物质环境 精.ppt
《物质环境 精.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《物质环境 精.ppt(71页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、物质环境 1第1页,本讲稿共71页n生物的物质环境包括水、大气、土壤、生物的物质环境包括水、大气、土壤、火以及其他生物,共同构成生物的物质火以及其他生物,共同构成生物的物质环境。环境。n3.1 水水n3.2 大气大气n3.3 土壤土壤n3.4 火火n3.5 其他其他结束结束第2页,本讲稿共71页3.1水水n1.水在地球上的存在与分布水在地球上的存在与分布n2.水的特性及其生态意义水的特性及其生态意义n3.生物对水的适用生物对水的适用水生生物的水平衡水生生物的水平衡陆生生物的水平衡陆生生物的水平衡返回返回第3页,本讲稿共71页3.1.1.水在地球上的存在与分布水在地球上的存在与分布n水以多种形式
2、存在于地球水以多种形式存在于地球海洋、冰盖、大气中水蒸气、陆地各海洋、冰盖、大气中水蒸气、陆地各种水域及地下水、冰雪、无机化合物种水域及地下水、冰雪、无机化合物中的水、生物体中的水中的水、生物体中的水n水陆环境的差异水陆环境的差异n不同水体的差异不同水体的差异第4页,本讲稿共71页陆地上水的分布陆地上水的分布n降水量、降雨量和相对湿度的概念降水量、降雨量和相对湿度的概念n降水量的变化降水量的变化低纬度(低纬度(20度)湿润带、低纬度(度)湿润带、低纬度(20-40度)少雨度)少雨带、中纬度湿润带、极地干燥带带、中纬度湿润带、极地干燥带海陆位置、地形、季节海陆位置、地形、季节n相对湿度的变化相对
3、湿度的变化随温度变化、昼夜变化、季节变化及其地区差异、随温度变化、昼夜变化、季节变化及其地区差异、地理位置地理位置n我国几条等雨量线的地域分布我国几条等雨量线的地域分布华南、长江流域、秦淮地区、大兴安岭以西秦岭以华南、长江流域、秦淮地区、大兴安岭以西秦岭以北、黄河上游、内蒙西部和新疆南部北、黄河上游、内蒙西部和新疆南部返回返回第5页,本讲稿共71页3.1.2.水的特性及其生态意义水的特性及其生态意义n1.极性极性n2.高热容量高热容量n3.密度与温度关系密度与温度关系n4.水的三态水的三态n以上几种特征与生物的关系以上几种特征与生物的关系下屏下屏 返回返回第6页,本讲稿共71页水的生物学、生态
4、学意义水的生物学、生态学意义n1.1 水的生物学意义水的生物学意义生生命命组组成成;生生命命活活动动(新新陈陈代代谢谢、运运输输、光光合合作作用)的介质;用)的介质;生活史中的必须:生长发育生活史中的必须:生长发育n1.2水的生态学意义水的生态学意义水水与与生生物物的的生生存存与与分分布布;水水环环境境对对生生物物的的利利弊弊;限制因子;限制因子;适应性的产生。适应性的产生。n1.3水水的理化特征及与生物关系:的理化特征及与生物关系:比比重重与与冰冰点点;比比热热大大与与水水环环境境的的稳稳定定;与与其其它它物物质质的的亲亲合合能能力力强强;粘粘滞滞性性;浮浮力力;水水环环境境的的其其它生态因
5、子:它生态因子:O2,CO2,营养物质;,营养物质;生产力。生产力。上屏上屏 返回返回第7页,本讲稿共71页水对生物生长发育的影响水对生物生长发育的影响n水对植物生长发育的影响水对植物生长发育的影响水分对植物生长有最低、最适和最高值水分对植物生长有最低、最适和最高值3基点基点n水对动物生长发育的影响水对动物生长发育的影响水分不足时,引起动物的滞育和休眠;水分不足时,引起动物的滞育和休眠;许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关许多动物的周期性繁殖与降水季节密切相关返回返回第8页,本讲稿共71页水对物种数量和分布的影响水对物种数量和分布的影响n对植被的分布的影响对植被的分布的影响返回返回我国从东南
6、到西北可分为我国从东南到西北可分为3个等雨量区,因而植被类型也分为个等雨量区,因而植被类型也分为3个个区:湿润森林区、干旱草原区和荒漠区。区:湿润森林区、干旱草原区和荒漠区。n水分与动植物种类与数量的影响水分与动植物种类与数量的影响降水量最大的赤道热带雨林种的植物达降水量最大的赤道热带雨林种的植物达52种种/公顷,而降水公顷,而降水量较少的大兴安岭红松林中,仅有植物量较少的大兴安岭红松林中,仅有植物10种种/公顷。公顷。第9页,本讲稿共71页3.1.3.生物与水的适用生物与水的适用n1 陆生植物与水陆生植物与水 需水原因:需水原因:呼吸;呼吸;营养物质摄入;营养物质摄入;降温。降温。需需水水量
7、量的的大大小小:植植物物个个体体大大小小的的影影响响,1g1g干干物物质质生生产产约约需需300-600g300-600g水水;光光合合作作用用效效率率的的大大小小;其其它它生生态态因因子子的影响;的影响;植物发育阶段的差异。植物发育阶段的差异。陆陆生生植植物物的的适适应应:形形态态适适应应-发发达达的的根根系系、叶叶面面积积很很小小、发发达达的的储储水水组组织织、气气孔孔的的开开闭闭 ;生生理理适适应应-原原生生质质渗渗透透压压特别高特别高 水分来源:根系吸收、茎叶吸收、体内代谢 水分去向:蒸腾作用:体内代谢下屏下屏第10页,本讲稿共71页陆生植物的类型陆生植物的类型n湿生植物:不能长时间忍
8、受缺水,抗旱能力差,多生长在水边或潮湿的环境中。如水稻、秋海棠。n中生植物:适于生长在水分条件适中的环境中,形态结构及适应性介于湿生植物与旱生植物之间,种类最多、分布最广和数量最大的陆生植物。n旱生植物:生长在干旱环境中,能忍受较长时间的干旱,且能维护水分平衡和正常的生长发育。主要分布在干热草原和荒漠地区。其对干旱环境的适应表现在根系发达、叶面积很小、发达的贮水组织以及高渗透压的原生质等。第11页,本讲稿共71页2水生植物与水水生植物与水 水水生生植植物物类类型型 沉沉水水植植物物浮浮水水植植物物挺水植物。挺水植物。水水生生植植物物的的适适应应:调调节节渗渗透透压压(增增加加氨氨基基酸酸、糖糖
9、类类)、发发达达的的通通气气组组织织(荷荷花花)、机机械械组组织织不不发发达达甚甚至至脱脱化化、水水下下叶片很薄、且多分裂成带状、线状。叶片很薄、且多分裂成带状、线状。第12页,本讲稿共71页水环境与植物根系上屏上屏下屏下屏第13页,本讲稿共71页动物对水的适应动物对水的适应n水生动物主要通过调节体内的渗透压来维持与环境的水分平衡淡水动物和海洋动物的差异n陆生动物形态结构行为生理n动物对水环境的适应与植物不同之处在于动物有活动能力,动物可以通过迁移等多种行为途径来主动避开不良的水分环境第14页,本讲稿共71页1 1水生动物的渗透压调节水生动物的渗透压调节淡水动物淡水动物对环境是高渗性对环境是高
10、渗性(淡水的渗透浓淡水的渗透浓度为度为2-3毫摩尔毫摩尔/升,而动物体液或血液升,而动物体液或血液渗透浓度高渗透浓度高)海洋动物海洋动物调节类型:调节类型:恒渗透压动物;恒渗透压动物;渗渗透透压压随随变变动动物物:没没有有通通过过主主动动调调节节而而保持体内渗透压恒定的机制的动物。保持体内渗透压恒定的机制的动物。特点:调节能力低下,体内渗透压随环境而变特点:调节能力低下,体内渗透压随环境而变化,保持与环境相等或相近化,保持与环境相等或相近环境:变化幅度相对不大环境:变化幅度相对不大上屏上屏下屏下屏第15页,本讲稿共71页动物与水,动物与水,b bn2陆生动物的水份调节陆生动物的水份调节 陆生动
11、物的水份丧失:陆生动物的水份丧失:体表蒸发;体表蒸发;呼呼吸失水;吸失水;排泄失水。排泄失水。水份的补充:水份的补充:饮水;饮水;食物水份;食物水份;利利用代谢水;用代谢水;渗透吸收水份。渗透吸收水份。维持水平衡的方式:节水为主要内容维持水平衡的方式:节水为主要内容 水与温度两个环境因子对动物的作用:适水与温度两个环境因子对动物的作用:适应组合。应组合。上屏上屏返回返回第16页,本讲稿共71页说明说明n以下以下slides为为n第三节第三节n说明用插图、插表及文字说明等。说明用插图、插表及文字说明等。第17页,本讲稿共71页水体环境的特征水体环境的特征n弱光弱光n缺氧缺氧n粘性高粘性高n密度大
12、密度大n温度变化平缓温度变化平缓下屏下屏 第18页,本讲稿共71页水陆环境的差异水陆环境的差异比较内容比较内容水环境水环境陆地环境陆地环境环环境境介质介质水水空气空气介质介质密度大、比热大密度大、比热大密度小、比热小密度小、比热小光能量光能量随水深度而变,有随水深度而变,有无光无光能量随纬度高度变化能量随纬度高度变化光视觉信号光视觉信号随水深度而改变随水深度而改变季季节节、昼昼夜夜变变化化明明显显温度变化温度变化稳定稳定不稳定,变化大不稳定,变化大氧气氧气含量低含量低含量高含量高盐分盐分淡水、海水、高盐水体淡水、海水、高盐水体土壤含盐量差异土壤含盐量差异基底基底水面、水底水面、水底种种类类丰丰
13、富富,如如岩岩石石土土壤壤水水对对生生物物的的影响影响取取决决于于水水体体渗渗透透压压和和动动物体内渗透压差异物体内渗透压差异取取决决于于小小环环境境条条件件和生物抵干旱能力和生物抵干旱能力返回返回第19页,本讲稿共71页自然水体分类自然水体分类水域名称水域名称淡水淡水盐水盐水海水海水超盐水体超盐水体含盐量含盐量 0.010.50.516323847300丰富矿质丰富矿质Ca+2,Mg+2Na+1,K+1,SO3-2,CO3-2 Mg-2,贫乏矿质贫乏矿质Na+1,K+1,Ca+2Cl-1动物种类动物种类少,差异大少,差异大少少多多(83.5%)贫乏贫乏动物类型动物类型狹盐狹盐广盐广盐狹盐狹盐
14、广盐广盐恒滲恒滲恒滲恒滲变滲变滲低滲低滲硬骨鱼硬骨鱼双壳软体类双壳软体类棘皮、尾索棘皮、尾索甲壳甲壳动物种类动物种类部分甲壳类部分甲壳类双壳、甲壳双壳、甲壳昆虫昆虫软硬骨鱼类软硬骨鱼类差异大差异大差异大差异大返回返回第20页,本讲稿共71页海洋动物恒渗透压动物n等渗动物等渗动物大多数生物体内盐量与海洋为等渗,这些动物不会由于渗透作用而失水或得大多数生物体内盐量与海洋为等渗,这些动物不会由于渗透作用而失水或得水,但随代谢废物的排泄损失一部分水。补充水分方法:从食物中得到;饮水,但随代谢废物的排泄损失一部分水。补充水分方法:从食物中得到;饮用海水并排出海水中的溶质;食物氧化过程中产生代谢水用海水并
15、排出海水中的溶质;食物氧化过程中产生代谢水n低渗动物低渗动物由于渗透作用失去一些水,会从食物、代谢中或海水摄入更多的水,其中由于渗透作用失去一些水,会从食物、代谢中或海水摄入更多的水,其中喝水是主要来源。保持低渗:喝水同时吸入盐,对多余的盐类排除方法:喝水是主要来源。保持低渗:喝水同时吸入盐,对多余的盐类排除方法:尿液量;鳃通过主动作用把盐类排出体外尿液量;鳃通过主动作用把盐类排出体外n高渗动物高渗动物体外的水会渗透到体内,这些动物不需要饮水、食物和代谢过程中摄取水,而是体外的水会渗透到体内,这些动物不需要饮水、食物和代谢过程中摄取水,而是借助于排泄器官把体内的过剩水排出借助于排泄器官把体内的
16、过剩水排出返回返回第21页,本讲稿共71页淡水动物的渗透压调节问题淡水动物的渗透压调节问题n问题问题环境水分渗入体内环境水分渗入体内排出水分带出盐分导致体排出水分带出盐分导致体内盐分丧失内盐分丧失离子种类问题离子种类问题n解决方式解决方式不饮水不饮水大量排出清尿大量排出清尿盐腺吸收盐分盐腺吸收盐分食物、动物的鳃主动吸食物、动物的鳃主动吸收盐类收盐类离子调节离子调节下屏下屏 第22页,本讲稿共71页海洋鱼类渗透压调节问题海洋鱼类渗透压调节问题n问题问题体内水分丧失体内水分丧失饮水导致体内盐分积饮水导致体内盐分积累累离子种类问题离子种类问题n解决方式解决方式大量饮水补充水分大量饮水补充水分尿排泄体
17、内过多盐分:尿排泄体内过多盐分:鳃排泄和直肠排泄,钠泵鳃排泄和直肠排泄,钠泵和钾泵和钾泵离子调节离子调节上屏上屏返回返回 第23页,本讲稿共71页动物动物 皮肤蒸发皮肤蒸发 呼吸蒸发呼吸蒸发 蒸发量蒸发量/体重体重%游蛇游蛇 88 12 2.9森王蛇森王蛇 64 34 0.9鬣蜥鬣蜥 72 28 0.8叩壁蜥叩壁蜥 66 34 0.3金龟金龟 76 24 0.9沙漠陆龟沙漠陆龟 76 24 0.2爬行类皮肤失水与呼吸道失水比率爬行类皮肤失水与呼吸道失水比率(%)下屏下屏 返回返回 动物皮肤蒸发呼吸蒸发蒸发量/体重游蛇森王蛇鬣蜥叩壁蜥金龟沙漠陆龟8864 7266 76 7612 34 28 3
18、4 24 24 2.90.9 0.8 0.3 0.9 0.2爬行类皮肤失水与呼吸道失水比率爬行类皮肤失水与呼吸道失水比率(%)第24页,本讲稿共71页非非洲洲有有蹄蹄类类动动物物皮皮肤肤失失水水与与气气温温有水供给无水供给2030405020304050Airtemperature200100020010003002001000CutaneousevaporationgH2Om-2hr-1GreatgazelleThomasonsgazelleOryxWildbeastBuffalo大羚羊大羚羊汤普森羚羊汤普森羚羊直角羚羊直角羚羊野牛野牛水牛?水牛?上屏上屏 返回返回 第25页,本讲稿共71页
19、n形态结构适应形态结构适应昆虫具有几丁质的体壁,防止水分的过量蒸发;两栖类动昆虫具有几丁质的体壁,防止水分的过量蒸发;两栖类动物体表分泌粘液以保持湿润;哺乳动物有皮质腺和毛,防止物体表分泌粘液以保持湿润;哺乳动物有皮质腺和毛,防止体内水分过多蒸发。体内水分过多蒸发。n行为的适应行为的适应沙漠动物昼伏夜出:沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大,因此地面沙漠动物昼伏夜出:沙漠地区夏季昼夜地表温度相差很大,因此地面和地下的相对湿度和蒸发力相差很大。和地下的相对湿度和蒸发力相差很大。迁徙:在水分和食物不足时,迁移到别处。迁徙:在水分和食物不足时,迁移到别处。n生理适应生理适应储水的胃储水的胃,呼吸节水,在
20、消耗脂肪过程中产生大量的水分;血呼吸节水,在消耗脂肪过程中产生大量的水分;血液中具有特殊的脂肪和蛋白质,不易脱水液中具有特殊的脂肪和蛋白质,不易脱水生理适应。生理适应。陆生动物的节水适应陆生动物的节水适应下屏下屏第26页,本讲稿共71页动物排泄节水特征动物排泄节水特征n尿浓缩能力尿浓缩能力n鱼类排泄氨鱼类排泄氨n哺乳动物排泄尿素哺乳动物排泄尿素n昆虫、爬行动物、鸟类排泄尿酸昆虫、爬行动物、鸟类排泄尿酸(可结晶可结晶状状)排泄排泄1g氨、尿素、尿酸分别需水氨、尿素、尿酸分别需水300、50、10 mL返回返回 第27页,本讲稿共71页动物尿最大渗透浓度(Osm/l)尿/血浓度比值河狸0.522猪
21、1.15人1.44骆驼2.88大白鼠2.99猫3.110更格卢鼠5.514沙鼠6.317跳鼠9.425返回返回 一些哺乳动物的排泄特征一些哺乳动物的排泄特征第28页,本讲稿共71页n地球引力作用,由海平面向上大气越来越稀地球引力作用,由海平面向上大气越来越稀。n大气层化学组成:大气层化学组成:CO2、O2、N2n大气层生态意义大气层生态意义:生物生存不可缺少的生物生存不可缺少的环境条件,使短波辐射不能透过大气层环境条件,使短波辐射不能透过大气层(保护层:臭氧层);(保护层:臭氧层);可防止地球表可防止地球表面昼夜温度剧变;面昼夜温度剧变;与生物之间的气体与生物之间的气体交换是地球生物生存的重要
22、条件。交换是地球生物生存的重要条件。3.2大气的组成及其生态作用大气的组成及其生态作用第29页,本讲稿共71页n大气中大气中CO2的主要来源的主要来源:煤煤/石油的燃烧和呼吸石油的燃烧和呼吸作用作用.nCO2 的生态意义:的生态意义:植物进行物质生产的植物进行物质生产的C 源源(具有日变化和年变化具有日变化和年变化);维持地表温度的相对稳维持地表温度的相对稳定性(温室效应)定性(温室效应);CO2与植物与植物 高产作物的限制因素高产作物的限制因素:主要是扩散速度主要是扩散速度.大气中大气中CO2 及其生态意义及其生态意义第30页,本讲稿共71页n氧气来自于植物光合作用,主要储存在大气氧气来自于
23、植物光合作用,主要储存在大气中中.n氧气与植物的生长发育:若缺氧气与植物的生长发育:若缺O2,光合产物不,光合产物不能完全氧化,形成不利发育的物质,热量少;能完全氧化,形成不利发育的物质,热量少;种子缺氧气,不利于萌发;土壤缺氧气,不种子缺氧气,不利于萌发;土壤缺氧气,不利于根发育利于根发育.n植物对缺氧环境的适应:形态上如植物对缺氧环境的适应:形态上如红树林红树林,生理上有种子萌发对氧气的需要量降低,生理上有种子萌发对氧气的需要量降低,根系细胞的无氧呼吸根系细胞的无氧呼吸.氧气与生物的关系氧气与生物的关系第31页,本讲稿共71页nCO2与与O2的平衡:植物是大气中的平衡:植物是大气中CO2与
24、与O2平衡的调节器,植物光合作用平衡的调节器,植物光合作用每吸收每吸收44gCO2可放出可放出32gO2,远大,远大于呼吸消耗的于呼吸消耗的O2(20 倍),森林被倍),森林被喻为环境之肺。喻为环境之肺。n氧气与动物的关系:动物需要氧气进氧气与动物的关系:动物需要氧气进行氧化作用获得能量,根据耗氧量可行氧化作用获得能量,根据耗氧量可测定基础代谢。测定基础代谢。氧气与生物的关系氧气与生物的关系第32页,本讲稿共71页n氧与动物代谢氧与动物代谢n动物对高海拔低氧的适应动物对高海拔低氧的适应(P50)海拔越高,气压越低,空气稀薄,当海拔在海拔越高,气压越低,空气稀薄,当海拔在2000m到到3000m
25、时呼吸困难、心脏负担加重。动物适应时呼吸困难、心脏负担加重。动物适应方式有:增加呼吸频率,加快血液循环,增加血方式有:增加呼吸频率,加快血液循环,增加血红蛋白数量,减少需氧量。红蛋白数量,减少需氧量。氧气与生物的关系氧气与生物的关系返回返回第33页,本讲稿共71页3.3土壤土壤n1.土壤的生态意义土壤的生态意义n2.土壤质地与结构与生物土壤质地与结构与生物n3.土壤化学性质与生物土壤化学性质与生物n4.植物对土壤的适应植物对土壤的适应返回返回第34页,本讲稿共71页1.土壤的生态学意义土壤的生态学意义n土壤是陆地生态系统的基础土壤是陆地生态系统的基础n土壤是具有决定性意义的生命支持系统土壤是具
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 物质环境 物质 环境
限制150内