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文檔簡(jiǎn)介

1、酶1 酶的概念的理解及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)思路酶的概念:由活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,其中絕大多數(shù)是蛋白質(zhì),少數(shù)是RNA。酶的化學(xué)本質(zhì)和生理作用及其實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 酶是有機(jī)物:絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì),少數(shù)的酶是RNA設(shè)計(jì)思路:通過對(duì)照,實(shí)驗(yàn)組若出現(xiàn)紫色,則證明待測(cè)酶溶液是蛋白質(zhì),否則不是蛋白質(zhì)。同理,也可用吡咯紅來鑒定酶是RNA的實(shí)驗(yàn)。對(duì)照組:標(biāo)準(zhǔn)蛋白質(zhì)溶液+雙縮脲溶液檢測(cè)出現(xiàn)紫色反應(yīng);實(shí)驗(yàn)組:待測(cè)酶溶液+雙縮脲溶液檢測(cè)是否出現(xiàn)紫色。酶的催化作用:酶能降低化學(xué)反應(yīng)的活化能,具有催化作用。設(shè)計(jì)思路:對(duì)照組:反應(yīng)物+清水 檢測(cè)反應(yīng)物不被分解;實(shí)驗(yàn)組:反應(yīng)物+等量的相應(yīng)酶溶液 檢測(cè)反應(yīng)物被分解。2酶的特性及實(shí)

2、驗(yàn)驗(yàn)證設(shè)計(jì)思路酶的專一性:每一種酶只能催化一種或一類化學(xué)反應(yīng),對(duì)其他的化學(xué)反應(yīng)無催化效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì):用同一種酶催化不同反應(yīng)物的或用不同酶催化同一反應(yīng)物,觀察相應(yīng)的反應(yīng)物是否被分解。設(shè)計(jì)思路一: 用同一種酶催化不同的反應(yīng)物。實(shí)驗(yàn)組:反應(yīng)物+相應(yīng)酶溶液檢測(cè)反應(yīng)物被分解;對(duì)照組:另一反應(yīng)物+等量相同酶溶液檢測(cè)反應(yīng)物不被分解。設(shè)計(jì)思路二:換酶不換反應(yīng)物。實(shí)驗(yàn)組:反應(yīng)物+相應(yīng)酶溶液檢測(cè)反應(yīng)物被分解;對(duì)照組:相同反應(yīng)物+等量另一種酶溶液檢測(cè)反應(yīng)物不被分解。此實(shí)驗(yàn)過程中要注意:選擇好檢測(cè)反應(yīng)物的試劑。如反應(yīng)物選擇淀粉和蔗糖,酶溶液為淀粉酶,驗(yàn)證酶的專一性,檢測(cè)反應(yīng)物是否被分解的試劑宜選用婓林試劑,不能選用碘

3、液,因?yàn)榈庖簾o法檢測(cè)蔗糖是否被水解。要保證蔗糖的純度和新鮮程度是做好實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵。酶的高效性:酶的催化效率很高,是普通無機(jī)催化劑的107-13倍。設(shè)計(jì)思路:通過比較酶與無機(jī)催化劑的催化速度,證明酶的高效性對(duì)照組:反應(yīng)物+無機(jī)催化劑檢測(cè)反應(yīng)物分解速度;實(shí)驗(yàn)組:反應(yīng)物+等量酶溶液檢測(cè)反應(yīng)物分解速度。實(shí)驗(yàn)中自變量是無機(jī)催化劑和酶,因變量是底物分解速度。酶的作用條件溫和:適宜的溫度:通過比較酶在不同的溫度下的催化效率,設(shè)計(jì)思路:反應(yīng)物+ t1  +酶溶液,反應(yīng)物 + t2  +酶溶液,反應(yīng)物+ t3 +酶溶液, ,反應(yīng)物+ tn +酶溶液  檢測(cè)反應(yīng)物分解的速度或存在的量在

4、實(shí)驗(yàn)步驟中要注意:a.在酶溶液和反應(yīng)物混合之前,需要把兩者先分別放在各自所需溫度下保溫一段時(shí)間。b.若選擇淀粉和淀粉酶探究酶的最適溫度,檢測(cè)反應(yīng)物被分解的試劑宜選用碘液,不應(yīng)該選用婓林試劑,因婓林試劑需水浴加熱,而該實(shí)驗(yàn)中需嚴(yán)格控制溫度。適宜的pH :設(shè)計(jì)思路:反應(yīng)物+ pH1  +酶溶液,反應(yīng)物+ pH 2  +酶溶液,反應(yīng)物+ pH 3 +酶溶液,反應(yīng)物+ pH n +酶溶液  檢測(cè)反應(yīng)物分解的速度或存在的量3.與酶有關(guān)的圖表、曲線解讀  表示酶的高效性的曲線    催化劑可加快化學(xué)反應(yīng)速率,與無機(jī)催化劑相比,酶的催化效

5、率更高。酶只能縮短達(dá)到化學(xué)平衡所需時(shí)間,不改變化學(xué)反應(yīng)的平衡點(diǎn)。表示酶專一性的圖解  圖中A表示酶,B表示被催化的反應(yīng)物。酶和被催化的反應(yīng)物分子都有特定的結(jié)構(gòu)。影響酶活性的曲線         在一定溫度(pH)范圍內(nèi),隨著溫度(pH)的升高,酶的催化作用增強(qiáng);超過酶的最適溫度(pH)后,隨著溫度(pH)的升高,酶的催化作用減弱。過酸、過堿、高溫都會(huì)使酶的空間結(jié)構(gòu)遭到破壞,使酶失去活性;而低溫只是使酶的活性降低,酶的分子結(jié)構(gòu)未遭到破壞,溫度升高可恢復(fù)其活性。反應(yīng)物濃度和酶濃度對(duì)酶促反應(yīng)的影響  

6、  在其他條件適宜,酶濃度一定條件下,酶促反應(yīng)速率隨反應(yīng)物濃度增加而加快;但當(dāng)反應(yīng)物達(dá)到一定濃度后,受酶數(shù)量和酶活性限制,酶促反應(yīng)速率不再增加。在反應(yīng)物充足,其他條件適宜的條件下,酶促反應(yīng)的反應(yīng)速率與酶濃度成正比。4.教材中有關(guān)的酶代謝中的酶淀粉酶:主要有唾液淀粉酶、胰淀粉酶和腸淀粉酶。可催化淀粉水解成麥芽糖;麥芽糖酶:主要有胰麥芽糖酶和腸麥芽糖酶??纱呋溠刻撬獬善咸烟牵恢久福褐饕幸戎久负湍c脂肪酶。可催化脂肪分解為脂肪酸和甘油;蛋白酶:主要有胃蛋白酶和胰蛋白酶??纱呋鞍踪|(zhì)水解成多肽鏈;肽酶:由腸腺分泌??纱呋嚯逆溗獬砂被?;過氧化氫酶:催化過氧化氫催化水解成氧氣和過氧

7、化氫;DNA酶:催化DNA水解的酶。除此之外,還有常見的光合作用酶、呼吸氧化酶、ATP合成酶、水解酶,酪氨酸酶、淀粉分支酶、溶菌酶等。遺傳變異中的酶解旋酶:在DNA復(fù)制或者轉(zhuǎn)錄時(shí),解旋酶可以將DNA分子的兩條多脫氧核苷酸鏈中配對(duì)的堿基從氫鍵處斷裂,從而使兩條螺旋的雙鏈解開。DNA聚合酶和RNA聚合酶:分別催化脫氧核苷酸聚合成DNA鏈以及核糖核苷酸聚合成RNA鏈的反應(yīng)。逆轉(zhuǎn)錄酶:催化以RNA為模板、以脫氧核糖核苷酸為原料合成DNA的過程。生物工程中的酶限制核酸內(nèi)切酶:主要存在于微生物中。一種限制酶只能識(shí)別一種特定的核苷酸序列,并且能在特定的位點(diǎn)上切割DNA 分子。在基因工程中可用限制酶可切割獲得

8、所需要的目的基因或運(yùn)載體。DNA連接酶:是在兩個(gè)DNA片段之間形成磷酸二酯鍵,不是在單個(gè)核苷酸與DNA片段之間形成磷酸二酯鍵??梢栽诨蚬こ讨杏靡赃B接目的基因和運(yùn)載體。纖維素酶和果膠酶:在植物細(xì)胞工程中植物體細(xì)胞雜交時(shí),需用纖維素酶和果膠酶去除植物細(xì)胞的細(xì)胞壁,從而獲得有活力的原生質(zhì)體。胰蛋白酶或膠原蛋白酶:在動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)中,需要用胰蛋白酶或膠原蛋白酶將取自動(dòng)物胚胎或幼齡動(dòng)物的器官和組織分散成單個(gè)的細(xì)胞,然后配制成細(xì)胞懸浮液進(jìn)行原代培養(yǎng)。當(dāng)細(xì)胞貼滿瓶壁后,要重新用胰蛋白酶等處理讓細(xì)胞從甁壁上脫落下來分散成單個(gè)細(xì)胞,繼續(xù)進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)。5. 酶的分布、分類、合成和分泌過程酶的分布:酶既可以在細(xì)胞內(nèi)

9、發(fā)揮作用,比如線粒體內(nèi)的呼吸氧化酶和葉綠體中的光合作用酶等;也可以分泌到細(xì)胞外起作用,比如唾液淀粉酶、胃蛋白酶等各種消化酶。不僅如此,在體外適宜的條件下酶也具有催化作用,比如可以把唾液淀粉酶加入到試管里,在適宜的條件下催化淀粉的水解反應(yīng)。酶的分類:根據(jù)酶在細(xì)胞中的分布可分為:胞外酶(如各種消化酶)、胞內(nèi)酶(如呼吸酶、與光合作用有關(guān)的酶)。根據(jù)酶的作用反應(yīng)物和產(chǎn)生器官分為:胃蛋白酶、胰蛋白酶、唾液淀粉酶、胰和腸麥芽糖酶、胰脂肪酶、腸脂肪酶等等。根據(jù)酶所催化的化學(xué)反應(yīng)性質(zhì)分為:水解酶、氧化酶、轉(zhuǎn)錄酶、逆轉(zhuǎn)錄酶、合成酶等。酶的合成過程:遵循中心法則,蛋白質(zhì)類酶的合成包括轉(zhuǎn)錄和翻譯,原料是氨基酸;而R

10、NA酶的合成過程只有轉(zhuǎn)錄,原料是核糖核苷酸。酶的分泌過程:胞外酶合成之后要分泌到細(xì)胞外發(fā)揮催化作用,因此胞外酶的分泌過程也就是分泌蛋白的形成過程。它的合成、加工和分泌過程,有核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體等的參與。來源一般來說,活細(xì)胞都能產(chǎn)生酶化學(xué)本質(zhì)大多數(shù)是蛋白質(zhì),少量是RNA合成原料(單體)氨基酸或核糖核苷酸合成場(chǎng)所主要是在核糖體上,也可在細(xì)胞核內(nèi)生理作用具有生物催化作用作用機(jī)理降低化學(xué)反應(yīng)的活化能一、真題剖析 考查點(diǎn)1:新陳代謝基礎(chǔ)知識(shí) 例1(2009·重慶卷·1)下列有關(guān)酶的敘述,正確的是 A高溫和低溫均能破壞酶的結(jié)構(gòu)使其失去活性&#

11、160;  B酶是活細(xì)胞產(chǎn)生并具有催化作用的蛋白質(zhì) C細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖分解的酶         D細(xì)胞質(zhì)中沒有作用于DNA的解旋酶 【解析】本題考查酶的相關(guān)知識(shí)。酶是活細(xì)胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機(jī)物,就其化學(xué)本質(zhì)而言,包括蛋白質(zhì)和RNA,B錯(cuò);其活性受溫度的影響,高溫可使其變性失活,低溫活性受抑制(未失活),A錯(cuò);細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄進(jìn)行糖酵解的相關(guān)酶類,C正確;細(xì)胞質(zhì)中的線粒體、葉綠體內(nèi)有作用于DNA的解旋酶,D錯(cuò)。 【答案】C 【易錯(cuò)警示】一是對(duì)酶的化

12、學(xué)本質(zhì)理解有誤,認(rèn)為酶都是蛋白質(zhì),其實(shí)有少數(shù)酶是RNA;二是對(duì)酶的分布不清楚,細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中有催化葡萄糖酵解的酶,DNA解旋酶分布在細(xì)胞核及其細(xì)胞質(zhì)中的線粒體和葉綠體內(nèi);三是對(duì)溫度和PH對(duì)酶影響不明確。相對(duì)于最適溫度而言,高溫、低溫都會(huì)影響酶的活性,但并不相同,過高溫度會(huì)導(dǎo)致酶變性失活,低溫則不會(huì),酶的活性減弱在溫度恢復(fù)適宜時(shí)可恢復(fù);過高過低PH都會(huì)導(dǎo)致酶變性失活。四是對(duì)酶的作用部位理解有誤,以為酶只能在細(xì)胞中起作用,其實(shí),只要條件適宜,酶在細(xì)胞外也能起作用。 例2(2009·全國(guó)卷·32)(11分)已知2H2O2=2H2OO2可以通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速度(

13、即氣泡從溶液中釋放的速度)來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),使其能同時(shí)驗(yàn)證過氧化氫酶具有催化作用和高效性。要求寫出實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論,并回答問題。 實(shí)驗(yàn)材料與用具:適宜濃度的H2O2溶液,蒸餾水,3.5%FeCl3溶液,0.01%牛過氧化氫酶溶液,恒溫水浴鍋,試管。 實(shí)驗(yàn)步驟:  實(shí)驗(yàn)結(jié)果預(yù)測(cè)及結(jié)論: 整個(gè)實(shí)驗(yàn)中,不同處理的試管中O2的釋放速度從快到慢依次是:。由此可得出的結(jié)論是。 如果僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80,重做上述實(shí)驗(yàn),O2釋放的速度最快的是。原因是。 【解析】一是要求同

14、時(shí)驗(yàn)證酶具有催化作用和高效性,要驗(yàn)證酶具有催化作用需要在設(shè)置“在H2O2溶液中滴加0.01%牛過氧化氫酶”的實(shí)驗(yàn)組的同時(shí),設(shè)置滴加“蒸餾水”的空白對(duì)照組,通過觀察反應(yīng)過程中O2的生成速度,證明酶具有催化性;要證明酶具有高效性,可通過設(shè)置滴加“3.5%FeCl3溶液”的對(duì)照組,比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)。二是注意實(shí)驗(yàn)條件的有效且適宜(37恒溫水浴鍋中保溫)。三是完善實(shí)驗(yàn)步驟,應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)的原則,包括單一變量、對(duì)照、科學(xué)及可操作性原則等。四是預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí),應(yīng)考慮實(shí)驗(yàn)條件對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的影響:“僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80”中,80會(huì)導(dǎo)致酶變性失活。 【答案】取3支試管,各加入等量且適量

15、的H2O2溶液,放入37恒溫水浴鍋中保溫適當(dāng)時(shí)間 分別向上述3支試管加入等量且適量的蒸餾水、FeCl3溶液和過氧化氫酶溶液 觀察各試管中釋放氣泡的快慢 加酶溶液的試管、加FeCl3溶液的試管、加蒸餾水的試管    酶具有催化作用和高效性 加FeCl3溶液的試管    在此溫度下,F(xiàn)eCl3催化作用加快,而過氧化氫酶因高溫變性而失去了活性 【技巧】一是認(rèn)真審題,明確題目要求。如同時(shí)驗(yàn)證酶具有催化作用和高效性、僅將實(shí)驗(yàn)中的恒溫水浴改為80等。二是理解實(shí)驗(yàn)原理,確定實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察方法。如通過

16、觀察反應(yīng)過程中O2的生成速度(即氣泡從溶液中釋放的速度)來判斷H2O2分解反應(yīng)的速度。三是分析實(shí)驗(yàn)材料與用具的作用。如恒溫水浴鍋的作用是保溫,應(yīng)思考在什么溫度條件下?根據(jù)哺乳動(dòng)物的體溫為37左右,既可確定實(shí)驗(yàn)中的保溫范圍,也可解決問中溫度改變的影響。四是實(shí)驗(yàn)步驟的設(shè)計(jì),通常包括實(shí)驗(yàn)分組、實(shí)驗(yàn)條件控制、實(shí)驗(yàn)變量(自變量)的處理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察與記錄等。 例3(2009·全國(guó)理綜·31)桃果實(shí)成熟后,如果軟化快,耐貯運(yùn)性就會(huì)差。下圖表示常溫下A、B兩個(gè)品種桃果實(shí)成熟后硬度等變化的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。  據(jù)圖回答: 該實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示桃果實(shí)成熟后硬度降低

17、,其硬度降低與細(xì)胞壁中的降解有關(guān),該物質(zhì)的降解與的活性變化有關(guān);也與細(xì)胞壁中的降解有關(guān),該物質(zhì)的降解與活性變化有關(guān)。 A、B品種中耐貯運(yùn)的品種是。 依據(jù)該實(shí)驗(yàn)結(jié)果推測(cè),桃果實(shí)采摘后減緩變軟的保存辦法應(yīng)該是,因?yàn)椤?#160;采摘后若要促使果實(shí)提前成熟,可選用的方法有和。 一般來說,果實(shí)成熟過程中還伴隨著綠色變淺,其原因是。 【解析】本題考查考生獲取信息的能力及其酶活性與果實(shí)成熟的關(guān)系。 由圖中果實(shí)硬度的變化與細(xì)胞壁中纖維素的含量變化一致,與果膠質(zhì)水解產(chǎn)物變化相反,可知:其硬度的降低與纖維素和果膠的降解有關(guān),而纖維素的降解與纖維素酶的活性有關(guān),果

18、膠的降解與果膠酶的活性有關(guān)。 A品種在成熟后,其硬度變化比較小,應(yīng)耐貯運(yùn)。 同的分析可知:果實(shí)成熟采摘后要減緩變軟就是要降低酶的活性,而要降低酶的活性,就要適當(dāng)降低溫度,從而延緩果實(shí)軟化。 采摘后要使果實(shí)提前成熟,可以根據(jù)以上分析,適當(dāng)提高貯存的溫度或用乙烯處理。 果實(shí)成熟過程中綠色變淺是因?yàn)槿~綠素轉(zhuǎn)變成了其他色素,從而含量降低?!敬鸢浮坷w維素纖維素酶果膠質(zhì)果膠酶;A;適度降低溫度     低溫可降低有關(guān)酶的活性,延緩果實(shí)軟化;用乙烯進(jìn)行處理   適當(dāng)提高貯存溫度;葉綠素含量降低 【技

19、巧】準(zhǔn)確獲取文字及圖示信息,理清各種因素之間的關(guān)系,如本題“果實(shí)軟化與耐貯、耐運(yùn)性能,與纖維素、果膠質(zhì)、纖維素酶、果膠酶活性的關(guān)系”。1(2009·江蘇卷·22)加工橘子罐頭,采用酸堿處理脫去中果皮(橘絡(luò)),會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重污染。目前使用酶解法去除橘絡(luò),可減少污染。下列生長(zhǎng)在特定環(huán)境中的4類微生物,可以大量產(chǎn)生所用酶的有 A生長(zhǎng)在麥麩上的黑曲霉     B生長(zhǎng)在酸奶中的乳酸菌 C生長(zhǎng)在棉籽殼上的平菇     D生長(zhǎng)在木屑上的木霉 2(2009·寧夏卷·2)右圖表

20、示酶活性與溫度的關(guān)系。下列敘述正確的是 A當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí),酶活性下降 B當(dāng)反應(yīng)溫度由t2調(diào)到最適溫度時(shí),酶活性上升 C酶活性在t2時(shí)比t1高,故t2時(shí)更適合酶的保存 D酶活性在t1時(shí)比t2低,表明t1時(shí)酶的空間結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重 3(2009·上海卷·12)將剛采摘的甜玉米立即放入沸水中片刻,可保持其甜味。這是因?yàn)榧訜釙?huì) A提高淀粉酶活性           B改變可溶性糖分子結(jié)構(gòu) C防止玉米粒

21、發(fā)芽           D破壞將可溶性糖轉(zhuǎn)化為淀粉的酶 4(2009·全國(guó)卷·32)(14分)請(qǐng)用所給的實(shí)驗(yàn)材料和用具,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證哺乳動(dòng)物的蔗糖酶和淀粉酶的催化作用具有專一性。要求完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)步驟、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果、得出結(jié)論,并回答問題。 實(shí)驗(yàn)材料與用具:適宜濃度的蔗糖酶、唾液淀粉酶、蔗糖、淀粉4種溶液,斐林試劑、試管、37恒溫水浴鍋、沸水浴鍋。 若“”代表加入適量的溶液,“”代表不加溶液,甲、乙等代表試管標(biāo)號(hào),請(qǐng)用這些符號(hào)完成下表實(shí)

22、驗(yàn)設(shè)計(jì)。溶液 試管蔗糖溶液淀粉溶液蔗糖酶溶液淀粉酶溶液甲+×××××××××××××××實(shí)驗(yàn)步驟: 按照上表中的設(shè)計(jì),取試管、加溶液。  結(jié)果預(yù)測(cè):。 結(jié)論:。 在上述實(shí)驗(yàn)中,如果僅將37恒溫水浴鍋的溫度調(diào)到20,而在其他條件不變的情況下重做上述實(shí)驗(yàn),出現(xiàn)磚紅色試管中的顏色會(huì)比37時(shí)的淺,其原因是。 5(2009·全國(guó)卷·1)下列關(guān)于細(xì)胞呼吸的敘述,錯(cuò)誤的是

23、 A細(xì)胞呼吸必須在酶的催化下進(jìn)行         B人體硬骨組織細(xì)胞也進(jìn)行呼吸 C酵母菌可以進(jìn)行有氧呼吸和無氧呼吸     D葉肉細(xì)胞在光照下進(jìn)行光合作用,不進(jìn)行呼吸作用 6(2009·廣東理基·41)在密閉容器內(nèi),酵母菌利用葡萄糖產(chǎn)生酒精,此過程不生成 AATP          B乳酸   &#

24、160;         C三碳化合物       DCO2 7(2009·廣東卷·4)利用地窖貯藏種子、果蔬在我國(guó)歷史悠久。地窖中的CO2濃度較高,有利于 A降低呼吸強(qiáng)度  B降低水分吸收    C促進(jìn)果實(shí)成熟         D促進(jìn)光合作用 8(2009·江蘇卷·11)某小組為研究脫氣對(duì)酵母菌在培養(yǎng)初期產(chǎn)氣量的影響,進(jìn)行了甲、乙2組實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如下圖所示,除圖中實(shí)驗(yàn)處理不同外,其余條件相同。一段時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生CO2總量的變化趨勢(shì)是ACD 

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