2025年大學(xué)《生物科學(xué)》專業(yè)題庫——昆蟲對植物生長與發(fā)育的調(diào)控考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。）1.下列哪種昆蟲信息素主要作用是吸引同種異性昆蟲進行交配？A.性信息素B.路徑信息素C.群集信息素D.警戒信息素2.植物在受到昆蟲持續(xù)啃食后，會誘導(dǎo)產(chǎn)生一系列防御性次生代謝物，這種現(xiàn)象被稱為：A.植物防御的專一性B.植物防御的廣譜性C.植物誘導(dǎo)防御D.植物過敏反應(yīng)3.下列哪種植物防御機制屬于物理防御？A.合成并釋放氰化物B.表皮細(xì)胞壁加厚C.積累單寧類物質(zhì)D.產(chǎn)生蛋白酶抑制劑4.昆蟲取食會導(dǎo)致植物產(chǎn)生電信號，這種電信號可以迅速傳導(dǎo)至取食部位附近，并觸發(fā)局部防御反應(yīng)，這種現(xiàn)象被稱為：A.感應(yīng)運動B.系統(tǒng)性信號傳導(dǎo)C.電激反應(yīng)D.間接防御啟動5.某種昆蟲與其寄主植物在長期相互作用中，昆蟲逐漸演化出克服植物防御的能力，而植物也相應(yīng)地演化出更強的防御策略，這種關(guān)系體現(xiàn)了：A.共生互惠B.中立關(guān)系C.協(xié)同進化D.垂直傳播6.傳粉昆蟲通過訪花行為將花粉轉(zhuǎn)移至另一朵花，從而促進植物繁殖，這種互作對雙方的主要意義分別是：A.昆蟲獲得營養(yǎng)，植物完成繁殖B.昆蟲傳播疾病，植物傳播基因C.昆蟲獲得水分，植物獲得光照D.昆蟲獲得住所，植物獲得空氣7.在生物防治中，利用昆蟲病原微生物（如蘇云金芽孢桿菌Bt）殺滅害蟲，屬于哪種策略？A.物理防治B.化學(xué)防治C.生物防治D.綜合防治8.植物合成茉莉酸（JA）等揮發(fā)性有機物，這些物質(zhì)能夠吸引天敵昆蟲捕食取食該植物的害蟲，這種現(xiàn)象被稱為：A.植物間接防御B.植物直接防御C.昆蟲化學(xué)欺騙D.植物抗性基因表達9.下列哪種植物激素通常參與調(diào)控植物的防御反應(yīng)？A.赤霉素B.脫落酸C.水楊酸D.細(xì)胞分裂素10.植物通過基因工程手段，轉(zhuǎn)入抗蟲基因以抵抗害蟲侵害，培育出的作物品種屬于：A.耐旱品種B.抗病品種C.抗蟲品種D.高產(chǎn)品種二、填空題（每空1分，共15分。）1.昆蟲與植物之間的化學(xué)通訊主要通過________和________兩種途徑進行。2.植物防御可以分為________防御和________防御，前者是植物固有的，后者是植物在受到傷害后誘導(dǎo)產(chǎn)生的。3.某些昆蟲能夠利用植物自身的揮發(fā)物作為________，引導(dǎo)其尋找寄主植物或食物來源。4.植物次生代謝物種類繁多，功能復(fù)雜，其中許多是植物重要的________系統(tǒng)組成部分。5.昆蟲取食不僅影響植物的生長發(fā)育，還會顯著改變植物的________組成。6.傳粉昆蟲與植物之間常常形成高度特化的________關(guān)系。7.系統(tǒng)生物學(xué)方法在研究昆蟲-植物互作網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著越來越重要的作用，有助于揭示________和________之間的復(fù)雜調(diào)控機制。8.農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的昆蟲種群動態(tài)受到植物多樣性、天敵群落結(jié)構(gòu)等多種因素的________影響。三、名詞解釋（每小題3分，共12分。）1.植物揮發(fā)物誘導(dǎo)防御(VPI)2.協(xié)同進化(Co-evolution)3.Pheromone4.InducedResistance四、簡答題（每小題5分，共20分。）1.簡述昆蟲信息素在昆蟲生命周期中的作用。2.比較物理防御和化學(xué)防御在機制和功能上的主要區(qū)別。3.簡述植物識別昆蟲取食刺激并啟動防御反應(yīng)的可能信號通路。4.簡述生物防治在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中面臨的挑戰(zhàn)及其應(yīng)對策略。五、論述題（每小題10分，共30分。）1.論述昆蟲取食對植物生長發(fā)育和次生代謝物合成的雙重影響。2.結(jié)合實例，論述昆蟲與植物之間協(xié)同進化的證據(jù)及其對生物防治的啟示。3.試述系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)在深入研究昆蟲-植物互作機制中的應(yīng)用前景與面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。下列每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。）1.A*解析：性信息素是昆蟲特有的一種化學(xué)物質(zhì)，由雌蟲釋放，主要吸引雄蟲前來交配，確保種群的繁衍。2.C*解析：植物誘導(dǎo)防御是指植物在受到生物（主要是昆蟲）傷害后，能夠主動上調(diào)防御相關(guān)基因表達，合成更多的防御物質(zhì)，以抵抗進一步的侵害。3.B*解析：物理防御是指植物通過物理結(jié)構(gòu)或特性來阻止或限制昆蟲取食或定居，如表皮蠟質(zhì)層、毛狀體、刺、角質(zhì)層厚度增加等。表皮細(xì)胞壁加厚屬于此類。4.C*解析：昆蟲取食會刺激植物產(chǎn)生電信號，這些信號可以通過細(xì)胞間的連接（如胞間連絲）或組織內(nèi)的信號傳導(dǎo)途徑（如韌皮部）迅速傳播，引發(fā)鄰近部位的防御反應(yīng)。5.C*解析：協(xié)同進化是指兩種或多種物種在相互作用中相互選擇，導(dǎo)致彼此的特征發(fā)生適應(yīng)性變化的過程。昆蟲克服植物防御、植物加強防御正是這種相互作用驅(qū)動的演化結(jié)果。6.A*解析：傳粉是典型的互利共生關(guān)系，傳粉昆蟲通過訪花獲取花蜜或花粉等營養(yǎng)，同時幫助植物完成了花粉傳播和受精，促進了植物的繁殖。7.C*解析：利用生物體（如微生物、病毒、線蟲等）來防治害蟲的方法屬于生物防治范疇。昆蟲病原微生物殺蟲是其中一種重要形式。8.A*解析：植物通過釋放特定揮發(fā)性物質(zhì)吸引害蟲的天敵來控制害蟲種群，這種不直接接觸害蟲卻能獲得保護的策略被稱為間接防御。9.C*解析：水楊酸是植物在受到病原菌或昆蟲攻擊后普遍上調(diào)的一種植物激素，它能夠啟動植物的防御反應(yīng)，包括系統(tǒng)獲得性抗性（SAR）。10.C*解析：通過基因工程技術(shù)將能抵抗害蟲的基因（如Bt基因）轉(zhuǎn)入作物中，使其獲得抗蟲能力，這類作物被稱為抗蟲作物或轉(zhuǎn)基因抗蟲作物。二、填空題（每空1分，共15分。）1.昆蟲信息素，植物揮發(fā)物*解析：昆蟲與植物主要通過化學(xué)信號進行信息交流，昆蟲釋放信息素吸引配偶或告知危險，植物釋放揮發(fā)物吸引傳粉者或天敵。2.固有，誘導(dǎo)*解析：植物防御按觸發(fā)方式可分為先天性的固有防御和后天性、受傷害后誘導(dǎo)產(chǎn)生的防御。3.寄主定位信號*解析：某些昆蟲（如蚜蟲）能感知并利用其寄主植物釋放的特定揮發(fā)性有機物（如暴露的醇類、醛類）作為尋找合適寄主植物的化學(xué)線索。4.防御*解析：植物次生代謝物雖然功能多樣，但許多在植物與植食性昆蟲等生物的相互作用中扮演著重要防御角色的物質(zhì)。5.次生代謝物*解析：昆蟲取食會破壞植物的組織結(jié)構(gòu)，并選擇性地取食某些部位或成分，這必然導(dǎo)致植物體內(nèi)化學(xué)成分，特別是次生代謝物譜的顯著變化。6.特化*解析：許多傳粉昆蟲與其傳粉植物之間存在高度特化的關(guān)系，例如特定的花粉形態(tài)、花型結(jié)構(gòu)、花蜜成分等只被特定的昆蟲利用。7.昆蟲，植物*解析：系統(tǒng)生物學(xué)旨在整合多組學(xué)數(shù)據(jù)，全面描繪復(fù)雜的生物網(wǎng)絡(luò)，目前廣泛應(yīng)用于解析昆蟲與植物這種互作系統(tǒng)中的分子機制。8.調(diào)控*解析：生態(tài)系統(tǒng)中的種群動態(tài)并非孤立存在，而是受到環(huán)境因素（如氣候、資源）以及生物因素（如種間關(guān)系、種內(nèi)關(guān)系）的綜合調(diào)控。三、名詞解釋（每小題3分，共12分。）1.植物揮發(fā)物誘導(dǎo)防御(VPI)：指植物在受到昆蟲或其他植食性生物傷害后，會釋放出特定的揮發(fā)性有機物（VOCs），這些VOCs能夠吸引昆蟲的天敵，或直接抑制害蟲的取食、發(fā)育或繁殖，從而增強植物自身的防御能力。2.協(xié)同進化(Co-evolution)：指兩種或多種物種在相互選擇的過程中，彼此的特征發(fā)生適應(yīng)性演變的現(xiàn)象。在昆蟲-植物互作中，昆蟲為了更有效地利用植物資源或躲避防御，會不斷進化出新的策略；植物為了保護自己，也會相應(yīng)地進化出更強的防御機制，兩者形成一種相互驅(qū)動的演化過程。3.Pheromone：由同種生物產(chǎn)生并釋放到環(huán)境中，能夠通過化學(xué)信號傳遞信息，影響同種其他個體行為或生理狀態(tài)的一類物質(zhì)。在昆蟲中，信息素主要用于種內(nèi)通訊，如吸引配偶、標(biāo)記領(lǐng)地、聚集群體等。4.InducedResistance：植物防御的誘導(dǎo)性，指植物的防御反應(yīng)不是持續(xù)存在的，而是在受到生物脅迫（如昆蟲取食、病原菌侵染）刺激后才被誘導(dǎo)產(chǎn)生或加強的現(xiàn)象。這種防御反應(yīng)具有更針對性、更強效的特點。四、簡答題（每小題5分，共20分。）1.簡述昆蟲信息素在昆蟲生命周期中的作用。*解析思路：首先指出信息素是昆蟲通訊的關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)。然后分述其主要作用：①交配：性信息素（雌蟲釋放，吸引雄蟲）是保證昆蟲繁殖的關(guān)鍵；②尋找資源：食物信息素、寄主信息素（植物釋放或產(chǎn)生）引導(dǎo)昆蟲尋找食物、水源或適宜的產(chǎn)卵場所；③聚集：聚集信息素（如螞蟻信息素）能吸引同種個體聚集，可能用于防御、覓食或集體活動；④警示：警戒信息素（如被捕食時釋放）可警告同伴危險。總結(jié)：信息素在昆蟲的交配、覓食、繁殖、群體行為等多個生命環(huán)節(jié)中發(fā)揮著不可或缺的引導(dǎo)和協(xié)調(diào)作用。2.比較物理防御和化學(xué)防御在機制和功能上的主要區(qū)別。*解析思路：首先定義兩種防御類型。物理防御：利用植物的物理結(jié)構(gòu)或特性阻止昆蟲侵害，如表皮蠟質(zhì)層、毛刺、硬質(zhì)骨架、分泌粘液或毒毛等?；瘜W(xué)防御：通過合成和積累特定的化學(xué)物質(zhì)來拒食、毒殺、麻醉或驅(qū)避昆蟲，如生物堿、皂苷、酚類化合物、蛋白酶抑制劑等。主要區(qū)別：①機制：物理防御是“硬”的屏障或物理攻擊/干擾；化學(xué)防御是利用化學(xué)物質(zhì)進行“軟”的干擾或毒害。②功能：物理防御主要是阻止接觸、穿透或棲息；化學(xué)防御主要是通過毒性、味道、氣味等方式抑制昆蟲取食、發(fā)育或繁殖。③變化性：物理防御相對穩(wěn)定；化學(xué)防御可能具有更強的誘導(dǎo)性和可塑性?？梢耘e例說明，如毛毛蟲啃食帶刺植物（物理防御）vs.昆蟲取食產(chǎn)生苦味的植物（化學(xué)防御）。3.簡述植物識別昆蟲取食刺激并啟動防御反應(yīng)的可能信號通路。*解析思路：首先說明昆蟲取食會觸發(fā)物理和化學(xué)刺激。然后描述信號傳導(dǎo)過程：①感受：表皮細(xì)胞上的離子通道（如機械感受器、離子通道受體）或受體蛋白（如Fvep）被刺激，產(chǎn)生電信號。②信號傳遞：電信號或直接通過胞間連絲擴散，或通過鈣離子（Ca2+）內(nèi)流等第二信使放大和傳遞。③核心調(diào)控：鈣離子信號激活下游信號分子（如蛋白激酶、MAPK通路、水楊酸合成相關(guān)酶等）。④分泌防御物質(zhì)：信號通路最終調(diào)控防御相關(guān)基因（如編碼蛋白酶抑制劑、防御蛋白、次生代謝物合成酶的基因）的表達，合成并積累防御物質(zhì)（如JA、SA、乙烯等激素），或運輸?shù)饺∈澄稽c附近。⑤間接防御：部分信號（如JA、SA）還能傳遞到非傷害部位，誘導(dǎo)系統(tǒng)性防御，并可能觸發(fā)揮發(fā)物的合成與釋放。4.簡述生物防治在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中面臨的挑戰(zhàn)及其應(yīng)對策略。*解析思路：挑戰(zhàn)：①作用速度慢：相比化學(xué)農(nóng)藥，生物防治（如天敵釋放、微生物制劑）效果顯現(xiàn)較慢，難以快速控制爆發(fā)性害蟲。②環(huán)境特異性強：天敵或微生物制劑的效果常受環(huán)境條件（如溫度、濕度、天敵寄主植物）影響，穩(wěn)定性不高。③害蟲抗性：長期使用可能導(dǎo)致害蟲或病原菌產(chǎn)生抗性。④釋放技術(shù)：天敵的定殖和有效控制需要專業(yè)技術(shù)。⑤成本與市場接受度：部分生物防治措施成本較高，農(nóng)民接受度有待提高。應(yīng)對策略：①生態(tài)調(diào)控：保護和利用天敵，增加生物多樣性，營造有利于天敵生存的環(huán)境。②綜合運用：將生物防治與物理防治（如誘捕器）、化學(xué)防治（謹(jǐn)慎、適量使用）等結(jié)合，實施綜合害蟲管理（IPM）。③篩選與培育：選育高效、廣譜、環(huán)境適應(yīng)性強、易于應(yīng)用的天敵和微生物制劑。④技術(shù)創(chuàng)新：改進生物農(nóng)藥的劑型、遞送方法，提高其穩(wěn)定性和效果。⑤政策支持與農(nóng)民培訓(xùn)：提供政策扶持，加強農(nóng)民對生物防治的認(rèn)識和應(yīng)用能力培訓(xùn)。五、論述題（每小題10分，共30分。）1.論述昆蟲取食對植物生長發(fā)育和次生代謝物合成的雙重影響。*解析思路：首先明確觀點：昆蟲取食對植物具有破壞性，但也能刺激植物產(chǎn)生適應(yīng)性反應(yīng)。①破壞性影響：詳細(xì)闡述昆蟲取食如何直接損害植物。a)物理損傷：啃食葉片、莖干、花果，破壞光合器官、輸導(dǎo)組織，導(dǎo)致組織失水、養(yǎng)分流失、結(jié)構(gòu)破壞。b)生理脅迫：取食過程可能伴隨唾液分泌，對植物產(chǎn)生直接毒性或過敏反應(yīng)。c)生長抑制：大量取食導(dǎo)致光合作用下降，養(yǎng)分吸收不足，最終影響植物的生長速率、生物量積累、分蘗/開花等關(guān)鍵發(fā)育進程，嚴(yán)重時導(dǎo)致植株死亡或產(chǎn)量降低。②刺激性影響：重點論述取食如何誘導(dǎo)植物防御反應(yīng)。a)信號感知：植物通過表皮的物理感受器和內(nèi)源的化學(xué)感受器識別取食刺激。b)信號傳導(dǎo)：觸發(fā)Ca2+內(nèi)流、磷脂酶C激活等信號級聯(lián)反應(yīng)，產(chǎn)生茉莉酸（JA）、水楊酸（SA）等信號分子。c)防御物質(zhì)合成：信號分子調(diào)控下游防御基因表達，合成大量次生代謝物，如酚類、萜類、生物堿等，這些物質(zhì)對取食昆蟲具有拒食、毒殺、抑制發(fā)育等作用。d)系統(tǒng)性反應(yīng)：防御信號可以傳遞至非傷害部位，誘導(dǎo)全株性的防御狀態(tài)，甚至影響植物的繁殖策略（如種子大小、萌發(fā)率）。e)發(fā)育調(diào)控：長期或重度的取食脅迫可能改變植物激素平衡，影響營養(yǎng)生長與生殖生長的分配，甚至改變植物開花時間或壽命?？偨Y(jié)：昆蟲取食對植物而言是一把雙刃劍，既是主要的生物脅迫源，也是重要的環(huán)境信號，驅(qū)動植物啟動防御機制，以適應(yīng)生物捕食壓力，這本身就是植物生長發(fā)育過程中的一種復(fù)雜調(diào)控方式。2.結(jié)合實例，論述昆蟲與植物之間協(xié)同進化的證據(jù)及其對生物防治的啟示。*解析思路：首先定義協(xié)同進化。協(xié)同進化是指相互作用的物種之間因?qū)Ψ教卣鞯淖兓l(fā)生適應(yīng)性演變的過程。①證據(jù)：結(jié)合具體實例說明。a)昆蟲對植物防御的適應(yīng)：實例1：棉鈴蟲對棉株防御物質(zhì)的抗性演化，棉株合成棉酚，昆蟲進化出解毒機制；實例2：一些昆蟲口器結(jié)構(gòu)特化以適應(yīng)特定植物的防御結(jié)構(gòu)（如某些甲蟲口器能啃穿厚角質(zhì)層）。b)植物對昆蟲取食的防御升級：實例1：臭豆象與其寄主菜豆，菜豆進化出更復(fù)雜的化學(xué)防御組合，臭豆象則進化出新的取食策略或解毒能力；實例2：某些植物在受到特定昆蟲取食后，會迅速啟動更強的誘導(dǎo)防御反應(yīng)。c)特化互作：實例1：蘭花與其特化的傳粉昆蟲（如蛾類），蘭花的花形、花色、氣味、蜜源結(jié)構(gòu)高度特化吸引特定昆蟲，昆蟲則進化出與之匹配的覓食器官和行為；實例2：蚜蟲與其介殼蟲，蚜蟲為介殼蟲提供營養(yǎng)和保護，介殼蟲幫助蚜蟲躲避天敵。這些實例都顯示了昆蟲和植物在相互作用中相互選擇，特征趨于特化。②對生物防治的啟示：基于以上證據(jù)，可以得出以下啟示。a)認(rèn)識復(fù)雜性：理解害蟲-作物互作的協(xié)同進化歷史有助于預(yù)測害蟲的抗藥性風(fēng)險和防治難度。b)利用特化關(guān)系：保護和利用昆蟲的天敵（瓢蟲、草蛉等）時，需考慮其是否特化于目標(biāo)害蟲及其寄主植物，避免天敵對非目標(biāo)生物的誤傷。c)探索新型防治策略：研究植物與害蟲協(xié)同進化過程中產(chǎn)生的防御物質(zhì)或機制，可為開發(fā)新型、高效、低毒的生物農(nóng)藥提供先導(dǎo)化合物或思路。d)調(diào)控互作：通過農(nóng)業(yè)管理措施（如種植抗性品種、合理輪作、保護天敵）打破害蟲與作物的特化互作，增加害蟲的生存難度。e)長期監(jiān)測：持續(xù)監(jiān)測害蟲種群對防治措施的反應(yīng)，及時發(fā)現(xiàn)并應(yīng)對協(xié)同進化導(dǎo)致的防治失敗。3.試述系統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)在深入研究昆蟲-植物互作機制中的應(yīng)用前景與面臨的挑戰(zhàn)。*解析思路：首先簡述系統(tǒng)生物學(xué)概念及其特點（整體性、網(wǎng)絡(luò)化、多組學(xué)整合）。①應(yīng)用前景：闡述系統(tǒng)生物學(xué)如何提供新的研究視角和方法。a)全面解析互作網(wǎng)絡(luò)：整合基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等