植物抗蟲歷險(xiǎn)記

在漫長(zhǎng)的進(jìn)化歷程中，植物練就一身本領(lǐng)，防御昆蟲咬食······

人從呱呱墜地那一刻起，就要與各種病菌戰(zhàn)斗，幸運(yùn)的是嬰兒的免疫系統(tǒng)會(huì)慢慢發(fā)育成型，可以殺死很多病菌。同樣，植物在生長(zhǎng)過程中也會(huì)碰到侵害它們的各種蟲子、病菌等，在長(zhǎng)期的進(jìn)化歷程中，植物已經(jīng)進(jìn)化出一套復(fù)雜的防御手段來抵抗昆蟲、病菌的入侵。

一些研究人員對(duì)植物抗蟲的手段產(chǎn)生了濃厚興趣，希望通過研究植物防蟲的辦法來了解自然并為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供幫助。昆蟲來咬，哨兵發(fā)出信號(hào)工廠開工，生產(chǎn)毒藥尼古丁

煙草是云南的支柱產(chǎn)業(yè)之一，這種植物里有種化合物叫尼古丁。尼古丁，是一種存在于煙草屬（茄科）中的生物堿，也是煙草的重要成分之一。它會(huì)使人上癮或產(chǎn)生依賴性（為最難戒除的毒癮之一），重復(fù)使用尼古丁會(huì)增加心臟速度和升高血壓并降低食欲。大劑量的尼古丁會(huì)引起嘔吐以及惡心，嚴(yán)重時(shí)人會(huì)死亡。煙草中通常會(huì)含有尼古丁，這是許多吸煙者無法戒掉煙癮的重要原因。

但是，尼古丁是非常好的抗蟲化合物。煙草屬植物被蟲子咬食后，“哨兵”也就是植物的感受系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出被攻擊的信號(hào)，這個(gè)信號(hào)通過一套非常復(fù)雜的機(jī)制最終傳到 “生產(chǎn)工廠”命令生產(chǎn)尼古丁，從而用這種神經(jīng)毒素來進(jìn)行防御。

比較有意思的是，煙草屬植物中尼古丁只在根部進(jìn)行合成，葉片和莖桿部位無法合成尼古丁。也就是說，葉片感受到蟲咬后，一個(gè)信號(hào)會(huì)傳到根部的尼古丁工廠，使其開工生產(chǎn)尼古丁。當(dāng)然，植物防御昆蟲并不是沒有代價(jià)的。比如，合成尼古丁是非常昂貴的，因?yàn)槟峁哦±镱^含有氮元素，而氮是用來合成植物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)成分。因此，合成抗蟲用的尼古丁又會(huì)降低植物的生長(zhǎng)速率。

尼古丁生產(chǎn)出來后，被運(yùn)送到莖葉。蟲子吃了含有尼古丁的葉片后，需要有個(gè)“解毒”的過程。這個(gè)過程對(duì)昆蟲來說也是一個(gè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的事情。如果蟲子沒有進(jìn)化出解毒機(jī)制，就會(huì)中毒身亡。但是，昆蟲也會(huì)進(jìn)化，進(jìn)化出對(duì)植物抗蟲化合物產(chǎn)生抵抗力的本領(lǐng)。比如，煙草天蛾就是一種非常耐受尼古丁的昆蟲。如果把煙草天蛾的耐受量和人的相比，人的耐受程度就太低了。這是昆蟲適應(yīng)進(jìn)化的結(jié)果。

尼古丁只是煙草屬植物所特有的抗蟲方式之一。植物都含有多種多樣的次生代謝產(chǎn)物，而其中很多都有抗蟲功能，如棉花里的棉酚和辣椒里的辣椒素等，也是植物抗蟲用的化合物。兩個(gè)煙草品種的不同手段生長(zhǎng)還是防御

對(duì)于植物來說，當(dāng)有蟲子來咬吃時(shí)，它要做出決定，是集中進(jìn)行防御，還是重點(diǎn)繼續(xù)快速生長(zhǎng)。如果防御的代價(jià)高到一定程度，有的植物寧可不充分防御，而是選擇快速生長(zhǎng)。

人們很早就提出了這個(gè)理論，而驗(yàn)證這個(gè)理論的好例子也是煙草屬植物。在美國(guó)猶他州和亞利桑那州，生長(zhǎng)有同一野生煙草的兩個(gè)品種。研究人員曾做過一項(xiàng)研究，把同一種蟲子放在這兩種煙草上，看看它們的反應(yīng)是否相同。研究發(fā)現(xiàn)，猶他州野生煙草的抗性非常強(qiáng)烈，采用生產(chǎn)較大量尼古丁的方式來防御昆蟲；而亞利桑那州的野生煙草響應(yīng)不強(qiáng)烈，但卻長(zhǎng)得很快。

資源庫(kù)亞利桑那州的野生煙草，乘著蟲子慢慢咬食的時(shí)間，快快生長(zhǎng)、開花、結(jié)果，完成播種后代的使命。也就是說，這種野生煙草并沒有采用著重于防御的手段，而是采用著重于生長(zhǎng)的方式來對(duì)付蟲害。進(jìn)一步研究后，人們認(rèn)為這和亞利桑那州野生煙草的生活環(huán)境有一定關(guān)系。這里蟲害不是很強(qiáng)烈，野生煙草可以不用太在乎蟲子，盡快地完成開花、結(jié)果的生命過程即可應(yīng)對(duì)蟲害。

當(dāng)然，植物防蟲的手段不止這些，還有很多種。有的植物在碰到蟲害后，會(huì)產(chǎn)生某些特殊的氣味，吸引昆蟲的天敵來取食，從而起到防御作用；還有的植物會(huì)利用其他植物受到蟲害后的產(chǎn)生的警戒信號(hào)，從而使自己快速地產(chǎn)生防御反應(yīng)，來幫助自己御敵。

16．文中介紹了植物哪些抗蟲方法？請(qǐng)簡(jiǎn)要概括。（3分）

17.寫出文中畫線句使用的說明方法，并簡(jiǎn)析其說明效果。（3分）

18.據(jù)文章內(nèi)容，下面的推斷不正確的一項(xiàng)是（2分）

A．如果把煙草天蛾的耐受量和人的相比，人的耐受程度就太低了

B．煙草屬植物中尼古丁只在莖桿進(jìn)行合成，葉片和根部部位無法合成尼古丁。

C．尼古丁只是煙草屬植物所特有的抗蟲方式之一。

D．如果防御的代價(jià)高到一定程度，有的植物寧可不充分防御，而是選擇快速生長(zhǎng)。

參考答案：

16．（3分）①煙草屬植物所特有的抗蟲方式之一是尼古��；②有的野生煙草采用著重于生長(zhǎng)的方式來對(duì)付蟲害；③有的植物在碰到蟲害后，會(huì)產(chǎn)生某些特殊的氣味，吸引昆蟲的天敵來取食，從而起到防御作用；④還有的植物會(huì)利用其他植物受到蟲害后的產(chǎn)生的警戒信號(hào)，從而使自己快速地產(chǎn)生防御反應(yīng)，來幫助自己御敵。（每點(diǎn)1分，寫出3點(diǎn)即可）

17.（3分）作比較。（1分）通過比較，讓讀者更鮮明的了解了猶他州野生煙草和亞利桑那州野生煙草因抗性不同，所以采用的防御蟲害的方式也不同，給讀者留下深刻的印象，增強(qiáng)說明的效果。（分析2分）

18.略

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