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分子與細(xì)胞模塊基礎(chǔ)知識(shí)第一章 走進(jìn)細(xì)胞1.細(xì)胞是生物體 結(jié)構(gòu)和功能的基本單位 。2.生命系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)層次由小到大是 細(xì)胞 ; 組織 ; 器官 ; 系統(tǒng);個(gè)體; 種群 ; 群落 ; 生態(tài)系統(tǒng) ; 生物圈 。3.細(xì)胞分為原核細(xì)胞和真核細(xì)胞 。兩者最主要的區(qū)別是 有無(wú)以核膜為界限的細(xì)胞核 。4.原核細(xì)胞包括 細(xì)菌 和 藍(lán)藻 。5.細(xì)胞學(xué)說(shuō)建立1、1665 英國(guó)人 虎克 第一次描述了植物細(xì)胞的構(gòu)造,并對(duì)細(xì)胞命名。 2、1680 荷蘭人 列文虎克 ,首次觀察到活細(xì)胞。3、19世紀(jì)30年代德國(guó)人 施來(lái)登 、 施旺 提出:一切植物、動(dòng)物都是由細(xì)胞組成的,細(xì)胞是一切動(dòng)植物的基本單位。這一學(xué)說(shuō)即“細(xì)胞學(xué)說(shuō)”,它揭示了細(xì)胞 統(tǒng)一性 和生物體結(jié)構(gòu)的 統(tǒng)一性 。 第二章 細(xì)胞的分子組成第一節(jié)細(xì)胞中的化學(xué)元素和化合物1.細(xì)胞中的化學(xué)元素常見的有 20多 種,包括 大量元素 和 微量元素 。前者包括 C、H、O N P S K Ca Mg等,后者包括 Fe Mn Zn Cu B Mo 等。2.組成細(xì)胞的化合物包括 無(wú)機(jī)化合物 和有機(jī)化合物。前者包括 水和 無(wú)機(jī)鹽 ,后者包括 蛋白質(zhì); 糖類 ; 脂質(zhì) ; 核酸 。3.化合物中含量最多的 水 ,含量最多的有機(jī)物是 蛋白質(zhì) 。第二節(jié)生命活動(dòng)的主要承擔(dān)者蛋白質(zhì)1.蛋白質(zhì)的基本組成單位 氨基酸 ,結(jié)構(gòu)特點(diǎn):每種氨基酸分子 至少 都含有一個(gè) 氨基 和一個(gè) 羧基 ,并且都有一個(gè) 氨基 和一個(gè) 羧基 連接在 同一個(gè)碳 原子上。氨基酸種類 20種 。2. 氨基酸經(jīng)過(guò) 脫水縮合 形成肽鏈。n個(gè)氨基酸形成m條肽鏈脫去 n-m 個(gè)水分子,形成 n-m個(gè)肽鍵。場(chǎng)所是 核糖體 。3.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)多樣性的原因 氨基酸種類;氨基酸數(shù)目;氨基酸的排列順序 和肽鏈的空間結(jié)構(gòu)。4. 蛋白質(zhì)的功能有: 結(jié)構(gòu)蛋白;催化作用如 酶 ; 運(yùn)輸如 血紅蛋白 ; 調(diào)節(jié) ,如 胰島素 ; 免疫 ,如 抗體 。第三節(jié)遺傳信息的攜帶者核酸1. 核酸包括兩大類,一類是脫氧核糖核酸 ,簡(jiǎn)稱 DNA;另一類是 核糖核酸,簡(jiǎn)稱 RNA 。2.核酸的功能細(xì)胞內(nèi)攜帶 遺傳信息的物質(zhì),在生物體的 遺傳、變異 和 蛋白質(zhì) 的生物合成中具有極其重要的作用。3.DNA的載體 細(xì)胞核 ; 線粒體 ; 葉綠體 。RNA主要在 細(xì)胞質(zhì) 。4.核酸的基本組成單位 核苷酸 ,其由 含N堿基; 五碳糖 和磷酸組成。核酸的組成元素是 C H O N P 。第四節(jié)細(xì)胞中糖類和脂質(zhì)1.糖類是 主要的能源 物質(zhì)。2糖類包括 單糖 ;二糖 ;多糖 。3單糖包括 果糖 ; 半乳糖 ; 葡萄糖 ; 核糖; 脫氧核糖 。二糖包括 蔗糖 ;麥芽糖 ; 乳糖。植物體內(nèi)的多糖 淀粉 和 纖維素 ;動(dòng)物體內(nèi)的多糖 糖原。 4脂質(zhì)包括 脂肪 ; 磷脂 ; 固醇等。脂質(zhì)組成元素主要是 C H O ,脂質(zhì)分子中 O含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于糖類, H 含量更多。5脂肪是細(xì)胞內(nèi)良好的 儲(chǔ)能 物質(zhì)。6磷脂是構(gòu)成 細(xì)胞膜 的重要成分,也是構(gòu)成 細(xì)胞器膜的重要成分。7固醇包括 膽固醇; 性激素 ; 維生素D 。膽固醇是構(gòu)成 細(xì)胞膜 的重要成分,在人體內(nèi)還參與 血液中脂質(zhì) 的運(yùn)輸;性激素能促進(jìn)人和動(dòng)物 生殖器官 的發(fā)育以及 生殖細(xì)胞的形成;維生素D能有效的促進(jìn)人和動(dòng)物腸道對(duì) Ca和P的吸收。8生物大分子是以碳鏈為骨架每一個(gè) 單體 都以若干個(gè)相聯(lián)的碳原子構(gòu)成 碳鏈 的為 基本骨架 ,由許多 單體連接成 多聚體。第五節(jié)細(xì)胞中無(wú)機(jī)物1. 水的兩種存在形式 自由水 和 結(jié)合水 。自由水的作用 細(xì)胞內(nèi)良好溶劑 ; 生物化學(xué)反應(yīng)需要水參與 ; 提供液體環(huán)境 ; 運(yùn)送營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和廢物 。 2細(xì)胞中的無(wú)機(jī)鹽絕大多數(shù)以 離子 的形式存在。功能主要功能:Mg組成葉綠素、Fe組成血紅蛋白說(shuō)明 無(wú)機(jī)鹽能組成細(xì)胞中的復(fù)雜化合物 。掛生理鹽水說(shuō)明 無(wú)機(jī)鹽能維持細(xì)胞形態(tài) 。哺乳動(dòng)物缺Ca會(huì)抽搐說(shuō)明 無(wú)機(jī)鹽對(duì)維持細(xì)胞和生物體生命活動(dòng)有重要作用。還能維持 細(xì)胞酸堿平衡 。第三章細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)第一節(jié)細(xì)胞膜系統(tǒng)的邊界1.細(xì)胞膜主要由 脂質(zhì) 和 蛋白質(zhì) 組成。功能越復(fù)雜的細(xì)胞膜, 蛋白質(zhì) 種類和數(shù)量越多。2. 細(xì)胞膜的功能包括 將細(xì)胞與外界環(huán)境分隔開 ; 控制物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞 和 進(jìn)行細(xì)胞間的信息交流 。3.細(xì)胞壁包括 纖維素 和 果膠 ,對(duì)植物細(xì)胞起到了 支持和 保護(hù) 的作用。第二節(jié)細(xì)胞器系統(tǒng)內(nèi)的分工合作1.細(xì)胞質(zhì)包括 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 和 細(xì)胞器 。2. 線粒體是細(xì)胞進(jìn)行 有氧呼吸 的主要場(chǎng)所。3. 葉綠體是綠色植物能進(jìn)行 光合作用 的細(xì)胞器4. 內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是由 膜連接而成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),是細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì) 合成和加工,脂質(zhì)的合成的“車間”。5. 高爾基體在植物細(xì)胞體內(nèi)與 細(xì)胞壁 的形成有關(guān)。動(dòng)物體內(nèi)與蛋白質(zhì)的加工修飾和分泌有關(guān)。6. 中心體常見于 動(dòng)物 、 細(xì)胞和 某些低等植物細(xì)胞中,與細(xì)胞的 有絲分裂有關(guān)。7.有雙層膜的細(xì)胞器 葉綠體 線粒體 ;有單層膜的細(xì)胞器 液泡、高爾基體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體;無(wú)膜的細(xì)胞器 核糖體 中心體 ;有色素的細(xì)胞器葉綠體、液泡 ;與蛋白質(zhì)合成與分泌有關(guān)的細(xì)胞器 核糖體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、線粒體 。8.這些 細(xì)胞器膜 和 細(xì)胞膜 , 核膜 等結(jié)構(gòu),共同構(gòu)成細(xì)胞的生物膜系統(tǒng)。9生物膜系統(tǒng)的功能細(xì)胞膜使細(xì)胞具有一個(gè) 相對(duì)穩(wěn)定 內(nèi)部環(huán)境,同時(shí)在細(xì)胞與外部環(huán)境進(jìn)行 物質(zhì)運(yùn)輸 , 能量轉(zhuǎn)換和 信息傳遞 的過(guò)程中起著決定性的作用。許多重要的 化學(xué)反應(yīng) 都在生物膜上進(jìn)行,這些 化學(xué)反應(yīng) 需要 酶 的參與,膜面積為多種酶提供了大量的 附著位點(diǎn) 。細(xì)胞內(nèi)的生物膜把各種 細(xì)胞器 分隔開。第三節(jié)細(xì)胞核系統(tǒng)的控制中心1. 細(xì)胞核主要由核膜、 核仁 、 染色質(zhì) 組成。核膜上有 核孔 。2.核膜有 雙 層膜,把 核內(nèi)物質(zhì)與細(xì)胞質(zhì) 分開。染色質(zhì)主要是由 DNA 和 蛋白質(zhì) 組成的,DNA是 遺傳信息的載體 。核仁是與某種 RNA 的合成以及 核糖體 的形成有關(guān)。核孔實(shí)現(xiàn)核質(zhì)之間頻繁的 物質(zhì)交換 和 信息交流 。3. 細(xì)胞核是 遺傳信息庫(kù) ,是細(xì)胞 代謝 和 遺傳 的 控制中心 。第四章細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出第一節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)膶?shí)例1細(xì)胞吸水和失水是 滲透 作用。兩個(gè)條件 有半透膜 和半透膜兩側(cè)有濃度差 。2成熟植物細(xì)胞的吸水和失水細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度, 失 水,現(xiàn)象 細(xì)胞失水皺縮 。細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度, 吸水,現(xiàn)象 細(xì)胞吸水膨脹 。3細(xì)胞膜和其他生物膜功能特點(diǎn)是 選擇透過(guò)性 膜。第二節(jié)生物膜的流動(dòng)鑲嵌模型1. 細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是 流動(dòng)性 。2.1972年 桑格 和 尼克森 流動(dòng)鑲嵌模型。3. 流動(dòng)鑲嵌模型的基本內(nèi)容為 磷脂雙分子層 構(gòu)成了基本支架,蛋白質(zhì)分子有的 鑲 在磷脂雙分子層的表面,也有的部分或全部 嵌入 ,也有 貫穿 整個(gè)磷脂雙分子層,磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)分子大都是可以 運(yùn)動(dòng) 的。4.細(xì)胞膜外表糖蛋白又叫 糖被 ,它與細(xì)胞表面的 識(shí)別有關(guān),消化道和呼吸道上皮細(xì)胞表面的糖蛋白有 保護(hù) 、潤(rùn)滑 作用。第三節(jié)物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞?. 物質(zhì)跨膜運(yùn)輸?shù)姆绞桨?自由擴(kuò)散 ; 協(xié)助擴(kuò)散 ; 主動(dòng)運(yùn)輸 。2.自由擴(kuò)散特點(diǎn) 順濃度梯度 ,如 苯、氧氣、二氧化碳、水、乙醇、甘油 。協(xié)助擴(kuò)散的特點(diǎn) 借助載體蛋白 順濃度梯度 ,如 葡萄糖進(jìn)入紅細(xì)胞 。主動(dòng)運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn) 需要載體蛋白和能量 ,如 離子 。離子和小分子物質(zhì)主要以被動(dòng)運(yùn)輸(自由擴(kuò)散、協(xié)助擴(kuò)散)和主動(dòng)運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)出細(xì)胞;大分子和顆粒物質(zhì)進(jìn)出細(xì)胞的主要方式是 胞吞 作用和 胞吐 作用。第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用考點(diǎn)1酶在代謝中的作用1 酶:活細(xì)胞產(chǎn)生的一類具有 催化 作用的 有機(jī)物 ,其中絕大多數(shù) 蛋白質(zhì) ,少數(shù)是RNA。2 酶的特性: 高效性 ; 專一性 ;酶需要 溫和的條件。3 影響酶活性的因素: PH 和 溫度 。 4 酶在代謝中的作用:降低反應(yīng)的 活化能 來(lái)提高反應(yīng)速度??键c(diǎn)2 ATP在代謝中的作用1ATP的化學(xué)元素: C H O N P 。2ATP分子中具有高能磷酸鍵ATP是三磷酸腺苷的英文名稱縮寫。ATP分子的結(jié)構(gòu)式可以簡(jiǎn)寫成A-PPP,A代表腺苷,由 腺嘌呤和 核糖 組成。P代表磷酸基團(tuán),代表高能磷酸鍵。3ATP和ADP可以相互轉(zhuǎn)化(1)ATP與ADP的相互轉(zhuǎn)化(反應(yīng)式):。(2)在動(dòng)、植物細(xì)胞內(nèi)能使ADP轉(zhuǎn)化為ATP的途徑主要有: 動(dòng)物與人:呼吸作用綠色植物: 光合作用和呼吸作用5 ATP是新陳代謝所需能量的 直接 來(lái)源,稱為“能量貨幣”考點(diǎn)3細(xì)胞呼吸1細(xì)胞呼吸可分為: 有氧呼吸 ; 無(wú)氧呼吸 。2有氧呼吸的化學(xué)反應(yīng)式 C6H12O6 +6O2 +6H2O酶 6CO2+12H2O +能量 三個(gè)階段的反應(yīng):C6H12O6 酶 2C3H4O3(丙酮酸) +4H+ 少量能量 ;場(chǎng)所 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 。2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O酶 6CO2+20H+ 少量能量 ;場(chǎng)所 線粒體基質(zhì) 。24H+6O2 酶 12H2O +大量能量 ;場(chǎng)所 線粒體內(nèi)膜 。3無(wú)氧呼吸的化學(xué)反應(yīng)式 C6H12O6 酶 2C2H5OH(酒精)+ 2CO2 + 少量能量 C6H12O6 酶 2C3H6O3(乳酸) + 少量能量 無(wú)氧呼吸的反應(yīng)場(chǎng)所是 細(xì)胞質(zhì)基質(zhì) 。4有氧呼吸與無(wú)氧呼吸的區(qū)別與聯(lián)系有氧呼吸無(wú)氧呼吸不同點(diǎn)場(chǎng)所細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)、線粒體細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)條件氧氣、酶酶產(chǎn)物CO2、H2O乳酸或酒精和CO2能量大量少量相同點(diǎn)聯(lián)系第一階段相同實(shí)質(zhì)分解有機(jī)物、釋放能量意義為生物的生命活動(dòng)提供能量,為其他化合物合成提供原料5消耗等量的葡萄糖時(shí), 酵母菌無(wú)氧呼吸與有氧呼吸產(chǎn)生的二氧化碳物質(zhì)的量之比為1:3;如果某生物產(chǎn)生二氧化碳和消耗的氧氣量相等,則該生物只進(jìn)行有氧呼吸;如果某生物不消耗氧氣,只產(chǎn)生二氧化碳,則只進(jìn)行無(wú)氧呼吸;如果某生物釋放的二氧化碳量比吸收的氧氣量多,則兩種呼吸都進(jìn)行。6.影響細(xì)胞呼吸的因素是氧氣濃度、溫度??键c(diǎn)4光合作用1光合作用的概念:綠色植物通過(guò) 葉綠體 ,利用 光能 ,把 CO2和H2O 轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存著能量的 有機(jī)物 ,并釋放出 O2 的過(guò)程。光合作用的總反應(yīng)式: 光能 光能6CO2+12H2O C6H12O6+6O2+6H2O 或 CO2+2H2O2(CH2O)+O2葉綠體 葉綠體2、光合色素(在類囊體的薄膜上): 葉綠素a ( 藍(lán)綠色) 葉綠素主要吸收 紅光和藍(lán)紫光 葉綠素b ( 黃綠色) 色素 胡蘿卜素(橙黃色) 類胡蘿卜素主要吸收 藍(lán)紫光 葉黃素 ( 黃色 )3光合作用的探究歷程: 、1648年海爾蒙脫(比利時(shí)),把一棵2.3kg的柳樹苗種植在一桶90.8kg的土壤中,然后只用雨水澆灌而不供給任何其他物質(zhì),5年后柳樹增重到76.7kg,而土壤只減輕了57g。指出: 土壤中水分是植物建造自身的原料 、1771年英國(guó)科學(xué)家普里斯特利發(fā)現(xiàn),將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在密閉的玻璃罩內(nèi),蠟燭不容易熄滅;將小鼠與綠色植物一起放在玻璃罩內(nèi),小鼠不容易窒息而死,證明: 植物可以更新空氣 。、1785年,由于空氣組成的發(fā)現(xiàn),人們明確了綠葉在光下放出的氣體是 O2吸收的是 CO2 。1845年,德國(guó)科學(xué)家梅耶指出,植物進(jìn)行光合作用時(shí),把 光能 轉(zhuǎn)換成 化學(xué)能 儲(chǔ)存起來(lái)。、1864年,德國(guó)科學(xué)家把綠葉放在暗處理的綠色葉片一半暴光,另一半遮光。過(guò)一段時(shí)間后,用碘蒸氣處理葉片,發(fā)現(xiàn)遮光的那一半葉片沒(méi)有發(fā)生顏色變化,曝光的那一半葉片則呈深藍(lán)色。證明: 綠葉在光下生成淀粉 。、1880年,德國(guó)科學(xué)家思吉爾曼用水綿進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)。證明: O2 是葉綠體釋放出來(lái)的,葉綠體是綠色植物光合作用的場(chǎng)所 。、20世紀(jì)30年代美國(guó)科學(xué)家魯賓卡門采用 同位素標(biāo)記法 研究了光合作用。第一組相植物提供H218O和CO2,釋放的是18O2;第二組提供H2 O和C18O,釋放的是O2。光合作用釋放的 O2 全部來(lái)自來(lái) H2O 。4請(qǐng)按表格要求比較光反應(yīng)和暗反應(yīng)的區(qū)別和聯(lián)系:光反應(yīng)暗反應(yīng)場(chǎng)所葉綠體類囊體薄膜葉綠體基質(zhì)條件光、色素、酶酶、ATP、H物質(zhì)轉(zhuǎn)化H2O分解成O2和和H,形成ATPCO2被固定,C3被H還原,最終形成糖類;ATP轉(zhuǎn)化為ADP和Pi能量轉(zhuǎn)變光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能并儲(chǔ)存在ATP中ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化變?yōu)樘穷惖扔袡C(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系物質(zhì)聯(lián)系:光反應(yīng)產(chǎn)生H,在暗反應(yīng)階段用于還原C3能量聯(lián)系:同上能量轉(zhuǎn)變5、影響光合作用的外界因素主要有: (1)、光照強(qiáng)度:在一定范圍內(nèi),光合速率隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而加快,超過(guò)光飽合點(diǎn),光合速率不變 (2)、溫度:溫度可影響酶的活性。 (3)、二氧化碳濃度:在一定范圍內(nèi),光合速率隨二氧化碳濃度的增加而加快,達(dá)到一定程度后,光合速率維持在一定的水平,不再增加。 (4)、水:光合作用的原料之一,缺少時(shí)光合速率下降。6光合作用的應(yīng)用: (1)、適當(dāng)提高光照強(qiáng)度。 (2)、延長(zhǎng)光合作用的時(shí)間。 (3)、增加光合作用的面積-合理密植,間作套種。 (4)、溫室大棚用無(wú)色透明玻璃。 (5)、溫室栽培植物時(shí),白天適當(dāng)提高溫度,晚上適當(dāng)降溫。 (6)、溫室栽培多施有機(jī)肥或放置干冰,提高二氧化碳濃度。第六章細(xì)胞的生命歷程考點(diǎn)1。細(xì)胞的增殖1細(xì)胞的不能無(wú)限長(zhǎng)大的原因:細(xì)胞表面積與體積比的限制 ; 核質(zhì)比 。2細(xì)胞通過(guò) 分裂 進(jìn)行增殖,真核細(xì)胞的分裂的方式包括 無(wú)絲分裂 , 有絲分裂 , 減數(shù)分裂 。3 連續(xù)分裂的 細(xì)胞,從一次分裂完成時(shí)開始,到下一次 分裂完成 時(shí)為止,這是一個(gè)細(xì)胞周期。包括兩個(gè)階段 分裂間期 和 分裂期 。4植物細(xì)胞為例分裂間期的特點(diǎn) DNA分子復(fù)制和有關(guān)蛋白質(zhì)合成,同時(shí)細(xì)胞有適度的生長(zhǎng) 前期的特點(diǎn):兩出現(xiàn) 染色體縮短變粗成為染色體 紡錘體出現(xiàn) 兩消失 核仁解體 核膜消失 中期的特點(diǎn) 著絲點(diǎn)排于赤道板上 染色體形態(tài)穩(wěn)定,數(shù)目清晰便于觀察 后期的特點(diǎn) 著絲點(diǎn)分裂 姐妹染色單體成為染色體,染色體暫時(shí)加倍,移向細(xì)胞兩極 末期的特點(diǎn) 核膜、核仁出現(xiàn),染色體變?yōu)槿旧|(zhì),紡錘體消失,赤道板位置出現(xiàn)細(xì)胞板,擴(kuò)展成為細(xì)胞壁,1個(gè)細(xì)胞分裂為2個(gè)子細(xì)胞 4動(dòng)植物細(xì)胞有絲分裂異同植物細(xì)胞動(dòng)物細(xì)胞不同點(diǎn)前期細(xì)胞兩極發(fā)出紡錘絲形成紡錘體有兩組中心體發(fā)出星射線,形成紡錘體末期細(xì)胞中部形成細(xì)胞板擴(kuò)展形成細(xì)胞壁,將一個(gè)細(xì)胞分裂成兩個(gè)子細(xì)胞細(xì)胞膜從細(xì)胞中部向內(nèi)凹陷,一個(gè)細(xì)胞縊裂成兩個(gè)子細(xì)胞相同點(diǎn)分裂間期:完成染色體復(fù)制分裂期:實(shí)現(xiàn)染色體精確平均分配到兩個(gè)子細(xì)胞6 無(wú)絲分裂的過(guò)程,一般是 細(xì)胞核 先延長(zhǎng),核的中部向內(nèi) 凹進(jìn) ,成為兩個(gè) 細(xì)胞核;接著整個(gè)細(xì)胞從 中部縊裂 成兩部分,形成兩個(gè)子細(xì)胞。如 蛙的紅細(xì)胞 。7無(wú)絲分裂的特點(diǎn):沒(méi)有出現(xiàn) 紡錘絲和 染色體 的變化??键c(diǎn)2細(xì)胞的分化1 細(xì)胞的分化概念:在個(gè)體發(fā)育中,由一個(gè)或一種細(xì)胞增殖產(chǎn)生的后代,在 形態(tài) 、

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