Question

【題目】根據(jù)以下科普材料，完成下面小題：

在我國內(nèi)蒙古和新疆的大草原上，曾多次發(fā)生最可怕的生物災(zāi)難，鋪天蓋地的蝗蟲，瘋狂地吞噬著草原，頃刻間就可以把其他生物逼入絕境，與旱災(zāi)與澇災(zāi)并稱三大自然災(zāi)害。

中國科學(xué)院院士康樂，是國際上生態(tài)基因組學(xué)研究的領(lǐng)銜科學(xué)家，他領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊對蝗蟲進(jìn)行了深入的研究。

【1】（1）蝗蟲屬于節(jié)肢動物中的__，體表有堅硬的外骨骼，其作用是__。

（2）科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，蝗蟲的生活習(xí)性分為散居型和群居型，造成蝗災(zāi)是群居型蝗蟲。散居型蝗蟲體表為綠色，群居型蝗蟲體表為黑色，體色變化是反映蝗蟲種群密度的重要指標(biāo)，你相信嗎？請你據(jù)此提出一個八年級課外活動小組可以開展探究的問題_____。

（3）蝗蟲從散居變成群居以后，行為也隨之發(fā)生變化，變得更加活躍，更喜歡與同伴“交流，科學(xué)家預(yù)測，氣味在蝗蟲聚集的過程中起著至關(guān)重要的作用，現(xiàn)提供以下實驗材料：一支裝有空氣的試管、一支裝有十只黑色蝗蟲的試管、Y形玻璃管、連接用軟膠管、用于觀察的綠色和黑色蝗蟲若干（裝置局部如圖），請你設(shè)計一個實驗來證明科學(xué)家的這一假設(shè)是否正確，說出你的設(shè)計思路_____。

（4）進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，黑色蝗蟲體內(nèi)產(chǎn)生了一種物質(zhì)﹣苯乙腈，讓我們來猜想一下這種物質(zhì)可能具有什么作用？_____。

【2】科學(xué)家在隔離的一小片麥苗上放入十只綠色蝗蟲、十只黑色蝗蟲和一只大山雀，大山雀最先發(fā)現(xiàn)了一只黑色蟲，啄了幾口就放棄了，轉(zhuǎn)而發(fā)現(xiàn)了綠色蝗蟲，啄了兩下，就吃了下去，接下來就是第二只，第三只…黑色蝗蟲卻都幸免于難。這是為什么呢？原來，黑色蝗蟲在受到攻擊以后，體內(nèi)的苯乙腈迅速轉(zhuǎn)化成劇毒的氫氰酸，鳥類少量攝入就會頭暈、眼花、嘔吐，如果繼續(xù)攝入，就會有性命之憂，鳥類輕度中毒，再也不敢造次，所以黑色蝗蟲的體色和氣味都成為其很好的防御武器。請問：

（1）鳥類的上述行為屬于_____。

（2）你認(rèn)為在這個具有麥苗和大山雀的環(huán)境中，綠色蝗蟲和黑色蝗蟲，哪一個更容易被發(fā)現(xiàn)？_____；哪一個更適應(yīng)這個環(huán)境呢？_____，請說明理由_____。

（3）按照達(dá)爾文的進(jìn)化理論，生物對環(huán)境的適應(yīng)是_____的結(jié)果。

【3】科學(xué)家將一種特殊的真菌﹣蝗綠僵菌接種到8只綠色蝗蟲和8只黑色蝗蟲（生理狀況相同）體內(nèi)，三天后，綠色蝗蟲只有2只還活著，而黑色蝗蟲只有2只死亡，可見黑色蝗蟲對蝗綠僵菌的免疫力很強。

（1）如果用人體傳染病的知識來分析，蝗綠僵菌對于蝗蟲來說屬于_____，接種蝗綠僵菌以后，黑色蝗蟲體內(nèi)產(chǎn)生了大量抵抗蝗綠僵菌的蛋白質(zhì)，聯(lián)想到人體的特異性免疫，這種蛋白質(zhì)似乎類似于_____，可是，蝗蟲與人體有著巨大的差異。蝗蟲是否存在與人體類似的特異性免疫，還有待進(jìn)一步研究。科學(xué)家通過修飾蝗綠僵菌的遺傳物質(zhì)，從而改變其特性，攻破了黑色蝗蟲對蝗綠僵菌的強大免疫功能，從而有效地防止了蝗蟲成災(zāi)，這種生物防治有什么好處？___。

（2）根據(jù)上述所有資料，請你總結(jié)出蝗蟲成災(zāi)的原因：_____（至少答兩點）。

（3）科學(xué)家研究蝗蟲成災(zāi)的秘密，并不是為了徹底消滅它們，請說明理由：_____。

Answer 1

【答案】

【1】 昆蟲 保護(hù)，防止體內(nèi)水分蒸發(fā) 體色變化是反映蝗蟲種群密度的重要指標(biāo)嗎？ 取兩個試管，一個是放入有十只黑蝗蟲的試管，另一個是裝有純凈空氣的試管，分別用軟膠管接到Y(jié)形玻璃管的兩側(cè)。實驗中先用幾只黑色蝗蟲，然后再使用散居型的綠色蝗蟲幾只，分別放入Y形玻璃管的下端的入口，觀察待測蝗蟲爬向哪一個試管，如果黑色蝗蟲都爬向有黑色蝗蟲的試管氣味一側(cè)，而綠色蝗蟲大多爬向純凈空氣試管一側(cè)，就說明氣味對蝗蟲的聚集起重要作用 進(jìn)行信息交流；

【2】 學(xué)習(xí)行為 黑色蝗蟲 黑色蝗蟲 黑色蝗蟲的體色和氣味都成為其很好的防御武器 自然選擇

【3】 病原體 抗體 避免污染環(huán)境 數(shù)量多、對病菌免疫力強 會破壞生態(tài)平衡，破壞生物多樣性

【解析】

1.科學(xué)探究的一般過程：提出問題，作出假設(shè)、制定計劃、實施計劃、得出結(jié)論、表達(dá)和交流。科學(xué)探究中常常要設(shè)置對照實驗，對照實驗又叫單一變量實驗，只有一個量不同。其它量皆相同的實驗。只有一個變量，這就是實驗中所有探究的問題，是可以改變的量，即實驗變量。

2.根據(jù)動物行為多種多樣，按照獲得的途徑可分為先天性行為和學(xué)習(xí)行為，先天性行為是動物生來就有的，由體內(nèi)的遺傳物質(zhì)決定的行為，如蜘蛛結(jié)網(wǎng)等。學(xué)習(xí)行為是在體內(nèi)的遺傳因素的基礎(chǔ)上，通過環(huán)境因素的作用，由生活經(jīng)驗和學(xué)習(xí)而獲得的行為。如小狗做算術(shù)題等。達(dá)爾文的自然選擇學(xué)說，是生物進(jìn)化論的核心內(nèi)容，主要內(nèi)容是：過度繁殖、生存斗爭、遺傳和變異、適者生存。

3.病原體是指能引起動物傳染病的細(xì)菌、病毒和寄生蟲。抗體就是病原體入體后，能夠刺激淋巴細(xì)胞產(chǎn)生一種抵抗該病原體的特殊蛋白質(zhì)，引起人體產(chǎn)生抗體的物質(zhì)叫抗原。

【1】（1）蝗蟲屬于節(jié)肢動物中的昆蟲，體表有堅硬的外骨骼，其作用是保護(hù)，防止體內(nèi)水分蒸發(fā)。

（2）科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，蝗蟲的生活習(xí)性分為散居型和群居型，造成蝗災(zāi)是群居型蝗蟲。散居型蝗蟲體表為綠色，群居型蝗蟲體表為黑色，體色變化是反映蝗蟲種群密度的重要指標(biāo)，據(jù)此提出一個八年級課外活動小組可以開展深究的問題：體色變化是反映蝗蟲種群密度的重要指標(biāo)嗎？

（3）要驗證“氣味在蝗蟲成災(zāi)的聚集中起著至關(guān)重要的作用”這一假設(shè)是否成立，應(yīng)設(shè)計以氣味為變量的對照實驗，其實設(shè)計思路如下：取兩個試管，一個是放入有十只黑蝗蟲的試管，另一個是裝有純凈空氣的試管，分別用軟膠管接到Y形玻璃管的兩側(cè)，實驗中先用幾只黑色蝗蟲，然后再使用散居型的綠色蝗蟲幾只，分別放入Y形玻璃管的下端的入口，觀察待測蝗蟲爬向哪一個試管，如果黑色蝗蟲都爬向有黑色蝗蟲氣味的試管一側(cè)，而綠色蝗蟲大多爬向純凈空氣試管一側(cè)，就說明氣味對蝗蟲的聚集起重要作用。

【2】（1）據(jù)資料可見：鳥類取食綠色蝗蟲，放棄黑色蝗蟲，這是由生活經(jīng)驗和學(xué)習(xí)而獲得的行為，屬于學(xué)習(xí)行為。

（2）據(jù)資料可見：黑色蝗蟲與環(huán)境的顏色差別明顯，容易被敵害發(fā)現(xiàn)，而黑色蝗蟲的體色和氣味都成為其很好的防御武器。所以黑色蝗蟲更適應(yīng)這個環(huán)境。

（3）達(dá)爾文認(rèn)為，在生存斗爭中具有有利變異的個體，容易在生存斗爭中獲勝而生存下去，不利的個體容易被淘汰，凡是生存下來的都是適應(yīng)環(huán)境的，而被淘汰的都是對環(huán)境不適應(yīng)的，這就是適者生存。達(dá)爾文把在激烈的生存斗爭過程中，適者生存，不適者被淘汰的過程叫做自然選擇，自然界的生物對環(huán)境的適應(yīng)是長期的自然選擇的結(jié)果。

【3】（1）蝗綠僵菌對于蝗由來說屬于引發(fā)其致病的病原體，接種蝗綠僵菌以后，黑色蝗蟲體內(nèi)產(chǎn)生了大量抵抗蝗綠僵菌的蛋白質(zhì)，聯(lián)想到人體的特異性免疫，這種蛋白質(zhì)似乎類似于抗體，可是，蝗蟲與人體有著巨大的差異。蝗蟲是否存在與人體類似的特異性免疫，還有待進(jìn)一步研究。傳統(tǒng)的防止蝗災(zāi)的方法常常是噴灑農(nóng)藥，會對環(huán)境造成污染，科學(xué)家通過修飾蝗綠僵菌的遺傳物質(zhì)，從而改變其特性，攻破了黑色蝗蟲對蝗綠僵菌的強大免疫功能，從而有效地防止了蝗蟲成災(zāi)，這種生物防治好處是避免污染環(huán)境，如無污染、成本低、效率高等。

（2）根據(jù)上述所有資料，蝗蟲成災(zāi)的原因：數(shù)量多；咀嚼式口器；有翅能飛，并具有群集、遷飛的特性；食量很大；對病菌的免疫力強。

（3）研究各種動物，是為了更好地了解和利用生物造福于人類，促進(jìn)人與自然和諧發(fā)展，如果徹底消滅某種生物，就會影響食物鏈，進(jìn)而影響生態(tài)平衡。科學(xué)家研究蝗蟲成災(zāi)的秘密，并不是為了徹底消滅它們，理由是會破壞生態(tài)平衡，破壞生物多樣性。

關(guān)鍵是掌握實驗設(shè)計的要點、生物的進(jìn)化、疾病和免疫、生物與環(huán)境等基礎(chǔ)知識，并能綜合運用所學(xué)知識解釋實際問題。