帝王蝶是世界上唯一能进行长距离迁徙的蝴蝶。“适千里者，三月聚粮”，可帝王蝶的幼虫竟然仅吃一种叫作“乳草”的有毒植物(乳草产生的毒素“强心甾”有能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能)，而且帝王蝶幼虫还能将-中华词典

帝王蝶是世界上唯一能进行长距离迁徙的蝴蝶。“适千里者，三月聚粮”，可帝王蝶的幼虫竟然仅吃一种叫作“乳草”的有毒植物(乳草产生的毒素“强心甾”有能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能)，而且帝王蝶幼虫还能将

更新时间:2026-07-23 07:24:14 栏目: 中华词典

帝王蝶是世界上唯一能进行长距离迁徙的蝴蝶。“适千里者，三月聚粮”，可帝王蝶的幼虫竟然仅吃一种叫作“乳草”的有毒植物(乳草产生的毒素“强心甾”有能够结合并破坏动物细胞钠钾泵的功能)，而且帝王蝶幼虫还能将强心甾储存在体内以防御捕食者。研究人员发现帝王蝶钠钾泵的119和122位氨基酸与其他昆虫不同。利用基因编辑技术修改果蝇钠钾泵基因，发现122位氨基酸改变使果蝇获得抗强心甾能力的同时导致果蝇“瘫痪”，119位氨基酸改变无表型效应，但能消除因122位氨基酸改变导致的“瘫痪”作用。根据以上信息可做出的判断是() A. 通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组 B. 帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果 C. 帝王蝶在进化历程中119、122位氨基酸的改变一定是同时发生的 D. 强心甾与钠钾泵结合普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而破裂

帝王蝶对乳草毒素“强心甾”的抗性是进化生物学中基因选择与功能补偿的典型案例。乳草产生的强心甾能破坏动物细胞钠钾泵功能，但帝王蝶通过钠钾泵119和122位氨基酸突变获得抗性，并将毒素储存在体内防御捕食者。以下是对各选项的具体分析：

A. 通过基因编辑技术研究果蝇钠钾泵基因功能时设置了两个实验组

错误。实验中基因编辑操作包括三组：仅改变122位氨基酸（获抗性但瘫痪）、仅改变119位氨基酸（无表型效应）、同时改变122和119位氨基酸（抗性且无瘫痪）。三组实验分别揭示了单个突变及组合突变的效应，因此设置了三个实验组，而非两个。

B. 帝王蝶钠钾泵突变基因的基因频率不断升高是乳草选择作用的结果

正确。乳草的强心甾对昆虫构成定向选择压力：缺乏抗性突变的个体因钠钾泵被破坏而死亡，携带119和122位突变的帝王蝶则能存活并繁殖。这种自然选择导致突变基因频率在种群中逐渐升高。例如，研究显示122位突变赋予高抗性，而119位突变消除其副作用，二者组合使帝王蝶在乳草环境中具有生存优势。

C. 帝王蝶在进化历程中119、122位氨基酸的改变一定是同时发生的

错误。果蝇实验表明，122位突变单独出现时虽能抗毒但导致瘫痪，而119位突变可补偿这一缺陷。进化中更可能的路径是：先出现122位突变（赋予抗性但有代价），随后119位突变因缓解瘫痪而被选择保留，二者并非必须“同时发生”。

D. 强心甾与钠钾泵结合的普通动物细胞，一般会因渗透压失衡而破裂

争议性结论。钠钾泵的核心功能是维持细胞内外Na⁺、K⁺浓度梯度，进而调节渗透压。强心甾破坏钠钾泵后，细胞可能因Na⁺内流、水分渗入而肿胀破裂。但题目未直接提供渗透压失衡的实验证据，部分解析认为此结论“合理但非最佳选项”。相比之下，B选项的自然选择解释更直接且有明确证据支持。

结论

正确答案为B。帝王蝶钠钾泵突变基因的进化是乳草毒素定向选择的结果，而基因编辑实验揭示了突变的分步补偿机制——122位突变提供抗性，119位突变消除副作用，最终形成适应性表型。这一案例展示了自然选择如何通过“试错—补偿”的方式塑造生物适应性。