23.學(xué)習(xí)以下材料,回答(1)~(5)題。
蚜蟲的適應(yīng)策略
蚜蟲是陸地生態(tài)系統(tǒng)中常見的昆蟲。春季蚜蟲從受精卵開始發(fā)育,遷飛到取食宿主上度過夏季,其間行孤雌生殖,經(jīng)卵胎生產(chǎn)生大量幼蚜;秋季蚜蟲遷飛回產(chǎn)卵宿主,行有性生殖,以受精卵越冬。蚜蟲周圍生活著很多生物,體內(nèi)還有布氏菌等多種微生物,這些生物之間的關(guān)系如圖。
蚜蟲以植物為食。植物通過篩管將以糖類為主的光合產(chǎn)物不斷運(yùn)至根、莖等器官。組成篩管的篩管細(xì)胞之間通過篩板上的篩孔互通。篩管受損會引起篩管汁液中Ca2+濃度升高,導(dǎo)致篩管中P蛋白從結(jié)晶態(tài)變?yōu)榉墙Y(jié)晶態(tài)而堵塞篩孔,以阻止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)外泄。蚜蟲取食時(shí),將口器刺入植物組織,尋找到篩管,持續(xù)吸食篩管汁液,但刺吸的損傷并不引起篩孔堵塞。體外實(shí)驗(yàn)表明,篩管P蛋白在Ca2+濃度低時(shí)呈現(xiàn)結(jié)晶態(tài),Ca2+濃度提高后P蛋白溶解,加入蚜蟲唾液后P蛋白重新結(jié)晶。
蚜蟲僅以篩管汁液為食,其體內(nèi)的布氏菌從蚜蟲獲取全部營養(yǎng)元素。篩管汁液的主要營養(yǎng)成分是糖類,所含氮元素極少。這些氮元素絕大部分以氨基酸形式存在,但無法完全滿足蚜蟲的需求。蚜蟲不能合成的氨基酸來源如表。
氨基酸 |
組氨酸 |
異亮氨酸 |
亮氨酸 |
賴氨酸 |
甲硫 |
氨酸 |
苯丙氨酸 |
蘇氨酸 |
色氨酸 |
纈氨酸 |
植物提供 |
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布氏菌合成 |
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+ |
+ |
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+ |
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+ |
注:“-”代表低于蚜蟲需求的量,“+”代表高于蚜蟲需求的量,“\”代表難以檢出。
蚜蟲大量吸食篩管汁液,同時(shí)排出大量蜜露。蜜露以糖為主要成分,為螞蟻等多種生物提供了營養(yǎng)物質(zhì)。
蚜蟲利用這些策略應(yīng)對各種環(huán)境壓力,在生態(tài)系統(tǒng)中扮演著獨(dú)特的角色。
(1)蚜蟲生活環(huán)境中的全部生物共同構(gòu)成了
。從生態(tài)系統(tǒng)功能角度分析,圖中實(shí)線單箭頭代表了
的方向。
(2)蚜蟲為布氏菌提供其不能合成的氨基酸,而在蚜蟲不能合成的氨基酸中,布氏菌來源的氨基酸與從植物中獲取的氨基酸
。
(3)蚜蟲能夠持續(xù)吸食植物篩管汁液,而不引起篩孔堵塞,可能是因?yàn)檠料x唾液中有
的物質(zhì)。
(4)從文中可知,蚜蟲獲取足量的氮元素并維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)態(tài)的對策是
。
(5)從物質(zhì)與能量以及進(jìn)化與適應(yīng)的角度,分析蚜蟲在冬季所采取的生殖方式對于種群延續(xù)和進(jìn)化的意義。
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