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尼古丁抗蟲:昂貴的代價
植物和昆蟲的關系可以分為兩類:一類是相互受益,比如,昆蟲給植物傳播花粉,.而植物為昆蟲提供食物,可謂相得益彰,互利互惠;然而,自然界中更普遍的植物和昆蟲的關系卻是第二類——單純的取食行為。在數(shù)萬年的進化中植物一邊需要植食性昆蟲幫忙傳粉,一邊又要將植食性昆蟲的食量控制在自己可以接受的范圍,
尼古丁就是一種是非常好的抗蟲化合物。煙草屬植物被昆蟲咬食后,植物的感受系統(tǒng)就會發(fā)出被攻擊的信號,于是植物不停的進化出一系列的抗蟲防御反應,而植食性昆蟲也在不斷適應植物的防御反應過程中進化。這個信號通過一套非常復雜的機制最終傳到“生產工廠”,命令其生產尼古丁,然后利用這種神經毒素來進行防御。
然而植物利用尼古丁來防御昆蟲是非常昂貴的,尼古丁里含有氮元素,而氮是用來合成植物生長所需要的營養(yǎng)成分。因此,合成抗蟲用的尼古丁會降低植物的生長速率。尼古丁由植物根部生產出來后,被運送到莖葉。昆蟲吃了含有尼古丁的葉片后,需要有“解毒”的過程,如果沒有昆蟲進化出解毒機制,就會中毒身亡。
但昆蟲也會進化,進化出抵抗植物抗蟲化合物的能力。如,煙草天蛾就是一種非常耐受尼古丁的昆蟲。煙草天蛾在攝取了大量的尼古丁后,相應基因會被激活,使得尼古丁進入血液后不會被代謝,而是暫時儲存在血液中,遇到天敵時,就將尼古丁以氣態(tài)的形式通過氣孔噴出。其天敵一狼蛛在聞到煙草天蛾幼蟲身上濃濃的“煙味”后,會放棄對它的捕食,狼狽逃開。
尼古丁只是煙草屬植物所特有的抗蟲方式之一。自然界中還有很多很多相似的現(xiàn)象。
植物為了生存,發(fā)展了這么多項技能,可是這些技能漸漸變得不像最初那么有效,未來,植物們又將運用什么手段與捕食者們斗智斗勇呢?
(1)未被昆蟲捕食時,煙草屬植物根部吸收的N元素可以用于細胞內合成 CDCD(多選)。
A.淀粉
B.尼古丁
C.蛋白質
D.ATP
(2)文中劃線部分,在生物學上稱之為 協(xié)同進化協(xié)同進化現(xiàn)象。
(3)不同種類的昆蟲通過不同方式獲得抵抗植物防御反應的能力,從 個體個體水平為生物的趨同演化提供證據(jù)。
(4)請用達爾文的自然選擇學說解釋“煙草天蛾”抗尼古丁適應性的產生。 遺傳變異的存在是的煙草天蛾有個體差異,沒有抗尼古丁能力的煙草天蛾食用含有尼古丁的葉片后死亡,有抗尼古丁能力的煙草天蛾存活下來并繁衍,有利變異逐代積累遺傳變異的存在是的煙草天蛾有個體差異,沒有抗尼古丁能力的煙草天蛾食用含有尼古丁的葉片后死亡,有抗尼古丁能力的煙草天蛾存活下來并繁衍,有利變異逐代積累。
【答案】CD;協(xié)同進化;個體;遺傳變異的存在是的煙草天蛾有個體差異,沒有抗尼古丁能力的煙草天蛾食用含有尼古丁的葉片后死亡,有抗尼古丁能力的煙草天蛾存活下來并繁衍,有利變異逐代積累
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:10引用:1難度:0.5
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A.基因Va在轉錄和翻譯過程中的堿基互補配對方式完全相同
B.基因Va的轉錄產物有mRNA、tRNA、rRNA等三種
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