高中生物 53生态系统的物质循环基础巩固训练 新人教版必修3.docx
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高中生物53生态系统的物质循环基础巩固训练新人教版必修3
2019-2020年高中生物5.3生态系统的物质循环基础巩固训练新人教版必修3
一、选择题(共7小题,每小题4分,共28分)
1.生物地球化学循环是指组成生物体的基本元素 ( )
A.在陆地生态系统中的物质循环和能量流动的复杂过程
B.在能量流经生态系统各营养级时的逐级递减的全过程
C.在组成生态系统的生物群落和生物体内的反复循环过程
D.在生物圈的生物群落和无机环境之间的反复循环过程
【解析】选D。
物质循环指的是组成生物体的元素在整个生态系统中往复循环的过程,也就是在生物群落和无机环境之间往复循环的过程。
2.(xx·广州高二检测)碳循环是生态系统中一种重要的物质循环类型,下列属于碳循环过程的是 ( )
A.根瘤菌的固氮作用
B.绿色植物的光合作用
C.水蒸发至大气中
D.镉通过食物链被富集
【解析】选B。
大气中的CO2通过绿色植物的光合作用进入生物群落,属于碳循环;根瘤菌的固氮作用属于氮循环;水蒸发到大气中属于水循环;镉通过食物链被富集属于富集作用。
3.(xx·南京高二检测)在浮游植物→浮游动物→鱼这条食物链中,碳的流动形式是 ( )
A.有机物B.二氧化碳
C.碳酸盐D.二氧化碳和有机物
【解析】选A。
碳在生物群落中以含碳有机物的形式存在,沿着食物链以含碳有机物的形式进行流动。
4.(xx·福建高二检测)关于生态系统的物质循环的叙述,不正确的是 ( )
A.所说的物质是指组成生物体的一些基本化学元素
B.所说的生态系统是地球最大的生态系统——生物圈
C.所说的循环是指物质在生物群落与无机环境之间反复利用、循环流动
D.物质在循环过程中不断递减
【解析】选D。
物质循环中的物质是指组成生物体的基本元素;生态系统特指地球上最大的生态系统,即生物圈;物质在生物群落和无机环境之间进行往返循环;物质在循环过程不会递减,基本维持不变。
5.(xx·重庆高二检测)下图表示生物圈中碳元素的循环过程,下列叙述正确的是 ( )
A.③过程代表绿色植物的光合作用
B.图中A、B分别代表消费者和生产者
C.图中③⑤⑧过程表示不同生物的呼吸作用
D.农业生产中的松土可以增强⑤过程
【解析】选C。
由图可判断,A为分解者、B为生产者、C为消费者,则④过程表示CO2进入生物群落,可通过光合作用进行,A、B项错误;③⑤⑧均表示CO2返回无机环境,应为不同生物的呼吸作用,C项正确;图中⑤过程为消费者(动物)的有氧呼吸过程,动物大部分在地面上活动,故松土对⑤过程影响不大,D项错误。
【延伸探究】
(1)题5图中造成温室效应的主要原因是哪个过程?
提示:
⑦过程,化学燃料的大量燃烧是造成温室效应的主要原因。
(2)题5图中若A含有细胞核,则A中将含碳有机物转化为CO2的具体场所是什么?
提示:
细胞质基质或线粒体基质。
由A含有细胞核可知,A为真核生物,其将含碳有机物转化为CO2的方式是无氧呼吸或有氧呼吸,具体场所是细胞质基质或线粒体基质。
【变式训练】下图是生态系统中某元素循环的模式图,该图可以说明 ( )
①该图主要体现的是碳元素的循环
②A与B两种生物是生态系统不可缺少的成分
③图中的生理过程②全在线粒体中进行
④该物质循环具有全球性
A.①④ B.②④ C.①② D.①③
【解析】选A。
从物质循环的过程可以判断,A是生产者,B、C是消费者,D是分解者,M是CO2,N是O2,生态系统不可缺少的成分是A、D。
过程①主要是指光合作用,过程②③是呼吸作用,在细胞质基质和线粒体中进行。
6.(xx·肇庆高二检测)下列关于生态系统能量流动和物质循环的关系的叙述,不正确的是 ( )
A.二者是密切联系的两个过程
B.在能量流动过程中,物质是能量的载体
C.能量是物质循环的动力
D.从能量流动和物质循环的角度来看,生态系统是一个自给自足的系统
【解析】选D。
能量流动和物质循环同时进行,相互依存,不可分割;能量以物质为载体,物质循环以能量为动力;对于生态系统来说,物质可以实现自给自足,而能量需要不断从外界获取。
【误区警示】生态系统中,能量是逐级递减的,物质可以循环再生。
7.(xx·无锡高二检测)“哥本哈根气候变化大会”再次引起人们对温室气体排放的关注,大会所倡导的低碳生活获得普遍认同。
根据下图所示碳循环的部分过程进行的有关分析,正确的是 ( )
A.生物群落内部进行碳循环的物质形式是二氧化碳
B.参与③过程的生物包括生产者、消费者和分解者
C.③过程增强后②过程随之增强,不能通过增强③过程减少大气中的CO2
D.开发太阳能、水能、核能等新能源,可减少人类对①过程的依赖
【解析】选D。
碳在生物群落内部以含碳有机物的形式进行流动;③过程表示大气中的CO2进入生物群落,主要通过生产者的光合作用或化能合成作用完成;
②过程表示不同生物的呼吸作用,光合作用增强,呼吸作用不一定随之增强;开发新能源可减少人类对传统能源即化学燃料的依赖,进而可降低大气中CO2的浓度。
二、非选择题(共2小题,共22分)
8.(12分)下图为生态系统碳循环示意图。
请据图回答:
(1)在生态系统的组成成分中,绿色植物属于 ,细菌、真菌大多数属于 。
(2)图中的e表示的生理作用是 ,b、c、d表示的生理作用是 ,f所表示的动物与绿色植物之间的关系是 。
(3)碳在无机环境与生物群落之间以 形式进行循环。
【解析】
(1)绿色植物能够进行光合作用固定二氧化碳,属于生产者;细菌和真菌大多数是营腐生生活的,属于分解者。
(2)e是绿色植物固定二氧化碳的光合作用,b、c、d都进行呼吸作用产生二氧化碳,f表示动物以绿色植物为食,二者是捕食关系。
(3)生产者固定二氧化碳,碳就进入了生物群落;细胞呼吸产生二氧化碳,碳又回到了无机环境。
答案:
(1)生产者 分解者
(2)光合作用 呼吸作用(或细胞呼吸) 捕食 (3)CO2
9.(10分)下图表示生态系统碳循环模式图,其中A、B、C、D构成群落,①②③④⑤⑥代表生理过程。
据图回答下列问题:
(1)从生态系统组成的完整性来看,该生态系统还缺少
。
(2)图中的过程①主要代表 ,过程②③代表 。
(3)参与过程⑤的生物种类主要有 ,其在碳循环中的作用是 。
【解析】
(1)图中字母只表示生物群落,所以还缺少非生物的物质和能量,即太阳、水和无机盐等。
(2)图中A代表生产者,则过程①主要表示绿色植物进行光合作用固定太阳能,过程②③表示消费者进行细胞呼吸产生二氧化碳。
(3)图中B代表分解者,过程⑤表示分解作用,少数分解者是动物,大多数是腐生的细菌和真菌,其主要将有机碳转变为无机碳。
答案:
(1)太阳、水和无机盐等(缺太阳不可)(或非生物的物质和能量)
(2)光合作用 呼吸作用
(3)腐生的细菌和真菌 将有机碳转变为无机碳
一、选择题(共6小题,每小题5分,共30分)
1.关于碳循环的说法错误的是 ( )
A.生物群落中的碳元素主要是依靠光合作用固定的
B.分解者参与生物圈中碳循环过程
C.光合作用固定的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时,大气中的CO2即可维持稳定
D.碳循环过程中伴随着能量流动
【解析】选C。
大气中CO2的来源除了呼吸作用外,化学燃料的燃烧等也是主要的方面,所以光合作用固定的CO2与呼吸作用释放的CO2相等时,大气中的CO2也不一定维持稳定。
2.(xx·滨州高二检测)下列关于碳循环及其应用的叙述错误的是 ( )
A.碳在食物链的各营养级之间是可以循环流动的
B.碳在生物群落和无机环境之间循环的形式与在生物群落内的流动形式不同
C.“低碳经济”是指以低能耗、低排放、低污染为基础的经济模式
D.改变传统生产模式,应用“原料—产品—原料—产品”的方法,有利于促进生物圈的物质循环
【解析】选A。
碳在食物链中不是循环的,其循环的范围是生物群落与无机环境之间;碳在生物群落与无机环境之间以CO2的形式流动,在生物群落内部以含碳有机物的形式流动;“原料—产品—原料—产品”模式可实现无废料生产,既有利于促进物质循环,又可减轻环境污染。
【变式训练】施用农药DDT的地区,虽然只占陆地面积的一小部分,可是在远离施药地区的南极动物体内也发现了DDT,这种现象说明了 ( )
A.DDT是挥发性物质
B.DDT已加入全球性的生物地球化学循环
C.考察队将DDT带到了南极
D.南极动物也偶尔到施用农药的地区寻食
【解析】选B。
DDT是一种不易分解并能长期残存的农药。
当人们施用DDT时,真正落到植物上的大约只有5%,其余95%不是落到地面,就是在大气中漂浮,以后随雨水流入地下,或顺小溪流入江河,流归大海。
随着大气环境作用和海水运动,DDT被运到全球各个角落,然后沿着食物链和食物网流动,并逐渐在各生物体内积累和浓缩起来。
可见,DDT已加入全球性的生物地球化学循环,故南极动物体内也会含有DDT。
3.(xx·西安高二检测)如图是我国北方处于平衡状态的某森林生态系统的碳循环示意图,其中箭头表示碳的传递方向,字母表示碳传递途径。
则下列叙述错误的是 ( )
A.碳从植物体流入动物体的主要形式是有机物
B.a途径是通过光合作用实现的,b、d、g途径是通过细胞呼吸实现的
C.碳在生物群落与无机环境之间的循环主要以二氧化碳的形式进行
D.如果图中的字母表示碳元素传递的数量,植物正常生长,则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a=b+c+e
【解析】选D。
碳从植物体内以含碳有机物的形式被动物摄食,并使得能量流入动物体内,A项正确;由图形分析可知,a表示植物的光合作用,b表示植物的呼吸作用、d表示动物的呼吸作用,g表示分解者的分解作用(呼吸作用),B项正确;碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的,在生物群落内部主要以含碳有机物的形式进行,C项正确;如果图中的字母表示碳元素传递的数量,植物正常生长,则夏季a、b、c、e之间的关系可表示为a>b+c+e,D项错误。
【变式训练】下图表示生态系统中碳循环的部分过程,其中甲、乙、丙、丁组成生物群落。
下列分析错误的是 ( )
A.甲是绿色植物,丙是肉食动物
B.图中箭头可以表示碳元素的流动方向
C.①②③过程中伴随着能量的传递,其中丁所含的能量最多
D.无机环境中的CO2可以来自细胞呼吸
【解析】选C。
图中甲为能固定二氧化碳的生产者,乙、丙分别为初级消费者和肉食性的次级消费者,图中的箭头表示物质循环的途径;①②③过程中伴随着能量的传递,其中甲固定的能量是流经该生态系统中的总能量;无机环境中的CO2可来自细胞呼吸,也可来自化学燃料的燃烧。
4.(xx·江苏高考)下列关于生态系统中物质循环和能量流动的叙述,正确的是
( )
A.富营养化水体出现水华的现象,可以说明能量流动的特点
B.生态系统中能量的初始来源只有太阳能
C.食物链各营养级中10%~20%的能量会被分解者利用
D.无机环境中的物质可以通过多种途径被生物群落反复利用
【解题关键】关键知识:
水体富营养化的含义;物质循环和能量流动的特点。
【解析】选D。
本题考查生态系统的功能以及水华现象。
富营养化水体出现水华是大量含N、P等元素的污水排到江湖中导致藻类大量繁殖的结果,说明物质循环的反复性,而能量流动是单向的,A项错误;生态系统的能量主要来自太阳能,也可来自某些无机物氧化分解释放的能量,B项错误;生态系统中能量是单向流动、逐级递减的,其传递效率是10%~20%,即10%~20%的能量被下一营养级同化,被分解者分解利用的能量的比例并未标明,C项错误;生态系统的物质循环具有全球性和循环往复性,因此无机环境中的物质可以通过多种途径,如光合作用、根的吸收,进入生物群落被生物利用,D项正确。
5.(xx·天水高二检测)分析以下生态系统的能量流动和物质循环的关系简图,不能得到的结论是 ( )
A.物质作为能量的载体,使能量沿着食物链(网)流动
B.能量作为动力,使物质能够不断地在生物群落和无机环境之间循环往返
C.能量①②③④的总和便是生产者所固定的太阳能总量
D.碳在生物群落和无机环境之间的循环主要是以CO2的形式进行的
【解析】选C。
生态系统的物质循环与能量流动紧密联系、缺一不可,物质作为能量的载体,能量作为物质循环的动力;生产者所固定的太阳能总量是指生产者总的同化量,所以①②③④的总和不等于生产者所固定的太阳能总量。
【延伸探究】
(1)题5图中初级消费者与次级消费者之间的能量传递效率如何表示?
(用图中数字表示)
提示:
③/②×100%。
(2)题5图中能量①、能量④分别表示什么?
提示:
生产者和消费者呼吸作用散失的能量、分解者呼吸作用散失的能量。
6.(能力挑战题)下图表示某农田生态系统一年中CO2的释放和消耗状况,其中各数字序号表达的含义分别为:
①生产者呼吸释放量;②分解者呼吸释放量;③消费者呼吸释放量;④生产者光合作用消耗总量。
有关叙述不正确的是(多选)
( )
A.流经该农田生态系统的总能量可用④表示
B.②的量越小,说明该农田生态系统施用的有机肥料越多
C.消费者同化作用的大小可用③表示
D.该农田生态系统一年中CO2的释放量与消耗量相等
【解析】选B、C、D。
流经生态系统的总能量可用生产者光合作用消耗的CO2量表示,故A项正确。
②的量越小,说明分解者的分解量越少,即该农田生态系统施用的有机肥料越少,故B项错误。
呼吸消耗量仅仅是消费者同化作用量的一部分,故C项错误。
该农田生态系统一年中CO2的释放量为①②③之和,CO2的消耗量为④,由图示柱条的高度可知,④>①+②+③,故D项错误。
【方法规律】用碳循环过程理解生态系统的发育状态(不考虑人工排放CO2)
(1)若从大气进入生物群落的CO2量>从生物群落进入大气的CO2量,则生态系统处于成长阶段。
(2)若从大气进入生物群落的CO2量≈从生物群落进入大气的CO2量,则生态系统处于相对稳定阶段。
(3)若从大气进入生物群落的CO2量<从生物群落进入大气的CO2量,则生态系统往往处于衰退阶段。
二、非选择题(共20分)
7.下面是生态系统的碳循环示意图,请据图回答下列问题:
(1)生态系统中碳循环首先依赖于绿色植物的 。
(2)图中分解者通过 或 的方式将生物组织内的碳释放到大气中。
(3)图示A中的碳,除碳酸盐外,通过 作用回到大气中。
(4)在无机环境与生物群落之间,碳元素主要以 的形式进行循环,循环始终与 结合在一起进行。
碳元素在生物群落中以
的形式存在。
【解析】
(1)无机环境中的碳一般通过绿色植物的光合作用进入生物群落。
(2)分解者能够通过有氧呼吸或无氧呼吸的方式将生物组织内的碳释放到大气中。
(3)图示A中的碳,除碳酸盐外,一般通过化学燃料燃烧的形式返回到大气中。
(4)碳在无机环境与生物群落之间主要以CO2的形式进行循环;物质循环往往伴随着能量流动。
在生物群落中,碳主要以含碳有机物的形式存在。
答案:
(1)光合作用
(2)有氧呼吸 无氧呼吸
(3)燃烧 (4)CO2 能量流动 含碳有机物
2019-2020年高中生物5.4《能量之源——光与光合作用》教案新人教版必修1
一、教学目标
知识方面:
1、说出绿叶中色素的种类和作用。
2、说出叶绿体的结构和功能。
3、说出光合作用以及对它的认识过程。
4、说出光合作用原理的应用。
5、简述化能合成作用。
能力方面:
尝试探究影响光合作用强度的环境因素。
情感态度价值观:
通过研究科学家对光合作用原理的探究过程,认同科学是在不断地观察、实验、探索和争论中前进的;认同科学家不仅要继承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意见中的合理成分,还要有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。
二、教学重点、难点及解决方法
1、教学重点:
⑴绿叶中色素的种类和作用。
⑵光合作用的发现及研究历史。
⑶光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。
⑷影响光合作用强度的环境因素。
解决方法:
⑴通过色素提取和分离实验,让学生仔细观察分离出的不同色带,色带的颜色、分布顺序和宽窄,思考其原因及作用。
⑵让学生从化学反应的角度看光合作用的过程,明确每一个物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。
⑶让学生通过探究活动理解光合作用原理的应用。
2、教学难点:
⑴光反应和暗反应的过程。
⑵探究影响光作用强度的环境因素。
解决方法:
⑴通过由浅入深的讲解,让学生理解光反应和暗反应的过程,区别和联系。
⑵通过探究活动——环境因素对光合作用强度的影响,让学生掌握光合作用原理在农业生产中的应用。
三、课时安排:
3课时
四、教学方法:
讲解、实验法。
五、教具准备:
课件
六、学生活动
1、指导学生阅读教材,找出需了解的知识点。
2、让学生讨论认识叶绿体的结构,这种结构有哪些适于进行光合作用的特点;光合作用的过程,影响因素等。
七、教学程序
第1课时
[问题探讨]结合教材P97图讨论:
1、用这种方法有什么好处?
不用颜色的光照对植物的光合作用会有影响吗?
2、为什么不使用发绿色光的灯管作补充光源?
导言:
追根溯源,对绝大多数生物来说,能量的最终来源是光能。
将光能转换成化学能要靠光合作用,进行光合作用的细胞,首先要能够捕获光能,那么捕获光能的色素有哪些呢?
一、捕获光能的色素。
探究绿叶中色素的种类:
教师指导学生完成如P97——98的实验。
教师可让学生带着下列问题去做实验:
1、加入SiO2、CaCO3的作用是什么?
2、研磨时为什么要迅速而充分?
3、将滤液收集到试管中后,为什么要用棉塞将试管口塞严?
4、滤纸条一端为什么要剪去两角?
5、画滤液细线时应注意什么?
6、为什么不能让滤液细线触及层析液?
7、滤纸条上有几条不同颜色的色带?
其排序怎样?
宽窄如何?
这说明了什么?
教师归纳总结:
叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素
叶绿色b(黄绿色)
绿叶中的色素胡萝卜素(橙黄色)
类胡萝卜素
叶黄素(黄色)
教师演示相关实验让学生得知:
叶绿素a和叶绿素b吸收蓝紫光和红光,胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光,并结合P99吸收光谱图讲解。
1817年,两位法国科学家首次从植物中分离出叶绿素,但当时并不清楚叶绿素分布于何处?
1865年德国植物学家萨克斯研究叶绿素在光合作用中的功能时,发现叶绿素并非普遍分布在植物的整个细胞中,而是集中在一个个更小的结构里,后来人们称之为叶绿体。
二、叶绿体的结构
结合P99图示讲解叶绿体的结构,教师归纳:
外膜
叶绿体内膜
基粒:
由两个以上的类囊体组成,含色素和酶
基质:
含酶
[资料分析]叶绿体的功能。
结合P100恩格尔曼的实验讨论下列问题;
1、恩格尔曼实验的结论是什么?
2、恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之处?
三、总结
重点总结捕获光能的色素有哪些,叶绿体的结构,其结构上有哪些特点适用于进行光合作用。
四、作业布置
P100练习
五、板书设计
第4节能量之源——光与光合作用
一、捕获光能的色素和结构
1、捕获光能的色素
叶绿素a(蓝绿色)
叶绿素
(含量约占3/4)叶绿色b(黄绿色)
绿叶中的色素胡萝卜素(橙黄色)
类胡萝卜素
(含量约占1/4)叶黄素(黄色)
2、叶绿体的结构
1、分布
2、形态
外膜
3、结构内膜
基粒:
由两个以上的类囊体组成,含色素和酶
基质:
含酶
4、功能
第2课时
导言:
我们知道,光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
人们得出这一认识经历了漫长的探索历程。
让我们重温一下这段历程吧!
一、光合作用的探究历程
教师列表呈现相关内容,学生讨论回答问题。
年代
科学家
实验
结论
思考
1771年
英国的普利斯特利
将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在密闭的玻璃罩内,蜡烛不容易熄灭;将小鼠与绿色植物一起放在玻璃罩内,小鼠也不易窒息而亡。
结论?
为什么有人认为植物也能使空气变污浊?
1779后
荷兰的英格豪斯
将普利斯特利所做的实验装置分别放在光下和黑暗中做
结论?
与前人相比,实验做了什么改进?
1845年
德国的梅耶
结论?
梅耶得出结论的依据是什么?
1864年
德国的萨克斯
结论?
1、为什么要把绿叶先在暗处放置几小时?
2、谁是实验组,谁是对照组?
1880年
美国的恩格尔曼
上一节课已讲
1939年
美国的鲁宾和卡门
采用同位素标记法分别标记H2O和CO2,进行两组光合作用的实验。
第一组向绿色植物提供H218O和CO2;第二组提供H2O和C18O2。
结论?
二位科学家采用了什么研究手段?
20世纪40年代
美国的卡尔文
用14C标记14CO2,供小球藻进行光合作用。
讨论:
1、从人类对光合作用探究历程来看,生物学的发展与物理学和化学有什么联系?
与技术手段的进步有什么联系?
2、人类对光合作用的探究过程,你还有哪些感悟?
二、光合作用的过程。
教师结合P103图讲解。
光合作用总反应式:
CO2+H2O→(CH2O)+O2
光反应阶段
暗反应阶段
部位
类囊体的薄膜上
叶绿体的基质中
条件
光、色素、水、酶
[H]、ATP、CO2、酶
物质变化
①水的光解:
2H2O→4[H]+O2
②ATP的形成:
ADP+Pi+能量ATP
①CO2的固定:
CO2+C52C3
②2C3(CH2O)+C5+H2O
能量变化
光能转变成活跃的化学能储存在ATP中
ATP中活跃的化学能转变成稳定的化学能储存在各类有机物中。
联系
①光反应为暗反应提供[H]、ATP,暗反应为光反应提供ADP和Pi。
②光反应与暗反应是光合作用全过程的两个阶段。
既有区别又有联系,是缺一不可的整体。
三、总结
人类认识光合作用的历程和光合作用的过程。
四、布置作业
P106练习
五、板书设计
二、光合作用的原理和应用
一、光合作用的探究过程
1、普利斯特利的实验
2、英格豪斯的实验
3、梅耶的实验
4、萨克斯的实验
5、鲁宾和卡门的实验
6、卡尔文的实验
二、光合作用的过程
1、总反应式
2、过程
3、实质
第3课时
导言:
上节课我们学习了光合作用的具体过程。
在农业生产上为了增加农作物的产量,可采用提高光合作用的强度的措施。
那么哪些环境因素能影响光合作用的强度呢?
先让我们来做个实验。
一、光合作用原理的应用。
教师指导学生完成P104——105的实验。
因素
对光合使用的影响
在生产上的应用
光
1、光照强度:
光合作用随光照强度的变化而变化。
光照弱时光合作用减慢,光照逐步增强时光合作用随之加快,但是光照增强到一定程度,光合作用速度不再增加。
2、光质不同影响光合速率,白光为复色光,光合作用能力最强。
单色光中红光作用最快,蓝紫光次之,绿光最差。
3、日变化,光合速率在一天中有变化,一般与太阳辐射进程相符。
1、适当提高光照强度。
2、延长光合作用时间。
3、增加光合作用面积——合理密植。
4、对温室大棚用无色透明玻璃。
5、若要降低光合作用则用有色玻璃,如用红色玻璃,则透红光吸收其他波长的光,光合
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