1、第二章 生物與環(huán)境 第一節(jié) 地球上的生物 第二節(jié) 環(huán)境的概念及其類型 第三節(jié) 主要環(huán)境因子的生態(tài)作用 第四節(jié) 生態(tài)因子作用的一般規(guī)律第一節(jié) 地球上的生物一、生命的產(chǎn)生與進化 (一)、生命起源的幾種學說： 1、神創(chuàng)論 2、從自然發(fā)生說到生源論 自然發(fā)生說的代表人物：古希臘的哲學家自然科學家亞里士多德（Aristotle, 公元前384前322），他認為生物的繁殖有三種主要方式： 自然發(fā)生，如通常產(chǎn)生蚤類、蚊蟲和各種虱子。 無性生殖，像海星、蠕蟲、貝類等。 有性生殖。 F.Redi的實驗： 開口瓶內(nèi)置腐肉+蒼蠅肉上生蛆， 封口瓶內(nèi)置腐肉（無蒼蠅）肉上無蛆； 此后人們才逐漸相信較大的動物如蠅、鼠等不

2、能自然發(fā)生 意大利生物學家L.Spakkanzani（17291799年）的實驗：證明小生物不是自然發(fā)生. 肉湯煮沸（容器開口）冷卻靜置數(shù)日密生微生物。 肉湯煮沸（容器密封）冷卻靜置數(shù)日無微生物。 巴斯德的“鵝頸瓶實驗” 法國微生物學家巴斯德（Louis Pasteur 18221895） 實驗才最后否定了自然發(fā)生說。 3 3、天外起源說或稱宇生說、天外起源說或稱宇生說(Cosmozoa theory) (Cosmozoa theory) 這一學說認為地球上的生命來自宇宙間其他星球,某些微生物孢子可以附著在星際塵埃顆粒上而落入地球,從而使地球出現(xiàn)了生命. 4、細胞論和機體演化論細胞論和機體演化

3、論 細胞學說于1838-1839年由施萊登和施旺正式確立. 細胞學成為生物學的基礎(chǔ),也成為生命科學的研究熱點和前沿. 達爾文關(guān)于物種起源的進化論：生物的發(fā)展源于變異和選擇(自然選擇-即適者生存)，生存斗爭、機體變異、選擇積累，由漸變到突變而產(chǎn)生新種。 （二）、生命起源的現(xiàn)代理論（二）、生命起源的現(xiàn)代理論化學進化論化學進化論 生命發(fā)生的最早階段是化學進化，即從無機小分子進化到原始生命階段?；瘜W進化的全過程又可分為4個連續(xù)的階段。 地球年齡和生物進化（10億萬年） 1）從無機分子生成有機分子 結(jié)論： 早期地球（46億年前）原始大氣在缺氧的還原條件下,氨基酸，通過各種能源聚合形成。地球原始缺氧環(huán)境是

4、產(chǎn)生大量氨基酸的階段，而氨基酸的普遍存在化學進化過程中為生命起源創(chuàng)造了有利的條件。 Miller模擬實驗裝置 2 2）從有機小分子生成生物大分子）從有機小分子生成生物大分子 生命物質(zhì)的最主要的基礎(chǔ)是蛋白質(zhì)與核酸。 有機小分子如何形成蛋白質(zhì)及核酸等生物大分子？根據(jù)實驗推測，聚合作用是通過兩種方式實現(xiàn)的。 A A：溶液聚合，在黏土表面吸附作用下發(fā)生聚合。黏土的細粒帶有電荷，可以使氨基酸等單體吸附其上，大量聚集，有利于聚合。 B B：濃縮聚合：在海岸或湖泊樣的小水體中，由于長期蒸發(fā)水中氨基酸等分子含量很高，這樣的溶液在較高溫度條件下可以直接產(chǎn)生“類蛋白（proteinoids）”樣的多肽。 類似于蛋

5、白質(zhì)和核酸的物質(zhì)，在人工模擬原始地球條件下，都已能制造出來。但和現(xiàn)代生命的蛋白質(zhì)和核酸相比還有一定距離。 3）多分子體系的形成和原始生命的出現(xiàn) 奧巴林的團聚體學說（Coacervate theory）認為，生物大分子主要是蛋白質(zhì)溶液和核酸溶液合在一起時，可形成團聚體小滴，形成多分子體系，具有一定的生命現(xiàn)象。 ?？怂沟奈⑶蝮w學說為了回避奧巴林的困難，又能在原始地球條件容易生成接近蛋白質(zhì)高分子量有機物，F(xiàn)ox提出以氨基酸聚合物（類蛋白）代替蛋白質(zhì)的前生命進化途徑 。 在原始地球的條件下，由無機元素的化合，進化為有機化合物；由低分子量有機化合物進化為高分子量有機化合物；由低分子量有機生物化合物通過磷

6、酰化氨基酸，形成具有生命現(xiàn)象的核蛋白和具有復制功能的核酸，產(chǎn)生原始生命。 n在生命進化過程中，由無細胞形態(tài)進化為原始細胞；由原核生物進化為真核生物；由單細胞進化為多細胞；先出現(xiàn)植物，后出現(xiàn)動物。 n在動物進化中先無脊椎后有脊椎，由無殼后生動物進化為有殼后生動物；由無脊椎動物到脊椎動物類。 目前對生命起源與進化的初步結(jié)論目前對生命起源與進化的初步結(jié)論 16 二、生物的協(xié)同進化由遺傳變異和自然選擇共同作用，行成了生物與環(huán)境間的協(xié)調(diào)發(fā)展。 生物的協(xié)同進化：一個物種的進化必然改變作用于其他生物的選擇壓力，引起其他生物也發(fā)生改變，這些改變反過來又會引起相關(guān)生物的進一步變化。在很多情況下，兩個或更多物種的

7、單獨進化常常相互影響，形成一個相互作用的協(xié)同適應(yīng)系統(tǒng)（Coadapted system）。 n昆蟲與植物間的協(xié)同進化； n大型草食動物與植物的協(xié)同進化； n互惠共生生物種間的協(xié)同進化； n協(xié)同適應(yīng)系統(tǒng)；三、生物多樣性 生物多樣性生物多樣性（biodiversity）： “生命有機體及其賴以生存的生態(tài)綜合體的多樣化（variety）和變異性（variability）”(U.S.Office of Technology Assessment,1987)。 或生物多樣性：指生命形式的多樣化（從類病毒、病毒、細菌、支原體、真菌到動物界與植物界），各種生命形式之間及其與環(huán)境之間的多種相互作用，以及各種生

8、物群落、生態(tài)系統(tǒng)及其生境與生態(tài)過程的復雜性 。 生物多樣性包括：即遺傳多樣性；物種多樣性；生態(tài)系統(tǒng)多樣性與景觀多樣性。 遺傳多樣性（遺傳多樣性（genetic diversit genetic diversit ）：）：指所有生物個體中所包含的各種遺傳物質(zhì)和遺傳信息，既包括同一種的不同種群的基因變異，也包括了同一種群內(nèi)的基因差異 。 物種多樣性（物種多樣性（species diversityspecies diversity）：）：指多種多樣的生物類型及種類，強調(diào)物種的變異性，物種多樣性代表著物種演化的空間范圍和對特定環(huán)境的生態(tài)適應(yīng)性，是進化機制的最主要產(chǎn)物。 生態(tài)系統(tǒng)多樣性（生態(tài)系統(tǒng)多樣性（

9、ecosvstem diversityecosvstem diversity）：）：指生態(tài)系統(tǒng)中生境類型、生物群落和生態(tài)過程的豐富程度。 生態(tài)系統(tǒng)由植物群落、動物群落、微生物群落及其環(huán)境（包括光、水、空氣、土壤等等）所組成。系統(tǒng)內(nèi)各個組分間存在著復雜的相互關(guān)系。生態(tài)系統(tǒng)中的主要生態(tài)過程包括能量流動、水分循環(huán)、養(yǎng)分循環(huán)、生物之間的相互關(guān)系（如競爭、捕食、共生等）。 景觀多樣性（景觀多樣性（1andscape diversity1andscape diversity）：）：指景觀在空間結(jié)構(gòu)、功能機制和時間動態(tài)的多樣性和變異性。 景觀是由斑塊、通道和背景基質(zhì)所構(gòu)成的空間上的疊合體（Forman，19

10、95）。景觀有其結(jié)構(gòu)、功能和自身的動態(tài)。影響生物多樣性的因素： 物種生物量：高生物量支持高多樣性。在特定區(qū)域內(nèi)，相應(yīng)的物種數(shù)維持系統(tǒng)的最高生物量。 物種的屬性：不同生物在生態(tài)系統(tǒng)中扮演不同的角色，形成生態(tài)系統(tǒng)的異質(zhì)性。 生物地化循環(huán)：表現(xiàn)在土壤營養(yǎng)與生物多樣性之間的關(guān)系。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性：指系統(tǒng)的抗性與彈性。四、地球自我調(diào)節(jié)理論 -Gaia hypothesis Gaia假說(蓋婭假說蓋婭假說 )：地球自我調(diào)節(jié)學說（進化的系統(tǒng)理論，evolution system） Lovelock于1969年第一次提出，地球就是一個地球就是一個生命整體，她和任何有機體一樣具有形態(tài)特征和生命整體，她和任何有機體

11、一樣具有形態(tài)特征和生理規(guī)律。生理規(guī)律。 地球是一個生物、海洋、大氣和土壤組成的復合系統(tǒng)。該系統(tǒng)是完全自我調(diào)節(jié)，生物區(qū)系不僅產(chǎn)生有一定成分的大氣和特定的溫度，保持生物自我調(diào)節(jié)生理特征穩(wěn)定性的條件。 GaiaGaia假說的主要論點假說的主要論點 地球上所有生物都在起著調(diào)節(jié)作用； 地球生態(tài)系統(tǒng)保持穩(wěn)定性； 地球本身是一種進化系統(tǒng)； 地球系統(tǒng)是一個有機的整體； 地球生理學（geophysiology）是地球進化的方式。 第二節(jié) 環(huán)境的概念及其類型 環(huán)境（Environment）:指某一特定生物個體或生物群體以外的空間，以及直接或間接影響該生物體或生物群體生存的一切生物的總和。包括：自然環(huán)境和社會環(huán)境。

12、相關(guān)的概念相關(guān)的概念 環(huán)境因子(environmental factors) ：環(huán)境是由許多環(huán)境要素構(gòu)成，這些環(huán)境要素稱環(huán)境因子。 生態(tài)因子(ecological factors) ：環(huán)境中對生物的生長、發(fā)育、生殖、行為和分布有著直接或間接影響的環(huán)境要素。 生態(tài)因子是環(huán)境中對生物起作用的因子，而環(huán)境因子則是指生物體外部的全部要素。 環(huán)境的類型： 按環(huán)境的性質(zhì)，分為自然環(huán)境、半自然環(huán)境和社會環(huán)境； 按環(huán)境的范圍大小，可分為： （1）宇宙環(huán)境（或星際環(huán)境）：指大氣層以外的宇宙空間； （2）地球環(huán)境：指大氣圈中的對流層、水圈、土壤圈、巖石圈和生物圈； （3）區(qū)域環(huán)境：指占有某一特定地域空間的自然環(huán)境

13、； （4）微環(huán)境：指區(qū)域環(huán)境中，由于某一個（或幾個）圈層的細微變化而導致的環(huán)境差異所形成的小環(huán)境； （5）內(nèi)環(huán)境：指生物體內(nèi)組織或細胞間的環(huán)境。環(huán)境因子的分類 1、Daubenmire（1947）將環(huán)境因子分為3大類：氣候類、土壤類和生物類。分為7個項目：土壤、水分、溫度、光照、大氣、火和生物因子。 2、Simith等將環(huán)境因子分成密度制約因子和非密度制約因子 密度制約因子(density independent factors)：食物、天敵等生物因子 非密度制約因子(density dependent factors)：溫度、降水、氣候等因子 3、（蒙恰斯基）將環(huán)境因子 分為穩(wěn)定因子和變動因

14、子 穩(wěn)定因子(steady factors)：地心引力、地磁、太陽輻射常數(shù)等長年恒定的因子 變動因子(variable factors)：周期性變動：春夏秋冬、潮夕漲落；非周期性變動：風、降水、捕食生態(tài)因子的類型 1、生態(tài)因子通常分為非生物因子和生物因子兩大類 生物因子（ biotic factors） ：有機體（同種和異種） 非生物因子（abiotic factors） ：溫度、光、濕度、pH、氧氣等2、或生態(tài)因子分為五類 氣候因子(climatic factors)； 土壤因子(edaphic factors) ； 地形因子(topographic factors) ； 生物因子(biol

15、ogical factors or biotic factors) 人為因子(anthropogenic factors) 第三節(jié) 主要環(huán)境因子的生態(tài)作用 光因子的生態(tài)作用及生態(tài)適應(yīng)； 溫度因子的生態(tài)作用及生物適應(yīng)； 水因子的生態(tài)作用及生物適應(yīng)； 土壤因子的生態(tài)作用及生物適應(yīng)一、光因子的生態(tài)作用及生態(tài)適應(yīng) 光對動物的生殖、體色、遷徒、羽毛更換、生長發(fā)育和形態(tài)建成等都有重要影響。還促進生殖腺機能活躍。有種蛺蝶(Vanessa、)在光照環(huán)境中體色變淡，在黑暗環(huán)境中體呈暗色；蚜蟲在連續(xù)有光的條件下產(chǎn)生無翅個體，在連續(xù)無光條件下也產(chǎn)生無翅個體，正常情況下，有翅的蚜蟲比較多。黃化現(xiàn)象：黃化現(xiàn)象： 1 1

16、、植物生長離不開光（光合作用）、植物生長離不開光（光合作用） 2 2、光的性質(zhì)與變化、光的性質(zhì)與變化 （1）光的性質(zhì)：）光的性質(zhì)： 可見光：可見光： 380760 nm之間 不可見光：不可見光：波長大于760 nm（紅外光）和小于 380 nm（紫外光）。 （2）光的變化：）光的變化：光強還隨海拔海拔高度的升高而增強；光強隨緯度緯度增加而減弱；光強隨時間時間而變化：一年與一天的變化。 光強度變化對生物的影響 光質(zhì)變化對生物的影響 光周期現(xiàn)象1、光照強度變化對生物的影響 光照強度影響植物的生長、形態(tài)建成、生物量和品質(zhì)等； 光照強度影響動物的行為、生育等。如晝行性動物在白天強光下活動，夜行性動物在

17、夜晚或弱光下活動。35 a光強對生物的生長發(fā)育和形態(tài)建成有重要的作用； 光照強度對植物細胞的增長和分化、體積的增長和重量的增加有重要影響， 促進組織和器官的分化，制約著器官的生長發(fā)育速度，使植物各器官和組織保持發(fā)育上的正常比例。 b光照強度與水生植物 光的穿透性限制著植物在海洋中的分布，只有在海洋表層的透光帶(euphotic zone)內(nèi)，植物的光合作用量大于呼吸量。 在透光帶的下部，植物的光合作用量與植物的呼吸消耗相平衡之處，就是光的補償層。 c c植物對光照強度的適應(yīng)類型植物對光照強度的適應(yīng)類型 光補償點光補償點 (compensation point) (compensation po

18、int) ：光合作：光合作用強度和呼吸作用強度相當處的光強度為用強度和呼吸作用強度相當處的光強度為光補償點；光補償點； 光飽和點光飽和點(saturate point)(saturate point)：當光照強度達：當光照強度達到一定水平后，光合產(chǎn)物不再增加或增加到一定水平后，光合產(chǎn)物不再增加或增加得很少，該處的光強度即為光飽和點。得很少，該處的光強度即為光飽和點。 38 光合作用隨著光照強度的增加而增加，直至達到最大值。 圖中的光合作用率(實線)和呼吸作用率(虛線)兩條線的交叉點（光補償點）的光照強度是植物開始生長和進行凈生產(chǎn)所需要的最小光照強度。 陽地（性）植物：適應(yīng)于強光照地區(qū)生活的植物

19、陽地（性）植物：適應(yīng)于強光照地區(qū)生活的植物稱陽地植物，這類植物補償點的位置較高，光合稱陽地植物，這類植物補償點的位置較高，光合作用的速率和代謝速率都比較高。薄公英、薊、作用的速率和代謝速率都比較高。薄公英、薊、剌莧等。樹種中的松、杉、麻櫟、栓皮櫟、柳、剌莧等。樹種中的松、杉、麻櫟、栓皮櫟、柳、楊、樺、槐等都是陽性種類。藥材中的甘草、黃楊、樺、槐等都是陽性種類。藥材中的甘草、黃芪、白術(shù)、芍藥芪、白術(shù)、芍藥 等。 陰地（性）植物：適應(yīng)于弱光照地區(qū)生活的植物陰地（性）植物：適應(yīng)于弱光照地區(qū)生活的植物稱陰地植物，這類植物的光補償點位置較低，其稱陰地植物，這類植物的光補償點位置較低，其光合速率和呼吸速率

20、都比較低。陰地植物多生長光合速率和呼吸速率都比較低。陰地植物多生長在潮濕背陰的地方或密林內(nèi)。如在潮濕背陰的地方或密林內(nèi)。如, ,蕨類、蘭科、蕨類、蘭科、苦苣苔科、鳳梨科、天南星科、竹芋科及球海棠苦苣苔科、鳳梨科、天南星科、竹芋科及球海棠科等室內(nèi)觀葉植物科等室內(nèi)觀葉植物 。 耐蔭植物：介于二者之間的植物。耐蔭植物：介于二者之間的植物。 40 NoImage陽性植物陽性植物-桔梗桔梗陽性植物陽性植物-鳳仙花鳳仙花陰性植物陰性植物-綠蘿綠蘿陰性植物陰性植物-絲穗金栗蘭絲穗金栗蘭半陰性植物半陰性植物-云南山茶云南山茶 3、光質(zhì)變化對生物的影響 生理有效光：生理有效輻射，紅橙光（碳生理有效光：生理有效輻

21、射，紅橙光（碳水化合物形成）、藍紫光（蛋白質(zhì)的合成）水化合物形成）、藍紫光（蛋白質(zhì)的合成）能被質(zhì)體色素吸收的輻射。能被質(zhì)體色素吸收的輻射。 生理無效輻射：指很少被吸收利用的輻射，生理無效輻射：指很少被吸收利用的輻射，主要包括綠光。主要包括綠光。 不同光譜成分對植物的生態(tài)作用 1、紅光的生態(tài)作用、紅光的生態(tài)作用 （1）光合活性大；）光合活性大； （2）促）促進葉綠素的合成；進葉綠素的合成； （3）有利于碳水化合物的合）有利于碳水化合物的合成；成； （4）促進發(fā)芽；）促進發(fā)芽； （5）增加植物體溫度。）增加植物體溫度。 2、蘭紫光、青光的生態(tài)作用、蘭紫光、青光的生態(tài)作用 （1）光合活性大；）光合活

22、性大； （2）有利于蛋白質(zhì)的合成；）有利于蛋白質(zhì)的合成； （3）促進花青素）促進花青素的合成；的合成； （4）抑制植物的伸長生長。）抑制植物的伸長生長。 3、紫外光的生態(tài)作用、紫外光的生態(tài)作用 （1）抑制生長素的形成）抑制生長素的形成和莖的伸長；和莖的伸長； （2）促進花青素的合成；）促進花青素的合成； （3）殺菌作用。殺菌作用。 例子：有色薄膜46 NoImagen光周期現(xiàn)象：生物對白天黑夜的相對長度的反應(yīng)稱為光周期光周期現(xiàn)象：生物對白天黑夜的相對長度的反應(yīng)稱為光周期現(xiàn)象現(xiàn)象（photoperiodism）。生物的光周期現(xiàn)象常表現(xiàn)在：日。生物的光周期現(xiàn)象常表現(xiàn)在：日照長短與植物開花、種子萌發(fā)

23、、地下部分的生長、動物的生照長短與植物開花、種子萌發(fā)、地下部分的生長、動物的生殖、休眠等。殖、休眠等。4、光照長度及生物的生態(tài)適應(yīng)47 NoImage生物的光周期現(xiàn)象 根據(jù)植物光周期現(xiàn)象對繁殖根據(jù)植物光周期現(xiàn)象對繁殖( (開花開花) )的影響：將植物分為的影響：將植物分為長日照植物、短長日照植物、短日照植物、中日照植物和中間型植物。日照植物、中日照植物和中間型植物。 長日照植物長日照植物(long-day plants) ：日照超過一定數(shù)值（：日照超過一定數(shù)值（12-14h/d12-14h/d）才開花）才開花的植物稱長日的植物稱長日照植物。如小麥、油菜；照植物。如小麥、油菜； 短日照植物短日照

24、植物(short-day plants)：日照短于一定數(shù)值（：日照短于一定數(shù)值（8-10h/d8-10h/d）才開花的）才開花的植物稱短日照植物，一般需要較長的黑暗才能開花。如蒼耳、水稻。植物稱短日照植物，一般需要較長的黑暗才能開花。如蒼耳、水稻。 動物光周期現(xiàn)象：動物光周期現(xiàn)象：日照長度對鳥類等遷徙、動物繁殖具有影日照長度對鳥類等遷徙、動物繁殖具有影響：將動物可以分為長日照動物和短日照動物。響：將動物可以分為長日照動物和短日照動物。 長日照動物長日照動物(long-day animals) (long-day animals) ：在溫帶和高緯度地區(qū)許多：在溫帶和高緯度地區(qū)許多鳥獸在春夏之際白

25、晝逐漸延長的季節(jié)繁殖后代，稱長日照動鳥獸在春夏之際白晝逐漸延長的季節(jié)繁殖后代，稱長日照動物。如雪貂、野兔、刺猬；物。如雪貂、野兔、刺猬； 1.1.短日照動物短日照動物(short-day animals) (short-day animals) ：一些動物只有在白晝逐：一些動物只有在白晝逐步縮短的秋冬之際才開始性腺發(fā)育和進行繁殖，稱短日照動步縮短的秋冬之際才開始性腺發(fā)育和進行繁殖，稱短日照動物。如綿羊、山羊和鹿等物。如綿羊、山羊和鹿等。 在脊椎動物中，在脊椎動物中，鳥類鳥類的光周期現(xiàn)象最為的光周期現(xiàn)象最為明顯，很多鳥類的遷徙、每年開始生殖明顯，很多鳥類的遷徙、每年開始生殖的時間和生殖腺的年周期

26、發(fā)育均與日照的時間和生殖腺的年周期發(fā)育均與日照長短的變化有關(guān)長短的變化有關(guān) 。 日照長度的變化對日照長度的變化對哺乳動物哺乳動物的換毛和的換毛和生殖也具有十分明顯的影響。生殖也具有十分明顯的影響。 50 NoImage2、溫度因子的生態(tài)作用及生物適應(yīng)、溫度因子的生態(tài)作用及生物適應(yīng)1）溫度因子溫度因子的生態(tài)學作用的生態(tài)學作用 2）極端溫度極端溫度對生物的影響及生物對極端溫度的適應(yīng)對生物的影響及生物對極端溫度的適應(yīng) n 51 NoImage 1) 1)空間空間變化變化: : 緯度緯度 , , 海陸位置海陸位置, , 海拔高度海拔高度 氣溫垂直遞減率氣溫垂直遞減率: :溫度隨海拔的增高而下降溫度隨海

27、拔的增高而下降. .海面海面: :每每1000m1000m降低降低10c, 10c, 每每1000m1000m降低降低5-6c,5-6c,與之相反的現(xiàn)與之相反的現(xiàn)象逆溫現(xiàn)象象逆溫現(xiàn)象: :輻射輻射, ,地形逆溫地形逆溫( (盆地盆地) ) ； 2)2)時間變化時間變化: :季節(jié)季節(jié), ,晝夜晝夜 n溫度溫度年較差年較差( (年變幅年變幅):):一年內(nèi)最熱月與最冷月平均溫度一年內(nèi)最熱月與最冷月平均溫度的差值。緯度增加的差值。緯度增加, ,年較差增大年較差增大; ;大陸性氣候越明顯的地大陸性氣候越明顯的地方方, ,年較差越明顯。年較差越明顯。 n溫度溫度日較差日較差: :晝夜間最高氣溫與最低氣溫的

28、差值。緯度晝夜間最高氣溫與最低氣溫的差值。緯度越高越高, ,日較差越小，自然界最大最激烈日較差日較差越小，自然界最大最激烈日較差, ,一般在有一般在有強烈日照的高原強烈日照的高原, ,高山上。高山上。 n 地球上環(huán)境溫度的分布及其變化規(guī)律地球上環(huán)境溫度的分布及其變化規(guī)律52 NoImage3)水體水體中溫度成層現(xiàn)象中溫度成層現(xiàn)象: 4)植物體植物體溫度會隨氣溫變化而改變。植物最敏感部位溫度會隨氣溫變化而改變。植物最敏感部位:葉片。根系葉片。根系與氣溫一致與氣溫一致.在植物群落中溫度變化部位抬高到冠層在植物群落中溫度變化部位抬高到冠層,冠層表面冠層表面溫度變化劇烈溫度變化劇烈,內(nèi)部變化和緩。內(nèi)部

29、變化和緩。53 NoImage1）溫度因子對生物的生態(tài)作用（1）溫度與生物生長：）溫度與生物生長： 酶都有溫度酶都有溫度三基點三基點；不同生物的；不同生物的三基點三基點不同；（最低溫度，最適溫不同；（最低溫度，最適溫度，最高溫度）度，最高溫度） 在一定溫度范圍內(nèi)，生物在一定溫度范圍內(nèi)，生物生長的速率生長的速率與溫度成正比；與溫度成正比； 外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動物生長加速和減弱的交替，形外溫的季節(jié)性變化引起植物和變溫動物生長加速和減弱的交替，形成成年輪年輪； 外溫影響動物的外溫影響動物的生長規(guī)模生長規(guī)模。 （2）溫度與生物發(fā)育：）溫度與生物發(fā)育：有效積溫法則有效積溫法則。 （3）溫度與

30、生物的繁殖和遺傳性：植物）溫度與生物的繁殖和遺傳性：植物春化作用春化作用，動物繁殖的早遲等。，動物繁殖的早遲等。 （4）溫度與生物分布：許多物種的）溫度與生物分布：許多物種的分布范圍分布范圍與溫度區(qū)相關(guān)。與溫度區(qū)相關(guān)。 54 NoImage 有效積溫法則：有效積溫法則：植物在生長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一植物在生長發(fā)育過程中必須從環(huán)境攝取一定的熱量才能完成某一發(fā)育階段的發(fā)育過程，而且各個發(fā)育階定的熱量才能完成某一發(fā)育階段的發(fā)育過程，而且各個發(fā)育階段所需的總熱量是一個常數(shù)，稱有效積溫。段所需的總熱量是一個常數(shù)，稱有效積溫。 K=N(tt0) （其中，（其中，N N為發(fā)育歷期，即生長發(fā)育所需時間（

31、天），為發(fā)育歷期，即生長發(fā)育所需時間（天），t t為發(fā)育期為發(fā)育期間的平均溫度，間的平均溫度， t0 是發(fā)育起點溫度，又稱生物學零度，是發(fā)育起點溫度，又稱生物學零度，K K是是有效積溫（常數(shù)）。有效積溫（常數(shù)）。 有效積溫法則及其意義 55 NoImage有效積溫法則的有效積溫法則的意義意義： A A、預測生物發(fā)生的世代數(shù)；、預測生物發(fā)生的世代數(shù)； B B、預測生物地理分布的北界；、預測生物地理分布的北界； C C、預測害蟲來年的發(fā)生程歷；、預測害蟲來年的發(fā)生程歷； D D、制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物；、制定農(nóng)業(yè)氣候區(qū)劃，合理安排作物； n 溫度影響生物的生殖力和壽命 如我國的三化螟57

32、NoImage2）、極端溫度對生物的影響）、極端溫度對生物的影響 低溫低溫對生物的影響：對生物的影響： 當溫度低于臨界當溫度低于臨界(下限下限) 溫度，生物便會因低溫而寒害、霜溫度，生物便會因低溫而寒害、霜害和凍害。害和凍害。 高溫高溫對生物的影響：對生物的影響： 當溫度超過臨界（上限）溫度，對生物產(chǎn)生有害作用，如當溫度超過臨界（上限）溫度，對生物產(chǎn)生有害作用，如蛋白質(zhì)變性、酶失活、破壞水份平衡、氧供應(yīng)不足、神經(jīng)系蛋白質(zhì)變性、酶失活、破壞水份平衡、氧供應(yīng)不足、神經(jīng)系統(tǒng)麻痹等統(tǒng)麻痹等 。58 臨界溫度：溫度低于一定數(shù)值時生物體受到傷害。臨界溫度：溫度低于一定數(shù)值時生物體受到傷害。 冷害：冷害：喜

33、溫生物在喜溫生物在00c以上的條件下受害或死亡。喜溫生物向北方擴展或擴展其以上的條件下受害或死亡。喜溫生物向北方擴展或擴展其分布范圍的主要障礙。凍害原因：冰結(jié)晶使原生質(zhì)破裂損壞胞內(nèi)和胞間的微分布范圍的主要障礙。凍害原因：冰結(jié)晶使原生質(zhì)破裂損壞胞內(nèi)和胞間的微細結(jié)構(gòu)；溶劑水結(jié)冰，電解質(zhì)濃度改變，引起細胞滲透壓變化，導致蛋白質(zhì)細結(jié)構(gòu)；溶劑水結(jié)冰，電解質(zhì)濃度改變，引起細胞滲透壓變化，導致蛋白質(zhì)變性；脫水使蛋白質(zhì)沉淀；代謝失調(diào)。變性；脫水使蛋白質(zhì)沉淀；代謝失調(diào)。 霜害：霜害：（霜：大氣中的水氣達到飽和狀態(tài)，冷凝為露珠，結(jié)晶形成冰晶）由于霜（霜：大氣中的水氣達到飽和狀態(tài)，冷凝為露珠，結(jié)晶形成冰晶）由于霜凍

34、而對生物所造成的傷害。凍而對生物所造成的傷害。 凍害：凍害： 00c以下的低溫使生物體內(nèi)形成冰晶而造成的損害。使質(zhì)膜破裂，蛋白質(zhì)以下的低溫使生物體內(nèi)形成冰晶而造成的損害。使質(zhì)膜破裂，蛋白質(zhì)失活變性。由于生理干燥和水化層的破壞而引起植物受害。失活變性。由于生理干燥和水化層的破壞而引起植物受害。 59 NoImage 高溫對生物的影響：高溫對生物的影響： （1）植物：減弱光合作用，增強呼吸作用，使此兩個重要過程）植物：減弱光合作用，增強呼吸作用，使此兩個重要過程失調(diào)，造成植物的饑餓現(xiàn)象，破壞植物的水分平衡，加速生失調(diào)，造成植物的饑餓現(xiàn)象，破壞植物的水分平衡，加速生長發(fā)育，促使蛋白質(zhì)凝固，導致有害物

35、質(zhì)的積累。（分解過長發(fā)育，促使蛋白質(zhì)凝固，導致有害物質(zhì)的積累。（分解過程的中間產(chǎn)物積累在體內(nèi)）程的中間產(chǎn)物積累在體內(nèi)） （2）動物：破壞酶的活性，使蛋白質(zhì)凝固變性，缺氧，排泄功）動物：破壞酶的活性，使蛋白質(zhì)凝固變性，缺氧，排泄功能失調(diào)，神經(jīng)系統(tǒng)麻痹。能失調(diào)，神經(jīng)系統(tǒng)麻痹。 60 NoImage生物對極端溫度的適應(yīng)生物對極端溫度的適應(yīng) 生物生物對低溫的適應(yīng)對低溫的適應(yīng)：保暖、抗凍形：保暖、抗凍形態(tài)、生理態(tài)、生理 、行為的適應(yīng)、行為的適應(yīng) 生物生物對高溫的適應(yīng)對高溫的適應(yīng)：抗輻射、保水、散：抗輻射、保水、散熱形態(tài)熱形態(tài) 、生理、生理 、行為的適應(yīng)、行為的適應(yīng) n 61 NoImage生物對低溫的適應(yīng)生物對低溫的適應(yīng)（1）形態(tài)上的適應(yīng)植物：芽具鱗片、體具蠟粉、植株矮??；動物：增加）形態(tài)上的適應(yīng)植物：芽具鱗片、體具蠟粉、植株矮?。粍游铮涸?/p>