 噬菌体繁殖过程中起遗传作用的物质是什么？
21
第二章 生物的遗传和变异
生物体的性状是由基因控制的。
豌豆的高茎是显性性状，矮茎是隐性
性状。控制豌豆高茎的基因是显性基
因，可用大写英文字母 D 表示；控
制豌豆矮茎的基因是隐性基因，可用
小写英文字母 d 表示。如果体细胞中
的这对基因都是显性基因（DD），
豌豆表现为高茎；如果一个是显性基
因而另一个是隐性基因（Dd），豌
豆也表现为高茎；但如果这对基因都是隐性基因（dd），豌豆就表现为矮茎（图
6-2-9）。
世界上几乎不存在 DNA 完全相同的两个人。因此，人们将 DNA 序列图谱
称为 DNA 指纹。它和手指的指纹一样，可以作为鉴别不同人的科学依据，成
为一个人的“身份证”。DNA 指纹鉴定已用于亲子鉴定、犯罪认定、疾病检查、
遗传病诊断、器官移植配型以及人类学研究等诸多领域。
基因组是指生物体所有遗传物质的总和。2003 年，我国和其他五国科学家
共同完成了人类基因组DNA 序列的测定，初步揭开了人类基因的秘密。科学
图6-2-8 染色体、DNA 和基因之间的关系示意图
染色体
DNA
基因
蛋白质
…
…
图6-2-9 基因与性状关系示意图
高茎
高茎
矮茎
22
第六单元 生物的遗传与进化
1. 下列有关遗传物质的描述错误的是（ ）
A. 噬菌体的遗传物质是DNA
B. 烟草花叶病毒的遗传物质是RNA
C. 人的遗传物质是DNA 和RNA
D. DNA 是主要的遗传物质
2. 下列关于染色体、DNA、基因之间关系的叙述错误的是（ ）
A. 染色体是DNA 的载体
B. 基因在DNA 上
C. 一个DNA 上有一个基因
D. 一条染色体上有多个基因
3. 科学家将大鼠的生长激素基因导入普通小鼠的受精卵，这些受精卵发育成的
小鼠比普通小鼠的生长速度快2 ～3 倍，个体大小约比同窝其他幼鼠大1 倍。
据此回答下列问题。
（1）资料中被研究的性状是
。
（2）大鼠的生长激素基因是大鼠细胞核内 上的有特定遗传信息
的 分子片段。
（3）这项研究在生产实践中有什么意义？
当堂练
根据所学知识，查阅相关资料，
小组内分工合作，利用生活中简单易
得的材料（如扭扭棒、橡皮泥、泡沫
塑料、纸、铁丝、胶带等）制作染色
体结构模型，呈现染色体的形态结构
特征及染色体、DNA、基因之间的关系。
做中学·制作
家正在积极进行基因治疗的研究。目前，基因治疗还处于临床试验阶段，有许
多未解之谜等待我们继续去探索。
23
第二章 生物的遗传和变异
人类基因组计划
人类基因组计划（Human Genome Project，HGP）是一个旨在完整解析人
类基因组序列的国际合作项目，于1990 年正式启动。美、英、法、德、日、
中六国科学家共同参与了这一项目。我国承担了人类3 号染色体短臂上约3000
万个碱基对的测序任务。2003 年4 月14 日，人类基因组计划的测序工作宣
布完成。该项目绘制出了人类基因组草图，初步揭开了组成人体的2 万多个基
因的30 亿个碱基对的秘密。
人类基因组计划研究过程中形成了生命科学领域新的学科——基因组学。
基因组学是研究生物体基因组的结构、组成和功能的科学。
2022 年，在国际科研团队“端粒到端粒联盟”的通力合作下，更为完整的
人类基因组序列问世。这将为许多新发现打开大门。
开眼界
24
第六单元 生物的遗传与进化
有的父母天生头发卷曲，他们的孩子也天生头发卷曲。有的父母都有耳垂，
他们的孩子却没有耳垂。生物体的性状是由基因控制的。控制性状的基因是如
何从亲代传递给子代的？
第三节 基因的传递
阅读以下资料，重点关注
豌豆亲子代的性状表现及基因
的传递特点。
孟德尔将基因型为DD 的
高茎豌豆和基因型为dd 的矮
茎豌豆进行杂交，子一代全部
都是高茎豌豆。子一代高茎豌
豆自交，子二代既有高茎豌豆
也有矮茎豌豆，比例约为3∶1
（图6-2-10）。
图6-2-10 豌豆杂交实验图解
亲代
矮茎
（杂交）
（自交）
高茎
高茎
（DD）
矮茎
（dd）
×
×
子一代
子二代
高茎
高茎
寻证据·阅读
根据获得的证据思考下列问题。
1. 子一代只表现高茎说明了什么？
2. 控制高茎和矮茎的基因在豌豆的亲代和子代之间是如何传
递的？
25
第二章 生物的遗传和变异
生物体产生的配子（精子或卵细胞）中只含有成对基因中的一个。孟
德尔一对相对性状的杂交实验中，子一代只表现高茎，说明子一代的基因
型是Dd。亲代高茎豌豆（DD）产生的配子只含有一个D 基因，矮茎豌豆
（dd）产生的配子只含有一个d 基因，通过受精形成的受精卵基因型为Dd，
由它发育成的子一代表现为高茎。子一代高茎豌豆（Dd）自交，它会产生数
目相等的含D 基因或d 基因的两种卵细胞，也会产生数目相等的含D 基因
或d 基因的两种精子，精卵结合机会均等。受精卵的基因型有三种，其比例
为DD ∶Dd ∶dd=1 ∶2 ∶1，因此子二代中高茎（DD，Dd）出现的概率是
3/4，矮茎（dd）出现的概率是1/4（图6-2-11）。
图6-2-11 豌豆一对相对性状杂交实验遗传图解
思考
子一代高茎豌豆
和矮茎豌豆杂交，子
代性状表现如何？
亲代
矮茎（dd）
高茎（DD）
高茎（DD）
矮茎（dd）
×
子一代
子二代
高茎（Dd）
高茎（Dd）
（D）
（d）
配子
高茎（Dd）
高茎（Dd）
（D）
（d）
配子
（D）
（d）
×
26
第六单元 生物的遗传与进化
基因是包含遗传信息的DNA 片段，随配子由亲代传给子代。子代具有亲
代的基因，基因调控着子代的生长、发育等各项生命活动。
白化病是一种人类遗传病。控制肤色正常的基因是显性基因，可用大写字
母A 表示；控制白化病的基因是隐性基因，可用小写字母 a 表示。如果一对夫
妇的基因型都是 Aa，两人均表现肤色正常，男性可以产生数目相等的含A 基
因或 a 基因的两种精子，女性可以产生数目相等的含 A 基因或a 基因的两种卵
细胞，精卵结合的机会均等，因此他们的孩子有可能出现aa 的基因型，表现
为白化病。子代发病的概率是 1/4。
根据遗传学研究，每个人可能携带 5 ～6 个不同的隐性致病基因。血缘关
系越近，相同的基因越多。如果近亲结婚，子代携带两个相同的隐性致病基因
的概率增大，隐性遗传病的发病率就会比非近亲结婚高出几倍、几十倍，甚至
上百倍。近亲结婚所生婴儿的死亡率是非近亲结婚所生婴儿死亡率的 3 倍多。
遗传病是威胁人类健康的重要因素，不仅会降低人口素质，还会给家庭
和社会造成沉重的负担。禁止近亲结婚是提高人口素质、预防遗传病发生的
最简单有效的措施。《中华人民共和国民法典》规定：直系血亲或者三代以
内的旁系血亲（图6-2-12）禁止结婚。
图6-2-12 直系血亲和三代以内旁系血亲示意图
祖父 祖母
外祖父 外祖母
父 母
儿子 女儿
本人
伯 叔 姑
舅
姨
舅表兄
弟姐妹
姨表兄
弟姐妹
兄弟
姐妹
姑表兄
弟姐妹
堂兄弟
姐妹
注：红字表示的是旁系血亲，蓝字表示的是直系血亲
27
第二章 生物的遗传和变异
模拟遗传性状的显隐性
决定有耳垂的基因（A）是显性基因，决定无耳垂的基因（a）是隐
性基因。一对夫妻都有耳垂，基因型均为Aa。利用红蓝卡片（或黑白棋
子、黄白乒乓球等）分别代表显性基因和隐性基因，参照以下步骤，模
拟探究这对夫妻的子女中有耳垂、无耳垂出现的比例。
1. 取两张蓝色卡片分别写上A、a 代表父亲产生的精子，两张红色
卡片分别写上A、a 代表母亲产生的卵细胞。将红、蓝卡片分别放入两
个纸袋。
2. 从两个纸袋中随机抽取一张蓝色卡片和一张红色卡片进行组合，
记录组合结果。记录后将纸片放回，重复几次。
3. 统计全班同学的抽取组合情况，计算显性性状和隐性性状出现的
比例。
1. 绵羊的白色和黑色由一对基因（B 和b）控制。白色公羊和白色母羊生了一
只黑色小羊。下列说法错误的是（ ）
A. 白色公羊和白色母羊的基因型都是Bb
B. 黑色小羊的基因型为bb
C. 再生一只黑色小羊的概率是1/4
D. 绵羊的黑色是显性性状，白色是隐性性状
2. 苯丙酮尿症是由隐性基因a 控制的遗传病。一对夫妇甲和乙，均表现正常，
他们结婚后生了一个患有苯丙酮尿症的孩子丙。据此回答下列问题。
（1）甲的基因型是 ，乙的基因型是 ，丙的基因型
是 。
（2）这对夫妇再生一个孩子患有苯丙酮尿症的概率为 。
当堂练
做中学·模拟
28
第六单元 生物的遗传与进化
（3）丙长大后，和表现正常的丁结婚，生下两个孩子，其中一个孩子表现
正常，另一个孩子患有苯丙酮尿症。丁的基因型是什么？
（4）为什么《中华人民共和国民法典》中有禁止近亲结婚的规定？
优生优育，生下健康的
孩子对于家庭和社会都十分
重要。遗传咨询和产前诊断
是预防遗传病和保证优生的
关键措施。
通过专业人士的遗传咨
询可以确定遗传病患者或携
带者，并对其后代的患病风
险进行预测，进而采取预防
措施，减少遗传病患儿的出
生，提高人口质量。
预防出生缺陷，开展产前诊断也十分重要。临床上常用的产前诊断技术主
要有：血清生化检查，主要对唐氏综合征（21 三体综合征）和18 三体综合征
等进行筛查；超声检查，是一种最为直观的检查技术，对胎儿的心血管系统、
中枢神经系统、泌尿生殖系统等畸形的诊断率较高；羊膜腔穿刺，可以分析
胎儿染色体的组成，并判断胎儿是否存在染色体异常，与此类似的产前检查还
有绒毛活检、脐带穿刺等。此外，还可以利用基因检测技术进行产前诊断。
遗传咨询和产前诊断
开眼界
29
第二章 生物的遗传和变异
新生儿呱呱坠地给家庭带来喜悦和希望，有的同学家里添了小弟弟，有的
同学家里添了小妹妹。同样是由受精卵发育成的个体，为什么有的是男孩，有
的是女孩？人的性别是如何决定的？
第四节 人的性别决定
阅读图6-2-13 人类体细胞染色体组成，重点关注男女体细胞染色体
的异同。
图6-2-13 人类体细胞染色体组成
人的体细胞含有23 对染色体，其中22 对染色体男女相同，称为常染色
体。有1 对染色体男女不同，与性别决定有关，叫作性染色体。人类性染色体
有X 染色体和Y 染色体之分，男性体细胞的1 对性染色体包含1 条X 染色体
根据获得的证据思考下列问题。
1. 男女体细胞染色体有什么不同？
2. 人的性别是怎么决定的？
寻证据·阅读
22
21
20
19
18
17
16
13
12
11
14
15
8
7
6
9
10
3
2
1
4
5
3
2
1
4
5
8
7
6
9
10
13
12
11
14
15
18
17
16
22
21
20
19
XX
Y
X
30
第六单元 生物的遗传与进化
和1 条Y 染色体，女性体细胞的1 对性染色体由2 条X 染色体组成。
人类的精子和卵细胞各含有23 条染色体，是体细胞的一半。在生殖过程中，
父亲可以产生两种精子，一种是含有X 染色体的精子，另一种是含有Y 染色
体的精子；母亲只能产生一种含有X 染色体的卵细胞。如果是含有X 染色体
的精子与卵细胞结合，形成的受精卵发育成女性（XX）；如果是含有Y 染色
体的精子与卵细胞结合，形成的受精卵就发育成男性（XY）（图6-2-14）。
由于父亲产生含X 染色体的精子和含Y 染色体的精子概率相同，这两种精子
与卵细胞的结合机会均等，因此，理论上男女出生的比例为1∶1。1990 年，
英国科学家在人的Y 染色体上发现了一个与性别决定有关的基因——SRY 基因，
该基因能控制睾丸的形成。
基因位于染色体上，人的性别是由性染色体的组成决定的。
调查出生人口性别比是人口普查工作的一项重要内容，通常用每100 名
女婴所对应的男婴数来表示。联合国将出生人口男女性别比的正常值设定为
103 ～107。如果出生人口男女性别比例异常，将会带来一系列社会问题。
图6-2-14 生男生女图解
生殖细胞
受精卵
产生精子
产生卵细胞
X
X
Y
XX
XY
31
第二章 生物的遗传和变异
模拟人的性别决定
利用不同颜色的棋子（或玻璃球、塑
料球、纸片等）分别代表卵细胞和精子，
参考以下步骤，模拟探究人的性别决定。
1. 取黑色围棋子20 个代表含X 染
色体的卵细胞，放入一个标注“母亲”
的纸袋内。另外取10 个黑色围棋子代表
含X 染色体的精子，10 个白色围棋子代
表含Y 染色体的精子，放入另一个标注“父亲”的纸袋内。
2. 分别从两个纸袋内随机取出一个棋子加以配对，记录是“XX”组
合还是“XY”组合。
3. 记录后将棋子再放回原来的纸袋内，重新抽取。记录10 对后，
统计“XX”组合和“XY”组合出现的次数。
4. 统计全班实验结果，计算男女性别的比例。
1. 下列有关人的性别决定的叙述错误的是（ ）
A. 自然状态下生男生女的机会均等
B. 卵细胞与X、Y 两种精子结合的机会相等
C. 男孩的X 染色体来自父亲或母亲
D. 孩子性别取决于与卵细胞结合的精子类型
2. 位于Y 染色体上的基因在亲子代之间的传递途径是（ ）
A. 外祖母→母亲→女儿
B. 祖父→父亲→儿子
C. 外祖父→母亲→儿子
D. 祖母→父亲→女儿
当堂练
做中学·模拟
思考
模拟活动中，当选取
代表精子的棋子时，取20
个黑色围棋子代表含X 染
色体的精子，20 个白色围
棋子代表含Y 染色体的精
子，可以吗？
32
第六单元 生物的遗传与进化
家蚕养殖起源于我国，已有五千
多年历史。家蚕是雌雄异体昆虫，它
的性别决定方式与人类不同。雌蚕体
细胞的性染色体组成是ZW，雄蚕体
细胞的性染色体组成为ZZ。雌蚕可
以产生分别含Z 或W 染色体的两种卵细胞，雄蚕只能产生含Z 染色体的精子。
子代性别由受精时卵细胞中的性染色体是Z 还是W 决定。
雄蚕吐丝多，结茧率高，蚕丝质量好，更受蚕农青睐。但在幼蚕阶段，雌
雄不易区分。科学家培育出了一种十分有趣的蚕宝宝——“限性斑纹雌蚕”，
巧妙地解决了这个问题。他们将W 染色体上有斑纹基因的雌蚕与白体雄蚕杂
交，其后代凡是雌蚕都有斑纹，凡是雄蚕都无斑纹。根据这一规律，在家蚕幼
虫阶段就去雌留雄，可以有效提高蚕丝的产量和质量。
家蚕的性别决定方式
3. 某同学用30 个黑棋子、10 个白棋子、两个纸袋模拟探究人的性别决定。据
此回答下列问题。
（1）下列模拟活动操作错误的是（ ）
A. 两个纸袋分别标注“母亲”“父亲”
B.“母亲”纸袋中放入20 个黑棋子，“父亲”纸袋中放入10 个黑棋子和10
个白棋子
C. 从两个纸袋中各随机取1 个棋子，记录2 个棋子的组合类型
D.“黑黑”组合记录为男孩，“黑白”组合记录为女孩
（2）黑棋子代表的细胞内含有哪种性染色体？为什么？
（3）一对夫妻已经生了一个男孩，根据这个模拟活动可知第二胎生育女孩的
概率是 ，该女孩体细胞中的性染色体组成为 。
（4）有些人认为生男生女是由母亲决定的，你认同吗？说明理由。
开眼界
斑纹雌蚕
白体雄蚕
33
第二章 生物的遗传和变异
世界上很难找到性状完全相同的两个生物个体，即便是父子母女、兄弟姐
妹，甚至双胞胎之间，也或多或少存在着差异，这是自然界普遍存在的变异现象。
那么变异产生的原因是什么呢？
第五节 生物的变异
阅读以下资料，重点关注导致性状变化的原因。
1. 镰状细胞贫血是一种人类遗传病。患者的红细胞不是正常的圆饼
状，而是弯曲的镰刀状（图6-2-15），其血红蛋白和正常人的血红蛋白
结构也不同。研究发现，这是患者体内血红蛋白的基因发生了改变导致的。
2. 科学家在育种实验中获得了一组不同性状的谷穗，有的谷穗肥大
饱满，有的谷穗瘦小干瘪，研究发现不同性状的谷穗中染色体数目不同（图
6-2-16）。
图6-2-15 正常人的红细胞（左）和镰状细胞贫血患者的红细胞（右）
（注：显示颜色为人工所加）
图6-2-16 不同性状的谷穗
寻证据·阅读
正常
体细胞中含有
9 对染色体
体细胞中多了一
条2 号染色体
体细胞中多了一
条3 号染色体
体细胞中多了一
条4 号染色体
10 μm
（1200×）
34
第六单元 生物的遗传与进化
根据获得的证据思考下列问题。
1. 镰状细胞贫血的根本病因是什么？
2. 谷穗性状不同的原因是什么？
3. 变异的原因是什么？
基因的改变使血红蛋白结构发生改变，进而使红细胞的形态发生了变化，
降低了红细胞的携氧能力。镰状细胞贫血的根本病因是基因的改变。染色体
数目的改变使谷穗的形状、大小发生了变化。基因和染色体的改变导致遗传
信息改变，进而导致生物性状发生变化。
豌豆的皱粒是由于豌豆细胞中与淀粉合成
有关的基因发生改变，淀粉合成减少，进而导
致含水量减少，种皮皱缩而形成的。人类的唐
氏综合征是由多了一条21 号染色体引起的遗
传病，因此被称为21 三体综合征。人类5 号
染色体短臂缺失会导致猫叫综合征。
遗传信息发生改变可以引起生物变异。由
遗传物质的改变引起的变异是可遗传的变异。
水生植物水毛茛伸出水面的叶片是片状的，
而浸没在水中的叶片是细丝状的（图6-2-17）。
同一品种的小麦种子，种在肥沃田地里的比种
在贫瘠田地里的麦穗大。这是由外界环境条件
变化引起的变异，并未涉及遗传物质的改变，
是不可遗传的变异。
遗传物质的改变和生活环境都可能引起生
物性状的改变。生物的性状是由基因组成和环
境共同决定的。
图6-2-17 水毛茛
思考
外界环境引起的
变异都不能遗传吗？
35
第二章 生物的遗传和变异
对于某种生物来说，
有的变异能提高它的生存
和繁殖能力，是有利变异，
如小麦中出现的矮秆抗倒
伏变异；有的变异会降低
生物体的生存和繁殖能
力，是不利变异，如玉米
中的白化苗（图6-2-18）；而有的变异不会影响生物体正常的生理活动，这
样的变异是中性变异。生物体能够产生多种变异，在地球多变的环境中，具有
有利变异的生物个体能够适应环境的变化，得以存续发展。变异在生物进化中
起重要作用。
遗传变异的原理在育种上应用广泛。家禽、家畜、作物都有许多不同的
品种，这些品种也是通过变异培育而来的。人们根据不同的需要和喜好，对
南瓜产生的变异进行逐代挑选、培育，从而获得了很多不同的南瓜品种（图
6-2-19）。人们可以通过人工方法对生物体进行处理，使生物体内的染色体或
基因发生改变，产生新的变异个体，再从中选择对人们有用的变异个体进行培
育，从而获得新品种。无子西瓜（图6-2-20）就是通过改变染色体数目培育
出的广受人们喜爱的西瓜品种。
图6-2-19 不同品种南瓜的果实
图6-2-18 玉米的白化苗
图6-2-20 无子西瓜
36
第六单元 生物的遗传与进化
人的染色体或基因发生改变可能会引起某些遗传病。遗传病能一代代遗
传下去，影响人类健康而且很难治愈。因此，提倡优生优育已成为我国人口政
策的重要内容。
1. 下列变异中，不可遗传的是（ ）
A. 视觉正常的夫妇生下患色盲的儿子
B. 家兔的毛色有白色、黑色、灰色
C. 通过航天育种技术获得彩色太空椒
D. 经常在野外工作的人皮肤变黑
2. 对于生物个体来说，有利变异是指（ ）
A. 对人类有益的变异
B. 可遗传给后代的变异
C. 对生物自身生存有利的变异
D. 可以提高产量的变异
3. 科学家将普通萝卜种子放入返回式卫星搭载升空，经过“太空旅行”返回地
面后再进行选育，培育出了具有抗虫性的萝卜。据此回答下列问题。
（1）萝卜的抗虫性变异 （会、不会）遗传给后代，因为这种变异是在
太空辐射和失重等多种环境因素作用下，萝卜种子内的 发生改变导
致的。
（2）同太空萝卜的变异相比，长在山顶的松树比长在山脚的松树植株矮小，
属于 变异，其根本原因是未涉及 的改变。这一事实说
明，生物体表现出的性状是 和 共同作用的结果。
（3）对于萝卜而言，萝卜的抗虫性变异是有利变异还是不利变异？
（4）有人说变异对生物的存续发展非常重要，你怎么理解？
当堂练
37
第二章 生物的遗传和变异
你相信一株番茄能结一万多颗果实吗？你想咬一口长1 米的特大黄瓜吗？
这样的番茄和黄瓜并不是异想天开，而是经过人工诱变培育成的奇特品种。我
国科研工作者通过诱变育种，创造了许多产量高、品质优的新品种。
1950 年，我国的育种专家采用热中子和X 射线处理小麦种子，得到了抗
秆锈病突变体，为抗病育种开辟了新的途径。青霉素是最早应用的抗生素，最
初是从野生青霉菌中分离出来的。但这种野生青霉菌产出的青霉素较少。科学
家采用诱变育种的方法，使青霉素的产量从最初的每毫升几十单位提升到目前
的每毫升十万单位以上。
宇宙空间环境特殊，在空间辐射和微重力等多种因素的诱变作用下，种子
内的遗传物质容易发生改变，将这样的
种子带回地面种植，从中选育新品种，
就是航天育种。1987 年，我国首次将小
麦、青椒、萝卜等种子放入卫星搭载升
空，经空间搭载的萝卜种子获得了特有
的抗虫性。利用航天育种技术，我国已
经获得了高番茄红素早熟番茄、大型青
椒、优质棉花、高产小麦、太空彩色辣
椒等品种。
2022 年，我国神舟十四号载人飞船
在轨期间，完成了国际上首次水稻“从
种子到种子”全生命周期空间培养实验，
为水稻育种提供了新思路。
神奇的诱变育种
开眼界
中国空间站生命生态实验柜中的水稻
d110
d110
d90
d90
d110
d110
d100
d100
d90
d90
d80
d80
d70
d70
d60
d60
d30
d30
d40
d40
d50
d50
d20
d20
d10
d10
d3
d3
38
第六单元 生物的遗传与进化
国家南繁科研育种基地位于海南省，是我国重要的农作物科研育种基地。
南繁培育的大量农作物新品种，不断充实丰富着中国人的米袋子、菜篮子、油
罐子。很多农作物新品种都是通过遗传育种技术培育的。遗传育种技术有什么
特点？对农业生产有什么意义？
第六节 遗传育种技术
阅读以下资料，重点关注育种过程和新品种的特点。
1. 科研工作者将高产易倒伏和低产抗倒伏的小麦品种杂交，经过多
次人工选育，培育出高产抗倒伏小麦新品种（图6-2-21）。
寻证据·阅读
图6-2-21 小麦杂交育种技术图解
高产易倒伏小麦
低产抗倒伏小麦
高产抗倒伏小麦
×
39
第二章 生物的遗传和变异
根据获得的证据思考下列问题。
1. 利用杂交育种技术培育出的新品种有什么特点？
2. 利用转基因技术培育出的新品种有什么特点？
3. 杂交育种技术和转基因技术对农业发展有什么意义？
将高产易倒伏小麦和低产抗倒伏小麦杂交，使高产基因与抗倒伏基因组合
到一起，培育出高产抗倒伏的小麦新品种。杂交育种技术是将具有不同性状的
亲本杂交，使亲本的多个优良性状在子代集中表现出来的技术。
从苏云金芽孢杆菌细胞内的DNA 上获取抗虫基因，将该基因导入并整合
图6-2-22 转基因抗虫棉的培育过程
2. 科研工作者将抗虫基因导入棉花细胞，培育出转基因抗虫棉新品
种（图6-2-22）。
转基因抗虫棉
非转基因棉
提取
导入并
整合
培育
苏云金芽孢
杆菌
棉花细胞的
DNA
抗虫基因
转基因抗虫棉
第六单元 生物的遗传与进化
40
到棉花细胞的DNA 中，培育出转基因抗虫棉新品种。转基因技术是将一种生
物体的一个或多个基因整合到另一种生物体的基因组中，使生物体获得新性状
的技术。
杂交育种技术和转基因技术都属于遗传育种技术。遗传育种技术在作物育
种中应用广泛。利用杂交育种技术培育出的大量农作物新品种具有多个优良性
状，大幅提高了农作物产量和品质，产生了巨大的社会效益和经济效益。转基
因技术是迄今为止发展速度最快、对产业影响较大的现代生物技术，可以打破
物种界限，拓宽遗传资源的利用范围，为新品种的培育提供了无限可能。利用
转基因技术培育的新品种具有抗病、抗虫等抗性性状，有效降低了农业生产的
人工成本，减少了农药使用量，减少了灾害损失，在提高农产品质量和营养
价值、缓解资源稀缺、保护生态环境、推进绿色发展等方面发挥了重大作用。
杂交育种、转基因等技术促进
了农业发展，对保障粮食产量、改
善粮食品质、 提升农业生产效率意
义重大。
袁隆平院士利用杂交育种技术
将人工栽培稻和野生水稻杂交，培
育出具有穗大、籽粒多且饱满等许
多优良性状的杂交水稻新品种。我
国科研工作者利用杂交育种技术将
黄牛和牦牛杂交，培育出肉、乳、
劳作力均优于双亲的杂交后代——
犏牛，另外还培育出了中国荷斯坦
奶牛（图6-2-23）和多种多样的金
鱼、小麦、玉米等新品种。科学家利用转基因技术，将抗虫、抗除草剂、抗病
等基因导入并整合到不同植物细胞的DNA 中，培育出抗病番木瓜、耐储存番茄、
抗虫水稻等转基因植物新品种。
图6-2-23 中国荷斯坦奶牛
思考
除了杂交育种、
转基因育种，还有哪
些育种方法？
41
第二章 生物的遗传和变异
1. 将下列新品种和对应的育种技术用线连接起来。
①中国荷斯坦奶牛
②抗虫水稻
③高产抗倒伏小麦
④抗病番木瓜
2. 有4 个小麦品种，分别是①低产抗叶锈病、②高产易倒伏、③高产不抗叶
锈病、④低产抗倒伏，若要培育高产抗叶锈病小麦新品种，应选择的亲本品种
是（ ）。
A. ①② B. ①③ C. ②④ D. ③④
3. 人血清白蛋白通常从血液中提取，难以满足临床的大量需求。科研工作者利
用转基因技术解决了这一难题，培育出转基因奶牛新品种。该转基因奶牛的乳
腺细胞可分泌含人血清白蛋白的牛乳，再经过提取就可得到人血清白蛋白。大
致过程如下图所示，据此回答下列问题。
当堂练
（1）科研工作者将人的 基因导入并整合到母牛A 的 DNA
中，从其后代中选育出转基因母牛B。
（2）母牛B 因获得 基因而能分泌含人血清白蛋白的牛乳，说明
控制生物的性状。
（3）说出你知道的转基因技术成果。
（4）如果你是育种专家，你想培育哪些生物新品种？用来解决哪些社会
问题？
含人血清白蛋白的牛乳
人血清白蛋白基因
母牛A 受精卵
后代
母牛B
泌乳
导入
产生
选育
A. 杂交育种技术
B. 转基因技术
42
第六单元 生物的遗传与进化
袁隆平与杂交水稻
袁隆平（1930—2021），中国
工程院院士，一生致力于杂交水稻
研究。他的科研成果使我国在杂交
水稻和超级杂交水稻育种上一直处
于世界领先水平。
为了能找到改良人工栽培稻的
优良基因，袁隆平顶着高温酷暑在
田间一垄垄、一行行地检查了几
十万株稻穗，终于在海南南红农场附近的沼泽中找到一株后来被称为“野败”
的雄性不育野生稻，为杂交水稻研究找到了突破口，从此开启了杂交水稻研究
的新篇章。
袁隆平打破“水稻是自花授粉作物，没有杂种优势”的传统认识，创新性
地将杂交水稻的培育过程化繁为简，应用杂种优势，使水稻产量登上了一个个
新台阶。
沿着这样的创新思路，袁隆平又培育出了超级稻，使水稻产量再次提高，
为解决世界粮食短缺问题做出了巨大贡献。
对袁隆平来说，一辈子只做一件事就够了，这件事足够伟大，他需要的就
是一生坚守，一生钻研。
开眼界
袁隆平
本章小结
43
第二章 生物的遗传和变异
概念梳理
自我评价
本章学习结束了，评价一下自己的学习情况吧。
你能通过制作模型、绘图等形式，阐明染色体、DNA 和基因的关系吗？
你能解释遗传物质如何在亲子代间传递吗？
你能说明生物的性状与基因、环境的关系吗？
你认识到杂交育种技术、转基因技术对人类生产、生活的巨大推动作用
了吗？
控制
▼
控制
传递
位于
▼
染色体
含有
改变
应用
遗传
遗传物质
遗传信息
生物性状
▼
亲代→子代
▼
可遗传
变异
不可遗传
变异
决定
显性性状
隐性性状
显性基因
隐性基因
组成
基因
主要
含有
蛋白质
DNA
RNA
杂
交
育
种
技
术
转
基
因
技
术
变异
环境
▼
改变
44
第六单元 生物的遗传与进化
生命的起源与生物的进化
第三章
走进自然博物馆，我们看到很多古老甚至已经灭绝生物的化石。这些
生物生活在距今数千万年前甚至数亿年前的地球上，与现在地球上的生物
既千差万别，又存在神奇的内在联系。地球上现存的生物具有共同祖先，
多种多样的生物是经过自然选择长期进化的结果。
通过本章的学习，学会
运用进化与适应的观点，解
释生物多样性的原因。
学习目标
45
第三章 生命的起源与生物的进化
地球上生活着形形色色的生物。苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植
物都属于绿色植物，但又各有不同。鱼类、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类有
很多区别，也有相似之处。各种生物都来自地球上最早的生命。地球上的生命
是怎样起源的？
第一节 生命的起源
阅读以下资料，重点关注实验最终得到了什么产物。
1953 年，科学家米勒（S. L. Miller，1930—2007）等人利用无氧密闭
循环装置（图6-3-1），模拟原始大气条件进行了实验。他们将烧瓶内经
加热产生的水蒸气持续通入甲烷、氨、氢气等的混合气体中；用电极连续
火花放电，模拟原始天空闪电。最后在装置底部收集到多种有机物，其中
有5 种是合成生物蛋白质所需要的氨基酸。
图6-3-1 米勒的模拟实验装置示意图
寻证据·阅读
含有机物
的溶液
加热
沸水
供水活塞
真空泵
取样活塞
正电极
负电极
模拟闪电
出水
进水
冷凝器
混合气体
46
第六单元 生物的遗传与进化
米勒等人在实验室模
拟原始大气条件，利用甲
烷、氨、氢气、水蒸气等，
合成了氨基酸，说明在原
始地球环境条件（图6-3-
2）下，能够合成小分子有
机物。之后，有科学家模
拟原始地球环境条件，将
氨基酸合成了类似蛋白质
的大分子有机物，将核苷酸合成了核苷酸聚合物，证明在原始地球条件下，小
分子有机物能合成大分子有机物。又有科学家将蛋白质、核酸等有机物混合形
成了球状小滴。球状小滴能从外界吸收各种物质，并表现出“生长”和“繁殖”
的特点，体现出某些生物特征。
科学家推测，原始大气在高温、紫外线以及雷电等自然条件的长期作用下，
形成了许多小分子有机物。后来地球的温度逐渐降低，原始大气中的水蒸气
凝结成雨降落到地上。这些有机物随雨水进入湖泊和河流，最终汇集到原始
海洋中。原始海洋中的有机物不断地相互作用，经过漫长的岁月，逐渐形成
原始生命。原始生命能从外界获得营养并排出代谢废物，能对外界刺激做出
反应，能生长和繁殖，能遗传和变异。因此，生命最有可能是在原始海洋中
形成的。
20 世纪 70 年代末，人们发现了处于太平洋东部洋脊上的数亿年前形成的
图6-3-2 原始地球景观模拟图
根据获得的证据思考下列问题。
1. 在火花放电条件下，利用甲烷、氨等气体合成了氨基酸，说
明了什么？
2. 根据米勒的实验结果，可以对生命的起源做出哪些推测？
47
第三章 生命的起源与生物的进化
“硫化物烟囱”（海底热泉口）残片。
一些学者认为，热泉周围的水热环境
接近于地球早期生命起源的条件。2002
年，我国科学家在河北承德发现了形
成于 14.3 亿年前的古海底“黑烟囱”
（图
6-3-3），为古海底热泉口生命起源研
究提供了更早、更完整的证据。
1965 年，我国科学工作者在世
界上首次利用氨基酸人工合成了蛋白
质——结晶牛胰岛素（图6-3-4）。
1981 年，我国科学工作者利用核苷酸
人工合成了组成生命的另一种重要物
质——核酸。人工合成蛋白质和核酸
的成功，进一步说明小分子有机物在
一定条件下可以合成大分子有机物。
这两项研究成果丰富了生命起源研究的证据。
原始海洋中的非生命物质形成原始生命的具体过程，仍有许多未解之谜，
有待我们进一步去探索。
1. 米勒模拟原始大气条件，将无机物合成了小分子有机物。下列关于米勒实验
的叙述，错误的是（ ）
A. 实验装置中甲烷、氨、水蒸气、氢气等气体用于模拟原始大气
B. 火花放电模拟闪电提供能量
C. 烧瓶中的沸水模拟了高温条件下的原始海洋
D. 该实验证明了原始海洋中的有机物可能会演变成原始生命
2. 科学家在实验室模拟古海底热泉环境，将核苷酸和脂类等物质混合，经过一
段时间，得到了几十到几百个核苷酸构成的聚合物。科学家用X 射线衍射技术
当堂练
图6-3-3 完整的 14.3 亿年前的古海底“黑烟囱”
图6-3-4 人工合成的结晶牛胰岛素
48
第六单元 生物的遗传与进化
分析产物结构，发现这些物质与RNA 结构非常相似，而这些有机物还被脂类
包裹起来，形成一个个微小的囊泡。囊泡内外的物质能通过脂类的“膜”进行
交换，这些囊泡被称为“原细胞”。据此回答下列问题。
（1）实验中得到类似RNA 的核苷酸聚合物，证明在古海底热泉环境中，小分
子有机物能合成 。
（2）囊泡呈现的生命特征是（ ）
A. 生长和繁殖 B. 对刺激做出反应 C. 遗传变异 D. 物质交换
（3）模拟在原始海洋中合成RNA 对研究生命的起源有什么意义？
人类对地外生命的探索
人们始终怀着强烈的渴望，对地外生命进行探索。
1969 年，人类首次登上月球， 发现月球上没有水，没有大气层，更没有生命。
2020 年，我国嫦娥五号月球探测器登陆月球，携带1731 克月壤成功返回地球。
2024 年，我国嫦娥六号月球探测器突破多项关键技术，完成了人类历史上首次月
球背面采样。月球样本极大丰富了人类对月球乃至宇宙的认知。在嫦娥五号月球
样本中，我国科研团队首次发现了分子水。
人们还把目光投向了太阳系中最可能有生命存在的火星。 自1960 年以来，
人类先后开展了四十多次火星探测，发回了大量照片和探测数据。通过分析，人
们发现火星上有大气，有水，并有四季变化，但大气非常稀薄，气候极端。 2021 年，
我国“天问一号”火星探测器成功着陆火星，并通过“祝融号”火星车对火星进
行科学探测，实现了我国在深空探测领域的技术跨越。
“祝融号”火星车
开眼界
49
第三章 生命的起源与生物的进化
人们在登山或采石过程中会偶然发现，有
的石头上有清晰的动植物印痕，这些是动植物
的化石。化石是怎样形成的？对研究生物的进
化能提供哪些信息？
小辞典
地质年代简表
代
纪
新
生
代
第四纪
新近纪
古近纪
中
生
代
白垩纪
侏罗纪
三叠纪
古
生
代
二叠纪
石炭纪
泥盆纪
志留纪
奥陶纪
寒武纪
元古宙
太古宙
第二节 生物进化的证据
阅读以下资料，重点关注化石形成的年代和
不同地层中生物化石分布的特点。
1. 科学家在三叠纪至白垩纪的地层中发现了
恐龙等古爬行类的化石，在新生代的地层中没有
发现恐龙化石。我国在侏罗纪晚期地层中发现的
政和八闽鸟化石，是迄今为止发现的最古老的鸟
类化石。
2. 2005—2006
年，在我国河北承
德的白垩纪地层中
发现了骨骼结构完
整的郑氏始孔子鸟
化石（图6-3-5）。
科学家分析发现，
郑氏始孔子鸟大小
与乌鸦相近，全身
被覆羽毛并有长长的尾羽，有角质的喙，没有牙
齿，两翼前端生有指爪，胸骨没有龙骨突。
寻证据·阅读
图6-3-5 郑氏始孔子鸟化石
50
第六单元 生物的遗传与进化
根据获得的证据思考下列问题。
1. 发现恐龙化石的地层和发现鸟类化石的地层有什么不同？
2. 郑氏始孔子鸟的特征说明了什么？
3. 通过各地层中的化石推测，生物进化的趋势是怎样的？
化石（图6-3-6）是古代生物的遗体、遗物或生活痕迹，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。恐龙化石和鸟类化石出现的地
质年代不同，恐龙化石在三叠纪地层开始出现，而鸟类化石在侏罗纪晚期地层
才开始出现，科学家推测爬行类的出现早于鸟类。郑氏始孔子鸟化石显示郑氏
始孔子鸟既与鸟类相似又有爬行类的特征，这说明爬行类和鸟类之间还存在过
渡类型。
图6-3-6 化石
和平永川龙骨骼化石
史前动物的颚化石
恐龙蛋化石
恐龙足迹化石
不同地层中埋藏着不同类型生物的化石。化石如同记录在地层中的特殊文
字，记载着生物进化的历史。科学家通过对各地层中化石的纵向比较发现，各
51
第三章 生命的起源与生物的进化
类生物在地质年代中的出现是有一定顺序的（图6-3-7）。和古老的地层相比，
新近地层中形成化石的生物结构的复杂性逐渐增加。化石记录是生物进化的直
接证据。
图6-3-7 不同地层化石示意图
图6-3-8 蛙、蜥蜴、鸟、兔的前肢骨骼比较
比较解剖学也为生物进化提供了重要证据。蛙、蜥蜴、鸟、兔等脊椎动物
前肢的形态和功能有明显差异，但结构却非常相似（图6-3-8），这种现象
说明，这些脊椎动物是由共同的祖先进化而来的。
猛犸象化石
三叶虫化石
52
第六单元 生物的遗传与进化
1. 下列关于化石的叙述，正确的是（ ）
A. 所有的古生物都能形成化石
B. 在越古老地层中形成化石的生物越复杂
C. 化石是研究生物进化的直接证据
D. 在越新近的地层中形成化石的生物越简单
当堂练
20 世纪后期，分子生物学的研究取得了一系列重大突破，采用分子生物学
的方法研究生物进化具有特殊的意义。通过测定蛋白质和核酸的结构可以准确
地判断生物之间的亲缘关系。
现代的各种各样的生物是经过极其漫长的时间逐渐进化来的。
地球上较早出现的苔藓植物有类似茎、叶的分化，没有真正的根，没有
输导组织，之后出现的蕨类植物有根、茎、叶的分化，有简单的输导组织。二
者都用孢子繁殖，繁殖离不开水。而更晚出现的种子植物根、茎、叶发达，有
发达的输导组织，用种子繁殖，繁殖过程摆脱了对水环境的依赖，更适于在干
旱的陆地生活，并且形态结构和生理功能都越来越复杂。
地球上较早出现的鱼类生活在水中，用鳃呼吸。随后出现的两栖类幼体生
活在水中，用鳃呼吸；多数成体生活在潮湿的陆地上，主要用肺呼吸。出现较
晚的爬行类生活在陆地上，用肺呼吸，能在陆地上产卵，生殖过程摆脱了对水
环境的依赖。出现更晚的鸟类和哺乳类都有更发达的肺，体温恒定，在陆地上
生活的范围更广，对环境的适应力更强。
生物的进化总体上呈现出由简单到复杂、由水生到陆生的趋势。各种生物
在进化过程中，形成了各自适应环境的形态结构和生活习性。
生物进化是一个漫长的过程。人们无法直接用观察或实验的方法再现生物
进化的全过程。科学家始终在寻求各方面的证据，通过类比、归纳、推理等方法，
不断总结生物进化的规律。 随着新的研究手段的应用和新证据的不断发现，人
们对生物进化的认识越来越深入，越来越接近历史的原貌。
53
第三章 生命的起源与生物的进化
孔子鸟
孔子鸟是生活在距今大
约1.31 亿年到1.2 亿年前的
原始鸟类。最早的孔子鸟化
石是1993 年在我国辽西发
现的。该化石骨骼结构完整，
有清晰的羽毛印迹。根据化
石推断，孔子鸟的体形与乌
鸦相近，形态与1861 年在
德国发现的始祖鸟有许多相
近的特征，如头骨没有完全
愈合，前肢上长有3 个带爪的指。但不同的是，孔子鸟有角质的喙，没有牙齿，
胸骨有原始的龙骨突，尾椎骨缩减融合，羽毛的形态结构与现生鸟类更相近。
科学家推断，孔子鸟已经具有了较强的飞行能力。
1994 年之后，科研人员又在辽宁各地、内蒙古赤峰和河北承德等地陆续发
现了数千件孔子鸟化石。大量孔子鸟化石的发现对于研究鸟类的起源与进化起
到了十分重要的作用。
孔子鸟化石与孔子鸟复原图
开眼界
2. 同学们参加了化石科考夏令营，观察了在 A、B、C 三个地层内分别发掘到
的化石：A 层中有恐龙蛋、龟等化石，B 层中有马的粪便、犀牛骨骼等化石，
C 层中有三叶虫、古鱼类等化石。据此回答下列问题。
（1）化石是指保存在地层中的古生物的 ，记录着生
物进化的历史，是研究生物进化的直接证据。
（2）A、B、C 三个地层按照地质年代由远及近的顺序是 ，依
据是 。
（3）生物进化的总趋势是 。
54
第六单元 生物的遗传与进化
参观古生物化石博物馆时，
有些同学发现原始长颈鹿脖子
较短，身高与梅花鹿相近，而
现代长颈鹿是世界上现存最高
的陆生动物。现代长颈鹿的长
脖子是进化的结果。生物进化
的原因是什么？
原始长颈鹿骨骼化石及复原图
第三节 生物进化的原因
阅读以下资料，重点关注长颈鹿进化的原因。
原始长颈鹿大量繁殖，后代颈的长度存在差异。当干旱等原因导致
食物匮乏时，较矮的树木和高树下面的叶子首先被吃光，颈短的个体生
存下来的机会减小，留下来的后
代更少；而颈长的个体能够吃到
高处的叶子，更容易存活，并繁
殖后代。这种可遗传的变异逐代
积累，就有了现代长颈鹿。
寻证据·阅读
55
第三章 生命的起源与生物的进化
根据获得的证据思考下列问题。
1. 怎样解释原始长颈鹿后代的颈有长有短？
2. 在长颈鹿的进化过程中，环境变化起到了怎样的作用？
3. 生物进化的原因是什么？
原始长颈鹿本来是短颈的，其后代中多数为短颈，
少数个体发生变异，颈部变长。原始长颈鹿以树叶为食，
树木有高低差异。当干旱等原因导致食物匮乏时，矮处
的树叶被吃光，短颈个体无法生存，长颈个体能够吃到
高处的树叶，存活下来并繁殖后代，将长颈的性状遗传
给后代。
英国博物学家达尔文 （C. R. Darwin，1809—1882）
（图6-3-9）认为，多数生物产生后代的数量，都超过
生存环境的承受力，致使后代无法获得足够的食物和生
活空间。在争夺有限的资源时，具有某些有利变异的个体更能适应环境变化，更
容易生存和繁殖后代。经过若干代以后，微小的有利变异在生物体内积累。群体
内具有这样有利变异的个体越来越多，这些有利变异就成了该生物适应环境的显
著特征。这样，一个更加适应环境、生命力更强的生物新类型便形成了。这就是“自
然选择学说”。
达尔文的自然选择学说已被人们普遍接受。在生物的进化过程中，生物产
生的可遗传变异是内部因素，外界环境的变化是外部条件。遗传变异和环境因素
的共同作用导致了生物的进化。自然选择决定着进化的方向，生物对环境的适应
是长期自然选择的结果。
在生产和生活实践中，人们根据自己的需求和爱好，选择具有目标性状的个
体作为亲本，繁育后代，经过连续的选择，使培育对象的性状发生巨大变化，形
成生物新品种，这就是人工选择。人工选择是自然选择原理在生产生活中的应用。
图6-3-9 达尔文
56
第六单元 生物的遗传与进化
我们常见的羽衣甘蓝（叶牡丹）、结球甘蓝（绿甘蓝、 紫甘蓝）、 擘蓝
（球茎甘蓝）、花椰菜（菜花）和西蓝花（绿花菜）（图6-3-11），都是由
野生甘蓝经过不断的人工选择和培育，逐渐形成的新品种。
图6-3-10 形态各异的金鱼
图6-3-11 多种多样的甘蓝
金鱼起源于我国，是由野生鲫鱼经过长期人工选择培育而成的。自然界中
的野生鲫鱼发生变异，经过多代杂交和人工选择，最终培育成了形态各异、体
态优美、色彩斑斓的观赏金鱼（图6-3-10）。
羽衣甘蓝
绿甘蓝
擘蓝
花椰菜
西蓝花
紫甘蓝
57
第三章 生命的起源与生物的进化
1. 下列关于长颈鹿进化的叙述，错误的是（ ）
A. 原始长颈鹿后代的颈有长有短
B. 颈的长短是可以遗传的
C. 短颈个体吃不到高处的叶子被淘汰
D. 反复吃高处叶子后，颈渐渐伸长了
2. 下列选项中，与达尔文自然选择学说相符的是（ ）
A. 猎豹为捕食羚羊产生跑得快的变异
B. 抗生素的使用导致细菌出现抗药性
C. 变色龙的保护色是遗传变异和环境共同作用的结果
D. 漂亮的金鱼因适应环境而生存下来
3. 草地贪夜蛾是一种严重危害玉米的农业害
虫，目前主要靠农药防治。农业植保员测试
草地贪夜蛾对两种新型低毒农药的抗性水平，
为农民科学使用农药提供参考。右图是两种
农药施用后草地贪夜蛾数量的变化。据此回
答下列问题。
（1）施用农药后，草地贪夜蛾数量下降，但未全部消失，这是因为草地贪夜
蛾的后代对农药的抗药性存在差异；草地贪夜蛾数目减少后迅速回升，是因为
抗药性强的个体 ，把抗药性遗传给 ，并
逐代 。
（2）草地贪夜蛾抗药性不断增强是 和 共同作用的结果，
其中 是内因， 是外因。
通过图书或网络等途径，收集关于犬的品种和人工选育过程的资
料，理解人工选育在犬种形成过程中的作用，并与同学交流。
当堂练
做中学·收集
相对数量
繁殖代数
农药1
100
农药2
50
0
6
12
150
18
58
第六单元 生物的遗传与进化
达尔文从小对自然现象感兴趣，喜
欢采集矿石、植物和昆虫标本。他对不
同的矿石、动植物细微的差别有敏锐的
观察力。
1835 年，26 岁的达尔文来到位于
东太平洋赤道附近的加拉帕戈斯群岛。
岛上生物很少，且多数是群岛独有的物
种。令达尔文好奇的是，分隔在13 个
岛上的地雀形态相似，喙却有巨大差异，
有的又厚又硬，有的又小又尖，有的微微带钩……不同喙形的地雀都是各岛上
独有的。这些相邻岛上非常相似又明显不同的地雀之间有什么关系呢？达尔文
提出一个大胆的猜想，这些地雀是由一种地雀演变来的，它们都是南美洲大陆
地雀的后裔。南美洲地雀偶然来到这里，并在群岛内多次迁移。地雀的后代中
存在不同喙的变异个体。有的喙又厚又硬，适合在地上捡食坚果；有的喙又尖
又细，适合啄食树木里的虫子；有的喙微微向内弯，更方便吃花蜜……各岛上
的食物资源不同，适合取食岛上食物的地雀就生存下来，并繁殖后代，最后在
加拉帕戈斯群岛的各个岛上形成了喙的形状大小不同的各种地雀。这个有趣的
现象启发了达尔文，他经过大量的观察和研究，在24 年后出版了《物种起源》。
这些生活在加拉帕戈斯群岛的各种地雀，就有了一个共同的名字——达尔文雀。
达尔文和达尔文雀
（3）你会推荐农民使用哪种农药，为什么？
（4）农业植保员建议农民交替施用几种高效农药，说明理由。
开眼界
达尔文雀
59
第三章 生命的起源与生物的进化
同学们到动物园去看黑猩猩、大猩猩、长臂猿等现代类人猿，发现它们在
举手投足之间与人类那么相似。你是否有这样的疑问：人类与现代类人猿有怎
样的亲缘关系？人类又是怎样起源的？
第四节 人类的起源
阅读图6-3-12，关注黑猩猩和人在形态结构上的相似与不同之处。
图6-3-12 黑猩猩和人形态结构对比
寻证据·阅读
黑
猩
猩
人
根据获得的证据思考下列问题。
1. 黑猩猩与人在形态结构上有什么异同？
2. 现代类人猿与人类的相似之处说明了什么？
3. 人类是怎样起源和发展的？
60
第六单元 生物的遗传与进化
黑猩猩与人在形态结构上有很多
差异，但也具有一些共同特征。黑猩猩
的头、颈、躯干和四肢的形态及结构与
人的大致相同。黑猩猩的“手”有五
指，有能对握的拇指，便于抓握和控制
物体；黑猩猩的骨骼结构与人的相似，
能短时间直立行走；黑猩猩的脑容量比
人的脑容量小，但远远大于其他哺乳动
物。DNA 检测结果显示，黑猩猩与人
的基因序列相似度约为99%。这些说
明黑猩猩与人有很近的亲缘关系。但人
的手指更灵活，骨骼的结构更适合长时
间直立行走，脑容量更大。
化石是人类进化的直接证据。百年
来，人类学家在世界各地陆续发现了许
多古人类化石（图6-3-13）。从已发
现的化石来看，出现越早的古人类与类
人猿在形态上越相似，出现越晚的，在
形态上与人越相似（图6-3-14）。
综合化石证据、解剖学证据，以及
新近发展的分子人类学、分子考古学研
究，推测距今1200 万年前，古猿广泛
分布于非洲、亚洲、欧洲等地，尤其是
非洲的热带丛林。后来，随着气候逐渐
变得寒冷干燥，大片森林变成了稀树草
原，古猿的生活环境发生了巨大改变。
大部分古猿灭绝了。存活下来的古猿，
思考
黑猩猩还能进化
成人吗？
图6-3-13 南方古猿露西骨骼化石及复原图
图6-3-14 不同年代古人类头骨化石
7.5 万年前尼安德特人
头骨化石
1.6 万年前晚期智人
头骨化石
61
第三章 生命的起源与生物的进化
一些在森林深处继续过着树栖生活，逐渐进化成现代类人猿；另一些被迫从树
上转移到地面生活。古猿来到空旷地面上生活后，逐渐能够使用树枝、石块等
物体来取食和防御敌害。在这个过程中，古猿逐步由四肢行走转变为两足直立
行走，前肢被解放出来，臂和手逐渐变得灵巧，躯干和头也逐步适应直立的姿
势，身体重心下移，骨盆变短增宽，脊柱由弓形变成“S”形等。这样，经过
几百万年，四肢行走的古猿逐渐进化成了两足直立行走的人类。人类和现代类
人猿都是由古猿进化而来的。
直立行走使头部感觉器官能接受更多的外界刺激；制造和使用工具使人类
能获得更多种类的食物；火的使用改变了原始人的饮食习惯，由吃生食改为吃
熟食，提高了营养摄入；语言的产生与发展增进了个体之间的交流。这些变化
和发展都促进了脑的发育。脑的发育进一步提高了人类制造和使用工具的能力
以及语言能力，促进了人类社会的交流和发展。人类起源过程经历了南方古猿、
能人、直立人和智人四个阶段（图6-3-15）。
头骨
脑容量
350 ~ 500 毫升
600 ~ 800 毫升
800 ~ 1200 毫升
1300 ~ 1500 毫升
图6-3-15 人类起源过程示意图
直
立
行
走
制
造
和
使
用
工
具
用
火
，
会
使
用
语
言
人
工
取
火
，
制
作
衣
服
南方古猿
能人
直立人
智人
62
第六单元 生物的遗传与进化
1. 现代类人猿与人类的共同祖先是（ ）
A. 黑猩猩
B. 大猩猩
C. 古猿
D. 长臂猿
2. 在人类的进化过程中，最先出现的变化是（ ）
A. 使用工具
B. 直立行走
C. 大脑发达
D. 制造工具
3. 河北省阳原县泥河湾古人类活动遗址群，被称作东方人类的故乡，其中超过
百万年的遗址就有40 余处。2001 年科学家在泥河湾马圈沟发现了几百件精巧
石器、大量的哺乳动物化石和用火的痕迹。在一个巨大的猛犸象化石周围，有
大量砍凿刮削的石器，科学家推测，200 万年前，古人类曾经在这里围攻和蚕
食猛犸象。据此回答下列问题。
（1）科学家推断马圈沟生活的古人类属于直立人，依据是 。
（2）人类起源经历的主要阶段有 、 、 、 。
（3）为更好地还原200 万年前古人类在马圈沟的生活场景，还需要的最有力
的证据是 ，因为 。
到博物馆或图书馆，收集有关我国古人类化石的资料，探索我国古
人类的进化历程，并与同学交流。
当堂练
做中学·收集
已经发现的古人类化石大多残缺不全，某些时期还存在化石断层，对一些
环节的认识还存在很大分歧。随着研究的不断深入，对人类的起源还会有更多
发现和进一步的认识。
人类虽然起源于同一种古猿，但由于长期生活在不同的地理和气候条件下，
不同国家或地区的人在皮肤颜色、头发特点、面部特征等方面有了较大差别。
但人类都有着共同的祖先，拥有大致相同的基因，同属于智人。我们要尊重每
个人的肤色和文化背景，让世界多彩而美好。
第三章 生命的起源与生物的进化
63
1929 年，在北京周口店镇龙骨山北坡的
洞穴里，考古工作者发现了世界著名的“北
京猿人” （也叫“北京人”）头盖骨化石。
北京猿人属于直立人，生活在洞穴中。
从龙骨山洞穴里挖掘出的100 多件猿人
化石，分属于大约 40 个猿人。此外，人们还
发现了许多猿人使用过的工具（石器）、用
火的遗迹和大批哺乳动物化石。这是迄今为
止，世界上发现猿人化石材料最丰富的一处
遗迹，是世界著名的人类文化遗产。
在挖掘出的化石中，最引人注目的是 6
个头盖骨。北京猿人的头盖骨前额低平，不
像智人那样高起；眼眶上缘有两个互相连接
的粗大眉骨；头盖骨很厚，大约比智人要厚
一倍。智人的头盖骨上部膨大、下部窄小，
而北京猿人的则恰好相反。这说明北京猿人
的脑容量较小，但比现代类人猿的脑容量大。
北京猿人的嘴向前伸，牙齿粗大。从这些头
盖骨可以推测出他们的面貌，北京猿人像一
只大猿， 但又有若干人类的特征。
北京猿人化石的发现填充了人类起源链
条上的一个环节，为研究人类起源的历史掀
开了新的一页。
北京猿人
北京猿人头部复原像
北京猿人头盖骨化石（修复后）
开眼界
本章小结
64
第六单元 生物的遗传与进化
进化为
现代类人猿
人类
古猿
本章学习结束了，评价一下自己的学习情况吧。
你能描述生命是怎样起源的吗？
你能描述生物进化的原因和进化的趋势吗？
你能运用进化与适应的观点，解释生物多样性的原因了吗？
概念梳理
自我评价
多种多样的生物
生物的
进化
趋势
推断
证据
直接
原因
最可能
遗传变异
环境因素
形成
由简单到复杂、由水生到陆生
共同作用
自然选择
长期进化
化石
生命的
起源
▼
形成于
共同祖先
原始生命
原始海洋
65
跨学科实践活动
跨
学
科实
践
活动
地球上现存的生物是由地球上最早的生命经过漫长的时间进化来的。可以
通过制作模型展现生物进化的历程和各种生物出现的时间。根据活动主题提出
问题。
制作地质年代模型，展现生物进化历程
根据地质年代的形成原理，运用生物学、地理等学科的知识与方法，考
虑“尺度、比例和数量”“稳定与变化”“因果关系”等跨学科概念，制作地
质年代模型，展现生物的进化历程和趋势。
认识生物进化与环境的关系。
理解生物的进化与地理等学科的联系。
制作地质年代模型，展现生物进化中的重要事件。
形成进化与适应观、时空观；提高收集和处理信息的能力，发展科学思维。
地层中的化石是生物进化的直接证据。地层是有时间顺序的，一般先
沉积的在底层，后沉积的在上层。有些生物的遗体或遗迹会在沉积物中保
存下来形成化石。研究地层和地层中包含的化石，可以了解地球上生命出
现、发展和进化的历程。
生物学科
——地层和化石的形成过程
提出问题
活动目标
学科原理
66
第六单元 生物的遗传与进化
参照下列提示制订方案，也可以根据问题、目标和原理，另行制订方案。
任务一 查阅资料
可以通过阅读图书、查阅网络、走访博物馆等途径，调查和收集地质年代
与生物进化的相关资料。
任务二 制作地质年代模型
选取生活中简单易得的材料，设计制作地质年代模型，展现从地球形成到
现在46 亿年内，生物从无到有、再到繁盛的进化过程。
1. 取5 米长的绳子做时间轴。
2. 在绳子的一端做标记，标注“现在”，并以此为端点量出表示46 亿年
地理学科
——地质年代
制订方案
宙
代
纪
距今年龄/ 百万年
显生宙
新生代
第四纪
2.58
新近纪
23.03
古近纪
66.0
中生代
白垩纪
145.0
侏罗纪
201.3±0.2
三叠纪
251.902±0.024
古生代
二叠纪
298.9±0.15
石炭纪
358.9±0.4
泥盆纪
419.2±3.2
志留纪
443.8±1.5
奥陶纪
485.4±1.9
寒武纪
538.8±0.2
元古宙
2500
太古宙
4000
冥古宙
4567
67
跨学科实践活动
图1 地质年代模型
任务三 分析重要事件，解释生物进化的趋势
通过制作模型和分析重要进化事件，解释生物进化的总趋势。
任务四 探究生物进化重要事件的综合因素
选取恐龙繁盛、裸子植物占优势、人类出现等重大事件，探究所处地质年
代的环境因素及其造成的影响。
的长度，画一条线，标注“地球形成”。
3. 把生物进化中的重大事件标记在时间轴的相应位置上（图1）。
1. 在班级展示地质年代模型，交流对生物进化的理解。
2. 开展生物进化专题论坛，宣传生物进化与适应观。
根据制订的方案完成活动，尝试用不同的材料和设计思路制作模型，注意
材料选择的安全性。在实践过程中不断完善模型的设计与制作，更好地呈现生
物进化的重要事件和生物进化的趋势。
分析总结，形成活动报告。
制作某一类生物的进化树。
方案实施
展示交流
拓展实践
68
第六单元 生物的遗传与进化
生命的起源与
生物的进化
生物的遗传
与进化
内容要求
生物通过有
性生殖或无
性生殖产生
后代
生物体的性
状主要由基
因控制
地球上现存的生物
来自共同祖先，是
长期进化的结果
遗传信息控制生
物性状，并由亲
代传递给子代
地球上现存
的生物具有
共同祖先
多种多样的生
物是经过自然
选择长期进化
的结果
生物的繁殖
方式
生物的遗传
和变异
单元总结
69
单元总结
1 生物的有性生殖和无性生殖各有什么特点？
2 基因是怎样控制生物性状的？
3 遗传信息是如何由亲代传递给子代的？
4 生命是怎样起源的？
5 多种多样的生物是怎样通过自然选择进化而来的？
6 如何理解地球上现存的生物来自共同的祖先？
7 如何借助图示或模型阐明染色体、DNA和基因的关系？
8 运用结构与功能相适应、生物与环境相适应的观点，说出生物
性状与哪些因素有关。
9 如何运用进化和适应的观点，解释生物多样性的原因？
10 通过“模拟人的性别决定”活动，可得出男女性别比例有何规
律？男女性别比例变化对社会有何影响？
11 通过“模拟遗传性状的显隐性”活动，可得出怎样的基因传递
规律？
12 通过“制作地质年代模型，展现生物进化历程”跨学科实践活
动，在理解生物进化趋势、生物进化原因，以及解释生物多样
性方面，你有何收获？
13 通过本单元的“调查人体常见性状”和“模拟人的性别决定”
等活动，你认为在活动中应保持怎样的学习态度？
14 通过本单元各节中联系实际的内容，你在培育生物新品种和人
类优生优育方面有哪些收获？如何利用这些收获造福人类？
学习评价
第七单元
生物与环境
明亮的天空、蔚蓝的海洋、秀美的山川、广袤的原野，这
是包括人类在内所有生物唯一的家园——生物圈。在生物圈中，
每种生物都在一定的环境中生活。生物与环境相互依赖、相互
影响，形成多种多样的生态系统。
学习本单元内容，可以帮助我们运用系统与整体的思维方
式认识生物与环境的相互关系，认同山水林田湖草沙是一个生
命共同体，形成热爱自然、敬畏自然的情感，树立人与自然和
谐共生的生态观，确立生态文明观念。
71
第一章 生态系统
通过本章学习，学会从
结构与功能的角度，阐明生
态系统中的生产者、消费者、
分解者以及非生物环境是一
个有机整体；能运用图示或
模型表示生态系统中各生物
成分之间的营养关系。
学习目标
在充满生机和活力的地球上，生物的生存环境是多种多样的。高温多
雨的热带雨林、一望无际的茫茫草原、烟波浩渺的湖泊湿地、阡陌纵横的
大片农田……这些都是生态系统。生态系统中的生物与非生物环境相互作
用，实现了物质循环和能量流动。
第一章 生态系统
72
第七单元 生物与环境
同样的果树，因为生长的环境不同，果实的味道
大不相同。翻开庭院角落里的砖瓦，常会见到鼠妇在
爬动，而在干燥明亮的地方却很难见到它的踪影。环
境中有哪些非生物因素影响生物的生活和分布？
探究影响鼠妇分布的非生物因素
1. 提出问题
？
2. 做出假设
。
3. 设计实验
选择合适的实验材料、用具，分
组设计实验，写出具体的操作步骤、
记录表格等。
4. 实施实验
按照设计完成实验。
寻证据·探究
第一节 非生物因素对生物的影响
根据获得的证据思考下列问题。
1. 影响鼠妇分布的非生物因素有哪些？
2. 非生物因素是如何影响生物分布的？
不要伤到鼠妇，实验完成后
将鼠妇放归自然。
注意
76
长白山自然保护区位于吉林省东南部。从保护区边缘山脚至山顶，水平
距离约50 千米，海拔却相差近2 千米，在这短短的水平距离内，随着海拔的
升高，气候、土壤、生物等变化显著，浓缩了4 个界限清晰的垂直景观带。
位于山脚的是针阔叶混交林带。这里气候温和湿润，是长白山面积最广、
生物种类最丰富的地区，素有“长白林海”之称，长白山特有的珍稀树种长
白松就分布在这个区域。位于山腰的是暗针叶林带。这里气候湿冷，常年云
遮雾罩，云杉占据优势，树冠遮天蔽日，林间潮湿的环境造就了一片苔藓的
世界。岳桦林带则分布在更高海拔的地方。这里气温低，相对湿度较大，土
层薄弱，但一棵棵岳桦树不惧风寒，傲然挺立。垂直景观带最顶层的是高山
苔原带。这里气温低，湿度大，风力强，土层瘠薄，已无高大乔木，毛毡杜鹃、
长白山景天等植物组成了地毯般的广阔苔原。
从山脚到山顶，由温带到寒带，整个植被演替的过程浓缩在一山之中，
让我们看到了生命的力量，感受到大自然造就的神奇与伟大。
神奇的长白山植被分布
开眼界
（1）本实验探究的问题是： 对蚯蚓的生活有影响吗？
（2）蚯蚓依靠湿润的体壁进行呼吸，而该生理过程离不开 的土壤
环境，所以本实验的结论是 。
（3）一般来说，蚯蚓的生活和分布受到 、 、
等多种非生物因素的影响。
（4）蚯蚓对它生活的环境会产生怎样的影响？
第七单元 生物与环境
长白山自然保护区
77
第一章 生态系统
根据获得的证据思考下列问题。
1. 同种生物之间有哪些关系？
2. 不同种生物之间的关系是怎样的？
两只猫为了争夺食物而打斗。池塘里的蝌蚪密度过大时，蝌蚪能从肠道排
出有毒物质，使幼小蝌蚪的死亡率升高。像这种同种生物个体之间因争夺食物、
空间、配偶等发生的斗争，称为种内斗争。一群蚂蚁合力搬运食物（图7-1-9），
一、生物因素对生物的影响
小鸟捕食昆虫，两只猫打斗，狼群围捕
野牛，菟丝子缠绕在其他植物上，这些都是
常见的、发生在生物个体之间的现象。自然
界中的每一种生物，都受到周围生物的影响。
生物之间有什么关系？
第二节 生物对生物和环境的影响
调查当地环境中生物之间的关系
1. 根据当地情况，确定调查地点。可以选择学校附近的一片草地、一
个池塘、一块农田或一片树林。
2. 分组制订调查计划（包括调查路线、方法、记录表、注意事项等）。
3. 按照计划开展调查，了解环境中的生物以及它们彼此之间的相互
关系。
寻证据·调查
78
第七单元 生物与环境
狼群围捕野牛，像这种同种生物个体之间，通过互相合作和帮助，共同防御敌害、
获取食物以保证种族生存和延续的关系，称为种内互助。
兔吃草，猎豹捕食羚羊（图7-1-10），像这种发生在不同种生物个体间，
一种生物以另一种生物为食的关系，称为捕食关系。杂草与农作物争夺水、肥、
空间（图7-1-11），鬣狗与花豹争夺食物，像这种发生在不同种生物个体间，
因争夺阳光、水、空间等生存条件或营养、食物等生活资源而发生相互排斥的
关系，称为竞争关系。蛔虫、绦虫寄生在其他动物体内，从动物体吸收营养物质，
对自身有利，对寄主有害。菟丝子寄生在某些植物体上（图7-1-12）， 从植
物体吸收营养物质，对自身有利，对寄主有害，甚至导致寄主死亡。像这种不
同种生物个体间，一种生物生活在另一种生物的体内或体表获取营养，对自身
图7-1-9 蚂蚁齐心协力把食物搬回蚁穴
图7-1-10 猎豹捕食羚羊
图7-1-11 杂草与玉米争夺水、肥和空间
79
第一章 生态系统
有利，对另一方有害的关系，称为寄生关系。
根瘤菌为大豆提供氮肥，大豆为根瘤菌提供
营养（图7-1-13）。白蚁为肠道内的鞭毛
虫提供营养， 鞭毛虫为白蚁分解纤维素。
像这种不同种生物个体生活在一起，互相依
赖， 彼此有利的关系，称为共生关系。
种内斗争、种内互助属于种内关系，捕
食、竞争、寄生、共生等属于种间关系。种
内关系和种间关系，都反映了生物因素对生
物的影响。
非生物因素和生物因素合称为生态因
素，生态因素能够影响生物的生活和分布。
在农业生产上，利用赤眼蜂幼虫和玉米
螟等害虫卵的寄生关系防治玉米螟等（图
7-1-14），利用七星瓢虫和蚜虫的捕食关系
消灭蚜虫（图7-1-15）。利用害虫的天敌
来防治害虫，这就是生物防治。生物防治减
少了农药的使用，有利于保护环境。
图7-1-12 菟丝子寄生在植物体上
图7-1-13 植物根上的根瘤
图7-1-14 赤眼蜂从寄主的卵中孵出
图7-1-15 七星瓢虫捕食蚜虫
80
第七单元 生物与环境
1. 下列现象不属于生物因素对生物影响的是（ ）
A. 仓充鼠雀喜，草尽狐兔愁
B. 人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开
C. 种豆南山下，草盛豆苗稀
D. 螳螂捕蝉，黄雀在后
2. 每种生物都与周围生物之间存在某种关系，将下列生物和它们之间存在的关
系用线连接起来。
①稗草与水稻
A. 捕食
②狐与兔
B. 竞争
③小丑鱼与海葵
C. 寄生
④跳蚤与狗
D. 共生
3. 19 世纪中叶，有人将几十只野兔从英国带到澳大利亚。澳大利亚草场丰美，
非常适合野兔生存。到19 世纪末野兔数量已经达到百亿只，野兔吃光了草后
便啃食灌木和小树苗，破坏了很多植被。为了消灭野兔，人们引入了野兔的天
敌——狐，然而狐更喜欢吃行动相对缓慢的本地羊和小袋鼠等动物。据此回答
下列问题。
（1）兔与草之间是 关系，小树苗与灌木之间是 关系，狐与
羊之间是 关系。
（2）引入狐，是要利用狐与兔之间的 关系来达到 防治的目的。
（3）兔或狐被带到澳大利亚的事例说明，随意引进外来物种会对当地的生物
造成怎样的影响？
当堂练
除了利用生物的寄生关系和捕食关系进行生物防治，还可利用大豆等豆科植
物与根瘤菌的共生关系进行生物固氮，提高土壤肥力。将豆科作物与其他作物进
行轮作，可以增加土壤中的氮，减少化肥使用，保护环境。
81
第一章 生态系统
雪雁、雪鸮、旅鼠和北极狐之间的故事
雪鸮
每年夏季，数以万计的雪雁飞回北
极圈内的弗兰格尔岛，在这片熟悉的土
地上产卵育雏，繁衍后代。如此庞大的
鸟群，栖息地面积只有数百平方千米。
在有限的土地上，频繁发生着争夺生存
空间的斗争。斗争失败的雪雁“夫妇”
只能在栖息地边缘或更远的地方筑巢。
北极狐通常以旅鼠以及雪雁的幼鸟
和卵为食，雪鸮则主要捕食旅鼠，因此
两者经常在食物上发生竞争。雪鸮先开
始筑巢繁殖，并严密监视北极狐，防止
它们靠近自己的巢穴。一些争夺领地失
败、在雪鸮的巢穴附近筑巢的雪雁“夫
妇”，借助雪鸮的庇护，使幼鸟和卵免
受北极狐的伤害。
大荒之年，旅鼠的数量急剧减少，有时雪鸮甚至会放弃筑巢繁殖。失去了
雪鸮的保护，雪雁便容易受到北极狐的侵扰。
北极狐与雪鸮因争夺旅鼠形成种间竞争，而雪雁借雪鸮威慑力避险，
四者构成相互关联的生存关系。
开眼界
北极狐
雪雁
82
第七单元 生物与环境
二、生物对环境的适应和影响
北极熊、北极狐、企鹅等动物生活在寒冷的极地，河马、非洲象、角马等
动物生活在热带。如果把它们的生活环境互换一下，它们都不能很好地生活。
生物是怎样适应环境的，又是如何影响环境的？
根据获得的证据思考下列问题。
1. 瓶树、耳廓狐有哪些特点与其生活环境相适应？
2. 生物如何适应和影响环境？
阅读以下资料，关注瓶树、耳廓狐与环境的关系。
1. 瓶树（图7-1-16）因其树干膨大酷似一个
巨大的瓶而得名，原产澳大利亚昆士兰及新南威尔
士的干燥地带。当地系热带草原气候，瓶树在较短
的雨季萌出少量新叶，在较长的旱季落叶。一旦雨
季来临，瓶树通过发达的根系大量吸收水，并贮存
在树干中。粗大的树干犹如一个绿色水塔，使其在
漫长的旱季中不会枯死。
2. 耳廓狐（图7-1-17）是一种生活在阿拉伯
半岛和北非沙漠的小型狐。硕大的耳朵是耳廓狐的
典型特征，大耳朵不仅能帮它散热，还能帮它察觉
周围微小的声音。耳廓狐白天在洞穴里睡觉，晚上
出来觅食。它的足底被有柔毛，利于在热而柔软的
沙地上行走。
图7-1-16 瓶树
图7-1-17 耳廓狐
寻证据·阅读
83
第一章 生态系统
图7-1-18 枯叶蝶、竹节虫、兰花螳螂、玉米天蚕蛾的拟态
图7-1-19 雷鸟的保护色
瓶树的根系特别发达，树干能贮存大量水，旱季落叶、雨季萌出新叶等形
态结构和生活习性与它生长在雨季短、旱季长的环境相适应。耳廓狐的体形小、
耳朵大、足底被有柔毛、夜间觅食等形态结构和生活习性与它生活在炎热的沙
漠环境相适应。
枯叶蝶双翅合拢时像枯叶，竹节虫身体像竹节，兰花螳螂身体像花瓣，玉
米天蚕蛾双翅展开时像一双猛禽的眼睛（图7-1-18）。像这样，某些生物在
进化过程中形成的外表形态或色泽斑纹，与其他生物或非生物异常相似的现象
称为拟态。雷鸟的羽毛夏季为棕褐色，冬季换羽为白色（图7-1-19），变色
龙的体色会随环境的变化不断改变（图7-1-20）。生物在进化过程中形成的
与栖息环境色彩相似的体色称为保护色。拟态和保护色是很多生物适应环境的
表现，是生物长期进化的结果，有利于生物逃避敌害、保护自己。在自然界中，
生物都具有与其生活环境相适应的形态结构和生活习性。生物适应环境的现象
是普遍存在的。
夏季的雷鸟
冬季的雷鸟
第七单元 生物与环境
84
森林植被能够保持水土，涵养
水源，降低环境温度，净化空气，
提高降水量。蚯蚓可以疏松土壤，
提高土壤肥力及透气性。蜣螂（俗
称屎壳郎，图7-1-21）可以清除草
原上的动物粪便，改良土壤，保护
草场。鼠对农作物、森林、草原有
破坏作用。“千里之堤，溃于蚁穴。”
这些现象都是生物影响环境的具体表现。
生物能够适应和影响环境。但是，生物对环境的适应是相对的，如雷鸟
的羽毛在冬季换羽为白色，当雷鸟的生存环境没有下雪时，换羽反而更容易
暴露。
在我国的西北、华北和东北的一些地区，干旱、风沙和水土流失曾经严重
影响当地人的生活。为了改善生态环境，减少自然灾害的发生，我国政府在保
护好现有植被资源的基础上，采取人工造林、飞机播种造林、封山封沙育林育
草等方法，营造防风固沙林、水土保持林、农田防护林、牧场防护林以及薪炭
图7-1-20 变色龙的保护色
图7-1-21 蜣螂
85
第一章 生态系统
林和经济林等，形成乔木、灌木、草本植物相结合，林带、林网、片林相结合
的农、林、牧协调发展的“三北”防护林体系。“三北”防护林在防沙治沙、
减少土地沙漠化和沙尘暴的发生、保护农田、保持水土、调节气候、发展生态
经济等方面取得了明显效果。
1. 提出问题
？
2. 做出假设
。
3. 设计实验
写出实验方案，包括实验地点、材料用具、操作步骤、记录表格等。
4. 实施实验
按照实验方案完成实验。温湿度计不要直接放在地面上进行测量，避
免地表温度对仪器测量数据的影响；中午测量时用遮蔽物挡住仪器，避免
太阳直射。
5. 得出结论
将实验数据用折线图表示，分析讨论实验结果，得出实验结论。
实验结论： 。
6. 表达交流
以小组为单位汇报探究过程及结果，对探究过程及结果进行对比分析，
做出客观评价。
探究植被类型与环境湿度或温度之间的关系
做中学·探究
86
第七单元 生物与环境
1. 生物既能适应环境也能影响环境。下列不属于生物影响环境的是（ ）
A. 蚯蚓可以疏松土壤，提高土壤肥力
B. 竹节虫身体像竹节
C. 千里之堤，溃于蚁穴
D. 植物的光合作用有助于维持生物圈的碳氧平衡
2. 自然界中的生物都有适应环境的形态结构和生长、生活习性，这种适应是生
物长期进化的结果。下图中的三种生物，有哪些明显的形态结构和生长、生活
习性是对环境长期适应的表现？
3. 为了探究动物保护色的作用，同学们做了如下实验。将80 只同品种、体色
一致的蝗虫均分为两组：第一组，将40 只蝗虫放到与其体色一致的背景中，
然后放入3 只鸡，1 分钟内蝗虫被吃掉6 只；第二组，将40 只蝗虫放到与其体
色不一致的背景中，然后放入3 只鸡，1 分钟内蝗虫全部被吃掉。据此回答下
列问题。
（1）该探究活动中，第 组蝗虫的体色属于保护色，因其体色与环境颜
色 ，不容易被发现。
（2）第一组中有6 只蝗虫被吃掉，说明生物对环境的适应是 。
（3）该探究活动中，背景模拟的是蝗虫赖以生存的 ，蝗虫会对它造
成怎样的影响？
（4）该探究活动的实例说明，生物与环境之间存在怎样的关系？
当堂练
骆驼刺
极地生活的海豹
湿地生活的丹顶鹤
北极熊
87
第一章 生态系统
憨态可掬的北极熊生活在寒冷的北极，“白色”的毛让北极熊与周围的环
境浑然一体。北极熊的毛真的是白色的吗？其实北极熊的毛是透明的。它的毛
中空且内表面粗糙，能将太阳光以不同的角度折射，让它看起来就像一头白熊，
使它更容易在冰天雪地里掩藏自己，利于捕猎。
“白毛”不仅能让北极熊很好地伪装自己，同时也是北极熊收集热量的天
然工具。阳光穿过一根根中空的毛管，照射在北极熊身上，皮肤把包括紫外线
在内的阳光几乎全部吸收，用来抵御北极的严寒。
更让人想不到的是，北极熊“白毛”下的皮肤居然是黑色的。从爪垫、鼻头、
嘴以及眼睛周围能看见它皮肤的原貌。黑色的皮肤有助于吸收热量。北极熊皮
肤下还有厚厚的脂肪层可以进一步抵御严寒。
由于近年来全球气候变暖，北极冰雪开始加速融化，给北极熊的生存带来
了严重的挑战。我们随手的一些绿色低碳行为，也许就能为北极熊保住一块生
命之冰。
“白色”的北极熊
开眼界
88
第七单元 生物与环境
根据获得的证据思考下列问题。
1. 你观察的生态系统中有哪些生物？
2. 生态系统中生物的生活方式是怎样的？
3. 生态系统由哪些部分组成？
树林中有槐、大叶黄杨、松鼠、喜鹊、蘑菇等生物，池塘中有莲、鲤鱼、
浮萍、虾、螺蛳等生物，农田中有水稻、稗草、田鼠、蝗虫、蚯蚓等生物。在
一片自然区域中，共同生活着植物、动物和微生物。
植物和藻类利用太阳能进行光合作用，制造的有机物不仅供给自身需要，
还能为动物提供食物，叫作生产者。动物不能利用无机物制造有机物，而是直
接或间接以生产者为食，叫作消费者。部分细菌、真菌等微生物，通过分解动
植物或藻类遗体和排出物中的有机物获得营养和能量，叫作分解者。生产者、
消费者和分解者之间相互依存、相互制约。同时，生物的生存也离不开水、温度、
空气、光等非生物环境。在一定地域内，生物与环境所形成的统一整体，叫作
生态系统。生态系统是由生产者、消费者、分解者与非生物环境构成的有机整体。
地球上的生态系统多种多样。根据生物和非生物环境的不同可以分为森林
在生机盎然的地球上，不同的环境中生活着多种多样的生物，它们相互依存、
彼此影响，共同构成一个整体。一座山岭、一片森林、一条河流、一个池塘、一
块草地，都可以看作一个生态系统。生态系统是由什么组成的？分为哪些类型？
第三节 生态系统的组成和类型
选择学校附近的树林、池塘、农田等，观
察并记录各种生物的生活情况。
寻证据·调查
调查时注意安全。
注意
89
第一章 生态系统
图7-1-22 生态系统的类型及特点
森林生态系统
草原生态系统
海洋生态系统
湿地生态系统
农田生态系统
城市生态系统
多分布在湿润地区，动植物种类繁多。动物多营
树栖和攀缘生活。森林在改善生态环境、涵养水源、
保持水土等方面起着重要作用，被称为“地球之肺”。
分布在干旱地区，以草本植物为主。多数动
物有挖洞或快速奔跑的特性。草原是畜牧业的生
产基地，对调节气候、防风固沙具有重要作用。
生物种类丰富，结构相对稳定。海洋中的生产
者主要是各种藻类。
包括沼泽、湖泊、河流、滩涂、水库等多种
类型，自然资源丰富，具有净化水质、蓄洪抗灾
的作用，被称为“地球之肾”。
以农作物为主，动植物种类单一，在一定程度上
受人为因素控制。
人起支配作用，动植物的种类和数量少，对
其他生态系统有很大的依赖性。
生态系统、草原生态系统、海洋生态系统、湿地生态系统、农田生态系统、城
市生态系统等类型，各类生态系统具有明显特点（图7-1-22）。
90
第七单元 生物与环境
地球表面全部生物及其生存环境，包括大气圈的下层、岩石圈的上层、整
个水圈和土壤圈的全部，构成了生物圈（图7-1-23）。
生物圈是包含多种类型生态系统的最大生态系统。
生物圈是所有生物的家园。保护生物圈就是保护包括人类在内的所有生物。
保护生物圈人人有责。
我国建立了多个湿地公园，利用生态浮床修复水体、净化水质、丰富动植
物资源；在草原推行禁牧休牧措施，促进草原休养生息，草原植被加快恢复；
实施海洋休渔制度，保护海洋渔业资源，生态保护取得明显成效。
我国自1973 年正式加入联合国教科文组织“人与生物圈计划”，依托世
界生物圈保护区开展了大量自然保护行动和可持续发展实践。截至2025 年
3 月，我国已有34 个自然保护地成功申报为世界生物圈保护区，在亚洲位列
第一。“人与生物圈计划”在助力中国生态文明建设方面发挥了重要作用。
图7-1-23 生物圈的构成示意图
土壤圈
大气圈
水圈
岩石圈
91
第一章 生态系统
利用图书、网络等途径收集各种生态系统的资料，从生产者、消费者
和分解者的角度分析不同生态系统的组成和特点。
收集不同生态系统的资料
1. 将下列生态系统的名称与主要特点用线连接起来。
①森林生态系统 A. 生物种类丰富，生产者主要是各种藻类
②草原生态系统 B. 自然资源丰富，称为“地球之肾”
③海洋生态系统 C. 动植物种类单一，以农作物为主
④湿地生态系统 D. 以草本植物为主，动物多善于奔跑
⑤农田生态系统 E. 人起支配作用，系统有很大依赖性
⑥城市生态系统 F. 生物种类繁多， 称为“地球之肺”
2. 下列关于生物圈的叙述，错误的是（ ）
A. 生物圈是所有生物的家园
B. 整个地球就是生物圈
C. 生物圈是最大的生态系统
D. 生物在生物圈中生存、繁衍
3. 某山区长满高大树木，树下可见灌木、苔藓和蘑菇，山雀、蝴蝶、松鼠、蚂
蚁等生活在其中。据此回答下列问题。
（1）这一山区属于什么类型的生态系统？说出判断理由。
（2）这个生态系统中的生产者、消费者和分解者各有哪些？
（3）这个生态系统的非生物环境有哪些？
（4）针对该生态系统的保护提出1 ~ 2 条合理建议。
当堂练
做中学·收集
第七单元 生物与环境
92
“大漠明珠”——胡杨林
胡杨是杨属落叶乔木，
树龄可达200 年，树干通直，
高10 ~ 15 米，喜光、抗热、
抗旱、抗盐碱、抗风沙。沙
漠常年干旱少雨，多风沙，
土壤盐度较高，普通植物难
以生存。胡杨凭借强大的抗
旱耐盐能力，成为生活在沙
漠中唯一的乔木树种，形成绵延秀丽的成片胡杨林。
塔里木胡杨保护区是国家级自然保护区，主要保护胡杨林生态系统及其动
植物资源。该生态系统的植物以旱生、沙生为主，如胡杨、沙枣、枸杞、骆驼刺、
甘草等；动物多见食虫鸟类、大天鹅、双峰驼、赤狐等，还有特有物种塔里木兔。
塔里木河下游的地下水位下降曾导致大片胡杨林死亡。近年来，新疆实施
塔里木河流域胡杨林拯救行动，通过修建引洪渠、简易拦洪坝等进行引洪灌溉，
实施塔里木油田从胡杨林保护区退出计划，完成封井、拆除工作，胡杨林生态
系统得到了有效恢复。
开眼界
胡杨
93
第一章 生态系统
“螳螂捕蝉，黄雀在后。”这句话描
述了生物之间普遍存在的捕食与被捕食关
系。在一个生态系统中，存在着食物链和
食物网。食物链和食物网是怎样形成的？
根据获得的证据思考下列问题。
1. 草、兔、狐三种生物之间是什么关系？
2. 从整个生态系统看，各种生物之间的联系有什么特点？
第四节 食物链和食物网
下图是某一温带草原生态系统中的部分生物。找出图中各种生物间的
捕食关系，用箭头把捕食者和被捕食者连接起来（箭头指向捕食者）。
寻证据·建模
草
蝗虫
青蛙
蜘蛛
蛇
狐
鼠
猫头鹰
食虫鸟
兔
94
第七单元 生物与环境
在温带草原生态系统中，兔吃草，狐吃兔，草、兔、狐因捕食产生联系，
可以表示为：草→兔→狐。鼠吃草，蛇吃鼠，猫头鹰吃蛇，草、鼠、蛇、猫头
鹰也因捕食产生了联系。在生态系统中，各种生物之间由于捕食关系而形成的
链状联系，叫作食物链。草→兔→狐是一条食物链，草→鼠→蛇→猫头鹰也是
一条食物链。食物链的起始环节是生产者。
鼠吃草，也吃蝗虫，既是狐、蛇的食物，又被猫头鹰所吃，所以鼠不只在
一条食物链上，而是在多条不同食物链上。生态系统中不同食物链彼此交错连
接形成复杂的网络结构，叫作食物网（图7-1-24）。食物网可以形象地反映
生态系统中各种生物之间复杂的营养关系。生态系统中不同生物之间通过捕食
关系形成了食物链和食物网。
图7-1-24 温带草原生态系统食物网示意图
生态系统中的生物种类越多，个体数量越庞大，其中的食物链就越多，食
物网越复杂。食物网内的各种生物相互影响、相互制约，当某一物种的数量突
然发生变化，就可能牵动整个食物网，从而影响生态系统。
猫头鹰
狐
兔
草
鼠
蝗虫
蛇
食虫鸟
青蛙
蜘蛛
95
第一章 生态系统
食物链中生物之间的捕食关系广泛应用于生产、
生活中。农民在农田生态系统中放养青蛙，可大量捕杀
害虫，利于农作物增产，减少农药使用，保护生态环境。
森林生态系统中，利用灰喜鹊防治松毛虫，是保护林木、提
高经济效益的有效措施。
1. 下图表示某食物网，每个序号代表一种生物。下列分析正确的是（ ）
A. ②→③→⑥→⑦是一条食物链
B. ④和⑤之间仅有捕食关系
C. ①是生产者，②③④⑤⑥⑦是消费者
D. 若⑥数量减少，②数量将增加
2. 一条河的三角洲中，生活着水草、鱼、虾、蟹和水鸟。蟹主要吃水中的鱼、虾，
还吃水草。鱼、虾吃水草。水鸟吃鱼、虾。据此回答下列问题。
（1）这个生态系统中食物链的起始环节是（ ）
A. 水鸟
B. 水草
C. 太阳
D. 河水
（2）写出一条包含蟹的食物链： 。
（3）根据食物关系，用箭头连接这些生物，画出这个生态系统的食物网。
鱼
蟹 虾
水鸟
水草
（4）从食物链角度分析为什么禁止向河里排放污水。
①
②
③
⑥
⑦
④
⑤
当堂练
96
第七单元 生物与环境
“落红不是无情物，化作春泥
更护花。”植物的花盛放之后凋谢，
花瓣掉落土壤中，经过一段时间花
瓣消失了。这个过程中物质和能量
是如何变化的？
根据获得的证据思考下列问题。
1. 水草中的有机物是如何形成的？
2. 鱼体内的有机物来源于哪儿？
3. 生态瓶是怎么维持清洁的？
水草从外界环境吸收水和无机盐，通过光合作用将二氧化碳和水合成自身
的有机物。鱼不能直接将无机物转化成有机物，需要通过取食水草，把水草的
有机物转化成自身的有机物。鱼排出的粪便、鱼和水草的遗体等被腐生细菌分
解成无机物，释放到周围环境中。
自然界中，生产者吸收二氧化碳，通过光合作用制造的有机物除满足自身
需要，还供消费者和分解者所用。生产者、消费者的呼吸作用和分解者的分解
作用将有机物分解，产生的二氧化碳返回非生物环境中，还可以被生产者再次
第五节 生态系统中的物质循环和能量流动
观察生态瓶中的各种生物，关注生物
之间的物质传递和生物与非生物环境之间
的物质转化。
寻证据·观察
97
第一章 生态系统
太阳光能被生态系统中的生产者通过光合作用转化成化学能，贮存在有机
物中，这样能量就从非生物环境进入生物体。生物体中的能量沿着食物链流动，
通过生物体的呼吸作用，不断有能量以热能形式散失到周围环境中，散失的热
能不能被生物体再度利用。能量流动是单向进行的，不可循环，并且沿着食物
链逐级递减（图7-1-26）。
图7-1-25 生态系统的碳循环示意图
图7-1-26 生态系统的能量流动示意图
吸收、利用（图7-1-25）。煤炭和石油等燃料，燃烧后产生二氧化碳进入大气。
水、无机盐等其他物质也能通过食物链在生物与非生物环境之间传递。因此，
生态系统中的物质在非生物环境和生物体之间不断循环利用。
分解者
大气中的CO2
遗体和排出物
呼
吸
作
用
呼
吸
作
用
光
合
作
用
分
解
作
用
生产者
消费者
分解者
生产者
初级
消费者
次级
消费者
三级
消费者
通过呼吸作用散失
通过呼吸作用散失
通过呼吸作用散失
通过呼吸作用散失
通过呼吸作用散失
……
98
第七单元 生物与环境
生态系统中的物质和能量通过食物链在生物之间传递。在生态系统中，能
量的变化离不开物质的变化，物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。
物质循环和能量流动同时进行，相互依存，不可分割。
研究生态系统的物质循环规律，可以更好地保护环境、改进农业生产方式。
植树造林、节能减排等行为可有效减少二氧化碳在大气层中的积存，有效缓解
温室效应。生态农业和养殖业中，稻田养鱼、果园养鸡等多种生态模式很好地
实现了物质的良性循环，大大增加农业产出。
人们根据生态系统的能量流动规律，在农业生产过程中采用间作、套种、
秸秆做饲料、利用牲畜粪便生产沼气等措施，使能量得到有效利用。
1. 下列关于生态系统中物质和能量的叙述，正确的是（ ）
A. 能量和物质都能完全循环
B. 物质循环，部分能量向下传递
C. 能量和物质都完全消失
D. 能量循环，大多数物质消失了
2.“一山难容二虎。”一般而言，一个生态系统中，食物链最终端的动物数量
往往最少，这是因为（ ）
A. 物质从最终端的动物体内释放分解 B. 能量单向流动到最终端的动物体内
C. 能量沿食物链流动过程中逐渐减少 D. 最终端的动物合成有机物能力最低
3. 生态农业和养殖业可以很好地实现物质的良性循环，使能量得到充分利用，
实现丰产增收。
右图是生态种植
养殖模式图，该
生态模式下，养
牛和种植蔬菜有
机地整合在一起，
达到了“少投入、
多产出”的目的。
当堂练
通
气
口
食槽
气体交换通道
透明塑料薄膜
蔬菜
秸秆
牛粪
99
第一章 生态系统
桑基鱼塘
我国珠三角地区有句谚语“桑茂、蚕壮、鱼肥大，塘肥、基好、蚕茧多”，
描述的是一种高效、综合的人工生态系统——桑基鱼塘。
这个生态系统中，农民通过种植桑树来饲养家蚕，将蚕沙（蚕粪）收集起
来喂鱼，把鱼塘的塘泥堆施在桑园里促进桑树生长，实现了桑、蚕、鱼“三丰收”
的良性循环，减少了环境污染，获得了理想的经济效益。
桑基鱼塘模式图
据此回答下列问题。
（1）这个生态模式中，能量流动的起点是 。
（2）牛和蔬菜相互为彼此的生命活动提供了哪些物质，从而实现“少投入、
多产出”？
（3）基于生态系统的物质和能量规律，对秸秆和牛粪的利用提出合理建议。
桑树
蚕
蚕沙（蚕粪）
鱼塘
塘泥
开眼界
本章小结
第七单元 生物与环境
100
本章学习结束了，评价一下自己的学习情况吧。
你能根据具体事例描述生物是如何适应和影响环境的吗？
你能从结构与功能的角度，阐明生态系统中的生产者、消费者、分解者以
及非生物环境是一个有机整体吗？
你能用图示或模型表示生态系统中各生物成分之间的营养关系吗？
概念梳理
自我评价
生物圈
生态系统的类型
最大的
包括
包括
捕食关系
适
应
和
影
响
影
响
▼
生态
系统
生态系统
的组成
分解者
生产者
光、水、空气、
温度等
▼
▼
食物链和食物网
非生物
环境
物质循环和
能量流动
消费者
生物
第二章 人与自然和谐共生
101
第二章 人与自然和谐共生
通过本章学习，能通过
分析生态系统受到破坏的具
体实例，阐明生态系统的自
我调节能力是有限的；通过
人类活动对生态环境造成破
坏的实例分析，形成保护生
物圈的社会责任意识。
学习目标
在生态系统中，任何生物数量的改变都会引起生态系统的变化，一般
通过生态系统的自我调节，可以维持动态平衡。人类作为生物圈中的一员，
依赖环境也影响着生态系统。人类活动如果超过了生态系统的承载力，会
对生态平衡造成破坏。生态系统的自我调节能力有一定限度，保护生物圈
就是保护生态安全。只有保护好生态环境才能实现人与自然和谐共生。
第七单元 生物与环境
102
美丽的大草原是牛羊生活的天堂。草原
长期过度放牧，会引起草场退化。为保持草
原生态系统的稳定，牧场每年要设定休牧期，
进行牛羊转场放牧。草原生态系统是怎样保
持稳定的呢？
第一节 生态系统的自我调节
生物学家根据某草原生态
系统中草、兔、狼三种生物10
年间的数量变化绘制了曲线图
（图7-2-1）。分析图中信息，
重点关注草、兔、狼之间的数
量关系。
图7-2-1 草、兔、狼数量关系曲线图
寻证据·阅读
根据获得的证据思考下列问题。
1. 草、兔、狼数量变化有什么关联？
2. 三种生物之间是怎样相互影响的？
3. 生态系统的相对稳定是怎样实现的？
草原生态系统中草的数量决定着兔和狼的数量。在一定时间内草的数量多，
兔会因食物丰富而增多，狼也随之增多。由于兔数量增多，草被兔大量啃食而
数量减少。随着狼数量增加，兔被大量捕食数量减少，草又得以休养恢复，如
生物数量
草
兔
狼
0 2 4 6 8 10 时间/ 年
第二章 人与自然和谐共生
103
此循环反复。这说明生态系统具有自我调节能力。正是由于这种动态自我调节
机制的存在，生态系统才能在一定时间内保持动态平衡。
生态系统有着一定的承载力，只要生活在其中的各种生物的种类、数量，
在生态系统承载力范围内，就能保证生态系统处于长期稳定状态。如果外界干
扰超过它的承载力， 这种自我调
节能力就会受到破坏，造成生态
危机。如一场森林大火后，大量
动植物死亡，土壤焦化，岩石裸
露成为荒山，生态系统崩溃（图
7-2-2），很难在短期内恢复。
生态系统的自我调节能力有一定
限度。
生态系统具有一定的自我调节能力。生态系统的自我调节能力与其包含
的生物种类有关。生态系统中生物种类越多，食物网越复杂，自我调节能力
就越强；反之，生态系统中生物种类越少，食物网越简单，自我调节能力就
越弱。
人们根据生态系统的自我调节能力有限这一特点，采取一系列科学措施以
保护生态系统。在草原采取限定
放牧量、夏季进行转场放牧等措
施，通过用养结合的方法合理利
用自然资源，保证生态系统的生
机和活力。为防止过度捕捞造成
渔业资源枯竭，在主要江河湖海
设定休渔期（图7-2-3），使鱼、
虾等生物有充足的时间繁殖生长，
保证渔业资源得以恢复，实现生
态系统的可持续发展。
图7-2-2 大火后的森林生态系统
图7-2-3 休渔期停泊的渔船
第七单元 生物与环境
104
1. 天然针叶林很少发生松毛虫虫害，而人工建立的单一树种马尾松林却经常暴
发虫害，合理的解释是（ ）
A. 松毛虫更喜欢啃食马尾松
B. 马尾松对松毛虫抵抗力差
C. 人工林结构简单调节力低
D. 天然林没有松毛虫的食物
2. 江南水乡小镇往往保持着古老
的生活习惯，比如烧柴做饭、焚
烧秸秆、河边淘米洗衣、堆沤垃
圾等。千百年来，居民在小河边
淘米洗衣，小河依旧保持清澈。
随着当地旅游业发展，游客增加，
垃圾增多，引起小河发黑变臭，
鱼、虾死亡。后来经过环境治理，
小河又恢复了原来的面貌。结合所学知识回答下列问题。
（1）与大江大河相比，小河的生态环境更容易遭受破坏，原因是
。
（2）居民在小河边淘米洗衣，河水保持清澈，是因为生态系统具有
。生态系统遭受破坏说明
。
（3）为该地生态系统的修复提出合理建议。
通过网络或走访当地环保部门等途径，收集生态系统遭受破坏的实例，
认识生态系统的自我调节能力是有限的。
收集和交流生态系统遭受破坏的实例
当堂练
做中学·收集
105
第二章 人与自然和谐共生
105
三江源地区是长江、黄河、澜沧江的发源地，位于青海省西南部，被誉
为“中华水塔”。它是我国淡水资源的重要补给地，是高原生物多样性最集中
的地区，与全球气候变化有重要关联，是我国重要的国家生态安全屏障。
随着全球气候变暖和人为活动的影响，三江源生态曾经一度退化，河流频
频断流，湖泊大量消失，野生动物锐减，水源涵养能力减退，导致三江中下游
旱涝灾害，威胁中下游地区生态安全。
2000 年，我国政府划定三江源为自然保护区。2003 年，三江源被批准为
国家级自然保护区。2021 年，三江源成为第一批国家公园。
三江源国家公园建立以来，实施了黑土滩治理、退化草原补播、封沙育草、
湿地保护等生态治理工程，实现增草、增绿、增水；园区内48 宗矿业权全部
退出，实施生态修复工程……
而今的三江源生态环境变好，水源涵养能力增强，植被覆盖率增加，野生
动物相继归来，降水量总体增多，河流流量总体增加……“中华水塔”又呈现
出一派盎然生机。
“中华水塔”——三江源
开眼界
三江源国家公园
第七单元 生物与环境
106
雾霾曾一度影响人们的生产、生活，危害人类健康，严重威胁生态安
全。近年来，我国加强环境治理，雾霾天气显著减少，大气PM2.5 浓度逐年
下降，空气质量快步提升，生态安全形势明显好转。怎样才能持续保障生态
安全呢？
20 世纪以来，由于煤、石油和
天然气的使用，排放大量二氧化碳，
导致全球气候变暖，海平面不断上
升。工业化进程中产生的二氧化硫
和一氧化氮等，与大气中的水结合
形成酸雨（图7-2-4），危害动植
物的生存。生产、生活中产生的
污染物随意排放，使江河湖海受
图7-2-4 酸雨的危害
根据获得的证据思考下列问题。
1. 哪些人类活动会对生态环境造成破坏？
2. 如何保障生态安全？
第二节 保障生态安全
调查人类活动破坏或改善生态环境的实例
寻证据·调查
通过网络、图书馆查阅资料，或走访相关人员，调查人类活动影响生
态环境的实例，重点关注人类活动是怎样破坏或改善生态环境的。
第二章 人与自然和谐共生
107
到污染。滥捕滥杀、滥砍滥伐导致物种
灭绝速度加快和生物多样性下降。毁林
造田、城市建设用地盲目扩张造成绿色
植被减少。这些人类活动直接或间接破
坏了生态环境的平衡和稳定，威胁着人
类和其他生物的健康与生存。
为了保障生态安全，我国在防止环
境污染和合理利用资源方面采取了一系
列有效措施，并取得明显成效。
坚持精准治污、科学治污、依法治
污，持续打好蓝天、碧水、净土保卫战。
利用风能（图7-2-5）、太阳能和氢能
等清洁能源，代替煤炭、石油等重污染
燃料，降低二氧化碳排放量。加强对污
水、废水排放管理，关停污水排放严重
的企业，实施雨污分流。提倡生态农业，
减少化肥和农药的生产、使用，降低环
境污染。加强水环境、水生态治理，消
除城乡黑臭水体。加强土壤污染源头控
制，开展新污染物治理。提升环境基础
设施建设水平，实施垃圾分类（图7-2-6）
管理，改善城乡人居环境。
合理利用自然资源包括科学利用、
节约利用和谨慎利用。对土地、水、风
和太阳光等可再生资源，遵循科学开发、
可持续发展的原则，努力提高资源生产
率，防止资源的破坏和流失，如农业上
实施喷灌（图7-2-7）、滴灌代替大水漫灌，
图7-2-5 风能
图7-2-6 垃圾分类
图7-2-7 喷灌
108
第七单元 生物与环境
节约水资源。对矿产（图7-2-8）和能源（图7-2-9）等不可再生资源遵循节
约利用和综合利用的原则，确保资源的储采比，调节有限资源的耗竭速度。对
于某些生物资源，要考虑该生物在生态系统中的地位和作用，在不破坏生态系
统稳定性的情况下，谨慎使用。
人类活动可能对生态环境产生影响，可以通过防止环境污染、合理利用自
然资源等措施保障生态安全。
我国开展了国土绿化行动，“三北”防护林等重大生态工程大大提高了森
林覆盖率，有效阻止了土地荒漠化、沙漠化的进程，减少了沙尘暴发生，提高
了空气质量。实施退耕还林还草工程，大幅度增加了林地草地面积，加快了国
土绿化进程，在涵养水源、净化大气环境、减少水土流失方面发挥重要作用。
实施生态修复工程（图7-2-10），保护了生态系统的多样性，提升了生态系
统的稳定性、持续性，优化了生态环境质量。我国也制定了相关法律、法规，
加强监管、监测力度，不断筑牢国家安全屏障。
图7-2-8 矿产资源
图7-2-9 能源资源
图7-2-10 祁连山青海片区生态修复工程
第二章 人与自然和谐共生
109
为了合理利用自然资源，我国提出绿
色发展的生态理念。提倡生态农业，减少
化肥和农药的生产、使用，降低能源资源
的消耗。划定生态保护红线，对土地、矿
产、生物等自然资源进行规划和保护，充
分发挥现有自然资源的作用，避免资源浪
费。实施南水北调工程、西气东输工程（图
7-2-11），对水资源和天然气进行合理调配，
实现了资源的最大化利用。
我们要牢固树立和践行“绿水青山就是
金山银山”的理念，充分认识“良好生态
环境既是自然财富，也是经济财富”的论断，
尊重自然、顺应自然、保护自然，把生态
环境保护放在突出位置，按照自然规律科
学合理地安排生产、生活。要加强生态文
明建设，围绕2030 年前实现碳达峰，2060 年前实现碳中和的目标行动起来，
积极宣传和践行绿色发展方式和生活方式，防止环境污染，合理利用自然资源，
保障生态安全，为建设美丽中国、健康中国贡献力量。
项目任务
根据校园结构布局、当地植物种类和土壤气候特点，结合学校发展理
念，设计校园绿化方案。
活动指导
一、收集相关资料
1. 了解学校现有绿化情况，将学校绿化布局情况绘制成图。
设计校园绿化方案
做中学·项目式学习
小辞典
生态保护红线是指在生态空间
范围内具有特殊重要生态功能，必
须强制性严格保护的区域，通常包
括具有重要水源涵养、生物多样性
维护、水土保持、防风固沙、海岸
生态稳定等功能的生态功能重要区
域，以及水土流失、土地沙化等生
态环境敏感脆弱区域。
图7-2-11 西气东输工程
第七单元 生物与环境
110
1. 人类的某些活动会导致土地沙漠化。下列各项中属于导致土地沙漠化的主要
原因的是（ ）
A. 工厂废气的污染
B. 缺乏日常护理
C. 水源被污染
D. 滥砍滥伐，过度放牧
2. “要把生态环境保护放在更加突出位置，像保护眼睛一样保护生态环境，像
对待生命一样对待生态环境。”这句话说出了生态环境的重要性。下列做法对
当堂练
2. 调查当地土壤、气候特点和适合当地种植的植物。
3. 了解学校文化特色和发展理念。
二、设计并优化绿化方案
1. 参照以下要求，设计校园绿化方案。
①突出学校文化特色和发展理念，主题鲜明。
②与学校现实生态环境条件相适应。
③体现美学价值和生态观。
④切合实际，体现科学性、合理性和可操作性。
2. 班级内各小组分享校园
绿化设计方案，结合评价进行
优化设计，最终形成班级最优
校园绿化设计方案。
成果交流
将最优校园绿化设计方案
形成报告，绘制成设计图或制
作沙盘模型，在年级展示，也
可以提交给学校相关部门。
第二章 人与自然和谐共生
111
保护生态环境不利的是（ ）
A. 节约用水，节约用电
B. 对垃圾进行分类处理
C. 提倡使用一次性筷子
D. 使用新能源汽车或自行车等交通工具
3. PM2.5 严重危害人体健康。调查发现，工业化程度高和人口密集的地区 PM2.5
浓度明显高于其他地区。下表为近年来全国地级及以上城市 PM2.5 年均浓度变
化情况。据此回答下列问题。
全国地级及以上城市 PM2.5 年均浓度变化情况
时间
2017 年
2018 年
2019 年
2020 年
2021 年
2022 年
PM2.5 浓度 /
（μg/m³）
43
39
36
33
30
29
（1）工业化程度高和人口密集地区 PM2.5 浓度明显高，原因是 。
（2）上表中 PM2.5 浓度的变化说明了什么？
（3）为提高空气质量、降低 PM2.5 浓度，我国采取了哪些措施？
4.“三北”防护林工程实施以来，取得了巨大的生态效益。据此回答下列问题。
（1）森林作为重要的自然资源要进行合理利用。下列做法错误的是（ ）
A. 伐种结合
B. 适龄伐木
C. 种混交林
D. 只伐不种
（2）为什么把森林比作“地球之肺”？
（3）森林在防止环境污染、保护生态环境方面发挥的作用有哪些？
（4）保障生态安全的措施有哪些？
第七单元 生物与环境
112
112
温室效应
二氧化碳具有吸热和隔热功能，大气中的二氧化碳等气体如同形成一个无
形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量难以向外层空间发散，导致地球表面
与低层大气温度升高，气候变暖，这种现象称为温室效应。
温室效应加剧会造成冰川融化、 海平面升高、全球气候异常、自然灾害增
多等严重后果，对生物圈的影响很大，也直接影响人类的生存和发展。
现代工业化社
会以煤炭、石油和
天然气为主要能
源，这些燃料燃烧
后产生大量二氧化
碳气体。飞机和汽
车排放的尾气中，
也含有过多的温室
气体。因此，近年
来温室效应加剧。
要减少大气中
过多的二氧化碳，
一方面，生活中要养成低碳生活的好习惯，如节约用电用水，少开空调，少乘
电梯，选择使用新能源汽车，乘坐公共交通工具绿色出行，使用可循环的环保袋，
不使用一次性餐具，尽量购买包装简单的产品等，以降低能耗，减少二氧化碳
排放。开发利用风能、太阳能等绿色新能源，也是减少二氧化碳排放的有效方法。
另一方面，植树造林，也可吸收、消耗掉部分二氧化碳，缓解温室效应。
开眼界
冰川融化
本章小结
第二章 人与自然和谐共生
113
本章学习结束了，评价一下自己的学习情况吧。
你能通过对生态系统受到破坏的实例分析，阐明生态系统的自我调节能力
是有限的吗？
通过分析人类活动与生态环境之间的关系，你知道保护生物圈的意义有哪
些吗？
你能说出保障生态安全的措施有哪些吗？
自我评价
概念梳理
生态系统具
有一定的自我
调节能力
生态系统的
自我调节
措施
原因
正
面
负
面
人类活动对生态环境的影响
保护改善
生态环境
破坏生
态环境
防止环境污染
合理利用自然资源
保障生态安全
人与自然
和谐共生
114
第七单元 生物与环境
跨
学
科实
践
活动
设计制作装置，探究某种环境污染的成因
提出问题
活动目标
学科原理
根据目前存在的环境污染问题，如空气污染、水污染、土壤污染等，选择
一个实践活动主题。
假如你选择的主题是“设计制作装置，探究温室效应的成因”，可参考以
下内容进行活动。假如你选择其他主题，可按照提出问题、活动目标、学科原理、
制订方案、方案实施、展示交流、拓展实践等系列步骤开展活动。
哪些因素会导致温室效应？有哪些行之有效的解决方案呢？
认识温室效应与社会发展和人类生活的关系。
理解温室效应和地理、物理等学科的联系。
制作模拟温室效应的装置，找出温室效应的成因，提出缓解方案。
认同“碳中和”理念及其重大的战略意义。
针对温室效应，运用生物学与地理、物理等学科的知识和方法，考虑“系
统与模型”“物质与能量”“因果关系”等跨学科概念，探究二氧化碳浓度对
温度的影响以及绿色植物对温室效应的影响，理解温室效应的成因，提出解决
方案。
115
跨学科实践活动
图1 生物圈碳循环示意图
生产者在进行光合作用时，从大气中获取碳合成有机物，然后经过消
费者和分解者，通过呼吸作用、分解作用，以及煤炭和石油等的燃烧，
碳又返回大气的过程，称为碳循环（图1）。
生物学科
——生物圈的碳循环
大气中的二氧化碳
呼吸作用
光合作用
遗体和排出物
煤炭、石油等
生产者
消费者
分解者
燃烧
分解作用
地理学科
——温室效应
太阳光（短波辐射）经大气圈照射到地球表面，地表吸收热量温度上
升，并向外散热（长波辐射）。大气圈中的二氧化碳等气体会阻挡地表通
过大气圈向外散热，导致地球表面与低层大气的温度升高，地球气候变暖。
这一现象称为“温室效应”（图2）。
图2 温室效应示意图
地表吸收
太阳短波辐射
地表长波辐射
被二氧化碳等气体
吸收，使大气升温
116
第七单元 生物与环境
参照下列提示制订方案，也
可以根据问题、目标和原理，另
行制订方案。
任务一 设计制作模拟温室
效应的装置
利用简单易得的材料设计制
作装置，要考虑装置的透光和密
闭、二氧化碳的充入、温度的测
量、绿色植物的有无等（图4）。
物理学科
——热传递的三种方式
热从物体温度较高的部分传到温度较低的部分叫作传导，传导是固体
热传递的主要方式。依靠液体或气体的流动来传热叫作对流，对流是液体
或气体热传递的主要方式。热由物体沿直线向外射出叫作辐射（图3）。
一般情况下，三种热传递方式是同时存在的。
制订方案
图4 温室效应模拟装置
图3 热传递示意图
无色玻璃密闭装置
温度传感器
对流
传导
辐射
充满二氧化碳的塑料球
117
跨学科实践活动
任务二 探究二氧化碳浓度对温度的影响
利用干冰制备二氧化碳，充入其中一个密闭装置中，另一密闭装置不充入
二氧化碳作为对照。将两个装置同时放在充足光照条件下，持续观察并记录装
置中的温度变化。
任务三 探究绿色植物对温室效应的影响
将适量的绿色植物放入其中一个密闭装置中，另一密闭装置不放入绿色植
物作为对照。将两个装置同时充入等量二氧化碳，置于充足光照条件下，持续
观察并记录装置中的温度变化。
任务四 提出缓解温室效应的建议
分析探究结果，得出实验结论，根据结论提出缓解温室效应的建议，基于“碳
中和”理念撰写实践活动报告。
方案实施
按照自己制订的方案完成实践活动。在利用装置探究二氧化碳浓度和绿色
植物对温室效应的影响过程中完成装置迭代，不断完善实践方案。把模拟温室
效应的探究实验过程、结果及结论撰写成实践活动报告。
展示交流
拓展实践
1. 在班级展示模拟温室效应的装置。
2. 在学校交流实践活动报告。
3. 利用主题展板科普温室效应的成因和缓解方案，宣传“碳中和”理念，
倡议植树造林、节能减排、绿色生活。
选择一个其他环境污染问题作为主题开展探究实践活动。
118
第七单元 生物与环境
内容要求
生物与环境相互依赖、相互影响，
形成多种多样的生态系统
生态系统的自我调节能
力有一定限度，保护生
物圈就是保护生态安全
生物与环境
生态系统
人与自然
和谐共生
生态系统中的生物与非
生物环境相互作用，
实现了物质循环和能量
流动
单元总结
119
1 生态系统中的生物与非生物环境是怎样相互作用的？
2 生态系统中的物质是怎样循环的？
3 生态系统中的能量是怎样流动的？
4 为什么说生态系统的自我调节能力是有限的？
5 哪些措施可以保障生态安全？
6
如何理解生物与环境相互依赖、相互影响，形成多种多样的生
态系统？
7 如何运用图示或模型表示一个生态系统中各生物之间的营养关系？
8 如何运用结构与功能的观点，阐明生态系统是一个有机整体？
9
通过“探究影响鼠妇分布的非生物因素”活动，可以得出哪些
非生物因素影响生物的分布？
10 通过“调查当地环境中生物之间的关系”，可以得出生物之间
有哪些关系？
11 怎样证明植被类型与环境温度或湿度有关？
12 通过“设计制作装置，探究某种环境污染的成因”跨学科实践
活动，在如何防止环境污染方面，你有何收获？有哪些倡议？
13 通过本单元的“探究影响鼠妇分布的非生物因素”和“调查人
类活动破坏或改善生态环境的实例”活动，你认为在活动中应
保持怎样的学习态度？
14 通过本单元各节中联系实际的内容，你在生物与环境的相互关
系方面有哪些收获？
15 从自身角度，你认为怎样做才能更好地保护生态系统？
单元总结
学习评价
本次修订以《义务教育生物学课程标准（2022 年版）》为依据，在继承上
一版教科书（《义务教育教科书 生物学》，刘植义主编）注意联系实际、重视
实验实践和倡导自主学习的优势的基础上，有针对性地创新教科书内容编排和
呈现方式，进一步提升教科书质量。修编后的教科书以习近平新时代中国特色
社会主义思想为指导，全面贯彻党的教育方针，落实立德树人根本任务；以核
心素养为核心，以探究实践为主体，以真实情境为依托，引导学生积极参与、
勇于创新、乐于实践，促进学生的全面发展。
在本套教科书的修编过程中，付尊英与潘紫千一起完成了编修方案拟定、编
写指导，以及统稿、定稿等工作。除了核心编写人员外，马文涛、尹韶林也承担
了部分章节的编写，牛爱平、尹惠芳、张玲、张翠宝、洪雪松、周素芬、魏宝贵
等参与了编写和讨论。刘广发、王重力等学科专家对本套教科书进行了审阅，提
出了很多宝贵的意见和建议。各地市教研人员和一线师生也对本套教科书的修编
给予了热情的帮助。在此一并表示衷心的感谢！
真诚地希望各位教师、同学和家长在使用教科书的过程中提出意见及建议，
以便我们继续修改和完善。欢迎来电来函与我们联系。
由于种种原因，我们未能与本套教科书中使用的部分图片的作者取得联系，
恳请有关作者与我们联系，以便支付稿酬。
联系方式
电 话：0311- 68056993
电子邮箱：zhangjingjie@hebeishaoer.com
后 记
