第4章生物與水WATERRELATION第4章生物與水WATERRELATION1主要內(nèi)容4.1水的生態(tài)意義4.2水的運(yùn)動及生物獲水和失水的途徑4.3植物與水的關(guān)系4.4動物與水的關(guān)系主要內(nèi)容4.1水的生態(tài)意義24.1水的生態(tài)意義

(1)水是任何生物體都不可缺少的重要組成成分生物體一般含60％~80％的水,低等水生動物甚至更高。(2)水是生物體所有代謝活動的介質(zhì),是生命活動的基礎(chǔ)營養(yǎng)的運(yùn)輸,廢物的排除,激素的轉(zhuǎn)遞,各種生化反應(yīng)…..,都必須在水溶液中進(jìn)行;所有物質(zhì)也都必須以溶解狀態(tài)才能進(jìn)入細(xì)胞。4.1水的生態(tài)意義(1)水是任何生物體都不可缺少的重要組3(3)水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境水的特征:3.98℃時密度最大,結(jié)冰從上至下進(jìn)行;熱容量很大,吸熱和放熱緩慢。(4)生物起源于水環(huán)境生物進(jìn)化90％的時間是在海洋中進(jìn)行的。從水生到陸生的進(jìn)化。(3)水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境44.2水的運(yùn)動及生物獲水和失水的途徑

4.2.1水的運(yùn)動液態(tài)(水)固態(tài)(冰)

氣態(tài)(水蒸氣)水的三相變化4.2水的運(yùn)動及生物獲水和失水的途徑

4.2.1水的5空氣中的水—水蒸氣※相對濕度=水蒸氣密度/飽和水蒸氣密度×100%

液態(tài)水※濃度梯度土壤中的水※毛細(xì)管水空氣中的水—水蒸氣64.2.2生物獲水與失水的途徑(1)水分的喪失途徑植物－蒸發(fā)(蒸騰作用、擴(kuò)散作用)失水,分泌失水。動物－蒸發(fā)失水,排泄、分泌失水。(2)水分的獲得途徑植物－根部吸收,葉面吸收。動物－食物,體表吸收,代謝水。4.2.2生物獲水與失水的途徑7根據(jù)植物對水的依賴程度可以把植物分為以下幾種生態(tài)類型:(1)水生植物

沉水植物:根退化或消失,金魚藻、狐尾藻等。

浮水植物:無根漂浮植物(鳳眼蓮、浮萍等);浮葉根生植物(睡蓮和眼子菜)

挺水植物:蘆葦、菰、香蒲、蓮等。4.3植物與水的關(guān)系根據(jù)植物對水的依賴程度可以把植物分為以下幾種生態(tài)類型:4.38(2)陸生植物

濕生植物:生態(tài)上依賴于濕地的植物？

中生植物:種類最多、分布最廣、數(shù)量最多。

旱生植物:少漿液植物(駱駝刺)和多漿液植物(仙人掌等)。(2)陸生植物9濕生植物—池杉濕生植物10中生植物

—詩人草中生植物

—詩人草11旱生植物—仙人球旱生植物—仙人球12肉質(zhì)旱生植物—景天肉質(zhì)旱生植物—景天134.3.1陸生植物與水(1)陸生植物體內(nèi)水分平衡Wip=Wr+Wa–Wt–WsWip:植物體內(nèi)的水分Wr:植物的根從土壤中吸收的水分Wa:植物從空氣中吸收的水分Wt:蒸騰喪失的水分

Ws:分泌喪失的水分4.3.1陸生植物與水(1)陸生植物體內(nèi)水分平衡14生物與水課件15(2)陸生植物保水機(jī)制

A.形態(tài)適應(yīng)發(fā)達(dá)的根系,以利于根從土壤中吸收的水分葉面小,氣孔下陷,表面有厚的蠟質(zhì)層或白色絨毛,許多單子葉植物葉具扇狀運(yùn)動細(xì)胞,可使葉面卷曲,減少水分丟失莖、枝的外層是木栓層具發(fā)達(dá)的貯水組織(2)陸生植物保水機(jī)制16B.生理適應(yīng)水分運(yùn)輸?shù)膭恿υ|(zhì)的滲透壓特高,從土壤中吸收水分,同時不至于發(fā)生反滲透現(xiàn)象使植物失水:淡水植物一般2~3Pa,中生植物不超過20Pa,旱生植物可達(dá)40~60Pa,甚至高達(dá)100Pa。采用C4途徑進(jìn)行光合作用，如玉米、高梁、甘蔗等植物。B.生理適應(yīng)17一些旱生植物和中生植物下陷的氣孔一些旱生植物和中生植物下陷的氣孔18生物與水課件194.3.2水生植物與水海水植物是等滲的,淡水植物具有自動調(diào)節(jié)滲透壓的能力體內(nèi)具有發(fā)達(dá)的通氣系統(tǒng),保證體內(nèi)個部分對氧氣的需要葉的表面積大,有利于采光和吸收無機(jī)鹽和CO2

4.3.2水生植物與水海水植物是等滲的,淡水植物具有自動調(diào)20沉水植物－金魚藻沉水植物－金魚藻21浮水植物——鳳眼蓮浮水植物——鳳眼蓮22挺水植物——蓮?fù)λ参铩?3水生植物的通氣組織(蓮藕）水生植物的通氣組織(蓮藕）244.4動物與水4.4.1陸生動物與水(1)陸生動物體內(nèi)水分平衡Wia=Wm+Wd+Wf+Wa–We–WsWia:動物體內(nèi)水分Wm:代謝水

Wd:從飲水中獲得的水分Wf:從食物中獲得的水分Wa:從空氣中吸收的水分We:體表蒸發(fā)和呼吸喪失的水分Ws:排泄喪失的水分4.4動物與水4.4.1陸生動物與水25生物與水課件26(2)陸生動物保持水分的方法不透水的皮膚、覆蓋了蠟質(zhì)層的外骨骼,減少蒸發(fā)失水冷凝回收肺內(nèi)呼出的水蒸氣濃縮排泄物回避極端環(huán)境:如遷徙、休眠等

※保水與降溫的矛盾,解決方法:體溫的波動(2)陸生動物保持水分的方法27SimilarDesertModifications(誘變)CamelsCanwithstandwaterlossupto20%.Faceintosuntoreduceexposure.Thickhair:Increasedbodytemp,

lowersheatgradient(變化/梯度).SaguaroCactus(巨狀仙人掌)Trunk樹干/Armsactaswaterstorageorgans.Densenetworkofshallowroots(淺根).ReducesEvaporativeloss.SimilarDesertModifications(誘28生物與水課件294.4.2水生動物與水(1)咸水動物等滲動物:體內(nèi)滲透壓大致與環(huán)境滲透壓相等(無脊椎動物,海參和盲鰻)低滲動物:體內(nèi)滲透壓低于環(huán)境滲透壓,體內(nèi)的水向體外滲透(易脫水),必須大量飲水;同時依靠發(fā)達(dá)的排泄器官,把飲水中的大量溶質(zhì)排泄出去,使其尿液量減少到最低限度。硬骨魚和甲殼動物通過鰓排鹽(逆濃度梯度向外分泌鹽類),軟骨魚類通過直腸腺排鹽。如七鰓鰻。特異功能是:防脫水(要飲水)又排鹽。水生動物面臨的問題:保持體內(nèi)的水鹽平衡4.4.2水生動物與水(1)咸水動物水生動物面臨的問題:保30生物與水課件31高滲動物:體內(nèi)滲透壓高于環(huán)境滲透壓,環(huán)境中的水向體內(nèi)滲透;能大量排尿(排濃尿)維持高滲狀態(tài)。如軟骨魚類,鯊魚。特異功能是:防排鹽(要吸鹽)又排水。變滲動物:體液濃度隨環(huán)境滲透濃度的改變而改變。如溯河的鮭魚和降海的鰻魚以及廣鹽性魚類(羅非魚、赤鱒、刺魚等)。恒滲動物:體液濃度保持恒定,不隨環(huán)境改變而改變。高滲動物:體內(nèi)滲透壓高于環(huán)境滲透壓,環(huán)境中的水向體內(nèi)滲透;能32生物與水課件33(2)淡水動物淡水的滲透壓極低,動物血液或體液滲透濃度比較高,水不斷滲入動物體內(nèi),過剩的水必須排出體外,才能保持體內(nèi)水分平衡(排大量的稀尿)。淡水動物還面臨著丟失溶質(zhì)的問題(由于隨尿或由于擴(kuò)散作用而丟失),丟失的溶質(zhì)彌補(bǔ)有2個途徑:食物中獲取;鰓或上皮組織表面主動把鈉吸收到體內(nèi)。維持滲透壓的機(jī)能類似海洋中的高滲動物,但是排大量的稀尿。(2)淡水動物34生物與水課件35第4章生物與水WATERRELATION第4章生物與水WATERRELATION36主要內(nèi)容4.1水的生態(tài)意義4.2水的運(yùn)動及生物獲水和失水的途徑4.3植物與水的關(guān)系4.4動物與水的關(guān)系主要內(nèi)容4.1水的生態(tài)意義374.1水的生態(tài)意義

(1)水是任何生物體都不可缺少的重要組成成分生物體一般含60％~80％的水,低等水生動物甚至更高。(2)水是生物體所有代謝活動的介質(zhì),是生命活動的基礎(chǔ)營養(yǎng)的運(yùn)輸,廢物的排除,激素的轉(zhuǎn)遞,各種生化反應(yīng)…..,都必須在水溶液中進(jìn)行;所有物質(zhì)也都必須以溶解狀態(tài)才能進(jìn)入細(xì)胞。4.1水的生態(tài)意義(1)水是任何生物體都不可缺少的重要組38(3)水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境水的特征:3.98℃時密度最大,結(jié)冰從上至下進(jìn)行;熱容量很大,吸熱和放熱緩慢。(4)生物起源于水環(huán)境生物進(jìn)化90％的時間是在海洋中進(jìn)行的。從水生到陸生的進(jìn)化。(3)水為生物創(chuàng)造穩(wěn)定的溫度環(huán)境394.2水的運(yùn)動及生物獲水和失水的途徑

4.2.1水的運(yùn)動液態(tài)(水)固態(tài)(冰)

氣態(tài)(水蒸氣)水的三相變化4.2水的運(yùn)動及生物獲水和失水的途徑

4.2.1水的40空氣中的水—水蒸氣※相對濕度=水蒸氣密度/飽和水蒸氣密度×100%

液態(tài)水※濃度梯度土壤中的水※毛細(xì)管水空氣中的水—水蒸氣414.2.2生物獲水與失水的途徑(1)水分的喪失途徑植物－蒸發(fā)(蒸騰作用、擴(kuò)散作用)失水,分泌失水。動物－蒸發(fā)失水,排泄、分泌失水。(2)水分的獲得途徑植物－根部吸收,葉面吸收。動物－食物,體表吸收,代謝水。4.2.2生物獲水與失水的途徑42根據(jù)植物對水的依賴程度可以把植物分為以下幾種生態(tài)類型:(1)水生植物

沉水植物:根退化或消失,金魚藻、狐尾藻等。

浮水植物:無根漂浮植物(鳳眼蓮、浮萍等);浮葉根生植物(睡蓮和眼子菜)

挺水植物:蘆葦、菰、香蒲、蓮等。4.3植物與水的關(guān)系根據(jù)植物對水的依賴程度可以把植物分為以下幾種生態(tài)類型:4.343(2)陸生植物

濕生植物:生態(tài)上依賴于濕地的植物？

中生植物:種類最多、分布最廣、數(shù)量最多。

旱生植物:少漿液植物(駱駝刺)和多漿液植物(仙人掌等)。(2)陸生植物44濕生植物—池杉濕生植物45中生植物

—詩人草中生植物

—詩人草46旱生植物—仙人球旱生植物—仙人球47肉質(zhì)旱生植物—景天肉質(zhì)旱生植物—景天484.3.1陸生植物與水(1)陸生植物體內(nèi)水分平衡Wip=Wr+Wa–Wt–WsWip:植物體內(nèi)的水分Wr:植物的根從土壤中吸收的水分Wa:植物從空氣中吸收的水分Wt:蒸騰喪失的水分

Ws:分泌喪失的水分4.3.1陸生植物與水(1)陸生植物體內(nèi)水分平衡49生物與水課件50(2)陸生植物保水機(jī)制

A.形態(tài)適應(yīng)發(fā)達(dá)的根系,以利于根從土壤中吸收的水分葉面小,氣孔下陷,表面有厚的蠟質(zhì)層或白色絨毛,許多單子葉植物葉具扇狀運(yùn)動細(xì)胞,可使葉面卷曲,減少水分丟失莖、枝的外層是木栓層具發(fā)達(dá)的貯水組織(2)陸生植物保水機(jī)制51B.生理適應(yīng)水分運(yùn)輸?shù)膭恿υ|(zhì)的滲透壓特高,從土壤中吸收水分,同時不至于發(fā)生反滲透現(xiàn)象使植物失水:淡水植物一般2~3Pa,中生植物不超過20Pa,旱生植物可達(dá)40~60Pa,甚至高達(dá)100Pa。采用C4途徑進(jìn)行光合作用，如玉米、高梁、甘蔗等植物。B.生理適應(yīng)52一些旱生植物和中生植物下陷的氣孔一些旱生植物和中生植物下陷的氣孔53生物與水課件544.3.2水生植物與水海水植物是等滲的,淡水植物具有自動調(diào)節(jié)滲透壓的能力體內(nèi)具有發(fā)達(dá)的通氣系統(tǒng),保證體內(nèi)個部分對氧氣的需要葉的表面積大,有利于采光和吸收無機(jī)鹽和CO2

4.3.2水生植物與水海水植物是等滲的,淡水植物具有自動調(diào)55沉水植物－金魚藻沉水植物－金魚藻56浮水植物——鳳眼蓮浮水植物——鳳眼蓮57挺水植物——蓮?fù)λ参铩?8水生植物的通氣組織(蓮藕）水生植物的通氣組織(蓮藕）594.4動物與水4.4.1陸生動物與水(1)陸生動物體內(nèi)水分平衡Wia=Wm+Wd+Wf+Wa–We–WsWia:動物體內(nèi)水分Wm:代謝水

Wd:從飲水中獲得的水分Wf:從食物中獲得的水分Wa:從空氣中吸收的水分We:體表蒸發(fā)和呼吸喪失的水分Ws:排泄喪失的水分4.4動物與水4.4.1陸生動物與水60生物與水課件61(2)陸生動物保持水分的方法不透水的皮膚、覆蓋了蠟質(zhì)層的外骨骼,減少蒸發(fā)失水冷凝回收肺內(nèi)呼出的水蒸氣濃縮排泄物回避極端環(huán)境:如遷徙、休眠等

※保水與降溫的矛盾,解決方法:體溫的波動(2)陸生動物保持水分的方法62SimilarDesertModifications(誘變)CamelsCanwithstandwaterlossupto20%.Faceintosuntoreduceexposure.Thickhair:Increasedbodytemp,

lowersheatgradient(變化/梯度).SaguaroCactus(巨狀仙人掌)Trunk樹干/Armsactaswaterstorageorgans.Densenetworkofshallowroots(淺根).ReducesEvaporativeloss.SimilarDesertModifications(誘63生物與水課件644.4.2水生動物與水(1)咸水動物等滲動物: