苏教小学科学五上1.5昼夜对动植物的影响三 18页

昼夜对动植物的影响 植物生长在一定时间内呈现慢快慢的节奏，这种快慢节奏与季节和昼夜变化有关，植物或器官的生长速率随昼夜或季节的变化而发生有规律性的变化，这种现象称为植物生长的周期性。从定义中可见，植物生长的周期的可分为昼夜周期性和季节周期性。 （一）昼夜周期性植物生长随昼夜交替而呈现的有规律变化，就是昼夜周期性。随昼夜交替，光照，温度、水分也发生周期性的变化，从而影响到植物的生长速率。植物生长速率有两种表示方法，一是以干物质积累量为指标，二是以株高或体积为指标。如果以干物质积累量为指标，白天的生长速率大于夜间，如果以株高、鲜重、或体积为指标，生长速率随昼夜交替呈现三种变化，（1）在水分充足的条件下，白天光照充足，温度适合，生长速率大于夜间。（2）白天光照过强，温度较高时，蒸腾过于强烈，失水多，体内出现水分亏缺，生长受到抑制，这时白天生长速率小于夜间。（3）当白天与夜间温度相近时，白天和夜间的生长速率相近。植物生长的昼夜周期，不仅受昼夜交替的影响，而且受植物内生机制—生物钟的影响的调节。 （二）季节周期性植物生长随季节变化而呈现的有规律变化，就是植物生长的季节周期性。由于地球公转，引起日照长度和气温的季节性变化，而日照长度和气温又影响植物的生长，使植物的生长呈现有规律的变化。以多年生木本植物为例，春季气温升高，光照逐渐增强，植物开始生长，夏季旺盛生长，由于较高日照较长较强，秋季，日照逐渐缩短，气温降低，生长受抑，进入休眠状态，冬季生长完全停止，处于休眠状态。这种变化周而复始，年复一年。 （三）生物钟生物钟是指植物在长期进化过程中形成的生理活动随昼夜交替呈现周期性变化的内在控制机制。生物钟是生物的内生计时系统。生物钟的计时周期是近似24小时。因此也称为近似昼夜节奏。植物的生长，运动，细胞分裂，某些酶活性都受生物钟的调节，受生物钟调节的最典型例子是菜豆叶片的就眠运动。菜豆叶片在白天呈水平状态，夜间下垂，称为就眠，如菜豆连续光照，或连续黑暗，并使温度处于恒定，菜豆叶片仍然在白天时平展，夜间时下垂，这种运动的周期不是24h，而在22-28h，说明菜豆叶片的就眠运动受体内的一种内生机制控制，这就是生物钟。生物钟的重要特点是可以调拨的，调拨生物钟的因子主要是光照，因此，生物钟的周期总是近似24h。 动物有许多活动都和光线有关。鸟类醒来和鸣叫与光照强度有直接的关系，因此在不同季节便有鸣叫时间的不同变化；而幼小的鳗鱼在白天溯流而上，但在夜间就停止回游并且隐藏起来；蝗虫迁飞时如果遇到太阳被云遮住，立即停止飞行，金龟子在日落后五六分钟出现。这些都说明光照对动物行为的作用。 各种动物的活动行为都与一定强度光的照明有关。有的动物适应弱光的生活方式，称为夜行性动物。有的动物适应较强的光照条件，称为昼行性动物。喜欢光的动物有趋光性，如苍蝇，避光性动物则追求阴影，如蚂蟥、疟蚊等。一场大雨使蚯蚓爬到土壤表面，但只要在短时间暴露在太阳光下就会死亡，这种现象称为光死亡。 动物的季节性活动，虽然有很多种原因，但光是最主要的因素。在一年之中随着季节的变化，光对动物的形态、生理、生态都会发生作用。例如，鸟类、哺乳类(海豹、鲸、鹿等)、爬行类(如海龟)、鱼类都有季节性迁移的习性，其中候鸟的迁移最引人注意，它们定期、定向，保持严格的季节周期，都与日光照射时间的长短有关。它们的生殖腺受长时间日照后就朝向北方飞行，而在秋季短时间日照下，生殖腺萎缩就向南方飞行 鸟类更换羽毛、动物脱毛都与日光照射时间的长短有关。根据试验，将生活在雪地中的雪兔一整年都放在由人工控制短时间日光照射下，尽管温度保持夏季的2l℃，结果毛色仍保持冬季的白色，而不呈现夏季的棕黄色。 动物是经由身体的表面接受光的热能的，许多变温动物(蛇、鳄鱼等)在活动之前必须先晒太阳取暖，然后才开始活动。鸟类和哺乳类动物也常进行日光浴利用阳光取暖，以维持热能代谢的平衡，另外还能促进体内维生素D的合成。动物的身体表面都有一定的颜色和结构，就是为了有利于从日光照射中吸取热能，例如高山地区昆虫大多是黑色，因此可以吸收较多的太阳能，同时还可防止紫外线的伤害。 青蛙和鲑鱼的卵在有光的情况下，才能正常发育，并且比无光的环境下发育得更快。相反，生活在阴暗环境下的昆虫，在有光的环境下发育迟缓。这些都表示光对于动物的生长有减缓或促进的作用。变色龙的体色变化不同，其颜色变化决定于环境因素，例如光线、温度以及情绪。人们一般认为，变色龙变色是为了与周围环境颜色一致，其实这是误解。实际也是对光的一种应激反应。 花钟概述在大自然中，植物有着一定的生理节律。它受约于生物钟，植物的生物钟可能控制花的开放，香味和花蜜的产生，树根液汁的分泌，树叶的休眠等的生物化学活性。花序按序开放也许是为了吸引不同时间活动的传粉者，如白天开花的植物吸引蜜蜂、蝴蝶和小鸟；夜间开花的植物吸引飞蛾和蝙蝠。[2]花钟分二种形式：一种是以植物开花的时间不同，而将其组成一个报道时间的时钟。又被称为植物生理节律。另一种是将花卉组成钟盘，报道时间。又称园艺钟 林奈（Linnaeus，Carolus)，是瑞典一位著名的植物学家。他长期观察和研究，发现各种植物开花都有一定的时间。人们把林奈这个发现称为“花钟”。林奈在植物研究中观察到一些植物花的开闭具有波动性。他把46种具有波动习性的植物分为三组：一组是大气花，它们的开放和闭合随大气条件而变化；一组是热带花，它们随光照的长短而变化；还有一组花是定时开放与闭合，不受昼夜长短的影响。林奈将第三组的花栽培在花盆里，然后按开花的早晚顺序摆在自己的书桌上．成为富有自然情趣的“花钟”。 林奈花钟的开放时间顺序如下：02:00蛇床花04:00牵牛花05:00野蔷薇06:00龙葵花07:00芍药花10:00半枝莲12:00鹅肠菜15:00万寿菊17:00紫茉莉18:00烟草花19:00丝瓜花20:00夜来香21:00昙花 瑞士花钟花钟是日内瓦著名景点。瑞士号称“花园之国”，又称“钟表之乡”，更奇妙的是瑞士的能工巧匠将花卉之美与钟表的制造工艺完美地结合起来，别出心裁地创造出了“花钟”。花钟坐落于日内瓦湖畔，是一种既能供人欣赏又能体现时钟功能的设施。它的机械机构设置于地下，地面上的钟面由鲜嫩翠绿的芳草覆盖，代表12小时的阿拉伯数字则由浓密火红的花簇组成；有时候，钟面开满了艳丽的花朵，它的阿拉伯数字却换成了平整的绿茵。当组成钟面的鲜花盛开期过后，人们就改种另一种鲜花，使钟面形成新的图案。瑞士人民对花钟的设计颇为自豪，日内瓦市的地图就采用花钟作为该市的标记。在瑞士其他城市的公园里也都可以看到这种花钟，但只有日内瓦的花钟才是真正的“始祖”。 计时花钟计时花园的历史已很悠久，并有过辉煌的时代。古代，中国人最早设计了计时花园，就是把能完整指示一天时间的花草种植在一个庭园里。欧洲罗马帝国和查理曼大帝时代的计时花园，是把大理石日晷、黄铜日晷或水钟安置在园内，种植的花卉本身却不能显示时间。16世纪末，英国剑桥大学彼得豪斯学院建造了一座老式花钟，它的12个罗马数字是用经过修剪的黄杨灌木造型的，指针用砍去树枝的紫杉来充当，在罗马数字外，栽上对应时间开放或闭合的花，这样可较正确地反映一天的钟点。[2]第一座按现代钟造型的花园是苏格兰爱丁堡的街心钟花园，“园钟”直径约4米，它的指针用空心金属制成，并由机械传动，“钟面”的12个阿拉伯数字是用栽种的花卉造型而成，不仅造型逼真，而且走时准确。“花钟”从此在世界许多国家城市和园林中风行，都是为美化城市而人工装扮的。美国瀑布城的“花钟”，钟面由24000株花组成，直径10多米，秒针有5米多长，时针和分针的自重达200多千克。[