2016_2017学年高中生物第5章细胞增殖分化衰老和凋亡第1节细胞增殖第1课时细胞周期与有丝分裂学案
2016_2017学年高中生物第5章细胞增殖分化衰老和凋亡第
1节细胞增殖第1课时细胞周期与有丝分裂学案
第一节 细胞增殖
第1课时 细胞周期与有丝分裂
1(细胞周期。(难点)
2(有丝分裂各时期的特点和物质变化。(重、难点)
3(细胞表面积与体积的关系。
细 胞 周 期
1(细胞大小与细胞生命活动
(1)多细胞生物体体积的增大,是生长的结果,其中包括细胞数量的增多和细胞体积的增大。
(2)细胞的物质运输效率(如营养吸收与废物排出)与其相对表面积密切相关。
(3)如果细胞体积越来越大,其相对表面积会越来越小,那么细胞的物质运输效率将会降低。
(4)细胞表面积与体积的关系是限制细胞不能无限长大的重要因素之一。
(5)如果细胞体积过大,细胞核控制细胞各项生活活动的“负担”会太重,这也不利于细胞的生命活动。
2(细胞增殖
(1)方式:分裂。
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(2)特点:具有周期性,可用放射性同位素标记法研究。
(3)意义:生物体生长、发育、生殖和遗传的基础。
3(细胞周期
(1)起止点:从一次细胞分裂结束开始,到下一次细胞分裂结束为止。
(2)时期划分:分裂间期和分裂期。在一个细胞周期内,分裂间期大约占90%,95%,分裂期大约占5%,10%。
[合作探讨]
探讨1:一个受精卵细胞怎么才能形成多个细胞呢,细胞增殖有什么意义,
提示:通过细胞增殖形成多个细胞。细胞增殖是重要的细胞生命活动,是生物体生长、 1
发育、繁殖、遗传的基础。
探讨2:一个细胞周期中为什么分裂间期占了绝大部时间,
提示:分裂间期要完成DNA分子的复制和有关蛋白质的合成。
探讨3:试判断下列细胞有无细胞周期,并说明理由。
?根尖分生区细胞 ?胚胎干细胞 ?皮肤生发层细胞 ?神经细胞 ?茎的形成层细胞
提示:????有细胞周期,它们都是连续分裂的细胞;?是高度分化的细胞,不分裂没有细胞周期。
[归纳拓展]
1(前提条件
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(1)只有连续分裂的细胞才有细胞周期,细胞分裂结束后不再进行分裂的细胞没有细胞周期。
(2)有细胞周期的常见细胞有:受精卵、干细胞、分生区细胞、形成层细胞、生发层细胞、癌细胞(不正常分裂)。
(3)减数分裂形成的细胞和已分化的细胞没有细胞周期。
2(表示方法
(1)常规表示方法:
方法一为扇形图,一个完整细胞周期为:A―?A,应为顺时针。
方法二为直线图,图中a,b为一个细胞周期,c,d也为一个细胞周期。
方法三为曲线图,a,b,c,d,e为一个细胞周期。
方法三
(2)柱形图表示法:
说明:B的DNA含量在2C,4C之间,此时正处于DNA复制时期。
C的细胞中DNA已经加倍,说明此时细胞正处于DNA复制完成期和分裂期。
3(细胞周期中几种细胞结构的变化
2
(1)染色体形态变化:
高度螺旋化、缩短、变粗 染色体
(间期、末期)(前期、中期、后期)解螺旋成为细丝状 染色质
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(2)纺锤体的变化:形成(前期)―?解体消失(末期)。
(3)核膜、核仁的变化:解体消失(前期)―?重建(末期)。
(4)染色体行为的变化:复制―?散乱分布于细胞中央―?着丝点排列在赤道板上―?着丝点一分为二―?移向两极。
(5)中心体的变化(动物和低等植物)
在间期复制,前期逐渐移向两极。
(6)植物细胞在末期出现细胞板。
1((2016?合肥高一期末)下图表示的4种植物细胞的细胞周期(按顺时针方向),其中说法正确的是(
)
A(图中的b?a?b表示细胞增殖过程的一个细胞周期
B(甲图的b?a与丙图的b?a所用的时间可能一样长
C(从a?b,由于DNA的复制使染色体数目增加一倍
D(观察植物细胞有丝分裂的实验材料最好是选植物甲
【解析】 A项错误,细胞周期包括分裂间期和分裂期,分裂间期比分裂期时间长得多,如按顺时针方向,细胞周期应表示为a?b?a;扇形区域表示分裂间期与分裂期的时间比,不表示绝对时间,故B项正确;C项错误,间期DNA复制,染色体数目并不加倍,两条姐妹染色单体共用一个着丝点;观察有丝分裂最好选择丁图,因为丁分裂期相对较长,便于观察,故D项错误。
【答案】 B
2.如图为真核生物的有丝分裂过程示意图,下列说法正确的是( ) —————————————————————————————————————————————————————
【导学号:21210045】
?甲?乙的过程表示分裂间期
?乙?甲的过程表示分裂期
?一个细胞周期是指甲?甲的全过程
3
?一个细胞周期是指乙?乙的全过程
A(???
C(? B(??? D(?
【解析】 一个细胞周期是指从一次细胞分裂结束开始,到下一次细胞分裂结束为止的过程,且间期比分裂期时间长,从图示箭头方向可以看出,乙?甲的过程为间期,甲?乙的过程为分裂期,乙?乙的过程为一个细胞周期。
【答案】
D
有 丝 分 裂
1(发生范围:真核生物进行细胞分裂的主要方式。
2(分裂间期:主要完成DNA的复制和有关蛋白质的合成。
3.分裂期(动物细胞)
(1)特点
?在有丝分裂过程中,染色体复制一次,细胞分裂一次。
4
?有丝分裂产生的子代细胞具有与亲代细胞相同数目和形态的—————————————————————————————————————————————————————
染色体。 (2)意义:保证了子代与亲代细胞间遗传性状的稳定性。
[合作探讨]
探讨1:如何描述染色体和染色质之间的关系,观察染色体最好的时期是哪个时期, 提示:二者是同一种物质在细胞分裂的不同时期的两种存在形式。中期。 探讨2:染色单体形成于何时,消失于何时,什么时期存在染色单体,
提示:染色单体形成于间期(染色体复制),消失于后期(着丝点分裂)。前、中期存在染色单体。
探讨3:染色体复制在什么时期,染色体数目加倍在什么时期,数目恢复在什么时期,DNA呢,
提示:染色体复制在间期,数目加倍在后期,数目恢复在末期结束;DNA复制和数目加倍都是在间期,数目恢复在末期结束。
[归纳拓展]
1(确定某一图像分裂时期的依据 (1)间期:染色质状态,核仁、核膜存在。 (2)前期:染色体散乱排列。 (3)中期:着丝点排列在赤道板上。 (4)后期:着丝点分裂,染色体数目加倍。 (5)末期:形成两个子细胞,核仁、核膜重现。
2(有丝分裂过程细胞中DNA含量、染色体数、染色单体数的变化(生物体细胞中DNA含量为2C,染色体数为2N)
DNA含量、染色单体数、染色体数含量变化
1(植物细胞有丝分裂过程中图像外围的方框是细胞壁。
2(新的细胞壁的形成与高尔基体有关,新细胞壁的形成是分裂—————————————————————————————————————————————————————
完成的标志。 3(赤道板不同于细胞板,赤道板是不存在的,因此在显微镜下是无法观察到的。而细胞板则是由高尔基体形成的,在末期会形成细胞壁。
3(确定染色体、染色单体、DNA三者之间关系的方法
5
每条染色体上的DNA分子数间期随DNA复制而加倍,后期随着丝点分裂而减半,同时姐妹染色单体消失,染色体加倍,此时细胞内染色体数目是前、中期的二倍达到最大值。
(1)当有染色单体存在时,染色体:染色单体:DNA,1?2?2
(2)当无染色单体存在时,染色体?DNA,1?1。
4(在有丝分裂过程中,一个细胞内的DNA数目、染色体数目以及一条染色体含有的DNA数目的曲线分析。
说明:
(1)a?b,l?m的变化原因都是DNA分子复制。
(2)f?g,n?o的变化原因都是着丝点分裂,姐妹染色单体分开,形成子染色体。
(3)c?d,n?o的曲线变化很相似但所处时期不同。
(4)c?d,h?i的变化原因都是一个亲代细胞分裂成两个子代细胞。
(5)染色单体的数量起点为0,终点也为0。
1(图示有丝分裂过程中一个细胞内DNA分子数量的变化,下列描述正确的是( ) 【导学号:21210046】
A(a,c时期染色体数目加倍
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B(b,c时期进行DNA分子的复制
C(b,e表示一个细胞周期
D(c,d表示分裂期
6
【解析】 b,c时期DNA分子数量从2C增加到4C,进行了DNA分子的复制,B正确;a,c时期为间期,染色体数目不加倍,A错误;a,f表示一个细胞周期,C错误;c,d表示分裂期的某一时期,D错误。
【答案】 B
2(在细胞周期的各阶段中,一个细胞中的染色体和DNA分子数量比不可能是下列中的
(
)
【解析】 此题考查染色体与DNA的数量关系。有丝分裂的细胞周期中,染色体与DNA的数量比变化为1?1?1?2?1?1,没有染色体数是DNA数2倍的情况。
【答案】 A
3((2014?江苏高考改编)右图为动物有丝细胞分裂中某时期示意图,下列相关叙述正确的是(
)
A(甲在分裂前期倍增并移向细胞两极
B(乙和丙在组成成分上差异很大
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C(该时期细胞中染色体数与体细胞染色体数不同
D(该时期通过核孔进入细胞核的物质减少
【解析】 A项,图示为动物细胞分裂的中期。甲为中心体,在分裂间期倍增,在分裂前期移向细胞两极。
B项,乙为染色体,主要由DNA和蛋白质组成;丙为纺锤丝,主要由蛋白质组成,可见两者在组成成分上差异很大。
C项,该图为有丝分裂中期,细胞中染色体数与体细胞染色体数相同。
D项,该时期核膜已经解体,无细胞核,故不存在物质通过核孔进入细胞核的情况。
【答案】
B
1(连续分裂的细胞,计算细胞周期开始的时间应从什么时期开始( )
7
A(子细胞形成时
C(染色体出现时 B(细胞核开始形成时 D(染色体消失时
【解析】 细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。可见细胞周期的起点应从上一次分裂完成时开始,即子细胞形成时开始。
【答案】 A
2(要观察植物细胞的细胞板结构,所选择的细胞应处于有丝分—————————————————————————————————————————————————————
裂的( )
A(前期
C(后期 B(中期 D(末期
【解析】 细胞板只存在于植物细胞有丝分裂的末期。
【答案】 D
3(在细胞有丝分裂过程中,细胞核内各组成成分之间的数量关系一定不相等的是( )
A(染色体数目与着丝点数目
B(染色体数目与染色单体数目
C(DNA分子数目与染色单体数目
D(染色体数目与DNA分子数目
【解析】 在有丝分裂后期时,由于着丝点分裂,姐妹染色单体变为子染色体,细胞中无染色单体,即染色体数目不等于染色单体数目。前、中期中,染色单体数目为染色体数的2倍。所以染色体数目与染色单体数目一定不相等。
【答案】 B
4(如图为连续分裂细胞的两个细胞周期,下列叙述不正确的是(
)
A(a和b为一个细胞周期
B(c段结束DNA含量增加一倍
C(遗传物质平分一般发生在d段
D(b和c为一个细胞周期
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【解析】 从时间上看,间期明显长于分裂期,所以可以判断a、c代表分裂间期,b、d代表分裂期,由于分裂间期为分裂期提供了物质准备,所以必须分裂间期a、c在前,分裂期b、d在后。
【答案】 D
5(在一个细胞周期(间、前、中、后、末期)中,下列现象最可能发生在同一时期的是( )
A(DNA复制和有关蛋白质的合成
B(染色体数目加倍和染色单体形成
C(细胞板的出现和纺锤体的形成
D(着丝点的分裂和细胞质分裂
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【解析】 A项,DNA复制和有关蛋白质的合成发生在间期;B项,染色体数目加倍在后期,染色单体形成在间期;C项,细胞板出现在末期,纺锤体形成在前期;D项,着丝点分裂在后期,细胞质分裂主要在末期。
【答案】 A
课堂小结:
网络构建 细
胞
分
裂
核心回扣
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1.细胞表面积与体积比及核质比限制了细胞的长大。
2.只有连续分裂的细胞才有细胞周期。
3.有丝分裂各分裂时期的主要特点:
(1)间期:DNA复制和有关蛋白质的合成。
(2)前期:核膜、核仁消失,出现纺锤体和染色体。
(3)中期:染色体的形态稳定,数目清晰,着丝点排列在赤道板上。
(4)后期:着丝点分裂,染色体数目加倍,并平均移向两极。
(5)末期:纺锤体消失,染色体变成染色质,核膜、核仁重新出现。
学业分层测评(十七) 细胞周期与有丝分裂
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1(春天植物产生幼叶时要进行旺盛的细胞分裂,其细胞分裂的方式和DNA复制的情况是( )
A(无丝分裂;DNA不复制
B(无丝分裂;DNA在细胞质中复制
C(有丝分裂;DNA不复制
D(有丝分裂;DNA主要在细胞核中复制
【解析】 线粒体和叶绿体中也含有DNA,细胞分裂时也要进行DNA的复制。
【答案】 D
2(真核细胞的直径一般为10,100 μm,下列关于细胞不能无限长大的原因的叙述, 9
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错误的是( )
A(细胞体积过大,不利于细胞内的物质交流
B(相对表面积大,有利于物质的转运和交换
C(受细胞核所能控制的范围制约
D(受细胞内各种细胞器的数目和种类限制
【解析】 细胞体积的大小受以下两个因素的制约:
(1)细胞体积越大,其相对表面积越小,细胞与外界的物质交换效率就越低,而且还影响到细胞内部的物质交流;(2)细胞核是细胞的控制中心,细胞核中的DNA含量一般不会随着细胞体积的扩大而增加,即细胞核控制的范围是有限的。
【答案】 D
3(下表所列为不同细胞的周期持续时间(h)。据表分析可以得出的结论是 ( )
A.B(分裂期占细胞周期时间比例最小的是十二指肠细胞
C(不同种类细胞的细胞周期持续时间不同
D(不同种类细胞的分裂都是同步进行的
【解析】 细胞周期包括细胞分裂间期和细胞分裂期,由表中信息可以得出:不同种类细胞的周期持续时间不同,其他选项均与表中内容不符。
【答案】 C
4(细胞进行有丝分裂时,染色体发生有规律的变化,这些变化的正确顺序是 ( ) ?染色质缩短变粗成染色体
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?染色体变细伸长成染色质
?组成染色体的DNA复制
?染色体排列在赤道板上
?着丝点分裂,染色体移向两极
A(?????
C(????? B(????? D(?????
【解析】 考查有丝分裂中染色体的变化。?发生于前期,?发生于末期,?发生于间期,?发生于中期,?发生于后期。
【答案】 A
5(在动物细胞有丝分裂中期,若从一极观察可见染色体的排列情况是图中的 ( ) 10
A B C D
【解析】 从平面角度分析,中期时染色体排列于细胞中央,是最容易观察的。但现在从细胞的一极观察,排列在细胞中央的染色体应当是一个平面投影,占满了整个细胞中央,首先排除了A。B、C图像,因为它们有明显的染色体配对行为,不是有丝分裂的特征。
【答案】 D
6(如图为细胞周期中部分细胞核的变化示意图,此过程(
)
A(发生在细胞分裂期的末期,核膜再度合成
B(发生在细胞周期的分裂间期,染色质复制
C(发生在细胞分裂期的前期,核膜逐渐解体
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D(发生在细胞分裂期的中期,染色体螺旋变粗
【解析】 本题考查细胞有丝分裂前期的特点。前期时核膜、核仁逐渐消失,纺锤体和染色体逐渐出现;由图像可知核膜正逐渐消失,染色体已完成复制,正是前期的图像。
【答案】 C
7(下图表示一个细胞有丝分裂过程中染色体变化的不同情况,在整个细胞周期中,染色体变化的顺序应该是(
)
A(?????
C(????? B(????? D(?????
【解析】 细胞分裂的间期DNA分子复制后每条染色体上含有两个DNA分子,但在间期呈染色质状态,如图?所示;在前期变成染色体,如图?所示;在中期由于纺锤丝的牵引,着丝点排列在赤道板上,如图?所示;在分裂的后期着丝点分开,形成两条子染色体,分别移向细胞的两极,如图?所示;在分裂的末期时只存在含有一个DNA分子的染色体,如图?所示。
【答案】 C
8(图1表示细胞分裂的不同时期与每条染色体上DNA含量变化的关系,图2表示处于细胞有丝分裂某个时期的细胞图像。下列说法中错误的是( )【导学号:21210047】
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图1 图2
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A(图1中AB段形成的原因是DNA分子复制
B(图1中DE段可表示有丝分裂后期和末期
C(图2中细胞处于图1中的DE段
D(图2中细胞含8条染色体、8个DNA分子、8条染色单体
【解析】 注意纵坐标为每条染色体上的DNA含量。图1中AB段对应细胞分裂间期的DNA复制期;有丝分裂后期染色单体分开成为染色体,染色体上的DNA含量减半,图1中DE段可表示有丝分裂后期和末期;图2中细胞处于分裂期后期,与图1中的DE段对应;图2中细胞已经没有染色单体。
【答案】 D
9(如图是某种生物细胞有丝分裂过程中某一时期的图像,下列叙述不正确的是(
)
A(该生物为某种动物
B(该生物的一个体细胞中含有8条染色体
C(该细胞处于有丝分裂的后期
D(该细胞中含有8条染色体
【解析】 从图可以看出,细胞没有细胞壁两极有中心体,细胞膜正在从中央向内凹陷,将细胞缢裂成两部分,该生物为某种动物;着丝粒已经分裂,正在移向细胞的两极,并且移向细胞的每套染色体中含有同源染色体,所以该细胞处于有丝分裂的后期,染色体加倍后的数目为8条,所以体细胞中含有4条染色体。
—————————————————————————————————————————————————————
【答案】 B
10(下图为正在分裂的动物细胞示意图。请据图回答问题:
(1)左上图中A表示________,此期细胞最大特点是完成________;B表示________,此期细胞核明显发生________的有规律变化。右上图中细胞正处于有丝分裂________期。
(2)右上图中DNA分子与染色体数目之比为________。
(3)右上图中C是________,其功能是_____________________
12
_______________________________________________。
(4)多细胞生物体以此方式增加________的数量。细胞在分裂后,可能出现的细胞周期以外的三种生活状态是
_______________________________________________。
【答案】 (1)有丝分裂间期 DNA复制和有关蛋白质的合成 分裂期 染色体 前
(2)2?1 (3)中心粒 与动物细胞的有丝分裂有关(发出星状射线形成纺缍体) (4)体细胞 继续增殖、暂不增殖、永不增殖
[能力提升]
11.处于有丝分裂过程中的动物细胞,细胞内的染色体数A、染色单体数B、DNA分子数C可表示为如图所示的关系,此细胞内可能发生着(
)
A(中心粒移向两极
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B(着丝点分裂
C(细胞膜向内陷
D(DNA分子进行复制
【解析】 本题考查细胞染色体、DNA、染色单体的数量关系。由图像可知,细胞含有染色单体,已完成了DNA和染色体的复制,所以此细胞只能处于有丝分裂的前期或中期,前期中心粒移向两极,中期着丝点整齐的排列在赤道板上,故只有A选项符合题意。
【答案】 A
12((2016?杭州七校联考)如下图所示正常情况下某生物体一个细胞进行分裂时的数个时刻,下列叙述不正确的是(
)
甲 乙 丙 丁 戊
A(该细胞分裂的正确顺序为:乙?丙?甲?丁?戊
B(甲、丙所在分裂期细胞中有8个染色单体,其余各期细胞中无染色单体
C(该细胞连续分裂10次后,产生的每个子细胞的染色体数目为4条
D(图示表示的是动物细胞的有丝分裂过程
【解析】 根据图像分析可知,甲为中期、乙为间期、丙为前期、丁为后期、戊为末期,则A正确。有丝分裂过程中有染色单体的时期为分裂期的前期、中期。乙图中中心体已复制完成,每条染色体上含有两个染色单体,故B错。有丝分裂形成的子细胞染色体数目不变,—————————————————————————————————————————————————————
故C正确。图中有中心体而无细胞壁,所以为动物有丝分裂,D正确。
13
【答案】 B
13((2016?黄冈高一检测)下图表示某生物细胞有丝分裂过程中一个细胞内DNA含量变化的曲线。下列有关叙述正确的是(
)
A(O,A段表示染色体复制,数量加倍
B(细菌与B,C段细胞相比主要区别是没有核膜和核仁 C(C,D段细胞核中染色体?染色单体?DNA为1?2?2 D(B,D段的动物细胞中含有两组中心粒
【解析】 图中纵坐标代表DNA数目的变化规律,根据图示可以判断出O,A段表示间期,染色体复制,DNA分子数加倍,染色体不加倍,A错误;A,B段代表前期,核膜、核仁消失,B,C段代表中期,细胞中无核膜、核仁,细菌属于原核生物,无核膜,B错误;C,D段代表后期,着丝点断裂,染色单体消失,C错误;动物细胞有丝分裂前期、中期、后期含有两组中心粒。
【答案】 D
14(下图是动物细胞有丝分裂一个细胞周期中核内染色体数及DNA数量变化的曲线图。请根据图回答下列问题:
(1)图中实线ABCD表示________数量变化,虚线abcd表示________数目变化。 (2)图中ab表示________复制后,________未分离,________数未增加;bc表示________分离,________暂时加倍;—————————————————————————————————————————————————————
c到d表示________平均分配到两个子细胞中去,每个子细胞的________复原。
(3)根据图示把有关数据填入下表(该动物体细胞核中有4条染色体)。
制的结果是DNA分子数量加倍,而染色体数量不变。所以间期数量加倍的是DNA曲线,不变的是染色体曲线。
(2)图中ab表示染色体复制后,由于着丝粒没有分开,染色单体未分离;bc表示着丝
14
粒分开,染色单体分离,染色体数暂时加倍;c到d表示一个细胞分裂成两个子细胞,染色体平分到两个子细胞中。
(3)依据坐标曲线完成
数据。
【答案】 (1)DNA 染色体 (2)染色体 染色单体 染色体 染色单体 染色体数 两套染色体 染色体数
(3)填表如下:
答下列问题:
A B
(1)一个完整的细胞周期是从________开始到________。
(2)图A表示细胞的________分裂过程,cd段表示细胞分裂进入________期,de段表示细胞分裂进入________期。
(3)图B表示动物细胞的________分裂,相当于图A中的一段是________,分裂后形成的子细胞中含有染色体________条。 —————————————————————————————————————————————————————
(4)细胞核内DNA含量的加倍发生在________段,纺锤丝出现是在________段,最易辨认染色体形态和数目的时期是________段。
【解析】 题图A为有丝分裂核内染色体数目的动态变化的曲线,细胞周期从上次有丝分裂结束开始到下次分裂结束为止,即e,j。其中e,f为间期、f,g(a,b)为前期、g,h(b,c)为中期、h,i(c,d)为后期、i,j(d,e)为末期。 题图B为有丝分裂中期,相当于图A中的中期,为b,c或g,h。
【答案】 (1)e j (2)有丝 后 末 (3)有丝 b,c或g,h 4 (4)e,f a,b或f,g b,c或g,h
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