【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2022年高三生物(人教版)一輪復(fù)習(xí)-基礎(chǔ)課時(shí)案15-基因的自由組合定律-考點(diǎn)探究_第1頁
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考點(diǎn)一自由組合定律的實(shí)質(zhì)及相關(guān)遺傳分析[典例引領(lǐng)]【典例】(2022·山東理綜,28)果蠅的灰體(E)對(duì)黑檀體(e)為顯性;短剛毛和長(zhǎng)剛毛是一對(duì)相對(duì)性狀,由一對(duì)等位基因(B,b)把握。這兩對(duì)基因位于常染色體上且獨(dú)立遺傳。用甲、乙、丙三只果蠅進(jìn)行雜交試驗(yàn),雜交組合、F1表現(xiàn)型及比例如下:(1)依據(jù)試驗(yàn)一和試驗(yàn)二的雜交結(jié)果,推斷乙果蠅的基因型可能為________或________。若試驗(yàn)一的雜交結(jié)果能驗(yàn)證兩對(duì)基因E、e和B、b的遺傳遵循自由組合定律,則丙果蠅的基因型應(yīng)為________。(2)試驗(yàn)二的F1中與親本果蠅基因型不同的個(gè)體所占的比例為________。(3)在沒有遷入遷出、突變和選擇等條件下,一個(gè)由純合果蠅組成的大種群個(gè)體間自由交配得到F1,F(xiàn)1中灰體果蠅8400只,黑檀體果蠅1600只。F1中e的基因頻率為________,Ee的基因型頻率為________。親代群體中灰體果蠅的百分比為________。(4)灰體純合果蠅與黑檀體果蠅雜交,在后代群體中消滅了一只黑檀體果蠅。消滅該黑檀體果蠅的緣由可能是親本果蠅在產(chǎn)生配子過程中發(fā)生了基因突變或染色體片段缺失。現(xiàn)有基因型為EE、Ee和ee的果蠅可供選擇,請(qǐng)完成下列試驗(yàn)步驟及結(jié)果猜測(cè),以探究其緣由。(注:一對(duì)同源染色體都缺失相同片段時(shí)胚胎致死;各型配子活力相同)試驗(yàn)步驟:①用該黑檀體果蠅與基因型為________的果蠅雜交,獲得F1;②F1自由交配,觀看、統(tǒng)計(jì)F2表現(xiàn)型及比例。結(jié)果猜測(cè):Ⅰ.假如F2表現(xiàn)型及比例為________,則為基因突變;Ⅱ.假如F2表現(xiàn)型及比例為________,則為染色體片段缺失。解析從試驗(yàn)一結(jié)果可推知甲、乙雜交組合的基因型為eebb×EeBb或eeBb×Eebb,從試驗(yàn)二可推知乙、丙雜交組合的基因型為EeBb×eeBb,故乙為EeBb或eeBb。若試驗(yàn)一能驗(yàn)證自由組合定律,則雜交組合的基因型為eebb×EeBb,乙為EeBb,則丙為eeBb。(2)試驗(yàn)二中,親本為EeBb×eeBb,其F1中EeBb=eq\f(1,2)×eq\f(1,2),eeBb=eq\f(1,2)×eq\f(1,2),與親本基因型相同的概率為(eq\f(1,2)×eq\f(1,2))+(eq\f(1,2)×eq\f(1,2))=eq\f(1,2),則與親本基因型不相同的概率為1-eq\f(1,2)=eq\f(1,2)。(3)黑檀體果蠅ee個(gè)體為1600只,依據(jù)遺傳平衡定律可知p2+2pq+q2=1,即q2=1600/(8400+1600)=0.16,q=0.4,即e的基因頻率為0.4,E的基因頻率為1-0.4=0.6;Ee的基因型頻率為2pq=2×0.4×0.6=0.48;在沒有遷入遷出、突變和選擇等條件下,親代與子代的基因頻率相同,且因親代皆為純合,故親代中EE基因型頻率為0.6,ee基因型頻率為0.4。(4)若用基因型為EE的果蠅與該黑檀體果蠅雜交,基因突變狀況下,F(xiàn)1為Ee,自由交配后,F(xiàn)2中灰體∶黑檀體=3∶1;染色體片段缺失狀況下,F(xiàn)1為eq\f(1,2)Ee、eq\f(1,2)OE,自由交配時(shí),雌、雄配子的基因型及比例為E∶e∶O=2∶1∶1,自由交配后,F(xiàn)2中灰體∶黑檀體=4∶1。若用基因型為Ee的果蠅與該黑檀體果蠅雜交,基因突變狀況下,F(xiàn)1為Ee∶ee=1∶1,自由交配后,F(xiàn)2中灰體∶黑檀體=7∶9;染色體片段缺失狀況下,F(xiàn)1為Ee、Oe、OE、ee,則配子的基因型及比例為E∶e∶O=1∶2∶1,自由交配后,F(xiàn)2中灰體∶黑檀體=7∶8。答案(1)EeBbeeBb(注:兩空可顛倒)eeBb(2)eq\f(1,2)(3)40%48%60%(4)答案一:EEⅠ.灰體∶黑檀體=3∶1Ⅱ.灰體∶黑檀體=4∶1答案二:EeⅠ.灰體∶黑檀體=7∶9Ⅱ.灰體∶黑檀體=7∶81.基因自由組合定律的細(xì)胞學(xué)基礎(chǔ)2.基因分別定律和自由組合定律關(guān)系及相關(guān)比例圖解解讀(1)在上述比例最能體現(xiàn)基因分別定律和基因自由組合定律實(shí)質(zhì)的分別是F1所產(chǎn)生配子的比為1∶1和1∶1∶1∶1,其他比例的消滅都是以此為基礎(chǔ)。該基礎(chǔ)源自于減數(shù)分裂等位基因分別,非同源染色體上的非等位基因自由組合的結(jié)果。(2)探討一對(duì)或兩對(duì)等位基因是否遵循基因分別定律或基因自由組合定律的方法。既可接受測(cè)交法、花粉鑒定法和單倍體育種法看比例是否為1∶1或1∶1∶1∶1;又可接受自交法,看后代性狀分別比是否為3∶1或9∶3∶3∶1來推斷。(3)利用分枝法理解比例關(guān)系:由于黃色和綠色、圓粒和皺粒兩對(duì)相對(duì)性狀獨(dú)立遺傳,所以9∶3∶3∶1的實(shí)質(zhì)為(3∶1)×(3∶1),1∶1∶1∶1的實(shí)質(zhì)為(1∶1)×(1∶1),因此若消滅3∶3∶1∶1,其實(shí)質(zhì)為(3∶1)×(1∶1)。此規(guī)律可以應(yīng)用在基因型的推斷中。[跟進(jìn)題組]1.(2022·江蘇南京三模,5)某種植物細(xì)胞常染色體上的A、B、T基因?qū)、b、t完全顯性,讓紅花(A)、高莖(B)、圓形果(T)植株與白花矮莖長(zhǎng)形果植株測(cè)交,子一代的表現(xiàn)型及其比例是:紅花矮莖圓形果∶白花高莖圓形果∶紅花矮莖長(zhǎng)形果∶白花高莖長(zhǎng)形果=1∶1∶1∶1,則下圖能正確表示親代紅花高莖圓形果基因組成的是()解析從測(cè)交結(jié)果看,后代中只消滅紅花矮莖和白花高莖,沒有紅花高莖和白花矮莖,可推斷A與b在同一條染色體上(連鎖),a與B在同一條染色體上,D正確。答案D2.一種歡賞鳥的體表花紋顏色由兩對(duì)基因(D和d、H和h)把握,這兩對(duì)基因按自由組合定律遺傳,與性別無關(guān)。花紋顏色和基因型的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表所示?;蛐虳、H同時(shí)存在(D_H_型)D存在、H不存在(D_hh型)H存在、D不存在(ddH_型)D和H都不存在(ddhh型)花紋顏色野生型(黑色、橘紅色同時(shí)存在)橘紅色黑色白色現(xiàn)有下列三個(gè)雜交組合。請(qǐng)回答下列問題。甲:野生型×白色,F(xiàn)1的表現(xiàn)型有野生型、橘紅色、黑色、白色;乙:橘紅色×橘紅色,F(xiàn)1的表現(xiàn)型有橘紅色、白色;丙:黑色×橘紅色,F(xiàn)1全部都是野生型。(1)甲組雜交方式在遺傳學(xué)上稱為________,屬于假說—演繹法的________階段,甲組雜交組合中,F(xiàn)1的四種表現(xiàn)型比例是_____________________________________________。(2)讓乙組F1中橘紅色鳥與另一純合黑色鳥雜交,理論上雜交后代的表現(xiàn)型及比例是______________________________________。(3)讓丙組F1中雌雄個(gè)體交配,后代中表現(xiàn)為橘紅色的有120只,那么理論上表現(xiàn)為黑色的雜合子有________只。(4)野生型與橘紅色個(gè)體雜交,后代中白色個(gè)體所占比例最大的親本基因型組合為______________________________。解析(1)由題意可知,甲組親本的基因型為DdHh與ddhh,該雜交方式在遺傳學(xué)上稱為測(cè)交,屬于假說-演繹法的驗(yàn)證階段,甲組雜交組合中,F(xiàn)1的四種表現(xiàn)型及比例為野生型(DdHh)∶橘紅色(Ddhh)∶黑色(ddHh)∶白色(ddhh)=1∶1∶1∶1。(2)乙組親本的基因型為Ddhh與Ddhh,F(xiàn)1中橘紅色鳥的基因型為eq\f(1,3)DDhh、eq\f(2,3)Ddhh,純合黑色鳥的基因型為ddHH,兩者雜交的組合方式為eq\f(1,3)DDhh×ddHH、eq\f(2,3)Ddhh×ddHH,因此子代中表現(xiàn)型為野生型的概率為eq\f(1,3)×1+eq\f(2,3)×eq\f(1,2)=eq\f(2,3),表現(xiàn)型為黑色的概率為eq\f(2,3)×eq\f(1,2)=eq\f(1,3),因此雜交后代的表現(xiàn)型及比例為野生型∶黑色=2∶1。(3)丙組親本的基因型為ddHH與DDhh,F(xiàn)1的基因型為DdHh,F(xiàn)1雌雄個(gè)體交配,子代中橘紅色(D_hh)所占的比例為3/16,因此F2個(gè)體數(shù)量為640,其中黑色雜合子(ddHh)理論上有640×eq\f(2,16)=80(只)。(4)野生型(D_H_)與橘紅色(D_hh)個(gè)體雜交,基因型為DdHh和Ddhh的親本雜交,后代消滅白色個(gè)體的概率最大,為eq\f(1,8)。答案(1)測(cè)交驗(yàn)證1∶1∶1∶1(2)野生型∶黑色=2∶1(3)80(4)DdHh×Ddhh考點(diǎn)二突破自由組合定律特殊分別比[典例引領(lǐng)]【典例1】(2022·四川理綜,11)小鼠的皮毛顏色由常染色體上的兩對(duì)基因把握,其中A/a把握灰色物質(zhì)合成,B/b把握黑色物質(zhì)合成。兩對(duì)基因把握有色物質(zhì)合成的關(guān)系如下圖:eq\x(白色前體物質(zhì))eq\o(→,\s\up7(基因Ⅰ))eq\x(有色物質(zhì)1)eq\o(→,\s\up7(基因Ⅱ))eq\x(有色物質(zhì)2)(1)選取三只不同顏色的純合小鼠(甲-灰鼠,乙-白鼠,丙-黑鼠)進(jìn)行雜交,結(jié)果如下:親本組合F1F2試驗(yàn)一甲×乙全為灰鼠9灰鼠∶3黑鼠∶4白鼠試驗(yàn)二乙×丙全為黑鼠3黑鼠∶1白鼠①兩對(duì)基因(A/a和B/b)位于________對(duì)染色體上,小鼠乙的基因型為________。②試驗(yàn)一的F2代中,白鼠共有________種基因型,灰鼠中雜合體占的比例為________。③圖中有色物質(zhì)1代表________色物質(zhì),試驗(yàn)二的F2代中黑鼠的基因型為________。(2)在純合灰鼠群體的后代中偶然發(fā)覺一只黃色雄鼠(丁),讓丁與純合黑鼠雜交,結(jié)果如下:親本組合F1F2試驗(yàn)三丁×純合黑鼠1黃鼠∶1灰鼠F1黃鼠隨機(jī)交配:3黃鼠∶1黑鼠F1灰鼠隨機(jī)交配:3灰鼠∶1黑鼠①據(jù)此推想:小鼠丁的黃色性狀是由基因________突變產(chǎn)生的,該突變屬于________性突變。②為驗(yàn)證上述推想,可用試驗(yàn)三F1代的黃鼠與灰鼠雜交。若后代的表現(xiàn)型及比例為________,則上述推想正確。③用3種不同顏色的熒光,分別標(biāo)記小鼠丁精原細(xì)胞的基因A、B及突變產(chǎn)生的新基因,觀看其分裂過程,發(fā)覺某個(gè)次級(jí)精母細(xì)胞有3種不同顏色的4個(gè)熒光點(diǎn),其緣由是________________________。解析(1)①由試驗(yàn)一可知,兩對(duì)基因把握的F2性狀比例為9∶3∶3∶1的變型(9∶3∶4),符合自由組合定律,故A/a和B/b是位于非同源染色體上的非等位基因,而且A_B_為灰色,A_bb、aabb為白色,aaB_為黑色(A/a把握灰色合成,B/b把握黑色合成)。有色物質(zhì)1為黑色,基因I為B,有色物質(zhì)2為灰色,基因Ⅱ?yàn)锳。以F1AaBb為灰色可證明推論,親本中甲應(yīng)當(dāng)為AABB,乙為aabb。②由兩對(duì)相對(duì)性狀雜交試驗(yàn)可知F2中白鼠基因型為Aabb、AAbb和aabb三種?;沂笾蠥ABB∶AaBB∶AABb∶AaBb=1∶2∶2∶4。除了AABB外皆為雜合子,雜合子比例為eq\f(8,9)。③由①解析可知有色物質(zhì)1是黑色,試驗(yàn)二中,乙為aabb,丙為aaBB,F(xiàn)1為aaBb,F(xiàn)2中黑鼠基因型為aaBB、aaBb。(2)①試驗(yàn)三中丁與純合黑鼠(aaBB)雜交,后代有兩種性狀,說明丁為雜合子,且雜交后代中有灰色個(gè)體,說明新基因相對(duì)于A為顯性(本解析中用A1表示)。結(jié)合F1、F2未消滅白鼠可知,丁不含b基因,其基因型為A1ABB。②若推論正確,則F1中黃鼠基因型為A1aBB,灰鼠為AaBB。雜交后代基因型及比例為A1ABB∶A1aBB∶AaBB∶aaBB=1∶1∶1∶1,表現(xiàn)型及其比例為黃∶灰∶黑=2∶1∶1。③在減數(shù)第一次分裂過程中聯(lián)會(huì)后,同源染色體分別,非同源染色體自由組合。次級(jí)精母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)其次次分裂,姐妹染色單體分別。由于姐妹染色單體是由同一條染色體通過復(fù)制而來的,若不發(fā)生交叉互換基因兩兩相同,應(yīng)當(dāng)是4個(gè)熒光點(diǎn),2種顏色。消滅第三種顏色應(yīng)當(dāng)是發(fā)生交叉互換的結(jié)果。答案(1)①2aabb②3eq\f(8,9)③黑aaBB、aaBb(2)①A顯②黃鼠∶灰鼠∶黑鼠=2∶1∶1③基因A與新基因所在同源染色體的非姐妹染色單體之間發(fā)生了交叉互換【典例2】(2010·全國新課標(biāo),32)某種自花受粉植物的花色分為白色、紅色和紫色?,F(xiàn)有4個(gè)純合品種:1個(gè)紫色(紫)、1個(gè)紅色(紅)、2個(gè)白色(白甲和白乙)。用這4個(gè)品種做雜交試驗(yàn),結(jié)果如下:試驗(yàn)1:紫×紅,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫,F(xiàn)2表現(xiàn)為3紫∶1紅;試驗(yàn)2:紅×白甲,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫,F(xiàn)2表現(xiàn)為9紫∶3紅∶4白;試驗(yàn)3:白甲×白乙,F(xiàn)1表現(xiàn)為白,F(xiàn)2表現(xiàn)為白;試驗(yàn)4:白乙×紫,F(xiàn)1表現(xiàn)為紫,F(xiàn)2表現(xiàn)為9紫∶3紅∶4白。綜合上述試驗(yàn)結(jié)果,請(qǐng)回答下列問題。(1)上述花色遺傳所遵循的遺傳定律是________。(2)寫出試驗(yàn)1(紫×紅)的遺傳圖解(若花色由一對(duì)等位基因把握,用A、a表示,若由兩對(duì)等位基因把握,用A、a和B、b表示,以此類推)。寫出遺傳圖解。(3)為了驗(yàn)證花色遺傳的特點(diǎn),可將試驗(yàn)2(紅×白甲)得到的F2植株自交,單株收獲F2中紫花植株所結(jié)的種子,每株的全部種子單獨(dú)種植在一起可得到一個(gè)株系,觀看多個(gè)這樣的株系,則理論上,在全部株系中有eq\f(4,9)的株系F3花色的表現(xiàn)型及其數(shù)量比為___________________________。解析(1)依據(jù)試驗(yàn)2和試驗(yàn)4中的F2代的性狀分別比可以推斷由兩對(duì)等位基因把握花色,且兩對(duì)等位基因遵循自由組合定律。(2)由于把握花色的兩對(duì)等位基因的遺傳遵循自由組合定律,所以試驗(yàn)2和試驗(yàn)4中F1代紫花植株的基因型為AaBb,F(xiàn)1代自交后代有以下兩種結(jié)論?;蛴梢陨戏治隹赏茢啵涸囼?yàn)1中親本紫花品種的基因型為AABB,親本紅花品種的基因型為AAbb或aaBB。從而寫出試驗(yàn)1的遺傳圖解,留意遺傳圖解書寫的完整性:表現(xiàn)型、基因型、比例及相關(guān)符號(hào)。(3)試驗(yàn)2的F2植株有9種基因型,其中紫花植株中基因型為AaBb的植株占eq\f(4,9)。單株收獲種子后單獨(dú)種植所得的全部株系中,eq\f(4,9)的株系為AaBb的子代,其花色的表現(xiàn)型及其數(shù)量比為9紫∶3紅∶4白。答案(1)自由組合定律(2)遺傳圖解為:(3)9紫∶3紅∶4白1.自由組合定律中的特殊分別比成因9∶3∶3∶1是獨(dú)立遺傳的兩對(duì)相對(duì)性狀自由組合時(shí)消滅的表現(xiàn)型比例,題干中假如消滅附加條件,則可能消滅9∶3∶4、9∶6∶1、15∶1、9∶7等一系列的特殊分別比。就兩對(duì)基因自由組合的試題應(yīng)遵循和為“16”時(shí)合并,和“小于16”時(shí)“致死條件自交后代性狀分別比測(cè)交后代性狀分別比存在一種顯性基因(A或B)時(shí)表現(xiàn)為同一種性狀,其余正常表現(xiàn)9∶6∶11∶2∶1即A_bb和aaB_個(gè)體的表現(xiàn)型相同A、B同時(shí)存在時(shí)表現(xiàn)為一種性狀,否則表現(xiàn)為另一種性狀9∶71∶3即A_bb、aaB_、aabb個(gè)體的表現(xiàn)型相同aa(或bb)成對(duì)存在時(shí),表現(xiàn)雙隱性性狀,其余正常表現(xiàn)9∶3∶41∶1∶2即A_bb和aabb的表現(xiàn)型相同或aaB_和aabb的表現(xiàn)型相同只要存在顯性基因(A或B)就表現(xiàn)為同一種性狀,其余正常表現(xiàn)15∶13∶1即A_B_、A_bb和aaB_的表現(xiàn)型相同顯性基因在基因型中的個(gè)數(shù)影響性狀表現(xiàn)(數(shù)量遺傳)AABB∶(AaBB、AABb)∶(AaBb、aaBB、AAbb)∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶4∶6∶4∶1AaBb∶(Aabb、aaBb)∶aabb=1∶2∶1顯性純合致死AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=4∶2∶2∶1,其余基因型個(gè)體致死AaBb∶Aabb∶aaBb∶aabb=1∶1∶1∶12.利用“合并同類項(xiàng)”妙解特殊分別比(1)看后代可能的配子組合種類,若組合方式是16種,不管以什么樣的比例呈現(xiàn),都符合基因的自由組合定律。(2)寫出正常的分別比9∶3∶3∶1。(3)對(duì)比題中所給信息進(jìn)行歸類,若分別比為9∶7,則為9∶(3∶3∶1),即7是后三種合并的結(jié)果;若分別比為9∶6∶1,則為9∶(3∶3)∶1;若分別比為15∶1,則為(9∶3∶3)∶1。易錯(cuò)警示!若存在“致死”現(xiàn)象,則可導(dǎo)致子代比例偏離“16”的“失真”現(xiàn)象,如A基因中兩顯性基因純合致死時(shí)可導(dǎo)致子代基因型為AA__的個(gè)體致死,此比例占eq\f(1,4),從而導(dǎo)致子代成活個(gè)體組合方式由“16”變成“12”。同理,因其他致死類型的存在,“16”也可能變身為“15”、“14”等,但解題時(shí)仍需按“16”模式推導(dǎo),找出后代的組合比“16”種少了哪種特定的類型,再舍棄“致死”類型。[跟進(jìn)題組]1. 某種植物的果皮顏色有白色、綠色和黃色三種,分別由位于兩對(duì)同源染色體上的等位基因把握。如圖是把握果皮不同色素合成的生理過程,則下列說法不正確的是()A.①過程稱為基因的表達(dá)B.黃果皮植株的基因型可能有兩種C.BbTt的個(gè)體自交,后代中白果皮∶黃果皮∶綠果皮=9∶6∶1D.圖中顯示了基因通過把握酶的合成來把握代謝過程,進(jìn)而把握生物的性狀解析黃果皮植株的基因型可能有bbTT、bbTt兩種;BbTt的個(gè)體自交,后代的基因型(表現(xiàn)型及所占比例)為B_T_(白色,eq\f(9,16))、B_tt(白色,eq\f(3,16))、bbT_(黃色,eq\f(3,16))、bbtt(綠色,eq\f(1,16)),因此,后代中白果皮∶黃果皮∶綠果皮=12∶3∶1;題圖中顯示了基因通過把握酶的合成來把握代謝過程,進(jìn)而把握生物的性狀。答案C2.薺菜的果實(shí)外形有三角形和卵圓形兩種,該性狀的遺傳涉及兩對(duì)等位基因,分別用A、a和B、b表示。為探究薺菜果實(shí)外形的遺傳規(guī)律,進(jìn)行了雜交試驗(yàn)(如圖)。下列相關(guān)分析不正確的是()A.依據(jù)F2表現(xiàn)型及比例可推斷,薺菜果實(shí)外形的遺傳遵循自由組合定律B.圖中親本的基因型應(yīng)分別為AABB和aabbC.F1測(cè)交后代的表現(xiàn)型及比例為三角形果實(shí)∶卵圓形果實(shí)=3∶1D.F2三角形果實(shí)中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體應(yīng)占eq\f(1,16)解析該題考查自由組合定律的內(nèi)容及變式。從F2中三角形∶卵圓形=301∶20≈15∶1,應(yīng)為9∶3∶3∶1的變式,所以F1的基因型肯定為AaBb,P為AABB和aabb,F(xiàn)1測(cè)交后代為三角形∶卵圓形=3∶1,而F2中三角形果實(shí)中能穩(wěn)定遺傳的個(gè)體應(yīng)占eq\f(1,5)。答案D3.果蠅的灰身和黑身、剛毛和截毛各為一對(duì)相對(duì)性狀,分別由等位基因A、a,D、d把握。某科研小組用一對(duì)灰身剛毛果蠅進(jìn)行了多次雜交試驗(yàn),F(xiàn)1代表現(xiàn)型及比例如下表:灰身剛毛灰身截毛黑身剛毛黑身截毛eq\f(3,15)eq\f(3,15)eq\f(1,15)eq\f(1,15)♀eq\f(5,15)0eq\f(2,15)0(1)果蠅把握剛毛和截毛的等位基因位于______染色體上。(2)上表試驗(yàn)結(jié)果存在與理論分析不吻合的狀況,緣由可能是基因型為________的受精卵不能正常發(fā)育成活。(3)若上述(

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