外温生物对低温如何适应

Ⅰ 低温、高温对生物造成的危害及生物对其适应机制。

温度对不同动物造成的危害的主要方面和程度是不同的，但大体是这样的: 低

温环境下生物的代谢速度会减慢，植物合成有机物速度减慢，所以食物会减

少，影响大多数动物的生活。消耗能量又得不到食物，所以体重减轻，生存受

到威胁。适应机制包括冬眠，迁徙到较温暖的地方，吃些草根树皮这些东西生

存。

高温和低温的情况类似，酶活性的降低导致生物合成分解代谢受阻，生存困

难。适应机制包括：高温期间在树荫下休息，夏眠，在水中降温和迁徙。

Ⅱ 变温动物是如何适应摄氏度零度以下的环境的请列出原因，谢谢。

变温动物为了在冰温时仍能生存，有两种适应上的选择。一种是“忍耐冰冻”，当细胞间存有冰晶时，动物仍然可以生存，这就称为“忍耐冰冻”。当生物选择以忍耐冰冻来适应冰温时，它必须能够克服以下的问题：一、冰晶必须只存在于细胞外，而且愈小愈好，因为细胞内如果结冰，会使细胞质的浓度改变，再加上低温会改变蛋白质的活性，影响生理代谢，细胞可能会立即死亡；二、细胞间质液体结冰的速率愈慢愈好；三、细胞必须避免脱水和萎缩；四、细胞必须维持代谢上的恒定。动物为了能成功克服以上问题，以“忍耐冰冻”方式生存，则体内必须具有特殊的“冰晶核蛋白”(ice-nucleatingprotein；INP)，以控制细胞外冰晶的形成，并利用抗冻蛋白(antifreezingprotein或thermalhysteresisproetin；THP)来控制冰晶的扩大。此外，动物体内必须具有低分子量的抗冻剂(cryoprotectants)，来维持细胞的体积和细胞膜的结构，及保持未结冰的水分不结冰，同时再减低代谢速率或是以无氧呼吸方式，来维持生命。

另一种适应方式是“避免冰冻”。此种适应和“忍耐冰冻”最大的不同是，体液如果出现结冰现象，则会危及生存，所以如何避免体内出现冰晶，是此类动物必须克服的。欲解决这问题，动物体内必须具备抑制冰晶核的形成和避免体温降至凝固点以下的能力，它们在低温时必须能清除体内的冰晶核，并且以体内的抗冻蛋白抑制冰晶核的形成，及累积高浓度的抗冻剂以维持体温在凝固点以上，才能避免结冰(Rickardset，l987)。

无论变温动物选择那一种适应方式来渡过冰温的环境，在她们体内都发现有冰晶核蛋白、抗冻蛋白和抗冻剂，只是它们在两种不同适应方式的动物体内的组成和所扮演的角色，各有不同。

引申一下啊

冰晶核蛋白
1976年札卡利森(Zacharissen)和哈梅(Hammel)首次在一些“忍耐冰冻”的昆虫和潮间带贝类的血液中发现冰晶蛋白。INP存在细胞间质中，其主要的功能包括：一、限制冰晶只在细胞外形成；二、使结晶作用延至负零度以下才发生(约在-1O°C)；三、让温度在冰晶形成时保持稳定；四、降低冰晶形成的速率；五、当温度逐渐降低时，能让渗透压缓慢改变：六、在开始结冰时，能在细胞外多处形成一些小冰晶核，避免形成大冰块。

INP会被纯化出来，分子量大约在74.000左右，其主要成分以胺基酸中的麸胺酸(gIutamine，20%)、丝胺酸(serine，l2%)和苏胺酸(threonine，ll%)为主。然而lNP合成调节机制还不清楚，只知道在一些昆虫的血液中，INP浓度有季节性的变化，春天低秋天高，因此推测它的合成调节机制可能和外界温度有关。

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抗冻蛋白
抗冻蛋白广泛存在于“避免冰冻”的动物体内，它就是他们能成功克服恶劣气候的主要关键。在有些“忍耐冰冻”的动物体内，也可发现THP与INP共存。THP主要功能就是抑制冰的“再结晶”作用(KnightandDuman，1986)，因为INP的作用会在细胞间质内形成一些小冰晶核，但是这些小冰晶核并不稳定，只要时间过长，这些小冰晶核会再结晶成大的冰晶，这对细胞是很危险的。所以，对那些“忍耐冰冻”的动物，如要能长时间的在冰冻状态下存活下去，就需要THP仰制小冰晶核的再结晶以免形成大的冰晶核。

在20°C短日照(11小时光照13小时黑暗或10小时光照14小时黑暗)下，可以诱导昆虫THP的合成(HorwathandDuman，1983a)；利用25°C光照8小时及17°Cl6小时的日照周期处理，也叫诱发THP的合成(HorwathandDuman，l986)；另外在20°C长日照(16小时光照8小时黑暗)下，利用青春激素处理，也可诱导THP的产生(HorwathandDuman，1983b)。因此，有关昆虫THP的调节，可能同时受到光周期、温度和激素的影响。

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抗冻剂
抗冻剂主要的功能是：一、维持细胞的体积和形状：二、保持细胞膜双层结构的稳定与功能；三、减少细胞的脱水情形；四、降低电解质浓度。不同的动物抗冻剂组成即有不同，但是基本都是是低分子量的物质。昆虫的抗冻剂多半由冬梭基的醇类担任，例如甘油、山梨糖醇(sorbitol)；合成所有抗冻剂的原料是肝糖。抗冻剂合成过程基本上和肝糖水解成葡萄糖的过程相似，只是低温活化了肝糖磷酸化酉每(glycogenphosphorylase)，并且抑制了其他的酵素，使得肝糖水解进入特殊的代谢过程，而合成抗冻剂。当冬天过后，抗冻剂会再合成肝糖类以供昆虫利用。

此外，一些青蛙直接就用葡萄糖做为抗冻剂，原料仍是肝糖。当青蛙的皮肤降至冰温时，便会刺漱肝脏大量将肝糖水解成葡萄糖，再出血液运送到全身，此时血液中的含量每100毫升有4500毫克，比平常血糖的含量约高9~45倍(StoreyandStorey，1990)。由此可见，冰晶核蛋白、抗冻蛋白、抗冻剂是变温动物用以适应恶劣的冰温环境所不可或缺的利器。

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Ⅲ 森林植物主要通过什么对极端低温度适应的

森林植物主要通过外皮对极端低温度适应的。
植物(Plants)是生命的主要形态之一，包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类，及绿藻、地衣等熟悉的生物。植物可以分为种子植物、苔藓植物、蕨类植物等，据估计现存大约有450000个物种。绿色植物大部分的能源是经由光合作用从太阳光中得到的，温度、湿度、光线、淡水是植物生存的基本需求。
在自然界中，凡是有生命的机体，均属于生物。生物应分为几个界，把能固着生活和自养的生物称为植物界，简称植物。

Ⅳ 低温环境中生物是如何生存的

长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理和行为方面表现出很多明显的适应。在形态方面，北极和高山植物的芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等，这种形态有利于保持较高的温度，减轻严寒的影响。生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬地区的同类个体大，因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少，这就是Bergman规律。另外，恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应，这一适应常被称为Allen规律。例如北极狐的外耳明显短于温带的赤狐，赤狐的外耳又明显短于热带的大耳狐。恒温动物的另一形态适应是在寒冷地区和寒冷季节增加毛和羽毛的数量和质量或增加皮下脂肪的厚度，从而提高身体的隔热性能。

Ⅳ 简述极端低温对生物的影响及生物的适应

1、极端低温对生物的伤害可分为冷害和冻害。
冷害是指喜温生物在零度以上的温度条件下受害或死亡。冷害是喜温生物向北方引种和扩展分布区的主要障碍。
冻害是指冰点以下的低温使生物内形成冰晶而造成的损害。冰晶的形成会使原生质膜发生破裂和使蛋白质失活与变性。

2、生物对低温环境的适应：
长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在生理、形态和行为方面表现出很多明显的适应。
在生理方面，生活在低温环境中的植物常通过以减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。
在形态方面，北极和高山植物的芽和叶片受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和密毛，植株矮小且常呈匍匐状、垫状或莲座状等，这种形态有利于保持体温减轻严寒的影响。恒温动物为了适应在寒冷地区和寒冷季节，增加毛的数量和改善羽毛的质量，或增加皮下脂肪的厚度，从而提高身体的隔热能力。生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大，因为个体大的动物，单位体重散热量相对较少，这就是Bergman规律。恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴、外耳等在低温环境中有变小的趋势，这也就是减少散热的一种适应方式，这一适应方式常被称为Allen规律。
在行为方面的适应主要表现在休眠和迁移两个方面，前者有利于增加抗寒能力，后者可躲过低温环境。

Ⅵ 低温对生物的影响及生物对低温环境的适应是怎么样的

低温对生物的影响温度低于一定的数值，生物便会因低温而受害，这个数值称为临界温度。在临界温度以下，温度越低生物受害越重。低温对生物的伤害可分为冷害、霜害和冻害三种。冷害是指喜温生物在零度以上的温度条件下受害或死亡，例如海南岛的热带植物丁子香在气温降至6.1℃时叶片便受害，降至3.4℃时顶梢干枯，受害严重。当温度从25℃降到5℃时，金鸡纳就会因酶系统紊乱使过氧化氢在体内积累而引起植物中毒。热带鱼，如鳉，在水温10℃时就会死亡，原因是呼吸中枢受到冷抑制而缺氧。冷害是喜温生物向北方引种和扩展分布区的主要障碍。

冻害是指冰点以下的低温使生物体内(细胞内和细胞间隙)形成冰晶而造成的损害。冰晶的形成会使原生质膜发生破裂和使蛋白质失活与变性。当温度不低于-3℃或-4℃时，植物受害主要是由于细胞膜破裂引起的；当温度下降到-8℃或-10℃时，植物受害则主要是由于生理干燥和水化层的破坏引起的。动物对低温的耐受极限(即临界温度)随种而异，少数动物能够耐受一定程度的身体冻结，这是动物避免低温伤害的一种适应方式，例如摇蚊在-25℃的低温下可以经受多次冻结而能保存生命。而一些潮间带动物在-30℃的低温下暴露数小时后，虽然体内90％的水都结了冰，但冰晶一般只出现在细胞外面，当冰晶融化后又能恢复正常状态。动物避免低温伤害的另一种适应方式是存在过冷现象，这种现象最早是在昆虫中发现的。当昆虫体温下降到冰点以下时，体液并不结冰，而是处于过冷状态，此时出现暂时的冷昏迷但并不出现生理失调，如果环境温度回升，昆虫仍可恢复正常活动。当温度继续下降到过冷点(临界点)时体液才开始结冰，但在结冰过程中释放出的潜热又会使昆虫体温回跳，当潜热完全耗尽后体温又开始下降，此时体液才开始结冰，昆虫才会死亡。昆虫的过冷点依昆虫的种类、虫态、生活环境和内部生理状态而有所不同。小叶蜂越冬时过冷到-25℃、-30℃而不死亡，并且还可借助于分泌甘油使体液冰点进一步下降。小茧蜂体内的甘油浓度在冬季可达到30％，可使体液冰点下降到-17.5℃，甚至可过冷到-47.7℃还不结冰。

生物对低温环境的适应长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理和行为方面表现出很多明显的适应。在形态方面，北极和高山植物的芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等，这种形态有利于保持较高的温度，减轻严寒的影响。生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大，因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少，这就是Bergman规律。另外，恒温动物身体的突出部分，如四肢、尾巴和外耳等，在低温环境中有变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应，这一适应常被称为Allen规律，例如北极狐、赤狐、非洲大耳狐的耳壳的大小变化。恒温动物的另一形态适应是在寒冷地区和寒冷季节增加毛和羽毛的数量和质量或增加皮下脂肪的厚度，从而提高身体的隔热性能。

在生理方面，生活在低温环境中的植物常通过减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。例如鹿蹄草就是通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、黏液等物质来降低冰点，这可使其结冰温度下降到-31℃。此外，极地和高山植物在可见光谱中的吸收带较宽，并能吸收更多的红外线，虎耳草等耐寒植物的叶片在冬季时由于叶绿素破坏和其他色素增加而变为红色，有利于吸收更多的热量。动物则靠增加体内产热量来增加御寒能力和保持恒定的体温，但寒带动物由于有隔热性能良好的毛皮，往往能使其在少增加甚至不增加(北极狐)代谢产热的情况下就能保持恒定的体温。

Ⅶ 生物对极端温度的适应，在行为、形态、生理等方面解答

生物对极端温度的适应

（1）生物对低温环境的适应

长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在生理、形态和行为方面表现出很多明显的适应。

在生理方面，生活在低温环境中的植物常通过以减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。例如，鹿蹄草就是通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液等物质来降低冰点的，这可使其结冰温度下降到-31℃。动物则靠增加体内产热量来增强御寒能力和保持恒定的体温。但由于寒带动物由于有隔热性能良好的毛皮，往往能使其在少增加甚至不增加代谢产热的情况下，就能保持恒定的体温。

在形态方面，北极和高山植物的芽和叶片受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和密毛，植株矮小且常呈匍匐状、垫状或莲座状等，这种形态有利于保持体温减轻严寒的影响。恒温动物为了适应在寒冷地区和寒冷季节，增加毛的数量和改善羽毛的质量，或增加皮下脂肪的厚度，从而提高身体的隔热能力。生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬度地区的同类个体大，因为个体大的动物，单位体重散热量相对较少，这就是Bergman规律。恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴、外耳等在低温环境中有变小的趋势，这也就是减少散热的一种适应方式，这一适应方式常被称为Allen规律。
在行为方面的适应主要表现在休眠和迁移两个方面，前者有利于增加抗寒能力，后者可躲过低温环境。

（2 ）生物对高温环境的适应

生物对高温环境的适应也表现在形态、生理和行为三个方面。

适应高温环境的一些植物生有密绒毛和鳞片，能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮，能反射一大部分阳光，使植物体免受热伤害；有些植物叶片垂直排列使叶缘向光或在高温条件下叶片折叠，减少光的吸收面积；还有些植物的树干和根茎生有很厚的木栓层，具有绝热和保护作用。植物对高温的生理适应主要是降低细胞含水量，增加可溶性糖或盐的浓度，这有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结能力。其次是靠旺盛的蒸腾作用避免植物体因过热而受害。还有一些植物具有反射红外线的能力，夏季反射的红外线比冬季多，这也是避免植物体受到高温伤害的适应。

动物对高温环境的一个重要适应就是适当放松恒温性，使体温有较大的变幅，这样在高温炎热的时刻就能暂时吸收和储存大量的热，并使体温升高，而后在环境条件改善时或躲到阴凉处时再把体内的热量释放出去，体温也会随之下降。沙漠中的啮齿动物对高温环境常常采取行为上的适应对策，即夏眠、穴居和白天躲入洞内晚上出来活动。有些黄鼠不仅在冬季进行冬眠，还要在炎热干旱的夏季进行夏眠。昼伏夜出是躲避高温的有效行为适应，因为夜晚温度低，可大大减少蒸发散热失水，特别是在地下巢穴中，这就是所谓夜出加穴居的适应对策。

Ⅷ 生物是如何适应极端温度条件的

（一）生物对低温环境的适应 长期生活在低温环境中的生物通过自然选择，在形态、生理和行为方面表现出很多明显的适应。在形态方面，北极和高山植物的芽和叶片常受到油脂类物质的保护，芽具鳞片，植物体表面生有蜡粉和密毛，植物矮小并常成匍匐状、垫状或莲座状等，这种形态有利于保持较高的温度，减轻严寒的影响。生活在高纬度地区的恒温动物，其身体往往比生活在低纬地区的同类个体大，因为个体大的动物，其单位体重散热量相对较少，这就是Bergman规律。另外，恒温动物身体的突出部分如四肢、尾巴和外耳等在低温环境中有变小变短的趋势，这也是减少散热的一种形态适应，这一适应常被称为Allen规律。例如北极狐的外耳明显短于温带的赤狐，赤狐的外耳又明显短于热带的大耳狐。恒温动物的另一形态适应是在寒冷地区和寒冷季节增加毛和羽毛的数量和质量或增加皮下脂肪的厚度，从而提高身体的隔热性能。

在生理方面，生活在低温环境中的植物常通过减少细胞中的水分和增加细胞中的糖类、脂肪和色素等物质来降低植物的冰点，增加抗寒能力。例如鹿蹄草（Pirola）就是通过在叶细胞中大量贮存五碳糖、粘液等物质来降低冰点的，这可使其结冰温度下降到-31℃。此外，极地和高山植物在可见光谱中的吸收带较宽，并能吸收更多的红外线，虎耳草（saxi fraga）和十大功劳（Mohonia）等植物的叶片在冬季时由于叶绿素破坏和其他色素增加而变为红色，有利于吸收更多的热量。动物则靠增加体内产热量来增强御寒能力和保持恒定的体温，但寒带动物由于有隔热性能良好的毛皮，往往能使其在少增加（图2-20中的红狐和雷鸟）甚至不增加（北极狐）代谢产热的情况下就能保持恒定的体温。从图2-20中可以看出，动物对低温环境的适应主要表现在热中性区宽、下临界点温度低和在下临界点温度以下的曲线斜率小。例如北极狐和生活在阿拉斯加的红狐，其热中性区都很宽，下临界点温度可低到-10℃ 以下，即使在下临界点温度以下代谢率的增加也很缓慢（红狐）甚至不增加（北极狐）。在低温环境中减少身体散热的另一种适应是大大降低身体终端部位的温度，而身体中央的温暖血液则很少流到这些部位。例如生活在冰天雪地的北极灰狼，其脚爪可保持在接近冰点的温度。一只站立在冰面上的鸥，其脚掌部的温度为0～5℃，温度自下而上逐渐升高，到达生有羽毛的胫部为32℃，而鸥的体温为38～41℃。

行为上的适应主要表现在休眠和迁移两个方面，前者有利于增加抗寒能力，后者可躲过低温环境，这在前一节中已举过许多实例。

（二）生物对高温环境的适应 生物对高温环境的适应也表现在形态、生理和行为三个方面。就植物来说，有些植物生有密绒毛和鳞片，能过滤一部分阳光；有些植物体呈白色、银白色，叶片革质发亮，能反射一大部分阳光，使植物体免受热伤害；有些植物叶片垂直排列使叶缘向光或在高温条件下叶片折叠，减少光的吸收面积；还有些植物的树干和根茎生有很厚的木栓层，具有绝热和保护作用。植物对高温的生理适应主要是降低细胞含水量，增加糖或盐的浓度，这有利于减缓代谢速率和增加原生质的抗凝结力。其次是靠旺盛的蒸腾作用避免使植物体因过热受害。还有一些植物具有反射红外线的能力，夏季反射的红外线比冬季多，这也是避免使植物体受到高温伤害的一种适应。

动物对高温环境的一个重要适应就是适当放松恒温性，使体温有较大的变幅，这样在高温炎热的时刻身体就能暂时吸收和贮存大量的热并使体温升高，尔后在环境条件改善时或躲到阴凉处时再把体内的热量释放出去，体温也会随之下降。沙漠中的啮齿动物对高温环境常常采取行为上的适应对策，即夏眠、穴居和白天躲入洞内夜晚出来活动。有些黄鼠（Citellus）不仅在冬季进行冬眠，还要在炎热干旱的夏季进行夏眠。昼伏夜出是躲避高温的有效行为适应，因为夜晚湿度大温度低，可大大减少蒸发散热失水，特别是在地下巢穴中。这就是所谓夜出加穴居的适应对策。在前一节介绍内稳态行为机制时，已举过很多实例，在此不再重复。

Ⅸ 生物对极端的高温和低温会产生哪些适应

生物在这样的低温或者高温情况下体内会产生一的变化，比如通过出汗来调节体温的温度但是超过这个温度可能会中暑或者其他现象

Ⅹ 植物对低温和高温适应的方式各有哪些

低温：

春天发芽，夏季开花，秋天结实，冬季休眠。休眠对适应外界严酷环境有特殊意义。植物的休眠主要是种子的休眠。

高温：

对高温的适应表现在有些植物体具有密生的绒毛或鳞片，能过滤一部分阳光，发亮的叶片能反射大部分光线，以及叶片垂直排列，减少吸光面积等。

生物对温度的适应是多方面的，包括分布地区、物候的形成、休眠及形态行为等[2]。 极端温度是限制生物分布的最重要条件。高温限制生物分布的原因主要是破坏生物体内的代谢过程和光合呼吸平衡，其次是植物因得不到必要的低温刺激而不能完成发育阶段。

植物在寒冷到来之前，在生理上相应地做出各种适应性反应：如可溶性糖渡度的提高，就可以提高细胞溶液浓渡，使水点降低。还可以缓冲原生质过度脱水，保护原生质胶体不致遇冷凝固。

外糖分子还有巨大的表面活动能力，可以吸附在细胞器的表面之上，减弱它们的生命能力；细胞内糖多，渗透压加大，保留水分多，减少外出结冰。还有的植物通过降低自身含水量，以适应低温条件，安全渡过寒冷的冬季。

(10)外温生物对低温如何适应扩展阅读

温度与生物发育的关系一方面体现在某些植物需要经过一个低温“春化”阶段，才能开花结果，完成生命周期；另一方面反映在有效积温法则上。

有效积温法则的主要含义是植物在生长发育过程中，必须从环境中摄取一定的热量才能完成某一阶段的发育，而且植物各个发育阶段所需要的总热量是一个常数。