1、1第三章 生物與光關(guān)系3.1 地球上光分布3.2 生物對光適應(yīng)能量環(huán)境第1頁第1頁23.1 地球上光分布 （1）太陽輻射及其光譜構(gòu)成（2） 地球上光分布規(guī)律第2頁第2頁3500 1000 3000 4000可見光紅外線紫外線波長nm能流強(qiáng)度（1）太陽輻射及其光譜構(gòu)成紫外光：波長760nm，46%第3頁第3頁4（2）光分布規(guī)律和影響太陽輻射原因影響地表太陽輻射原因大氣圈，太陽高度角，緯度和季節(jié)，海拔、坡度和坡向光質(zhì)(光譜成份)低海拔、高緯度長波光多，高海拔、低緯度短波光多夏季、中午短波光多，冬季、早晚長波光多日照時間夏季晝長夜短、冬季晝短夜長緯度升高、改變加大，兩極有極晝、極夜光照強(qiáng)度低海拔、高

2、緯度光照強(qiáng)度弱，高海拔、低緯度光照強(qiáng)度大夏季、中午光照強(qiáng)度大，冬季、早晚光照強(qiáng)度弱(北半球)南坡光照強(qiáng)度大，北坡光照強(qiáng)度弱第4頁第4頁5地球表面太陽輻射第5頁第5頁6春秋夏冬秋春冬夏The seasons in the Northern and Southern Hemispheres第6頁第6頁73.2 生物對光適應(yīng)3.2.1 光質(zhì)生態(tài)作用和生物適應(yīng) （1）光質(zhì)生態(tài)作用葉綠素吸取光譜藍(lán)紫光：430450nm 紅光：640660nm不同光質(zhì)作用藍(lán)紫光：促進(jìn)蛋白合成 紅光：促進(jìn)糖合成短波光（青光、藍(lán)紫光和紫外線等）：克制植物伸長生長，使植物向光性更敏感紫外線：殺菌，對生物體造成損傷，促進(jìn)維生素D

3、合成紅外線：地表基本熱源，對外溫動物體溫調(diào)整和能量代謝有決定性作用第7頁第7頁8藍(lán)紫綠橙紅紅外線400 500 600 700波長nm相對吸收葉綠素吸取光譜第8頁第8頁9（2）生物對光質(zhì)適應(yīng)太陽魚視力靈敏峰值為500530nm第9頁第9頁10綠色植物和綠藻、紅藻、褐藻和硅藻光合色素差別綠藻紅藻第10頁第10頁11高山植物含花青素、葉面縮小、毛絨發(fā)達(dá)第11頁第11頁12 3.2.2 光照強(qiáng)度生態(tài)作用和生物適應(yīng) （1）光照強(qiáng)度生態(tài)作用影響動物生長發(fā)育影響動物體色影響植物葉綠素形成黃化現(xiàn)象影響植物細(xì)胞增長和分裂、組織器官生長和分化影響植物花果數(shù)量和質(zhì)量第12頁第12頁13（2）植物對光照強(qiáng)度適應(yīng)植物

4、向光性植物秋季落葉C3植物和C4植物光合能力陽性植物和陰性植物、耐陰植物：生理差別形態(tài)差別第13頁第13頁14第14頁第14頁151）陽性植物在強(qiáng)光照下才干正常生長發(fā)育植物。如松、杉、麻櫟、栓皮櫟、楊、柳、樺、槐等。第15頁第15頁162）陰性植物在弱光照下比在強(qiáng)光照下生長良好植物。如紅豆杉、云杉、冷杉、翠云草、人參、三七、半夏、細(xì)辛等。第16頁第16頁17在全日照下生長最好，也能忍受適度蔭蔽，或在生長發(fā)育期間需要輕度遮陰。如麥冬、紅花酢漿草、玉竹、青岡屬、山毛櫸、云杉、側(cè)柏、胡桃、桔梗、黨參、沙參、黃精、肉桂、金雞納等。3）耐陰植物第17頁第17頁18小時植物光合作用晝夜改變第18頁第18頁

5、19陰性植物與陽性植物對光照強(qiáng)度適應(yīng)第19頁第19頁20（3）動物對光照強(qiáng)度適應(yīng)第20頁第20頁213.2.3 生物對光周期適應(yīng)晝夜節(jié)律光合作用以3-磷酸甘油酸為最初產(chǎn)物反應(yīng)路徑稱為C3路徑。光合作用中除C3路徑外，尚有以草酰乙酸為最初產(chǎn)物路徑，稱為C4路徑。第21頁第21頁22光周期現(xiàn)象光周期現(xiàn)象：Garner等人(1920)發(fā)覺明相暗相交替與長短對植物開花堅固有很大影響。這種植物對自然界晝夜長短規(guī)律性改變反應(yīng)，稱光周期現(xiàn)象。確切定義：植物落葉、開花結(jié)果及休眠，動物繁殖、冬眠、遷徙和換毛換羽等，是對日照長短規(guī)律性改變反應(yīng)，稱為光周期現(xiàn)象（photoperiodism 或photoperiod

6、icity）。第22頁第22頁23緯度01020304050606566.5最長日12.0012.5813.2213.9314.8516.1518.5021.1524.00最短日12.0011.4210.7810.079.157.855.52.850.00 不同緯度地域日照最長日與最短日時間天天日照不足10h稱為短日照。第23頁第23頁24光周期現(xiàn)象植物光周期現(xiàn)象 對繁殖(開花)影響：區(qū)別為長日照植物和短日照植物。長日照植物(long-day plants)：日照超出一定數(shù)值才開花植物稱長日照植物，如小麥、油菜；短日照植物(short-day plants)：短于一定數(shù)值才開花植物，普通需要較

7、長黑暗才干開花。如蒼耳、水稻。第24頁第24頁25第25頁第25頁26光周期現(xiàn)象意義植物日照長短對植物引種意義：引種時應(yīng)注意植物開花對光周期需要：理解該植物原產(chǎn)地和引種地日照長度季節(jié)改變，以及該植物對日照長短反應(yīng)特性和敏感程度，才不致使引種工作失敗。普通而言，（1）短日照植物由南方向北方引種時，往往出現(xiàn)營養(yǎng)生長期延長、發(fā)育推遲。如紅麻、水稻；短日照植物由北方向南方引種時，則往往出現(xiàn)生育期縮短、發(fā)育提前。（3）而長日照植物由南向北移時，發(fā)育提前；由北向南移時，則發(fā)育延遲，甚至不能開花。第26頁第26頁27動物光周期現(xiàn)象對鳥類等遷徙影響；對繁殖（鳥類和魚類）影響：區(qū)別為長日照動物和短日照動物 。長日照動物(long-day animals)：在溫帶和高緯度地域許多鳥獸在春夏之際白晝逐步延長季節(jié)繁殖后代，稱長日照動物，