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1、光合作用和呼吸作用知識(shí)梳理及練習(xí)【知識(shí)梳理】1 .學(xué)習(xí)重、難點(diǎn):重點(diǎn):光合作用和呼吸作用的過(guò)程難點(diǎn):光合作用和呼吸作用習(xí)題分析2 .學(xué)習(xí)過(guò)程1 .光合作用和呼吸作用的概念(1) 光合作用 綠色植物通過(guò)葉綠體吸收光能,將CO和HC合成為有機(jī)物并釋放出Q,同時(shí)也將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在糖類(lèi)和其他有機(jī)物中,這一過(guò)程稱(chēng)為光合作用。綠色植物的光合作用可以用下面的總反應(yīng)式來(lái)表示:光能6CO+ 12H2O 葉綠體, OH12C6+ 6H2O+60 T科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明,光合作用過(guò)程中釋放的氧氣來(lái)自水;綠色植物光合作用的產(chǎn)物除了( CHO)(代表糖類(lèi))和 Q外,還有蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等。光合作用的產(chǎn)物是生物界有機(jī)物、能量

2、和氧氣的來(lái)源(2) 呼吸作用 主要是指糖類(lèi)、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)等有機(jī)物在活細(xì)胞內(nèi)氧 化分解為二氧 化碳和水或分解為一些不徹底的氧化產(chǎn)物,且 伴隨著能量釋放的過(guò)程。在呼吸作 用中,每一個(gè)活細(xì)胞里的有機(jī)物被氧化分解釋放能量并生成高能化合物ATP 按是否需氧參與,把細(xì)胞呼吸分為有氧呼吸和無(wú)氧呼吸兩大類(lèi)型酶廠有氧呼吸 C6H12O6+ 6出0 + 60、 6c0 212H 2O +能量(大量) 反應(yīng)式V廠酒精發(fā)酵 C6Hi2*4 2CO2 t + 2c2H50H +能量(少量)j無(wú)氧呼吸Y酶-乳酸發(fā)酵 C6H 1206" 2c3H603 +能量(少量) 呼吸作用中,氧化分解釋放能量合成的高能化合物

3、ATP是生命活動(dòng)的直接能源物質(zhì)。2. 光合作用和呼吸作用的主要過(guò)程(1)光合作用的主要過(guò)程尸雙層膜葉綠體結(jié)構(gòu)2類(lèi)囊體薄膜(基粒片層膜):分布光合色素、酶 T進(jìn)行光反應(yīng) J基質(zhì):分布與光合作用有關(guān)的酶T進(jìn)行暗反應(yīng) 光能在葉綠體中的轉(zhuǎn)換,包括以下三個(gè)步驟:光能轉(zhuǎn) 換成電能;電能 轉(zhuǎn)換成活躍的化學(xué)能;活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成 穩(wěn)定的化學(xué)能。其中,第一步和第二 步屬于光反應(yīng)階段,第三步屬于暗反應(yīng)階段。.CAD光反應(yīng)圖解NWPIII光能T電能(紅光、藍(lán)紫光吸收可見(jiàn)光T葉綠體色素吸收和傳遞峰最高少量特殊狀態(tài)的葉綠素a分子t葉綠素a分子釋放出電子而帶正電荷t從水分子中奪取電子電子流動(dòng)方向:水分子(電子供體) T激

4、發(fā)態(tài)葉綠素分子t (電子受體)n電能t活潑化學(xué)能fo (失去電子)T Qf + HH+ + 2e+ NADPt NADPHAD 叫 Pi t ATP光反應(yīng)產(chǎn)物含活潑化學(xué)能nadp (高能態(tài)氫,強(qiáng)還原劑)二氧化碳的固定:C5 (RuDP ) + CO2? 2C3 (磷酸甘油酸)暗反應(yīng) 齊加氫還原:2c3 (磷酸甘油酸)一坦還J 2c3 (磷酸甘油醛)?-合成有機(jī)物:2c3C6H12O6+ H2OATP (高能化合物)再生5/6CC6H 12 o 61/6I;CH3。) 光合作用圖解C4植物的碳同化過(guò)C4植物的光合作用效率不受高磷酸烯醇丙酮酸竣化 酶CO2 +磷酸烯醇丙酮酸 ? C4 (草酰乙酸、

5、蘋(píng)果酸、天冬氨酸)ATP供能丙酮酸+ CQ嚴(yán)C3 (磷酸甘油酸)廠C4葉肉細(xì)胞:CO2 +磷酸烯醇丙酮酸T C4 (草酰乙酸、蘋(píng)果酸、天冬氨酸)碳同化途徑Y(jié)C4進(jìn)入維管束鞘細(xì)胞葉綠體:C4T丙酮酸+ CO2一維管束鞘細(xì)胞葉綠體:以 C3途徑合成有機(jī)物 CO2T C3T C6H 12O6光合作用總反應(yīng)式:光能6CQ+ 12H0 葉綠體,C5H12O + 6H2O+ 6Qf(2)呼吸作用的主要過(guò)程(以有氧呼吸為例)外膜.內(nèi)膜表面和基質(zhì)中含與有氧呼吸有關(guān)的酶線粒體的結(jié)構(gòu).內(nèi)膜:向內(nèi)折疊形成崎,擴(kuò)大膜面積 基質(zhì):含少量遺傳物質(zhì)和多種酶糖酵解(在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行)丙酮C6H1206T 2c3H4O3+

6、4H + Q酸分解(在線粒體中進(jìn)行)2c3H4O3+ 6H2OT 6CO2+ 20H + Q生成水:24H + 602 T 12H2O+ Q (大量)有氧呼吸圖解2C;H4O;H ®12H2O6c6I糖酵解(在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行)aHi2QT 2CBHQ+ 4H + Qn丙酮酸分解(在線粒體中進(jìn)行)2QH4Q + 6H2? 6CO + 20H + QJ lH與O結(jié)合生成水:24H + 6Q- 12HC+ Q (大量)實(shí)驗(yàn)證明:在無(wú)細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)存在的條件下,線粒體不能以GH12Q為底物進(jìn)行有氧呼吸;在無(wú)氧環(huán)境中,細(xì)胞也不能進(jìn)行有氧呼吸。酒精發(fā)酵 C6H1206 、2CO2 f + 2c2H

7、50H + 能量(少量)無(wú)氧呼吸| 酶有氧呼吸和無(wú)氧呼吸的第一階段相同:QH1 2QT 2QH4Q-乳酸發(fā)酵 C6H12O62c3H6O3 +能量(少量)+ 4H + Q從GHQ開(kāi)始,在不同的酶的作用下,或分解為O山卡OH釋放出CO;或轉(zhuǎn)化為CHO光呼吸光呼吸是指綠色植物在光照條件下吸收O,放出CO的呼吸過(guò)程。I光呼吸和一般活細(xì)胞呼吸的顯著不同(約25嘀合成的有機(jī)物被氧化分解,釋放的能量不能以ATFP勺形式儲(chǔ)存起來(lái),而是以熱能的形式散失掉。(對(duì)光合作用產(chǎn)物的積累是不利的)光合作用中間產(chǎn)物一乙醇酸一乙醛酸一甘氨酸一CO +熱能n高光呼吸植物(G植物):大豆、小麥、煙草等 G植物的光呼吸很強(qiáng)且呼吸

8、 強(qiáng)度要比一般的呼吸高出 3? 5倍,稱(chēng)為高光呼吸植物川低光呼吸植物(G植物)玉米、甘蔗、高粱等植物的 光呼吸強(qiáng)度很低,其消耗 的有機(jī)物只占光合作用新形成有機(jī) 物的2%? 5%3. 光合作用和呼吸作用的應(yīng)用分析(1)提高光合速率(調(diào)節(jié)最佳光照強(qiáng)度、CQ濃度和溫度,如塑料大棚)彼強(qiáng)度 影響光反應(yīng)產(chǎn)物(NADPH、ATP)的生成(合理密植、套種等)環(huán)境因素"CQ2濃度 影響暗反應(yīng)中C3的生成(施有機(jī)肥、保持通風(fēng),提高CQ2濃度)山宜溫度影響酶促反應(yīng)中酶的活性(合理利用農(nóng)時(shí))(2)呼吸作用的應(yīng)用分析(根據(jù)生產(chǎn)目的制定相應(yīng)措施)項(xiàng)目目的相應(yīng)措施實(shí)例大棚作物生殖或營(yíng)養(yǎng)器官產(chǎn)品排澇、松土、陰雨天

9、降溫智能大棚技術(shù)果蔬保鮮降低消耗、保持品質(zhì)低溫、低氧、濕度適宜果蔬保鮮技術(shù)干種子貯藏降低消耗、延長(zhǎng)壽命低溫、低氧、干燥糧食干燥貯藏釀酒酵母菌酒精發(fā)酵適溫、低氧T無(wú)氧釀酒工藝制泡菜乳酸菌培養(yǎng)適溫、無(wú)氧家庭泡菜4.光合作用和呼吸作用對(duì)照表光合作用(以C3植物為例)呼吸作用(以有氧呼吸為例)相關(guān)細(xì)胞葉肉細(xì)胞所有生物細(xì)胞相關(guān)細(xì)胞器葉綠體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)和線粒體生物類(lèi)型自養(yǎng)生物綠色組織自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物實(shí)質(zhì)物質(zhì)無(wú)機(jī)物T有機(jī)物有機(jī)物一無(wú)機(jī)物或不徹底氧化產(chǎn)物能量光能T活潑化學(xué)能T穩(wěn);E化學(xué)能穩(wěn)定化學(xué)能一ATP中活潑化學(xué)能反應(yīng)階段光反應(yīng)階段、暗反應(yīng)階段有氧呼吸分三個(gè)階段相關(guān)反應(yīng)式光反應(yīng):Q+ H(NADPHADP+

10、 Pi ATPC6H12Q6 2GH4Q +4H + Q二.2C3HQ3+ 6HQ 6CQ+20H + Q暗反應(yīng):C(2H2CCH2O+ HO二.24H+6Q- 12HQ+Q (±#)總反應(yīng)式6CQ + 12f0 QH2Q+ 6H2Q+ 6Q2CHQ + 6HQ + 6Q 6CQT+12HQ+ 能量【典型例題】1 .酵母菌在有氧時(shí)進(jìn)行有氧呼吸,無(wú)氧時(shí)進(jìn)行無(wú)氧呼吸,將酵母菌放在含有培養(yǎng)液的密閉錐形瓶中,測(cè)得CO的釋放量比Q的吸收量大1倍,則有氧呼吸與無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的比為()A. 1:6 B. 1 : 3 C. 1:2 D.1 : 1分析:OHkO + 6H2O + 60 t 6CO

11、 + 12H2O GHhQ >2CAH 5OH + 2C0有氧呼吸消耗的02與釋放的CO的量相等;由CO的釋放量比O的吸收量大1倍可知,有1/2的CO由無(wú)氧呼吸釋放,即無(wú)氧呼吸和有氧呼吸釋放等量的 CO,分析反應(yīng)式可知,無(wú)氧呼吸消耗葡萄糖的量是有氧呼吸消耗量的3倍。選Bo2 .在有氧呼吸的全過(guò)程中,CO的形成發(fā)生在A.第一階段B.第二階段C.第三階段D.各個(gè)階段分析:第一階段是1分子葡萄糖分解為2分子丙酮酸,第二階段是丙酮酸進(jìn)入線粒體中徹底分解成二氧化碳,釋放 出全部的氫。選 B03 .晚上在密閉的居室內(nèi)放置大型綠色植物,可能影響人體健康。主要原因是A.光合作用吸收 Q,放出CQ B.光

12、合作用吸收CO,放出O2C.呼吸作用吸收 Q,放出CO D.呼吸作用吸收CO,放出C2分析:晚上,植物不能進(jìn)行光合作用,只能進(jìn)行呼吸作用。密閉的居室內(nèi)放置大型綠色植物增加了Q的消耗,使人處于缺氧環(huán)境,有害健康。選Co4 .如下圖所示為物質(zhì)代謝過(guò)程中光合作用與呼吸作用兩者間的關(guān)系,則供給綠色植物各種生命活動(dòng)所需能量最多的過(guò)程和各種生物體都能進(jìn)行的過(guò)程分別是哪些部分H2O f02H1f C6H12O61111f丙酮酸1-111f CO2|11 tri MH1A. 1B. 5和 3 C. 2和3 D.分析:5是有氧呼吸第三階段,釋放能量最多;糖酵解3是H2 OC02各類(lèi)呼吸的第一步反應(yīng)。選B5.(一

13、)下左圖代表綠色植物的一個(gè)葉肉細(xì)胞及其相關(guān)生理過(guò)程示意圖2(1)圖中I, 口兩種結(jié)構(gòu)的膜面積都很大,其中I增加膜面積是通過(guò),口增加膜面積是1過(guò) O在光合作用過(guò)程中,水分解產(chǎn)生(3)1中產(chǎn)生的氧氣進(jìn)入口需經(jīng)過(guò)層膜氧氣和H的部位(二)上右圖曲線表示在 4種實(shí)驗(yàn)條件下測(cè)定的不同光照強(qiáng) ! 度對(duì)光合作用速率的影響。0.10 % CO,溫度在30OC0.10 % CO,溫度在20 C0.03 % CQ,溫度在300C0.03 % CO,溫度在20 C由實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出:在 CQ的百分率、光強(qiáng)度一致時(shí),對(duì)光合速率影響的關(guān)鍵限制因子是 ;由實(shí)驗(yàn) 結(jié)果得出:當(dāng)溫度一定時(shí),對(duì)光合速率影響的關(guān)鍵限制因子是。P點(diǎn)的限制

14、因子是。分析:由葉綠體和線粒體亞顯微結(jié)構(gòu),可知二者擴(kuò)大內(nèi) 膜面積的方式以及光反應(yīng)的部位;Q從葉綠體進(jìn)入線粒體需通過(guò)4層膜。分析 實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可得出限制因子是溫度;分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,可得出限制因子是 CQ的百分率;P點(diǎn)的 限制因子是光強(qiáng)度。答案:(一)(1)囊狀結(jié)構(gòu)堆疊形成基粒(或基粒)內(nèi) 膜向內(nèi)腔折疊形成崎(或崎)(2)囊狀結(jié)構(gòu)的薄膜上(或基粒)(3) 4(二)溫度CO 2的百分率光強(qiáng)度6.下圖表示生物體內(nèi)呼吸作用的過(guò)程,圖中a-d表示某種物質(zhì),一表示相關(guān)生理過(guò)程,據(jù)圖回答:(1)一過(guò)程,能在人體細(xì)胞中進(jìn)行的是 一;在線粒體中進(jìn)行的是 ;在細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)中進(jìn)行的是;釋放能量最多的是 。(2)圖中a物質(zhì)表

15、示,將一只實(shí)驗(yàn)小鼠放入含有放射性18Q氣體的容器內(nèi),18Q進(jìn)入細(xì)胞后,最先出現(xiàn)的放射 性化合物是口(3)簡(jiǎn)要說(shuō)明人類(lèi)體溫的維持和細(xì)胞呼吸間的關(guān)系分析:(1)人體不能進(jìn)行酒精發(fā)酵,故 都可進(jìn)行,在線粒體中完成有氧呼吸的是2、3階段即,細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行糖酵解和乳酸發(fā)酵,釋放能量最多的是有氧呼吸第三階段(2) a是丙酮酸,小鼠吸入18O2后用于有氧呼吸,最先 出現(xiàn)的放射 性化合物是c H 2O (3)人類(lèi)體溫的維持和細(xì)胞 呼吸間的關(guān)系是:細(xì)胞呼 吸釋放的能量轉(zhuǎn)換成熱能,維持體溫恒定。答案:(1) (2)丙酮酸c H 2O (3)細(xì)胞呼吸釋放的能量轉(zhuǎn)換成熱能,維持體溫恒定。【模擬試題】(答題時(shí)間:70分鐘

16、)1 .對(duì)綠色開(kāi)花植物光合作用最有效的一組光是()A.紅光和黃綠光B. 黃光和藍(lán)紫光C.紅光和橙光D.紅光和藍(lán)紫光2 .用含14C的二氧化碳追蹤光合作用中的碳原子,該碳原子的轉(zhuǎn)移途徑為()A.二氧化碳t葉綠素t ADP B.二氧化碳t葉綠 體一ATPC.二氧化碳T乙醇T糖類(lèi)D.二氧化碳T三碳化合物一糖類(lèi)3,現(xiàn)有四個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,若要驗(yàn)證綠色開(kāi)花植物產(chǎn)生02需要光,為正確控制變量,則應(yīng)選用的實(shí)驗(yàn)組合是()A.B.C.D.4. 光合作用的光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供了()A. H和 ADP B. Q 和 ATP C.H和 ATP D.C2 和 ADP5 .下列措施中,與提高溫室作物產(chǎn)量無(wú)關(guān)的是A.增加Q濃度B.

17、適當(dāng)提高CC濃度C.合理密植D.適當(dāng)增強(qiáng)光照6 .與無(wú)氧呼吸相比,有氧呼吸特有的特點(diǎn)是(A.需要酶參加B.分解有機(jī)物C.釋放能量D.有機(jī)物徹底分解7 .雨水過(guò)多時(shí),農(nóng)作物會(huì)發(fā)生爛根現(xiàn)象,其原因主要是A. 土壤中缺乏氧氣,根進(jìn)行無(wú)氧呼吸產(chǎn)生酒精,對(duì)根細(xì)胞有毒害作用8 . 土壤中水分充足,微生物繁殖而引起爛根9 . 土壤中有毒物質(zhì)溶解到水中,使根遭到毒害10 土壤因水澇溫度低,使根受到低溫?fù)p害8.光合作用過(guò)程中,水的分解及三碳化合物形成葡萄糖所需能量分別來(lái)自:()A.呼吸作用產(chǎn)生的ATP和光能B. 都是呼吸作用產(chǎn)生的ATPC.光能和光反應(yīng)產(chǎn)生的 ATPD.都是光反應(yīng)24小時(shí)后脫色加碘9.如下圖所示

18、,某植物的綠葉經(jīng)光照產(chǎn)生的ATP處理,結(jié)果有錫箔覆蓋的位置不呈藍(lán)色而不被錫箔覆蓋的部位呈藍(lán)色。該實(shí)驗(yàn)證明:光藍(lán)色不變藍(lán)遮光(1)光合作用需要葉綠素(3)光合作用放出氧氣(2)光合作用需要光(4)光合作用制造淀粉(2) (4) C.(2)A.(1) (4) B.D. (1) (3)10 .下列哪項(xiàng)是光合作用、有氧呼吸、無(wú)氧呼吸共有的現(xiàn)象:()A.在植物體內(nèi)隨時(shí)進(jìn)行 B.分解葡萄糖C.產(chǎn)生ATP D.在線粒體內(nèi)發(fā)生11 .生物體進(jìn)行生命活動(dòng)所需的直接能源、主要能源和最終能源依次是()A.太陽(yáng)能、糖類(lèi)、 ATPB. ATP、糖類(lèi)、脂肪C. ATP、脂肪、太陽(yáng)能D. ATP、糖類(lèi)、太陽(yáng)能12 .通過(guò)紙

19、層析法分離葉綠體色素,結(jié)果在濾紙條上出現(xiàn)A.胡蘿卜素、葉黃素、葉綠體 a、葉綠體bB.胡蘿卜素、葉綠體 a、葉綠體b、葉黃素C.葉黃素、胡蘿卜素、葉綠體 a、葉綠體bD.葉綠體a、葉綠體b、胡蘿卜素、葉黃素13 . 一位科學(xué)家做了如下實(shí)驗(yàn):將水綿(絲狀綠藻)放在暗處,一束白光通過(guò)棱鏡再投射到水綿的葉綠體上,這時(shí)好氧性細(xì)菌將明顯聚集在()A.紅光的投影區(qū)域內(nèi)B.紅光和綠光的投影區(qū)域內(nèi)C.紅光和藍(lán)紫光的投影區(qū)域內(nèi)D.黃光和橙光的投影區(qū)域內(nèi)14 .將一棵重約0.2kg的柳樹(shù)栽培在肥沃的土壤中,兩年后連根挖出,稱(chēng)其干重大約為11kg ,增加的這10.8kg主要來(lái)源于A.細(xì)胞所需的除C、H、0以外的大量

20、元素B.細(xì)胞所需的微量元素C.大氣中的02D.大氣中的CO15 .光合作用過(guò)程中,三碳化合物還原成糖,所需能量來(lái)自()A.呼吸作用產(chǎn)生的ATP B.光能C.光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP D.以上都不對(duì)16 .下圖所示為某植物葉的橫切面,分析判斷下列敘述正確的是()A. 小麥葉的橫切面,因?yàn)樵诰S管束內(nèi)有導(dǎo)管和篩管B. 甘蔗葉的橫切面,因?yàn)樵诰S管束鞘細(xì)胞內(nèi)有葉綠體C. 水稻葉的橫切面,因?yàn)橛袃?nèi)外花環(huán)型排列的細(xì)胞D. 大豆葉的橫切面,因?yàn)槿~肉沒(méi)有柵欄組織細(xì)胞17.收光 能的 色素類(lèi)囊體的薄膜上C.葉綠體的內(nèi)膜上D.葉綠體的基質(zhì)中18.光合作用過(guò)程可以分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個(gè)階段,下列說(shuō)法正確的是()A.葉綠體的

21、類(lèi)囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)B.葉綠體的類(lèi)囊體膜上進(jìn)行光反應(yīng),不進(jìn)行暗反應(yīng)C.葉綠體基質(zhì)中可以進(jìn)行光反應(yīng)和暗反應(yīng)D.葉綠體基質(zhì)中可以進(jìn)行光反應(yīng),不進(jìn)行暗反應(yīng)19.下圖為原來(lái)置于黑暗環(huán)境中的綠色植物曝于光下后,根據(jù)其吸收CO的量制成的曲線。下列敘述正確的是A.曲線AB段表示綠色植物沒(méi)有進(jìn)行光合作用B. 曲線BD段表示綠色植物僅進(jìn)行了光合作用C. B點(diǎn)顯示綠色植物光合作用和呼吸作用的速率相等呼吸作用減弱D整段曲線表明,隨光照強(qiáng)度的遞增,光合作用增強(qiáng),20.如圖表示CO的還原,回答下列相關(guān)問(wèn)題:3 &DP m3 ATP二所做核畫(huà)面Gil1E aESESHBEX / X6 B秋假甘油07Gx&

22、gt;<7 6ATP6NADP*CNADPfl進(jìn)行的,其中6。:3-二磷酸甘油酸CJ-Tt Jr. jTffi h叫7(1 ) CO的還原是在.是還原劑(2) 此循環(huán)表明,光合作用中CO固定和還原的第一產(chǎn)物 是, 只通過(guò)此途徑固定CO的植物被稱(chēng)為, 如(舉一例即可)。(3) CQ的還原過(guò)程中每產(chǎn)生1分子葡萄糖需要 分子3 一磷酸甘油醛,每還原 1分子CO需要分子ATP和分子NADP的參與,它們來(lái)自 。(4)為研究光合作用中碳在植物體內(nèi)的轉(zhuǎn)移途徑,可采用的實(shí)驗(yàn)手段是 。(5)在有光的條件下,若停止 CO的供應(yīng),那么二磷酸核酮糖的濃度 ; 3-磷酸甘油酸的濃度 。21. 光合強(qiáng)度又叫光合速率,它是指單位時(shí)間、單位葉面積的CO吸收量或Q釋放量。通常用CO 毫克?分米2 ?小時(shí)1表示??捎脕?lái)表示某種植物一定葉面積在一定時(shí)間內(nèi)吸收的CO量,由此推算出單位葉面積在單位時(shí)間內(nèi)的CQ吸收量圖示為水稻不同葉位的葉片的光合強(qiáng)度, 葉位是指從下往上 數(shù)的葉片位置(如04

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