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高三一轮复习
第21讲 生物的进化
[课标 要求] 1.地球上的现存物种丰富多样，它们来自共同祖先。2.适应是自然选择的结果。
3.活动：用数学方法讨论自然选择使种群的基因频率发生变化。
4.活动：探讨耐药菌的出现与抗生素滥用的关系。
考点要求 考题统计 考情分析
生物有共同的祖先 2023，浙江，选择 2022，北京 本专题知识难度较低，要求基础要扎实。考查学生对相关进化的整体性的认识,或结合一些情景信息或表格信息设置题目，考查学生的应变能力、获取信息和综合分析能力。
自然选择与适应的形成 2023，北京，浙江，选择 2022，福建，辽宁、河北 种群基因组成的变化与物种的形成 2023，海南，湖北（2题），选择 2022，重庆，海南、湖南，浙江（2题），广东，选择 2021，重庆（5），填空 协同进化与生物多样性的形成 2023，广东，选择 2022，天津，湖北，选择 2022，广东（3）填空 2021，江苏，选择 内容聚焦
种群基因组成的变化与物种的形成
协同进化与生物多样性的形成
考点一
考点二
考点三
重温高考 真题演练
生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
探究抗生素对细菌的选择作用
考点四
种群基因频率的计算
考点五
考点一
生物有共同祖先的证据、自然选择与适应的形成
达尔文在《物种起源》一书中提出，地球上当今生物都是由共同祖先进化而来的，人和猿有共同的祖先。你能说出什么证据来支持达尔文的观点？
自然选择学说揭示了生物进化的机制，解释了适应的形成和物种形成的原因。
1
生物有共同的祖先证据
化石是指通过自然作用保存在地层中的古代生物的遗体、遗物或生活痕迹等。
利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。
①概念：
②分类：
是研究生物进化最直接、最重要的证据。
(1)地层中陈列的证据——化石
大部分化石发现于沉积岩的地层中
大量化石证据，证实了生物是由原始的共同祖先经过漫长的地质年代逐渐进化而来的，而且还揭示出生物由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生的进化顺序
③分布：
④结论：
(2)当今生物体上进化的印迹——其他方面的证据
比较解剖学证据
胚胎学证据
彼此相似的胚胎阶段
细胞学及分子生物学的证据
细胞水平证据：当今生物有许多共同的特征，如都有能进行代谢、生长和增殖的细胞，细胞有共同的物质基础和结构基础等，这是对生物有共同祖先这一论点的有力支持。
分子水平证据：
不同生物的DNA和蛋白质等生物大分子的共同点，提示人们当今生物有着共同的原始祖先，其差异的大小则揭示了当今生物种类亲缘关系的远近，以及它们在进化史上出现的顺序。
①骨骼的种类、组成及其排列顺序相同，说明这些生物可能由共同的原始祖先进化而来。②外形及功能差别很大，原因是在漫长的进化中，由于适应不同的生活环境，逐渐出现了形态和功能上的不同。
① 人和鱼的胚胎在发育早期出现鳃裂和尾，随着发育的进行，人的鳃裂和尾消失了，而成年的鱼仍然保留了鳃和尾； ② 人和其他脊椎动物在胚胎发育早期都有彼此相似的阶段。支持了人和其他脊椎动物有共同祖先。
2
适应的普遍性和相对性
(1)适应的概念
①生物的　　　　适合于完成一定的　　。
②生物的形态结构及其功能适合于该生物在一定的　　中生存和繁殖。
(2)适应的特性
①普遍性：适应是普遍存在的，所有的生物都具有适应环境的特征。
②相对性：适应是针对一定的　　　　而言的，是一种暂时的现象。
形态结构
功能
环境
环境条件
适应的普遍性:
拟态现象
竹节虫
圆掌舟蛾
适应的相对性
1.生物适应性特征能使其完全免于天敌捕食吗？
2.雷鸟这种适应现象有没有局限性？
降雪延迟，则易被天敌发现
遗传的稳定性与环境不断变化之间的矛盾是适应相对性的根本原因
不能
春夏的雷鸟
冬天的雷鸟
各种生物的适应性特征是如何形成的呢？
3
适应是自然选择的结果
1．拉马克的进化学说
各种生物都是自古以来就如此的
神创论
①器官的“用进废退”②获得性遗传
拉马克的
进化学说
各种生物的适应性特征并不是自古以来都是如此的，而是在进化过程中逐渐形成的
②获得性遗传
器官使用越多越发达，不使用就退化
由于环境引起或由于用进废退引起的变化，都是可以遗传的
①用进废退
意义∶
A.是达尔文学说之前影响最大、最为系统的进化理论。
B.是历史上第一个比较完整的进化学说。
C.反对神创论和物种不变论，强调生物的进化。
局限性：缺乏科学证据支持。
A.拉马克理论大多数是主观推测。
B.过于强调环境的变异导致物种的改变。
2.达尔文自然选择学说
过度繁殖
遗传变异
可遗传的变异
自然选择
可遗传的有利变异
环境
的定向选择
统一
性
共同
多样性
适应性
遗传
和变异
性状水平
过度繁殖
生存斗争
遗传变异
适者生存
资源有限
进化的动力
（外因）
进化的内因
进化的结果
自然选择的基础
重点
①发展原因：关于遗传和变异的研究，已经从性状水平深入到基因水平，人们逐渐认识到了　　　　　的本质；关于适应以及物种的形成等问题的研究，已经从以生物个体为单位，发展到以　　为基本单位。
②发展的结果：形成了以　　　　为核心的现代生物进化理论。
遗传和变异
种群
自然选择
3.达尔文以后进化理论的发展
源于必修2 P108“思考·讨论”：拉马克观点解释长颈鹿脖子长的原因是什么？达尔文观点解释长颈鹿脖子长的原因是什么？
拉马克观点：长颈鹿在旱季缺乏青草的时期就会用它的长脖子去吃高处的树叶，这样长期“使用”它的脖子，久而久之就更长了(用进废退)，然后遗传给了下一代(获得性遗传)。
达尔文观点：在缺乏青草的干旱时期，那些颈部和四肢都较长的个体会有较多的机会吃到高处的树叶，能够生存下来，并繁殖后代，而那些颈部和四肢较短的个体则无法得到足够的食物，不容易生存下来，也无法繁殖后代，所以颈部和四肢较短的长颈鹿逐渐被淘汰。
长颈鹿
的祖先
大量长颈鹿
后代长颈鹿出现差异
(长颈长腿)
长颈长腿的长颈鹿存活
现代长颈鹿
过度繁殖
遗传变异
生存 斗争
适者 生存
1.化石、比较解剖学、胚胎学、分子生物学等在研究生物进化过程中起了重要作用。下列有关生物进化的叙述，错误的是
A.化石证据可作为生物进化的直接证据
B.鲸的鳍和蝙蝠的翼在外部形态、功能上不同，说明它们是由不同的祖
　先演化而来
C.人和鱼的胚胎发育经历了有鳃裂及有尾的阶段，可以用人和鱼有共同
　祖先来解释
D.亲缘关系越近的生物，在细胞代谢、DNA的结构与功能等方面共同特征越多
B
2.下列各项不能体现生物对环境的适应的是
A.竹节虫的体形像竹枝 B.北极熊的体色与冰雪的颜色相似
C.森林中的避役体色为绿色 D.持续干旱导致植物大量死亡
D
种群基因组成的变化与物种的形成
考点二
1
种群是生物进化的基本单位
同种
全部
基因
等位基因数
基因频率
卧龙自然保护区 猕猴
能使种群基因频率发生变化的因素有哪些？
基因重组
染色体变异
(2)可遗传变异提供了生物进化的原材料的原因
2
种群基因频率的变化
突变
基因重组
新的等位基因
多种多样的基因型
种群中出现大量可遗传的变异
变异是
不定向的
形成了进化的原材料,
不能决定生物进化的方向
突变和重组都是随机的、不定向的，那么，种群基因频率的改变是否也是不定向的呢？
(1)原因：在自然选择的作用下，具有有利变异的个体有更多的机会产生后代，种群中相应基因的频率会 ；相反，具有不利变异的个体留下后代的机会少，种群中相应基因的频率会 。(2)结果：在自然选择的作用下， 会发生定向改变，导致生物朝着一定的方向不断进化。
原种群
不同性状
突变和基因重组
自然选择
不利变异不断淘汰
有利变异积累加强
种群基因频率定向改变
生物
定向
进化
变异不定向
3
自然选择对种群基因频率变化的影响
不断提高
下降
种群的基因频率
(3)对象：①直接作用—
②最终选择—
自然选择直接选择表型而不是基因型
决定表型的基因
生物进化的实质是种群基因频率在自然选择作用下的定向改变。
进化一定形成了新的物种吗？
4
隔离在物种形成中的作用
能够在自然状态下相互交配并且产生可育后代的一群生物称为一个物种。
(1)物种的概念：
物种与种群的区别：
同一物种可以分布在不同区域；
种群是同一区域内的同一物种的全部个体。
一个种群内的生物是同一物种（ ）
不同种群内的生物是不同物种（ ）
同一物种可以分为很多个种群（ ）
√
√
×
(2)隔离
4
隔离在物种形成中的作用
相互交配
可育后代
同种
基因交流
①只有地理隔离而没有形成生殖隔离，可能产生亚种，但没有产生新物种。
②生殖隔离是物种形成的关键，是物种形成的最后阶段，是物种间的真正界限。
③生殖隔离有三种情况：
不能杂交；
杂交后代不活；
杂交后代活而不育。
(3)新物种的形成过程
4
隔离在物种形成中的作用
地理隔离是物种形成的量变阶段，生殖隔离是物种形成的质变时期。隔离是物种形成的必要条件。
原种
变异1
变异2
变异类型1
变异类型2
新种1
新种2
生殖
隔离
自然
选择1
自然
选择2
基因频率
定向改变
地 理
隔 离
知识拓展:物种形成的三种方式
（1）渐变式
实例：自然界多倍体植物是在短时间内通过染色体变异的方式形成新物种。
（2）爆发式
物种A
物种B
杂交
杂种植物
染色体加倍
异源多倍体
通过植物体细胞杂交（如番茄—马铃薯）、多倍体育种（如八倍体小黑麦）等方式也可以创造新物种。
（3）人工创造新物种
归纳总结
物种形成与生物进化的比较
比较内容 物种形成 生物进化
标志
变化后生物与 原生物关系
二者关系 出现生殖隔离
基因频率改变
属于不同物种
可能属于同一物种
①生物进化的实质是种群基因频率的改变，这种改变可大可小，不一定会突破物种的界限，即生物进化不一定导致新物种的形成，进化是量变，物种形成是质变；②新物种的形成是长期进化的结果
①突变和基因重组产生进化的原材料。
②自然选择导致种群基因频率的定向改变。
③隔离导致物种形成。
（2）关系图：
小结：物种形成的三个环节
（1）内 容：
(必要条件)
3．(2022·深圳二模)控制鹌鹑(2n＝78)细胞膜上某受体合成的等位基因，有三种不同的碱基序列。其基因分别表示为E、F、R。统计某群体中6种基因型的个体数量(只)分别为：EE，35；FF，15；RR，30；EF，20；FR，20；ER，30。下列分析错误的是(　　)
A．控制该受体合成的基因在体细胞中成对存在
B．E、F和R的形成体现基因突变具有不定向性
C．该鹌鹑种群中，R基因的基因频率约为0.69
D．对E、F、R进行选择可导致该种群发生进化
C
4．(2022·湖北荆州中学)黑腹裂籽雀是一种非洲雀，同一种群中有宽喙和窄喙两种类型，它们在处理不同种莎草种子(它们的主要食物)的效率上有差异：宽喙善于处理硬种子，而窄喙鸟能更有效地处理软种子。宽喙和窄喙分别由等位基因B和b控制。现有一个较大的黑腹裂籽雀种群，雌雄数量相等，雌雄之间自由交配产生可育后代，种群中B基因频率为60%、b基因频率为40%，则下列有关说法错误的是(　　)
A.黑腹裂籽雀种群中全部B和b的总和不能构成黑腹裂籽雀种群的基因库
B.黑腹裂籽雀宽喙鸟和窄喙鸟适应不同的资源环境，这是自然选择的结果
C.若这对等位基因位于常染色体上，则显性个体中出现杂合雌黑腹裂籽雀概率约为57.14%
D.黑腹裂籽雀宽喙鸟和窄喙鸟之间不存在生殖隔离
C
协同进化与生物多样性的形成
考点三
1
协同进化
(1)概念:不同 之间、 之间在相互影响中不断进化和发展。
（2）类型：
不同物种之间
生物与无机环境之间
生物与无机环境
①种间互助
②种间斗争
捕食者在进化中的作用 ——“ 收割理论”
1
协同进化
（3）原因：生物与生物之间的相互_____和生物与无机环境之间的相互_____。
（4）意义：
选择
影响
通过漫长的协同进化过程，地球上不仅出现了千姿百态的物种，丰富多彩的基因库，而且形成了多种多样的生态系统，也就是形成了生物的多样性。
湿地生态系统
森林生态系统
冻原生态系统
1．(必修2 P119正文)捕食者的存在为什么能够增加物种多样性？
捕食者往往捕食个体数量多的物种，这样就会避免出现一种或少数几种生物在生态系统中占绝对优势的局面，为其他物种的生存腾出空间。
2．(必修2 P121正文)同种动物为争夺配偶或食物而发生了进化，是不是发生了协同进化？为什么？
不是。协同进化是发生在不同物种或生物与无机环境之间。
(1)内容：
(2)形成原因：生物的　　。
(3)研究生物进化历程的主要依据：　　。
(4)生物多样性三个层次间的关系
进化
化石
基因
生态系统
2
生物多样性的形成
①遗传多样性(基因多样性):生物体内决定性状的遗传因子及其组合的多样性
②物种多样性：动物，植物和微生物等生物种类的丰富性
③生态系统多样性：生物圈内生物环境、生物群落和生态过程的多样性
3
生物进化理论在发展
非益即害
中性
渐变
物种长期稳定
迅速形成新种
①适应是自然选择的结果；
②种群是生物进化的基本单位；
③突变和基因重组提供进化的原材料，自然选择导致种群基因频率的定向改变，进而通过隔离形成新的物种；
④生物进化的过程实际上是生物与生物、生物与无机环境协同进化的过程；
⑤生物多样性是协同进化的结果。
现代生物进化理论主要包括：
中性突变理论
间断平衡学说
自主检测
1．利用化石可以确定地球上曾经生活过的生物的种类及其形态、结构、行为等特征。化石是研究生物进化最直接、最重要的证据。 ( )
2．比较解剖学和胚胎学以及细胞和分子水平的研究，都给生物进化论提供了有力的支持。 ( )
3．达尔文认为适应的来源是可遗传的变异，适应是自然选择的结果。 ( )
4．从以种群为单位，发展到以生物个体为基本单位，形成了以自然选择学说为核心的现代生物进化理论。 ( )
5．自然选择使种群的基因频率发生定向改变。 ( )
6．隔离是物种形成的必要条件。 ( )
7．协同进化是指同种生物之间、生物与非生物环境之间在相互影响中不断进化和发展。 ( )
√
√
√
×
√
√
×
5．(2022·贵州贵阳)狮子鱼多分布于温带靠海岸的岩礁或珊瑚礁内，但在马里亚纳海沟7 000米以下的深海环境(该环境具有高压、终年无光等特殊极端条件)生存着通体透明的一个新物种——超深渊狮子鱼。我国科学家最新研究发现，超深渊狮子鱼基因组中与色素、视觉相关的基因发生了大量丢失，这些遗传变异共同造成了这一物种的奇特表型和对超深渊极端环境的适应能力。下列关于超深渊狮子鱼的叙述，正确的是(　　)
A.超深渊狮子鱼与温带靠海岸分布的狮子鱼交配能产生可育后代
B.在深海环境中，超深渊狮子鱼个体间在斗争过程中相互选择、协同进化
C.深海高压、终年无光等特殊极端条件是进化形成超深渊狮子鱼的根本原因
D.可遗传变异为超深渊狮子鱼的形成提供了原材料，自然选择决定进化的方向
D
6．(2021·八省联考广东卷)从19世纪中叶到20世纪中叶，随着工业化的发展，环境不断恶化，英国曼彻斯特地区桦尺蛾(其幼虫称桦尺蠖)种群中，与从前浅色个体占多数相比，黑色个体所占比例逐渐增加。下列叙述正确的是(　　)
A．控制桦尺蛾体色的基因发生了定向变异
B．黑色桦尺蛾是通过进化产生的新物种
C．黑色桦尺蛾增多是获得性遗传的证据
D．桦尺蛾体色变化趋势体现了协同进化
D
考点四
种群基因频率的计算
题型一　根据定义计算基因频率和基因型频率
PA＝PAA＋1/2PAa，Pa＝Paa＋1/2PAa
1．(2022·山西太原)果蝇长翅(V)和残翅(v)由一对常染色体上的等位基因控制。假定某果蝇种群有20 000只果蝇，其中残翅果蝇个体数量长期维持在4%。若再向该种群中引入20 000只纯合长翅果蝇，在不考虑其他因素影响的前提下，下列关于纯合长翅果蝇引入种群后的叙述错误的是(　　)
A．v基因频率降低了50% B．V基因频率增加了50%
C．杂合果蝇比例降低了50% D．残翅果蝇比例降低了50%
B
3．(2022·广州市)调查某校学生中关于某种性状的各种基因型及比例为：
基因型 XBXB XBXb XbXb XBY XbY
比例/% 42.32 7.36 0.32 46 4
则该校学生中XB和Xb的基因频率分别是(　　)
A．6%、8%　　　　　　 B．92%、8%
C．78%、92% D．8%、92%
B
题型二　利用遗传平衡公式计算基因频率和基因型频率
(1)适用条件：①种群非常大；②所有雌雄个体之间自由交配；③没有迁入和迁出；④没有自然选择；⑤没有突变。
(2)计算公式：，则：
①设p表示A的基因频率，q表示a的基因频率；求基因型频率
②逆推计算：已知隐性纯合子的概率，求基因频率
易错提醒
遗传平衡时X染色体上基因频率与基因型频率的关系(以红绿色盲为例)
(1)红绿色盲基因(Xb)的基因频率在男性和女性中相同，但发病率不同。
(2)人群中男性的红绿色盲发病率即为该群体Xb的基因频率。
说明：若男性和女性数量相等，则女性携带者XBXb在女性中的比例和人群中的比例分别为18%和9%。
1．(2022·清远连州)经调查，在某一种群内AA的基因型频率为40%，Aa的基因型频率为60%，aa的基因型(致死基因型)频率为0，若随机交配繁殖一代，下列说法正确的是(　　)A．AA的基因型频率占49/91
B．Aa的基因型频率占42/100
C．自然选择过程直接作用于个体的基因型D．该种群未发生进化
B
2．(2022·江西吉安)控制果蝇红眼(A)和白眼(a)的基因位于X染色体上，某个果蝇种群中雌雄蝇数量相等，个体间自由交配，经历多次繁殖过程，定期随机抽取计算出A和a的基因频率变化曲线如下图所示，那么经过Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时间段后，种群中XaXa、XaY的基因型频率分别为(　　)
A．80%、64%　　B．32%、40%
C．64%、40% D．32%、20%
A
1.自交
杂合子自交，基因型频率发生变化，纯合子比例逐渐增大，杂合子比例逐渐下降，但基因频率不变。
2.自由交配
在无突变、各种基因型的个体生活力相同时，处于遗传平衡的种群自由交配遵循遗传平衡定律，上下代之间种群的基因频率及基因型频率都保持不变。
题型三　自交与自由交配中基因频率的计算
1．(2022·湖南张家口)某动物种群中AA、Aa和aa的基因型频率分别为0.3、0.4和0.3，且种群数量足够大，不发生基因突变，自然选择不起作用，没有迁入和迁出，下列分析错误的是(　　)
A．如果种群中个体间随机交配，该种群的子一代中aa的基因型频率为0.25
B．如果该种群的子一代再随机交配，其后代中aa的基因型频率会发生改变
C．如果该种群个体只在相同基因型之间进行交配，其子一代中AA的基因型频率为0.4
D．如果子一代也同样只发生相同基因型之间的交配，AA的基因型频率会发生改变
2．(2022·安徽六安)在理想条件下，两个田鼠的种群被一条河流隔开。种群1的A基因频率为60%，a基因频率为40%；种群2的A基因频率为20%，a基因频率为80%。假设种群1与种群2的个体数正好为3∶1，当地理隔离不再存在时，两个种群完全合并为一个可随机交配的种群，则下一代中Aa的基因型频率是(　　)
A．50%　　 B．25% C．48% D．24%
B
A
探究抗生素对细菌的选择作用
考点五
1
实验原理：
一般情况下，一定浓度的抗生素会杀死细菌，但变异的细菌可能产生_______。在实验室连续培养细菌时，如果向培养基中添加抗生素_______有可能存活下来。
耐药性
耐药菌
2
方法步骤
① 用记号笔在培养皿的底部画2条_________的直线，将培养皿分为4个区域，分别标记为①～④
② 取少量细菌的培养液，用无菌的_______ (或无菌棉签)均匀地涂抹在培养基平板上
③ 用无菌的镊子先夹取1张___________的纸片放在①号区域的中央，再分别夹取1张___________放在②～④号区域的中央，盖上皿盖
相互垂直
涂布器
不含抗生素
抗生素纸片
④ 将培养皿倒置于37 ℃的恒温箱中培养__________
⑤ 观察培养基上细菌的生长状况。若纸片附近出现了抑菌圈，测量和记录每个实验组中_____________，并取平均值
⑥ 从___________的菌落上挑取细菌，接种到已灭菌的液体培养基中培养，然后重复步骤2～5。如此重复几代，记录每一代培养物抑菌圈的直径
12～16 h
抑菌圈的直径
抑菌圈边缘
①为什么要从抑菌圈边缘的菌落上挑取细菌？
抑菌圈边缘生长的可能是耐药菌
②在本实验条件下，耐药菌所产生的变异是有利的还是有害的？
在本实验条件下，一般来说是有利的，有利于生物在特定环境中生存和繁殖的变异在此环境中就是有利变异。
③滥用抗生素的现象十分普遍。例如，有人生病时觉得去医院很麻烦，就直接吃抗生素；有的禽畜养殖者将抗生素添加到动物饲料中。你认为这些做法有什么后果？
促进耐药菌的产生。
3
结果分析
注意事项：实验结束后，应将耐药菌、培养基、纸片等进行高温灭菌处理，防止对环境造成污染。
结果:在培养基上有细菌生长,在放有抗生素纸片的区域无细菌生长。连续培养几代后,抑菌圈的直径会 。
结论:抗生素对细菌具有 作用。
变小
定向选择
科研人员从一种溶杆菌属的细菌中提取一种新型抗生素(LysocinE)，它能对抗常见抗生素无法对付的超级细菌——耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。下列相关叙述错误的是
A．超级细菌——耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抗药性变异来源于基因突变
B．“耐甲氧西林金黄色葡萄球菌”这一超级细菌的形成意味着该种群发生了进化
C．按照现代进化理论解释，超级细菌形成的实质是种群基因型频率的改变
D．施用新型抗生素(LysocinE)不一定会使耐甲氧西林金黄色葡萄球菌种群消亡
C
重温高考 真题演练
1.(2022·广东卷)白车轴草中有毒物质氢氰酸(HCN)的产生由H、h和D、d两对等位基因决定，H和D同时存在时，个体产HCN，能抵御草食动物的采食。右图示某地不同区域白车轴草种群中有毒个体比例，下列分析错误的是(　　)
A．草食动物是白车轴草种群进化的选择压力
B．城市化进程会影响白车轴草种群的进化
C．与乡村相比，市中心种群中h的基因频率更高
D．基因重组会影响种群中H、D的基因频率
D
2．(2022·湖北卷)新冠病毒是一种RNA病毒，其基因组含有约3万个核苷酸。该病毒可通过表面S蛋白与人细胞表面的ACE2蛋白结合而进入细胞。在细胞中该病毒的RNA可作为mRNA，指导合成病毒复制所需的RNA聚合酶，该聚合酶催化RNA合成时碱基出错频率为10－5。下列叙述正确的是(　　)
A．新冠病毒只有在选择压力的作用下才发生基因突变
B．ACE2蛋白的出现是人类抵抗新冠病毒入侵的进化结果
C．注射新冠病毒疫苗后，人体可产生识别ACE2蛋白的抗体
D．新冠病毒RNA聚合酶可作为研制治疗新冠感染药物的有效靶标
D

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