第3章(四)水对生物的作用课件

第七节第七节 水的生态作用及生物适应水的生态作用及生物适应第七节 水的生态作用及生物适应水-生命之源生命-符号哺育生命第3章(四)水对生物的作用课件一、水（降水）的分布一、水（降水）的分布n水资源分布水资源分布：覆盖地球70%面积，便于取用的淡水仅占地球总水量的0.2%。一、水（降水）的分布水资源分布：覆盖地球70%面积，便于取用n影响降水的因素：影响降水的因素：纬度纬度:气压带和风带 经度经度（海陆位置）：沿海多，内陆少 海拔海拔：随海拔，先增后减 地形：地形：山脉走向，坡向 下垫面：下垫面：植被多植被少 人类活动：人类活动：改变下垫面。影响降水的因素：二、二、陆地上水的存在形式陆地上水的存在形式（1 1）水的形态）水的形态 A.气态水（空气湿度）气态水（空气湿度）来自水体的蒸发和植物的蒸腾作用。用来自水体的蒸发和植物的蒸腾作用。用相对湿度相对湿度 （R R）表示：）表示：R=100*e/E R=100*e/E（e e：实际含水量，：实际含水量，E E：饱：饱和含量）。和含量）。R R 越小，空气越干燥，蒸发与蒸腾越大。越小，空气越干燥，蒸发与蒸腾越大。温度温度，RR。我国为季风气候，冬季干燥，夏季湿润。我国为季风气候，冬季干燥，夏季湿润。二、陆地上水的存在形式（1）水的形态 B.液态水液态水露露：夜晚地面因辐射冷却，空气湿度增加，：夜晚地面因辐射冷却，空气湿度增加，当温度降到露点温度以下时，就形成了露。当温度降到露点温度以下时，就形成了露。雾雾：空气中的水分达到饱和时，形成了雾。：空气中的水分达到饱和时，形成了雾。云云：空气上升，绝热膨胀冷却，温度下降，：空气上升，绝热膨胀冷却，温度下降，水气凝结而成。水气凝结而成。雨雨：是降水中最主要的一种。：是降水中最主要的一种。B.液态水雨雨地形雨地形雨：暖湿气流在前进途中遇到地形阻碍，：暖湿气流在前进途中遇到地形阻碍，气流被迫沿山体上升，绝热膨胀冷却，水气流被迫沿山体上升，绝热膨胀冷却，水气凝结成雨。气凝结成雨。雨地形雨：暖湿气流在前进途中遇到地形阻碍，气流被迫沿山体上升对流雨对流雨（雷阵雨雷阵雨）：日照强烈，地面空气层受：日照强烈，地面空气层受热增温，造成不稳定的对流运动而形成阵雨热增温，造成不稳定的对流运动而形成阵雨对流雨（雷阵雨）：日照强烈，地面空气层受热增温，造成不稳定气旋雨气旋雨（锋面雨锋面雨）：北方南下的冷气团和）：北方南下的冷气团和南方来的暖气团相交形成锋面，暖气团南方来的暖气团相交形成锋面，暖气团沿锋面上升，绝热膨胀冷却，凝结致雨。沿锋面上升，绝热膨胀冷却，凝结致雨。也称也称“黄梅雨黄梅雨”。台风雨台风雨：由台风带来的降雨。：由台风带来的降雨。气旋雨（锋面雨）：北方南下的冷气团和南方来的暖气团相交形成锋C.固态水固态水霜霜：夜晚由于地面辐射冷却，温度下降，空气：夜晚由于地面辐射冷却，温度下降，空气中的水分达到饱和，如果露点温度在中的水分达到饱和，如果露点温度在00以以下时，就形成霜。下时，就形成霜。雪雪：当高空中空气的露点温度在：当高空中空气的露点温度在00以下，水以下，水气就直接凝结成固体小冰晶，降落到地面就气就直接凝结成固体小冰晶，降落到地面就是雪或冰雹。是雪或冰雹。冰雹冰雹：是一种特殊的降水，对植物有严重的机：是一种特殊的降水，对植物有严重的机械摧残作用。械摧残作用。C.固态水霜：夜晚由于地面辐射冷却，温度下降，空气中的水三、水的特性三、水的特性水分具有极性水分具有极性水具有高比热容水具有高比热容水具有特殊的密度变化水具有特殊的密度变化水具有相变（水的三态）水具有相变（水的三态）三、水的特性水分具有极性四、水的生态学意义水是原生质的主要成分水是原生质的主要成分;水是某些代谢作用过程的反应物质水是某些代谢作用过程的反应物质;水对稳定环境温度有重要意义水对稳定环境温度有重要意义;水是植物进行代谢作用的介质水是植物进行代谢作用的介质;水能使植物体保持固有的姿态。水能使植物体保持固有的姿态。四、水的生态学意义水是原生质的主要成分;五、五、生物对水分的适应生物对水分的适应（一）（一）植物与水植物与水 陆地植物的陆地植物的水分水分平衡平衡是指水分的收支是指水分的收支平衡。在根吸收水和平衡。在根吸收水和叶蒸腾水之间保持适叶蒸腾水之间保持适当的平衡是保证植物当的平衡是保证植物正常生活所必需的。正常生活所必需的。五、生物对水分的适应（一）植物与水1 1 水生植物水生植物水生植物水生植物（aquatic plant）是指能够长期在是指能够长期在水中正常生活的植物。水中正常生活的植物。适应水生生活的特点：适应水生生活的特点：n根茎叶形成连贯的通气组织，应对缺氧根茎叶形成连贯的通气组织，应对缺氧环境，增加浮力，维持平衡。环境，增加浮力，维持平衡。n叶片很薄，形成丝状、线状和带状，增叶片很薄，形成丝状、线状和带状，增大与水的接触面积，有利于获得光照和大与水的接触面积，有利于获得光照和吸收溶解的二氧化碳。吸收溶解的二氧化碳。1 水生植物水生植物（aquatic plant）是指能够长金鱼藻金鱼藻1 1 水生植物水生植物1 1）沉水植物沉水植物为典型的水生植物，植物体全在水下。为典型的水生植物，植物体全在水下。根退化，表皮细胞有直接吸收的作用，根退化，表皮细胞有直接吸收的作用，叶绿体大，无性繁殖发达。叶绿体大，无性繁殖发达。1 水生植物1）沉水植物光叶眼子菜光叶眼子菜2 2）浮水植物浮水植物叶片漂浮在水面，气孔分布在叶的上表叶片漂浮在水面，气孔分布在叶的上表面，维管束和机械组织不发达，无性面，维管束和机械组织不发达，无性繁殖速度快。繁殖速度快。可分为可分为漂浮植物漂浮植物和和浮叶根生植物浮叶根生植物两类。两类。2）浮水植物睡莲王莲芡实萍蓬草睡莲王莲芡实萍蓬草浮萍凤眼莲浮萍凤眼莲3 3）挺水植物挺水植物：植物体大部分挺出水面，如芦苇植物体大部分挺出水面，如芦苇等。等。3）挺水植物：千屈菜慈姑千屈菜慈姑2 陆生植物类型陆生植物类型1）湿生植物湿生植物：抗旱能力小，不能长时间忍受缺水，抗旱能力小，不能长时间忍受缺水，一般生长在光照弱、湿度大的林下，或日一般生长在光照弱、湿度大的林下，或日光充足、土壤水分饱和的环境中。光充足、土壤水分饱和的环境中。菖蒲2 陆生植物类型1）湿生植物：菖蒲n阴生湿生植物：阴生湿生植物：多分布于热带雨林。n阳生湿生植物：阳生湿生植物：分布于土壤水分饱和的沼泽地、湖边等。阴生湿生植物：多分布于热带雨林。2）中生植物中生植物：不能忍受严重干旱或长期水涝，只能在水分不能忍受严重干旱或长期水涝，只能在水分条件适中的环境中生活。叶片上通常有角质层，条件适中的环境中生活。叶片上通常有角质层，栅栏组织排列较整齐，根系和输导组织都比湿栅栏组织排列较整齐，根系和输导组织都比湿生植物的发达，能抗御短期的干旱。生植物的发达，能抗御短期的干旱。2）中生植物：能忍受较长时间的干旱，主要分布在干热草能忍受较长时间的干旱，主要分布在干热草原和荒漠地区。原和荒漠地区。根系发达，叶面积很小，有些植物的叶片退根系发达，叶面积很小，有些植物的叶片退化成刺状或鳞片，发达的储水组织及高渗透化成刺状或鳞片，发达的储水组织及高渗透压的原生质等。压的原生质等。3 3）旱生植物旱生植物 能忍受较长时间的干旱，主要分布在干热草原和荒漠地区。3）旱第3章(四)水对生物的作用课件A A、少浆液植物少浆液植物n叶面积缩小，根系发达，表皮细胞叶面积缩小，根系发达，表皮细胞厚，角质层发达，叶表面密布绒毛厚，角质层发达，叶表面密布绒毛栅栏组织多层，气孔大都下陷。栅栏组织多层，气孔大都下陷。骆驼刺骆驼刺A、少浆液植物叶面积缩小，根系发达，表皮细胞厚，角质层发达，贮水组织发达，如北美的仙人掌树贮水组织发达，如北美的仙人掌树高可达高可达15-2015-20米，可贮水米，可贮水2 2吨以上；吨以上；西非的猴面包树可贮水西非的猴面包树可贮水4 4吨之多。吨之多。这类植物的面积与体积的比例很小，这类植物的面积与体积的比例很小，可减少水分的蒸腾。可减少水分的蒸腾。B B、多浆液植物多浆液植物贮水组织发达，如北美的仙人掌树高可达15-20米，可贮水2吨假木贼假木贼 藜科藜科假木贼 藜科第3章(四)水对生物的作用课件第3章(四)水对生物的作用课件3 植物生产力植物生产力A.植物生产力与降雨量之间存在相关性。植物生产力与降雨量之间存在相关性。B.植物每生产植物每生产1g干物质，需干物质，需300-600g水，水，但不同植物不一样。但不同植物不一样。C.干旱是造成低生产力的关键因素。干旱是造成低生产力的关键因素。3 植物生产力植物生产力与降雨量之间存在相关性。4 水分与植物分布Science,2001，331：324-3274 水分与植物分布Science,2001，331：3（二）（二）动物对水的适应动物对水的适应1 1 水生动物水生动物1 1）海洋动物海洋动物的渗透压调节的渗透压调节动物血液和体液的渗透浓度与海水总渗透浓度大致相等，如海胆、贻贝等；（二）动物对水的适应1 水生动物血液和体液的渗透浓度略高于海水，如海月水母、枪乌贼等。（高渗透压动物）血液和体液的渗透浓度略高于海水，如海月水母、枪乌贼等。（高渗动物的血液和体液大大动物的血液和体液大大低于低于海水的渗透浓海水的渗透浓度，如鲱、鲑等。（低渗透压动物）度，如鲱、鲑等。（低渗透压动物）因此保持水分平衡的有效方法是大量饮水。因此保持水分平衡的有效方法是大量饮水。细胞膜上具有细胞膜上具有NaNa+泵和泵和K K+泵。泵。动物的血液和体液大大低于海水的渗透浓度，如鲱、鲑等。（低渗透2）淡水动物的渗透压调节）淡水动物的渗透压调节生活的环境是一种特殊的低盐环境，渗生活的环境是一种特殊的低盐环境，渗透浓度由于潮水等原因波动很大。透浓度由于潮水等原因波动很大。变渗动物变渗动物：体液浓度可随环境渗透浓度：体液浓度可随环境渗透浓度的改变而改变。的改变而改变。恒渗动物恒渗动物：体液浓度不随环境渗透浓度：体液浓度不随环境渗透浓度的改变而改变。的改变而改变。2）淡水动物的渗透压调节生活的环境是一种特殊的低盐环境，渗透n1 形态结构上的适应形态结构上的适应 1）昆虫具有几丁质的外壳，防止水分过）昆虫具有几丁质的外壳，防止水分过量蒸发。有些具有气管系统。量蒸发。有些具有气管系统。2）两栖类体表分泌粘液保持水分平衡。）两栖类体表分泌粘液保持水分平衡。3）爬行动物具有很厚的角质层）爬行动物具有很厚的角质层 4）鸟类具有羽毛和尾脂腺）鸟类具有羽毛和尾脂腺 5）哺乳动物具有皮脂腺和毛）哺乳动物具有皮脂腺和毛2 陆生动物陆生动物1 形态结构上的适应2 陆生动物第3章(四)水对生物的作用课件2 行为上的适应行为上的适应穴居、迁徙穴居、迁徙2 行为上的适应3 生理上的适应生理上的适应n鸟类、哺乳类以回收冷凝水来减少呼吸失水；鸟类、哺乳类以回收冷凝水来减少呼吸失水；n具有良好的重新吸收水分的肾脏来减少排泄失具有良好的重新吸收水分的肾脏来减少排泄失水；水；n以排出含氮废物（尿素、尿酸）的形式减少排以排出含氮废物（尿素、尿酸）的形式减少排泄失水；泄失水；n骆驼，具有储水的胃，驼峰中储藏有丰富脂肪，消耗过程产生水，血液中具有特殊蛋白质和脂肪，不易脱水3 生理上的适应思考题：思考题：1.试述植物是如何通过调节根系吸水和叶片蒸腾来保持其体内试述植物是如何通过调节根系吸水和叶片蒸腾来保持其体内水分平衡的。水分平衡的。2.试述陆生植物对水因子的适应。试述陆生植物对水因子的适应。THANK YOU 思考题：