蘇教版科學(xué)五上《晝夜對(duì)動(dòng)植物的影響》PPT課件4.ppt

晝夜對(duì)動(dòng)植物的影響 植物生長(zhǎng)在一定時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)慢快 慢的節(jié)奏，這種快慢節(jié)奏與季節(jié) 和晝夜變化有關(guān)，植物或器官的 生長(zhǎng)速率隨晝夜或季節(jié)的變化而 發(fā)生有規(guī)律性的變化，這種現(xiàn)象 稱(chēng)為植物生長(zhǎng)的周期性。從定義 中可見(jiàn)，植物生長(zhǎng)的周期的可分 為晝夜周期性和季節(jié)周期性。 （一）晝夜周期性 植物生長(zhǎng)隨晝夜交替而呈現(xiàn)的有 規(guī)律變化，就是晝夜周期性。隨晝夜交替，光照， 溫度、水分也發(fā)生周期性的變化，從而影響到植物 的生長(zhǎng)速率。植物生長(zhǎng)速率有兩種表示方法，一是 以干物質(zhì)積累量為指標(biāo)，二是以株高或體積為指標(biāo)。 如果以干物質(zhì)積累量為指標(biāo)，白天的生長(zhǎng)速率大于 夜間，如果以株高、鮮重、或體積為指標(biāo)，生長(zhǎng)速 率隨晝夜交替呈現(xiàn)三種變化， （ 1）在水分充足的 條件下，白天光照充足，溫度適合，生長(zhǎng)速率大于 夜間。 （ 2）白天光照過(guò)強(qiáng)，溫度較高時(shí)，蒸騰過(guò) 于強(qiáng)烈，失水多，體內(nèi)出現(xiàn)水分虧缺，生長(zhǎng)受到抑 制，這時(shí)白天生長(zhǎng)速率小于夜間。 （ 3）當(dāng)白天與 夜間溫度相近時(shí)，白天和夜間的生長(zhǎng)速率相近。 植 物生長(zhǎng)的晝夜周期，不僅受晝夜交替的影響，而且 受植物內(nèi)生機(jī)制 生物鐘的影響的調(diào)節(jié)。 （二）季節(jié)周期性 植物生長(zhǎng)隨季節(jié)變化而 呈現(xiàn)的有規(guī)律變化，就是植物生長(zhǎng)的季節(jié) 周期性。由于地球公轉(zhuǎn)，引起日照長(zhǎng)度和 氣溫的季節(jié)性變化，而日照長(zhǎng)度和氣溫又 影響植物的生長(zhǎng)，使植物的生長(zhǎng)呈現(xiàn)有規(guī) 律的變化。以多年生木本植物為例，春季 氣溫升高，光照逐漸增強(qiáng)，植物開(kāi)始生長(zhǎng)， 夏季旺盛生長(zhǎng)，由于較高日照較長(zhǎng)較強(qiáng)， 秋季，日照逐漸縮短，氣溫降低，生長(zhǎng)受 抑，進(jìn)入休眠狀態(tài)，冬季生長(zhǎng)完全停止， 處于休眠狀態(tài)。這種變化周而復(fù)始，年復(fù) 一年。 （三）生物鐘 生物鐘是指植物在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò) 程中形成的生理活動(dòng)隨晝夜交替呈現(xiàn)周期性變 化的內(nèi)在控制機(jī)制。生物鐘是生物的內(nèi)生計(jì)時(shí)系統(tǒng)。生物鐘的計(jì)時(shí)周期是近似 24小時(shí)。因此 也稱(chēng)為近似晝夜節(jié)奏。植物的生長(zhǎng)，運(yùn)動(dòng)，細(xì) 胞分裂，某些酶活性都受生物鐘的調(diào)節(jié)，受生物鐘調(diào)節(jié)的最典型例子是菜豆葉片的就眠運(yùn)動(dòng)。 菜豆葉片在白天呈水平狀態(tài)，夜間下垂，稱(chēng)為 就眠，如菜豆連續(xù)光照，或連續(xù)黑暗，并使溫 度處于恒定，菜豆葉片仍然在白天時(shí)平展，夜間時(shí)下垂，這種運(yùn)動(dòng)的周期不是 24h，而在 22- 28h，說(shuō)明菜豆葉片的就眠運(yùn)動(dòng)受體內(nèi)的一種 內(nèi)生機(jī)制控制，這就是生物鐘。生物鐘的重要 特點(diǎn)是可以調(diào)撥的，調(diào)撥生物鐘的因子主要是光照，因此，生物鐘的周期總是近似 24h。 動(dòng)物有許多活動(dòng)都和光線(xiàn)有關(guān)。鳥(niǎo) 類(lèi)醒來(lái)和鳴叫與光照強(qiáng)度有直接的 關(guān)系，因此在不同季節(jié)便有鳴叫時(shí) 間的不同變化；而幼小的鰻魚(yú)在白 天溯流而上，但在夜間就停止回游 并且隱藏起來(lái)；蝗蟲(chóng)遷飛時(shí)如果遇 到太陽(yáng)被云遮住，立即停止飛行， 金龜子在日落后五六分鐘出現(xiàn)。這 些都說(shuō)明光照對(duì)動(dòng)物行為的作用。 各種動(dòng)物的活動(dòng)行為都與一定強(qiáng)度 光的照明有關(guān)。有的動(dòng)物適應(yīng)弱光 的生活方式，稱(chēng)為夜行性動(dòng)物。有 的動(dòng)物適應(yīng)較強(qiáng)的光照條件，稱(chēng)為 晝行性動(dòng)物。喜歡光的動(dòng)物有趨光 性，如蒼蠅，避光性動(dòng)物則追求陰 影，如螞蟥、瘧蚊等。一場(chǎng)大雨使 蚯蚓爬到土壤表面，但只要在短時(shí) 間暴露在太陽(yáng)光下就會(huì)死亡，這種 現(xiàn)象稱(chēng)為光死亡。 動(dòng)物的季節(jié)性活動(dòng)，雖然有很多種原因， 但光是最主要的因素。在一年之中隨著季 節(jié)的變化，光對(duì)動(dòng)物的形態(tài)、生理、生態(tài) 都會(huì)發(fā)生作用。例如，鳥(niǎo)類(lèi)、哺乳類(lèi) (海豹、 鯨、鹿等 )、爬行類(lèi) (如海龜 )、魚(yú)類(lèi)都有季節(jié) 性遷移的習(xí)性，其中候鳥(niǎo)的遷移最引人注 意，它們定期、定向，保持嚴(yán)格的季節(jié)周 期，都與日光照射時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。它們 的生殖腺受長(zhǎng)時(shí)間日照后就朝向北方飛行， 而在秋季短時(shí)間日照下，生殖腺萎縮就向 南方飛行 鳥(niǎo)類(lèi)更換羽毛、動(dòng)物脫毛都與 日光照射時(shí)間的長(zhǎng)短有關(guān)。根 據(jù)試驗(yàn)，將生活在雪地中的雪 兔一整年都放在由人工控制短 時(shí)間日光照射下，盡管溫度保 持夏季的 2l ，結(jié)果毛色仍保持 冬季的白色，而不呈現(xiàn)夏季的 棕黃色。 動(dòng)物是經(jīng)由身體的表面接受光的熱能的， 許多變溫動(dòng)物 (蛇、鱷魚(yú)等 )在活動(dòng)之前必須 先曬太陽(yáng)取暖，然后才開(kāi)始活動(dòng)。鳥(niǎo)類(lèi)和 哺乳類(lèi)動(dòng)物也常進(jìn)行日光浴利用陽(yáng)光取暖， 以維持熱能代謝的平衡，另外還能促進(jìn)體 內(nèi)維生素 D的合成。動(dòng)物的身體表面都有一 定的顏色和結(jié)構(gòu)，就是為了有利于從日光 照射中吸取熱能，例如高山地區(qū)昆蟲(chóng)大多 是黑色，因此可以吸收較多的太陽(yáng)能，同 時(shí)還可防止紫外線(xiàn)的傷害。 青蛙和鮭魚(yú)的卵在有光的情況下，才能正 常發(fā)育，并且比無(wú)光的環(huán)境下發(fā)育得更快。 相反，生活在陰暗環(huán)境下的昆蟲(chóng)，在有光 的環(huán)境下發(fā)育遲緩。這些都表示光對(duì)于動(dòng) 物的生長(zhǎng)有減緩或促進(jìn)的作用。 變色龍的 體色變化不同，其顏色變化決定于環(huán)境因 素，例如光線(xiàn)、溫度以及情緒。人們一般 認(rèn)為，變色龍變色是為了與周?chē)h(huán)境顏色 一致，其實(shí)這是誤解。實(shí)際也是對(duì)光的一 種應(yīng)激反應(yīng)。 花鐘概述 在大自然中，植物有著一定的生理節(jié)律。它受 約于生物鐘，植物的生物鐘可能控制花的開(kāi)放， 香味和花蜜的產(chǎn)生，樹(shù)根液汁的分泌，樹(shù)葉的 休眠等的生物化學(xué)活性。花序按序開(kāi)放也許是 為了吸引不同時(shí)間活動(dòng)的傳粉者，如白天開(kāi)花 的植物吸引蜜蜂、蝴蝶和小鳥(niǎo)；夜間開(kāi)花的植物吸引飛蛾和蝙蝠。 2 花鐘分二種形式：一種是以植物開(kāi)花的時(shí) 間不同，而將其組成一個(gè)報(bào)道時(shí)間的時(shí)鐘。又被稱(chēng)為植物生理節(jié)律。 另一種是將花卉組成鐘盤(pán)，報(bào)道時(shí)間。又稱(chēng)園藝鐘 林奈 （ Linnaeus， Carolus)，是瑞典一位著名的 植物學(xué) 家。他長(zhǎng)期觀察和研究，發(fā)現(xiàn)各種植物 開(kāi)花都有一定的時(shí)間。人們把林奈這個(gè)發(fā)現(xiàn)稱(chēng) 為“花鐘”。 林奈在植物研究中觀察到一些植物花的開(kāi) 閉具有波動(dòng)性。他把 46種具有波動(dòng)習(xí)性的植物 分為三組：一組是大氣花，它們的開(kāi)放和閉合 隨大氣條件而變化；一組是熱帶花，它們隨光 照的長(zhǎng)短而變化；還有一組花是定時(shí)開(kāi)放與閉 合，不受晝夜長(zhǎng)短的影響。林奈將第三組的花 栽培在花盆里，然后按開(kāi)花的早晚順序擺在自 己的書(shū)桌上成為富有自然情趣的“花鐘”。 林奈花鐘的開(kāi)放時(shí)間順序如下： 02:00 蛇床花 04:00 牽?；?05:00 野薔薇 06:00 龍葵花 07:00 芍藥花 10:00 半枝蓮 12:00 鵝腸菜 15:00 萬(wàn)壽菊 17:00 紫茉莉 18:00 煙草花 19:00 絲瓜花 20:00 夜來(lái)香 21:00 曇花 瑞士花鐘 花鐘是 日內(nèi)瓦 著名景點(diǎn)。瑞士號(hào)稱(chēng)“花園之國(guó)”，又稱(chēng)“鐘 表之鄉(xiāng)”，更奇妙的是瑞士的能工巧匠將花卉之美與鐘表的 制造工藝完美地結(jié)合起來(lái)，別出心裁地創(chuàng)造出了“花鐘”。 花鐘坐落于日內(nèi)瓦湖畔，是一種既能供人欣賞又能體現(xiàn) 時(shí)鐘功能的設(shè)施。它的機(jī)械機(jī)構(gòu)設(shè)置于地下，地面上的鐘面 由鮮嫩翠綠的芳草覆蓋，代表 12小時(shí)的阿拉伯?dāng)?shù)字則由濃密 火紅的花簇組成；有時(shí)候，鐘面開(kāi)滿(mǎn)了艷麗的花朵，它的阿 拉伯?dāng)?shù)字卻換成了平整的綠茵。當(dāng)組成鐘面的鮮花盛開(kāi)期過(guò) 后，人們就改種另一種鮮花，使鐘面形成新的圖案。 瑞士人民對(duì)花鐘的設(shè)計(jì)頗為自豪，日內(nèi)瓦市的地圖就采 用花鐘作為該市的標(biāo)記。在瑞士其他城市的公園里也都可以 看到這種花鐘，但只有日內(nèi)瓦的花鐘才是真正的“始祖”。 計(jì)時(shí)花鐘 計(jì)時(shí)花園的歷史已很悠久，并有過(guò)輝煌的時(shí)代。古代，中國(guó)人 最早設(shè)計(jì)了計(jì)時(shí)花園，就是把能完整指示一天時(shí)間的花草種植 在一個(gè)庭園里。歐洲羅馬帝國(guó)和查理曼大帝時(shí)代的計(jì)時(shí)花園， 是把大理石日晷、黃銅日晷或水鐘安置在園內(nèi)，種植的花卉本身卻不能顯示時(shí)間。 16世紀(jì)末，英國(guó)劍橋大學(xué)彼得豪斯學(xué)院建 造了一座老式花鐘，它的 12個(gè)羅馬數(shù)字是用經(jīng)過(guò)修剪的黃楊灌 木造型的，指針用砍去樹(shù)枝的紫杉來(lái)充當(dāng)，在羅馬數(shù)字外，栽 上對(duì)應(yīng)時(shí)間開(kāi)放或閉合的花，這樣可較正確地反映一天的鐘點(diǎn)。2 第一座按現(xiàn)代鐘造型的花園是蘇格蘭愛(ài)丁堡的街心鐘花園，“園鐘”直徑約 4米，它的指針用空心金屬制成，并由機(jī)械傳 動(dòng)，“鐘面”的 12個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字是用栽種的花卉造型而成，不 僅造型逼真，而且走時(shí)準(zhǔn)確。 “花鐘”從此在世界許多國(guó)家城市和園林中風(fēng)行，都是為 美化城市而人工裝扮的。美國(guó)瀑布城的“花鐘”，鐘面由24000株花組成，直徑 10多米，秒針有 5米多長(zhǎng)，時(shí)針和分針的 自重達(dá) 200多千克。