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文檔簡(jiǎn)介
1、專題三植物的組織培養(yǎng)技術(shù)課題一菊花的組織培養(yǎng)植物組織培養(yǎng)的基本過(guò)程細(xì)胞分化:。離體的植物組織或細(xì)胞,在培養(yǎng)了一段時(shí)間以后,會(huì)通過(guò)細(xì)胞分裂,形成愈傷組織,愈傷組織的細(xì)胞排列疏松而無(wú)規(guī)則,是一種的薄壁細(xì)胞。由高度分化的植物組織或細(xì)胞產(chǎn)生愈傷組織的過(guò)程,稱為植物細(xì)胞的,或者叫做。脫分化產(chǎn)生的愈傷組織繼續(xù)進(jìn)行培養(yǎng),又可以重新分化成根或芽等器官,這個(gè)過(guò)程叫做1。再分化形成的試管苗,移栽到地里,可以發(fā)育成完整的植物體。植物細(xì)胞工程具有某種生物全的任何一個(gè)活細(xì)胞,都具有發(fā)育成的能力,即每個(gè)生物細(xì)胞都具有。但在生物體的生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中并不表現(xiàn)出來(lái),這是因?yàn)樵跅l件下,通過(guò)基因的,構(gòu)成不同組織和器官。細(xì)胞分化是一種
2、持久性的變化,它有什么生理意義?答:使多細(xì)胞生物體中細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能趨向?qū)iT化,有利于提高各種生理功能的效率。比較根尖分生組織和愈傷組織的異同組織類型細(xì)胞來(lái)源細(xì)胞形態(tài)細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞排列細(xì)胞去向根尖分生組織受精卵止方形無(wú)液泡緊密分化成多種細(xì)胞組織愈傷組織高度分化細(xì)胞一高度液泡化疏松再分化成新個(gè)體宜物組織鼎刖條件都通過(guò)有絲分裂進(jìn)行細(xì)胞增殖材料:不同的植物組織,培養(yǎng)的難易程度差別很大。植物材料的選擇直接關(guān)系到試驗(yàn)的成敗。植物的、材料的和等都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。菊花組織培養(yǎng)一般選擇作材料。一般來(lái)說(shuō),容易進(jìn)行無(wú)性繁殖的植物容易進(jìn)行組織培養(yǎng)。選取生長(zhǎng)旺盛嫩枝進(jìn)行組培的是嫩枝生理狀態(tài)好,容易誘導(dǎo)脫分化和再分化。營(yíng)養(yǎng)
3、:離體的植物組織和細(xì)胞,對(duì)營(yíng)養(yǎng)、環(huán)境等條件的要求相對(duì)特殊,需要配制適宜的培養(yǎng)基。常用的培養(yǎng)基是MS培養(yǎng)基,其中含有的是,是Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、I、Co,有機(jī)物有甘氨酸、煙酸、肌醇、維生素、蔗糖等。激素:植物激素中和是啟動(dòng)細(xì)胞分裂、脫分化和再分化的關(guān)鍵性激素。在生長(zhǎng)素存在的情況下,細(xì)胞分裂素的作用呈現(xiàn)加強(qiáng)趨勢(shì)。在培養(yǎng)基中需要添加生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素等植物激素,其濃度、使用的先后順序、用量的比例等都影響結(jié)果。生長(zhǎng)素類有:、。細(xì)胞分裂素類有:、。赤霉素類有:。使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果使用順序?qū)嶒?yàn)結(jié)果先生長(zhǎng)素,后細(xì)胞分裂素先細(xì)胞分裂素, 后生長(zhǎng)素同時(shí)使用生長(zhǎng)素/細(xì)胞分裂素比值與結(jié)果比值高時(shí)比值低時(shí)
4、比值適中環(huán)境條件:PH溫度、光等環(huán)境條件。不同的植物對(duì)各種條件的要求往往不同。進(jìn)彳T菊花的組織培養(yǎng),一般將pH控制在5.8左右,溫度控制在1822C,并且每日用日光燈照射12h.4、操作流程配制MS固體培養(yǎng)基:配制各種母液:將各種成分按配方比例配制成的濃縮液(培養(yǎng)基母液)。使用時(shí)根據(jù)母液的濃縮倍數(shù),計(jì)算用量,并加蒸儲(chǔ)水稀釋。配制培養(yǎng)基:母液:無(wú)機(jī)物中的大量元素濃縮倍,微量元素濃縮倍。、以及用量小的有機(jī)物一般單獨(dú)配制成母液。取配制好的、和的母液,并用蒸儲(chǔ)水定容到1000毫升。在菊花組織培養(yǎng)中,可以不添加植物激素原因是菊花莖段組織培養(yǎng)比較容易。滅菌:采取的滅菌方法是高壓蒸汽滅菌。MS培養(yǎng)基中各種營(yíng)
5、養(yǎng)物質(zhì)的作用是什么?與肉湯培養(yǎng)基相比,MS培養(yǎng)基有哪些特點(diǎn)?大量元素和微量元素提供植物細(xì)胞所必需的無(wú)機(jī)鹽;蔗糖提供碳源,維持細(xì)胞滲透壓;甘氨酸、維生素等物質(zhì)主要是為了滿足離體植物細(xì)胞在正常代謝途徑受到一定影響后所產(chǎn)生的特殊營(yíng)養(yǎng)需求。(微生物培養(yǎng))微生物培養(yǎng)基以有機(jī)營(yíng)養(yǎng)為主,如:牛肉膏蛋白陳培養(yǎng)基(又稱肉湯培養(yǎng)基,培養(yǎng)細(xì)菌)、伊紅美藍(lán)培養(yǎng)基(培養(yǎng)大腸桿菌-菌落成黑色)(植物組織培養(yǎng))MS培養(yǎng)基則需提供大量無(wú)機(jī)營(yíng)養(yǎng)。(也有有機(jī)物如蔗糖)。動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)與體內(nèi)基本相同,需要有盤氨基酸、促生長(zhǎng)因子、無(wú)機(jī)鹽、微量元素。由于人們對(duì)細(xì)胞所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)還沒有完全搞清楚,因此,在使用合成培養(yǎng)基時(shí),通常需
6、加入血清、血漿等一些天然成分。外植體的消毒外植體:用于離體培養(yǎng)的植物器官或組織片段。選取菊花莖段時(shí),要取。菊花莖段用流水沖洗后可加少許洗衣粉,用軟刷輕輕刷洗,刷洗后在流水下沖洗20min左右。用無(wú)菌吸水紙吸干外植體表面的水分,放入體積分?jǐn)?shù)為中搖動(dòng)23次,才!續(xù)67s,立即將外植體取出,在無(wú)菌水中清洗。取出后仍用無(wú)菌吸水紙吸干外植體表面水分,放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為中12min。取出后,在無(wú)菌水中至少清洗3次,漂洗消毒液。注意:對(duì)外植體進(jìn)行表面消毒時(shí),就要考慮,又要考慮。接種:接種過(guò)程中插入外植體時(shí),每個(gè)錐形瓶接種78個(gè)外植體。外植體接種與細(xì)菌接種相似,操作步驟相同,而且都要求。培養(yǎng):應(yīng)該放在無(wú)菌箱中進(jìn)行
7、,并定期進(jìn)行消毒,保持適宜的溫度(1822C)和光照(12h)移栽:栽前應(yīng)先打開培養(yǎng)瓶的封口膜,讓其在培養(yǎng)間生長(zhǎng)幾日,然后用流水清洗根部培養(yǎng)基。然后將幼苗移植到消過(guò)毒的等環(huán)境中生活一段時(shí)間,進(jìn)行。最后進(jìn)行露天栽培。栽培:外植體在培養(yǎng)過(guò)程中可能會(huì)被污染,原因有外植體;培養(yǎng)基;接種中被雜菌污染;錐形瓶密封性差等。專題二月季的花藥培養(yǎng)被子植物的花粉發(fā)育被子植物的雄蕊通常包含花絲、花藥兩部分?;ㄋ帪槟覡罱Y(jié)構(gòu),內(nèi)部含有許多花粉?;ǚ凼怯山?jīng)過(guò)而形成的,因此,花粉是。被子植物花粉的發(fā)育要經(jīng)歷小抱子、和等階段。在小抱子四分體時(shí)期,4個(gè)單倍體細(xì)胞連在一起,進(jìn)入單核期時(shí),四分體的4個(gè)單倍體細(xì)胞彼此分離,形成4個(gè)具
8、有單細(xì)胞核的花粉粒。這時(shí)的細(xì)胞含,核位于細(xì)胞的中央()。隨著細(xì)胞不斷長(zhǎng)大,細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)(),并分裂成1個(gè)和1個(gè),進(jìn)而形成兩個(gè)細(xì)胞,一個(gè)是,一個(gè)是。生殖細(xì)胞將在分裂一次,形成。注意:同一生殖細(xì)胞形成的兩個(gè)精子,其基因組成完全相同?;ㄋ帣M切1.各字母代表的具體時(shí)期是:ABCDE(1)圖中所示的植物的基因型為AaBb(兩對(duì)基因遵循自由組合定律遺傳),則的基因型為,、的基因型可能為、2)、所指的結(jié)構(gòu)依次是、;兩者的基因型是否相同?。3)某同學(xué)用上述花藥進(jìn)行離體培養(yǎng),對(duì)獲得的植株進(jìn)行鑒定,發(fā)現(xiàn)有一些為二倍體。推測(cè)這些二倍體植株的基因型有種。4)在進(jìn)行月季花藥組織培養(yǎng)時(shí),選擇期的花藥接種,培養(yǎng)
9、成功率最高。確定花粉發(fā)育時(shí)期最常用的方法有法。對(duì)于某些不易著色的花粉細(xì)胞核,需要使用法將花粉細(xì)胞核染成藍(lán)黑色。產(chǎn)生花粉植株的兩種1途徑通過(guò)花藥培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株(即單倍體植株)一般有兩種途徑,一種是花粉通過(guò)階段發(fā)育為植物,另一種是花粉在誘導(dǎo)培養(yǎng)基上先形成,再將其誘導(dǎo)分化成植株。這兩種途徑之間并沒有絕對(duì)的界限,主要取決于培養(yǎng)基中及其。注意:無(wú)論哪種產(chǎn)生方式,都要先誘導(dǎo),再誘導(dǎo)胚狀體:植物體細(xì)胞組織培養(yǎng)過(guò)程中,誘導(dǎo)產(chǎn)生的形態(tài)與受精卵發(fā)育成的胚非常類似的結(jié)構(gòu),其發(fā)育也與受精卵發(fā)育成的胚類似,有、等完整結(jié)構(gòu),就像一粒種子,又稱為細(xì)胞胚。影響花藥培養(yǎng)的因素誘導(dǎo)花粉能否成功及誘導(dǎo)成功率的高低,受多種因素影響
10、,其中與是主要的影響因素親本的生理狀況:花粉早期是的花藥比后期的更容易產(chǎn)生花粉植株,選擇。合適的花粉發(fā)育時(shí)期:一般來(lái)說(shuō),在,細(xì)胞核由中央移向細(xì)胞一側(cè)的時(shí)期,花藥培養(yǎng)成功率最高花蕾:選擇的花蕾親本植株的生長(zhǎng)條件、材料的低溫預(yù)處理以及接種密度等對(duì)誘導(dǎo)成功率都有一定影響材料的選?。哼x擇花藥時(shí),一般要通過(guò)來(lái)確定其中的花粉是否處于適宜的發(fā)育期。確定花粉發(fā)育時(shí)期的最常用的方法是。但是,某些植物的花粉細(xì)胞核不易著色,需采用,這種方法能將染成材料的消毒花蕾用浸泡大約30秒,無(wú)菌水沖洗,然后放入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為溶液中2-4min.接種和培養(yǎng):滅菌后的花蕾,要在無(wú)菌條件下除去和,并立即將花藥接種到培養(yǎng)基上。在剝離花藥時(shí)
11、,要(否則接種后容易從受傷部位長(zhǎng)生愈傷組織),同時(shí)還要,因?yàn)榕c花絲相連的花藥不利于愈傷組織或胚狀體的形成,通常每瓶接種花藥710個(gè),培養(yǎng)溫度控制在25C左右,不需要.幼小植株形成后才需要.一般經(jīng)過(guò)2030天培養(yǎng)后,會(huì)發(fā)現(xiàn)花藥開裂,長(zhǎng)出愈傷組織或形成胚狀體。將愈傷組織及時(shí)轉(zhuǎn)移到分化培養(yǎng)基上,以便進(jìn)一步分化出再生植株。如果花藥開裂釋放出胚狀體,則一個(gè)花藥內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大量幼小植株,必須在花藥開裂后盡快將幼小植株分開,分別移植到新的培養(yǎng)基上,否則這些植株將很難分開。還需要對(duì)培養(yǎng)出來(lái)的植株做進(jìn)一步的鑒定和篩選。植物組織培養(yǎng)技術(shù)與花藥培養(yǎng)技術(shù)的相同之處是:培養(yǎng)基配制方法、無(wú)菌技術(shù)及接種操作等基本相同。兩者的
12、不同之處在于:花藥培養(yǎng)的選材非常重要,需事先摸索時(shí)期適宜的花蕾;花藥裂開后釋放出的愈傷組織或胚狀體也要及時(shí)更換培養(yǎng)基;花藥培養(yǎng)對(duì)培養(yǎng)基配方的要求更為嚴(yán)格。這些都使花藥培養(yǎng)的難度大為增加。試題:2、下圖所示胡蘿卜的韌皮部細(xì)胞通過(guò)無(wú)菌操作,接入試管后,在一定的條件下,形成試管苗的培育過(guò)程,請(qǐng)據(jù)圖回答下列問題:韌皮部韌皮部/細(xì)胞 上一培養(yǎng)基(1)要促進(jìn)細(xì)胞分裂生長(zhǎng),培養(yǎng)基中應(yīng)有營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和激素。營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)包括和小分子有機(jī)物,激素包括細(xì)胞分裂素和兩類植物激素。(2)此過(guò)程依據(jù)的原理是。A和B階段主要進(jìn)行的分裂方式是,B階段除了細(xì)胞分裂外,還進(jìn)行細(xì)胞等。(3)此過(guò)程要無(wú)菌操作,主要是指對(duì)進(jìn)行滅菌消毒,B階段
13、需要光照,原因是。(4)試管苗的根細(xì)胞沒有葉綠素,而葉的葉肉細(xì)胞具有葉綠素,這是基因的結(jié)果。3、科學(xué)家將分離得到的成熟的胡蘿卜韌皮部細(xì)胞進(jìn)行如下處理,最終由單個(gè)細(xì)胞發(fā)育成了完整的新植株。請(qǐng)回答胡蘿卜植物根的韌皮部細(xì)胞傷產(chǎn)E試管幼苗一DJ(i)科學(xué)家所用的這種生物技術(shù)叫做。該技物細(xì)胞處于離體狀態(tài)時(shí),在一定的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、和其他外界條件的作用下,可能表現(xiàn)出,發(fā)育成完整植株。(2)圖中B過(guò)程稱為。通過(guò)B過(guò)程產(chǎn)生的愈傷組織細(xì)胞與根韌皮部細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)(相同/不同),其本原因是。(3)某課外小組同學(xué)用愈傷組織同時(shí)進(jìn)行了兩組實(shí)驗(yàn):甲組培養(yǎng)基中含3%勺蔗糖,乙組培養(yǎng)基中不含蔗糖,經(jīng)滅菌后接種,每組實(shí)驗(yàn)再分成兩個(gè)小
14、組,分別在光下和暗處培養(yǎng)。1個(gè)月后,觀察植物體生長(zhǎng)、分化情況,結(jié)果如下表:培養(yǎng)條件甲組乙組光下正常生長(zhǎng),分化不生長(zhǎng),死亡暗處正常生長(zhǎng),不分化不生長(zhǎng),死亡由此得出的結(jié)論是:,4、(2008年海南高考)某二倍體植物是雜合體,下圖為其花藥中未成熟花粉在適宜的培養(yǎng)基上培養(yǎng)產(chǎn)生完整植株的過(guò)程。請(qǐng)據(jù)圖回答:(1)圖中表示的是該花粉培養(yǎng)過(guò)程中的過(guò)程,表示的是過(guò)程,X代表的是,表示的是過(guò)程,表示的是誘導(dǎo)過(guò)程。(2)圖中從愈傷組織形成完整植株的途徑有兩條,具體通過(guò)哪一條途徑主要取決于培養(yǎng)基成分中的種類及其濃度配比,最后獲得的來(lái)源于未成熟花粉的完整植株都稱為植株(甲)。未成熟花粉經(jīng)培養(yǎng)能形成完整植株,說(shuō)明未成熟花
15、粉具有。(3)對(duì)植株甲進(jìn)行,才能使其結(jié)實(shí)產(chǎn)生后代(乙),否則植株甲只有通過(guò)的方式才能產(chǎn)生后代(丙)。乙、丙兩種植株中,能產(chǎn)生可育花粉的是植株,該植株群體中每一植株產(chǎn)生可育花粉的基因組成種類數(shù)為種,該群體植株產(chǎn)生可育花粉白基因組成種類數(shù)為種?;ㄋ幣囵B(yǎng)在育種上的特殊意義是,從而開辟育種新途徑。5、(2010課標(biāo)全國(guó)卷,38)請(qǐng)回答:(1)植物微型繁殖技術(shù)屬于植物組織培養(yǎng)的范疇。該技術(shù)可以保持品種的,繁殖種苗的速度。離體的葉肉細(xì)胞在適宜的條件下培養(yǎng),最終能夠形成完整的植株,說(shuō)明該葉肉細(xì)胞具有該植物的全部。(2)把試管苗轉(zhuǎn)接到新的培養(yǎng)基上時(shí),需要在超凈工作臺(tái)上進(jìn)行,其原因是避免的污染。(3)微型繁殖過(guò)
16、程中,適宜濃度的生長(zhǎng)素單獨(dú)使用可誘導(dǎo)試管苗,而與配比適宜時(shí)可促進(jìn)芽的增單株鮮重Ymg光合作用強(qiáng)度殖。若要抑制試管苗的生長(zhǎng),促進(jìn)愈傷組織產(chǎn)生和生長(zhǎng),需要使用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是(脫落酸、2,4D)。單株鮮重Ymg光合作用強(qiáng)度(4)將某植物試管苗培養(yǎng)在含不同濃度蔗糖的培養(yǎng)基上一段時(shí)間后,單株鮮重和光合作用強(qiáng)度的變化如圖。據(jù)圖分析,隨著培養(yǎng)基中蔗糖濃度的增加,光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)是,單株鮮重的變化趨勢(shì)是。據(jù)圖判斷,培養(yǎng)基中不含蔗糖時(shí),試管苗光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物的量(能、不能)滿足自身最佳生長(zhǎng)的需要。據(jù)圖推測(cè),若要在誘導(dǎo)試管苗生根的過(guò)程中提高其光合作用能力,應(yīng)(降低,增加)培養(yǎng)基中蔗糖濃度,以便提高試管苗
17、的自養(yǎng)能力。6.去年我國(guó)某地由于柑橘大實(shí)蠅的危害,使橘農(nóng)遭受到了很大的損失,當(dāng)?shù)卣氡M一切辦法幫助橘農(nóng)盡量減少損失。(1)有人想提取橘皮精油獲取利潤(rùn),一般提取橘皮精油的方法是法,之所以不采取水蒸氣蒸儲(chǔ)法,是因?yàn)樗姓魞?chǔ)會(huì)導(dǎo)致原料和有效成分等問題。(2)某橘農(nóng)發(fā)現(xiàn)自家有一株橘樹具有抗蟲性狀,欲利用組織培養(yǎng)技術(shù)大量繁殖,該技術(shù)應(yīng)先將離體的柑橘組織或細(xì)胞培養(yǎng)一段時(shí)間,會(huì)通過(guò)分裂方式形成愈傷組織,此過(guò)程稱之為,然后繼續(xù)培養(yǎng),又可以重新長(zhǎng)成根或芽等器官,這一過(guò)程稱之為。(3)組織培養(yǎng)的選材非常關(guān)鍵,植物材料的選擇直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。若用花藥進(jìn)行離體培養(yǎng),則應(yīng)選擇花粉發(fā)育至期的花藥培養(yǎng)成功率最高。確定
18、花粉發(fā)育時(shí)期最常用的方法有法,某些植物的花粉不易著色,需采用法。產(chǎn)生花粉植株一般有兩種途徑;一種是花粉通過(guò)階段發(fā)育為植株;另一種是花粉在培養(yǎng)基上先形成愈傷組織,再分化成植株。(4)影響植物組織培養(yǎng)的因素很多,其中最關(guān)鍵的激素有和。請(qǐng)解釋橘樹上的細(xì)胞若不離體便不能長(zhǎng)成完整植株的根本原因:。7.(2010東莞質(zhì)檢)下圖是月季花藥離體培養(yǎng)產(chǎn)生花粉植株的兩種途徑,請(qǐng)據(jù)圖回答有關(guān)問題:誘逆生,移根 栽花藥店南花粉卜脫純胚狀本|陰礪一花藥得花粉I遜獨(dú)|誘逆生,移根 栽(1)選用的材料合適與否是成功誘導(dǎo)出花粉植株的重要因素,一般來(lái)說(shuō)選用期的花粉可提高成功率。選擇花粉時(shí),一般要通過(guò)來(lái)確定花粉是否處于合適的發(fā)育
19、期,這時(shí)需要對(duì)花粉的細(xì)胞核進(jìn)行染色,常用的染色劑是。(2)上圖中花藥經(jīng)脫分化產(chǎn)生胚狀體還是愈傷組織主要取決于培養(yǎng)基中。(3)胚狀體與愈傷組織在結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別在于愈傷組織的細(xì)胞排列疏松無(wú)規(guī)則,是一種高度的薄壁細(xì)胞,胚狀體與發(fā)育形成的胚有類似的結(jié)構(gòu),即具有胚芽、胚軸和胚根。(4)無(wú)菌技術(shù)也是成功誘導(dǎo)出花粉植株的重要因素,請(qǐng)說(shuō)明下列各項(xiàng)需要消毒,還是需要滅菌。培養(yǎng)基,培養(yǎng)皿,接種環(huán),花蕾,實(shí)驗(yàn)操作者的雙手,三角錐形瓶。(填編號(hào))需要滅菌,(填編號(hào))需要消毒。(5)試管苗移栽到土壤前,通常要進(jìn)行壯苗處理,應(yīng)如何壯苗?試題答案:1(1)AaBbAbAbaBaB(或者ABABabab”)(2)花粉管細(xì)胞
20、核生殖細(xì)胞核相同(3)5(4)單核靠邊(2分)醋酸洋紅(2分)焙花青-銘磯【解析】略2(1)無(wú)機(jī)物生長(zhǎng)素(2)細(xì)胞的全能性有絲分裂分化(3)培養(yǎng)基芽發(fā)育成葉,葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件(3)培養(yǎng)基芽發(fā)育成葉,葉肉細(xì)胞中葉綠素的合成需要光照條件(4)選擇性表達(dá)3(1)(植物)組織培養(yǎng) 長(zhǎng)、分化過(guò)程需要蔗糖(植物)激素 全能性 (2)脫分化光能夠促進(jìn)細(xì)胞分化不同基因的選擇性表達(dá)(3)愈傷組織生4(1)脫分化再分化胚狀體分化(或發(fā)育)生根(2)植物激素單倍體細(xì)胞的全能性染色體加倍無(wú)性繁殖乙(或經(jīng)過(guò)染色體加倍的)一多縮短育種年限5(1)遺傳特性快遺傳信息(2)微生物(3)生根細(xì)胞分裂素2,4-D(4)逐漸下降先增加后下降不
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