普通高中教科书
生物学
必修1
分子与细胞
上海科学技术出版社


主　　编：赵云龙　周忠良
本册主编：周忠良编写人员：（以姓氏笔画为序）　　　　　朱　静　任　华　李小方　张秀珍　鲍晓云
责任编辑：何孝祥　杨　硕美术设计：蒋雪静普通高中教科书　生物学　必修1　分子与细胞上海市中小学（幼儿园）课程改革委员会组织编写
出 版　上海世纪出版(集团)有限公司　上海科学技术出版社　　　　（上海市钦州南路71号　邮政编码200235）发 行　上海新华书店印 刷　上海中华印刷有限公司版 次　2021年8月第1版印 次　2021年8月第1次开 本　890毫米×1240毫米　1/16印 张　8.25字 数　182千字书 号　ISBN 978-7-5478-5341-2/G·1043定 价　10.40元
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致同学们
你还记得《西游记》中的美猴王拔一根毫毛就能变出小猴吗？这个神话故事也许是关
于体细胞克隆的最早设想。2017年，中国科学家攻克了“体细胞克隆猴”这一世界难题，首次成功培育出克隆猴，为人类相关疾病的治疗带来了新的希望……当今世界，生物学的发展日新月异，新理论、新技术、新成果不断被发现和运用。生物学正在改变着我们的生活，改变着整个社会。生物学是一门怎样的学科？任何学科的发展和重大发现都离不开前人的努力。科学家牛顿说过：“如果说我看得比别人更远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”生物学的发展有迹可循：从1665年首次发现细胞，到1839年正式建立细胞学说
；从1809年最早阐述生物进化思想，到1859年系统阐述自然选择学说；从1953年成功解析出DNA分子双螺旋结构
，到1980年首次培育出转基因动物；从1909年正式提出
“基因”的概念，到2001年绘制出人类基因组草图……我们不难看出，生物学就是研究生命现象和生命活动规律的科学。高中生为何要学习生物学？作为新时代的高中生，学好生物学十分重要。对个人而言，你必须了解自己的身体，了解自身的所需、所能、所限，才能科学地安排自己的学习与生活，同时也为将来从事与生物学相关的医药、工农业等领域的工作打下基础。从人类生存与生态环境角度，你会了解地球上生命体的相互依存关系，树立“绿水青山就是金山银山”的理念。通过高中生物学课程的学习，我们将更加关爱生命，崇尚科学，养成健康文明的生活方式。
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如何学考和讨论一些生物学问题高中生物学？打开我们的生物学教材，你会发现每节内容开始之前都有一个小活动，活动中需要思好。其中，有些问题容易回答，有些或许回答不出。希望你能带着这些问题去学习，依据搜集到的事实与证据，通过归纳与概括、演绎与推理等科学思维方法来寻找答案。在教材中，你还会看到实验探究、建立模型和实践调查等活动，这些是获取生物学事实与证据的重要来源，也是学好高中生物学的有效途径。希望你能乐于实践、善于合作、勇于创新！正如教育家陶行知所言：“学生不应该专读书，他的责任是学习人生之道。”愿同学们将生物学课程中学习到的生命观念、科学思维、科学探究方法和精神、社会责任感，转化为今后成长、成才的钥匙，在开启人生新篇章的同时，为国家和社会作出应有贡献。
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目录
第       章         
1
走进生物学　 1
第1节生物学是与人类生活密切相关的自然科学
2
第2节第3节实验探究是学习生物学的重要途径
8
探究·实验1-1 用高倍镜观察动植物细胞12
细胞是生物体结构的基本单位
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第       章         
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细胞的分子组成　 23
第1节第2节第3节第4节C、 H、 O、 N、 P、 S等元素组成复杂的生物分子蛋白质和核酸是重要的生物大分子糖类和脂质是细胞的结构成分和能源物质
24
28
35
探究·实验2-1检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质

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水和无机盐是生命活动的必需物质
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第       章         
3
细胞的结构　 49
第1节第2节细胞由质膜包裹细胞各部分结构既分工又合作
50
55
探究·实验3-1 观察叶绿体和细胞质流动探究·建模3-2
59
制作真核细胞的结构模型
63
1


第               章         
4
细胞的代谢　 69
第1节第2节第3节第4节细胞通过质膜与外界进行物质交换
70
探究·实验4-1观察外界溶液对植物细胞质壁分离和复原的影响

74
酶催化细胞的化学反应
76
探究·实验4-2探究温度对淀粉酶活性的影响

79
细胞通过分解有机分子获取能量叶绿体将光能转换并储存在糖分子中
82
88
探究·实验4-3叶绿体色素的提取分离及叶绿素含量的测定探究·设计4-4

91
探究影响光合作用强度的环境条件

98
第               章         
5
细胞的生命进程　 105
第1节第2节第3节细胞通过分裂实现增殖
106
探究·实验5-1观察植物根尖细胞有丝分裂

109
细胞通过分化形成多细胞生物体细胞衰老和死亡是自然的生理过程
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第节
第章

走进生物学
1
生物学是研究生命现象和生命活动规律的自然科学，它不仅是农业、医学、环境科学等众多相关学科的基础，而且与我们的生活密切相关。进入21世纪
，现代生物学发展迅猛，杂交水稻、基因编辑、免疫治疗、生态治理、现代发酵工程等大量研究成果纷纷进入我们的日常生活。立足现代生活以及社会发展，人们需要具备一定的生物学素养。让我们从认识细胞开始，走进生物学，开启探索生命奥秘之旅！
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第1章走进生物学
第 节
生物学是与人类生活密切相关的自然科学
1
杂交水稻、基因编辑、发酵工程、免疫治疗、生态文明……这些耳熟的词语已经成为了我们日常生活的一部分。有科学家认为，现代生物学的研究成果以空前的广度和深度影响并改变着人类的生活。对此，你是否感同身受？
学习目标
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举例说明生物学研究成果推动人类社会的进步。通过了解现代生物学研究成果与人类的密切关系，感悟学习生物学的价值所在。
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我知道的生物学研究成果
概念聚焦年来21世纪，生物学发展迅速。请在表1-1中列举你所知道近生物学领域取得的重大研究成果，并与同学交流分享其学科价值或社会意义。进入
生物学与人类生活密切相关。
表1-1　生物学重大研究成果
成果主要内容学科价值或社会意义
思考与讨论：
1. 请举例说明这些研究成果对你的日常生活产生了哪些影响？2. 你觉得取得这些成果，需要具备哪些知识或能力？
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生物学是与人类生活密切相关的自然科学第1节
1．杂交水稻技术的发展为我国乃至世界的粮食供给作出重大贡献
随着人口的不断增长，粮食短缺始终是世界性难题。中国科学家基于遗传学杂种优势原理，不断进行科技创新培育杂交水稻，为我国乃至世界的粮食供给作出重大贡献。中国的杂交水稻研究起始于1964年。
1973年，袁隆平（图1-1）带领的研究团队以细胞质雄性不育系为遗传工具
，突破实现了三系法配套，培育出第一代杂交水稻。1986―1992年，科学家们又攻克两系法育种关键技术，以光温敏雄性不育系为遗传工具，培育出第二代杂交水稻，极大地简化了育种程序、缩短了育种周期，增产效果明显。之后，科学家们通过不断努力，运用基因工程技术，以遗传工程雄性不育系为遗传工具，推出了第三代杂交水稻，不但提高了性状稳定性和选育效率，还降低了对环境的要求，使其每公顷产量由普通水稻的6 t
1*
提升到15 t，潜在产量更可达18 t
。袁隆平一生致力于杂交水稻技术的研究、应用和推广，创建了超级杂交稻技术体系，为我国粮食安全、农业科学研究和世界粮食供给作出杰出贡献。2019年
图1-1 袁隆平在杂交水稻田工作
，袁隆平荣获国家最高荣誉“共和国勋章”。袁隆平还多次去东南亚等地区讲学、传授技术，培训了来自亚洲、非洲、南美洲30多个国家的学员
。联合国教科文组织、世界粮食基金会以及多个国家纷纷表彰袁隆平对世界粮食生产所作出的杰出贡献。
*　t表示质量单位“吨”。
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第1章走进生物学
目前，更多的科学家还在继续深入研究新一代的杂交水稻。袁隆平认为，第四代杂交水稻应是正在研究中的碳四（C
）型杂交水稻，其光合作用效率高等优势必将使水稻产量潜力进一步提高；而第五代则是利用无融合生殖固定水稻杂种优势，虽然难度很大，但随着分子育种技术的进步，有望在本世纪中期获得成功。
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2．基因编辑技术为农业和医学提供了更广阔的发展空间
多年来，科学家一直在尝试能通过各种技术使生物的性状按照理想的意愿进行改变。早期的基因工程技术将设计好的一段外源基��