《个体生态学》PPT课件

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1、第四章生理生态学3-1生物体的生态因子3-2动物生理生态学3-3植物生理生态学3-3植物生理生态学基本概念植物生理生态学（Plantphysioecology）：是研究植物随环境因子变化而发生的生理现象的科学。限制因子定律：某种物种受到数种因子影响时，其速度受到最小提供因子所决定。一植物生理生态学概述1.植物生理生态学的概念植物生理生态学或植物生态生理学（PlantEcophysiology）概念基本相同。两者所强调的内容策略有所不同，前者更强调生态，而后者更强调生理。植物生理生态学是植物生态学的一个分支，研究的问题包括：(1)“植物与环境”系统内的相互作用和基本机制；（2

2、）植物的生命过程；（3）环境因素影响下的植物代谢作用和能量转换；（4）以及有机体适应环境因子改变的能力。近20年来，植物生理生态学的研究从细胞到生态系统各个组织层次放大的同时，又重新将重点集中到个体水平。研究对象从过去的作物和常见种为主转向生物多样性和全球变化的关键植物种类。当前植物生理生态组织的新动向是植物适应和进化的机制，对有限资源的合理利用，植物在全球变化中的行为表现，光、温、水、气、营养等多种环境因子的互相作用对植物行为的影响，植物的抗逆性潜能和植物生长过程的自动检测和动态模拟等。二植物生理生态学概述2.植物生理生态学研究方法从萌芽开始，植物生理生态学已经经历了5个

3、阶段：思辨方法和准实验方法阶段观察与描述方法阶段Bills（1957）最早把植物生理生态学看作一门独立的学科。实验方法阶段理论方法与综合方法阶段二光的生态作用光是一个十分复杂而重要的生态因子，包括光强、光质和光照长度。光因子的变化对生物有着深刻的影响。（1）光强与植物光对植物的形态建成和生殖器官的发育影响很大。植物的光合器官叶绿素必须在一定光强条件下才能形成，许多其他器官的形成也有赖于一定的光强。在黑暗条件下，植物就会出现“黄化现象”。在植物完成光周期诱导和花芽开始分化的基础上，光照时间越长，强度越大，形成的有机物越多，有利于花的发育。光强还有利于果实的成熟，对果实的品质也

4、有良好作用。（1）光质与植物植物的光合作用不能利用光谱中所有波长的光，只是可见光区（400-760nm），这部分辐射通常称为生理有效辐射，约占总辐射的40-50%。可见光中红、橙光是被叶绿素吸收最多的成分，其次是蓝、紫光，绿光很少被吸收，因此又称绿光为生理无效光。此外，长波光（红光）有促进延长生长的作用，短波光（蓝紫光、紫外线）有利于花青素的形成，并抑制茎的伸长。3．光照长度与生物的光周期现象地球的公转与自转，带来了地球上日照长短的周期性变化，长期生活在这种昼夜变化环境中的动植物，借助于自然选择和进化形成了各类生物所特有的对日照长度变化的反应方式，这就是生物的光周期现象。如

5、果把长日照植物栽培在热带，由于光照不足，就不会开花。同样，短日照植物栽培在温带和寒带也会因光照时间过长而不开花。这对植物的引种、育种工作有极为重要的意义。中日照植物昼夜长短比例接近相等（12小时左右）长日照植物日照时间长于一定数值（14小时）才能开花的植物短日照植物日照时间短于一定数值（一般14小时以上的黑暗）中间型植物任何日照条件下都能开花的植物二光的生态作用1.辐射能与光合作用光合有效辐射（photosyntheticallyactiveradiation,PAR）:植物光合作用和生长发育有直接关系的太阳光辐射，PAR约占太阳照射地球表面入射光的44％。直射、反射、散射

6、~20%被大气选择吸收并使能量降解富能的碳水化合物，构成生态系统中生物能的最初来源光合作用太阳能植物群落二光的生态作用2.能量转换效率光合作用的能量转换效率（efficiencyofphotosynthesis）：光合作用固定太阳能的效率，光合作用产生的自由能，可通过下面的化学平衡式得出：6CO2+12H20=C6H12O6+6O224个电子PSIPSII48个光电子每摩尔光量子产生172kj的能量8240kJ能量转换效率：2872kj（葡萄糖中的化学能）/8240kj（48个光量子中的能量）＝35％二光的生态作用3.不同植物光合能力C3植物：在光合作用暗固定过程中CO2首

7、先结合于RuBP受体（1，5－二磷酸核酮糖）在RuBP羧化酶（rubisco）的催化下进行羧化，一个6碳分子的羧化产物立即可以分解成两个分子的3－磷酸甘油酸（PGA)。这些最初固定的有机分子均含有3个碳原子，故此过程称为CO2同化的C3途径，具C3途径的植物称为C3植物。C4植物：在光合作用下固定过程中，所固定的最初产物不是3碳分子，而是草酰乙酸，即具有4个碳原子的二羧酸，是由磷酸稀酸式丙酮酸（PEP）的β－羧化形成的，故称为C4途径，具C4途径或以此为主的植物称为C4植物。CAM植物：具景天酸代谢途径的植物，多为