高中生物课时规范练34 微生物的培养技术及应用(学生版含答案详解)

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名称 高中生物课时规范练34 微生物的培养技术及应用(学生版含答案详解)
格式 docx
文件大小 223.2KB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2022-07-12 22:31:19

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课时规范练34 
微生物的培养技术及应用
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022北京)人体皮肤表面存在着多种微生物,某同学拟从中分离出葡萄球菌。下述操作不正确的是(  )
A.对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌
B.使用无菌棉拭子从皮肤表面取样
C.用取样后的棉拭子在固体培养基上涂布
D.观察菌落的形态和颜色等进行初步判断
2.(2022山东)解脂菌能利用分泌的脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸并吸收利用。脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色。将不能直接吸收脂肪的甲、乙两种菌分别等量接种在醇溶青琼脂平板上培养。甲菌菌落周围呈现深蓝色,乙菌菌落周围不变色,下列说法错误的是(  )
A.甲菌属于解脂菌
B.实验中所用培养基以脂肪为唯一碳源
C.可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比
D.该平板可用来比较解脂菌分泌脂肪酶的能力
3.(2022江苏南通一模)下图为微生物的实验室培养的有关操作,下列相关叙述错误的是(  )
A.步骤①中,需将接种工具灼烧至变红,以杀灭杂菌
B.步骤②中,将接种工具冷却时不宜距酒精灯火焰太远
C.图中接种方法的目的是使菌种逐渐稀释,经培养后获得单个菌落
D.接种后应将培养皿倒置培养,培养后可以根据结果进行微生物计数
4.(2022湖北十堰模拟)进行垃圾分类收集可以减少垃圾处理时间,降低处理成本。科研小组欲分离及培养若干种微生物用于对湿垃圾(包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物)的处理。下列有关叙述正确的是(  )
A.在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和操作者的双手进行灭菌
B.培养过程需要向培养基通入无菌空气并进行搅拌,目的是使菌体充分接触营养物质和溶解氧,促进细菌繁殖
C.科研小组若从生活垃圾中分离分解尿素的微生物,可在培养基中加入酚红指示剂,如果有尿素分解菌存在,则培养基中该菌落的周围会出现黑色
D.卫生纸类垃圾可采用焚烧的方式处理,有效减少对环境的污染
5.(2022天津武清一中二模)为了分离和纯化高效分解石油的细菌,科研人员用被石油污染过的土壤进行如图1所示的实验。同学甲进行过程④的操作,其中一个平板经培养后的菌落分布如图2所示。下列叙述错误的是(  )
A.步骤③与步骤②中培养基成分的最大区别是步骤③的培养基中石油是唯一碳源
B.步骤⑤振荡培养的目的是提高培养液溶氧量,同时使菌体与培养液充分接触
C.图2培养基的结果可能是由涂布不均匀造成的
D.步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出能分解石油的细菌
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
6.(2022江苏如东中学模拟)土壤中有些细菌可以利用原油中的多环芳烃。为筛选出能高效降解原油的菌株并投入除污,某研究小组进行了相关实验。下列叙述正确的是(  )
A.配制以多环芳烃为唯一碳源的鉴别培养基进行培养,可提高目的菌的浓度
B.选择被原油污染的土壤取样,使用稀释涂布平板法或平板划线法进行分离
C.将土壤稀释液彻底灭菌后再接种到培养基上,可以有效防止杂菌的污染
D.在分离纯化菌种后,需借助生物化学的方法对分离的菌种作进一步的鉴定
7.(2022江苏常熟三模)自生固氮菌是土壤中能独立固定空气中N2的细菌,将玉米种子用自身固氮菌拌种后播种,可显著提高产量并降低化肥的使用量。科研人员进行了土壤中自生固氮菌的分离和固氮能力测定的研究,部分实验流程如下图所示。以下叙述正确的是(  )
A.步骤①土样应取自当地深层土壤;步骤③将土壤悬浮液稀释了1 000倍
B.自生固氮菌是自养型生物,不可用血细胞计数板来计数土壤悬浮液中的菌体数
C.步骤②需充分振荡20 min,主要目的是使土壤中的微生物充分释放到无菌水中
D.步骤④所用的接种工具是涂布器,该选择培养基的特点是不添加氮源
8.(2022江苏盐城中学模拟)乳链菌肽对许多革兰氏阳性菌,尤其是对引起食品腐败的细菌具有强烈的抑制作用,研究人员从新鲜牛奶中获得了多株产乳链菌肽的菌株,筛选并纯化菌株。为了解乳链菌肽对革兰氏阳性菌的作用方式是抑制细菌生长、溶菌性杀死细菌(细胞破裂)还是非溶菌性杀死细菌,科研人员将乳链菌肽加入革兰氏阳性菌菌液中,随着发酵时间的延长,检测革兰氏阳性菌的活菌数、除去菌体的上清液中核酸含量,实验结果如下图所示。下列叙述正确的是(  )
A.制备培养基时除了加入特定的营养物质以外,还要加入一定量氯化钠,以维持渗透压
B.纯化的菌株临时保藏需要先接种到试管的固体斜面培养基上在合适的温度下培养,长成菌落后放入4 ℃冰箱中保藏
C.以上实验表明乳链菌肽对革兰氏阳性菌的作用方式为抑制细菌生长
D.口服乳链菌肽,不会改变人体肠道中的正常菌群,也不会进入内环境,推测可能的原因是被消化道中蛋白酶所降解而被人体消化
9.(2022江苏徐州模拟)我国规定1 L自来水中大肠杆菌数不得超过3个。某兴趣小组利用滤膜法(如右图)对校内自来水中大肠杆菌数量进行检测。下列有关叙述正确的是(  )
A.取样水龙头应用火焰灼烧,打开水龙头一段时间后再取样
B.滤膜的孔径应小于大肠杆菌,过滤水样应足量
C.伊红美蓝培养基属于选择培养基,培养基中含有琼脂
D.进行细菌培养的同时需进行未接种培养基的培养
三、非选择题
10.(2022湖南)大熊猫是我国特有的珍稀野生动物,每只成年大熊猫每日进食竹子量可达12~38 kg。大熊猫可利用竹子中8%的纤维素和27%的半纤维素。研究人员从大熊猫粪便和土壤中筛选纤维素分解菌。回答下列问题。
(1)为筛选纤维素分解菌,将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以     为唯一碳源的固体培养基上进行培养,该培养基从功能上分类属于    培养基。
(2)配制的培养基必须进行灭菌处理,目的是                。检测固体培养基灭菌效果的常用方法是                。
(3)简要写出测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数的实验思路。                                                                                                 。
(4)为高效降解农业秸秆废弃物,研究人员利用从土壤中筛选获得的3株纤维素分解菌,在37 ℃条件下进行玉米秸秆降解实验,结果如表所示。在该条件下纤维素酶活力最高的是菌株   ,理由是                      。
菌株 秸秆总 重/g 秸秆残 重/g 秸秆失 重/% 纤维素降 解率/%
A 2.00 1.51 24.50 16.14
B 2.00 1.53 23.50 14.92
C 2.00 1.42 29.00 23.32
11.(2022河北)葡萄酒生产过程中会产生大量的酿酒残渣(皮渣)。目前这些皮渣主要用作饲料或肥料,同时研究者也采取多种措施拓展其利用价值。回答下列问题。
(1)为了解皮渣中微生物的数量,取10 g皮渣加入90 mL无菌水,混匀、静置后取上清液,用稀释涂布平板法将0.1 mL稀释液接种于培养基上。104倍稀释对应的3个平板中菌落数量分别为78、91和95,则每克皮渣中微生物数量为      个。
(2)皮渣堆积会积累醋酸菌,可从中筛选优良菌株。制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至   性,灭菌后须在未凝固的培养基中加入无菌碳酸钙粉末、充分混匀后倒平板,加入碳酸钙的目的是        。培养筛选得到的醋酸菌时,在缺少糖源的液体培养基中可加入乙醇作为    。
(3)皮渣堆积过程中也会积累某些兼性厌氧型乳酸菌。初筛醋酸菌时,乳酸菌有可能混入其中,且两者菌落形态相似。请设计一个简单实验,区分筛选平板上的醋酸菌和乳酸菌。(简要写出实验步骤和预期结果)
12.(2022江西九江模拟)烧伤病人容易感染绿脓杆菌,引起化脓性感染,比阿培南、美罗培南、头孢菌素和碳青霉烯类抗生素都是抗绿脓杆菌的药物。研究人员要为确定该病人体内的绿脓杆菌对上述不同抗生素的敏感性,做了如下研究。
(1)配制适于绿脓杆菌生长的培养基,培养基中的营养成分一般含有    、氮源、水和无机盐等,调节pH至7,灭菌处理后,待培养基冷却至50 ℃时,在      附近倒平板。经过选择培养、鉴别等步骤获得单菌落。
(2)挑取上述单菌落在培养液中培养,适当稀释后,用       法接种于固体培养基上,使其均匀分布于平板表面。将分别含等剂量的比阿培南、美罗培南、头孢菌素和碳青霉烯类抗生素的同大小的滤纸片均匀置于该平板上的不同位置,适宜条件培养一段时间后,观察实验结果。含头孢菌素的滤纸片周围的透明圈比含美罗培南的小,推测                            。含比阿培南、碳青霉烯类的滤纸片周围的透明圈也比含美罗培南的小,且比阿培南透明圈中出现了一个菌落,请推测此菌落产生的可能原因:一是      ;二是        。
(3)根据上述实验结果,烧伤后绿脓杆菌化脓的患者最适宜选用的抗生素是      。
13.(2022湖南长郡中学二模)有机磷农药使用不当时会造成瓜果蔬菜、土壤等农药残留超标,危害人类健康。某科研团队欲筛选出能高效降解有机磷农药的细菌,土壤是微生物的大本营,可从中分离出目的菌。该科研团队设计的流程如下图所示。回答下列问题。
样品采集→甲→分离纯化→鉴别培养→菌种鉴定→菌种保存
(1)流程图中甲步骤是指      ,这一步的目的是增加目的菌的比例和密度,因此在培养基的配制成分上,应该以有机磷农药为唯一的    ;按物理状态分类,该培养基属于    (填“固体”或“液体”)培养基。
(2)分离纯化时用到的是固体培养基,配制的步骤为计算、称量、溶化、灭菌、    。若要对土壤中有机磷分解菌进行计数,可以将10 g土样用90 mL无菌水配制成土壤溶液,并且进行一系列梯度稀释,每个稀释度下至少涂布3个平板。具体操作时用到的接种工具是     ,并采用      的方法对该接种工具进行灭菌。
(3)若要确定培养基是否灭菌合格,对照组的设置是             。
(4)若稀释106倍对应的3个平板的菌落数分别是112、114、113,则每克土壤样品中的活菌数是   个。
14.(2022江苏连云港模拟)蚯蚓粪中富含细菌、放线菌和真菌,这些微生物不仅使复杂物质矿化为植物易于吸收的有效物质,而且还合成一系列有生物活性的物质,如糖、氨基酸、维生素等,这些物质的产生使蚓粪具有许多特殊性质,成为最有效而无害的土壤。某研究小组以新鲜蚯蚓粪为材料,从中筛选出除氨菌。回答下列有关问题。
(1)蚯蚓与体内的微生物可能有      关系。分离除氨菌首先进行富集培养,先将10 g新鲜的蚯蚓粪加入某液体培养基中,振荡30 min后在    中培养。该培养基中的(NH4)2SO4为唯一氮源,该培养基从功能上应属于      培养基。进行富集培养的目的是                  。
(2)将得到的富集培养液进行如图所示操作,其中进行步骤⑤和⑥时所用培养基的成分与富集培养基的差异是            。培养基在配制和灭菌时,灭菌与调节pH的先后顺序是           ;实验室中对培养基进行灭菌的方法是          。用上述方法对培养皿进行灭菌之前需要         。
(3)若用A对应的接种方法培养了3个培养皿,菌落数分别为163个、158个、159个,若与其对照的                    ,则可以推测富集培养后的菌液中每毫升含除氨菌数为      ,否则需要重新实验。
答案:
课时规范练
1.C 解析 为避免杂菌污染干扰,需对配制的培养基进行高压蒸汽灭菌,A项正确;葡萄球菌需从人体皮肤的微生物中分离,为避免杂菌污染,故需要使用无菌棉拭子从皮肤表面取样,B项正确;棉拭子上的微生物需要用平板划线法在培养基上进行接种,C项错误;根据微生物在固体平板培养基表面形成的菌落的形状、大小、隆起程度和颜色等特征进行鉴别,D项正确。
2.B 解析 根据题干信息“甲菌菌落周围呈现深蓝色”,说明甲可以分泌脂肪酶将脂肪分解成甘油和脂肪酸,脂肪酸会使醇溶青琼脂平板变为深蓝色,因此甲菌属于解脂菌,A项正确;乙菌落周围没有出现深蓝色,说明乙菌落不能产生脂肪酶,不能利用脂肪为其供能,但乙菌落也可以在培养基上生存,说明该培养基不是以脂肪为唯一碳源,B项错误;可将两种菌分别接种在同一平板的不同区域进行对比,更加直观,C项正确;可以利用该平板比较解脂菌分泌脂肪酶的能力,观察指标可以为菌落周围深蓝色圈的大小,D项正确。
3.D 解析 步骤①中,接种前灼烧接种环至变红,目的是杀灭接种环上可能引起污染的微生物,A项正确;步骤②中,将接种工具冷却时不宜距酒精灯火焰太远,防止受到杂菌污染,B项正确;所示的接种方法是平板划线法,目的是使接种的菌种逐渐稀释,经培养后获得由单个细菌繁殖而来的菌落,C项正确;平板划线法不能用于微生物的计数,D项错误。
4.B 解析 在微生物培养操作过程中,为防止杂菌污染,需对培养基和培养皿进行灭菌,常用高压蒸汽灭菌法,操作者的双手需要进行清洗和消毒,避免操作者受到伤害,A项错误;进行培养的微生物大多为需氧型,在培养过程向培养基通入无菌空气并搅拌,可以增加溶氧量并使菌体充分接触营养物质,以促进细菌生长繁殖,B项正确;鉴别尿素分解菌时,可在培养基中加入酚红指示剂,尿素分解菌代谢会产生氨,使pH升高,菌落周围会出现红色,C项错误;卫生纸类垃圾不可回收且富含纤维素,可采用卫生填埋的方法,利用环境中的纤维素分解菌将其降解,可有效减少对环境的污染,D项错误。
5.D 解析 该实验的目的是分离和纯化高效分解石油的细菌,因此步骤③与步骤②中培养基成分相比,最大的区别是步骤③培养基中石油是唯一碳源,A项正确;步骤⑤需要振荡培养,原因是提高培养液中(溶解)氧的含量,通过振荡可使菌体与培养液充分接触,提高营养物质的利用率,B项正确;图2采用的接种方法是稀释涂布平板法,出现图2结果(菌落分布不均匀)可能的操作失误是涂布不均匀,C项正确;步骤⑤后取样测定石油含量的目的是筛选出分解石油能力最强的细菌,D项错误。
6.BD 解析 配制以多环芳烃为唯一碳源的选择培养基进行培养,可提高目的菌的浓度,A项错误;由题干信息可知,实验的目的是筛选出能高效降解原油的菌株,故应选择被原油污染的土壤取样,使用稀释涂布平板法或平板划线法进行分离,B项正确;将土壤稀释液彻底灭菌,需要筛选的目的菌也被一并杀死,需要灭菌的是用于稀释的无菌水,C项错误;在分离纯化菌种后,需借助生物化学的方法对分离的菌种作进一步的鉴定,D项正确。
7.CD 解析 自生固氮菌是需氧型生物,步骤①土样应取自表层的土壤,步骤③中稀释了3次,所以土壤悬浮液稀释了103=1 000倍,A项错误;自生固氮菌是异养型微生物,B项错误;步骤②需充分振荡20 min,主要目的是使土壤中的微生物充分释放到无菌水中,C项正确;步骤④所用的接种工具是涂布器,该选择培养基的特点是不添加氮源,利用的是空气中的氮气,D项正确。
8.ABD 解析 氯化钠属于无机盐,无机盐在培养基中具有调节和维持微生物细胞的渗透压和pH的作用,故制备培养基时除了加入特定的营养物质以外,还要加入一定量氯化钠,以维持渗透压,A项正确;纯化的菌株临时保藏需要先接种到试管的固体斜面培养基上在合适的温度下培养,长成菌落后放入4 ℃冰箱中保藏,B项正确;由题图可知,曲线3在加入乳链菌肽后活菌数降为零,而除去菌体的上清液中核酸含量变化不明显,说明是非溶菌性杀死细菌的,C项错误;口服乳链菌肽,不会改变人体肠道中的正常菌群,也不会进入内环境,由此推测可能的原因是被消化道中蛋白酶所降解而被人体消化,D项正确。
9.ABD 解析 为避免杂菌污染,取样水龙头应用火焰灼烧,打开水龙头一段时间后再取样,是为了防止温度过高杀死目的菌,A项正确;用滤膜过滤待测水样,滤膜的孔径应小于大肠杆菌,这样水样中的细菌才会留在滤膜上,B项正确;伊红美蓝培养基属于鉴别培养基,且该培养基属于固体培养基,培养基中含有琼脂,C项错误;进行细菌培养的同时需进行未接种培养基的培养,起对照作用,D项正确。
10.答案 (1)纤维素 选择 (2)杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子) 不接种培养(或空白培养) (3)将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后,取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布3个平板),对菌落数在30~300的平板进行计数,则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数 (4)C 接种C菌株后秸秆失重最多,纤维素降解率最大
解析 (1)在用纤维素作为唯一碳源的培养基中,纤维素分解菌能够很好地生长,其他微生物则不能生长。为筛选纤维素分解菌,将大熊猫新鲜粪便样品稀释液接种至以纤维素为唯一碳源的固体培养基上进行培养;该培养基从功能上分类属于选择培养基。(2)配制培养基常用高压蒸汽灭菌法,即将培养基置于压力100 kPa、温度121 ℃条件下维持15~30 min,目的是杀死培养基中的所有微生物(微生物和芽孢、孢子)。为检测灭菌效果可对培养基进行空白培养,即将未接种的培养基在适宜条件下培养一段时间,若在适宜条件下培养无菌落出现,说明培养基灭菌彻底,否则说明培养基灭菌不彻底。(3)为测定大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数,常采用稀释涂布平板法,在适宜的条件下对大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌进行纯化并计数时,对照组应该涂布等量的无菌水。将大熊猫新鲜粪便样液稀释适当倍数后,取0.1 mL涂布到若干个平板(每个稀释度至少涂布3个平板),对菌落数在30~300的平板进行计数,则可根据公式推测大熊猫新鲜粪便中纤维素分解菌活菌数。(4)测定酶活力时可以用单位时间内、单位体积中反应物的减少量或产物的增加量来表示。由表格数据可知,在适宜的条件下,C菌株在相同的温度和时间下,秸秆失重最多,纤维素降解率最大,说明该菌株的纤维素分解菌产生的纤维素酶活力最大。
11.答案 (1)8.8×106 (2)中 使醋酸菌菌落出现溶钙圈,利于醋酸菌的筛选 碳源 (3)利用影印法将筛选平板上的菌落接种到新平板上,将其培养在无氧的恒温箱内,得到的菌落是乳酸菌菌落。
解析 (1)3个平板中菌落的平均数量为88,所以每克皮渣中微生物数量为88÷0.1×104=8.8×106(个)。(2)制备醋酸菌初筛平板时,需要将培养基的pH调至中性,加入CaCO3的目的是使醋酸菌菌落出现溶钙圈,利于醋酸菌的筛选。乙醇可以被醋酸菌利用产生乙酸,可作为醋酸菌的碳源。(3)醋酸菌是好氧菌,乳酸菌中存在兼性厌氧菌,利用这一特性来设计实验。
12.答案 (1)碳源 酒精灯火焰 (2)稀释涂布平板 绿脓杆菌对美罗培南的敏感性比对头孢菌素敏感 杂菌污染 绿脓杆菌形成抗药性 (3)美罗培南
解析 (1)培养绿脓杆菌的培养基中营养成分一般含有碳源、氮源、水和无机盐。接种时要进行无菌操作,需待培养基冷却至50 ℃时,在酒精灯火焰附近倒平板。(2)检测绿脓杆菌对不同抗生素的敏感性:应取该单菌落适当稀释,用稀释涂布平板法接种于固体培养基表面,使其均匀生长,布满平板。将分别含等剂量的比阿培南、美罗培南、头孢菌素和碳青霉烯类抗生素的相同大小的小滤纸圆片均匀置于该平板上的不同位置,如果绿脓杆菌对上述抗生素敏感,含不同抗生素的滤纸片周围均出现透明圈。含头孢菌素的滤纸片周围的透明圈比含美罗培南的小,说明绿脓杆菌对头孢菌素的敏感性比美罗培南弱;含比阿培南、碳青霉烯类的滤纸片周围的透明圈也比含美罗培南的小,且比阿培南透明圈中出现了一个菌落,可能原因是杂菌污染或绿脓杆菌形成抗药性。(3)由于绿脓杆菌对美罗培南敏感,故对该患者来说最好选用的抗生素是美罗培南。
13.答案 (1)选择培养 碳源 液体 (2)倒平板 涂布器
灼烧灭菌 (3)将未接种的(或接种等量无菌水的)培养基在相同条件下进行培养 (4)1.13×109
解析 (1)采集的样品中目的菌数量可能较少,所以需要经过甲步骤,即选择培养(扩大培养)以增加目的菌的浓度。为了筛选出能高效降解有机磷农药的细菌,应以有机磷农药作为培养基中唯一的碳源,由于培养基中不加凝固剂,所以从物理性质上看,该培养基为液体培养基。(2)培养基的制备步骤:计算→称量→溶化→灭菌→倒平板。由题可知,有机磷分解菌的纯化培养方法是稀释涂布平板法,所以需要用到的接种工具是涂布器。涂布器用体积分数为70%的酒精浸泡,取出时要让多余酒精在烧杯中滴尽,然后将沾有少量酒精的涂布器在酒精灯火焰上引燃,即灼烧灭菌。(3)为了确定实验组的培养基是否灭菌合格,对照组应该在相同的条件下培养未接种的(或接种等量无菌水的)培养基,如果对照组无菌落形成,说明灭菌合格。(4)已知对土壤中有机磷分解菌进行计数,选取了10 g土样,则每克土壤样品中的活菌数=(112+114+113)÷3×10×106=1.13×109(个)。
14.答案 (1)寄生、互利共生 恒温箱 选择 增加除氨菌的浓度(数量) (2)添加了一定量的琼脂 先调节pH后灭菌 高压蒸汽灭菌法 (用报纸、牛皮纸和棉线)捆扎 (3)空白平板不被污染(或空白平板不能有菌落形成) 1.6×106个
解析 (1)蚯蚓与体内的微生物可能有寄生、互利共生关系。本实验的目的是筛选除氨菌,因此培养基中应以(NH4)2SO4为唯一氮源,从功能上讲该培养基属于选择培养基,在恒温箱中通过富集培养能增加培养液中除氨菌的浓度或数量。(2)图中步骤⑤和⑥中所用的培养基属于固体培养基,需要添加一定量的琼脂,而富集培养用的是液体培养基,不加琼脂。培养基在配制和灭菌时需要先调pH再进行灭菌。常用高压蒸汽灭菌法对培养基进行灭菌。(3)若与其对照的空白平板不被污染,用稀释涂布平板法培养3个培养皿,菌落数分别为163个、158个、159个,则平均菌落数为(163+158+159)÷3=160(个),富集培养后的菌液中每毫升含除氨菌数为160÷0.1×1 000=1.6×106(个)。
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