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文檔簡介

第46課動物細胞工程第十單元生物技術(shù)與工程·學業(yè)質(zhì)量水平要求·1.結(jié)合具體實例,說出動物細胞工程的技術(shù)原理。2.建立動物細胞培養(yǎng)與單克隆抗體制備的基本流程模型;闡明動物細胞融合和植物體細胞雜交的異同。3.探究動物細胞工程的應(yīng)用;結(jié)合高產(chǎn)奶牛的克隆過程,掌握動物細胞核移植技術(shù)??键c一動物細胞培養(yǎng)1.動物細胞培養(yǎng)的概念:從動物體中取出相關(guān)的組織,將它分散成________,然后在適宜的培養(yǎng)條件下,讓這些細胞____________的技術(shù)。單個細胞生長和增殖2.動物細胞培養(yǎng)的條件營養(yǎng)①無機物:無機鹽等;②有機物:糖類、氨基酸、維生素、______等無菌、無毒環(huán)境①對培養(yǎng)液和所有培養(yǎng)用具進行滅菌處理;②在無菌環(huán)境下進行操作;③定期更換________,以便清除代謝物溫度、pH和滲透壓①溫度:哺乳動物細胞多以________________為宜;②pH:多數(shù)動物細胞生存的適宜pH為__________氣體環(huán)境血清培養(yǎng)液(36.5±0.5)℃7.2~7.495%空氣和5%CO23.動物細胞培養(yǎng)的過程(1)體外培養(yǎng)的動物細胞的類型①能夠______________中生長增殖;②需要____________________才能生長繁殖,而且還會發(fā)生__________現(xiàn)象,從而使細胞停止分裂增殖。懸浮在培養(yǎng)液貼附于某些基質(zhì)表面接觸抑制(2)過程胰蛋白酶膠原蛋白酶細胞懸液原代培養(yǎng)4.干細胞培養(yǎng)及其應(yīng)用種類胚胎干細胞成體干細胞誘導多能干細胞來源__________骨髓、臍帶血等體細胞(如成纖維細胞等)特點具有分化為成年動物體內(nèi)的_____________________________________________________________甚至個體的潛能具有組織特異性,只能分化成____________________,不具有發(fā)育成完整個體的能力能誘導分化成類似_____________的一種細胞應(yīng)用分化成心肌細胞、神經(jīng)元和造血干細胞等造血干細胞用于治療白血病,神經(jīng)干細胞用于治療帕金森病、阿爾茨海默病等治療鐮狀細胞貧血、阿爾茨海默病、心血管疾病等早期胚胎任何一種類型的特定的細胞胚胎干細胞或組織細胞,并進一步形成機體的所有組織和器官5.動物細胞培養(yǎng)與植物組織培養(yǎng)的比較比較項目動物細胞培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)生物學原理細胞的增殖細胞的全能性培養(yǎng)基性質(zhì)液體固體培養(yǎng)結(jié)果子代細胞新的植株應(yīng)用是動物細胞工程的基礎(chǔ)①快速繁殖;②培育作物新品種;③細胞產(chǎn)物的工廠化生產(chǎn);④作物脫毒培養(yǎng)條件無菌、適宜的溫度和pH、營養(yǎng)等

取材新鮮的動物組織離體的植物器官、組織或細胞培養(yǎng)對象分散的單個細胞離體的植物器官、組織或細胞過程原代培養(yǎng)、傳代培養(yǎng)脫分化、再分化細胞分裂、生長、分化特點①貼壁生長;②接觸抑制①脫分化形成愈傷組織;②再分化形成根、芽等1.使用合成培養(yǎng)基培養(yǎng)動物細胞時,通常需要加入血清等天然成分。(

)2.胚胎干細胞和誘導出的各種細胞都需在CO2培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。(

)3.肝細胞培養(yǎng)過程中通常在培養(yǎng)液中通入5%的CO2刺激細胞呼吸。(

)4.培養(yǎng)保留接觸抑制的細胞在培養(yǎng)瓶壁上可形成多層細胞。(

)5.干細胞與組織、器官的發(fā)育、再生和修復等密切相關(guān),在醫(yī)學上有廣泛應(yīng)用。(

)6.已分化的T細胞、B細胞等也能被誘導為iPS細胞。(

)√√××√√1.(選擇性必修3P44旁欄思考)進行動物細胞培養(yǎng)時常用胰蛋白酶分散細胞,不能用胃蛋白酶的原因是______________________________________________________________________________________________。2.(選擇性必修3P44正文)細胞在培養(yǎng)過程中懸浮培養(yǎng)的細胞會因______________________________________________________等因素而分裂受阻。3.(選擇性必修3P46正文)iPS細胞的應(yīng)用前景優(yōu)于ES細胞的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。胃蛋白酶作用的適宜pH為1.5左右,而動物細胞培養(yǎng)的適ES細胞必須宜pH為7.2~7.4,胃蛋白酶在此環(huán)境中沒有活性細胞密度過大、有害代謝物積累和培養(yǎng)液中營養(yǎng)物質(zhì)缺乏從胚胎中獲取,涉及倫理問題,限制其在醫(yī)學上的應(yīng)用。iPS細胞的誘導過程無須破壞胚胎,而且可以來自病人自身的體細胞,將它移植回病人體內(nèi)后,理論上可以避免免疫排斥反應(yīng),所以iPS細胞的應(yīng)用前景要優(yōu)于ES細胞考向1|

動物細胞培養(yǎng)分析1.動物細胞培養(yǎng)是動物細胞工程的基礎(chǔ),科研人員將數(shù)量相等的動物肝臟腫瘤細胞和肝臟正常細胞分別置于相同培養(yǎng)液中培養(yǎng)。下列敘述正確的是(

)A.動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng)稱為原代培養(yǎng),細胞只分裂一次B.細胞培養(yǎng)液中通常含有維生素、激素、糖等多種能源物質(zhì)C.定期更換培養(yǎng)液可以防止代謝產(chǎn)物的積累對細胞造成危害D.培養(yǎng)過程中兩種細胞都會出現(xiàn)接觸抑制現(xiàn)象√C

解析:原代培養(yǎng)是指動物組織經(jīng)處理后的初次培養(yǎng),細胞可以分裂多次,A錯誤。維生素既不是細胞的結(jié)構(gòu)物質(zhì),也不能提供能量,只是對細胞的生長和代謝起調(diào)節(jié)作用;激素是信息分子,對細胞的生長只具有調(diào)節(jié)作用,也不是能源物質(zhì),B錯誤。動物細胞培養(yǎng)過程中,細胞會產(chǎn)生代謝產(chǎn)物,包括有害物質(zhì),故定期更換培養(yǎng)液可以防止有害代謝產(chǎn)物的積累對細胞造成危害,C正確。肝臟腫瘤細胞培養(yǎng)過程中不會出現(xiàn)接觸抑制的現(xiàn)象,D錯誤。2.(2024·山東濟南模擬)Transwell實驗可模擬腫瘤細胞侵襲過程。取用無血清培養(yǎng)液制成的待測細胞懸液加入膜上鋪有基質(zhì)膠的上室中,下室為有血清培養(yǎng)液,上下層培養(yǎng)液以一層具有一定孔徑的聚碳酸酯膜分隔開,放入培養(yǎng)箱中培養(yǎng),通過計數(shù)下室的細胞量即可反映細胞的侵襲能力,如右圖所示。下列說法錯誤的是(

)A.進入下室的腫瘤細胞數(shù)量越多,說明腫瘤細胞的分裂能力越強B.可用機械的方法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理使動物細胞分散開C.腫瘤細胞可分泌水解酶將基質(zhì)膠中的成分分解后進入下室D.血清培養(yǎng)液中含有某些因子促使腫瘤細胞向營養(yǎng)高的下室移動√A

解析:由題意可知,通過計數(shù)下室的細胞量即可反映細胞的侵襲能力,若進入下室的腫瘤細胞數(shù)量越多,說明腫瘤細胞的侵襲能力越強,但不能說明腫瘤細胞的分裂能力越強,A錯誤;獲得動物組織塊后,可用機械的方法或胰蛋白酶、膠原蛋白酶處理使動物細胞分散開,制成細胞懸液,B正確;一開始將腫瘤細胞加入膜上鋪有基質(zhì)膠的上室中,一段時間后在下室發(fā)現(xiàn)腫瘤細胞,說明腫瘤細胞可分泌水解酶將基質(zhì)膠中的成分分解后進入下室,C正確;上室含無血清培養(yǎng)液,下室含有血清培養(yǎng)液,加入上室的腫瘤細胞一段時間后出現(xiàn)在下室中,說明血清培養(yǎng)液中含有某些因子促使腫瘤細胞向營養(yǎng)高的下室移動,D正確。植物組織培養(yǎng)與動物細胞培養(yǎng)的易錯認識(1)植物組織培養(yǎng)過程中存在脫分化和再分化過程,而動物細胞培養(yǎng)過程中沒有脫分化和再分化過程。(2)植物組織培養(yǎng)可獲得新個體,體現(xiàn)了細胞的全能性,而動物細胞培養(yǎng)不能獲得新個體,沒有體現(xiàn)細胞的全能性。(3)兩種技術(shù)手段培養(yǎng)過程中都進行有絲分裂,不涉及減數(shù)分裂??枷?|

干細胞培養(yǎng)及其應(yīng)用的分析3.(2024·廣東潮州模擬)將誘導多能干細胞(iPS)移植給急性心肌梗死小鼠,檢測發(fā)現(xiàn)小鼠心肌電生理指標逐漸恢復正常。下列說法合理的是(

)A.該實驗中僅需正常小鼠作為對照組B.與高度分化的細胞相比,iPS的分化潛能較弱C.選擇病鼠自身細胞獲得iPS再移植可避免免疫排斥D.此結(jié)果說明可將iPS移植用于治療人類缺血性心肌病√C

解析:為了說明誘導多能干細胞(iPS)移植給急性心肌梗死小鼠的影響,該實驗需要正常小鼠作為對照組,也需要急性心肌梗死小鼠作為對照,A錯誤;誘導多能干細胞可分化形成多種組織細胞,與高度分化的細胞相比,iPS的分化潛能較強,B錯誤;誘導多能干細胞(iPS)來源于病鼠自身的體細胞,再移植回病鼠體內(nèi)可避免免疫排斥反應(yīng),C正確;誘導多能干細胞(iPS)可分化為心肌細胞,從而使急性心肌梗死小鼠的心肌電生理指標逐漸恢復正常,缺血性心肌病和急性心肌梗死病因不同,此結(jié)果并不能說明iPS移植可用于治療人類缺血性心肌病,D錯誤。4.(2024·廣東韶關(guān)模擬)科學家利用基因編輯技術(shù)敲除豬胚胎中腎臟形成所必需的兩個基因,從而在胚胎相應(yīng)位置創(chuàng)造出一個空位并添加人類多能干細胞來填補這個空位,最終培育出擁有人細胞且功能正常的腎臟。下列相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.敲除豬胚胎中腎臟形成所必需的兩個基因引起的變異屬于基因突變B.早期胚胎培養(yǎng)需在CO2培養(yǎng)箱中進行,培養(yǎng)液含有糖類、血清等物質(zhì)C.為獲得更多胚胎,可通過注射促性腺激素促使母豬超數(shù)排卵D.該研究的突破,為解決器官移植中供體短缺問題帶來了曙光√A

解析:基因突變不改變基因的數(shù)量,該技術(shù)敲除了兩個必需基因,造成的變異不屬于基因突變,A錯誤;進行動物細胞培養(yǎng)時,需置于含有95%空氣和5%CO2混合氣體的培養(yǎng)箱中培養(yǎng),B正確;為獲得更多胚胎,可通過注射促性腺激素促使母豬超數(shù)排卵,C正確;在豬體內(nèi)培養(yǎng)人源化器官,最終是為了將它用于器官移植,以緩解器官短缺的醫(yī)療現(xiàn)狀,因此該研究的突破,為解決器官移植中供體短缺問題帶來了曙光,D正確??键c二動物細胞融合技術(shù)與單克隆抗體1.動物細胞融合技術(shù)(1)概念:使__________個動物細胞結(jié)合形成__________的技術(shù)。(2)結(jié)果:形成______細胞,且具有原來兩個或多個細胞的__________。(3)誘導方法:________融合法、________法和______________法等。(4)意義:突破了__________的局限,使遠緣雜交成為可能。(5)應(yīng)用①是研究細胞遺傳、__________、腫瘤和培育____________等的重要手段。②雜交瘤技術(shù)為制造____________開辟了新途徑。兩個或多一個細胞雜交遺傳信息PEG電融合滅活病毒誘導有性雜交細胞免疫生物新品種單克隆抗體2.單克隆抗體的制備過程雜交瘤單一抗體體外培養(yǎng)3.單克隆抗體制備過程中兩次篩選的方法及目的項目第一次篩選第二次篩選篩選原因誘導融合后得到多種雜交細胞,另外還有未融合的細胞由于小鼠在生活中還受到其他抗原的刺激,所以需經(jīng)過選擇性培養(yǎng)篩選方法用特定的選擇培養(yǎng)基篩選:未融合的細胞和同種細胞融合后形成的細胞(“B—B”細胞、“瘤—瘤”細胞)都會死亡,只有融合的雜交瘤細胞(“B—瘤”細胞)才能生長用多孔培養(yǎng)皿培養(yǎng),在每個孔只有一個雜交瘤細胞的情況下開始克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,經(jīng)多次篩選得到能產(chǎn)生特異性抗體的細胞群篩選目的得到雜交瘤細胞得到能分泌所需抗體的雜交瘤細胞4.單克隆抗體的特點和應(yīng)用特點特異性強,靈敏度高,可大量制備應(yīng)用作為__________,用于疾病診斷和病原體鑒定;作為運載______的載體;用于治療疾病等診斷試劑藥物1.每一個B淋巴細胞只能分泌一種特異性抗體。(

)2.相比植物體細胞雜交,動物細胞融合特有的誘導方式是用滅活的病毒處理。(

)3.動物細胞融合與植物體細胞雜交的原理都涉及細胞膜的流動性。(

)4.單克隆抗體制備過程中的兩次篩選目的相同。(

)√√√×1.(選擇性必修3P48相關(guān)信息)滅活病毒誘導細胞融合的原理是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。2.(選擇性必修3P48~49圖2-16)制備單克隆抗體時,不直接用經(jīng)過免疫的B淋巴細胞來獲得單克隆抗體的原因是_____________________________________________________________________________________________________________________________________。病毒表面含有的用于獲得雜交瘤細胞的B淋巴細胞為漿細胞,糖蛋白和一些酶能夠與細胞膜上的糖蛋白發(fā)生作用,使細胞互相凝聚,細胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細胞膜打開,細胞發(fā)生融合是高度分化的動物細胞,培養(yǎng)時很難恢復分裂能力,不能進行無限增殖,難以獲得大量的單克隆抗體考向1|

動物細胞融合分析1.下圖為動物細胞融合示意圖,相關(guān)敘述錯誤的是(

)A.圖中C為滅活的病毒,此外還可用物理或化學方法誘導細胞融合B.圖中過程①發(fā)生了細胞膜的融合,體現(xiàn)了細胞膜的選擇透過性C.圖中過程②表示有絲分裂D.動物細胞融合技術(shù)可用于制備單克隆抗體√B

解析:題圖中C為滅活的病毒,此外還可用物理或化學方法誘導細胞融合,A正確;題圖中過程①發(fā)生了細胞膜的融合,體現(xiàn)了細胞膜的流動性,B錯誤;題圖中過程②表示有絲分裂,C正確;利用動物細胞融合技術(shù)可獲得雜交瘤細胞,進而制備單克隆抗體,D正確。(1)滅活的病毒能使細胞膜上的蛋白質(zhì)分子和脂質(zhì)分子重新排布,細胞膜打開,細胞發(fā)生融合。(2)就目前常用的細胞融合方法來看,不管是用物理方法、化學方法,還是生物方法,其融合率都未達到100%。僅用兩個細胞融合,其效率太低,不一定能得到融合細胞。更重要的是,即使兩個細胞已發(fā)生融合,也并不一定是研究者期望得到的細胞類型。2.(2024·廣東東莞期末)科研人員研發(fā)出單克隆抗體—肺癌藥物偶聯(lián)物,以減少肺癌藥物對正常細胞的傷害,基本流程如下。相關(guān)敘述正確的是(

)A.注射的特定抗原是正常肺細胞和肺癌細胞共有的大分子B.抗體—肺癌藥物偶聯(lián)物中a代表肺癌藥物,b代表抗體C.經(jīng)②③最終得到的雜交瘤細胞只能產(chǎn)生針對肺癌細胞的抗體D.抗體—肺癌藥物偶聯(lián)物只能定向運輸至肺癌細胞,將其殺傷√C

解析:“科研人員研發(fā)出單克隆抗體—肺癌藥物偶聯(lián)物,以減少肺癌藥物對正常細胞的傷害”,據(jù)此可推測,該單克隆抗體制備過程中需要注射的特定抗原是肺癌細胞特有的大分子,A錯誤;抗體—肺癌藥物偶聯(lián)物中b代表肺癌藥物,a代表抗體,B錯誤;經(jīng)②③兩次篩選最終得到的雜交瘤細胞只能產(chǎn)生針對肺癌細胞的抗體,而后對其進行大量體外或體內(nèi)培養(yǎng),獲得特定的抗體,C正確;抗體—肺癌藥物偶聯(lián)物能運輸?shù)饺砀魈?,但只能定向作用于肺癌細胞,將其殺傷,D錯誤。植物體細胞雜交和動物細胞融合的比較項目植物體細胞雜交動物細胞融合原理細胞膜的流動性和植物細胞的全能性細胞膜的流動性融合前處理去掉細胞壁分散成單個細胞誘導方法物理法:電融合法、離心法等;化學法:PEG融合法、高Ca2+—高pH融合法等PEG融合法、電融合法、滅活病毒誘導法等結(jié)果形成雜種植株形成雜交細胞考向2|

單克隆抗體制備技術(shù)分析3.(2024·云南曲靖模擬)單克隆抗體制備的過程中需要使用動物細胞雜交技術(shù),將骨髓瘤細胞和已免疫的B淋巴細胞融合,得到的雜交瘤細胞可以在選擇培養(yǎng)液中繁殖并生存。下列敘述錯誤的是(

)A.未融合的免疫B細胞群在體外長期培養(yǎng)會死亡是因為不能無限增殖B.經(jīng)選擇培養(yǎng)篩選出的雜交瘤細胞需要進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測C.抗體檢測呈陽性的雜交瘤細胞可以經(jīng)體外培養(yǎng)或者小鼠腹腔增殖D.雜交瘤細胞培養(yǎng)所需要的能量可由選擇培養(yǎng)液中添加的蔗糖提供√D

解析:未融合的免疫B細胞群不能無限增殖,長期培養(yǎng)會凋亡,A正確;融合后經(jīng)特定的培養(yǎng)基篩選出的雜交瘤細胞需要進行克隆化培養(yǎng)和抗體檢測,才能獲得產(chǎn)生特定抗體的雜交瘤細胞,B正確;抗體檢測呈陽性的雜交瘤細胞可以經(jīng)體外培養(yǎng)或者小鼠腹腔增殖,從培養(yǎng)液中或小鼠腹腔中提取單克隆抗體,C正確;雜交瘤細胞培養(yǎng)所需要的能量來自葡萄糖,動物細胞不能直接利用蔗糖,D錯誤。4.傳統(tǒng)鼠源單抗可被人體免疫系統(tǒng)識別而產(chǎn)生免疫反應(yīng),導致單抗的治療效果下降??蒲腥藛T對小鼠的相關(guān)基因進行改造,制備了人源化的Her2(人表皮生長因子受體2)單克隆抗體,該單克隆抗體可特異性結(jié)合乳腺癌細胞。下列敘述錯誤的是(

)A.乳腺癌細胞細胞膜表面的Her2的表達量要低于正常細胞B.鼠源化Her2單抗進入人體后可能會誘導人體產(chǎn)生抗單抗抗體C.人源化Her2單抗制備利用了重組DNA技術(shù)、動物細胞融合等技術(shù)D.熒光標記的人源化Her2單克隆抗體可用于乳腺癌的定位診斷√A

解析:由題干信息“制備了人源化的Her2(人表皮生長因子受體2)單克隆抗體,該單克隆抗體可特異性結(jié)合乳腺癌細胞”,可說明乳腺癌細胞細胞膜表面的Her2的表達量要高于正常細胞,A錯誤;傳統(tǒng)鼠源性單抗對人體來說是抗原,可能會引起人體產(chǎn)生相應(yīng)抗體,使得單抗藥物療效減弱,并且引起嚴重的不良反應(yīng),而人源化單抗能夠克服人抗鼠源抗體反應(yīng),避免單抗分子被免疫系統(tǒng)當作異源蛋白而被快速清除,提高單抗藥物的藥效,因此鼠源化Her2單抗進入人體后可能會誘導人體產(chǎn)生抗單抗抗體,B正確;人源化Her2單抗制備利用了重組DNA技術(shù)(要對小鼠的相關(guān)基因進行改造)、動物細胞融合(骨髓瘤細胞和B淋巴細胞融合)等技術(shù),C正確;熒光標記的人源化Her2單克隆抗體可特異性結(jié)合乳腺癌細胞,從而用于乳腺癌的定位診斷,D正確。考點三動物體細胞核移植技術(shù)和克隆動物1.動物細胞核移植技術(shù)的概念和類型(1)概念①供體:動物一個細胞的________。②受體:去掉細胞核的__________。③結(jié)果:重新組合的細胞發(fā)育成________,繼而發(fā)育成__________。(2)類型哺乳動物核移植可分為______細胞核移植和體細胞核移植。細胞核卵母細胞新胚胎動物個體胚胎2.體細胞核移植的過程細胞培養(yǎng)供體細胞核去核重構(gòu)胚供體3.體細胞核移植技術(shù)的應(yīng)用前景及存在的問題(1)應(yīng)用前景①畜牧生產(chǎn)中:加速家畜__________進程,促進______________。②醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域:轉(zhuǎn)基因克隆動物作為____________,生產(chǎn)醫(yī)用蛋白。③治療人類疾?。恨D(zhuǎn)基因克隆動物的細胞、組織和器官作為__________的供體等。④使人類更深入地了解________________過程。⑤保護瀕危物種方面:增加瀕危物種的__________。(2)存在問題①體細胞核移植技術(shù)的________非常低。②相對于技術(shù)研究,理論研究相對______。③克隆動物存在健康問題,表現(xiàn)出遺傳和______缺陷等。遺傳改良優(yōu)良畜群繁育生物反應(yīng)器異種移植胚胎發(fā)育及衰老存活數(shù)量成功率滯后生理1.動物體細胞核移植技術(shù)(克隆)從生殖方式的角度看屬于無性生殖。(

)2.克隆動物都只具備一個親本的遺傳特性。(

)3.體細胞核移植過程中通常采用MⅡ期的去核卵母細胞作為受體細胞。(

)4.克隆動物的性狀與供體動物完全相同。(

)5.“去核”是去除減數(shù)分裂Ⅱ中期(MⅡ期)的卵母細胞中的紡錘體—染色體復合物。(

)√×√×√(選擇性必修3P54思考·討論)核移植技術(shù)中必須先去掉受體卵母細胞的細胞核的原因是____________________________________________。保證核移植動物的核遺傳物質(zhì)全部來自供體細胞1.(2023·廣東模擬)將蝌蚪腸細胞的細胞核移植到去核的蛙卵中,形成重建的“合子”。有些“合子”能發(fā)育成正常的蝌蚪,而單獨培養(yǎng)腸細胞卻不能發(fā)育成蝌蚪。下列敘述錯誤的是(

)A.“合子”發(fā)育成正常的蝌蚪,說明腸細胞的細胞核具有全能性B.“合子”細胞通過有絲分裂進行增殖,但不發(fā)生細胞分化C.“合子”發(fā)育成正常蝌蚪的過程中伴隨著基因的選擇性表達D.細胞核含有該物種的全套基因,但單獨培養(yǎng)腸細胞其全能性會受到抑制√B

解析:將蝌蚪腸細胞的細胞核移植到去核的蛙卵中,形成重建的“合子”,“合子”發(fā)育成正常的蝌蚪,說明腸細胞的細胞核具有全能性,A正確;“

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