高考生物总复习第9单元第31讲群落的结构群落的演替学案.docx
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高考生物总复习第9单元第31讲群落的结构群落的演替学案
第31讲群落的结构群落的演替
[考纲点击] 1.群落的结构特征（Ⅰ） 2.群落的演替（Ⅰ） 3.实验：
土壤中动物类群丰富度的研究 4.实验：
探究水族箱（或鱼缸）中群落的演替
一、群落的概念与物种组成
二、群落的种间关系[连一连]
三、群落的空间结构
1．图中群落空间结构的类型
A图：
垂直结构。
B图：
水平结构。
2．根据上图分析决定群落空间结构的主要因素
A图：
①植物分层：
阳光。
②动物分层：
栖息空间和食物条件。
B图：
地形的变化、土壤湿度、盐碱度的差异、光照强度的不同、生物自身生长特点的不同以及人与动物的影响等。
四、群落的演替
1．演替的过程
（1）演替概念：
随着时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
（2）演替过程（以发生在裸岩上的演替为例）
→
→
↓
←
←
2．演替的类型[连一连]
1．群落中的4种种间关系
（1）捕食：
一种生物以另一种生物为食的种间关系。
（2）竞争：
大多数的情况是一方占优势，另一方被淘汰。
（3）寄生：
大都为一方受益，另一方受害。
（4）互利共生：
两种生物共居一起，双方有利，一旦分离，双方都不能正常地生活。
2．群落的2种空间结构：
垂直结构、水平结构。
3．群落演替的2种类型
（1）初生演替：
发生在从来没有被植物覆盖的地面或植被被彻底消灭的地方。
（2）次生演替：
发生在原有土壤条件基本保留，甚至保留植物种子或其他繁殖体的地方。
考法一 群落的概念与物种组成
1．群落中生物种间关系分析
关系名称
数量
坐标图
营养
关系图
特点
举例
互利共生
一般形
式为：
相互依赖，彼此有利。
如果彼此分开，则双方或者一方不能独立生存。
数量上两种生物同时增加，同时减少，呈现出“同生共死”的同步性变化
地衣，大豆与根瘤菌
寄生
对寄主有害，对寄生生物有利。
如果分开，则寄生生物难以单独生存，而寄主会生活得更好
蛔虫与人，噬菌体与被侵染的细菌
竞争
数量上呈现出“你死我活”的“同步性变化”。
两种生物生存能力不同，如图a；生存能力相同，则如图b。
AB起点相同，为同一营养级
牛与羊，农作物与杂草
捕食
一种生物以另一种生物为食，数量上呈现出“先增加者先减少，后增加者后减少”的不同步性变化。
AB起点不相同，两种生物数量（能量）存在差异，分别位于不同的营养级
狼与兔，青蛙与昆虫
[提醒] 同一物种之间大鱼吃小鱼不叫捕食，应叫种内斗争，属于种内关系，因为捕食是两物种之间的关系。
1.辨析生存斗争、竞争与种内斗争
种内斗争为种内关系，竞争为种间关系，种间斗争包括竞争，而生存斗争既包括生物与生物之间的关系，又包括生物与无机环境之间的关系，图示如下：
A代表生存斗争、B代表种内斗争，C代表种间斗争、D代表竞争。
2．坐标图中捕食者和被捕食者的判断
（1）看曲线上升和下降的先后关系，一般先上升或下降的曲线代表被捕食者。
如图曲线中a为被捕食者，b为捕食者。
（2）看曲线峰值的高低，一般曲线峰值高的是被捕食者，另外，被捕食者的个体一般也比捕食者的小，所以被捕食者的数量相对较多。
视角► 以案例分析或图表分析的形式，考查物种之间的关系
1．（原理判断类）（2014·高考全国卷Ⅰ）某种植物病毒V是通过稻飞虱吸食水稻汁液在水稻间传播的。
稻田中青蛙数量的增加可减少该病毒在水稻间的传播。
下列叙述正确的是（ ）
A．青蛙与稻飞虱是捕食关系
B．水稻与青蛙是竞争关系
C．病毒V与青蛙是寄生关系
D．水稻和病毒V是互利共生关系
解析：
选A。
由题干信息可知青蛙与稻飞虱是捕食关系，A项正确、B项错误；植物病毒V是可寄生在水稻细胞内的病毒，因此病毒V与青蛙不是寄生关系，水稻和病毒V是寄生关系，C、D项错误。
2．（图示分析类）下图1中所示的生物间关系，A、B代表两种生物，C代表生物的生活条件，箭头表示营养流动的方向；图2在坐标系中表示两种生物之间的关系。
下列相关判断中，错误的是（ ）
A．图1中①～④表示的种间关系分别是互利共生、种内斗争、捕食和竞争
B．图1中的③中A的数量大量减少后，B的数量一直增加
C．图2中的甲、乙、丙分别对应图1中的①、③、④
D．在一个生态系统中，两种生物可能同时存在如图2中的乙和丙两种关系
解析：
选B。
根据图1中几种生物关系的模式图可判断①、③、④分别表示互利共生、捕食和竞争，②表示的不是种间关系，而是生物A的不同个体间的种内斗争，A正确。
图1的③中A与B是捕食关系，当A大量减少后，B的数量也不能一直增加，B错误。
图2中的甲、乙和丙分别表示互利共生、捕食和竞争，对应图1中的①、③、④，C正确。
在食物网中，两种生物可能既存在捕食关系也存在竞争关系，D正确。
3．（表格信息类）甲、乙、丙是食性相同的、不同种的蝌蚪，三者之间无相互捕食关系。
某研究小组在4个条件相同的人工池塘中各放入1200只蝌蚪（甲、乙、丙各400只）和数量不等的同种捕食者，一段时间后，各池塘中3种蝌蚪的存活率如下表：
池塘编号
捕食者数量/只
蝌蚪存活率/%
甲
乙
丙
1
0
87
7
40
2
2
58
30
25
3
4
42
32
11
4
8
20
37
10
下列推测不合理的是（ ）
A．捕食者主要捕食甲和丙
B．蝌蚪的种间竞争结果可能受捕食者影响
C．无捕食者时蝌蚪的种间竞争可能导致乙消失
D．随着捕食者数量增加，乙可获得的资源减少
解析：
选D。
4个池塘实验对照比较，随捕食者数量的增加，甲、丙种群数量越来越少，可见甲、丙是捕食者的主要食物来源；同时甲、乙、丙相对数量发生变化，说明捕食者数量会影响甲、乙、丙之间的竞争情况。
随捕食者数量的增加，乙的数量却不断增加，说明获得的生存资源包括食物或生存空间有可能增多。
考法二 群落的结构和演替
1．群落的空间结构类型
（1）垂直结构
①表现——分层现象。
②影响因素
（2）水平结构：
在水平方向上由于光照强度、地形变化和湿度等因素的影响，不同地段上分布着不同生物种群。
2．群落的演替
（1）群落演替的原因
①环境不断变化，为群落中某些物种提供有利的繁殖条件，而对另一些物种生存产生不利影响。
②生物本身不断进行繁殖、迁徙。
③群落内部由于生命活动造成内部环境改变。
④种内和种间关系不断发生变化。
⑤人类活动的干扰。
（2）群落演替的三个阶级
①侵入定居阶段（先锋群落阶段）。
一些物种侵入裸地定居成功并改良了环境，为以后侵入的同种或异种物种创造有利条件。
②竞争平衡阶段。
通过种内斗争或种间竞争，优势物种定居并繁殖后代，劣势物种被排斥，相互竞争过程中共存下来的物种，在利用资源上达到相对平衡。
③相对稳定阶段。
物种通过捕食，竞争等，共同进化，资源利用更为充分有效，群落结构更加完善，有比较固定的物种组成和数量比例，群落结构复杂、层次多。
（3）演替方向：
演替是群落组成向着一定方向、具有一定规律、随时间而变化的有序过程，因而它往往是能预见的或可测的，一般都可以演替到森林这一最高阶段。
（4）群落演替的类型
类型
内容
初生演替
次生演替
起点
原先从没有过植被，或虽存在过植被，但被彻底消灭了的环境
原有群落环境只是失去了原有植被，但原有土壤条件基本保留
时间
经历的时间长
经历的时间短
速度
缓慢
较快
影响因素
自然因素
人类活动较为关键
（5）群落演替的结果
①能量：
总生产量增加，群落的有机物总量增加。
②结构：
生物种类越来越多，群落结构越来越复杂。
③稳定性：
演替是生物和环境反复相互作用，发生在时间和空间上的不可逆变化，稳定性越来越高。
自然条件下，群落的演替一般朝着物种多样化、群落结构复杂化、生态功能完善化的方向发展。
但最终的演替结果主要由演替地所处的气候条件决定，如在干旱的荒漠地区很难形成森林。
1.群落空间结构的分析
（1）群落存在空间结构，而种群具有空间特征但不具有空间结构。
如竹林中竹子只是一个种群，就不存在垂直结构和水平结构。
（2）各个种群间具有不同的种间关系，如捕食、竞争等。
通过各种不同的种间关系，使各个生物种群分别占据不同的空间，形成群落的空间结构。
（3）要存在形成分层现象的环境条件，如光照、温度、食物、栖息场所等。
2．判断初生演替和次生演替的方法
（1）从起点上判断
①起点为从没有过植被或原有植被被彻底消灭了的环境是初生演替。
②起点为只是失去了原有植被的环境是次生演替。
（2）从时间和速度上判断
①经历的时间长，速度缓慢的是初生演替。
②经历的时间短，速度较快的是次生演替。
视角1► 以基础判断、案例分析或曲线分析的形式，考查群落的结构
1．（柱状图信息类）某研究小组对大亚湾水域6个不同区域6种单细胞藻类的群落结构进行研究的结果如图，有关说法与事实不相符的是（ ）
A．单细胞藻类是生产者
B．区域⑥溶解氧可能最少
C．a为区域⑥的优势种
D．影响藻类分层现象的唯一因素是温度
解析：
选D。
单细胞藻类能通过光合作用把无机物转变成有机物，属于生产者，A正确。
当光合速率小于呼吸速率时，区域⑥藻类数量最多，呼吸消耗氧气最多，溶解氧可能最少，B正确。
区域⑥中，a的数量最多，为优势种，C正确。
影响藻类分层现象的因素有温度、光照等，D错误。
2.（坐标信息类）右图表示某地域中以湿度和温度为变量，描绘出的两个种群能存活和增殖的范围。
下列有关叙述正确的是（ ）
A．甲种群与乙种群之间存在的只是竞争关系
B．甲种群在该地域的分布包括垂直结构和水平结构
C．湿度和温度相互作用是种群数量变化的决定因素
D．在高温、高湿的条件下，乙种群具有更大的生存优势
解析：
选D。
由坐标图可知，甲种群生活在相对低湿度、低温环境中，乙种群生活在相对高湿度、高温环境中，因此在高温、高湿的条件下，乙种群具有更大的生存优势。
3．（表格信息类）为了研究某降水充沛、气温较高的山区内群落演替的规律，生态学家利用把同一时间内的不同群落当作同一群落在不同演替阶段的原理，研究了灌草丛、针阔混交林、常绿阔叶林、针叶林等4个群落的相关特征，结果如下：
比较项目
灌草丛
针阔混交林
常绿阔叶林
针叶林
生产者光合作用产生的有机物的量[t/（hm2·a）]
17.43
116.61
150.81
55.50
总呼吸量[t/（hm2·a）]
15.93
92.73
124.80
40.98
叶面积指数
2.48
11.28
17.76
6.63
植被干物质的量（t/hm2）
6.65
377.52
398.57
184.74
提示：
叶面积指数是指单位土地面积上的总植物叶面积。
下列有关说法正确的是（ ）
A．群落的叶面积指数与其垂直结构有关，与水平结构无关
B．植被干物质的量只与群落中植被的光合作用、呼吸作用有关
C．群落的总呼吸量比生产者光合作用产生的有机物的量少，说明群落含有的有机物总量增加
D．该地区群落演替的顺序是灌草丛→针阔混交林→常绿阔叶林→针叶林
解析：
选C。
叶面积指数是指单位土地面积上的总植物叶面积，因此群落的叶面积指数与其水平结构有关，A错误；由表可知，植物干物质的量≠生产者固定的有机物量－总呼吸量，因此除了与群落中植被的光合作用、呼吸作用有关，也与其他因素有关，B错误；由于该地区降水充沛、气温较高，群落应朝着更有益的方向发展，正确演替顺序为灌草丛→针叶林→针阔混交林→常绿阔叶林，D错误。
4．（图形信息类）下图中A、B、C分别代表山地、森林、海洋三个不同的自然区域内植物的分布状况。
据此判断下列选项中正确的是（ ）
A．温度是造成这三个区域内植物分布存在巨大差异的主要生态因素
B．A处不同高度的山坡上分布着不同的植物类群，这说明群落具有垂直结构
C．C处植物的分层现象主要是因为光照的影响
D．影响B处植物出现明显分层现象的主要因素是水分
解析：
选C。
温度是造成高山植物垂直分布的主要生态因素，而森林和水域生物群落的分层现象是受光照的影响；A处不同高度分布着不同的植物类群，不属于同一生物群落，不能说明群落具有垂直结构；影响森林生态系统在陆地上分布的主要因素是水，但是森林中植物的分层现象是受光照强度影响形成的；C处藻类植物的分层现象是受光质（波长）影响形成的。
视角2► 以基础判断、案例分析或曲线分析的形式，考查群落演替的类型、特点及原因
5．（概念图解类）（2016·山东青岛模拟）乱石窑裸地上的群落演替过程如下图所示。
请据图分析正确的是（ ）
A．乱石窑裸地与人工砍伐后的阔叶林上发生的演替种类相同
B．同一个群落上发生的群落演替演变的群落类型相同
C．杂木植物群落的物种丰富度大于阔叶林群落
D．上述演替中，营养结构趋于复杂，有机物总量增多
解析：
选D。
乱石窑裸地发生的演替为初生演替，人工砍伐后的阔叶林有土壤、植被等条件，其上发生的演替属于次生演替；从图形分析，杂木植物群落在山坡地带和凹谷地带由于环境因素不同，发生不同方向的演替；杂木植物群落向阔叶林群落演替过程中物种丰富度增大；无论是乱石窑裸地→…→针阔混交林群落和阔叶林群落的初生演替，还是砍伐后的阔叶林上发生的次生演替，演替过程中营养结构越来越复杂，植物种类和数量增多，有机物总量增多。
6．（表格信息类）某山坡25年前因发生火灾而焚毁了所有树木等植被，一科研小组对该区域灾后演替出的几种主要树种不同树龄的株数进行调查，结果如表所示。
结合所学知识，分析下列说法不正确的是（ ）
树龄（年）
树种
1～
2
3～
4
5～
6
7～
8
9～
10
11～
12
13～
14
15～
16
17～
18
19～
20
21～
22
赤杨
0
2
5
8
12
20
25
19
14
9
4
栎树
21
15
12
10
7
4
2
0
0
0
0
松树
0
0
0
5
7
11
13
10
5
3
2
杜鹃
2
2
3
1
3
3
4
1
3
2
1
A.山坡上的所有树、分解者、消费者和非生物的物质与能量不能组成一个生态系统
B．若以大树（树龄>5）的数量作为森林中树种优势度的指标，则优势度最高的是赤杨
C．该森林群落在垂直结构上没有分层现象
D．该山坡发生火灾后发生的演替属于次生演替，物种丰富度逐渐升高
解析：
选C。
生态系统的组成成分包括生产者、分解者、消费者和非生物的物质与能量，树只是生产者中的一部分，A正确；据表中数据可知，若以大树（树龄>5年）的数量作为森林中树种优势度的指标，因赤杨的个体数最多，因此其优势度最高，B正确；杜鹃属于灌木，其他树种属于乔木，说明该森林群落在垂直结构上存在分层现象，C错误；被火灾焚毁的山坡发生的演替属于次生演替，根据表格数据可知，物种丰富度逐渐升高，D正确。
7．（曲线图信息类）一块弃耕的农田，很快会杂草丛生，几年后，草本植物开始减少，各种灌木繁茂起来，最后演变成一片森林，成为一个相对稳定的生态系统。
在此演变过程中，相关变化趋势正确的是（ ）
A．①③ B．②④
C．①④D．②③
解析：
选B。
由农田生态系统演变为森林生态系统的过程中，营养结构越来越复杂，物种丰富度越来越高，经过长时间的演替成为一个相对稳定的生态系统。
生态系统在达到稳态后，物种丰富度、净光合作用产量、固定太阳能总量基本保持不变，而①③答案中的曲线都有下降趋势，因此是错误的。
土壤中小动物类群丰富度的研究
1．实验原理
（1）土壤不仅为植物提供水分和矿质元素，也是一些小动物良好的栖息场所。
（2）许多土壤动物身体微小且有较强的活动能力，可用取样器取样的方法进行采集、调查。
（3）丰富度的统计方法通常有两种：
记名计算法和目测估计法。
2．实验流程
提出问题
↓
制订计划
↓
实施计划
↓
得出结论：
组成不同群落的优势种是不同的，不同群落的物种丰富度是不同的。
一般来说，环境条件越优越，群落发育的时间越长，物种越多，群落结构越复杂。
3．注意事项
（1）从不同营养环境中采集土壤样本要分别统计。
（2）尽可能多地收集小动物。
收集小动物时，根据土壤中生物的避光性和趋湿性来收集。
（3）从相同的营养土壤中采集样本，多组同学进行统计比较。
（4）识别命名要准确，并进行分类。
（5）远离危险地带，不要破坏当地环境。
「典例引领」
下列有关研究土壤中小动物类群丰富度的活动中，说法正确的是（ ）
A．该探究活动一般都采用样方法
B．该探究主要针对小动物进行，最好采用标志重捕法
C．进行这类研究时，常用取样器取样的方法进行采集和调查
D．若完成统计和分析后，发现小动物还存活，最好再放入70%的酒精溶液中
[解析] 由于许多土壤动物有较强的活动能力，而且身体微小，因此不适于用样方法或标志重捕法进行调查，而最好用取样器取样的方法进行采集调查。
实验彻底结束后，还存活的小动物最好放回原地，因为它们对土壤中动植物遗体的分解有重要的辅助作用。
[答案] C
「对位训练」
1．在统计土壤动物的物种丰富度的实验中，某小组设计的采集小动物的装置如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．采集的原理是利用土壤动物的趋光性
B．灯罩的功能是防止昆虫逃跑
C．金属筛网阻止小动物向下移动
D．广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液
解析：
选D。
采集的原理应是利用土壤动物的避光、避高温、趋湿的生活习性，A错误；灯罩的功能是保证更多的光线和热量集中到土壤样品，B错误；一些小动物正是通过金属筛网向下移动进入广口瓶的，C错误；广口瓶中需要加入体积分数为70%的酒精溶液，作用是杀死样本，并进行防腐处理，D正确。
2．（2016·江苏南京模拟）土壤动物是土壤生态系统中的重要组成部分。
对某一地区人工广场绿地、某植物园、农用地3种不同类型土地的地下土壤动物群落进行了调查，结果见下表。
由表中数据分析可知（ ）
样地
类群数
个体数
第1层
第2层
第3层
第1层
第2层
第3层
人工广场绿地
14
8
3
182
74
22
某植物园
13
7
4
190
92
18
农用地
11
8
4
92
113
21
注：
第1层为距地表0～5cm；第2层为距地表5～10cm；第3层为距地表10～15cm。
A．可用标志重捕法调查各样地土壤中动物类群数
B．各样地相同土层土壤中动物类群丰富度有明显的差异
C．各样地相同土层土壤中各动物类群密度没有明显的差异
D．人类活动对土壤动物的数量和分布存在影响
解析：
选D。
土壤动物群落调查适合采用取样器取样法，A错误；由表格可知，各样地相同土层的动物类群丰富度差别不大，B错误；由表格可知，各样地不同土层土壤中各动物类群密度存在明显的差异，C错误。
[误区补短]
易错点1 对种间关系认识不清
[点拨]
（1）“大鱼吃小鱼”不一定是捕食。
大鱼吃小鱼
均有利于种群的生存和繁衍。
（2）要正确区别竞争和捕食的关系：
①竞争是不同种生物为了争夺资源、空间等生活条件而发生斗争，并不以直接获得食物为目的。
②捕食则是一种生物以另一种生物为食，目的是获得食物与能量，用以维持自身的生存。
反例：
一种生物以非生物为食，如牛饮水不是捕食。
（3）两种生物甲和乙以同一植物为食，但取食的部位不同并不构成竞争关系，如人吃玉米籽粒，而牛吃秸秆等。
易错点2 几种种间关系曲线容易混淆
[点拨]
（1）互利共生曲线——同步性变化（同生共死）。
（2）捕食曲线——不同步变化的此消彼长（不会导致某种生物灭绝）。
（3）竞争曲线——看最终结果，一种数量增加，另一种下降甚至降为0，只要曲线中提示两种生物有共同的空间或食物，则必为竞争，竞争激烈程度取决于空间、食物的重叠范围。
易错点3 对群落演替的相关知识模糊
[点拨]
（1）演替不是一个无休止的过程。
任何环境下的演替都要最终达到一个成熟阶段，这时候群落和周围环境处于相对平衡的稳定状态。
此时物种与环境之间高度协调，能量和物质的利用率高，生态系统抵抗力稳定性也高。
（2）决定群落演替的根本原因存在于群落内部，即内因是群落演替的决定因素。
群落之外的环境条件，如气候、地貌、土壤等可成为引起群落演替的重要条件。
►微观清障
1．判断下列有关群落结构特征的叙述
（1）（2015·天津卷T1C改编）群落是由生产者和消费者构成的。
（ ）
（2）（2015·海南卷T22C）互利共生、捕食和竞争等可以出现在森林群落中。
（ ）
（3）群落的垂直结构显著提高了群落利用阳光等环境资源的能力。
（ ）
（4）影响生物群落水平方向上分布的因素包括生物种群特征。
（ ）
（5）池塘中的全部鱼、植物和微生物构成群落。
（ ）
（6）人工恢复林比自然恢复林的植物丰富度低。
（ ）
（7）一块农田中有豌豆、杂草、田鼠和土壤微生物等生物，其中属于竞争关系的是豌豆和其根中的根瘤菌。
（ ）
（8）土壤盐碱度不同，土壤动物群落结构有差异。
（ ）
（9）动物在群落中的垂直分层与植物的分层有关。
（ ）
答案：
（1）×
（2）√ （3）√ （4）× （5）× （6）√ （7）× （8）√ （9）√
2．判断下列有关群落演替的叙述
（1）（2015·全国卷ⅠT4C）草本阶段比灌木阶段的群落自我调节能力强。
（ ）
（2）（2015·全国卷ⅠT4D改编）初生演替中草本阶段为灌木阶段的群落形成创造了适宜环境。
（ ）
（3）群落演替是指随时间的推移，一个群落被另一个群落代替的过程。
（ ）
（4）群落演替的原因有竞争、环境改变等。
（ ）
（5）甲地因森林火灾使原有植被消失，乙地因火山喷发被火山岩全部覆盖，之后两地均发生了群落演替，两者演替类型相同。
（ ）
（6）人类活动可以影响演替的方向和速度。
（ ）
（7）某岛屿由海底火山喷发形成，现已成为旅游胜地，岛上植被茂盛，风景优美。
该岛屿形成后最初进行的群落演替属于次生演替。
（ ）
（8）我国西南横断山区不同垂直带的植被类型差异是群落演替的结果。
（ ）
答案：
（1）×
（2）√ （3）√ （4）√ （5）× （6）√ （7）× （8）×
[能力培优]
群落中竞争关系的曲线解读
[信息解读]
图1表示“你死我活”的竞争曲线。
若初始A、B两种群的数量相等，在竞争的最初阶段，由于种群数量都很少，资源充足，故种群都呈现增长趋势，且两者竞争强度弱；随着种群数量的增多，资源变得有限，两者竞争增强，且愈演愈烈，在竞争中B种群处于劣势并最终灭亡，A成为优势种且能逐渐达到K值。
图2表示“相互抑制”的竞争曲线。
若初始C、D两种群数量相等，在竞争的最初阶段，由于种群数量都很少且资源充足，故种群都呈现增长趋势，但随着数量的增多，资源成为限制因素时，竞争开始愈演愈烈，因为C、D竞争力相当，所以会出现相互抑制、谁都无法达到单独存在时的K值的现象，这时它们会根据强弱分配竞争对象，如分布在不同区域。
►强化训练
1．（2016·天津河西区质检）硅藻是单细胞的藻类，硅酸盐是硅藻生活必须的营养物质，将两种硅藻——星杆藻、针杆藻混合在一起培养时，种群数量及硅酸盐含量的变化如下图表示，下列说法正确
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