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文檔簡介

1、天津市高等教育自學(xué)考試課程考試大綱課程名稱:生化反應(yīng)工程 課程代碼:3283PAGE 第14頁 共14頁Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.天津市高等教育自學(xué)考試課程考試大綱課程名稱:生化反應(yīng)工程 課程代碼:3283第一部分 課程性質(zhì)與目標(biāo)課程性質(zhì)與與特點 生生化反應(yīng)應(yīng)工程是是高等教教育自學(xué)學(xué)考試生生物技術(shù)術(shù)(生物物制藥方方向)專專業(yè)的一一門專業(yè)業(yè)課,是是在完成成生物化化學(xué)、微微生物學(xué)學(xué)、物理理化學(xué)和和化工原原理等課課程后開開設(shè)的必必修課程程之一。本本課程的的學(xué)習(xí)對對全面掌掌握生物物技術(shù)進進行

2、生化化工程的的研究開開發(fā)起著著重要的的作用。 本本課程重重點論述述了生化化反應(yīng)過過程動力力學(xué)和生生化反應(yīng)應(yīng)器兩個個方面。前前者著重重論述了了均相酶酶催化反反應(yīng)、固固定化酶酶催化反反應(yīng)和細(xì)細(xì)胞反應(yīng)應(yīng)過程的的基本動動力學(xué)規(guī)規(guī)律,并并重點探探討了傳傳遞因素素對反應(yīng)應(yīng)動力學(xué)學(xué)的影響響及處理理方法;對于生生化反應(yīng)應(yīng)器的設(shè)設(shè)計和分分析,則則重點討討論了三三種理想想反應(yīng)器器,并適適當(dāng)介紹紹了對非非理想流流動反應(yīng)應(yīng)器的處處理方法法。通過過學(xué)習(xí)可可以使學(xué)學(xué)生對于于生化反反應(yīng)工程程有較系系統(tǒng)的認(rèn)認(rèn)識,達達到熟悉悉并掌握握該課程程的基本本任務(wù)、內(nèi)內(nèi)容、研研究對象象和研究究方法。 本本大綱是是根據(jù)國國家教育育部制定定

3、的高等等教育自自學(xué)考試試生物技技術(shù)專業(yè)業(yè)本科生生培養(yǎng)目目標(biāo)編寫寫的,立立足于培培養(yǎng)高素素質(zhì)人才才,適應(yīng)應(yīng)生物制制藥專業(yè)業(yè)的培養(yǎng)養(yǎng)方向。本本大綱敘敘述的內(nèi)內(nèi)容盡可可能簡明明,便于于自學(xué)。課程目標(biāo)與與基本要要求本課程的目目標(biāo)和任任務(wù)是使使學(xué)生通通過本課課程的自自學(xué)和輔輔導(dǎo)考試試,進行行有關(guān)生生化反應(yīng)應(yīng)工程的的基礎(chǔ)理理論、基基本知識識的考察察和訓(xùn)練練,并了了解現(xiàn)代代生化反反應(yīng)的進進展,為為今后的的學(xué)習(xí)和和工作打打下堅實實的基礎(chǔ)礎(chǔ)。課程基本要要求如下下:1、了解生生化反應(yīng)應(yīng)工程的的特點、任任務(wù)、研研究的對對象及研研究的內(nèi)內(nèi)容和方方法。2、掌握均均相酶催催化反應(yīng)應(yīng)、固定定化酶催催化反應(yīng)應(yīng)動力學(xué)學(xué)的規(guī)律律

4、和動力力學(xué)方程程、傳遞遞因素對對反應(yīng)動動力學(xué)的的影響及及其處理理方法。3、掌握細(xì)細(xì)胞反應(yīng)應(yīng)過程計計量學(xué)、細(xì)細(xì)胞反應(yīng)應(yīng)過程動動力學(xué)的的規(guī)律及及動力學(xué)學(xué)方程。4、了解生生化反應(yīng)應(yīng)器的種種類、基基本設(shè)計計方程和和動物細(xì)細(xì)胞培養(yǎng)養(yǎng)反應(yīng)器器的種類類。掌握握三種理理想生化化反應(yīng)器器、半間間歇半連連續(xù)反應(yīng)應(yīng)器的設(shè)設(shè)計式和和相關(guān)的的計算。5、學(xué)習(xí)生生化反應(yīng)應(yīng)器的流流動模型型與放大大,了解解停留時時間的定定量描述述和理想想流動模模型。掌掌握停留留時間分分布密度度、分布布密度函函數(shù)及統(tǒng)統(tǒng)計特征征值的計計算,熟熟悉三種種非理想想流動模模型及相相應(yīng)的計計算。與本專業(yè)其其他課程程的關(guān)系系本課程在生生物制藥藥專業(yè)的的教學(xué)

5、計計劃中被被列為專專業(yè)課,在在生物化化學(xué)、微微生物學(xué)學(xué)、物理理化學(xué)和和化工原原理課程程與生物物制藥工工程等學(xué)學(xué)科之間間有著承承前啟后后的相互互聯(lián)系作作用,本本課程的的學(xué)習(xí)對對全面掌掌握生物物技術(shù)專專業(yè)各學(xué)學(xué)科的知知識起著著重要作作用。第二部分 考核核內(nèi)容與與考核目目標(biāo)第一章 緒論 (一般)一、學(xué)習(xí)目目的與要要求通過本章的的學(xué)習(xí),了了解生化化工程與與生化反反應(yīng)工程程。二、考核知知識點與與考核目目標(biāo) 識識記:了了解生化化反應(yīng)過過程的任任務(wù)、特特點、反反應(yīng)器的的類型、研研究的對對象及研研究的內(nèi)內(nèi)容和方方法。第二章 均均相酶催催化反應(yīng)應(yīng)動力學(xué)學(xué) 一、學(xué)習(xí)目目的與要要求通過本章的的學(xué)習(xí),了了解均相相酶催

6、化化反應(yīng)的的特點、影影響酶催催化反應(yīng)應(yīng)速率的的因素。掌掌握簡單單酶催化化反應(yīng)、有有抑制的的酶催化化反應(yīng)和和復(fù)雜的的酶催化化反應(yīng)動動力學(xué)方方程的建建立及方方程中各各參數(shù)的的求取。二、考核知知識點與與考核目目標(biāo)(一)酶催催化反應(yīng)應(yīng)的基本本特征(一一般)識記:了解解酶催化化的共性性與四大大特性,酶酶的催化化效率的的3種表表示方法法。(二)簡單單的酶催催化反應(yīng)應(yīng)動力學(xué)學(xué)(重點點)識記:了解解推導(dǎo)酶酶催化反反應(yīng)動力力學(xué)三點點假設(shè)、“平衡”假設(shè)、“擬穩(wěn)態(tài)”假設(shè)和酶的轉(zhuǎn)化數(shù)的概念。理解:米氏氏方程的的推導(dǎo)過過程、方方程中各各參數(shù)的的定義。應(yīng)用:能根根據(jù)酶催催化反應(yīng)應(yīng)機理推推導(dǎo)出米米氏方程程,能通通過實驗驗數(shù)

7、據(jù)求求取方程程中各參參數(shù)。(三)有抑抑制的酶酶催化反反應(yīng)動力力學(xué)(重重點) 識識記:了了解抑制制劑的概概念及抑抑制作用用的兩大大分類。 理解解:各種種有抑制制的酶催催化反應(yīng)應(yīng)動力學(xué)學(xué)的特點點、各種種有抑制制的酶催催化反應(yīng)應(yīng)速率與與底物濃濃度的關(guān)關(guān)系。 應(yīng)用:能根據(jù)據(jù)各種有有抑制的的酶催化化反應(yīng)機機理推導(dǎo)導(dǎo)出動力力學(xué)方程程,及方方程中各各參數(shù)的的求取。(四)復(fù)雜雜的酶催催化反應(yīng)應(yīng)動力學(xué)學(xué)(次重重點) 識識記:多多底物酶酶、變構(gòu)構(gòu)酶催化化反應(yīng)動動力學(xué)的的特點、模模型 理解解:雙底底物酶反反應(yīng)系統(tǒng)統(tǒng)中復(fù)合合物形成成的三種種最簡單單的情況況、變構(gòu)構(gòu)酶的概概念及各各自動力力學(xué)方程程的形式式。(五)影響響

8、酶催化化反應(yīng)速速率的因因素(一一般) 識識記:了了解影響響酶催化化反應(yīng)速速率的兩兩個主要要因素:pH值和和溫度。第三章 固固定化酶酶催化反反應(yīng)過程程動力學(xué)學(xué)一、學(xué)習(xí)目目的與要要求通過本章的的學(xué)習(xí),了了解固定定化酶催催化反應(yīng)應(yīng)過程的的特征、影影響固定定化酶催催化反應(yīng)應(yīng)動力學(xué)學(xué)的因素素,掌握握外擴散散、內(nèi)擴擴散限制制效應(yīng)及及內(nèi)、外外有效因因子。二、考核知知識點與與考核目目標(biāo)(一)固定定化酶催催化的動動力學(xué)特特征(一一般)識記:了解解酶的固固定化對對酶的活活性、穩(wěn)穩(wěn)定性的的影響及及影響固固定化酶酶催化反反應(yīng)動力力學(xué)的因因素。(二)外擴擴散限制制效應(yīng)(重重點) 識識記:了了解固定定化酶與與液相反反應(yīng)物

9、相相接觸的的反應(yīng)步步驟。 理解解:掌握握外擴散散傳質(zhì)速速率、無無因次準(zhǔn)準(zhǔn)數(shù)(丹丹克萊爾爾數(shù))的的定義式式和物理理意義、外外擴散有有效因子子的定義義式。應(yīng)用:熟悉悉對不同同反應(yīng)級級數(shù)的不不可逆反反應(yīng)的外外擴散有有效因子子的計算算。(三)內(nèi)擴擴散限制制效應(yīng)(重重點)識記:了解解液體在在微孔內(nèi)內(nèi)的2種種擴散機機理和微微孔內(nèi)反反應(yīng)組分分的濃度度分布方方程。 理解解:掌握握5種載載體結(jié)構(gòu)構(gòu)參數(shù)的的定義,有有效擴散散系數(shù)DDe、梯勒模數(shù)數(shù)及內(nèi)擴擴散有效效因子的的定義式式和物理理意義。 應(yīng)應(yīng)用:熟熟悉不同同形狀載載體上內(nèi)內(nèi)擴散有有效因子子和內(nèi)擴擴散存在在下的酶酶催化反反應(yīng)速率率的計算算。(四)內(nèi)外外擴散同同

10、時存在在時時的的限制效效應(yīng)(一一般)識記:了解解內(nèi)外擴擴散同時時存在的的總有效效因子的的定義、化化學(xué)抑制制和分配配效應(yīng)對對有效因因子的影影響。理解:Biior準(zhǔn)準(zhǔn)數(shù)的定定義和物物理意義義。表觀觀梯勒模數(shù)數(shù)與總有有效因子子的關(guān)系系。 細(xì)胞反應(yīng)應(yīng)過程動動力學(xué)一、學(xué)習(xí)目目的與要要求通過本章的的學(xué)習(xí),了了解細(xì)胞胞反應(yīng)過過程的特特征和計計量學(xué),掌掌握細(xì)胞胞生長、基基質(zhì)消耗耗與產(chǎn)物物生成動動力學(xué)及及細(xì)胞反反應(yīng)動力力學(xué)參數(shù)數(shù)的估算算。二、考核知知識點與與考核目目標(biāo)(一)細(xì)胞胞反應(yīng)過過程計量量學(xué)(次次重點) 識記:了解細(xì)細(xì)胞反應(yīng)應(yīng)過程的的3個主主要特征征。 理解:掌握細(xì)細(xì)胞的分分子式、呼呼吸商和和細(xì)胞得得率的

11、定定義及元元素衡算算方程。 應(yīng)應(yīng)用:應(yīng)應(yīng)用衡算算方程進進行計算算并熟悉悉計算細(xì)細(xì)胞反應(yīng)應(yīng)過程的的得率系系數(shù)。(二)細(xì)胞胞生長的的非結(jié)構(gòu)構(gòu)動力學(xué)學(xué)(重點點) 識記記:了解解細(xì)胞生生長動力力學(xué)模型型的簡化化、簡化化的內(nèi)容容、反應(yīng)應(yīng)速率的的定義及及溫度和和pH值對對細(xì)胞生生長動力力學(xué)的影影響。 理解:掌握絕絕對速率率、比速速率概念念及細(xì)胞胞生長過過程的五五個階段段。 應(yīng)應(yīng)用:熟熟悉運用用分批培培養(yǎng)時、有有抑制和和無抑制制的細(xì)胞胞生長動動力學(xué)方方程進行行計算。(三)基質(zhì)質(zhì)消耗與與產(chǎn)物生生長動力力學(xué)(重重點) 識識記:了了解維持持代謝的的基質(zhì)消消耗和代代謝產(chǎn)物物生成的的動力學(xué)學(xué)描述及及細(xì)胞反反應(yīng)中的的產(chǎn)

12、熱速速率。 理理解:掌掌握各速速率方程程的定義義式、基基質(zhì)最大大比消耗耗、攝氧氧率等概概念。 應(yīng)應(yīng)用:熟熟練應(yīng)用用各速率率方程進進行計算算。(四)細(xì)胞胞死亡動動力學(xué)(一一般) 識識記:了了解細(xì)胞胞死亡的的原因及及受熱死死亡的模模型。(五)細(xì)胞胞反應(yīng)動動力學(xué)參參數(shù)的估估算(次次重點) 識識記:了了解微分分反應(yīng)器器和積分分反應(yīng)器器的特點點、作用用。 理理解:掌掌握常用用于動力力學(xué)參數(shù)數(shù)估算的的兩種方方法(微微分法、積積分法)和和最小二二乘法。 應(yīng)應(yīng)用:熟熟練應(yīng)用用上述方方法計算算細(xì)胞反反應(yīng)動力力學(xué)方程程中各參參數(shù) 。(六)固定定化細(xì)胞胞反應(yīng)動動力學(xué)(一一般) 識識記:了了解細(xì)胞胞固定化化的方法法。

13、 理理解:掌掌握生物物膜內(nèi)的的擴散限限制和絮絮凝物內(nèi)內(nèi)的擴散散限制的的有效因因子的計計算式。 第五章 生化反反應(yīng)器的的設(shè)計與與分析一、學(xué)習(xí)目目的與要要求通過本章的的學(xué)習(xí),了了解生化化反應(yīng)器器的分類類、操作作形式和和基本設(shè)設(shè)計方程程、半間間歇半連連續(xù)操作作反應(yīng)器器和動物物細(xì)胞培培養(yǎng)反應(yīng)應(yīng)器。掌掌握間歇歇反應(yīng)器器(BSSTR)、連續(xù)續(xù)操作的的攪拌槽槽式反應(yīng)應(yīng)器(CCSTRR)、連連續(xù)操作作的管式式反應(yīng)器器(CPPFR)的有關(guān)關(guān)計算。二、考核知知識點與與考核目目標(biāo)(一)生化化反應(yīng)器器設(shè)計概概論(一一般)識記:了解解生化反反應(yīng)器的的種類、操操作形式式及設(shè)計計的基本本方程。(二)間歇歇操作攪攪拌槽式式反

14、應(yīng)器器(BSSTR)(重點)識記:間歇歇反應(yīng)器器的特點點、反應(yīng)應(yīng)時間、反反應(yīng)所需需時間、反反應(yīng)有效效體積的的概念。理解:掌握握在間歇歇反應(yīng)器器中進行行酶催化化反應(yīng)、細(xì)細(xì)胞反應(yīng)應(yīng)時反應(yīng)應(yīng)時間和和反應(yīng)有有效體積積的計算算公式及及過程最最優(yōu)化。應(yīng)用:能熟熟練進行行間歇反反應(yīng)器有有關(guān)的計計算。(三)連續(xù)續(xù)操作攪攪拌槽式式反應(yīng)器器(CSSTR)(重重點) 識記記:了解解連續(xù)操操作攪拌拌槽式反反應(yīng)器的的特點,單單級CSSTR、帶帶有細(xì)胞胞循環(huán)的的單級CCS和多多級CSSTR串串聯(lián)反應(yīng)應(yīng)器的特特征。 理解解:掌握握集中參參數(shù)模型型、“返混”、空時時、稀釋釋率D、比比生長速速率、循循環(huán)比等等概念和和各種反反應(yīng)

15、器的的設(shè)計方方程。應(yīng)用:熟練練應(yīng)用反反應(yīng)器的的設(shè)計方方程進行行相關(guān)的的計算。(四)連續(xù)續(xù)操作的的管式反反應(yīng)器(CCPFRR)(重重點) 識識記:了了解活塞塞流模型型的假設(shè)設(shè)、酶催催化反應(yīng)應(yīng)時的CCPFRR及帶有有循環(huán)的的CPFFR的特特征。 理解解:掌握握各種活活塞流反反應(yīng)器的的設(shè)計式式,各種種生化反反應(yīng)過程程中CSSTR與與CPFFR的性性能比較較。 應(yīng)用用:能應(yīng)應(yīng)用上述述反應(yīng)器器的計算算式進行行相關(guān)的的計算。(五)半間間歇半連連續(xù)操作作的生化化反應(yīng)器器(次重重點) 識記:了解半半間歇半半連續(xù)操操作反應(yīng)應(yīng)器的特特點。 理解解:掌握握流加操操作和反反應(yīng)-分分離耦合合兩種反反應(yīng)器的的數(shù)學(xué)模模型和

16、幾幾種耦合合的過程程。(六)動物物細(xì)胞培培養(yǎng)反應(yīng)應(yīng)器(一一般) 識識記:了了解動物物細(xì)胞培培養(yǎng)的特特點、籠籠式通風(fēng)風(fēng)攪拌反反應(yīng)器、貼貼壁培養(yǎng)養(yǎng)反應(yīng)器器、微載載體懸浮浮培養(yǎng)反反應(yīng)器和和植物細(xì)細(xì)胞培養(yǎng)養(yǎng)反應(yīng)器器。第六章 生生化反應(yīng)應(yīng)器的流流動模型型與放大大一、學(xué)習(xí)目目的與要要求通過本章的的學(xué)習(xí),了了解非理理想流動動模型的的特點、停停留時間間分布的的概念、測測試方法法和函數(shù)數(shù)的統(tǒng)計計特征值值、理想想流動模模型和三三種非理理想流動動模型。二、考核知知識點與與考核目目標(biāo)(一)停留留時間分分布(重重點) 識記:了了解停留留時間分分布的概概念、停停留時間間分布的的定量描描述和測測試方法法(階躍躍法、脈脈沖法

17、)。 理解:掌握描描述停留留時間分分布的幾幾個量(停停留時間間分布密密度、停停留時間間分布函函數(shù)、無無因次時時間)和和統(tǒng)計特特征值(數(shù)數(shù)學(xué)期望望、方差差)的定定義式。 應(yīng)應(yīng)用:熟熟悉運用用實驗數(shù)數(shù)據(jù)進行行停留時時間分布布的計算算。(二)生化化反應(yīng)器器的理想想流動模模型(次次重點) 識記:了解兩兩種理想想流動模模型的模模型假設(shè)設(shè)和模型型的特征征。 理理解:掌掌握兩種種理想流流動模型型的數(shù)學(xué)學(xué)模型。 應(yīng)應(yīng)用:運運用理想想流動的的數(shù)學(xué)模模型進行行計算。(三)生化化反應(yīng)器器的非理理想流動動模型(重重點)識記:了解解實際流流動狀況況偏離理理想流動動的原因因和3種種非理想想流動模模型。 理解解:掌握握3種

18、模模型(槽槽列模型型、一維維擴散模模型、組組合模型型)的物物理和數(shù)數(shù)學(xué)模型型及模型型參數(shù)。 應(yīng)應(yīng)用:熟熟練應(yīng)用用上述模模型進行行相關(guān)的的計算。(四)非理理想流動動對細(xì)胞胞反應(yīng)過過程的影影響(一一般) 識記:了解非非理想流流動對連連續(xù)滅菌菌過程、鼓鼓泡塔反反應(yīng)器內(nèi)內(nèi)細(xì)胞生生長、氣氣升式反反應(yīng)器內(nèi)內(nèi)細(xì)胞生生長的影影響。理解:掌握握非理想想流動對對3種反反應(yīng)過程程影響的的數(shù)學(xué)表表達式。(五)生化化反應(yīng)器器的放大大(一般般)識記:了解解生化反反應(yīng)器放放大的四四種方法法。應(yīng)用:掌握握四種放放大方法法的具體體應(yīng)用。第三部分 有關(guān)關(guān)說明與與實施要要求一、考核目目標(biāo)的能能力層次次表述本大綱在考考核目標(biāo)標(biāo)中按著

19、著“識記”、“理解”、“應(yīng)用”等三個個能力層層次規(guī)定定考生應(yīng)應(yīng)達到的的能力層層次要求求,各能能力層次次為遞進進等級關(guān)關(guān)系,后后者必須須建立在在前者的的基礎(chǔ)上上,其含含義是:識記:能知知道有關(guān)關(guān)的名詞詞、概念念、知識識的含義義,并能能正確認(rèn)認(rèn)識和表表達。理解:在了了解的基基礎(chǔ)上,能能全面把把握基本本概念、基基本原理理、基本本方法與與技能,并并把握上上述內(nèi)容容的區(qū)別別和聯(lián)系系。應(yīng)用:在理理解的基基礎(chǔ)上,能能運用基基本概念念、基本本原理、基基本方法法與技能能 ,分分析和解解決有關(guān)關(guān)的理論論和實際際問題,并并能夠運運用多個個知識點點進行綜綜合分析析,解決決問題。二、教材 生生化反應(yīng)應(yīng)動力學(xué)學(xué)與反應(yīng)應(yīng)器

20、戚戚以政、汪汪叔雄編編著,化化學(xué)工業(yè)業(yè)出版社社,第二二版。三、自學(xué)方方法指導(dǎo)導(dǎo)1、在開始始學(xué)習(xí)指指定教材材每一章章之前,應(yīng)應(yīng)先閱讀讀大綱中中有關(guān)這這一章考考核知識識點及對對知識點點的能力力層次要要求和考考核目標(biāo)標(biāo),使閱閱讀材料料時有的的放矢。2、閱讀材材料時,要要仔細(xì)閱閱讀,逐逐句推敲敲,深刻刻理解基基本概念念、基本本理論,牢牢固把握握基本方方法與技技能。3、自學(xué)過過程堅持持做好讀讀書筆記記,做到到有歸納納、有總總結(jié)、有有理解。自自學(xué)過程程中除了了勤于思思考外,還還要勤于于提問,勤勤于請教教,勿死死記硬背背,生搬搬硬套,急急于求成成。要注注意所學(xué)學(xué)內(nèi)容縱縱向和橫橫行的聯(lián)聯(lián)系。四、對社會會助學(xué)的

21、的要求1、應(yīng)熟知知考試大大綱對課課程提出出的目標(biāo)標(biāo)總要求求和各章章應(yīng)掌握握的知識識點。2、應(yīng)熟知知各知識識點要求求達到的的能力層層次,并并深刻體體會與理理解各知知識點的的考核目目標(biāo)。3、輔導(dǎo)時時應(yīng)注意意指導(dǎo)考考生加強強本學(xué)科科研究方方法的訓(xùn)訓(xùn)練,加加強考生生自學(xué)能能力、觀觀察和思思維理解解能力、分分析解決決問題能能力及創(chuàng)創(chuàng)新意識識的培養(yǎng)養(yǎng)。4、輔導(dǎo)時時應(yīng)以考考試大綱綱為準(zhǔn),指指導(dǎo)教材材為基礎(chǔ)礎(chǔ),避免免隨意超超綱。5、輔導(dǎo)時時協(xié)助考考生理解解知識點點的能力力層次,不不可將試試題難易易與能力力層次直直接掛鉤鉤。6、輔導(dǎo)時時應(yīng)突出出重點,對對學(xué)生要要啟發(fā)引引導(dǎo),不不可讓學(xué)學(xué)生死記記硬背。7、輔導(dǎo)時時應(yīng)要求求學(xué)生刻刻苦學(xué)習(xí)習(xí),鉆研研教材,獨獨立思考考,勤于于提問。8、助學(xué)學(xué)學(xué)時:本本課程共共4學(xué)分分,建議議總學(xué)時時72學(xué)學(xué)時,課課時分配配如下:章 次內(nèi) 容學(xué) 時第一章緒論2第二章均相酶催化化反應(yīng)動動力學(xué)14第三章固定化酶催催化反應(yīng)應(yīng)過程動動力學(xué)14第四章細(xì)胞反應(yīng)過過程動力力學(xué)12第五章生化反應(yīng)器器的設(shè)計計與分析析18第六章生化反應(yīng)器器的流動動模型與與放大12合 計72 五、關(guān)于命命題

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