四种蜚蠊的呼吸信号特征比较

在20℃下,利用CO₂红外分析仪采集了美洲大蠊Periplaneta americana、褐斑大蠊P.brunnea、澳洲大蠊P.australasiae和德国小蠊Blattella germanica的呼吸信号。结果表明,它们均具有典型的不连续气体交换循环（discontinuous gas exchange cycle, DGC）呼吸模式,且一个DGC可分为爆发间期和爆发期2个阶段。4种蜚蠊雄性成虫DGC的特征各异：美洲大蠊完成一个DGC周期平均约需24.55 min,明显长于褐斑大蠊(11.67 min)和澳洲大蠊(10.75 min),德国小蠊周期最短,仅为4.41 min;对于爆发间期历时在整个DGC历时所占的比例,美洲大蠊最大,平均为57％,德国小蠊次之,为48％,褐斑大蠊和澳洲大蠊比较接近,分别为37％和36％。德国小蠊单位体重的CO₂平均释放速率最大,而另外3种蜚蠊的差异不明显。4种蜚蠊爆发期CO₂释放体积均随DGC历时增加而增加,美洲大蠊和德国小蠊单位体重的CO₂平均释放率随DGC历时增加而减少,在褐斑大蠊和澳洲大蠊中它们关系不明显。美洲大蠊、褐斑大蠊和澳洲大蠊CO₂平均释放率和爆发期CO₂释放体积与体重呈正相关,在德国小蠊中关系不明显;4种蜚蠊DGC各阶段历时和DGC频率与它们体重的关系均不明显。     

花铃期土壤持续干旱对棉铃对位叶气体交换参数和叶绿素荧光特性的影响

在盆栽条件下,以杂交棉泗杂3号为材料,以花铃期正常灌水\[土壤相对含水量(SRWC)(75±5)%\]为对照,设花铃期SRWC(60±5)%和SRWC(45±5)%持续干旱50 d两个处理,研究棉铃对位叶气体交换参数和叶绿素荧光参数在持续干旱过程中的动态变化和响应机制.结果表明: SRWC (60±5)%处理0～21 d棉铃对位叶的净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)、胞间CO₂浓度(C_i)下降,气孔限制值(L_s)上升,叶绿素荧光参数无显著变化,P_n下降的主要原因是气孔限制;处理21～49 d棉铃对位叶P_n持续下降,C_i上升,L_s下降,同时最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率(Φ_PSII)和光化学猝灭系数(q_P)显著降低,非光化学猝灭系数(NPQ)先升后降,P_n下降的主要原因是非气孔限制;此时叶片PSII系统受到损伤,光合机构及光合酶系统被破坏,同时成铃强度急剧下降,成铃数降低,导致产量下降.SRWC(45±5)%处理0～14 d棉铃对位叶P_n、g_s、C_i显著下降,L_s急剧上升,F_v/F_m、Φ_PSII、q_P无显著变化,P_n下降主要由气孔限制引起;处理14～49 d,棉铃对位叶P_n缓慢下降,C_i上升,L_s下降,F_v/F_m、Φ_PSII和q_P不断降低,而NPQ先升后降,表明P_n下降主要由非气孔限制引起,同时成铃强度急剧下降,成铃数减少,产量降低.本试验条件下,SRWC(60±5)%和SRWC(45±5)%处理下棉花生长的临界胁迫时间分别为21和14 d.     

3种荒漠植物光合及叶绿素荧光对干旱胁迫的响应及抗旱性评价

利用盆栽试验结合人工浇水后自然耗水的方法测定干旱胁迫对梭梭、白刺、沙蒿3种荒漠植物叶片水分、光合及叶绿素荧光参数的影响,探讨各指标在干旱胁迫过程中的变化特征、响应机制及其与土壤水分的定量关系,并用隶属函数法对其进行抗旱性排序。结果表明：(1)3种植物叶片相对含水量(RWC)随干旱胁迫天数增加持续降低,最大水分亏缺(RWD)呈波动式上升趋势。(2)3种植物总叶绿素含量(Chl)和叶绿素a(Chla)、叶绿素b(Chlb)含量,以及梭梭、白刺类胡萝卜素含量均随胁迫天数增加而降低;沙蒿类胡萝卜素随土壤含水率降低逐渐升高。(3)梭梭、白刺、沙蒿叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率(WUE)等主要光合气体交换参数对土壤水分表现出明显的阈值响应,适宜的土壤含水率分别为8.04%～19.33%、4.17%～19.10%、6.48%～17.51%。(4)3种植物 PSⅡ最大光化学效率(Fv/F_m)、实际光化学效率(F_v′/F_m′)及光化学淬灭系数(qP)均随干旱胁迫天数增加和光照强度增大而降低,非光化学淬灭系数(NPQ)则呈逐渐上升趋势;干旱胁迫中后期,梭梭、沙蒿的F_v/F_m及F_v′/F_m′均下降,光合机构光合活性遭到破坏,电子传递受阻,PSⅡ反应中心受损,表现出光抑制,而白刺调节自身PSⅡ反应中心免受伤害的能力较强。(5)隶属函数法综合分析表明,3种植物耐旱能力大小依次为白刺>梭梭>沙蒿。研究发现,3种荒漠植物均可通过调节 PSⅡ反应中心开放程度与活性,对干旱胁迫表现出较强的耐性,胁迫后期植物PSⅡ反应中心关闭或不可逆失活,表现出光抑制。     

塔里木河中游胡杨与灰叶胡杨气体交换特性对比研究

在自然条件下利用Li-6400光合作用系统对塔里木河中游地区的天然胡杨、灰叶胡杨净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)等生理指标进行测定分析,探讨它们对外界干旱环境适应的生理特性,为进一步研究胡杨、灰叶胡杨的光合水分生理特性,以及保护恢复塔里木河流域的天然胡杨林提供依据。结果表明:(1)在整个光合日变化进程中,胡杨的日平均Pn、Gs、Tr以及WUE均高于灰叶胡杨。(2)胡杨和灰叶胡杨的净光合速率日变化均呈"双峰"曲线并存在光合"休眠"现象。(3)胡杨、灰叶胡杨在正午时分出现的Pn下降主要是受到气孔限制的影响既气孔限制值增大、胞间CO2浓度减小;傍晚时分出现的光合速率下降主要是因受到外界光照强度减弱,既受非气孔限制影响较大。(4)决定胡杨和灰叶胡杨Pn日变化的环境因子作用大小均为:光量子通量密度(PPFD)>气孔导度(Gs)>空气相对湿度(RH)>气温(Tair);决定胡杨与灰叶胡杨Tr日变化的环境因子作用大小顺序分别为:气温(Tair)>光量子通量密度(PPFD)>气孔导度(Gs)>空气相对湿度(RH)和光量子通量密度(PPFD)>气温(Tair)>气孔导度(Gs)>空气相对湿度(RH)。研究认为,胡杨与灰叶胡杨为适应干旱半干旱区的环境,在长期适应过程中形成了不同的生理生态对策,胡杨主要是通过调节Gs来有效控制蒸腾失水,提高WUE,进而适应干旱环境;灰叶胡杨主要是通过高蒸腾耗水,降低WUE来减少干旱环境对自身的伤害。     

水生昆虫的呼吸方式

水生昆虫广泛分布于世界各地,在各种不同的水域,各种水生昆虫都有各自独特的呼吸方式.简述了水生昆虫的呼吸方式,包括体壁呼吸、气管鳃呼吸、气管呼吸、气盾呼吸和气泡呼吸等.并简要分析了各种呼吸方式的气体交换机制,进化成各种呼吸方式的原因.     

"体内的气体交换"一课的探究教学

1教材处理　教材第6章第2节与第3节的内容有紧密联系之处.体内的气体交换、呼吸的意义、体育运动对呼吸的促进作用、呼吸的卫生,都紧紧围绕“体内的气体交换”这一中心内容,从不同角度展开论述.因此,我们对教学内容作了适当调整：将第3节中有关体育运动对呼吸的促进作用、呼吸的卫生这两项内容纳入本节进行探究式教学,同时将第2节中原来的“煤气中毒及预防”,移入下一节课,与第3节中的其余内容作“自学-讨论式”学习.     

适应不同光环境小蜡叶片气孔导度、气孔开度和气孔密度的时空变化

对生长在强光环境和弱光环境小蜡叶片的气孔参数测定发现 :气孔导度和气孔开度在 4个取样部位存在异质性分布。气孔导度和气孔开度经回归分析呈线性、指数或多项式分布。统计分析表明 :强光下的叶片气孔导度和气孔开度的相关性明显高于弱光环境叶片的数值。无论强光环境还是弱光环境下的叶片 ,在取样部位编号为1和 3,其气孔导度和气孔开度均存在显著的线性关系。弱光环境下叶片的气孔密度要远低于强光环境下的叶片。强光环境下叶片对变化环境的敏感性要大于弱光环境下的叶片 ,这可能与强光环境叶片具有较高的气孔密度有关。     

油松幼苗对干旱胁迫的生理生态响应

在适宜水分(田间持水量为80%)、轻度干旱(60%)、中度干旱(40%)和重度干旱(20%)4种土壤水分条件下研究了油松的生理生态特征,结果显示; 油松各器官(根、茎、叶)的干物质积累量、干物质积累总量、相对生长率、株高和基径均表现为适宜水分＞轻度干旱＞中度干旱＞重度干旱,而根冠比大小顺序与其相反.气体交换参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率) 随干旱程度的加剧显著下降,并且净光合速率的下降主要受气孔因素限制.油松的瞬时水分利用效率和长期水分利用效率(稳定碳同位素含量,δ13C)表现适宜水分＜轻度干旱＜中度干旱＜重度干旱,而且中度和重度干旱显著提高油松的水分利用效率.另外,单位干重叶片氮元素含量(N%)随胁迫增加呈下降趋势,而单位干重碳元素含量(C%)却与之相反,从而导致碳氮比随胁迫增加而增加,并且我们的结果显示光合速率与氮含量存在显著正相关. 结果表明,油松可以通过调节自身生长特征、生物量分配模式和叶片营养元素的含量及提高水分利用效率而增强应对干旱胁迫的能力.     

固氮植物绿豆对核桃幼苗生长、叶片气孔气体交换及水力特征的作用

采用砂培方法, 在温室内将一年生核桃(Juglans regia)嫁接苗木和绿豆(Vigna radiata)进行间作, 研究绿豆对核桃苗木生长、水分平衡和光合特性的影响。该研究设有5种处理, 即: 对照(核桃单作, 正常供应氮素); 核桃单作, 不添加氮素; 核桃绿豆间作, 不添加氮素; 核桃绿豆间作, 正常供应氮素; 绿豆单作, 不添加氮素。结果显示: 种植绿豆可以增加土壤氮含量和核桃茎内氮含量, 但对核桃叶和根系中的氮含量影响不明显。种植绿豆显著增加不施氮核桃的高生长和直径生长, 但降低了正常供氮核桃的生长。无论种植绿豆与否, 不供氮处理降低了核桃的总叶面积, 提高了根冠比。核桃叶片气孔气体交换对各处理的响应和生长有相同的趋势。缺氮显著降低了核桃叶柄在中午的导水率、提高了导水损失率; 种植绿豆显著提高不供氮核桃的导水率而且明显降低了其导水损失率。然而, 种植绿豆使正常供氮的核桃降低了导水率, 加剧了导水损失率。同时, 绿豆受到间作的竞争压力, 产量和生物量有所下降。由研究结果可知, 在贫瘠的土壤上, 固氮植物绿豆改善了间作的核桃的氮营养, 有益于核桃木质部发育、水分平衡以及光合代谢。但是在氮充足的土壤中, 种植绿豆反而降低了核桃的水分供应, 影响其气体交换和生长。     

与变化光环境关联的刺槐光合气体交换和复叶运动

在夏季的晴天阳生叶和阴生叶方位角和方向角的日变化均很小,但是叶片的中脉角存在显著的日变化差异,这种叶片垂直方向上的显著运动与躲避中午的强光胁迫有关.而在阴天,阳生叶和阴生叶方位角、方向角和中脉角的日变化均很小.这说明变化的光环境是引起刺槐复叶运动的主要原因,而节律性运动不是刺槐复叶运动的诱导因素.机械固定叶片的控制实验显示:机械固定叶片的光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著低于对照叶片,而机械固定叶片温度明显高于对照叶片,这可能是由于机械固定叶片和对照叶片两者在光辐射接受量上的差异造成的.光诱导下的刺槐复叶运动是植株维持最佳生理状态的形态调节表现.