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【浙教版】科学九年级上册 第4章 能代谢与平衡 专题2 技术、工程与社会
一、医疗技术
1．（2022九上·定海期末）手静脉识别是新兴的生物识别技术。该技术利用红外线照射，流动血液中的血红蛋白吸收红外线形成静脉分布图像，提取其特征并储存，然后用于比对。其过程示意如下：
（1）血液中的血红蛋白能帮助红细胞运输　 　，也能运输一部分二氧化碳。
（2）从遗传角度分析，“静脉分布”这个性状是由　 　所控制的。
（3）手指静脉识别被认为具有活体识别、不可复制、唯一稳定等特点，是安全、精准的生物识别技术。科普文章中摘录有关人体静脉的描述，其中支持上述观点的有 。
A． A、同一个人的手指静脉分布特征在成年之后终身不变
B．静脉分布在皮肤之下，形状复杂，难以窃取
C．手指静脉识别是通过红外线对手指进行照射
D．若手脱离人体，静脉血管中的血液特性会发生变化，致使无法获取静脉图像
2．（2025九上·越城期末）如图甲是我国研发的第三代人工心脏———“中国心”，它采用全磁悬浮技术，主要由泵体、锂电池和控制系统三部分组成，临床试验者两年生存率接近心脏移植者，有望成为心脏衰竭患者的重要选择。
（1）图中的“中国心”安装时要紧贴心脏四个腔中的　 　，工作时，泵体利用离心力将血液从中抽出并灌注到主动脉，然后将血液输送到全身各处；
（2）“中国心”的泵体及里面的瓣膜用纯钛或钛合金制造。钛及其合金属于____(选填字母，下同)；
A．无机非金属材料 B．金属材料
C．合成材料 D．复合材料
（3）已知钛的活动性位于铝、铜之间，则下列物质中，一定不能与钛反应的物质是____。
A．硫酸铜溶液 B．氯化镁溶液 C．稀硫酸 D．硫酸锌溶液
（4）图乙为人血涂片示意图，全磁悬浮人工心脏不易激发其中　 　(选填编号)的功能，避免血液凝固成块；
（5）研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与流速成正比。当主动脉横截面积为正常值的 n倍时，测得其中血液匀速流动速度v与n的数值如下表所示。
n 1. 00 0. 90 0. 80 0. 75 0. 60
v/m·s-1 0. 180 0. 200 0. 225 0. 240 0. 300
由此可判断：当主动脉的横截面积变化时，心脏推动血液在主动脉中匀速流动的功率P与____成正比。
A．n B． /n C．n2 D．
3．（2022九上·椒江期末）新冠疫情期间， ECMO(体外肺膜氧合)技术的使用挽救了许多危重患者的生命。
技术的原理是将人体上、下腔静脉中的血液引出体外，将其充氧后注入病人的肺静脉（如图甲）或主动脉（如图乙），起到替代部分心肺功能。
（1）下列设备中能替代人体肺功能的是
A．动力泵 B．氧合器 C．氧气泵 D．热交换器
（2）ECMO技术常被用于挽救肺功能衰竭或心肺功能衰竭患者的生命，其中图乙模式是为了挽救　 　功能衰竭的病人。
（3）ECMO设备使用过程中需要输入营养补充液，若营养补充液中的氨基酸最终在细胞内被氧化分解成二氧化碳、水和含氮废物，则氨基酸一定含有　 　元素。
（4）经图甲交换器出来回到人体心脏的血液，再经过　 　（选填“体循环”或“肺循环”）到达脑，血液中的氧进入脑细胞，参与　 　氧化分解，为脑细胞生命活动提供能量。
二、运动科学
4．（2025九上·上城期末）2024杭州马拉松于11月3日在黄龙路鸣枪开跑，来自世界各地3.6万名运动员参赛。比赛过程中，运动员体内各系统协调统一，共同完成各项生命活动。据图回答问题(A~D表示人体的四种器官)：
（1）赛前运动员的饮食需以“高糖类、中蛋白、低脂肪”为主。食物中的淀粉在 B处被分解为　 　吸收进入血液，为运动员提供能量。
（2）运动员比赛所需的能量主要是通过呼吸作用中的　 　方式提供。
（3）比赛过程中，人体内的水分主要是通过　 　(填图中字母)器官直接排出体外，也可通过在补给站饮水补充，达到体内水分平衡。
5．（2025九上·永康期末）2024年9月14日是第25个“世界急救日”，今年的主题为“急救与运动”。掌握必备的急救知识，在关键时刻能救命。某小组正在开展“急救”项目化学习，绘制了人体心脏与血管的结构示意图，回答以下问题：
（1）受伤后鲜红的血液从b处喷涌而出，应马上按压(填“a”或“c”)　 　处进行止血；
（2）急救时，某B型血重危伤员需要大量输血，原则上应输　 　型血。
6．（2023九上·临平期中）当运动姿势不当容易导致扭伤，图甲是小明脚踝扭伤的照片，图乙是受伤部位三类血管分布和特点示意图。
资料一：温度会影响血管的舒缩，温度升高时血管扩张，血液流速变快，反之则变慢。
资料二：扭伤往往会使血管破裂而缓缓出血。导致局部缓慢肿起并淤血，血液流速越快，淤血越多，一般24 -48小时血液会凝结并修复血管。之后，肿胀部位淤血会通过代谢而逐渐消失。
（1）根据上述资料和所学知识，判断小明脚踝扭伤时破裂的血管是　 　。
（2）小明扭伤后，为了尽量降低损伤，快速恢复，同伙们给出了四条建议：你认为哪一条建议最合理____。
A．每天用冰块冷敷 B．每天用毛巾热敷
C．48小时内冷敷，然后再热敷 D．冷敷和热敷每隔2小时交替进行
（3）根据乙图血管分布再结合刚刚做的“观察小鱼尾鳍内血液流动”的实验及在显微镜下观察到的视野图像，请回答下列问题：
①该实验应选择尾鳍色素　 　（填“多”或“少”）的小鱼，以利于观察。
②观察时发现血流速度最快的血管1是　 　。实验结束后，我们应该将小鱼放回鱼缸或适合小鱼生活的池塘内。
7．（2024九上·上城期末）有的同学不吃早餐就去上学，往往会出现头晕、心慌、注意力不集中等现象。某小组根据我国居民“平衡膳食宝塔”示意图，拟定了一份早餐食谱：一块面包、一杯牛奶、少量蔬菜和水果。请分析回答：
（1）面包是第①层食物，主要成分是淀粉，被消化成　 　进入血液。
（2）面包暴露在空气中容易发霉，该霉菌属于　 　生物（填“自养”或“异养”）。
（3）青少年处于生长发育的关键时期，应多食用“平衡膳食宝塔”第③层和第④层食物，这些食物中含有丰富的　 　（填“糖类”或“蛋白质”或“纤维素”）。
（4）青少年如果摄入营养物质过多又疏于运动，往往会引起肥胖。这是因为同化作用　 　（填“大于”或“小于”异化作用。
8．（2022九上·安吉期末）运动员的心理状况对运动成绩有一定的影响。为更好地备战2022年冬奥会，研究者以唾液中唾液淀粉酶的含量作为检测指标，探究心理压力对运动员的影响。进行如下实验。
试管编号 实验处理 1号试管 2号试管
加入淀粉液 2毫升 2毫升
滴加碘液 2滴 2滴
加入唾液 ？ 施加心理压力后，受试者的唾液2毫升
温度条件 ？℃ ？℃
（1）1号试管加入唾液的“？”处应加入　 　。
（2）两支试管温度条件“？”处的应该是　 　 ℃。
（3）观察，记录并比较1号和2号试管蓝色褪去时间，若结果为　 　，则说明施加心理压力使受试者唾液淀粉酶的含量增加。
9．（2020九上·滨江月考）肥胖容易诱发糖尿病等多种疾病，合理膳食和体育运动能有效预防肥胖。如图一表示人体内淀粉的利用情况，图二是人体心脏结构示意图。
回答下列问题。
（1）图一中a表示淀粉的消化过程，在小肠中参与此过程的消化液有　 　。某人血液中的葡萄糖经c、d、e过程后，浓度仍然过高，尿液中出现葡萄糖，从尿的形成过程分析，其原因是　 　作用有问题。
（2）近年来，我市推行“阳光体育运动1小时”活动。同学们在校期间都能够在操场上进行各项体育锻炼。
①运动时，血液循环加快。当心房和心室均舒张时，图二中的D处于　 　（填“打开”或“关闭”） 状态。与心脏相连的血管中流动脉血的是　 　（填字母）。
②运动时，下肢骨骼肌细胞产生的二氧化碳先后通过图二中的　 　血管后（填字母），到达肺部毛细血管。请在图三中画出血液流经各血管时二氧化碳含量的变化曲线（W点是起始点）。
10．（2024九上·平湖期末）慢跑运动已逐渐成为一种健康生活的方式。为了监测人体在慢跑过程中某些生理变化，佩戴运动手表可以获得丰富的运动数据。如图所示为某人完成一次慢跑5公里，通过运动手表所获得的某些运动数据。请根据所学知识回答下列问题。
（1）在本次慢跑过程中，佩戴在手腕上运动手表能测出人的心率，是因为人的心率与　 　相等。
（2）在“无氧耐力”的9分钟内，人体肌肉细胞进行　 　，产生较多的乳酸。
（3）燃脂是指消耗人体内的脂肪，燃脂属于代谢中的　 　作用。
（4）请根据图中心率变化曲线图，尝试解释前⒉分钟的慢跑过程中，人的心率迅速变化的原因：　 　。
答案解析部分
1．【答案】（1）氧气
（2）基因
（3）A；B；D
【知识点】血液；心脏和血管
【解析】【分析】 (1)血液中的血红蛋白是红细胞内运输氧的特殊蛋白质；
（2）性状是由基因控制的；
（3）静脉，将血液从身体各部分送把血液从全身各回到心脏的血管 ，有的分布较深，有的分布较浅，较薄，弹性小。
【解答】(1)血红蛋白在氧浓度高的地方与氧结合，在氧浓度低的地方与氧分离，所以红细胞的功能是运输氧气，也能运输一部分二氧化碳。
(2)基因控制生物的性状，所以从遗传角度分析，“静脉分布”这个性状是由基因所控制的。
(3)同一个人的手指静脉分布特征在成年之后终身不变、静脉分布在皮肤之下，形状复杂，难以窃取、若手脱离人体，静脉血管中的血液特性会发生变化，致使无法获取静脉图像支持，手指静脉识别被认为具有活体识别、不可复制、唯一稳定等特点，是安全、精准的生物识别技术。手指静脉识别是通过红外线对手指进行照射与手指静脉识别的安全性没有关系，故ABD正确符合题意。
2．【答案】（1）左心室
（2）B
（3）B
（4）血小板
（5）D
【知识点】血液循环；常见金属与金属的物理性质及用途；金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】（1） 体循环的循环途径为：左心室→主动脉→各级动脉→组织处毛细血管→各级静脉→上、下腔静脉→右心房。
（2）金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
（3）在金属活动性顺序表中，只有排在前面的金属才能将后面的金属从盐溶液中置换出来；
（4） 血小板有加速止血和凝血的功能。
（5） 根据血管横截面积前后变化的定量关系，结合前面列出的等式，再由功率公式P=Fv可列式，联立成方程组，就可求出答案；
【解答】（1）图中的“中国心”安装时要紧贴心脏四个腔中的左心室，工作时，泵体利用离心力将血液从中抽出并灌注到主动脉，然后将血液输送到全身各处；
（2） 钛及其合金具有金属的性质，属于金属材料，故选B；
（3） 根据金属活动性顺序表可知，金属活动性镁>铝>锌>H>铜。已知钛的活动性位于铝、铜之间，则钛肯定与硫酸铜反应，与氯化镁不反应，可能与稀硫酸和硫酸锌反应，故选B。
（4）图乙为人血涂片示意图，全磁悬浮人工心脏不易激发其中血小板的功能，避免血液凝固成块；
（5） 根据题意可知，要保证血液匀速运动，则有：f=F=kv，v=0.18nm/s，
由功率公式可得：；
即心脏推动血液在主动脉中匀速流动的功率P与成正比。
故选D。
3．【答案】（1）B
（2）心脏和肺（或心肺）
（3）C、H、N
（4）体循环；葡萄糖
【知识点】心脏和血管；血液循环；细胞呼吸
【解析】【分析】此题考查了血液循环。体循环：左心室-主动脉-各级小动脉-全身毛细血管-各级小静脉-上下腔静脉-右心房；肺循环：右心室-肺动脉-肺部毛细血管-肺静脉-左心房；通过血液循环，血液将氧气和营养物质给了组织细胞，组织细胞将二氧化碳和代谢废物给了血液，葡萄糖在组织细胞中氧化分解释放能量，为自己的生命活动提供能量。
【解答】（1）血液流经人体的肺部，进行气体交换，肺泡将氧气给了血液，所以流过肺部的血液中含氧量上升，因此氧合器就代替了人体肺的功能。
（2）从图乙中可以看出氧气泵相当于心脏的功能，氧合器相当于肺的功能，所以图乙模式是为了挽救心脏和肺功能衰竭的病人。
（3） 营养补充液中的氨基酸最终在细胞内被氧化分解成二氧化碳、水和含氮废物， 氧元素可能来自于氧合器，所以碳（C）元素，氮（N）元素，氢（H）元素一定来自氨基酸；
（4）经图甲交换器出来血液先流到肺静脉，在流到左心房，左心室，通过体循环流到脑部，血液中的氧进入脑细胞，参与葡萄糖的氧化分解，为脑细胞生命活动提供能量。
故答案为：（1）B（2）心脏和肺（或心肺） （3）C、H、N （4）体循环 ，葡萄糖
4．【答案】（1）葡萄糖
（2）有氧呼吸
（3）C
【知识点】消化系统的组成；食物的消化与吸收
【解析】【分析】 （1）食物在消化道里被分解成小分子物质的过程叫消化。淀粉的消化开始于口腔，在口腔中淀粉被唾液淀粉酶分解成麦芽糖，进入小肠后被肠液和胰液彻底分解成葡萄糖。蛋白质的消化开始于胃，在胃中胃液对蛋白质进行初步消化，进入小肠后被肠液和胰液彻底分解成氨基酸。脂肪的消化开始于小肠，脂肪先被胆汁乳化成脂肪微粒，最后被肠液和胰液彻底分解成甘油和脂肪酸。
（2）图中的A肺、B小肠、C皮肤、D肾脏。
【解答】 （1）淀粉的消化开始于口腔，在口腔中淀粉被唾液淀粉酶分解成麦芽糖，进入小肠后被肠液和胰液彻底分解成葡萄糖。所以食物中的淀粉需要在B小肠处被分解为葡萄糖吸收进入血液，为运动员提供能量。
（2）马拉松属于长跑项目，持续时间较长，耗能巨大，因此需要依赖有氧呼吸来提供持久的能量供应。有氧呼吸通过分解糖和脂肪产生能量，并且能够持续数小时，这使得它成为马拉松运动员的主要能量来源。所以运动员比赛所需的能量主要是通过呼吸作用中的有氧呼吸方式提供。
（3）人体的排泄途径有三条：大多数的水、无机盐、尿素等以尿液的形式通过泌尿系统排出；少量水、无机盐、尿素等以汗液的形式通过皮肤排出；二氧化碳和少量的水分以气体的形式通过呼气排出。进行剧烈运动时会大量出汗，通过皮肤排出的水分会明显增多，所以比赛过程中，人体内的水分主要是通过C皮肤直接排出体外，也可通过在补给站饮水补充，达到体内水分平衡。
5．【答案】（1）a
（2）B
【知识点】血液循环；血型与输血
【解析】【分析】血液在心脏和血管内流动的方向是心脏→动脉→毛细血管→静脉→心脏。
【解答】（1）受伤后鲜红的血液从b处喷涌而出，是动脉出血，应马上按压a处止血，并尽快去医院治疗；
（2）急救时，某B型血重危伤员需要大量输血，原则上应输同血型的血，因此应输B型血。
故答案为：（1）a；（2）B。
6．【答案】（1）毛细血管
（2）C
（3）少；动脉
【知识点】心脏和血管；血液循环
【解析】【分析】温度高血管舒张，血流速度快；温度低血管收缩，血流速度变慢。动脉出血的特点，颜色鲜红，血流较快，常呈喷射状；静脉出血的特点是静脉血色暗红，血流较快；毛细血管壁最薄，血管出血，血液缓慢渗出。
【解答】（1）根据上述资料：扭伤往往会使血管破裂而缓缓出血，毛细血管血液速度慢，因此，判断小明脚踝扭伤时破裂的血管是毛细血管。
（2）小明扭伤后，为了尽量降低损伤，快速恢复，建议在24小时内冷敷，24小时后进行热敷。因为24小时内，血管未修复，冷敷可以减少出血量；24小时后用热敷，可以加快血液流动速度，加速淤血代谢。故四条建议中C建议最合理。
故答案为：C。
（3） ① 小鱼尾鳍内含色素，颜色深，视野较暗，因此该实验应选择尾鳍色素少的小鱼， 以利于观察。
② 1是从主干流向分支的血管，是小动脉，血流速度最快。
7．【答案】葡萄糖；异养；蛋白质；大于
【知识点】食物的消化与吸收；代谢的多样性；真菌的主要特点
【解析】【分析】1、食物的消化吸收
淀粉是多糖，是面包的主要成分。它的消化从口腔开始，在唾液淀粉酶的作用下初步分解为麦芽糖，然后在小肠中，在胰淀粉酶和肠淀粉酶等的作用下，最终被消化为葡萄糖。葡萄糖是能被人体吸收的单糖，通过小肠绒毛上皮细胞进入血液，为人体提供能量。
2、生物的营养方式
自养生物能够利用无机物合成自身所需的有机物，如绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水合成有机物。异养生物不能自己合成有机物，必须依靠摄取现成的有机物来维持生命活动。霉菌没有叶绿体，不能进行光合作用制造有机物，只能依靠分解面包中的有机物来获取营养，属于异养生物。
3、新陈代谢包括同化作用和异化作用。同化作用是将外界营养物质转化为自身物质并储存能量的过程，异化作用是分解自身物质释放能量并排出代谢废物的过程。当同化作用大于异化作用时，人体会储存更多的物质和能量，表现为体重增加。如果青少年摄入营养物质过多又缺乏运动，身体消耗的能量少，同化作用就会大于异化作用，多余的能量会以脂肪的形式储存起来，从而导致肥胖。
图中①谷物类、②果蔬类、③鱼、肉、蛋、④奶制品、豆制品、⑤油脂类。
【解答】（1）“平衡膳食宝塔”第①层食物的主要成分是淀粉。淀粉在口腔内被唾液淀粉酶将分解成了麦芽糖，小肠中被肠液、胰液分解为葡萄糖才能被吸收进入血液。
（2）霉菌的细胞内没有叶绿体，营养方式是异养。
（3）蛋白质是构成人体细胞的基本物质；人体的生长发育、组织的更新等都离不开蛋白质；青少年正处于生长发育的关键时期，对蛋白质的需求量较大，青少年要保证营养全面合理，尤其要注意蛋白质的摄入量。因此应多食用“平衡膳食宝塔”中第③层和第④层的食物，这些食物中含有丰富的蛋白质。
（4）同化作用是将外界物质转化为自身物质的过程，异化过程是将自身物质转化为外界物质的过程，所以，肥胖的原因是同化作用大于异化作用。
8．【答案】（1）施加心理压力前受试者的唾液2mL
（2）37
（3）2号试管颜色褪去时间少于1号试管
【知识点】酶及其催化作用
【解析】【分析】1.科学探究的一般过程包括提出问题、作出假设、制定计划（即探究的方案：包括选择材料、设计方法步骤等）、实施计划、得出结论（分析所得的结果与假设是否相符）、表达和交流。
2.唾液淀粉酶对淀粉的消化作用的实验的方法步骤：确定、控制变量，设置对照实验→37℃水浴→滴加碘液→观察和分析现象→得出结论。
3.在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其它条件都相同的实验，叫对照实验。
【解答】(1)在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其它条件都相同的实验，叫对照实验；要探究唾液对馒头的消化作用，要以唾液为变量设置①对照实验，因此，在1号试管里“？”处应加施加心理压力前受试者的唾液2mL，这样就与2号试管形成了一组以施加心理压力前、后取受试者的唾液为变量的对照实验，设置1号试管在本实验中起到对照作用。
(2)号试管“？”处的温度条件应该是37℃，因为唾液淀粉酶分解淀粉受温度的影响，37℃接近人的体温，唾液淀粉酶分解淀粉的能力最强。
(3)观察，记录并比较1号和2号试管蓝色褪去时间，若结果为2号试管颜色褪去时间少于1号试管，则说明施加心理压力使受试者唾液淀粉酶的含量增加；
9．【答案】（1）胰液肠液；肾小管的重吸收
（2）关闭；AC；GB
【知识点】血液循环；泌尿系统
【解析】【分析】小肠中的肠液和胰液可以将淀粉分解为葡萄糖。葡萄糖被小肠吸收进入血液后随着血液循环被运至全身各处。当血液流经肾脏中的肾小球时，其中的葡萄糖、尿素、无机盐、水等通过肾小球、肾小囊内壁进入肾小囊中形成原尿。原尿接着流入肾小管，肾小管可将全部葡萄糖、大部分水、部分无机盐重吸收回血液，剩下的水、无机盐和尿素就形成了尿液被排出体外。心脏为血液循环提供动力。当心房收缩时，其中的血液穿过房室瓣进入心室，接着心室收缩，房室瓣关闭，心室中的血液穿过动脉瓣进入动脉，流向身体各处，然后心房和心室均舒张，动脉瓣关闭，身体各处的血液由肺静脉和上下腔静脉流回心房。人体血液循环分为体循环和肺循环。体循环中动脉血由左心室流进主动脉 、各级动脉，再来到全身各处组织细胞周围的毛细血管网，在这里血液中的氧气进入组织细胞，组织细胞产生的二氧化碳等废物进入血液，动脉血变为含氧较少的静脉血，静脉血进入各级静脉，经上、下腔静脉流回右心房。右心房中的静脉血进入右心室开始肺循环，由右心室出发的静脉血经肺动脉来到肺部毛细血管时，血液中的二氧化碳进入肺泡，肺泡中的氧气进入血液，静脉血变为动脉血流入肺静脉回到左心房。
【解答】（1）图一中a表示淀粉的消化过程，在小肠中参与此过程的消化液有胰液肠液。某人血液中的葡萄糖经c、d、e过程后，浓度仍然过高，尿液中出现葡萄糖，从尿的形成过程分析，其原因是肾小管不能将原尿中的全部葡萄糖重吸收回血液。
（2）①运动时，血液循环加快。当心房和心室均舒张时，图二中的D动脉瓣关闭，全身各处的血液经肺静脉和上、下腔静脉流回心房。与心脏相连的血管中流动脉血的是A主动脉和C肺静脉。
②运动时，下肢骨骼肌细胞产生的二氧化碳进入血液后随着体循环先后通过图二中的G下腔静脉、B肺动脉后，到达肺部毛细血管。
故答案为：（1）胰液肠液；肾小管的重吸收；（2）关闭；AC；GB
10．【答案】（1）脉搏
（2）无氧呼吸
（3）异化
（4）人体从安静到运动时，人体所需能量迅速增加，需要通过加快呼吸作用产生更多能量，增加心率可以使血液在相同时间内运输更多的氧气供细胞进行呼吸作用。
【知识点】血液循环；细胞呼吸；代谢的多样性
【解析】【分析】 无氧呼吸是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为尚未彻底氧化的产物。
【解答】（1）心率是指正常人安静状态下每分钟心跳的次数，一般为60~100次/分，可因年龄、性别或其他生理因素产生个体差异。一般来说，年龄越小，心率越快，老年人心跳比年轻人慢， 脉搏是心脏收缩时，泵出血液所引起的动脉跳动。脉搏数同心脏的跳动次数一样。
（2）因为是“无氧耐力”，所以进行无氧呼吸，人无氧呼吸产生乳酸；
（3）分解自身物质，释放能量过程属于异化作用；
（4） 人体所需能量迅速增加， 无氧呼吸无法提供大量能量，只有通过有氧呼吸才能产生大量能量，所以增加心率可以使血液在相同时间内运输更多的氧气供细胞进行呼吸作用。
1 / 1【浙教版】科学九年级上册 第4章 能代谢与平衡 专题2 技术、工程与社会
一、医疗技术
1．（2022九上·定海期末）手静脉识别是新兴的生物识别技术。该技术利用红外线照射，流动血液中的血红蛋白吸收红外线形成静脉分布图像，提取其特征并储存，然后用于比对。其过程示意如下：
（1）血液中的血红蛋白能帮助红细胞运输　 　，也能运输一部分二氧化碳。
（2）从遗传角度分析，“静脉分布”这个性状是由　 　所控制的。
（3）手指静脉识别被认为具有活体识别、不可复制、唯一稳定等特点，是安全、精准的生物识别技术。科普文章中摘录有关人体静脉的描述，其中支持上述观点的有 。
A． A、同一个人的手指静脉分布特征在成年之后终身不变
B．静脉分布在皮肤之下，形状复杂，难以窃取
C．手指静脉识别是通过红外线对手指进行照射
D．若手脱离人体，静脉血管中的血液特性会发生变化，致使无法获取静脉图像
【答案】（1）氧气
（2）基因
（3）A；B；D
【知识点】血液；心脏和血管
【解析】【分析】 (1)血液中的血红蛋白是红细胞内运输氧的特殊蛋白质；
（2）性状是由基因控制的；
（3）静脉，将血液从身体各部分送把血液从全身各回到心脏的血管 ，有的分布较深，有的分布较浅，较薄，弹性小。
【解答】(1)血红蛋白在氧浓度高的地方与氧结合，在氧浓度低的地方与氧分离，所以红细胞的功能是运输氧气，也能运输一部分二氧化碳。
(2)基因控制生物的性状，所以从遗传角度分析，“静脉分布”这个性状是由基因所控制的。
(3)同一个人的手指静脉分布特征在成年之后终身不变、静脉分布在皮肤之下，形状复杂，难以窃取、若手脱离人体，静脉血管中的血液特性会发生变化，致使无法获取静脉图像支持，手指静脉识别被认为具有活体识别、不可复制、唯一稳定等特点，是安全、精准的生物识别技术。手指静脉识别是通过红外线对手指进行照射与手指静脉识别的安全性没有关系，故ABD正确符合题意。
2．（2025九上·越城期末）如图甲是我国研发的第三代人工心脏———“中国心”，它采用全磁悬浮技术，主要由泵体、锂电池和控制系统三部分组成，临床试验者两年生存率接近心脏移植者，有望成为心脏衰竭患者的重要选择。
（1）图中的“中国心”安装时要紧贴心脏四个腔中的　 　，工作时，泵体利用离心力将血液从中抽出并灌注到主动脉，然后将血液输送到全身各处；
（2）“中国心”的泵体及里面的瓣膜用纯钛或钛合金制造。钛及其合金属于____(选填字母，下同)；
A．无机非金属材料 B．金属材料
C．合成材料 D．复合材料
（3）已知钛的活动性位于铝、铜之间，则下列物质中，一定不能与钛反应的物质是____。
A．硫酸铜溶液 B．氯化镁溶液 C．稀硫酸 D．硫酸锌溶液
（4）图乙为人血涂片示意图，全磁悬浮人工心脏不易激发其中　 　(选填编号)的功能，避免血液凝固成块；
（5）研究表明，血管内血流速度会随血管横截面积的变化而变化，且血液匀速通过血管时，受到的阻力与流速成正比。当主动脉横截面积为正常值的 n倍时，测得其中血液匀速流动速度v与n的数值如下表所示。
n 1. 00 0. 90 0. 80 0. 75 0. 60
v/m·s-1 0. 180 0. 200 0. 225 0. 240 0. 300
由此可判断：当主动脉的横截面积变化时，心脏推动血液在主动脉中匀速流动的功率P与____成正比。
A．n B． /n C．n2 D．
【答案】（1）左心室
（2）B
（3）B
（4）血小板
（5）D
【知识点】血液循环；常见金属与金属的物理性质及用途；金属活动性顺序及其应用
【解析】【分析】（1） 体循环的循环途径为：左心室→主动脉→各级动脉→组织处毛细血管→各级静脉→上、下腔静脉→右心房。
（2）金属材料是指金属元素或以金属元素为主构成的具有金属特性的材料的统称。包括纯金属、合金、金属材料金属间化合物和特种金属材料等。
（3）在金属活动性顺序表中，只有排在前面的金属才能将后面的金属从盐溶液中置换出来；
（4） 血小板有加速止血和凝血的功能。
（5） 根据血管横截面积前后变化的定量关系，结合前面列出的等式，再由功率公式P=Fv可列式，联立成方程组，就可求出答案；
【解答】（1）图中的“中国心”安装时要紧贴心脏四个腔中的左心室，工作时，泵体利用离心力将血液从中抽出并灌注到主动脉，然后将血液输送到全身各处；
（2） 钛及其合金具有金属的性质，属于金属材料，故选B；
（3） 根据金属活动性顺序表可知，金属活动性镁>铝>锌>H>铜。已知钛的活动性位于铝、铜之间，则钛肯定与硫酸铜反应，与氯化镁不反应，可能与稀硫酸和硫酸锌反应，故选B。
（4）图乙为人血涂片示意图，全磁悬浮人工心脏不易激发其中血小板的功能，避免血液凝固成块；
（5） 根据题意可知，要保证血液匀速运动，则有：f=F=kv，v=0.18nm/s，
由功率公式可得：；
即心脏推动血液在主动脉中匀速流动的功率P与成正比。
故选D。
3．（2022九上·椒江期末）新冠疫情期间， ECMO(体外肺膜氧合)技术的使用挽救了许多危重患者的生命。
技术的原理是将人体上、下腔静脉中的血液引出体外，将其充氧后注入病人的肺静脉（如图甲）或主动脉（如图乙），起到替代部分心肺功能。
（1）下列设备中能替代人体肺功能的是
A．动力泵 B．氧合器 C．氧气泵 D．热交换器
（2）ECMO技术常被用于挽救肺功能衰竭或心肺功能衰竭患者的生命，其中图乙模式是为了挽救　 　功能衰竭的病人。
（3）ECMO设备使用过程中需要输入营养补充液，若营养补充液中的氨基酸最终在细胞内被氧化分解成二氧化碳、水和含氮废物，则氨基酸一定含有　 　元素。
（4）经图甲交换器出来回到人体心脏的血液，再经过　 　（选填“体循环”或“肺循环”）到达脑，血液中的氧进入脑细胞，参与　 　氧化分解，为脑细胞生命活动提供能量。
【答案】（1）B
（2）心脏和肺（或心肺）
（3）C、H、N
（4）体循环；葡萄糖
【知识点】心脏和血管；血液循环；细胞呼吸
【解析】【分析】此题考查了血液循环。体循环：左心室-主动脉-各级小动脉-全身毛细血管-各级小静脉-上下腔静脉-右心房；肺循环：右心室-肺动脉-肺部毛细血管-肺静脉-左心房；通过血液循环，血液将氧气和营养物质给了组织细胞，组织细胞将二氧化碳和代谢废物给了血液，葡萄糖在组织细胞中氧化分解释放能量，为自己的生命活动提供能量。
【解答】（1）血液流经人体的肺部，进行气体交换，肺泡将氧气给了血液，所以流过肺部的血液中含氧量上升，因此氧合器就代替了人体肺的功能。
（2）从图乙中可以看出氧气泵相当于心脏的功能，氧合器相当于肺的功能，所以图乙模式是为了挽救心脏和肺功能衰竭的病人。
（3） 营养补充液中的氨基酸最终在细胞内被氧化分解成二氧化碳、水和含氮废物， 氧元素可能来自于氧合器，所以碳（C）元素，氮（N）元素，氢（H）元素一定来自氨基酸；
（4）经图甲交换器出来血液先流到肺静脉，在流到左心房，左心室，通过体循环流到脑部，血液中的氧进入脑细胞，参与葡萄糖的氧化分解，为脑细胞生命活动提供能量。
故答案为：（1）B（2）心脏和肺（或心肺） （3）C、H、N （4）体循环 ，葡萄糖
二、运动科学
4．（2025九上·上城期末）2024杭州马拉松于11月3日在黄龙路鸣枪开跑，来自世界各地3.6万名运动员参赛。比赛过程中，运动员体内各系统协调统一，共同完成各项生命活动。据图回答问题(A~D表示人体的四种器官)：
（1）赛前运动员的饮食需以“高糖类、中蛋白、低脂肪”为主。食物中的淀粉在 B处被分解为　 　吸收进入血液，为运动员提供能量。
（2）运动员比赛所需的能量主要是通过呼吸作用中的　 　方式提供。
（3）比赛过程中，人体内的水分主要是通过　 　(填图中字母)器官直接排出体外，也可通过在补给站饮水补充，达到体内水分平衡。
【答案】（1）葡萄糖
（2）有氧呼吸
（3）C
【知识点】消化系统的组成；食物的消化与吸收
【解析】【分析】 （1）食物在消化道里被分解成小分子物质的过程叫消化。淀粉的消化开始于口腔，在口腔中淀粉被唾液淀粉酶分解成麦芽糖，进入小肠后被肠液和胰液彻底分解成葡萄糖。蛋白质的消化开始于胃，在胃中胃液对蛋白质进行初步消化，进入小肠后被肠液和胰液彻底分解成氨基酸。脂肪的消化开始于小肠，脂肪先被胆汁乳化成脂肪微粒，最后被肠液和胰液彻底分解成甘油和脂肪酸。
（2）图中的A肺、B小肠、C皮肤、D肾脏。
【解答】 （1）淀粉的消化开始于口腔，在口腔中淀粉被唾液淀粉酶分解成麦芽糖，进入小肠后被肠液和胰液彻底分解成葡萄糖。所以食物中的淀粉需要在B小肠处被分解为葡萄糖吸收进入血液，为运动员提供能量。
（2）马拉松属于长跑项目，持续时间较长，耗能巨大，因此需要依赖有氧呼吸来提供持久的能量供应。有氧呼吸通过分解糖和脂肪产生能量，并且能够持续数小时，这使得它成为马拉松运动员的主要能量来源。所以运动员比赛所需的能量主要是通过呼吸作用中的有氧呼吸方式提供。
（3）人体的排泄途径有三条：大多数的水、无机盐、尿素等以尿液的形式通过泌尿系统排出；少量水、无机盐、尿素等以汗液的形式通过皮肤排出；二氧化碳和少量的水分以气体的形式通过呼气排出。进行剧烈运动时会大量出汗，通过皮肤排出的水分会明显增多，所以比赛过程中，人体内的水分主要是通过C皮肤直接排出体外，也可通过在补给站饮水补充，达到体内水分平衡。
5．（2025九上·永康期末）2024年9月14日是第25个“世界急救日”，今年的主题为“急救与运动”。掌握必备的急救知识，在关键时刻能救命。某小组正在开展“急救”项目化学习，绘制了人体心脏与血管的结构示意图，回答以下问题：
（1）受伤后鲜红的血液从b处喷涌而出，应马上按压(填“a”或“c”)　 　处进行止血；
（2）急救时，某B型血重危伤员需要大量输血，原则上应输　 　型血。
【答案】（1）a
（2）B
【知识点】血液循环；血型与输血
【解析】【分析】血液在心脏和血管内流动的方向是心脏→动脉→毛细血管→静脉→心脏。
【解答】（1）受伤后鲜红的血液从b处喷涌而出，是动脉出血，应马上按压a处止血，并尽快去医院治疗；
（2）急救时，某B型血重危伤员需要大量输血，原则上应输同血型的血，因此应输B型血。
故答案为：（1）a；（2）B。
6．（2023九上·临平期中）当运动姿势不当容易导致扭伤，图甲是小明脚踝扭伤的照片，图乙是受伤部位三类血管分布和特点示意图。
资料一：温度会影响血管的舒缩，温度升高时血管扩张，血液流速变快，反之则变慢。
资料二：扭伤往往会使血管破裂而缓缓出血。导致局部缓慢肿起并淤血，血液流速越快，淤血越多，一般24 -48小时血液会凝结并修复血管。之后，肿胀部位淤血会通过代谢而逐渐消失。
（1）根据上述资料和所学知识，判断小明脚踝扭伤时破裂的血管是　 　。
（2）小明扭伤后，为了尽量降低损伤，快速恢复，同伙们给出了四条建议：你认为哪一条建议最合理____。
A．每天用冰块冷敷 B．每天用毛巾热敷
C．48小时内冷敷，然后再热敷 D．冷敷和热敷每隔2小时交替进行
（3）根据乙图血管分布再结合刚刚做的“观察小鱼尾鳍内血液流动”的实验及在显微镜下观察到的视野图像，请回答下列问题：
①该实验应选择尾鳍色素　 　（填“多”或“少”）的小鱼，以利于观察。
②观察时发现血流速度最快的血管1是　 　。实验结束后，我们应该将小鱼放回鱼缸或适合小鱼生活的池塘内。
【答案】（1）毛细血管
（2）C
（3）少；动脉
【知识点】心脏和血管；血液循环
【解析】【分析】温度高血管舒张，血流速度快；温度低血管收缩，血流速度变慢。动脉出血的特点，颜色鲜红，血流较快，常呈喷射状；静脉出血的特点是静脉血色暗红，血流较快；毛细血管壁最薄，血管出血，血液缓慢渗出。
【解答】（1）根据上述资料：扭伤往往会使血管破裂而缓缓出血，毛细血管血液速度慢，因此，判断小明脚踝扭伤时破裂的血管是毛细血管。
（2）小明扭伤后，为了尽量降低损伤，快速恢复，建议在24小时内冷敷，24小时后进行热敷。因为24小时内，血管未修复，冷敷可以减少出血量；24小时后用热敷，可以加快血液流动速度，加速淤血代谢。故四条建议中C建议最合理。
故答案为：C。
（3） ① 小鱼尾鳍内含色素，颜色深，视野较暗，因此该实验应选择尾鳍色素少的小鱼， 以利于观察。
② 1是从主干流向分支的血管，是小动脉，血流速度最快。
7．（2024九上·上城期末）有的同学不吃早餐就去上学，往往会出现头晕、心慌、注意力不集中等现象。某小组根据我国居民“平衡膳食宝塔”示意图，拟定了一份早餐食谱：一块面包、一杯牛奶、少量蔬菜和水果。请分析回答：
（1）面包是第①层食物，主要成分是淀粉，被消化成　 　进入血液。
（2）面包暴露在空气中容易发霉，该霉菌属于　 　生物（填“自养”或“异养”）。
（3）青少年处于生长发育的关键时期，应多食用“平衡膳食宝塔”第③层和第④层食物，这些食物中含有丰富的　 　（填“糖类”或“蛋白质”或“纤维素”）。
（4）青少年如果摄入营养物质过多又疏于运动，往往会引起肥胖。这是因为同化作用　 　（填“大于”或“小于”异化作用。
【答案】葡萄糖；异养；蛋白质；大于
【知识点】食物的消化与吸收；代谢的多样性；真菌的主要特点
【解析】【分析】1、食物的消化吸收
淀粉是多糖，是面包的主要成分。它的消化从口腔开始，在唾液淀粉酶的作用下初步分解为麦芽糖，然后在小肠中，在胰淀粉酶和肠淀粉酶等的作用下，最终被消化为葡萄糖。葡萄糖是能被人体吸收的单糖，通过小肠绒毛上皮细胞进入血液，为人体提供能量。
2、生物的营养方式
自养生物能够利用无机物合成自身所需的有机物，如绿色植物通过光合作用将二氧化碳和水合成有机物。异养生物不能自己合成有机物，必须依靠摄取现成的有机物来维持生命活动。霉菌没有叶绿体，不能进行光合作用制造有机物，只能依靠分解面包中的有机物来获取营养，属于异养生物。
3、新陈代谢包括同化作用和异化作用。同化作用是将外界营养物质转化为自身物质并储存能量的过程，异化作用是分解自身物质释放能量并排出代谢废物的过程。当同化作用大于异化作用时，人体会储存更多的物质和能量，表现为体重增加。如果青少年摄入营养物质过多又缺乏运动，身体消耗的能量少，同化作用就会大于异化作用，多余的能量会以脂肪的形式储存起来，从而导致肥胖。
图中①谷物类、②果蔬类、③鱼、肉、蛋、④奶制品、豆制品、⑤油脂类。
【解答】（1）“平衡膳食宝塔”第①层食物的主要成分是淀粉。淀粉在口腔内被唾液淀粉酶将分解成了麦芽糖，小肠中被肠液、胰液分解为葡萄糖才能被吸收进入血液。
（2）霉菌的细胞内没有叶绿体，营养方式是异养。
（3）蛋白质是构成人体细胞的基本物质；人体的生长发育、组织的更新等都离不开蛋白质；青少年正处于生长发育的关键时期，对蛋白质的需求量较大，青少年要保证营养全面合理，尤其要注意蛋白质的摄入量。因此应多食用“平衡膳食宝塔”中第③层和第④层的食物，这些食物中含有丰富的蛋白质。
（4）同化作用是将外界物质转化为自身物质的过程，异化过程是将自身物质转化为外界物质的过程，所以，肥胖的原因是同化作用大于异化作用。
8．（2022九上·安吉期末）运动员的心理状况对运动成绩有一定的影响。为更好地备战2022年冬奥会，研究者以唾液中唾液淀粉酶的含量作为检测指标，探究心理压力对运动员的影响。进行如下实验。
试管编号 实验处理 1号试管 2号试管
加入淀粉液 2毫升 2毫升
滴加碘液 2滴 2滴
加入唾液 ？ 施加心理压力后，受试者的唾液2毫升
温度条件 ？℃ ？℃
（1）1号试管加入唾液的“？”处应加入　 　。
（2）两支试管温度条件“？”处的应该是　 　 ℃。
（3）观察，记录并比较1号和2号试管蓝色褪去时间，若结果为　 　，则说明施加心理压力使受试者唾液淀粉酶的含量增加。
【答案】（1）施加心理压力前受试者的唾液2mL
（2）37
（3）2号试管颜色褪去时间少于1号试管
【知识点】酶及其催化作用
【解析】【分析】1.科学探究的一般过程包括提出问题、作出假设、制定计划（即探究的方案：包括选择材料、设计方法步骤等）、实施计划、得出结论（分析所得的结果与假设是否相符）、表达和交流。
2.唾液淀粉酶对淀粉的消化作用的实验的方法步骤：确定、控制变量，设置对照实验→37℃水浴→滴加碘液→观察和分析现象→得出结论。
3.在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其它条件都相同的实验，叫对照实验。
【解答】(1)在研究一种条件对研究对象的影响时，所进行的除了这种条件不同以外，其它条件都相同的实验，叫对照实验；要探究唾液对馒头的消化作用，要以唾液为变量设置①对照实验，因此，在1号试管里“？”处应加施加心理压力前受试者的唾液2mL，这样就与2号试管形成了一组以施加心理压力前、后取受试者的唾液为变量的对照实验，设置1号试管在本实验中起到对照作用。
(2)号试管“？”处的温度条件应该是37℃，因为唾液淀粉酶分解淀粉受温度的影响，37℃接近人的体温，唾液淀粉酶分解淀粉的能力最强。
(3)观察，记录并比较1号和2号试管蓝色褪去时间，若结果为2号试管颜色褪去时间少于1号试管，则说明施加心理压力使受试者唾液淀粉酶的含量增加；
9．（2020九上·滨江月考）肥胖容易诱发糖尿病等多种疾病，合理膳食和体育运动能有效预防肥胖。如图一表示人体内淀粉的利用情况，图二是人体心脏结构示意图。
回答下列问题。
（1）图一中a表示淀粉的消化过程，在小肠中参与此过程的消化液有　 　。某人血液中的葡萄糖经c、d、e过程后，浓度仍然过高，尿液中出现葡萄糖，从尿的形成过程分析，其原因是　 　作用有问题。
（2）近年来，我市推行“阳光体育运动1小时”活动。同学们在校期间都能够在操场上进行各项体育锻炼。
①运动时，血液循环加快。当心房和心室均舒张时，图二中的D处于　 　（填“打开”或“关闭”） 状态。与心脏相连的血管中流动脉血的是　 　（填字母）。
②运动时，下肢骨骼肌细胞产生的二氧化碳先后通过图二中的　 　血管后（填字母），到达肺部毛细血管。请在图三中画出血液流经各血管时二氧化碳含量的变化曲线（W点是起始点）。
【答案】（1）胰液肠液；肾小管的重吸收
（2）关闭；AC；GB
【知识点】血液循环；泌尿系统
【解析】【分析】小肠中的肠液和胰液可以将淀粉分解为葡萄糖。葡萄糖被小肠吸收进入血液后随着血液循环被运至全身各处。当血液流经肾脏中的肾小球时，其中的葡萄糖、尿素、无机盐、水等通过肾小球、肾小囊内壁进入肾小囊中形成原尿。原尿接着流入肾小管，肾小管可将全部葡萄糖、大部分水、部分无机盐重吸收回血液，剩下的水、无机盐和尿素就形成了尿液被排出体外。心脏为血液循环提供动力。当心房收缩时，其中的血液穿过房室瓣进入心室，接着心室收缩，房室瓣关闭，心室中的血液穿过动脉瓣进入动脉，流向身体各处，然后心房和心室均舒张，动脉瓣关闭，身体各处的血液由肺静脉和上下腔静脉流回心房。人体血液循环分为体循环和肺循环。体循环中动脉血由左心室流进主动脉 、各级动脉，再来到全身各处组织细胞周围的毛细血管网，在这里血液中的氧气进入组织细胞，组织细胞产生的二氧化碳等废物进入血液，动脉血变为含氧较少的静脉血，静脉血进入各级静脉，经上、下腔静脉流回右心房。右心房中的静脉血进入右心室开始肺循环，由右心室出发的静脉血经肺动脉来到肺部毛细血管时，血液中的二氧化碳进入肺泡，肺泡中的氧气进入血液，静脉血变为动脉血流入肺静脉回到左心房。
【解答】（1）图一中a表示淀粉的消化过程，在小肠中参与此过程的消化液有胰液肠液。某人血液中的葡萄糖经c、d、e过程后，浓度仍然过高，尿液中出现葡萄糖，从尿的形成过程分析，其原因是肾小管不能将原尿中的全部葡萄糖重吸收回血液。
（2）①运动时，血液循环加快。当心房和心室均舒张时，图二中的D动脉瓣关闭，全身各处的血液经肺静脉和上、下腔静脉流回心房。与心脏相连的血管中流动脉血的是A主动脉和C肺静脉。
②运动时，下肢骨骼肌细胞产生的二氧化碳进入血液后随着体循环先后通过图二中的G下腔静脉、B肺动脉后，到达肺部毛细血管。
故答案为：（1）胰液肠液；肾小管的重吸收；（2）关闭；AC；GB
10．（2024九上·平湖期末）慢跑运动已逐渐成为一种健康生活的方式。为了监测人体在慢跑过程中某些生理变化，佩戴运动手表可以获得丰富的运动数据。如图所示为某人完成一次慢跑5公里，通过运动手表所获得的某些运动数据。请根据所学知识回答下列问题。
（1）在本次慢跑过程中，佩戴在手腕上运动手表能测出人的心率，是因为人的心率与　 　相等。
（2）在“无氧耐力”的9分钟内，人体肌肉细胞进行　 　，产生较多的乳酸。
（3）燃脂是指消耗人体内的脂肪，燃脂属于代谢中的　 　作用。
（4）请根据图中心率变化曲线图，尝试解释前⒉分钟的慢跑过程中，人的心率迅速变化的原因：　 　。
【答案】（1）脉搏
（2）无氧呼吸
（3）异化
（4）人体从安静到运动时，人体所需能量迅速增加，需要通过加快呼吸作用产生更多能量，增加心率可以使血液在相同时间内运输更多的氧气供细胞进行呼吸作用。
【知识点】血液循环；细胞呼吸；代谢的多样性
【解析】【分析】 无氧呼吸是指细胞在缺氧的条件下，通过酶的催化作用，把葡萄糖等有机物分解为尚未彻底氧化的产物。
【解答】（1）心率是指正常人安静状态下每分钟心跳的次数，一般为60~100次/分，可因年龄、性别或其他生理因素产生个体差异。一般来说，年龄越小，心率越快，老年人心跳比年轻人慢， 脉搏是心脏收缩时，泵出血液所引起的动脉跳动。脉搏数同心脏的跳动次数一样。
（2）因为是“无氧耐力”，所以进行无氧呼吸，人无氧呼吸产生乳酸；
（3）分解自身物质，释放能量过程属于异化作用；
（4） 人体所需能量迅速增加， 无氧呼吸无法提供大量能量，只有通过有氧呼吸才能产生大量能量，所以增加心率可以使血液在相同时间内运输更多的氧气供细胞进行呼吸作用。
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