第1部分有机体与环境-2能量环境-光能

1、 主讲教师：蒋万祥主讲教师：蒋万祥 枣庄学院生命科学学院枣庄学院生命科学学院 Email： 2012-2013-2 2012-2013-2普通生态学普通生态学2022-2-9第一部分第一部分 有机体与环境有机体与环境2022-2-9 答案：答案： 植物的生长状况取决于那些处于最低量的营养植物的生长状况取决于那些处于最低量的营养元素，这些处于最低量的营养元素被称为最小元素，这些处于最低量的营养元素被称为最小因子（因子（Justus von Liebig, 1840, Justus von Liebig, 1840, 德国）。德国）。 提问：提问：最小因子定律是什么？最小因子定律是什么？ 水桶的储

2、水量取决于最水桶的储水量取决于最低的一块挡板，植物的低的一块挡板，植物的生长状况生长状况 ( (或产量或产量) )与与此类似。此即为最小因此类似。此即为最小因子定律。子定律。2022-2-9 能量概念 地球上光的分布 生物对光的适应 地球上温度的分布 生物对温度的适应第第2 2节节 能量环境能量环境2022-2-92012-11滇西北考察滇西北考察2022-2-91 能量概念能量概念 能量概念能量概念 能量的特点能量的特点 2022-2-9 能量能量 (Energy)： 是太阳表面以电磁波的形式不断释放的太阳辐是太阳表面以电磁波的形式不断释放的太阳辐射或太阳光，它为地球上所有的生命系统提供射或

3、太阳光，它为地球上所有的生命系统提供了了能量能量来源。来源。一、基本概念 能量环境能量环境 ( (Energy Environment) )： 是指的是指的光光和和温度温度组成的地球环境。组成的地球环境。2022-2-91)为地球上所有的生命系统提供能源。为地球上所有的生命系统提供能源。二、能量的特点二、能量的特点 生物圈通过绿色生物圈通过绿色植物将植物将太阳能太阳能转转化为化为化学能化学能贮存贮存于植物体内，是于植物体内，是生物圈与太阳能生物圈与太阳能发生联系的发生联系的唯一唯一环节。环节。2022-2-92)太阳辐射温暖地球表面，影响着生物的生长、太阳辐射温暖地球表面，影响着生物的生长、发

4、育、繁衍和分布等。发育、繁衍和分布等。 2022-2-92 2 地球上光的分布地球上光的分布 太阳辐射能的组成 地球表面太阳光分布不均的原因 太阳辐射的变化规律2022-2-9紫外线紫外线：波长小于：波长小于380380nmnm，占，占9%9%可见光可见光：波长：波长380-760380-760nmnm，占，占45%45%红外线红外线：波长大于：波长大于760760nmnm，占，占46%46% 绿色植物的光合作用有效范围是绿色植物的光合作用有效范围是380380700nm700nm之间。之间。一、一、 2022-2-9紫紫外外线线可见光可见光红外线红外线380760 25004000 波长波长

5、(nm)能能量量强强度度 2022-2-91） 大气圈中的多种因素影响了太阳光的辐射。大气圈中的多种因素影响了太阳光的辐射。二、地球表面太阳能分布不均的原因二、地球表面太阳能分布不均的原因 大气圈中有大气圈中有吸吸收、反射、散收、反射、散射射等因素。等因素。2022-2-92）地球表面各处太阳光照不均衡。地球表面各处太阳光照不均衡。太阳高度角太阳高度角2022-2-9太阳高度角影响了太阳辐射强度。太阳高度角影响了太阳辐射强度。 2022-2-93） 地球的自转与公转使地球表面接受太阳辐射地球的自转与公转使地球表面接受太阳辐射呈周期性变化。呈周期性变化。4） 地面的海拔高度、朝向和坡度，地面的海

6、拔高度、朝向和坡度， 也引起太阳也引起太阳辐射强度和日照时间的变化辐射强度和日照时间的变化。2022-2-9随纬度变化随纬度变化随季节变化随季节变化极地的差异极地的差异太阳辐射变太阳辐射变化的规律化的规律地球自转公转地球自转公转引起的变化引起的变化地形等引起的地形等引起的变化变化随海拔高度变化随海拔高度变化随坡向变化随坡向变化随地貌变化随地貌变化三、三、 2022-2-91 1）地球自转时地球自转时, ,赤道附近照射的时间长赤道附近照射的时间长( (日周期日周期) )。2022-2-9 2 2）地球公转时，夏天北半球照射的时间长；冬地球公转时，夏天北半球照射的时间长；冬天南半球照射的时间长天南

7、半球照射的时间长( (季节周期季节周期) )。2022-2-93 3）北半球光照强度：南坡北半球光照强度：南坡 平地平地 北坡。北坡。2022-2-91 1）从光质上看）从光质上看低纬度地区短波光多低纬度地区短波光多海拔升高短波光增加海拔升高短波光增加夏季短波光多夏季短波光多中午短波光多中午短波光多 不同光质对植物的光合作用、色素形成、向不同光质对植物的光合作用、色素形成、向光性及形态建成等影响是不同的。光性及形态建成等影响是不同的。2022-2-92 2）从日照时间看）从日照时间看春、秋分时全球昼长与夜长相等春、秋分时全球昼长与夜长相等在北半球，从春分至秋分昼长夜短，夏至昼最长，在北半球，从

8、春分至秋分昼长夜短，夏至昼最长，并随纬度的升高昼长增加并随纬度的升高昼长增加北极夏半年全为白昼北极夏半年全为白昼赤道附近终年昼夜相等赤道附近终年昼夜相等各地日照时数的不同对生物的生长和繁殖的各地日照时数的不同对生物的生长和繁殖的影响也不同。影响也不同。2022-2-93 3）光照强度）光照强度随纬度升高减弱随纬度升高减弱随海拔升高增强随海拔升高增强一年中夏季最大一年中夏季最大一天中中午最大一天中中午最大向阳坡大于背阳坡向阳坡大于背阳坡2022-2-9不同光质对生物的作用不同。不同光质对生物的作用不同。如：人和许多脊椎动物能看见的光只是看见如：人和许多脊椎动物能看见的光只是看见光波范围。光波范围

9、。太阳鱼视力的灵敏峰值在太阳鱼视力的灵敏峰值在500-530nm500-530nm波长（透波长（透明水层中的光波长）。明水层中的光波长）。昆虫的可见光范围偏重短波（黑光灯诱杀农昆虫的可见光范围偏重短波（黑光灯诱杀农业害虫）。业害虫）。3 生物对光的适应2022-2-92022-2-93 生物对光的适应 光质的生态作用与生物的适应光质的生态作用与生物的适应 光强的生态作用与生物的适应光强的生态作用与生物的适应 日照长度与生物的光周期现象日照长度与生物的光周期现象 2022-2-9（一）光质的生态作用（一）光质的生态作用一、光质的生态作用与生物的适应一、光质的生态作用与生物的适应 可见光区（可见光

10、区（380710nm）是植物光合作用的光）是植物光合作用的光谱区，这部分辐射通常称为谱区，这部分辐射通常称为光合有效辐射光合有效辐射，为，为整个生物界提供了能量来源。整个生物界提供了能量来源。 长波光具有长波光具有促进延长生长促进延长生长的作用的作用 短波光具有利于短波光具有利于花青素花青素的形成，并的形成，并抑制茎的伸抑制茎的伸长长。 光质还影响着生物体的光质还影响着生物体的分布分布。光质影响植物光合强度。光质影响植物光合强度。2022-2-9（二）生物对光质的适应（二）生物对光质的适应 植物形成相应的植物形成相应的叶绿体叶绿体结构来利用可见光部分结构来利用可见光部分制造碳水化合物。制造碳水

11、化合物。 2022-2-9 叶绿素吸收最强的光谱部分是叶绿素吸收最强的光谱部分是640-660 nm640-660 nm的红光和的红光和430-450 nm430-450 nm的蓝紫光。的蓝紫光。 红光对糖的合称有利，蓝紫光有利于蛋白红光对糖的合称有利，蓝紫光有利于蛋白质合称。质合称。 其它有机体色素能够利用绿色植物光合有其它有机体色素能够利用绿色植物光合有效区之外的光波。效区之外的光波。 不同植物的光合色素存在差异反映了不同不同植物的光合色素存在差异反映了不同植物对他们生境中光质的适应。植物对他们生境中光质的适应。2022-2-9 动物发展形成不同的色觉，来感知外界环境的动物发展形成不同的色

12、觉，来感知外界环境的变化。变化。 动物动物等生物体形成不同的保护性结构来适应紫等生物体形成不同的保护性结构来适应紫外光的照射。如高山植物茎干粗短，叶面缩小，外光的照射。如高山植物茎干粗短，叶面缩小，毛绒发达的生长型或莲座状叶丛。毛绒发达的生长型或莲座状叶丛。2022-2-9 高山植物高山植物(Alpine plant)特殊的莲座状叶丛特殊的莲座状叶丛2022-2-9二、光强的生态作用与生物的适应二、光强的生态作用与生物的适应（一）光强的生态作用（一）光强的生态作用光合作用的强度和速率光合作用的强度和速率影响植物叶绿素的形成影响植物叶绿素的形成影响植物细胞的增长和分裂、组织器官的生影响植物细胞的

13、增长和分裂、组织器官的生长和分化长和分化影响植物花果的数量和质量影响植物花果的数量和质量(如果实品质、含如果实品质、含糖量糖量)动物的形态结构动物的形态结构(如眼球结构与大小如眼球结构与大小)动物行为动物行为(如昼伏夜出如昼伏夜出)动物的生长发育动物的生长发育动物的体色动物的体色光强的影响光强的影响2022-2-9 植物植物对光照强度的适应对光照强度的适应（二）生物对光强的适应（二）生物对光强的适应 光合作用率在光补偿点附近与光强度成正比，光合作用率在光补偿点附近与光强度成正比，但达光饱和点后但达光饱和点后, , 不随光强增加。不随光强增加。 陆生植物对不同光照强度产生了适应，形成阳陆生植物对

14、不同光照强度产生了适应，形成阳性植物、阴性植物和耐阴性植物性植物、阴性植物和耐阴性植物 。 水生植物对光照强度产生了适应性的水中分布水生植物对光照强度产生了适应性的水中分布2022-2-9 蒲公英：蒲公英：阳性植物；具清热解毒效果。阳性植物；具清热解毒效果。2022-2-9 黄花酢浆草黄花酢浆草 【科名】酢浆【科名】酢浆草草Oxalidaceae 阴性植物。阴性植物。 【功能主治】【功能主治】清热利湿，解清热利湿，解毒消肿。用于毒消肿。用于泌尿系统感染泌尿系统感染与黄疸肝炎。与黄疸肝炎。2022-2-9 沙参沙参 耐阴性植物耐阴性植物 具养阴润肺祛具养阴润肺祛痰，益胃生津痰，益胃生津之效。之效

15、。 2022-2-9 动物对光照强度的适应动物结构的适应动物结构的适应 视觉器官形态上的遗传适应性变化。视觉器官形态上的遗传适应性变化。 夜行性动物的夜行性动物的眼睛眼睛比昼行性动物的要大，如懒比昼行性动物的要大，如懒猴、飞鼠等。猴、飞鼠等。 某些啮齿类的睛球突出于眼眶外，以便从各个某些啮齿类的睛球突出于眼眶外，以便从各个方面感受微弱的光线。方面感受微弱的光线。 终生营地下生活的兽类，如鼹鼠等终生营地下生活的兽类，如鼹鼠等眼睛眼睛一般很一般很小，有的表面为皮肤覆盖，成为盲者。小，有的表面为皮肤覆盖，成为盲者。 2022-2-9 懒懒( (蜂蜂) )猴的大眼猴的大眼睛适应于夜间活睛适应于夜间活动

16、。动。2022-2-9 西伯利亚飞鼠的大眼睛适于夜间活动2022-2-9 欧鼹终生营地下生活，眼睛很小。2022-2-9深海鱼或者是具有发达的视觉器官，或者本身深海鱼或者是具有发达的视觉器官，或者本身具有具有发光器官发光器官。 2022-2-9 深海深海鮟鱇鮟鱇的发光器官的发光器官2022-2-9动物行为的适应动物行为的适应 昼行性动物：白天的强光下活动昼行性动物：白天的强光下活动昼夜性动物：白天晚上均可活动昼夜性动物：白天晚上均可活动夜行性动物：仅在晚上或弱光下活动夜行性动物：仅在晚上或弱光下活动 三种适应行为三种适应行为 自然条件下，动物每天开始活动的时间常常由光照强度决定。自然条件下，动

17、物每天开始活动的时间常常由光照强度决定。2022-2-9夜幕来临时开始活动夜幕来临时开始活动2022-2-9光周期现象光周期现象 三、日照长度与生物的光周期现象三、日照长度与生物的光周期现象 植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、植物的开花结果、落叶及休眠，动物的繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等，是对日照长短的规冬眠、迁徙和换毛换羽等，是对日照长短的规律性变化的反应，称光周期现象。律性变化的反应，称光周期现象。 猩猩木猩猩木 2022-2-9（一）植物与生物的光周期现象（一）植物与生物的光周期现象 植物的光周期现象类型植物的光周期现象类型 根据对日照长度引起植物开花的反应可把植物根据对日照长度引

18、起植物开花的反应可把植物分为：分为：植物的光周期现象分类植物的光周期现象分类长日照植物：日照长日照植物：日照14小时小时短日照植物：日照短日照植物：日照10小时小时中日照植物：约为中日照植物：约为12小时小时日中性植物：任何日照时间日中性植物：任何日照时间2022-2-9 光周期对植物的影响光周期对植物的影响 光周期对植物的地理分布有影响光周期对植物的地理分布有影响 如长日照植物多分布在温带和寒带地区如长日照植物多分布在温带和寒带地区 短日照植物多分布在热带和亚热带地区短日照植物多分布在热带和亚热带地区 中日照植物如甘蔗多分布在热带、亚热带地区中日照植物如甘蔗多分布在热带、亚热带地区 光周期对植物的繁殖有影响光周期对植物的繁殖有影响 光周期影响植物的开花结实。光周期影响植物的开花结实。2022-2-9动物的光周期现象动物的光周期现象（二）动物与生物的