动物的适应学习.pptx

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1、1表型适应和遗传适应表型适应和遗传适应动物对所受刺激产生形态、解剖、生理生化和行为等方面的变化称之为动物对所受刺激产生形态、解剖、生理生化和行为等方面的变化称之为表型适应表型适应。表型适应又可以分为形。表型适应又可以分为形态适应和生理适应。态适应和生理适应。由于自然选择和人工选择的作用，淘汰了不适应环境变化的个体，保留了适应环境变化的个体，使群体获由于自然选择和人工选择的作用，淘汰了不适应环境变化的个体，保留了适应环境变化的个体，使群体获得了可以适应某种特定环境的遗传特征，称之为得了可以适应某种特定环境的遗传特征，称之为遗传适应遗传适应。第1页/共99页2适应过程的调节适应过程的调节家畜在受到

2、环境因素改变的刺激时，可以通过神经系统和内分泌系统调节体内的能量平衡、化学平衡和循家畜在受到环境因素改变的刺激时，可以通过神经系统和内分泌系统调节体内的能量平衡、化学平衡和循环平衡，实现各个组织器官机能之间的协调，从而保证机体的繁殖性能和生产性能不受影响。环平衡，实现各个组织器官机能之间的协调，从而保证机体的繁殖性能和生产性能不受影响。第2页/共99页3第3页/共99页4关于适应的视频链接关于适应的视频链接动物的适应-王治华编辑制作18F第4页/共99页52.22.2动物对光的适应动物对光的适应2.2.12.2.1光的性质光的性质2.2.22.2.2地球上光的分布地球上光的分布2.2.32.2

3、.3生物对光的适应生物对光的适应第5页/共99页62.2.1光的性质 光是一个十分复杂而重要的生态因子，光是一个十分复杂而重要的生态因子，对于地球上的生物来讲，太阳辐射的作用对于地球上的生物来讲，太阳辐射的作用体现在光和热量（温度）两个方面，光的体现在光和热量（温度）两个方面，光的生物学作用表现在三个方面：生物学作用表现在三个方面：光质、光照光质、光照强度和光照周期。强度和光照周期。第6页/共99页7（一）地球上光的组成（一）地球上光的组成 光光是是由由波波长长范范围围很很宽宽的的电电磁磁波波组组成成的的。地地球球上上的的电电磁磁波波的的波波长长范范围围为为数数米米-1/10000nm-1/1

4、0000nm。相差。相差1313个数量级。太阳辐射的波长范围为个数量级。太阳辐射的波长范围为150-4000nm150-4000nm。第7页/共99页8光的组成光的组成1.1.微微波波和和无无线线电电波波（0.4mm0.4mm以以上上，一一般般1m1m以以上上）：微微波通讯、广播、电视等。波通讯、广播、电视等。2.2.红红外外线线（0.4mm-760nm0.4mm-760nm）：产产生生热热效效应应。大大气气层层外外的太阳辐射中的太阳辐射中5050的能量是红外线。的能量是红外线。3.3.可可见见光光（760-380nm760-380nm）：太太阳阳辐辐射射中中4141的的能能量量是是可可见见光

5、光。可可见见光光分分七七色色，红红光光（760-620nm760-620nm）和和蓝蓝光（光（490-435nm490-435nm）是光合作用的主要光谱。）是光合作用的主要光谱。4.4.紫紫外外线线(380-4nm)(380-4nm)：紫紫外外线线对对生生物物有有杀杀伤伤和和致致癌癌作作用，大气层允许用，大气层允许290-380nm290-380nm的紫外线到达地球表面。的紫外线到达地球表面。5.5.X X射射线线和和射射线线 (10-10-4nm)(10-10-4nm)：高高能能辐辐射射，可可伤伤害害原生质，主要来自原子能。原生质，主要来自原子能。第8页/共99页9太阳辐射能太阳辐射能(仿仿

6、A.Mackenzie et.al,1999)A.Mackenzie et.al,1999)光的性质：波长光的性质：波长1501504000nm,4000nm,分紫外光、可见光和红外光分紫外光、可见光和红外光三类，波长在三类，波长在380380760nm760nm之间的光为可见光。绿色植物的之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是光合作用有效范围是380380700nm700nm之间。之间。第9页/共99页10 上述人为分类是相对于人而言的，对于不同上述人为分类是相对于人而言的，对于不同的动物和植物，会有一定的差异，例如，一定波的动物和植物，会有一定的差异，例如，一定波长的红外线是某些动

7、物的可见光长的红外线是某些动物的可见光。第10页/共99页112.2.22.2.2地球上光的分布地球上光的分布（一）太阳辐射的变化规律（一）太阳辐射的变化规律（二）光质的变化（二）光质的变化（三）光强度的变化（三）光强度的变化（四）光照周期（四）光照周期(Photoperiod)(Photoperiod)的变化的变化第11页/共99页12第12页/共99页13第13页/共99页14大气圈各种成分的吸收、反射、散射。大气圈各种成分的吸收、反射、散射。地球自转时，赤道附近照射的时间长（日周期）地球自转时，赤道附近照射的时间长（日周期）地球公转时，夏天北半球照射的时间长；冬天南半球照地球公转时，夏天

8、北半球照射的时间长；冬天南半球照射的时间长（季节周期）射的时间长（季节周期）低纬度地区有较为恒定的热量，高纬度比低纬度地区接低纬度地区有较为恒定的热量，高纬度比低纬度地区接受的能量更少（太阳高度角）受的能量更少（太阳高度角）海拔高度、朝向、坡度。海拔高度、朝向、坡度。2327 冬至第14页/共99页15（二）光质的变化（二）光质的变化1.1.空间空间：高纬度，短波光少；高海拔，短波光多，紫外线影响植物的生长和分布。：高纬度，短波光少；高海拔，短波光多，紫外线影响植物的生长和分布。2.2.时间时间：季节，夏天短波光多，冬天短波光少。：季节，夏天短波光多，冬天短波光少。日，中午短波光多，早晚长波光

9、多。日，中午短波光多，早晚长波光多。3.3.地貌地貌：陆地，主要被植物的叶子吸收和反射。：陆地，主要被植物的叶子吸收和反射。水水体体，水水体体吸吸收收和和散散射射作作用用强强，大大部部分分红红外外线线被被吸吸收收，紫紫蓝蓝光光散散射射（水水色色），绿光深入水中。绿光深入水中。在在海海水水中中1010米米深深处处，可可见见光光消消减减5050，100100米米处处仅剩仅剩7 7。第15页/共99页16（三）、光强度的变化 太阳常数为太阳常数为1.941.94卡卡/厘米厘米2 2/分钟分钟 (Cal/cm(Cal/cm2 2/m/m)1.1.空间空间：高纬度，低强度；低纬度荒漠年平均光强：高纬度，

10、低强度；低纬度荒漠年平均光强200KCal/cm200KCal/cm2 2，北极为，北极为120KCal/cm120KCal/cm2 2。高海拔，高强度；海拔高海拔，高强度；海拔10001000米，入射光能的米，入射光能的7070，海平面为，海平面为5050。坡坡向向：南南坡坡、平平地地和和北北坡坡强强度度越越来来越越低低。与与坡坡度度有有关关，不不同同纬纬度度的的最最强强光光照照的的坡度不同。坡度不同。2.2.时间时间：季节，夏天高强度；冬天强度低：季节，夏天高强度；冬天强度低 日，中午强度最高；日，中午强度最高；早晚强度较低早晚强度较低3.3.生态系统生态系统：上层，强度高；下层，强度低。

11、：上层，强度高；下层，强度低。第16页/共99页17 植植物物和和水水体体都都分分层层。清清澈澈静静止止的的水水体体1.81.8米米深深处处，5050衰衰减减。根根据据光光照照强强度度将将水水体分为：体分为：光亮带光亮带（euphotic zoneeuphotic zone）：光合作用大于等于代谢能。）：光合作用大于等于代谢能。弱光带弱光带（dysphotic zonedysphotic zone）：光合作用小于代谢能。）：光合作用小于代谢能。无光带无光带（aphotic zoneaphotic zone）：无光合作用。）：无光合作用。第17页/共99页18四、光照周期四、光照周期(Photo

12、period(Photoperiod)的变化的变化北半球：夏至最长，冬至最短。北半球：夏至最长，冬至最短。南半球：相反南半球：相反赤道：昼夜平分赤道：昼夜平分两极：半年白天，半年黑夜。两极：半年白天，半年黑夜。不同纬度处的日照长度第18页/共99页19第19页/共99页203.2.33.2.3生物对光的适应一、光质变化对生物的影响及生物的适应一、光质变化对生物的影响及生物的适应二、光强度变化对生物的影响及生物的适应二、光强度变化对生物的影响及生物的适应三、光周期现象及生物的适应三、光周期现象及生物的适应第20页/共99页21光光合合作作用用：photosynthesisphotosynthes

13、is 绿绿色色植植物物依依赖赖叶叶绿绿素素将将辐辐射射能能转转换换成成具具有有丰丰富富能能量量的的糖糖的过程。的过程。光合有效辐射光合有效辐射photosynthetically active radiationphotosynthetically active radiation）:光合作用系统只能利用太光合作用系统只能利用太阳光谱的一个有限带（阳光谱的一个有限带（380-710nm380-710nm）的辐射能。）的辐射能。光合能力光合能力 photosnythetic capacityphotosnythetic capacity：当饱和的辐射能、温度适宜、相对湿度高、当饱和的辐射能、温度

14、适宜、相对湿度高、大气中的大气中的COCO2 2和和O O2 2的浓度正常时是的光合作用的速率。的浓度正常时是的光合作用的速率。第21页/共99页22一、光质变化对生物的影响及生物的适一、光质变化对生物的影响及生物的适应应1.1.光质的生态作用：光质的生态作用：影响植物光合有效辐射影响植物光合有效辐射 影响植物的光合强度影响植物的光合强度 影响植物的影响植物的形态建成形态建成、向光性、色素的形成。、向光性、色素的形成。第22页/共99页23光质对植物形态建成的影响第23页/共99页242.2.生物对光质的适应生物对光质的适应植物：植物：海洋植物海洋植物 光合作用色素对光谱变化具有明显的光合作用

15、色素对光谱变化具有明显的适应性适应性:海水表层植物色素吸收蓝、红光；海水表层植物色素吸收蓝、红光；深水植物光合色素有效地利用绿光。深水植物光合色素有效地利用绿光。高山植物高山植物 对紫外光作用的适应，发展了特殊对紫外光作用的适应，发展了特殊的莲座状叶丛。的莲座状叶丛。陆生植物陆生植物主要吸收红光和蓝光主要吸收红光和蓝光视频：王治华制作 保护色4F第24页/共99页25 动物：动物：动动物物 不不同同动动物物发发展展不不同同的的色色觉。觉。灵灵长长类类、鸟鸟类类、鱼鱼类类、节节肢肢动动物物等等都都有有很很发发达达的的色色觉觉，应应加加强强这这方方面面的的研研究。究。不不同同发发育育阶阶段段对对光

16、光质质反反应应不不同同，如如红红光光促促进进鸡鸡的的繁繁殖殖，抑抑制制啄啄肛肛，短短波波光光（蓝光）有助于生长。（蓝光）有助于生长。鱼类对绿、蓝、红光比较敏感。鱼类对绿、蓝、红光比较敏感。第25页/共99页26二、光强度变化对生物的影响及生物的适应二、光强度变化对生物的影响及生物的适应1.1.光强度的生态作用：光强度的生态作用：动物：影响动物的生长发育。动物：影响动物的生长发育。影响动物的体色或毛色。影响动物的体色或毛色。影响冷血动物的代谢和行为。影响冷血动物的代谢和行为。植物：影响叶绿素的形成（植物：影响叶绿素的形成（黄化现象黄化现象）影响植物细胞、组织、器官的增长和分化。影响植物细胞、组织

17、、器官的增长和分化。影响果实的成熟和品质影响果实的成熟和品质视频：蜥蜴晒太阳 海洋沙漠珍奇动物22F第26页/共99页272.2.生物对光强度的适应生物对光强度的适应1.1.陆生植物对光强度的适应性变化陆生植物对光强度的适应性变化:植物叶子的每日运动光强度和光方向的日变化植物叶子的每日运动光强度和光方向的日变化温带落叶树叶子的脱落光强度的年周期的变化温带落叶树叶子的脱落光强度的年周期的变化植物光合能力对光强度的反应差异植物光合能力对光强度的反应差异C3C3、C4C4植物植物植物种间对光强度的适应：植物种间对光强度的适应：阴地植物阴地植物 阳地植物阳地植物 耐阴性植物耐阴性植物第27页/共99页

18、28阳性植物阳性植物(cheliophytes)(cheliophytes)、阴性植物阴性植物(sciophytes)(sciophytes)和和耐阴性植物耐阴性植物(shade plant)(shade plant)：阳性植物阳性植物对光要求比较迫切，只有在足够光对光要求比较迫切，只有在足够光照条件下才能进行正常生长；照条件下才能进行正常生长；阴性植物阴性植物对光的需要远较阳性植物低，光补对光的需要远较阳性植物低，光补偿点低，呼吸作用、蒸腾作用都较弱，抗高偿点低，呼吸作用、蒸腾作用都较弱，抗高温和干旱能力较低；温和干旱能力较低；耐阴性植物耐阴性植物对光照具有较广泛的适应能力，对光照具有较广泛

19、的适应能力，对光的需要介于前两类植物之间对光的需要介于前两类植物之间。第28页/共99页29特 征阳地植物叶阴地植物叶形态特征枝叶叶片角质层气孔栅栏组织稀疏较小发达较多发达茂 盛较大、薄不发达较 少不发达生理特征细胞汁液浓度蒸腾作用CO2补偿点的光强度光合作用的光饱和点RvDP羧化酶以干重计的叶绿素可溶性蛋白（=酶）+高高+低低+阴地植物与阳地植物叶的比较 第29页/共99页302.2.水生植物对光强度的适应性变化水生植物对光强度的适应性变化 水生植物在水中的分布与光照强度有关水生植物在水中的分布与光照强度有关.只只能能生生活活在在水水体体的的透透光光带带（1-1-数数百米）。百米）。海海带带

20、等等巨巨型型藻藻类类在在大大陆陆沿沿岸岸生生活活，单细胞浮游植物只能在海洋上层生活。单细胞浮游植物只能在海洋上层生活。第30页/共99页313.3.动物对光强度的适应性变化动物对光强度的适应性变化视觉器官形态的变化视觉器官形态的变化动动物物开开始始活活动动时时间间的的变变化化。根根据据动动物物的的活活动动时时间间将动物分为：将动物分为：昼昼行行性性动动物物：多多数数鸟鸟类类、灵灵长长类类、有有蹄蹄类类等等；家家畜家禽畜家禽夜行性动物：夜行性动物：夜猴、蝙蝠、家鼠等。夜猴、蝙蝠、家鼠等。鳖鳖属属夜夜行行性性，光光照照强强度度（10-3000lux10-3000lux）越越低低，摄摄食食量量越越大

21、大，生生长长越越快快。大大麻麻哈哈鱼鱼、鲽鲽类类等等必必须须有有一一定定的的光光照照强强度度才才能能摄摄食食。多多数数鸟鸟类类在在光光亮时活动，但光照过强时也抑制其活动。亮时活动，但光照过强时也抑制其活动。第31页/共99页32三、光周期对生物的影响及生物的适应三、光周期对生物的影响及生物的适应1.1.光周期的生态作用：光周期的生态作用：信号作用信号作用2.2.生物对光周期的适应：生物对光周期的适应：昼夜节律昼夜节律 光周期现象光周期现象 第32页/共99页33昼夜节律昼夜节律第33页/共99页34光周期现象光周期现象光周期现象光周期现象(photoperiodism)(photoperiod

22、ism)：GarnerGarner等人等人(1920)(1920)发现明相暗相的交替与长短对动植物的生长发育有很发现明相暗相的交替与长短对动植物的生长发育有很大的影响。大的影响。我们把动植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应，称光周期现象。我们把动植物对自然界昼夜长短规律性变化的反应，称光周期现象。例如：植物的开花结果、落叶及休眠。例如：植物的开花结果、落叶及休眠。动物的繁殖、冬眠、迁徙、换毛、换羽。动物的繁殖、冬眠、迁徙、换毛、换羽。第34页/共99页35光周期现象1.1.植植物物：光光周周期期影影响响植植物物的的生生长长发发育育和和繁繁殖殖，根根据据其其开花与光照周期的关系，将植物分为：开花

23、与光照周期的关系，将植物分为：长长日日照照植植物物：日日照照时时间间超超过过一一定定数数值值（因因种种而而异异）才能开花。如冬小麦、油菜、萝卜。才能开花。如冬小麦、油菜、萝卜。短短日日照照植植物物：日日照照时时间间少少于于一一定定数数值值（因因种种而而异异）才能开花。如玉米、大豆、烟草、棉、麻等。才能开花。如玉米、大豆、烟草、棉、麻等。中日照植物中日照植物：昼夜长度接近是才开花的植物。甘蔗：昼夜长度接近是才开花的植物。甘蔗 日日中中性性植植物物：光光照照时时间间与与开开花花无无关关。如如黄黄瓜瓜、番番茄茄、蒲公英等。蒲公英等。第35页/共99页36光周期现象的应用光周期现象的应用时令花卉的培育

24、采用的技术之一就时令花卉的培育采用的技术之一就是人工限光、补光。是人工限光、补光。第36页/共99页372.动物：光周期对动物的影响表现在以下几个方面：动物：光周期对动物的影响表现在以下几个方面：（1 1）决定动物的迁徙、迁移或洄游的时间；）决定动物的迁徙、迁移或洄游的时间；（2 2）影响畜禽换羽、毛（短光照、限食、限水）；）影响畜禽换羽、毛（短光照、限食、限水）；（3 3）影响畜禽的生殖时间。例如家禽的产蛋性能与光照周期有密切的关系）影响畜禽的生殖时间。例如家禽的产蛋性能与光照周期有密切的关系.（4 4）影响动物的冬眠和滞育（常与温度有关）。）影响动物的冬眠和滞育（常与温度有关）。第37页/

25、共99页38第38页/共99页39动物的生物学周期动物的生物学周期动物受自然界许多周期性变化因素的影响，在行为、生理以及数量、分布、生活方式等方面出现了一系列动物受自然界许多周期性变化因素的影响，在行为、生理以及数量、分布、生活方式等方面出现了一系列周期性变化，称之为周期性变化，称之为生物学周期。生物学周期。生物学周期可以分为近似昼夜节律、近似周节律、近似月节律、近似年节律等。生物学周期可以分为近似昼夜节律、近似周节律、近似月节律、近似年节律等。第39页/共99页40动物的生物钟动物的生物钟控制动物生理机能和生活习性的某种内部计时功控制动物生理机能和生活习性的某种内部计时功能称之为能称之为生物

26、钟。生物钟。生物钟在畜牧学上的应用？请大家思考生物钟在畜牧学上的应用？请大家思考，你身，你身边有生物钟吗？边有生物钟吗？人体生物钟 空难惊魂40F）（必要时播放前后各10F）视频：动物节律行为5F第40页/共99页41生物钟的生理作用及其意义生物钟的生理作用及其意义1 1它是动物的生物行为计时器。它是动物的生物行为计时器。2 2生物钟的调节机制能够将一些生理过程和环境条件紧密结合生物钟的调节机制能够将一些生理过程和环境条件紧密结合起来，使动物更容易适应环境。起来，使动物更容易适应环境。3 3医学上可利用生物钟的知识鉴别诊断周期性疾病，控制给药医学上可利用生物钟的知识鉴别诊断周期性疾病，控制给药

27、时间，掌握病畜对药物的耐受规律。时间，掌握病畜对药物的耐受规律。4 4在生产上可用于控制禽的产蛋，调节牛、羊的发情和配种。在生产上可用于控制禽的产蛋，调节牛、羊的发情和配种。5 5在杀虫害方面，可帮助确定最佳施药时间。在杀虫害方面，可帮助确定最佳施药时间。第41页/共99页422.32.3动物对温度的适应动物对温度的适应 一、温度分布的主要决定因素一、温度分布的主要决定因素 二、温度的变化二、温度的变化 三、三、温度与生物的关系温度与生物的关系 1.1.温度与动物类型温度与动物类型 2.2.温度对动物代谢的影响（温度系数温度对动物代谢的影响（温度系数Q Q1010）3.3.温度对生物的作用温度

28、对生物的作用 4.4.生物对极端温度的反应生物对极端温度的反应 5.5.温度与生物发育的关系（有效积温法温度与生物发育的关系（有效积温法则）则）6.6.温度与动物寿命的关系温度与动物寿命的关系 7.7.温度与生物的分布温度与生物的分布第42页/共99页43一、温度分布的主要决定因素一、温度分布的主要决定因素地球上的温度取决于该地区的太阳辐射和地貌地球上的温度取决于该地区的太阳辐射和地貌1.1.空间：空间：赤道赤道辐射强度最大，温度最高。辐射强度最大，温度最高。高高纬纬度度地地区区，太太阳阳入入射射的的角角度度较较大大，单单位位辐辐射射面面积积较较大大，太太阳阳光光穿穿透透大大气气层层的的厚厚度

29、度较较大大，单单位位面积辐射强度小，温度低。面积辐射强度小，温度低。两两极极地地区区的的太太阳阳辐辐射射仅仅为为赤赤道道的的4040，温温度度最最低。低。高高海海拔拔地地区区，太太阳阳辐辐射射较较强强，但但由由于于风风的的作作用用，热散失快，所以温度较低。热散失快，所以温度较低。第43页/共99页44第44页/共99页452.2.地貌地貌：陆地吸热和散热均较快，温度变化大（年、昼夜）陆地吸热和散热均较快，温度变化大（年、昼夜）海洋吸热和散热均较慢，温度变化小（年、昼夜）海洋吸热和散热均较慢，温度变化小（年、昼夜）第45页/共99页46二、温度的变化二、温度的变化第46页/共99页47温度的变化

30、(大气、水、土壤）1.1.地球上温度的变化幅度：地球上温度的变化幅度：水水温温：海海洋洋大大洋洋海海水水-2.5-2.53636，潮潮间间带带-2.0-2.04545 淡水淡水 0 040-45 40-45 陆陆地地：南南极极最最低低-89.6-89.6，沙沙漠漠最最高高6060，沙沙漠漠土壤表土壤表 面面8080 2.2.时间变化时间变化：（1 1）昼夜：）昼夜：海洋水温昼夜变幅海洋水温昼夜变幅44；大大陆陆气气温温一一般般约约1717，沙沙漠漠4040，高高海海拔拔地地区区变变化化大大；土土壤壤表表面面变变幅幅最最大大，35-100cm35-100cm以以下无变化。下无变化。第47页/共9

31、9页48（2 2）季节）季节：海洋海洋：赤道变化大；赤道变化大；温带变化中等，温带变化中等，10101515；两极变化小，两极变化小，=5100100，3030米以米以 下的土壤无季节性变化。下的土壤无季节性变化。第48页/共99页49（3 3）空间：）空间：水水平平变变化化：纬纬度度每每增增加加1 1度度，陆陆地地年年平平均均气气温温下下降降0.50.5陆陆地地温温度度同同时时受受海海洋洋和和高高山山的影响；海水上层水温也随纬度增加而降低。的影响；海水上层水温也随纬度增加而降低。垂垂直直变变化化：气气温温：高高海海拔拔温温度度低低，变变化化大大，每每上上升升100M100M气气温温降降低低0

32、.50.51;1;低低海海拔温度变化小。拔温度变化小。水水温温（成成层层现现象象）：以以淡淡水水为为例例，夏夏季季分分层层，上上层层热热，下下层层冷冷，中中层层变变化化大大；秋秋季环流，冬季上层季环流，冬季上层00，下层，下层44；秋季风力环流。；秋季风力环流。第49页/共99页第50页/共99页51三、三、温度与生物的关系温度与生物的关系1.1.温度与动物类型温度与动物类型2.2.温度对动物代谢的影响（温度系数温度对动物代谢的影响（温度系数Q Q1010）3.3.温度对生物的作用温度对生物的作用4.4.生物对极端温度的反应生物对极端温度的反应5.5.温度与生物发育的关系（有效积温法则）温度与

33、生物发育的关系（有效积温法则）6.6.温度与动物寿命的关系温度与动物寿命的关系7.7.温度与生物的分布温度与生物的分布 第51页/共99页521.1.温度与动物类型温度与动物类型第52页/共99页2.2.温度对动物代谢的影响温度对动物代谢的影响（温度系数（温度系数Q Q1010）第53页/共99页543.3.温度对生物的作用温度对生物的作用温度与生物生长：温度与生物生长：温度是最重要的生态因子之一，参与生命活动的各种酶都有其温度是最重要的生态因子之一，参与生命活动的各种酶都有其最最低、最适和最高温度低、最适和最高温度，即，即三基点温度三基点温度；不同生物的三基点不同；在一定温度范围内，；不同生

34、物的三基点不同；在一定温度范围内，生物生长的速率与温度成正比；外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和生物生长的速率与温度成正比；外温的季节性变化引起植物和变温动物生长加速和减弱的交替，形成年轮；外温影响动物的生长规模。减弱的交替，形成年轮；外温影响动物的生长规模。第54页/共99页55温度与生物发育：温度与生物发育最普遍的规律是有效积温。温度与生物发育：温度与生物发育最普遍的规律是有效积温。临界温度：临界温度：环境温度超出动物等热区，动物代谢率开始升高时的环境温度，称环境温度超出动物等热区，动物代谢率开始升高时的环境温度，称为临界温度。为临界温度。温度与生物的繁殖和遗传性：植物春化温度与

35、生物的繁殖和遗传性：植物春化 ，动物繁殖的早迟。，动物繁殖的早迟。温度与生物分布：许多物种的分布范围与温度区相关。温度与生物分布：许多物种的分布范围与温度区相关。第55页/共99页564.生物对极端温度的反应1.1.极端温度：极端温度：（1 1）低低温温：温温度度低低于于一一定定的的数数值值，生生物物会会因因低低温温而而受受害害，该该值值称称为为临临界界(下下限限)温温度度。低于临界温度生物受低于临界温度生物受冷害冷害；低于；低于00受受冻害冻害（生物体内形成冰晶）（生物体内形成冰晶）(霜害霜害)。第56页/共99页57（2 2）高高温温：当当温温度度超超过过临临界界（上上限限）温温度度，对对

36、生生物物产产生生有有害害作作用用.生生物物呼呼吸吸加加强强，多因体液不平衡所致（缺水、代谢物积累、蛋白质凝固）。多因体液不平衡所致（缺水、代谢物积累、蛋白质凝固）。植植物物：光光合合作作用用下下降降；呼呼吸吸作作用用加加强强；水水分分代代谢谢不不平平衡衡；代代谢谢物物积积累累；蛋蛋白质凝固。白质凝固。动物动物：呼吸作用加强；排泄失调；蛋白质凝固，酶失活；神经麻痹。：呼吸作用加强；排泄失调；蛋白质凝固，酶失活；神经麻痹。第57页/共99页584.4.生物对极端温度的适应 长长期期生生活活于于极极端端环环境境中中的的生生物物通通过过气气候候驯驯化化或或进进化化变变异异，在在形形态态、生生理理和和行

37、行为为上上表表现现出出很很多多明明显显的的适适应。应。潜热：潜热：蒸发方式散发的热量包含在蒸发方式散发的热量包含在水汽中，不能直接用测热仪测定，水汽中，不能直接用测热仪测定，所以叫潜热或非可感热。所以叫潜热或非可感热。第58页/共99页59（1 1）植物植物：低温：低温：形态上形态上 叶片表面有油类物质；芽具鳞片；体表具蜡粉和密毛；矮小。叶片表面有油类物质；芽具鳞片；体表具蜡粉和密毛；矮小。生生理理上上 水水分分降降低低，糖糖、脂脂、色色素素增增加加，以以降降低低细细胞胞冰冰点点；吸吸收收光光谱谱增增宽宽，能能吸收红外线。吸收红外线。高高温温：形形态态上上 某某些些植植物物生生有有密密绒绒毛毛

38、和和鳞鳞片片，体体呈呈白白色色，可可反反射射部部分分光光线线；叶叶片片垂垂直直排列；木栓层厚。排列；木栓层厚。生理上生理上 含水少，糖、盐浓度高；蒸腾作用旺盛。含水少，糖、盐浓度高；蒸腾作用旺盛。行为上行为上 关闭气孔关闭气孔第59页/共99页60（2 2）动物动物低低温温：形形态态上上 增增加加隔隔热热层层，体体形形增增大大（贝贝格格曼曼规规律律）、外外露露部部分分减减小小（阿阿伦伦规规律律）、约旦规律。约旦规律。生理上生理上 增加产热，局部异温。增加产热，局部异温。行行为为上上 休休眠眠、集集群群和和迁迁移移。在在温温寒寒带带，变变温温动动物物的的休休眠眠很很常常见见，在在变变温温动动物物

39、（如如鳖鳖、牛牛蛙蛙）生生态态养养殖殖中中，提提高高温温度度打打破破冬冬眠眠使使其其快快速速生生长长和和繁繁殖殖，是是最最重重要要而而有效的手段。有效的手段。高温高温：形态上：形态上 难以奏效。难以奏效。生理上生理上 放松对恒温的要求，提高体温。放松对恒温的要求，提高体温。行为上行为上 夜出、穴居、休眠。夜出、穴居、休眠。第60页/共99页61阿伦规律阿伦规律(Allen(Allens rule):s rule):寒冷地区的内温寒冷地区的内温动物较温暖地区内温动物外露部分（如四肢、动物较温暖地区内温动物外露部分（如四肢、尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，称尾、耳朵及鼻）有明显趋于缩小的现象，

40、称阿伦规律阿伦规律，是减少散热的适应。，是减少散热的适应。贝格曼规律贝格曼规律(Bergman(Bergmans rule):s rule):生活在寒冷生活在寒冷气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候气候中的内温动物的身体比生活在温暖气候中的同类个体更大，这种趋向称中的同类个体更大，这种趋向称贝格曼规律贝格曼规律，是减少散热的适应。是减少散热的适应。约旦规律约旦规律(Jordan(Jordans rule):s rule):鱼类的脊椎骨鱼类的脊椎骨数目在低温水域比在温暖水域的多。数目在低温水域比在温暖水域的多。第61页/共99页62格罗杰法则格罗杰法则(Gloger,1833(Gloger,1

41、833)生活在温暖潮湿地区的哺乳动物及鸟类，其皮肤生活在温暖潮湿地区的哺乳动物及鸟类，其皮肤中的黑色素比寒冷干旱地区的同种动物多。中的黑色素比寒冷干旱地区的同种动物多。威尔逊法则威尔逊法则(Wilson,1854)(Wilson,1854)动物绒毛的含量与温度呈反比，粗毛的含量与温动物绒毛的含量与温度呈反比，粗毛的含量与温度呈正比。度呈正比。第62页/共99页阿伦定律阿伦定律第63页/共99页64北极狐第64页/共99页65赤狐第65页/共99页66非洲大耳狐第66页/共99页67贝格曼法则与动物体格贝格曼法则与动物体格 由贝格曼法则分析气候与动物体格的关系，一般说来，同种动物北方的品种比南方

42、的大，由贝格曼法则分析气候与动物体格的关系，一般说来，同种动物北方的品种比南方的大，原因在于：原因在于：1 1）从气候上比较，北方比南方寒冷）从气候上比较，北方比南方寒冷2 2）从家畜散热角度分析，体型大则单位体重所占散热面积小。故有利于适应寒冷气候；）从家畜散热角度分析，体型大则单位体重所占散热面积小。故有利于适应寒冷气候；3 3）从热调节分析，家畜只有产热和散热总量平衡，才能保持恒定的体温，因而体型大）从热调节分析，家畜只有产热和散热总量平衡，才能保持恒定的体温，因而体型大的适应于寒冷地区，体型小的适应于炎热地区。的适应于寒冷地区，体型小的适应于炎热地区。第67页/共99页681 1解剖学

43、和形态学表现解剖学和形态学表现（1 1）动物体格一般较大，皮肤皱褶较少，体表）动物体格一般较大，皮肤皱褶较少，体表面积相对较小，体躯粗短；（面积相对较小，体躯粗短；（2 2）腿、脚和耳：）腿、脚和耳：动物腿较短，脚上角质坚实耳较大；（动物腿较短，脚上角质坚实耳较大；（3 3）体被）体被方面：皮肤颜色浅、厚度变厚，被毛较厚、密，方面：皮肤颜色浅、厚度变厚，被毛较厚、密，外层是鬃状粗毛，内层是绒毛。（外层是鬃状粗毛，内层是绒毛。（4 4）皮下脂肪）皮下脂肪多起到保温作用。多起到保温作用。2 2生理学表现：（生理学表现：（1 1）产热量升高）产热量升高,被毛竖立、被毛竖立、毛孔收缩毛孔收缩 ；（；（

44、2 2）生产能力降低。）生产能力降低。3 3）行为表现：蜷缩、打堆、寒颤等；）行为表现：蜷缩、打堆、寒颤等；动物在寒冷气候条件下的适应表现第68页/共99页（五）、适 应 组 合（adaptive suites）生物对一组特定环境条件的适应表现出彼此之间的相互关联性，这一整套协同的适应特性就称为适应组合。第69页/共99页70胡椒蛾黑化胡椒蛾个体胡椒蛾黑化胡椒蛾黑化-视频：拟态 伪装 自卫26f第70页/共99页71第71页/共99页72夜间降低代谢率有花蜜供给，没有休眠，要消耗大量能量食物与代谢食物与代谢第72页/共99页73上屏 下屏 仙仁掌和骆驼对高温干旱环境的适应仙仁掌和骆驼对高温干旱

45、环境的适应第73页/共99页74（1 1）沙漠植物的适应组合）沙漠植物的适应组合形态上形态上：叶表皮增厚、气孔减少、形成气孔窝、表皮叶表皮增厚、气孔减少、形成气孔窝、表皮毛发达、叶子退化成为刺状或针状等；毛发达、叶子退化成为刺状或针状等；生理上生理上：细胞质浓厚，形成贮水组织，进行细胞质浓厚，形成贮水组织，进行景天酸循景天酸循环环。最耐旱的肉质植物将雨季吸收的（大量最耐旱的肉质植物将雨季吸收的（大量水分储存在根、茎、叶中，同时它仅在晚间水分储存在根、茎、叶中，同时它仅在晚间打开气孔，并吸收环境中的打开气孔，并吸收环境中的CO2CO2，合成有机，合成有机酸储存在组织中，白天有机酸脱羧将酸储存在组

46、织中，白天有机酸脱羧将CO2CO2释释放出来，供低水平光合作用使用。放出来，供低水平光合作用使用。第74页/共99页75（2）沙漠动物的适应组合 主要涉及热量调节和水分平衡，其中主要涉及热量调节和水分平衡，其中水分水分平衡平衡是关键。是关键。以骆驼为例，以骆驼为例，骆驼清晨取食有露水的植物骆驼清晨取食有露水的植物嫩枝叶或多汁的植物获得必需的水分，尿浓缩嫩枝叶或多汁的植物获得必需的水分，尿浓缩减少水损失；驼峰和体腔中储存脂肪，代谢时减少水损失；驼峰和体腔中储存脂肪，代谢时可产生代谢水；白天体温升高减缓吸热过程，可产生代谢水；白天体温升高减缓吸热过程，晚上散热时，皮下脂肪转移到驼峰中，加快散晚上散

47、热时，皮下脂肪转移到驼峰中，加快散热，体温变化减少出汗失水；骆驼一次饮水量热，体温变化减少出汗失水；骆驼一次饮水量大大,其瘤胃可以储存大量的水，汗腺不发达，体其瘤胃可以储存大量的水，汗腺不发达，体温可以在适当范围内变动（温可以在适当范围内变动（34-4034-40），减少），减少了体温与环境温度的差距，从而减少水分消耗。了体温与环境温度的差距，从而减少水分消耗。第75页/共99页76有关视频链接有关视频链接狂野非洲 沙漠1_狂野非洲 沙漠2_第76页/共99页77蜥蜴身体压扁，黑褐色，利于吸收热量第77页/共99页78蝗蝗虫虫在低在低温下温下体色体色黑；黑；在高在高温下温下体色体色浅。浅。第7

48、8页/共99页79产热 1.增加基础代谢产热2.2.非颤抖性产热非颤抖性产热第79页/共99页80局部异温1.1.空间异温性空间异温性 2.2.时间异温性：日麻痹、季节性麻痹（冬眠、夏眠）时间异温性：日麻痹、季节性麻痹（冬眠、夏眠）适应性低体温适应性低体温：内温动物的受调节的低体温现象。：内温动物的受调节的低体温现象。第80页/共99页81第81页/共99页82第82页/共99页835.5.温度与生物发育的关系温度与生物发育的关系（有效积温法则）（有效积温法则）温度温度直接影响了外温动物和植物的发育和生长速率。直接影响了外温动物和植物的发育和生长速率。生生 物物 学学 零零 度度 biolog

49、ical biological zero zero/发发 育育 阈阈 温温 度度 developmental developmental threshold temperaturethreshold temperature：各种生物生长发育的最低温度：各种生物生长发育的最低温度C C。第83页/共99页84有效积温法则有效积温法则（1 1）概概念念：外外温温动动物物在在生生长长发发育育过过程程中中必必须须从从环环境境摄摄取取一一定定的的总总热热量量才才能能完完成成某某一一发发育育阶阶段段的的发发育育过过程程，而而且且各各个个发发育育阶阶段段所所需需的的总总热热量量是是一一个个常常数数，称称总总

50、积积温温sum sum of of heatheat或或有有效效积积温温（sum sum of of effective effective temperaturetemperature）K=NK=NT T (式式中中K K为为有有效效积积温温（常常数数），N N为为发发育育历历期期，即即生生长长发发育育所所需需时时间间，T T为为发发育育期期间间的的平平均均温温度度)生生物物都都有有一一个个发发育育的的起起点点温温度度（又又称称生生物物学学零零度度C C），所以，应对平均温度进行修饰。上式变为：所以，应对平均温度进行修饰。上式变为：K=NK=N(T-C)(T-C)或或 T=C+K/NT=C+