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第二章 光生物学 一.光与生命 惠更斯提出的波动说 惠更斯的波动说认为光是在特殊弹性媒质中传播的机械振动，像声音一样是一种波动过程。 能解释光的反射和折射定律、光在玻璃或水中传播比在空气或真空中慢。  我国古代就有“光是物质中发出的微粒”的记述； 物质内部发出的微粒在其运动状态发生剧烈变化时才能发光； 各种物质会发射出其固有的特征光谱线，如氖灯发红光，钠灯发黄光； 光本质：既具有波动特性又是粒子流。 光与生命及生命现象息息相关，光是地球上一切生命的能量来源，地球上所有生命都是依靠进入生物圈的太阳辐射来维持。光可致生命起源。 直接价值 指植物被人类直接利用的价值。如 粮食，蔬菜、木材、水果、燃料、纤维、中草药等。 间接价值 指在植物生长过程中对人类生活产生有利的影响或作用，分以下几个方面。 1.提供能源（煤、油、柴等） 2.保持土壤： 3.调节气候：湿度，氧气、二氧化碳 4.为人类生存提供适宜环境，如 O2 三.光和植物：  光对植物的生理和分布起决定性作用。  2.植物正常发育过程是一个光调控的过程（光形态建成过程） 1.不同波长的光对植物的影响 蓝紫光、紫外光、远红光能抑制植物的生长发育，强度越大抑制越强 红光和红外光可以决定光形态建成改变，其光受体是光敏色素。 光敏色素是植物体中一种对光照敏感的物质，它是一种色素蛋白质， 红光（660nm）能有效地抑制短日植物开花，诱导长日植物开花，红外光(730nm)正好相反。这两种光波能互相消除影响。 3.光周期对器官分化、诱导成花的影响 2. 长日植物 这种植物在日照长度大于某一临界值时才能开花。在临界日长以上，延长日照，缩短黑暗，可提早开花。反之则不进行花芽分化，不开花。 长日植物包括，小麦、菠菜、萝卜、甜菜、豌豆、油菜、天仙子等。 3.日中性植物 这植物开花对日照长度没有特殊的要求，在任何日照长度下均能开花，因此可四季种植，这种植物开花受自身发育状态的控制。 日中性植物包括蕃茄、四季豆、菜豆等。 感夜运动： 植物的叶片或花朵产生昼夜周期性的开闭现象（由于光照强度的变化，改变了细胞的生理状况，如合欢、睡莲）。 动物体色是对光的一种反应：1. 在缺光地方生活的动物体色多为灰或白色；2.变色反应： 　 动物的体色随光及环境颜色的改变而改变。如：古巴彩色蜗牛、非洲花鸟、乌贼、蚱蜢、避役等。  生物节律和光有密切关系：如动物昼夜活动规律、换毛、迁徙等。 生物节律与生物钟 　 植物和动物在自然界中的活动都是有节律的，有的以日为周期，有的以月或年为周期，这种现象称为生物节律。 （1）近似昼夜节律 （2）月周期　 许多体外受精的无脊椎动物每年的繁殖活动都显示了月周期节律。 　 如：太平洋光虫(环节动物)每年10月、11月为繁殖时期。它们于黎明时大量聚集于水面，完成产卵受精。 （3）年周期 　以年为周期的近似年节律在生物界也是十分普遍的。植物的开花、结实休眠，动物的迁徙、繁殖、换毛等都具有确定的时间，都反映了近似年节律。 （4）生物钟 　 是指长期受地球自转和公转引起的昼夜节律及季节变化的影响,使生物的生命活动和行为反应表现出特定的时间节律的现象即生物钟。 二.生物组织结构 1.细胞的基本概念 细胞是生命有机体结构与功能的基本单位；是有机体生长、发育、遗传的基础。没有细胞就没有完整的生命 动物细胞 动物细胞： 一般含有细胞膜、细胞核、核液、染色质、核仁、核孔、细胞质、核糖体、内质网、线粒体、中心体等。 植物细胞 植物细胞：有细胞壁、细胞膜、细胞核、核液、染色质、核仁、核孔、细胞质、核糖体、内质网、线粒体、液泡、叶绿体等。 微生物细胞 病毒 2.组织 形态和功能相似的细胞集中在一起形成的细胞群就是组织。 1）植物组织 上皮组织 肌肉组织 神经组织 结缔组织 三.生物细胞（组织）的光学特性 1.散色光特性 生物细胞（或用反射材料标记后）某些成分能反射或散射激光，根据测得反射（或散射）光的强弱，对活的或固定的生物标本的自然反射和标记物反射进行定性或定量研究。 2. 荧光特性 分子发光可按激发模式的不同进行分类： 1.光致发光：如果分子因吸收外来辐射光子的能量而被激发，所产生的次级光发射现象称为光致发