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文檔簡(jiǎn)介
1河豚魚為何會(huì)致人以死地?
細(xì)胞興奮的標(biāo)志是什么?
細(xì)胞是怎樣進(jìn)行物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)的2第二章細(xì)胞的基本功能Thecellanditsfunction3第一節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和跨膜
物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)功能第二節(jié)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能第三節(jié)
細(xì)胞的生物電現(xiàn)象第四節(jié)
肌細(xì)胞的收縮功能4第一節(jié)細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)
轉(zhuǎn)運(yùn)功能5中間絲核膜孔染色質(zhì)鞭毛質(zhì)膜溶酶體線粒體6表面蛋白整合蛋白7一、單純擴(kuò)散(simplediffusion)(一)概念:一些脂溶性小分子物質(zhì)由膜的高濃
度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過程。8(二)轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì):
脂溶性小分子物質(zhì):O2、CO2、NH3
、N2
其他:尿素、乙醇、H2O、甘油(三)特點(diǎn):
⑴順濃度梯度,不耗能(ATP) ⑵不需膜蛋白的幫助(四)影響因素:擴(kuò)散通量(mol/s·cm2) ⑴濃度差—?jiǎng)恿?/p>
⑵通透性—物質(zhì)通過細(xì)胞膜的難易程度9二、易化擴(kuò)散(facilitateddiffusion)(一)概念:一些非脂溶性或脂溶性甚小的物質(zhì),在特殊膜蛋白質(zhì)的“幫助”下,由膜的高濃度一側(cè)向低濃度一側(cè)移動(dòng)的過程。(二)轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì):小分子親水物質(zhì)離子10(三)特點(diǎn):
1、順濃度差、電位差,不耗能
2、需要膜蛋白的幫助
3、具有選擇性
4、通透性可改變11(四)分類:膜蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)
1.載體轉(zhuǎn)運(yùn):載體蛋白小分子親水物質(zhì)
(carriertransport)
經(jīng)載體易化擴(kuò)散
2.通道轉(zhuǎn)運(yùn):通道蛋白離子
(channeltransport)經(jīng)通道易化擴(kuò)散12(一)載體轉(zhuǎn)運(yùn)carriertransport13載體轉(zhuǎn)運(yùn)的特點(diǎn)
⑴特異性(specificity)
⑵飽和性(saturability)
⑶競(jìng)爭(zhēng)性抑制
(competitiveinhibition)
14(二)通道轉(zhuǎn)運(yùn)channeltransport15化學(xué)門控通道(chemically-gatedchannel)
電壓門控通道(voltage-gatedchannel)
機(jī)械門控通道(mechanically-gatedchannel)16載體轉(zhuǎn)運(yùn)與通道轉(zhuǎn)運(yùn)的異同點(diǎn)
相同點(diǎn):
①都是依靠膜上特殊蛋白作為中介;
②都有特異性或選擇性。
③都屬于被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),順著電-化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運(yùn);不額外耗能;
不同點(diǎn):載體轉(zhuǎn)運(yùn)通道轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白結(jié)構(gòu)不同載體蛋白通道蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)速度不同
較慢較快門控性無(wú)有(電壓門控,化學(xué)門控、機(jī)械門控)有無(wú)競(jìng)爭(zhēng)性抑制有無(wú)17單純擴(kuò)散不耗能
被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)易化擴(kuò)散順電-化學(xué)梯度18三、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(activetransport)(一)概念:細(xì)胞通過本身的耗能過程,將某物質(zhì)從膜的低濃度一側(cè)向高濃度一側(cè)移動(dòng)的過程
由生物泵完成(二)特征1、逆電-化學(xué)梯度2、耗能19(三)分類:
原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):直接利用代謝產(chǎn)生的能量
(primaryactivetransport)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn):間接利用代謝產(chǎn)生的能量
(secondaryactivetransport)
聯(lián)合(或協(xié)同)轉(zhuǎn)運(yùn)20單純擴(kuò)散、通道轉(zhuǎn)運(yùn)和載體轉(zhuǎn)運(yùn)屬于被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(passivetransport)具備以下特點(diǎn):1)順著電-化學(xué)梯度轉(zhuǎn)運(yùn)2)不消耗能量21(一)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)通道轉(zhuǎn)運(yùn)與鈉-鉀泵轉(zhuǎn)運(yùn)模式圖22鈉-鉀泵natrium-kaliumpump鈉-鉀泵,簡(jiǎn)稱鈉泵(sodiumpump)鈉泵的性質(zhì)
鈉泵:Na+--K+依賴式ATP酶⑴具有ATP酶的活性,分解ATP⑵對(duì)Na+
、K+進(jìn)行逆濃度差、逆電位差跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)(3:2)23鈉泵的生理意義鈉泵造成細(xì)胞內(nèi)外Na+、K+的不均衡分布
①是細(xì)胞產(chǎn)生生物電的基礎(chǔ)
②細(xì)胞內(nèi)高K+是細(xì)胞代謝的必要條件③將漏入到細(xì)胞內(nèi)的Na+泵出,維持細(xì)胞的正常體積、滲透壓、離子平有一定意義。
④建立一種勢(shì)能貯備,供細(xì)胞其他耗能過程利用
⑤鈉泵的生電效應(yīng),有Rp的形成有關(guān)。24(二)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)概念:某一物質(zhì)的逆濃度差的主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)需要依賴另一物質(zhì)的濃度差所造成的勢(shì)能,而濃度勢(shì)能是由于消耗ATP建立的。
(間接消耗ATP進(jìn)行的轉(zhuǎn)運(yùn))鈉泵→Na+濃度差→葡萄糖逆濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)
25(二)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)26葡萄糖逆濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖順濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)27葡萄糖逆濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖順濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)28葡萄糖逆濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖順濃度差轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)載體轉(zhuǎn)運(yùn)29繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn),根據(jù)被轉(zhuǎn)運(yùn)的物質(zhì)與Na+轉(zhuǎn)運(yùn)的方向不同分為:同向轉(zhuǎn)運(yùn)(symport):Na+和葡萄糖逆向轉(zhuǎn)運(yùn)(antiport):氫-鈉交換、
心肌細(xì)胞膜上的鈉-鈣交換Na+30Na+31四、入胞和出胞endocytosisexocytosis
入胞:細(xì)菌、異物的清除,
藥物、大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收
(吞噬吞飲)
出胞:激素、神經(jīng)遞質(zhì)、酶的分泌32入胞
33出胞知識(shí)拓展外泌體30-150nm40-100nm35細(xì)胞膜的物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)1、單純擴(kuò)散
2、易化擴(kuò)散通道介導(dǎo)的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)(通道Pr)
載體易化擴(kuò)散(載體Pr)
3、主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)(泵蛋白)
繼發(fā)性--(轉(zhuǎn)運(yùn)體pr) 4、出胞和入胞(膜動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn))
被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)O2跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)形式是單純擴(kuò)散易化擴(kuò)散原發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)繼發(fā)性主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)ABCD提交單選題1分葡萄糖進(jìn)出小腸粘膜上皮細(xì)胞有主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)出胞入胞ABCD提交多選題1分38第二節(jié)細(xì)胞的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能一、離子通道耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)N-M接頭的興奮傳遞二、G蛋白耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)(7次跨膜):含氮激素的作用機(jī)制三、酶耦聯(lián)受體介導(dǎo)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo):生長(zhǎng)因子、胰島素的作用四、其他受體介導(dǎo)-----39第三節(jié)細(xì)胞的生物電現(xiàn)象概述:生物電(bioelectricity):一切細(xì)胞自始至終都伴隨電的現(xiàn)象發(fā)生,稱為~。沒有生物電就沒有生命。靜息電位和動(dòng)作電位。40指細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)(未受刺激時(shí))存在于細(xì)胞內(nèi)外兩側(cè)的電位差。一、靜息電位:RestingpotentialRP靜息電位表現(xiàn)為
內(nèi)負(fù)外正。41細(xì)胞類型靜息電位骨骼肌細(xì)胞-90mv神經(jīng)元-70mv平滑肌細(xì)胞-55mv視桿細(xì)胞-40mv紅細(xì)胞-10mv不同細(xì)胞的靜息電位值電鰻魚放電,最高可達(dá)600伏家用電壓一般是220伏通常說的安全電壓,是指36伏以下的電壓43指細(xì)胞處于靜息狀態(tài)時(shí)(未受刺激時(shí))存在于細(xì)胞內(nèi)外兩側(cè)的電位差。一、靜息電位:RestingpotentialRP靜息電位表現(xiàn)為
內(nèi)負(fù)外正。44靜息電位靜息電位的坐標(biāo)表達(dá):以膜外為0時(shí),膜內(nèi)電位。-90mv45A-K+Na+Na+Ca2+靜息電位的形成過程:生物電形成的前提條件:1、細(xì)胞膜內(nèi)外離子分布不均;2、不同狀態(tài)下,膜對(duì)離子的通透性不同。A-K+A-K+46A-K+Na+Na+Ca2+靜息電位的形成過程:A-K+A-K+靜息電位產(chǎn)生的條件,生理靜息狀態(tài)下:1、細(xì)胞膜內(nèi)K+濃度高,是細(xì)胞膜外的30倍;2、細(xì)胞膜主要對(duì)K+通透,即,K+通道開放,還有少量Na+通透。+++———472、靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制:靜息電位相當(dāng)于K+的電-化學(xué)平衡電位。靜息電位的幅值主要是由膜內(nèi)外K+的濃度差決定的。(Rp的實(shí)測(cè)值小于K+的平衡電位,因還有少量Na+內(nèi)流)48解釋幾個(gè)概念:極化:polarization靜息狀態(tài)時(shí)膜兩側(cè)所保持的內(nèi)負(fù)外正的穩(wěn)定狀態(tài)。超極化(hyper-):以極化狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn),膜內(nèi)外電位差變大。或膜內(nèi)電位向負(fù)值加大的方向變化。去極化:(de-)以極化狀態(tài)為標(biāo)準(zhǔn),膜內(nèi)外電位差減小?;蚰?nèi)電位向負(fù)值減小的方向變化。復(fù)極化:(re-)細(xì)胞先發(fā)生去極化,然后再恢復(fù)到原有的極化狀態(tài),則稱為復(fù)極化。
鋒電位:(spikepotential)構(gòu)成動(dòng)作電位主要部分的脈沖樣變化,稱之為鋒電位。49去極化超極化復(fù)極化極化幾個(gè)重要概念:50影響靜息電位的主要因素:1.細(xì)胞膜在靜息狀態(tài)時(shí)對(duì)鉀離子的通透性。正變關(guān)系.2.細(xì)胞膜內(nèi)外鉀離子的濃度差,正變關(guān)系。3.細(xì)胞代謝(鈉泵活動(dòng)水平)。細(xì)胞代謝障礙—Rp減小,甚至消失。
如細(xì)胞缺血、缺氧、酸中毒時(shí)—細(xì)胞代謝異常—
鈉泵供能不足-----導(dǎo)致鉀離子濃度差減小。重點(diǎn)是對(duì)第2點(diǎn)的理解,如題:人為減小細(xì)胞膜內(nèi)外K+濃度差,靜息電位的絕對(duì)值增大還是減小?51人為減小細(xì)胞膜內(nèi)外K+濃度差,靜息電位的絕對(duì)值增大還是減?。縆+K+濃度差是其外流的動(dòng)力細(xì)胞膜內(nèi)外電位差是K+外流的阻力---+++靜息電位數(shù)值相當(dāng)于K+外流時(shí)動(dòng)力和阻力相等時(shí)K+的電-化學(xué)平衡電位即:膜內(nèi)外電位差就是阻力的象征K+外流的動(dòng)力K+外流的阻力黑色代表膜內(nèi)外正常K+濃度差;紅色代表膜內(nèi)外K+濃度差減小-90mv-80mv答案:絕對(duì)值減小。52靜息電位小結(jié):1.靜息電位的形成條件:
1)生理靜息狀態(tài)下,細(xì)胞膜內(nèi)K+濃度高于膜外;2)生理靜息狀態(tài)下,細(xì)胞膜K+通道開放。2.靜息電位產(chǎn)生的機(jī)制:主要是由K+外流形成的
K+的電-化學(xué)平衡電位。3.靜息電位的幅值主要由細(xì)胞膜內(nèi)外K+的濃度差決定的。靜息電位的形成主要是由哪一種離子轉(zhuǎn)運(yùn)的結(jié)果?Na+內(nèi)流K+外流Ca2+內(nèi)流Cl-內(nèi)流ABCD提交單選題1分靜息電位的幅值主要是由什么決定的?膜內(nèi)外Na+濃度差膜內(nèi)外K+濃度差膜內(nèi)外Ca2+濃度差A(yù)BC提交單選題1分人為增加細(xì)胞外液中K+濃度,靜息電位的絕對(duì)值增大減小先增大后減小無(wú)明顯變化ABCD提交單選題1分56二、動(dòng)作電位及其形成機(jī)制:
1、動(dòng)作電位ActionpotentialAP是指可興奮細(xì)胞受到有效刺激時(shí),在靜息電位的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的一次快速、短暫和可擴(kuò)布的極性的倒轉(zhuǎn)和復(fù)原。動(dòng)作電位的升支與降支共同構(gòu)成的尖鋒狀部分,稱為~。鋒電位具有動(dòng)作電位的主要特征,是動(dòng)作電位的標(biāo)志。
鋒電位Spikepotential
動(dòng)作電位是細(xì)胞處于興奮狀態(tài)的標(biāo)志。5758
超射:overshoot動(dòng)作電位上升支中零位線以上的部分,稱為超射。在鋒電位下降支最后恢復(fù)到靜息電位水平以前,先出現(xiàn)負(fù)后電位(negativeafterpotential),然后出現(xiàn)正后電位(positiveafterpotential),(負(fù)后電位應(yīng)稱為后去極化電位,而正后電位應(yīng)稱為后超極化電位)。59A-K+Na+Na+Ca2+動(dòng)作電位的形成:A-K+A-K+動(dòng)作電位產(chǎn)生的條件:1、細(xì)胞膜外Na+濃度高,是細(xì)胞膜內(nèi)的12倍;2、細(xì)胞膜受到有效刺激后,膜上K+通道關(guān),Na通道開;3、然后,鈉鉀通道隨著膜電位而發(fā)生改變,膜內(nèi)電位達(dá)到峰值時(shí),Na+通道關(guān)閉,K+通道開放。+++———60A-K+Na+Ca2+促使Na+內(nèi)流的動(dòng)力:阻止Na+外流的阻力:0動(dòng)作電位的形成過程(去極過程):去極過程1:鈉離子的內(nèi)流完全中和的靜息狀態(tài)下膜內(nèi)負(fù)外正的電荷分布61A-K+Na+Ca2+促使Na+外流的動(dòng)力:阻止Na+外流的阻力:動(dòng)作電位的形成過程(去極):+-+-去極過程2:鈉離子繼續(xù)內(nèi)流,膜電位由內(nèi)負(fù)外正變?yōu)閮?nèi)正外負(fù),反極化62A-K+Na+促使Na+外流的動(dòng)力:阻止Na+外流的阻力:動(dòng)作電位的形成過程(去極):+-+-去極過程2:鈉離子繼續(xù)內(nèi)流,膜電位由內(nèi)負(fù)外正變?yōu)閮?nèi)正外負(fù),反極化63A-K+Na+Ca2+促使K+外流的動(dòng)力:阻止K+外流的阻力:0動(dòng)作電位的形成過程(復(fù)極):去極達(dá)峰值后,鈉通道關(guān),鉀通道開,復(fù)極開始。膜內(nèi)電位由變?yōu)樨?fù),并逐漸恢復(fù)到靜息電位水平。+-同學(xué)們可自己模擬一下該動(dòng)態(tài)過程64Na+內(nèi)流K+外流局部電位閾電位動(dòng)作電位的幅值主要是由細(xì)胞膜內(nèi)外Na+濃度差決定的,與刺激強(qiáng)度無(wú)關(guān)。65總結(jié):動(dòng)作電位的形成機(jī)制:上升支:
Na+內(nèi)流形成。Na+順著電-化學(xué)梯度大量、快速內(nèi)流的結(jié)果。(K+外流很少)鋒電位Na+的平衡電位,是由細(xì)胞內(nèi)外Na+的濃度差決定的。下降支K+外流形成。K+順化學(xué)濃度梯度向膜外擴(kuò)散的結(jié)果。負(fù)后電位復(fù)極時(shí)迅速外流的K+蓄積在膜外附近,暫時(shí)阻礙K+的外流的結(jié)果。正后電位主要時(shí)由于生電性鈉泵活動(dòng)增強(qiáng),使Na+過度外流,引起膜輕微超極化的結(jié)果。66知識(shí)拓展----膜片鉗技術(shù)膜片鉗技術(shù):研究離子通道的“金標(biāo)準(zhǔn)”臨床:廣泛用于藥物篩選673.動(dòng)作電位的產(chǎn)生條件與閾電位:
閾電位:(Thresholdpotential,TP)能引起膜上鈉離子通道突然大量開放的臨界膜電位。或:能觸發(fā)動(dòng)作電位的臨界膜電位細(xì)胞興奮性的高低與細(xì)胞的靜息電位和閾電位的差值有關(guān),差值越大,細(xì)胞的興奮性就越低。683.動(dòng)作電位的產(chǎn)生條件與閾電位:
閾電位:(Thresholdpotential,TP)能引起膜上鈉離子通道突然大量開放的臨界膜電位。或:能觸發(fā)動(dòng)作電位的臨界膜電位閾電位局部電位694.動(dòng)作電位的特點(diǎn):(1)有“全或無(wú)”現(xiàn)象。(allornonephenomenon)
(2)不衰減性傳導(dǎo)。
(3)連續(xù)刺激不融合(脈沖式發(fā)放)or不可以總和。
(pulsed-wavemode)。70
5、動(dòng)作電位的傳導(dǎo)(conduction)興奮在同一細(xì)胞上傳導(dǎo)的機(jī)制,用“局部電流”學(xué)說來解釋:在已興奮的神經(jīng)段和與它相鄰的未興奮的神經(jīng)段之間,將由于電位差的存在而有電荷移動(dòng),稱為局部電流(localcurrent)。71Ap首先發(fā)生的部位72:有髓鞘神經(jīng)纖維傳導(dǎo)速度快:
----跳躍式傳導(dǎo),耗能少。
無(wú)髓鞘神經(jīng)纖維傳導(dǎo)速度慢:----完全靠局部電流流動(dòng)來依次傳導(dǎo)。神經(jīng)沖動(dòng)(nerveimpulse):在神經(jīng)纖維上傳導(dǎo)的動(dòng)作電位,稱為神經(jīng)沖動(dòng)。神經(jīng)和骨骼肌細(xì)胞動(dòng)作電位上升支(去極過程)的離子基礎(chǔ)是Na+內(nèi)流K+外流Ca2+內(nèi)流Na+-K+交換ABCD提交單選題1分判斷題:動(dòng)作電位的是以局部電流的形式傳導(dǎo)的正確錯(cuò)誤AB提交單選題1分75鈉通道的三種功能狀態(tài):1.備用(pre-emergency)安靜狀態(tài)下----關(guān)閉2.激活(activation):受到有效刺激后----開放3.失活(deactivation):開放后----關(guān)閉鉀通道的兩種開關(guān)狀態(tài):開放:生理靜息狀態(tài)下,開放關(guān)閉:膜內(nèi)外電位差達(dá)到一定數(shù)值時(shí),關(guān)閉。如,動(dòng)作電位去極相。附:組織興奮性及其周期性變化76絕對(duì)不應(yīng)期相對(duì)不應(yīng)期超常期低常期知識(shí)回顧77聯(lián)系實(shí)際:河豚毒素(TTX):鈉離子通道特異性阻斷劑分析:河豚中毒的機(jī)制。78河豚毒素(TTX):鈉離子通道特異性阻斷劑分析:河豚中毒的機(jī)制。聯(lián)系實(shí)際:沒有生物電就沒有生命。生物電包括---1.Ap形成機(jī)制--;2.Ap是細(xì)胞興奮的標(biāo)志;3.TTX是鈉通道阻斷劑,阻止鈉離子內(nèi)流,抑制了動(dòng)作電位的產(chǎn)生。4.TTX中毒后,細(xì)胞不能興奮,呼吸中樞和心血管中樞受到抑制,---。(TTX對(duì)中樞鈉通道敏感性高)79三、局部電位及其特性局部電位:當(dāng)細(xì)胞受到一次閾下刺激時(shí),只會(huì)在受刺
(localpotential)激的細(xì)胞膜局部產(chǎn)生輕度的去極化,稱為~。局部電位的特點(diǎn)(1)不是“全或無(wú)”式的特征,
幅度大小呈等級(jí)性:(2)電緊張擴(kuò)布,或呈衰減性傳導(dǎo);(3)可以總和(時(shí)間、空間總和)局部電位圖示:81局部電位的總和現(xiàn)象:閾下刺激閾下刺激靜息電位的幅值主要是由
[填空1]
決定的,動(dòng)作電位的幅值主要是由
[填空2]
決定的。作答正常使用填空題需3.0以上版本雨課堂填空題2分83比較局部電位和動(dòng)作電位:局部電位動(dòng)作電位產(chǎn)生的原因不同閾下刺激閾刺激或閾上刺激產(chǎn)生機(jī)制不同受刺激局部少量鈉離子內(nèi)流大量鈉離子的快速內(nèi)流形成動(dòng)作電位的上升支
特點(diǎn)不同①不是“全或無(wú)”式的,②幅度小且呈衰減性傳導(dǎo),③無(wú)不應(yīng)期,可以總和①“全或無(wú)”的特點(diǎn),②不衰減傳導(dǎo),③具有不應(yīng)期(不可總和)84部分結(jié)論:1、靜息電位主要是K+外流形成的電-化學(xué)平衡電位。*靜息電位的大小與細(xì)胞膜內(nèi)外K+的濃度差決定的。2、動(dòng)作電位的上升支主要是Na+內(nèi)流形成,下
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