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毛毛虫“蜕变”成美丽的蝴蝶,是自然界最奇妙的现象之一。在这个过程中,昆虫的身体究竟发生了什么变化?科学家们利用黑腹果蝇,了解了昆虫完全变态发育的整个过程。显微观察发现,在幼虫体内有一些微小而透明的盘状结构,称为“成虫盘”。成虫盘对应着未来成虫身体的主要结构,包括触角、口器、足和生殖器等附肢,乃至眼、翅和头胸部 的外骨骼。此外,幼虫体内还有大量“成虫细胞”,对应着成虫体内的主要脏器。成虫盘和成虫细胞在昆虫的卵期就形成了,在整个幼虫阶段都安静地休眠着。进入蛹期后,组成幼虫的绝大多数体细胞瓦解成一大团富含营养的“浆糊”,为发育提供营养,同时,成虫盘和成虫细胞迅速生长发育为不同结构。

完全变态的昆虫都采用这样的发育机制。不完全变态的昆虫,如蟑螂、蝗虫,它们早在卵期就已启动了触角、口器、足等的分化,孵化出的若虫是成虫的缩小版,只剩性器官和翅等特殊器官需蜕皮后逐渐长出。

化石和解剖学的证据表明,完全变态是由不完全变态演化而来,这种演化来源于大约两亿八千万年前的一次基因突变。一种名为 broad 的基因对于完全变态昆虫的蛹的形成非常 关键。敲除这个基因,毛毛虫将永远不会形成蛹并且不能变成蝴蝶。

完全变态的主要优点是减轻了卵的营养储备负担,而且蛹期不需要进食。最关键的是,完全变态让幼虫和成虫在生理和习性上都产生了巨大的差异,极大地减轻了成体和幼体在物种内部的竞争。具有完全变态发育的昆虫数目庞大,说明了这种繁殖策略极为成功。

(1)黑腹果蝇的发育方式属于完全变态发育,其发育过程中形态结构变化最剧烈的时期是_____期。

(2)成虫盘形成昆虫翅、足等器官的过程中,细胞数量和种类均增加,这是由于_____ 的结果。

(3)敲除broad基因的毛毛虫不再形成蛹,该现象说明了____控制生物的性状。

(4)根据文章中的内容,下列关于昆虫发育过程的叙述,不正确的是____

A.蝗虫在卵期就已启动了触角、口器、足等的分化

B. 在蛹期,家蚕大部分体细胞中的物质供成虫盘和成虫细胞利用

C. 果蝇的成虫盘是蛹期形成的

D.昆虫的完全变态发育是从不完全变态发育演化而来

(5)根据文章内容,昆虫的完全变态发育在适应环境上的优势有____、_____等。

九年级生物资料分析题中等难度题

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