东亚飞蝗依据生活方式可以分为散居蝗虫和群居蝗虫。两者体色不同,散居蝗虫体色介于绿色到棕色,与周围植被保持一致;群居蝗虫则为橙黄色,上面有黑色斑块。此外,群居蝗虫体型略小,跳跃和飞行能力都较强。当散居蝗虫密度过大,食物不足时,会形成群居蝗虫聚群迁飞。利用鸭子治蝗时,蝗虫聚飞之前治蝗效果显著,对已经开始聚飞的群居蝗虫效果不大。为探究群居蝗虫的御敌策略,研究人员利用大山雀开展了相关研究。请回答:
(1) 大山雀是蝗虫的天敌,捕食蝗虫是慢慢啄食的。研究人员把散居蝗虫和群居蝗虫同时栓在大山雀面前,观察、统计大山雀的捕食偏好,实验处理及结果如下图所示。实验结果表明大山雀具有捕食散居蝗虫的偏好,判断依据是 ___________ 。
(2) 研究发现,群居蝗虫会释放出高浓度的挥发性有机物苯乙腈,而散居蝗虫几乎不合成苯乙腈。研究人员推测苯乙腈是一种化学警告信号,能使蝗虫天敌具有如上偏好。研究人员以散居蝗虫和群居蝗虫为实验材料,利用苯乙腈、苯乙腈合成酶抑制剂,进行如下 A 、 B 两组大山雀捕食偏好实验证实了该推测,则 ① 、 ② 、 ③ 、 ④ 的处理分别为 ____________ 。
a .不处理
b .注射苯乙腈合成酶抑制剂
c .涂抹苯乙腈
d .注射苯乙腈合成酶抑制剂 + 涂抹苯乙腈
(3) 苯乙腈是合成剧毒物质氰化物的前体物质。群居蝗虫储存着大量苯乙腈,一旦遭天敌鸟类啄食,就立即将苯乙腈转化为氰化物,从而与天敌 “ 同归于尽 ” 。因此,群居蝗虫释放的苯乙腈对天敌鸟类具有警告作用。综上,完善以下东亚飞蝗御敌策略概念图。
①____________②____________③____________
(1) 散居蝗虫首次被选择的比例、被伤害比例、被吃比例均高于群居蝗虫
(2)acbd##acba
(3) 苯乙腈 警告 保护色 ## 体色
【分析】种间关系:( 1 )捕食:一种生物以另一种生物为食。( 2 )竞争:两种或两种以上生物相互争夺资源和空间等,使得一种数量增多,另一种生物大量减少或死亡。( 3 )互利共生:两种生物共同生活在一起,相互依赖,彼此有利;发展到彼此不能离开而独立生存的程度。( 4 )寄生:一种生物寄居于另一种生物的体内或体表,摄取寄主的养分以维持生活。
【详解】( 1 )根据题图分析可知散居蝗虫首次被选择的比例、被伤害比例、被吃比例均高于群居蝗虫,因此可推断出大山雀具有捕食散居蝗虫的偏好。
( 2 )以散居蝗虫和群居蝗虫为实验材料,利用苯乙腈、苯乙腈合成酶抑制剂,进行验证实验,该实验的自变量为蝗虫的种类、苯乙腈的有无,因变量为是否被啄食,据此可设计实验为: A 、散居蝗虫 + 不处理(对照组),散居蝗虫 + 苯乙腈处理(实验组); B 、群居蝗虫 + 苯乙腈合成酶抑制剂处理,群居蝗虫 + 苯乙腈处理(或苯乙腈合成酶抑制剂处理并施加苯乙腈)。故 ① 、 ② 、 ③ 、 ④ 的处理分别为 acbd 。
( 3 )群居蝗虫释放的苯乙腈对天敌鸟类具有警告作用,则图中 ① 为苯乙腈,从而对其天敌形成 ② (警告),而散居蝗虫则依赖于保护色来减少被天敌发现的概率。
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