Question

【题目】根据以下科普材料，完成下面小题：

在我国内蒙古和新疆的大草原上，曾多次发生最可怕的生物灾难，铺天盖地的蝗虫，疯狂地吞噬着草原，顷刻间就可以把其他生物逼入绝境，与旱灾与涝灾并称三大自然灾害。

中国科学院院士康乐，是国际上生态基因组学研究的领衔科学家，他领导的科研团队对蝗虫进行了深入的研究。

【1】（1）蝗虫属于节肢动物中的__，体表有坚硬的外骨骼，其作用是__。

（2）科学家们发现，蝗虫的生活习性分为散居型和群居型，造成蝗灾是群居型蝗虫。散居型蝗虫体表为绿色，群居型蝗虫体表为黑色，体色变化是反映蝗虫种群密度的重要指标，你相信吗？请你据此提出一个八年级课外活动小组可以开展探究的问题_____。

（3）蝗虫从散居变成群居以后，行为也随之发生变化，变得更加活跃，更喜欢与同伴“交流，科学家预测，气味在蝗虫聚集的过程中起着至关重要的作用，现提供以下实验材料：一支装有空气的试管、一支装有十只黑色蝗虫的试管、Y形玻璃管、连接用软胶管、用于观察的绿色和黑色蝗虫若干（装置局部如图），请你设计一个实验来证明科学家的这一假设是否正确，说出你的设计思路_____。

（4）进一步研究发现，黑色蝗虫体内产生了一种物质﹣苯乙腈，让我们来猜想一下这种物质可能具有什么作用？_____。

【2】科学家在隔离的一小片麦苗上放入十只绿色蝗虫、十只黑色蝗虫和一只大山雀，大山雀最先发现了一只黑色虫，啄了几口就放弃了，转而发现了绿色蝗虫，啄了两下，就吃了下去，接下来就是第二只，第三只…黑色蝗虫却都幸免于难。这是为什么呢？原来，黑色蝗虫在受到攻击以后，体内的苯乙腈迅速转化成剧毒的氢氰酸，鸟类少量摄入就会头晕、眼花、呕吐，如果继续摄入，就会有性命之忧，鸟类轻度中毒，再也不敢造次，所以黑色蝗虫的体色和气味都成为其很好的防御武器。请问：

（1）鸟类的上述行为属于_____。

（2）你认为在这个具有麦苗和大山雀的环境中，绿色蝗虫和黑色蝗虫，哪一个更容易被发现？_____；哪一个更适应这个环境呢？_____，请说明理由_____。

（3）按照达尔文的进化理论，生物对环境的适应是_____的结果。

【3】科学家将一种特殊的真菌﹣蝗绿僵菌接种到8只绿色蝗虫和8只黑色蝗虫（生理状况相同）体内，三天后，绿色蝗虫只有2只还活着，而黑色蝗虫只有2只死亡，可见黑色蝗虫对蝗绿僵菌的免疫力很强。

（1）如果用人体传染病的知识来分析，蝗绿僵菌对于蝗虫来说属于_____，接种蝗绿僵菌以后，黑色蝗虫体内产生了大量抵抗蝗绿僵菌的蛋白质，联想到人体的特异性免疫，这种蛋白质似乎类似于_____，可是，蝗虫与人体有着巨大的差异。蝗虫是否存在与人体类似的特异性免疫，还有待进一步研究。科学家通过修饰蝗绿僵菌的遗传物质，从而改变其特性，攻破了黑色蝗虫对蝗绿僵菌的强大免疫功能，从而有效地防止了蝗虫成灾，这种生物防治有什么好处？___。

（2）根据上述所有资料，请你总结出蝗虫成灾的原因：_____（至少答两点）。

（3）科学家研究蝗虫成灾的秘密，并不是为了彻底消灭它们，请说明理由：_____。

Answer 1

【答案】

【1】 昆虫 保护，防止体内水分蒸发 体色变化是反映蝗虫种群密度的重要指标吗？ 取两个试管，一个是放入有十只黑蝗虫的试管，另一个是装有纯净空气的试管，分别用软胶管接到Y形玻璃管的两侧。实验中先用几只黑色蝗虫，然后再使用散居型的绿色蝗虫几只，分别放入Y形玻璃管的下端的入口，观察待测蝗虫爬向哪一个试管，如果黑色蝗虫都爬向有黑色蝗虫的试管气味一侧，而绿色蝗虫大多爬向纯净空气试管一侧，就说明气味对蝗虫的聚集起重要作用 进行信息交流；

【2】 学习行为 黑色蝗虫 黑色蝗虫 黑色蝗虫的体色和气味都成为其很好的防御武器 自然选择

【3】 病原体 抗体 避免污染环境 数量多、对病菌免疫力强 会破坏生态平衡，破坏生物多样性

【解析】

1.科学探究的一般过程：提出问题，作出假设、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。科学探究中常常要设置对照实验，对照实验又叫单一变量实验，只有一个量不同。其它量皆相同的实验。只有一个变量，这就是实验中所有探究的问题，是可以改变的量，即实验变量。

2.根据动物行为多种多样，按照获得的途径可分为先天性行为和学习行为，先天性行为是动物生来就有的，由体内的遗传物质决定的行为，如蜘蛛结网等。学习行为是在体内的遗传因素的基础上，通过环境因素的作用，由生活经验和学习而获得的行为。如小狗做算术题等。达尔文的自然选择学说，是生物进化论的核心内容，主要内容是：过度繁殖、生存斗争、遗传和变异、适者生存。

3.病原体是指能引起动物传染病的细菌、病毒和寄生虫。抗体就是病原体入体后，能够刺激淋巴细胞产生一种抵抗该病原体的特殊蛋白质，引起人体产生抗体的物质叫抗原。

【1】（1）蝗虫属于节肢动物中的昆虫，体表有坚硬的外骨骼，其作用是保护，防止体内水分蒸发。

（2）科学家们发现，蝗虫的生活习性分为散居型和群居型，造成蝗灾是群居型蝗虫。散居型蝗虫体表为绿色，群居型蝗虫体表为黑色，体色变化是反映蝗虫种群密度的重要指标，据此提出一个八年级课外活动小组可以开展深究的问题：体色变化是反映蝗虫种群密度的重要指标吗？

（3）要验证“气味在蝗虫成灾的聚集中起着至关重要的作用”这一假设是否成立，应设计以气味为变量的对照实验，其实设计思路如下：取两个试管，一个是放入有十只黑蝗虫的试管，另一个是装有纯净空气的试管，分别用软胶管接到Y形玻璃管的两侧，实验中先用几只黑色蝗虫，然后再使用散居型的绿色蝗虫几只，分别放入Y形玻璃管的下端的入口，观察待测蝗虫爬向哪一个试管，如果黑色蝗虫都爬向有黑色蝗虫气味的试管一侧，而绿色蝗虫大多爬向纯净空气试管一侧，就说明气味对蝗虫的聚集起重要作用。

【2】（1）据资料可见：鸟类取食绿色蝗虫，放弃黑色蝗虫，这是由生活经验和学习而获得的行为，属于学习行为。

（2）据资料可见：黑色蝗虫与环境的颜色差别明显，容易被敌害发现，而黑色蝗虫的体色和气味都成为其很好的防御武器。所以黑色蝗虫更适应这个环境。

（3）达尔文认为，在生存斗争中具有有利变异的个体，容易在生存斗争中获胜而生存下去，不利的个体容易被淘汰，凡是生存下来的都是适应环境的，而被淘汰的都是对环境不适应的，这就是适者生存。达尔文把在激烈的生存斗争过程中，适者生存，不适者被淘汰的过程叫做自然选择，自然界的生物对环境的适应是长期的自然选择的结果。

【3】（1）蝗绿僵菌对于蝗由来说属于引发其致病的病原体，接种蝗绿僵菌以后，黑色蝗虫体内产生了大量抵抗蝗绿僵菌的蛋白质，联想到人体的特异性免疫，这种蛋白质似乎类似于抗体，可是，蝗虫与人体有着巨大的差异。蝗虫是否存在与人体类似的特异性免疫，还有待进一步研究。传统的防止蝗灾的方法常常是喷洒农药，会对环境造成污染，科学家通过修饰蝗绿僵菌的遗传物质，从而改变其特性，攻破了黑色蝗虫对蝗绿僵菌的强大免疫功能，从而有效地防止了蝗虫成灾，这种生物防治好处是避免污染环境，如无污染、成本低、效率高等。

（2）根据上述所有资料，蝗虫成灾的原因：数量多；咀嚼式口器；有翅能飞，并具有群集、迁飞的特性；食量很大；对病菌的免疫力强。

（3）研究各种动物，是为了更好地了解和利用生物造福于人类，促进人与自然和谐发展，如果彻底消灭某种生物，就会影响食物链，进而影响生态平衡。科学家研究蝗虫成灾的秘密，并不是为了彻底消灭它们，理由是会破坏生态平衡，破坏生物多样性。

关键是掌握实验设计的要点、生物的进化、疾病和免疫、生物与环境等基础知识，并能综合运用所学知识解释实际问题。