生物与光的关系省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

1第三章第三章 生物与光关系生物与光关系3.1 地球上光分布地球上光分布3.2 生物对光适应生物对光适应能量环境能量环境第1页23.1 地球上光分布地球上光分布 （1）太阳辐射及其光谱组成）太阳辐射及其光谱组成（2）地球上光分布规律地球上光分布规律第2页3500 1000 3000 4000500 1000 3000 4000可可见见光光红红外外线线紫紫外外线线波长波长nmnm能能流流强强度度（1）太阳辐射及其光谱组成）太阳辐射及其光谱组成紫外光：波长760nm，46%第3页4（2）光分布规律和影响太阳辐射原因）光分布规律和影响太阳辐射原因影响地表太阳辐射原因影响地表太阳辐射原因大气圈，太阳高度角，纬度和季节，海拔、坡度和坡向大气圈，太阳高度角，纬度和季节，海拔、坡度和坡向光质光质(光谱成份光谱成份)低海拔、高纬度长波光多，高海拔、低纬度短波光多低海拔、高纬度长波光多，高海拔、低纬度短波光多夏季、中午短波光多，冬季、早晚长波光多夏季、中午短波光多，冬季、早晚长波光多日照时间日照时间夏季昼长夜短、冬季昼短夜长夏季昼长夜短、冬季昼短夜长纬度升高、改变加大，两极有极昼、极夜纬度升高、改变加大，两极有极昼、极夜光照强度光照强度低海拔、高纬度光照强度弱，高海拔、低纬度光照强度大低海拔、高纬度光照强度弱，高海拔、低纬度光照强度大夏季、中午光照强度大，冬季、早晚光照强度弱夏季、中午光照强度大，冬季、早晚光照强度弱(北半球北半球)南坡光照强度大，北坡光照强度弱南坡光照强度大，北坡光照强度弱第4页5地球表面太阳辐射地球表面太阳辐射第5页6春春秋秋夏夏冬冬秋秋春春冬冬夏夏The seasons in the Northern and Southern Hemispheres第6页73.2 生物对光适应生物对光适应3.2.1 光质生态作用和生物适应光质生态作用和生物适应 （1）光质生态作用）光质生态作用叶绿素吸收光谱叶绿素吸收光谱蓝紫光：蓝紫光：430450nm 红光：红光：640660nm不一样光质作用不一样光质作用蓝紫光蓝紫光：促进蛋白合成：促进蛋白合成 红光红光：促进糖合成：促进糖合成短波光短波光（青光、蓝紫光和紫外线等）：抑制植物伸长生长，（青光、蓝紫光和紫外线等）：抑制植物伸长生长，使植物向光性更敏感使植物向光性更敏感紫外线紫外线：杀菌，对生物体造成损伤，促进维生素：杀菌，对生物体造成损伤，促进维生素D合成合成红外线红外线：地表基本热源，对外温动物体温调整和能量代谢有：地表基本热源，对外温动物体温调整和能量代谢有决定性作用决定性作用第7页8蓝蓝紫紫绿绿橙橙紅紅红外线红外线400 500 600 700波长波长nm相相对对吸吸收收叶绿素叶绿素吸收光谱吸收光谱第8页9（2）生物对光质适应）生物对光质适应太阳鱼视力灵敏峰值为太阳鱼视力灵敏峰值为500530nm第9页10绿色植物和绿藻、红藻、褐藻和硅藻光绿色植物和绿藻、红藻、褐藻和硅藻光合色素差异合色素差异绿藻绿藻红藻红藻第10页11高山植物含花青素、叶面缩小、毛绒发达高山植物含花青素、叶面缩小、毛绒发达第11页12 3.2.2 光照强度生态作用和生物适应光照强度生态作用和生物适应 （1）光照强度生态作用）光照强度生态作用影响动物生长发育影响动物生长发育影响动物体色影响动物体色影响植物叶绿素形成影响植物叶绿素形成黄化现象黄化现象影响植物细胞增加和分裂、组织器官生长影响植物细胞增加和分裂、组织器官生长和分化和分化影响植物花果数量和质量影响植物花果数量和质量第12页13（2）植物对光照强度适应）植物对光照强度适应植物向光性植物向光性植物秋季落叶植物秋季落叶C3植物和植物和C4植物植物光合能力光合能力阳性植物和阴性植物、耐阴植物：阳性植物和阴性植物、耐阴植物：生理差异生理差异形态差异形态差异第13页14第14页151）阳性植物阳性植物在强光照下才能正常生长发育植物。在强光照下才能正常生长发育植物。如如松松、杉杉、麻栎麻栎、栓皮栎栓皮栎、杨杨、柳柳、桦桦、槐槐等。等。第15页162）阴性植物阴性植物在弱光照下比在强光照下生长良好植物。在弱光照下比在强光照下生长良好植物。如如红豆杉红豆杉、云杉云杉、冷杉冷杉、翠云草翠云草、人参人参、三七三七、半夏半夏、细辛细辛等。等。第16页17在全日照下生长最好，也能忍受适度荫蔽，在全日照下生长最好，也能忍受适度荫蔽，或在生长发育期间需要轻度遮阴。或在生长发育期间需要轻度遮阴。如如麦冬麦冬、红花酢浆草红花酢浆草、玉竹玉竹、青冈属青冈属、山毛山毛榉榉、云杉云杉、侧柏侧柏、胡桃胡桃、桔梗桔梗、党参党参、沙沙参参、黄精黄精、肉桂肉桂、金鸡纳金鸡纳等。等。3）耐阴植物耐阴植物第17页18小时小时植物光合作用昼夜改变植物光合作用昼夜改变第18页19阴性植物与阳性植物对光照强度适应阴性植物与阳性植物对光照强度适应第19页20（3）动物对光照强度适应）动物对光照强度适应第20页213.2.3 生物对光周期适应生物对光周期适应昼夜节律昼夜节律光合作用以光合作用以3-磷酸磷酸甘油酸为最初产物甘油酸为最初产物反应路径称为反应路径称为C3路径。路径。光合作用中除光合作用中除C3路径路径外，还有以草酰乙酸外，还有以草酰乙酸为最初产物路径，称为最初产物路径，称为为C4路径。路径。第21页22光周期现象光周期现象光周期现象：光周期现象：Garner等人等人(1920)发觉明相暗相交替与长短对发觉明相暗相交替与长短对植物开花坚固有很大影响。这种植物对自然界植物开花坚固有很大影响。这种植物对自然界昼夜长短规律性改变反应，称昼夜长短规律性改变反应，称光周期现象光周期现象。确切定义：植物落叶、开花结果及休眠，动物确切定义：植物落叶、开花结果及休眠，动物繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等，是对日照长繁殖、冬眠、迁徙和换毛换羽等，是对日照长短规律性改变反应，称为短规律性改变反应，称为光周期现象光周期现象（photoperiodism 或或photoperiodicity）。）。第22页23纬度纬度01020304050606566.5最长日最长日12.0012.58 13.22 13.93 14.85 16.15 18.50 21.1524.00最短日最短日12.0011.4210.78 10.079.157.855.52.850.00 不一样纬度地域日照最长日与最短日时间不一样纬度地域日照最长日与最短日时间天天日照不足10h称为短日照。第23页24光周期现象光周期现象植物光周期现象植物光周期现象 对繁殖对繁殖(开花开花)影响：区分为影响：区分为长日照长日照植物植物和和短日照植物短日照植物。长日照植物长日照植物(long-day plants)：日照超出一定数值才：日照超出一定数值才开花植物称长日照植物，如小麦、油菜；开花植物称长日照植物，如小麦、油菜；短日照植物短日照植物(short-day plants)：短于一定数值才开：短于一定数值才开花植物，普通需要较长黑暗才能开花。如苍耳、水花植物，普通需要较长黑暗才能开花。如苍耳、水稻。稻。第24页25第25页26光周期现象意义光周期现象意义植物日照长短对植物引种意义：植物日照长短对植物引种意义：引种时应注意植物开花对光周期需要了解该植物引种时应注意植物开花对光周期需要：了解该植物原产地和引种地日照长度季节改变，以及该植物对原产地和引种地日照长度季节改变，以及该植物对日照长短反应特征和敏感程度，才不致使引种工作日照长短反应特征和敏感程度，才不致使引种工作失败。失败。普通而言，普通而言，（1）短日照植物由南方向北方引种短日照植物由南方向北方引种时，往往出现时，往往出现营养生长久延长、发育推迟。如红麻、水稻；营养生长久延长、发育推迟。如红麻、水稻；短日短日照植物由北方向南方引种照植物由北方向南方引种时，则往往出现生育期缩时，则往往出现生育期缩短、发育提前。短、发育提前。（3）而）而长日照植物由南向北移长日照植物由南向北移时，发育提前；时，发育提前；由由北向南移北向南移时，则发育延迟，甚至不能开花。时，则发育延迟，甚至不能开花。第26页27动物光周期现象对鸟类等迁徙影响；对繁殖（鸟类和鱼类）动物光周期现象对鸟类等迁徙影响；对繁殖（鸟类和鱼类）影响：区分为影响：区分为长日照动物长日照动物和和短日照动物短日照动物。长日照动物长日照动物(long-day animals)：在温带和高纬度地域许：在温带和高纬度地域许多鸟兽在春夏之际白昼逐步延长季节繁殖后代，称长日多鸟兽在春夏之际白昼逐步延长季节繁殖后代，称长日照动物，如雪貂、野兔、刺猬。照动物，如雪貂、野兔、刺猬。短日照动物短日照动物(short-day animals)：与长日照动物相反，：与长日照动物相反，一些动物只有在白昼逐步缩短秋冬之际才开始性腺发育一些动物只有在白昼逐步缩短秋冬之际才开始性腺发育和进行繁殖，称短日照动物。如绵羊、山羊和鹿等。和进行繁殖，称短日照动物。如绵羊、山羊和鹿等。第27页28本章作业第28页