届 二轮复习 细胞代谢 教案全国通用.docx
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届二轮复习细胞代谢教案全国通用
专题二 细胞代谢
[考纲要求] 1.物质出入细胞的方式（Ⅱ）。
2.酶在代谢中的作用（Ⅱ）。
3.ATP在能量代谢中的作用（Ⅱ）。
4.光合作用的基本过程（Ⅱ）。
5.影响光合作用速率的环境因素（Ⅱ）。
6.细胞呼吸（Ⅱ）。
知识主线 思维串联
微专题1 物质出入细胞的方式
1.理清动植物细胞的吸水和失水
提醒：
①人工膜≠生物膜：
生物膜具有“载体蛋白”，故具有选择透过性，人工膜为半透性膜，物质能否通过取决于膜上孔径的大小。
②渗透平衡≠浓度相等：
达到渗透平衡时，半透膜两侧水分子移动达到动态平衡，此时膜两侧溶液的浓度未必相等，如透析袋内蔗糖溶液与透析袋外的清水可达渗透平衡，但浓度不会相等。
2.影响物质跨膜运输的两大因素——物质浓度、O2浓度
（1）物质浓度（在一定的浓度梯度范围内）
（2）O2浓度
提醒：
温度通过影响生物膜的流动性和酶的活性，进而影响物质运输的速率。
3.物质出入细胞方式的判断
提醒：
①mRNA通过核孔从细胞核到细胞质，不属于胞吐作用。
②与主动运输有关的细胞器除供能的线粒体外，还有合成载体蛋白的场所——核糖体。
4.巧用两种抑制剂探究物质跨膜运输的方式
题型一 围绕物质出入细胞的方式，考查生命观念
1.（2019·名师原创新考纲检测卷）植物细胞膜、液泡膜上含有一种H＋－ATP酶，可以转运H＋，有利于对细胞外溶质分子的吸收和维持液泡内酸性环境。
如图为植物细胞对H＋运输的示意图，下列相关叙述错误的是（ ）
A.在细胞质基质、细胞液、细胞外环境中，细胞质基质的pH最大
B.H＋进出植物细胞的跨膜运输方式都是主动运输
C.植物细胞呼吸受到抑制，会影响细胞对细胞外某些溶质分子的吸收
D.低温环境会影响细胞对细胞外某些溶质分子的吸收
解析 据题图分析，H＋运出细胞和运进液泡需要载体蛋白H＋－ATP酶的协助，同时需要ATP水解提供能量，表明H＋运出细胞和运进液泡的运输方式是主动运输，H＋运出细胞和运进液泡是逆H＋浓度梯度，所以细胞质基质中H＋浓度小于胞外H＋浓度和细胞液H＋浓度，H＋浓度越小，其pH越大，故细胞质基质的pH最大，A正确；H＋运出细胞的方式是主动运输，而细胞外H＋和溶质分子进入细胞，需要蛋白质的协助，但不需要细胞代谢提供能量，说明细胞外H＋和溶质分子进入细胞的方式是被动运输，B错误；胞外溶质分子进入细胞依赖细胞内外H＋浓度差，植物细胞呼吸受到抑制，细胞呼吸产生的ATP减少，会影响H＋的运输，从而影响细胞对某些溶质分子的吸收，C正确；低温环境会影响细胞呼吸、细胞膜的流动性、细胞膜上载体蛋白的移动，因此会影响细胞对细胞外某些溶质分子的吸收，D正确。
答案 B
2.（2019·贵州遵义模拟）下列关于图甲和图乙的叙述，正确的是（ ）
A.成熟植物细胞能发生质壁分离的原因之一是细胞膜相当于图甲中的③
B.图甲中漏斗内液面不再上升时，漏斗内外的渗透压相等
C.图乙中，转运葡萄糖和钠离子的载体相同，可见载体不具有特异性
D.图乙中，三种物质进入细胞的方式中只有钠离子的运输不是主动运输
解析 题图甲中③是半透膜，成熟的植物细胞内相当于半透膜的是原生质层，A错误；题图甲中漏斗内液面不再上升是浓度差和液柱形成的压力综合作用导致的，此时漏斗外溶液的浓度仍小于漏斗内，B错误；虽然运输葡萄糖的载体也能运输钠离子，但并不能运输氨基酸，因此载体仍具有特异性，C错误；题图乙中，氨基酸和葡萄糖进入细胞的方式是主动运输，而钠离子进入细胞的方式是协助扩散，D正确。
答案 D
判断葡萄糖、氨基酸等分子出入细胞的方式要看具体信息，若为高浓度到低浓度的运输为协助扩散，若为低浓度到高浓度的运输则为主动运输，若题干无信息，一般默认主动运输。
题型二 以物质跨膜运输为载体，考查科学探究能力
3.（2019·广东中山六校二联）哺乳动物的红细胞在清水中会很快膨胀破裂，而爪蟾的卵母细胞在清水中不会发生这种变化。
科学家将控制红细胞膜上CHIP28（推测是一种水通道蛋白）合成的mRNA注入爪蟾的卵母细胞中，卵母细胞在清水中迅速膨胀，并于5分钟内破裂。
请分析回答下列问题：
（1）爪蟾的卵母细胞中通过________过程合成CHIP28，除线粒体外，CHIP28的加工、运输需要________________（填细胞器名称）参与。
（2）研究人员用纯化的CHIP28、KCl溶液和磷脂分子构建成球形“脂质体”（人工膜），再将“脂质体”转移至蒸馏水中，发现“脂质体”也发生了快速膨胀破裂。
目前认为，水分子跨膜运输有两种机制，一种是通过水通道蛋白的快速协助扩散，另一种速度较慢，是经过磷脂双分子层间隙的自由扩散。
在已有实验的基础上，如何构建新“脂质体”证明后一种机制的存在？
方法：
用____________________构建成球形新“脂质体”，再将此“脂质体”转移至蒸馏水中。
预期结果：
___________________________________________________。
（3）由以上实验推测水分子通过CHIP28时________（填“需要”或“不需要”）消耗ATP。
解析
（1）据题意可知，CHIP28是以mRNA为模板合成的水通道蛋白，故爪蟾的卵母细胞可通过翻译过程合成该蛋白质。
膜蛋白在核糖体上合成后，需要先后经过内质网、高尔基体的加工和运输。
（2）要证明水分子可以经过磷脂双分子层间隙进行自由扩散，应去掉细胞膜上的CHIP28，因此，可以用KCl溶液和磷脂分子构建成球形新“脂质体”，将新的“脂质体”置于蒸馏水中，与用CHIP28、KCl溶液和磷脂分子构建成的球形“脂质体”进行对照，如果新“脂质体”会吸水膨胀（破裂），且比有CHIP28时速度慢，则证明后一种机制是存在的。
（3）水分子通过CHIP28的方式属于协助扩散，不需要消耗ATP。
答案
（1）翻译 内质网、高尔基体
（2）KCl溶液和磷脂分子 新“脂质体”吸水膨胀（破裂），且比有CHIP28时速度慢 （3）不需要
微专题2 酶和ATP
1.酶的归纳
2.影响酶促反应速率的因素曲线
提醒：
①低温或盐析能降低酶的活性，但不会使酶失活，即酶的空间结构不被破坏，条件适宜时酶活性可恢复。
②高温、强酸、强碱、重金属、紫外线、酒精等有机溶剂会破坏酶的空间结构，使酶失活，酶活性不能恢复。
③同一种酶可存在于分化程度不同的活细胞中，如呼吸酶或ATP合成酶。
3.常考酶的种类及应用
4.酶的特性及相关探究实验
提醒：
检验蛋白酶对蛋白质的分解时应选用蛋白块，通过观察其消失情况得出结论，不能用双缩脲试剂鉴定。
5.生物体内的能源物质与ATP
（1）能源物质
（2）ATP的再生与利用
注意：
①ATP≠能量
ATP是一种高能磷酸化合物，不能将两者等同起来。
②ATP产生量与O2供给量间的关系
题型一 围绕ATP的结构与功能，考查科学思维能力
1.（2019·天津卷，2）下列过程需ATP水解提供能量的是（ ）
A.唾液淀粉酶水解淀粉
B.生长素的极性运输
C.光反应阶段中水在光下分解
D.乳酸菌无氧呼吸的第二阶段
解析 唾液淀粉酶水解淀粉是在消化道中进行的，不需要消耗ATP水解释放的能量，A错误；生长素的极性运输是细胞的主动运输，需要消耗ATP水解释放的能量，B正确；光反应阶段中水在光下分解产生[H]和氧气，不需要消耗ATP水解释放的能量，C错误；乳酸菌无氧呼吸的第二阶段是丙酮酸和[H]在酶的催化作用下转化成乳酸，此过程既不产生ATP，也不消耗ATP，D错误。
答案 B
2.（2019·洛阳市尖子生二联）如图为ATP与ADP相互转化的关系式，下列说法正确的是（ ）
A.ATP经DNA酶水解后的产物是合成RNA的原料之一
B.细胞内基因的选择性表达过程伴随着ATP的水解
C.酶1和酶2的功能不同的根本原因是组成二者基本单位的种类、数量和排列顺序不同
D.ATP与ADP间相互转化的能量供应机制发生在所有生物体内，体现了生物界的统一性
解析 DNA酶可将DNA分子水解为脱氧核苷酸，而不能水解ATP，A错误；细胞内基因的选择性表达过程中需要ATP提供能量，B正确；酶1和酶2的本质是蛋白质，二者功能不同的直接原因是组成二者基本单位的种类、数量和排列顺序等不同，而根本原因是控制这两种酶合成的基因不同，C错误；病毒没有独立的能量代谢体系，其体内不能发生ATP与ADP的相互转化，D错误。
答案 B
题型二 结合与酶有关的实验，考查科学探究能力
3.（2019·河北百校联盟联考）下列有关酶的实验中不能达成实验目的的是（ ）
A.验证唾液淀粉酶的专一性，底物可选用淀粉和蔗糖
B.探究pH对酶活性的影响，一般不选择淀粉酶和淀粉为实验材料
C.验证酶具有催化作用，实验组加适量酶液，对照组加等量蒸馏水
D.探究温度对酶活性的影响，只设置一组装置置于水浴锅中，逐步升温即可
解析 验证酶的专一性，可用同一种酶催化不同底物的反应，A不合题意；淀粉酶可催化淀粉水解，探究pH对酶活性的影响，自变量是不同的pH，因淀粉在酸性条件下也会发生水解，所以一般不选择淀粉酶为实验对象，B不合题意；验证酶的催化作用，自变量是酶的有无，实验组加酶液、对照组加等量蒸馏水，C不合题意；探究温度对酶活性的影响实验，自变量是不同的温度，需设置不同的实验组装置，D符合题意。
答案 D
4.（2019·四省八校双教研联盟联考）研究人员从一种野生植物的贮藏根中提取出一种不溶于水的化学物质，有人认为这是一种能催化葡萄糖分解的酶，有人认为是一种能催化蔗糖分解的酶。
请回答以下问题：
（1）写出鉴定此物质的化学本质是否是蛋白质的两种生物学方法。
第一种鉴定方法：
_______________________________________________。
第二种鉴定方法：
_______________________________________________。
（2）为了探究此物质是催化葡萄糖分解的酶还是催化蔗糖分解的酶，研究人员设计了如图所示的实验过程，请预测可能的实验结果。
水浴加热后，如果________________________________________________，
说明该物质是能催化蔗糖分解的酶；如果_____________________________
________________________________________________________________，
则说明该物质是能催化葡萄糖分解的酶。
（3）若以上实验完成后，已经确定其为催化葡萄糖分解的酶，且化学本质是蛋白质，现需要确定其催化作用的最适温度，设计实验的基本思路是先设置________________，再参照
（2）图中甲试管的处理方法进行预实验。
实验结束后，再在其中选择____________________________的两支试管所对应的温度区间内，设置________________________，重复进行实验。
解析
（1）可以用双缩脲试剂鉴定蛋白质，若颜色变为紫色，则该物质是蛋白质；由题干信息可知，该物质不溶于水，故还可以用蛋白酶鉴定，若溶液变澄清，说明蛋白酶能将该物质水解，则该物质是蛋白质。
（2）分析图示可知，若该物质是分解蔗糖的酶，则乙试管中的蔗糖能被分解产生葡萄糖和果糖（两者都是还原糖），而甲试管中的葡萄糖不被分解，故加入斐林试剂并水浴加热后，两试管都出现砖红色沉淀。
若该物质是分解葡萄糖的酶，则甲试管中的葡萄糖被分解，乙试管中不发生反应，加入斐林试剂并水浴加热后，两试管都不出现砖红色沉淀。
（3）要确定酶催化作用的最适温度，自变量应是温度，需设置一系列梯度较大的等温度梯度进行实验。
酶催化作用越强则葡萄糖被水解的量越大，加入斐林试剂后产生的砖红色沉淀越少，因此在其中选择两支砖红色沉淀最少的试管，在这两支试管或砖红色沉淀最少的试管前后的两支试管所对应的温度之间再设置一系列更小的温度梯度进行实验，来确定最适温度。
答案
（1）用双缩脲试剂鉴定 用蛋白酶处理
（2）甲、乙两试管都出现砖红色沉淀 甲、乙两试管都不出现砖红色沉淀
（3）一系列等温度梯度 砖红色沉淀最少或砖红色沉淀最少的试管前后 一系列更小温度梯度
微专题3 光合作用与细胞呼吸的关系
1.光合作用与细胞呼吸的过程图解
2.光合作用与细胞呼吸中[H]、ATP来源与去路
提醒：
①无氧呼吸只在第一阶段产生少量ATP，第二阶段不能产生ATP，[H]在第一阶段产生，第二阶段被利用，无[H]的积累。
②无氧呼吸过程只生成少量ATP，大部分能量存留在酒精或乳酸中。
3.明确3种元素的转移途径
①
②
③
4.四种状况下“光合与呼吸”的关系
题型一 借助光合作用与细胞呼吸的联系，考查分析判断能力
1.（2019·原创预测卷）在呼吸作用和光合作用的过程中，都涉及[H]和ATP的生成和消耗，下列有关[H]生成和消耗关系的叙述，错误的是（ ）
A.光反应阶段生成[H]时，同时生成ATP
B.暗反应阶段消耗[H]时，同时消耗ATP
C.细胞呼吸生成[H]时，同时生成ATP
D.细胞呼吸消耗[H]时，同时消耗ATP
解析 光反应阶段，色素分子吸收光能，将水光解生成[H]，同时将光能转化成化学能贮存在ATP中，A正确；暗反应阶段，[H]还原三碳化合物，同时将ATP中的能量转移到有机物中，B正确；有氧呼吸过程中，生成[H]和消耗[H]的阶段，都有ATP的生成。
无氧呼吸过程中，生成[H]时，同时生成ATP，消耗[H]时，不生成也不消耗ATP，C正确，D错误。
答案 D
2.（2019·广东深圳市调研）为了探究某地冬季温室大棚内温度和CO2浓度对黄瓜光合作用的影响，某研究小组将黄瓜植株分为五组（一组作为对照组，其他四组作为实验组），保持各组光照强度和湿度等条件相同且最为适宜，在光照培养箱中测定各组叶片的净光合速率，各组实验处理及结果如表所示：
组别
项目
对照组
实验组
一组
二组
三组
四组
实验处理
温度/℃
12
12
12
20
25
CO2浓度/（100μL·L－1）
6
10
15
15
15
实验结果
净光合速率/
（μmol·m－2·s－1）
9.7
13.2
15.1
23.3
30.9
回答下列问题：
（1）黄瓜植株叶片光合作用产生的O2中的O来自于____________，O2除部分释放到外界以外，还有部分可以参与细胞有氧呼吸，与________（填“NADH”或“NADPH”）结合释放出大量能量。
（2）根据本实验结果，可以推测冬季温室大棚中对黄瓜净光合速率影响较大的环境因素是________，其依据是__________________________________________
__________________________________________________________________；
并可以推测冬季温室大棚要提高黄瓜净光合速率的措施是
__________________________________________________________________。
（3）该研究小组同时测定了33℃时与第四组在其他条件相同情况下的黄瓜净光合速率，发现与第四组实验结果相同，推测其原因是
__________________________________________________________________。
解析
（1）光合作用过程中，H2O光解产生O2，O2还可以参与细胞有氧呼吸的第三阶段，与NADH（还原型辅酶Ⅰ）结合产生水，并释放大量能量。
（2）根据表中数据，一组和二组实验结果对比说明在相同温度条件下，CO2浓度改变产生的净光合速率差值是15.1－13.2＝1.9（μmol·m－2·s－1），而三组和四组实验结果对比说明在相同CO2浓度条件下，温度改变产生的净光合速率差值是30.9－23.3＝7.6（μmol·
m－2·s－1），故温度对温室大棚中黄瓜净光合速率影响较大。
就本实验而言，适当提高温室大棚中的温度和CO2浓度都可以提高黄瓜净光合速率。
（3）经测定，在其他条件均相同的情况下，33℃与25℃的净光合速率相同，根据净光合速率＝实际光合速率－呼吸速率可知，实际光合速率与呼吸速率差值不变，而温度改变对光合作用和呼吸作用均有影响，故推测其原因是温度改变使黄瓜植株光合速率和呼吸速率的改变量相同。
答案
（1）水（或H2O） NADH
（2）温度 相同CO2浓度条件下，温度改变时净光合速率变化较大 适当提高温室大棚中的温度（和CO2浓度）
（3）温度改变使黄瓜植株光合速率和呼吸速率的改变量相同，即二者速率的差值（净光合速率）保持不变（答案合理均可）
题型二 借助光合作用与细胞呼吸在生活中的应用，考查社会责任
3.（2019·全国卷Ⅱ，2）马铃薯块茎储藏不当会出现酸味，这种现象与马铃薯块茎细胞的无氧呼吸有关。
下列叙述正确的是（ ）
A.马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸和葡萄糖
B.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生的乳酸是由丙酮酸转化而来
C.马铃薯块茎细胞无氧呼吸产生丙酮酸的过程不能生成ATP
D.马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高会增加酸味的产生
解析 马铃薯块茎细胞无氧呼吸的产物是乳酸，葡萄糖是细胞呼吸的原料而不是产物，A错误；在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，葡萄糖分解成丙酮酸和[H]，第二阶段在相应酶的催化下，丙酮酸和[H]转化为乳酸，B正确；在马铃薯块茎细胞无氧呼吸的第一阶段，1分子葡萄糖分解成2分子丙酮酸，并且释放出少量能量，形成少量ATP，C错误；一般来说，氧气浓度的升高会抑制细胞的无氧呼吸，故马铃薯块茎储藏库中氧气浓度的升高不会增加酸味的产生，D错误。
答案 B
4.（2019·豫南九校联考）在自然光照下，有些植物的光合速率并不能达到最大值，需要进行适当的遮光处理。
某科研人员为了探究适合某种草莓种植的遮光程度，进行了相关实验，结果如图所示。
回答下列相关问题：
（1）遮光程度属于该实验的________，不遮光组的光照强度类似于夏季晴朗天气的正午时刻，植物在该时段光合速率相比10点要偏低的原因是________________。
（2）在遮光后的短时间内，叶肉细胞的叶绿体中C3含量会________。
（3）坐标曲线中的单位时间内植株干重减去实验开始前的初始干重，表示的是植物的________，如果要测量真正光合速率，则还需要测量________，测量时需要在________条件下进行。
（4）要进一步确定最适合的遮光程度，可以在题图中的遮光________之间进一步实验，设置多组实验，相邻组遮光程度差更________，这样可以更精确地确定合适的遮光程度。
解析
（1）本实验的目的是探究适合某种草莓种植的遮光程度，所以遮光程度是该实验的自变量。
夏季晴朗天气的正午时刻气温太高，植物叶片上的气孔部分（较多）关闭，导致进入叶片的CO2量减少，从而导致光合速率降低。
（2）刚遮光时，由于光反应为暗反应提供的[H]和ATP减少，导致C3的还原速率降低，而CO2的固定速率短时间内不改变，所以叶绿体中C3的含量会增加。
（3）单位时间内植株干重的变化量表示的是净光合速率，所以根据实验所测的数据可推测净光合速率，但真正光合速率等于净光合速率与呼吸速率之和，所以欲测定真正光合速率还需要测定呼吸速率。
测定植物的呼吸速率需要在黑暗条件下进行。
（4）要进一步确定最适合的遮光程度，可以在题图中的遮光Ⅰ和遮光Ⅲ之间再设置几组实验，相邻组遮光程度差在更小的遮光程度范围内进行实验时，可以更精确地确定合适的遮光程度。
答案
（1）自变量 气温太高，气孔部分（较多）关闭，植物从外界吸收的CO2量减少（其他合理答案也可）
（2）增加
（3）净光合速率 呼吸速率 黑暗
（4）Ⅰ～Ⅲ 小
微专题4 影响光合作用和细胞呼吸的因素
1.掌握影响细胞呼吸的“四类”曲线
提醒：
①不同生物无氧呼吸的产物不同，其直接原因在于催化反应的酶不同，根本原因在于控制酶合成的基因不同。
②人和动物细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体；酵母菌细胞呼吸产生CO2的场所是线粒体和细胞质基质。
2.把握影响光合作用因素的3类曲线
提醒：
①光合作用中色素吸收光能不需要酶的参与。
②叶绿体中的色素能吸收、传递、转换光能，不能制造能量。
③蓝藻没有叶绿体，但含有叶绿素和藻蓝素，能进行光合作用。
④光反应停止，暗反应不会立刻停止，因为光反应产生的[H]和ATP还可以维持一段时间的暗反应，但在无光条件下不可以长期进行。
题型一 围绕光合作用的影响因素，考查科学思维能力
1.（2019·重庆市七校联考）如图所示为研究光照强度和CO2浓度对某植物光合作用强度的影响曲线。
下列有关叙述中错误的是（ ）
A.曲线A→B点，叶绿体中C3浓度降低
B.B→D点，叶绿体中C5浓度升高
C.曲线A→B点，叶绿体中C5生成速率降低
D.D点时，限制光合作用强度的环境因素可能有CO2浓度和温度等
解析 A→B的过程中CO2浓度不变，但B点光照强度大于A点，B点产生的[H]和ATP的量高于A点，C3还原过程增强，C3浓度降低，A正确；B点和D点的光照强度相等，[H]和ATP产生量相同，但B点CO2浓度大，C5消耗量增大，则D点C5浓度高于B点，B正确；曲线A→B过程中CO2浓度不变，但B点光照强度大于A点，B点产生的[H]和ATP多于A点，B点C5生成速率高于A点，C错误；D点后，光合作用强度不再随光照强度的增加而增大，则D点时限制光合作用强度的因素可能是CO2浓度和温度等，D正确。
答案 C
2.（2019·中原名校联考）下图表示某植物Ⅰ阶段处于自然状态、适宜条件下所测得的叶片暗反应中C3和C5化合物相对浓度的变化趋势。
请分析回答下列问题：
（1）图中表示C3化合物的是________，Ⅱ阶段改变的环境条件是____________________。
（2）若在Ⅰ阶段结束时（第200秒）突然停止光照，则短时间内叶绿体中C3和C5化合物含量的变化是___________________________。
（3）高CO2浓度时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比低CO2浓度时的________（填“高”或“低”），其原因是___________________________。
解析
（1）适宜条件下，暗反应保持稳定，即C3和C5化合物的浓度保持稳定，而暗反应中C5＋CO2→2C3，即叶肉细胞内C3是C5的2倍，因此题图中甲是C5化合物，乙是C3化合物。
植物在Ⅰ阶段处于适宜环境条件下，若Ⅱ阶段改变的环境条件是降低光照强度，那么C3增加，C5减少，与曲线的走势不符；若Ⅱ阶段改变的环境条件是提高光照强度，那么C3减少，C5增加，与曲线的走势相符；若Ⅱ阶段改变的环境条件是降低CO2浓度，那么C3减少，C5增加，与曲线走势相符；若Ⅱ阶段改变的环境条件是升高CO2浓度，那么C5减少，C3增加，与曲线走势不符。
所以改变的条件是提高光照强度或降低CO2浓度。
（2）由题意知，在条件适宜的情况下，正常进行光合作用的植物突然停止光照，光反应停止，[H]和ATP含量下降，C3的还原减弱直至停止，而CO2的固定则继续进行，但由于缺少[H]和ATP，C3不能被还原而积累，使C3迅速增加，C5迅速减少。
（3）CO2浓度高时，暗反应的强度高，所需的ATP和[H]多，光反应增强，达到最大光合速率时所需的光照强度高。
答案
（1）乙 提高
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