3第三章动物的适应.ppt
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1、2. 动物的适应,2,2.1 适应的概念,动物受到内、外环境因素的刺激而产生的生理反应、形态变化或遗传反应称之为适应。 良好的适应判定标准:在不利的环境条件下动物的繁殖性能、生长发育、生产性能以及抗病性能等基本保持正常。,3,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表型适应。表型适应又可以分为形态适应和生理适应。 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,使群体获得了可以适应某种特定环境的遗传特征,称之为遗传适应。,4,适应过程的调节,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
2、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。,5,6,关于适应的视频链接,动物的适应-王治华编辑制作18F,7,2.2动物对光的适应,2.2.1光的性质 2.2.2地球上光的分布 2.2.3生物对光的适应,8,2.2.1光的性质,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:光质、光照强度和光照周期。,9,(一)地球上光的组成 光是由波长范围很宽的电磁波组成的。地球上的电磁波的波长范围为数米-1/10000nm。相差13个数量级。太阳辐射的波长范围为15
3、0-4000nm。,10,光的组成,1.微波和无线电波(0.4mm以上,一般1m以上):微波通讯、广播、电视等。 2. 红外线(0.4mm-760nm):产生热效应。大气层外的太阳辐射中50的能量是红外线。 3. 可见光(760-380nm):太阳辐射中41的能量是可见光。可见光分七色,红光(760-620nm)和蓝光(490-435nm)是光合作用的主要光谱。 4. 紫外线(380-4nm):紫外线对生物有杀伤和致癌作用,大气层允许290-380nm的紫外线到达地球表面。 5. X射线和射线 (10-10-4nm):高能辐射,可伤害原生质,主要来自原子能。,11,太阳辐射能(仿A. Mack
4、enzie et. al,1999),光的性质:波长1504000nm,分紫外光、可见光和红外光三类,波长在380760nm之间的光为可见光。绿色植物的光合作用有效范围是380700nm之间。,12,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,一定波长的红外线是某些动物的可见光。,13,2.2.2地球上光的分布,(一)太阳辐射的变化规律 (二)光质的变化 (三)光强度的变化 (四)光照周期(Photoperiod)的变化,14,15,16,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) 地球公转时,夏天北半球照射的时间长;冬天南半球
5、照射的时间长(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受的能量更少(太阳高度角) 海拔高度、朝向、坡度。,(一)太阳辐射的变化规律,17,(二)光质的变化,1.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。 2.时间:季节,夏天短波光多,冬天短波光少。 日,中午短波光多,早晚长波光多。 3.地貌:陆地,主要被植物的叶子吸收和反射。 水体,水体吸收和散射作用强,大部分红外线被吸收,紫蓝光散射(水色),绿光深入水中。 在海水中10米深处,可见光消减50,100米处仅剩7。,18,(三)、光强度的变化,太阳常数为1.94卡/厘米2/分钟 (Cal/cm2/
6、m) 1.空间:高纬度,低强度;低纬度荒漠年平均光强200KCal/cm2,北极为120KCal/cm2。 高海拔,高强度;海拔1000米,入射光能的70,海平面为50。 坡向:南坡、平地和北坡强度越来越低。与坡度有关,不同纬度的最强光照的坡度不同。 2.时间:季节,夏天高强度;冬天强度低 日,中午强度最高; 早晚强度较低 3.生态系统:上层,强度高;下层,强度低。,19,植物和水体都分层。清澈静止的水体1.8米深处,50衰减。根据光照强度将水体分为: 光亮带(euphotic zone):光合作用大于等于代谢能。 弱光带(dysphotic zone):光合作用小于代谢能。 无光带(apho
7、tic zone):无光合作用。,20,四、光照周期(Photoperiod)的变化,北半球:夏至最长,冬至最短。 南半球:相反 赤道:昼夜平分 两极:半年白天,半年黑夜。,不同纬度处的日照长度,21,22,3.2.3生物对光的适应,一、光质变化对生物的影响及生物的适应 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,23,光合作用:photosynthesis 绿色植物依赖叶绿素将辐射能转换成具有丰富能量的糖的过程。 光合有效辐射photosynthetically active radiation):光合作用系统只能利用太阳光谱的一个有限带(380-710nm)的辐射能
8、。 光合能力 photosnythetic capacity:当饱和的辐射能、温度适宜、相对湿度高、大气中的CO2和O2的浓度正常时是的光合作用的速率。,24,一、光质变化对生物的影响及生物的适应,1.光质的生态作用: 影响植物光合有效辐射 影响植物的光合强度 影响植物的形态建成、向光性、色素的形成。,25,光质对植物形态建成的影响,26,2.生物对光质的适应 植物: 海洋植物 光合作用色素对光谱变化具有明显的适应性: 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。 高山植物 对紫外光作用的适应,发展了特殊的莲座状叶丛。 陆生植物主要吸收红光和蓝光,视频:王治华制作 保护色4
9、F,27,动物: 动物 不同动物发展不同的色觉。 灵长类、鸟类、鱼类、节肢动物等都有很发达的色觉,应加强这方面的研究。 不同发育阶段对光质反应不同,如红光促进鸡的繁殖,抑制啄肛,短波光(蓝光)有助于生长。 鱼类对绿、蓝、红光比较敏感。,28,二、光强度变化对生物的影响及生物的适应,1.光强度的生态作用: 动物:影响动物的生长发育。 影响动物的体色或毛色。 影响冷血动物的代谢和行为。 植物:影响叶绿素的形成(黄化现象) 影响植物细胞、组织、器官的增长和分化。 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,29,2.生物对光强度的适应 1.陆生植物对光强度的适应性变化: 植物叶子
10、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 植物光合能力对光强度的反应差异C3、C4植物 植物种间对光强度的适应: 阴地植物 阳地植物 耐阴性植物,30,阳性植物(cheliophytes)、阴性植物(sciophytes)和耐阴性植物(shade plant): 阳性植物对光要求比较迫切,只有在足够光照条件下才能进行正常生长; 阴性植物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,抗高温和干旱能力较低; 耐阴性植物对光照具有较广泛的适应能力,对光的需要介于前两类植物之间。,31,阴地植物与阳地植物叶的比较,32,2. 水生植物对光强度的适应性
11、变化 水生植物在水中的分布与光照强度有关. 只能生活在水体的透光带(1-数百米)。 海带等巨型藻类在大陆沿岸生活,单细胞浮游植物只能在海洋上层生活。,33,3.动物对光强度的适应性变化 视觉器官形态的变化 动物开始活动时间的变化。根据动物的活动时间将动物分为: 昼行性动物:多数鸟类、灵长类、有蹄类等;家畜家禽 夜行性动物:夜猴、蝙蝠、家鼠等。 鳖属夜行性,光照强度(10-3000lux)越低,摄食量越大,生长越快。大麻哈鱼、鲽类等必须有一定的光照强度才能摄食。多数鸟类在光亮时活动,但光照过强时也抑制其活动。,34,三、光周期对生物的影响及生物的适应,1.光周期的生态作用: 信号作用 2.生物对
12、光周期的适应: 昼夜节律 光周期现象,35,昼夜节律,36,光周期现象,光周期现象(photoperiodism):Garner等人(1920)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。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。 动物的繁殖、冬眠、迁徙、换毛、换羽。,37,光周期现象,1. 植物:光周期影响植物的生长发育和繁殖,根据其开花与光照周期的关系,将植物分为: 长日照植物:日照时间超过一定数值(因种而异)才能开花。如冬小麦、油菜、萝卜。 短日照植物:日照时间少于一定数值(因种而异)才能开花。如玉米、大豆、烟草、棉、麻等
13、。 中日照植物:昼夜长度接近是才开花的植物。甘蔗 日中性植物:光照时间与开花无关。如黄瓜、番茄、蒲公英等。,38,光周期现象的应用,时令花卉的培育采用的技术之一就是人工限光、补光。,39,2. 动物:光周期对动物的影响表现在以下几个方面: (1)决定动物的迁徙、迁移或洄游的时间; (2)影响畜禽换羽、毛(短光照、限食、限水); (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. (4)影响动物的冬眠和滞育(常与温度有关)。,40,41,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周期性变化,称之为生物学周期。
14、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。,42,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能称之为生物钟。 生物钟在畜牧学上的应用?请大家思考,你身边有生物钟吗?,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,43,生物钟的生理作用及其意义,1它是动物的生物行为计时器。 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起来,使动物更容易适应环境。 3医学上可利用生物钟的知识鉴别诊断周期性疾病,控制给药时间,掌握病畜对药物的耐受规律。 4在生产上可用于控制禽的产蛋,调节牛、羊的发情和配种。 5在杀虫害方面,可帮
15、助确定最佳施药时间。,44,2.3动物对温度的适应, 一、温度分布的主要决定因素 二、温度的变化 三、 温度与生物的关系 1. 温度与动物类型 2. 温度对动物代谢的影响(温度系数Q10) 3. 温度对生物的作用 4. 生物对极端温度的反应 5. 温度与生物发育的关系(有效积温法则) 6. 温度与动物寿命的关系 7. 温度与生物的分布,45,一、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 1.空间: 赤道辐射强度最大,温度最高。 高纬度地区,太阳入射的角度较大,单位辐射面积较大,太阳光穿透大气层的厚度较大,单位面积辐射强度小,温度低。 两极地区的太阳辐射仅为赤道的40,温
16、度最低。 高海拔地区,太阳辐射较强,但由于风的作用,热散失快,所以温度较低。,46,47,2. 地貌: 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),48,二、温度的变化,49,温度的变化(大气、水、土壤),1. 地球上温度的变化幅度: 水温:海洋大洋海水-2.536,潮间带-2.045 淡水 040-45 陆地:南极最低-89.6 ,沙漠最高60,沙漠土壤表 面80 2.时间变化: (1)昼夜: 海洋水温昼夜变幅4; 大陆气温一般约17,沙漠40,高海拔地区变化大;土壤表面变幅最大, 35-100cm以下无变化。,50,(2)季节: 海洋: 赤道
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- 第三 章动 适应
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