知识背景
十七世纪的欧洲，人们相信毛虫和蝴蝶是两种毫不相干的动物，毛虫被视为「不洁之物」。荷兰画家兼博物学家梅里安不信这个说法。她从十三岁起养蚕，后来在自家院子里养了成百上千条毛虫，天天守着画，一个阶段一个阶段记录下来。1679 年她出版《毛虫的奇妙变化与花朵的特殊营养》，用图画证明：毛虫、蛹、蝴蝶是同一只虫子的三个阶段，中间没有换过身份。
这个结论今天写进了课本，叫变态发育。它让人惊讶的地方在于：同一套遗传物质，能在一生中造出两副几乎毫不相干的身体——一副负责吃和长大，一副负责飞和繁殖。
杭州人对这件事其实很熟。西溪湿地春末的水塘里全是黑黑的蝌蚪，用鳃呼吸、靠尾巴游动；两个月后它们长出四肢、尾巴消失、鳃换成了肺，跳上岸变成青蛙。这一节要弄清的就是：动物一生要经过哪些时期，为什么有的动物中途「改头换面」，有的却始终保持模样。
知识讲解
动物生长时期的一般划分
大多数动物的一生可分为：受精卵 → 婴幼期 → 性成熟期 → 成年期 → 衰老期 → 死亡。其中婴幼期是身体迅速生长的时期；到达性成熟期才能产生生殖细胞、繁殖后代。
不同动物的寿命差别巨大：家鼠约 3 年，狗约 15 年，大象约 70 年，海龟可超过百年。一般来说，动物幼年期越长，寿命也越长。
卵生与胎生
卵生：受精卵在母体外发育成新个体，营养由卵内的卵黄提供，如鱼、蛙、蛇、鸟、昆虫。胎生：胚胎在母体子宫内发育，营养由母体经胎盘、脐带提供，出生后由母体哺乳，如猫、狗、牛、人。
| 比较项 | 卵生 | 胎生 |
|---|---|---|
| 发育场所 | 母体外（卵内） | 母体子宫内 |
| 营养来源 | 卵黄 | 母体（胎盘、脐带） |
| 产卵（仔）数量 | 多 | 少 |
| 后代成活率 | 低 | 高 |
| 举例 | 鱼、蛙、鸟、昆虫 | 猫、牛、鲸、人 |
胎生哺乳大大提高了后代的成活率，这是哺乳动物成为地球上最成功类群之一的重要原因。
变态发育
变态发育：在发育过程中，动物的形态结构和生活习性发生显著变化的现象。昆虫的变态分两类：经历卵 → 幼虫 → 蛹 → 成虫四个时期的叫完全变态（家蚕、蝴蝶、蜜蜂、蚊、蝇）；只经历卵 → 幼虫 → 成虫、没有蛹期的叫不完全变态（蝗虫、蟋蟀、蝉、蟑螂）。
- 有无蛹期：完全变态有蛹，不完全变态没有。这是判断的第一标准。
- 幼虫与成虫是否相像：完全变态的幼虫（如家蚕的蚕）与成虫（蚕蛾）差别极大；不完全变态的幼虫（如蝗虫的跳蝻）与成虫相似，只是没有翅、生殖器官未成熟。
- 昆虫的生长要蜕皮：外骨骼不能随身体一起长大，所以幼虫要多次蜕皮才能长大，蜕皮次数是固定的。
两栖类的变态发育（以青蛙为例）：
蝌蚪生活在水中，有尾、用鳃呼吸；发育中先长后肢、再长前肢，尾巴逐渐被吸收，鳃退化、肺形成，最终成蛙水陆两栖、用肺兼皮肤呼吸。青蛙体外受精、体外发育，离开水就无法繁殖。
实验与探究
从蚕种（卵）开始饲养家蚕，记录它一生的变化。
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目的：观察昆虫完全变态发育的四个时期。
步骤与现象：
- 卵期：蚕卵约 1 毫米，紫黑色。放在 25 摄氏度左右处，约十天孵出黑色的「蚁蚕」。
- 幼虫期：用新鲜桑叶喂养，注意桑叶擦干、纸盒透气。幼虫食桑量极大，体色由黑转白，期间蜕皮四次（每次蜕皮前停食不动，叫「眠」），共五个「龄」，约 25 天。
- 蛹期：熟蚕吐丝结茧，在茧内化为蛹，不食不动，约 12 天。
- 成虫期：蛾破茧而出，有翅但不飞不食，交配产卵后死亡。
结论：家蚕一生经历卵、幼虫、蛹、成虫四个时期，幼虫与成虫形态、食性、活动方式差异极大，属完全变态发育。
注意：幼虫期是唯一进食生长的阶段，所以蚕丝产量取决于幼虫期的桑叶质量与温度；蛹期虽不动，内部却在剧烈改造，此时摇晃震动容易造成死蛹。
经典例题
农业上防治蝗虫，往往选择在「跳蝻」尚未长出翅时集中灭杀；防治菜青虫也强调「治早、治小」。请分别指出蝗虫和菜青虫（成虫为菜白蝶）的发育类型，并说明为什么要抓住幼虫期。
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第一步：判断蝗虫。蝗虫的发育经历卵、跳蝻（幼虫）、成虫，没有蛹期，幼虫与成虫相似，属不完全变态发育。
第二步：判断菜青虫。菜白蝶的发育经历卵、幼虫（菜青虫）、蛹、成虫四期，有蛹期，且幼虫与成虫差别极大，属完全变态发育。
第三步：分析幼虫期的特点。两者的幼虫期都是取食量最大、对作物危害最重的时期，而此时虫体小、无翅或翅未发育完全、活动范围有限、抗药性弱。
第四步：得出结论。在幼虫期防治，既能在危害扩大前减少损失，又因害虫不易迁飞逃逸而事半功倍；等到成虫长翅飞散、并大量产卵后，防治难度和用药量都会剧增。
答：蝗虫为不完全变态，菜青虫为完全变态；抓幼虫期是因为幼虫危害最重、活动范围小、易于集中消灭。
难点与易错点
- 把「有无蛹期」记反：完全变态有蛹（家蚕、蝴蝶、蚊、蝇、蜜蜂），不完全变态无蛹（蝗虫、蝉、蟋蟀）。
- 认为蝌蚪用肺呼吸：蝌蚪用鳃呼吸，只能生活在水中；发育为成蛙后才用肺兼皮肤呼吸。
- 认为青蛙是胎生：青蛙体外受精、体外发育，属卵生；胎生只见于哺乳动物（个别鱼类除外）。
- 认为昆虫的成虫还会长大：昆虫只在幼虫期生长并蜕皮，成虫体型不再增大。所以「小蚊子长成大蚊子」是错的。
- 把蛹期当作停止发育：蛹外表不动，体内正在进行剧烈的结构改造。
- 混淆变态发育与生长：变态强调形态结构和生活习性的显著改变，而不只是长大。
生活中的应用
- 杭州的丝绸传统：养蚕的核心是照料好幼虫期，桑叶带水、室温骤变都会引起病蚕，这是「一年蚕事在春」的道理。
- 西溪湿地的青蛙保护：青蛙必须在水中产卵，湿地水域被填埋或农药污染，蝌蚪无法完成变态，稻田害虫随之增多。
- 灭蚊要清积水：蚊的卵、幼虫（孑孓）、蛹都生活在水中，倒掉花盆托盘和轮胎里的积水，比喷药更根本。
- 千岛湖的禁渔期：禁渔期设在鱼类产卵繁殖季节，保护的正是从受精卵到幼鱼这段成活率最低的时期。
生活应用题 1 · 一条蚕一生吃多少桑叶
某蚕农记录：一条家蚕在五个幼虫龄期共吃桑叶约 20 克，最后可结出约 0.4 克蚕丝。他一次饲养 3000 条蚕，问共需桑叶多少千克，可得蚕丝多少千克，蚕丝占桑叶质量的百分比是多少？
分步解：
- 求桑叶总量：。
- 求蚕丝总量：。
- 求百分比，依据部分除以总量：。
- 答：需桑叶 60 千克，得蚕丝 1.2 千克，蚕丝仅占桑叶质量的 2%。绝大部分有机物在蚕体内被呼吸作用消耗掉了，这也是丝绸自古昂贵的原因。
生活应用题 2 · 一只青蛙一个夏天能吃多少害虫
一只成蛙平均每天捕食害虫约 70 只。若西溪湿地某片稻田有成蛙 400 只，捕食季按 120 天计算，这些青蛙一季共消灭多少只害虫？若每只害虫平均使稻谷减产 0.05 克，相当于保住多少千克稻谷？
分步解：
- 求一只蛙一季的捕食量：（只）。
- 求全部青蛙的捕食量：（只），即约 336 万只。
- 求保住的稻谷质量：。
- 答：共消灭害虫约 336 万只，相当于保住稻谷约 168 千克。这就是青蛙被称为「农田卫士」的依据，也说明保护蝌蚪赖以变态的水体有多重要。
考点
- 选择题·高频：判断某种昆虫属完全变态还是不完全变态（关键看有无蛹期）
- 排序题·高频：写出家蚕、蝗虫、青蛙的发育顺序
- 比较题·高频：卵生与胎生在发育场所、营养来源、成活率上的区别
- 简答题：蝌蚪与成蛙在呼吸器官、运动方式、生活环境上的差异
- 应用题：害虫防治为什么要抓幼虫期；灭蚊为什么要清除积水
- 材料题：以数据表判断某动物的发育时期与寿命特点
- 实验题：饲养家蚕的记录与注意事项
中考真题
下列有关动物发育的说法，正确的是（ ）A. 蝗虫的发育经过卵、幼虫、蛹、成虫四个时期 B. 蝌蚪用鳃呼吸，成蛙用肺兼皮肤呼吸 C. 家蚕的成虫还会不断长大 D. 青蛙的受精和发育都在母体内进行
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逐项分析：
- A 错：蝗虫没有蛹期，属不完全变态发育，只有卵、幼虫（跳蝻）、成虫三个时期。
- B 对：蝌蚪生活在水中，用鳃呼吸；发育为成蛙后鳃退化，改用肺呼吸并以皮肤辅助。
- C 错：昆虫只在幼虫期生长蜕皮，成虫体型不再增大。
- D 错：青蛙体外受精、体外发育，卵产在水中。
答案：B。
小科在校园池塘中观察到一群蝌蚪，两个月后池边出现许多小青蛙。请回答：（1）从受精卵到成蛙的发育方式叫什么？（2）蝌蚪发育为成蛙时，呼吸器官和运动器官各发生了什么变化？（3）若池塘被水泥硬化改造，对青蛙种群有何影响？
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第一步：确定发育方式。青蛙一生形态结构和生活习性变化显著，属变态发育（两栖类的变态）。
第二步：说明呼吸器官变化。由鳃呼吸变为用肺呼吸、皮肤辅助呼吸；水生转为水陆两栖。
第三步：说明运动器官变化。蝌蚪靠尾在水中游动；发育中先长出后肢、再长出前肢，尾被逐渐吸收消失，成蛙靠四肢跳跃和游泳。
第四步：分析池塘硬化的影响。青蛙必须在水中产卵、蝌蚪必须在水中完成变态。池塘硬化后水生植物和浅水区消失，卵和蝌蚪失去附着与栖息场所，种群数量将明显下降，稻田、菜地的害虫随之增多。