（天津?qū)Ｓ茫?020高考生物二輪復(fù)習(xí) 專題能力訓(xùn)練15 發(fā)酵工程（含解析）

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1、專題能力訓(xùn)練十五　發(fā)酵工程 1.(2018全國Ⅲ理綜)回答下列與酵母菌有關(guān)的問題。 (1)分離培養(yǎng)酵母菌通常使用　　　　　　　　　(填“牛肉膏蛋白胨”“MS”或“麥芽汁瓊脂”)培養(yǎng)基,該培養(yǎng)基應(yīng)采用　　　　　滅菌法滅菌。若將酵母菌劃線接種在平板上,培養(yǎng)一段時間后可觀察到菌落,菌落的含義是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)酵母菌液體培養(yǎng)時,若通入氧氣,可促進　　　　　　　　　(填“菌體快速增殖”“乙醇產(chǎn)生”或“乳酸產(chǎn)生”);若進行厭氧培養(yǎng),可促進　　　　　　　　(填“菌體快速增殖”“乙醇產(chǎn)生”或“乳酸產(chǎn)生”)。? (3)制作面包時,為使面包松軟通常要在面粉中添加一定

2、量的酵母菌,酵母菌引起面包松軟的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? 答案:(1)麥芽汁瓊脂　高壓蒸汽　由一個細胞繁殖而來的肉眼可見的子細胞群體 (2)菌體快速增殖　乙醇產(chǎn)生 (3)酵母菌分解葡萄糖會產(chǎn)生CO2,CO2使面包松軟 解析:(1)牛肉膏蛋白胨一般用于培養(yǎng)細菌,MS培養(yǎng)基用于植物組織培養(yǎng),因此,分離培養(yǎng)酵母菌可用麥芽汁瓊脂培養(yǎng)基。培養(yǎng)基常采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌。菌落通常是由一個細胞繁殖而來的一個肉眼可見的子細胞群體。 (2)在有氧條件下,酵母菌進行有氧呼吸,繁殖速度快;在無氧條件下,酵母菌進行無氧呼吸,產(chǎn)生乙醇和CO2。 (3)制作面包時,加入酵母菌,酵

3、母菌先進行有氧呼吸,后期再進行無氧呼吸,都有CO2產(chǎn)生,CO2受熱后膨脹使面包松軟。 2.圖1是果酒和果醋制作實驗流程圖,圖2為某學(xué)生設(shè)計的發(fā)酵裝置圖。請據(jù)圖分析并回答下列問題。 (1)在發(fā)酵初期不通氣,溶液中有氣泡產(chǎn)生,可聞到酒香;后期接種　　　　　,適當升高溫度并通氣,使　　　　轉(zhuǎn)化為　　　　。? (2)發(fā)酵前需要將發(fā)酵瓶清洗干凈,并用體積分數(shù)為　　　　的酒精消毒;沖洗葡萄的次數(shù)不宜過多,以免洗掉葡萄上的　　　　　　　　　　　　菌。? (3)圖2中的排氣口彎曲的作用是　　　　　　　　　　　　;若在發(fā)酵過程中檢測培養(yǎng)液的pH變化,可知在酒精發(fā)酵過程中,pH　　　　(填“增大”“不

4、變”或“減小”),在醋酸發(fā)酵過程中,pH　　　　(填“增大”“不變”或“減小”)。? 答案:(1)醋酸菌　乙醇(酒精)　醋酸 (2)70%　(野生)酵母 (3)避免培養(yǎng)液被空氣中的雜菌污染　減小　減小 解析:(1)由圖1可知,發(fā)酵前期,酵母菌進行無氧呼吸產(chǎn)生酒精,即發(fā)酵初期保證無氧環(huán)境(不通氣),后期接種醋酸菌,使酒精轉(zhuǎn)化為醋酸。(2)用體積分數(shù)為70%的酒精對發(fā)酵瓶進行消毒;用清水沖洗葡萄時,次數(shù)不宜過多,以免洗掉葡萄皮表面上的野生酵母菌。(3)圖2中的排氣口彎曲是為了避免培養(yǎng)液被空氣中的雜菌污染;在酒精發(fā)酵過程中,細胞呼吸(無氧呼吸)產(chǎn)生CO2,導(dǎo)致pH減小;進行醋酸發(fā)酵時生成醋酸

5、,會使pH迅速減小。 3.紅酸湯的制作是將西紅柿洗凈、擦干、搗爛后放入盛有食鹽水的壇中,密封待發(fā)酵好備用。回答相關(guān)問題。 (1)為了縮短制作時間,有人還會在壇中加入陳酸湯,其目的是　　　　　　　　　　　　。乳酸發(fā)酵的過程即為乳酸菌進行　　　　　　　　的過程。? (2)紅酸湯腌制過程的初期會有氣泡冒出,隨后氣泡的產(chǎn)生逐漸停止,試分析原因:　　　　　　　　。 (3)人體腸道內(nèi)有很多益生菌,當有害菌群多了,會出現(xiàn)消化道炎癥,治療消化道慢性炎癥時直接喝乳酸菌制劑比用抗生素更好。不宜用抗生素的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 (4)亞硝酸鹽的含量會影響紅酸湯的品質(zhì)。發(fā)酵過程中影

6、響亞硝酸鹽含量的因素主要有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。絕大部分亞硝酸鹽在人體內(nèi)以“過客”的形式隨尿液排出,只有在特定的條件下,才會轉(zhuǎn)變成致癌物——　　　　　。? 答案:(1)增加乳酸菌數(shù)量　無氧呼吸 (2)剛?cè)雺瘍?nèi)時,西紅柿表面的雜菌(大腸桿菌、酵母菌等)進行細胞呼吸產(chǎn)生CO2,隨著乳酸的積累,乳酸抑制了雜菌的生長,乳酸菌產(chǎn)生乳酸的過程不產(chǎn)生CO2 (3)抗生素會殺死腸道內(nèi)多種益生菌 (4)溫度、食鹽用量、腌制時間　亞硝胺 解析:(1)在壇中加入陳酸湯的目的是增加乳酸菌數(shù)量;乳酸發(fā)酵是利用了乳酸菌的無氧呼吸,發(fā)生在乳酸菌的細胞質(zhì)基質(zhì)中。 (2)紅酸湯腌制過程,剛?cè)?/p>

7、壇內(nèi)時,西紅柿表面的雜菌(大腸桿菌、酵母菌等)進行細胞呼吸產(chǎn)生CO2,隨著乳酸的積累,乳酸抑制了雜菌的生長,乳酸菌產(chǎn)生乳酸的過程不產(chǎn)生CO2。因此,初期會有氣泡冒出,隨后氣泡的產(chǎn)生逐漸停止。 (3)根據(jù)題意分析,人體腸道內(nèi)有很多益生菌,若使用抗生素,會殺死腸道內(nèi)多種益生菌,因此不宜用抗生素。 (4)發(fā)酵過程中,影響亞硝酸鹽含量的因素有溫度、食鹽用量、腌制時間等;亞硝酸鹽只有在特定的條件下,才會轉(zhuǎn)變成致癌物——亞硝胺。 4.我國勞動人民很早就發(fā)現(xiàn)了發(fā)酵現(xiàn)象,并用于腐乳和泡菜的制作。請回答下列問題。 (1)多種微生物參與了腐乳的前期發(fā)酵過程,其中起主要作用的微生物是　　　　。豆腐富含蛋白質(zhì)

8、和脂肪,由于微生物的作用,腐乳中甘油、脂肪酸及小分子肽、氨基酸的含量增加,說明這些微生物能產(chǎn)生　　　　　　　　　　　　。? (2)腐乳的后期發(fā)酵在玻璃瓶中進行,為防止腐乳變質(zhì)可采取哪些措施?這些措施的作用分別是什么? (3)在泡菜的發(fā)酵初期,多種微生物進行　　　　　　　,產(chǎn)生氣泡,并逐步形成無氧環(huán)境。發(fā)酵中期,主要是　　　　　進行發(fā)酵,pH明顯下降,其他微生物的生長受到抑制。? (4)下表為泡菜中亞硝酸鹽含量(單位:mg/kg)與食鹽水質(zhì)量分數(shù)、發(fā)酵時間的關(guān)系。據(jù)表分析,你對于腌制和食用泡菜有何建議?　　　　　　　　　　　;　　　　　　　　　　　　　　。? 食鹽水的質(zhì)量分數(shù)/% 發(fā)酵

9、時間/d 3 5 7 9 11 13 3 1.5 3.7 3.8 3.7 3.5 3.1 5 1.6 5.6 4.0 2.0 1.1 1.1 7 0.5 2.1 1.9 1.5 1.4 1.3 答案:(1)毛霉　脂肪酶和蛋白酶 (2)加鹵湯后,鹵湯中的酒精和香辛料抑制雜菌的生長;加鹽腌制,食鹽抑制雜菌生長;密封腌制,造成無氧環(huán)境,抑制好氧菌的生長。 (3)有氧呼吸　乳酸菌 (4)腌制泡菜的鹽水的質(zhì)量分數(shù)控制在5%左右　在泡菜發(fā)酵11 d之后食用較為適宜 解析:(1)腐乳的前期發(fā)酵過程起主要作用的微生物是毛霉。分解脂類和蛋白質(zhì)類

10、的酶為脂肪酶和蛋白酶。 (2)加鹵湯后,鹵湯中的酒精和香辛料抑制雜菌的生長;為防止腐乳變質(zhì),還需加鹽并密封腌制,用來抑制雜菌生長。 (3)在泡菜的發(fā)酵初期,因為有氧氣存在,微生物進行有氧呼吸。在發(fā)酵中期,主要是乳酸發(fā)酵。 (4)腌制泡菜必須控制亞硝酸鹽的含量,其含量超標可能會誘發(fā)癌癥的發(fā)生。據(jù)表分析,腌制泡菜的鹽水的質(zhì)量分數(shù)應(yīng)控制在5%左右,泡菜發(fā)酵11d之后食用較為適宜。 5.葡萄種植基地為解決葡萄滯銷、易腐爛問題,引進果酒、果醋生產(chǎn)線對葡萄進行深加工,獲得了較好效益。其生產(chǎn)流程如下頁左上圖所示,據(jù)圖回答下列問題。 (1)在篩選菌種A時,需要在接種前用　　　　　　　　　　法對葡

11、萄果汁進行滅菌。對于需要長期保存的菌種,可以采用　　　　　　　　法保存。? (2)在純化菌種A時接種了5個平板,每個平板均接種了0.1 mL樣品并培養(yǎng),其中乙平板的菌落分布如上圖,因為純化菌種A的接種方法是　　　　　　　　　　,推測出現(xiàn)平板乙結(jié)果可能的操作失誤是涂布不均勻。其余的甲、丙、丁、戊平板的菌落數(shù)分別是180、220、480、200,則樣品中菌種A的數(shù)量為　　　個/mL。用該方法統(tǒng)計的結(jié)果,一般　　　　(填“低于”或“高于”)實際值。? 答案:(1)高壓蒸汽滅菌　甘油管藏 (2)稀釋涂布平板法　2 000　低于 解析:(1)葡萄果汁作為篩選菌種A時的培養(yǎng)基,需要在接種前用高壓蒸

12、汽滅菌法進行滅菌;需要長期保存的菌種,可以采用甘油管藏法保存。(2)由圖乙中的培養(yǎng)結(jié)果是涂布不均勻?qū)е碌?可以推知采用的純化方法是稀釋涂布平板法;根據(jù)題意,樣品中菌種A的數(shù)量為(180+220+200)÷3÷0.1=2000(個/mL);由于稀釋涂布平板法的個別菌落可能來自兩個和多個細胞,所以用該方法統(tǒng)計的結(jié)果,一般低于實際值。 6.為解決塑料袋(化學(xué)成分為聚乙烯)造成的“白色污染”這一問題,某同學(xué)試圖從土壤中尋找一種能加速塑料袋自然降解過程的目的菌。以下是該同學(xué)從土壤中尋找并篩選目的菌的流程,請回答下列問題。 (1)對培養(yǎng)基滅菌常用的方法是　　　　　　　　　　。在接種前需要檢測使用的

13、培養(yǎng)基是否被污染,方法是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (2)Ⅰ號培養(yǎng)基屬于　　　　培養(yǎng)基(按功能分),其作用是使目的菌能“脫穎而出”。上圖采用的接種方法為　　　　　　　　　　　　。從物理性質(zhì)來看,Ⅱ號培養(yǎng)基中　　　　(填“能”或“不能”)添加瓊脂。 (3)該同學(xué)在稀釋倍數(shù)為104的培養(yǎng)基中測得平板上菌落數(shù)的平均值為204,則每毫升樣品中的菌落數(shù)是　　　　　　　　個。(涂布平板時所用稀釋液的體積為0.2 mL)? (4)假設(shè)該同學(xué)計數(shù)時發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上細菌數(shù)目過多而連成一片,說出一種可能的原因并提出合理的處理措施。原因:　　　　　　　　　　　　;措施:　　　　　　　　　　　　　

14、　　　　　　　。? 答案:(1)高壓蒸汽滅菌法　將未接種的培養(yǎng)基在37 ℃(或適宜溫度)恒溫箱中倒置培養(yǎng)一段時間(或1~2 d),觀察是否有菌落生成 (2)選擇　稀釋涂布平板法　不能 (3)1.02×107 (4)菌液濃度過高(或稀釋倍數(shù)不夠)　增大稀釋倍數(shù)(或原因:培養(yǎng)過程中被雜菌污染　嚴格無菌操作程序) 解析:(1)培養(yǎng)基常采用高壓蒸汽滅菌法進行滅菌。在接種前需要檢測使用的培養(yǎng)基是否被污染,可以將未接種的培養(yǎng)基在37℃(或適宜溫度)恒溫箱中倒置培養(yǎng)一段時間,觀察是否有菌落生成。若有菌落生成,則說明培養(yǎng)基已經(jīng)被污染,否則沒有被污染。(2)要篩選能降解聚乙烯塑料的微生物,應(yīng)選擇以聚乙

15、烯塑料為唯一碳源的選擇培養(yǎng)基。在Ⅰ號培養(yǎng)基上采用的接種方法為稀釋涂布平板法。Ⅱ號培養(yǎng)基應(yīng)為液體培養(yǎng)基,因此不能加凝固劑——瓊脂。(3)根據(jù)題意可知,每毫升樣品中的菌落數(shù)為204÷0.2×104=1.02×107(個)。(4)如果培養(yǎng)基上細菌數(shù)目過多而連成一片,可能的原因是菌液濃度過高或操作過程雜菌污染,還可能是接種時沒有把細菌分散開,采取的措施有增大稀釋倍數(shù),嚴格無菌操作程序或涂布均勻。 7.(2019全國Ⅱ理綜)物質(zhì)W是一種含氮有機物,會污染土壤。W在培養(yǎng)基中達到一定量時培養(yǎng)基表現(xiàn)為不透明。某研究小組欲從土壤中篩選出能降解W的細菌(目標菌)。回答下列問題。 (1)要從土壤中分離目標菌,所

16、用選擇培養(yǎng)基中的氮源應(yīng)該是　　　　　。? (2)在從土壤中分離目標菌的過程中,發(fā)現(xiàn)培養(yǎng)基上甲、乙兩種細菌都能生長并形成菌落(如圖所示)。如果要得到目標菌,應(yīng)該選擇　　　　　菌落進一步純化,選擇的依據(jù)是　　　　　　　　　　。? (3)土壤中的某些微生物可以利用空氣中的氮氣作為氮源。若要設(shè)計實驗進一步確定甲、乙菌能否利用空氣中的氮氣作為氮源,請簡要寫出實驗思路、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論,即　　　　　　　　　　。? (4)該小組將人工合成的一段DNA轉(zhuǎn)入大腸桿菌,使大腸桿菌產(chǎn)生能降解W的酶(酶E)。為了比較酶E與天然酶降解W能力的差異,該小組擬進行如下實驗,請完善相關(guān)內(nèi)容。 ①在含有一定濃度W的固

17、體培養(yǎng)基上,A處滴加含有酶E的緩沖液,B處滴加含有相同濃度天然酶的緩沖液,C處滴加　　　　　,三處滴加量相同。? ②一段時間后,測量透明圈的直徑。若C處沒有出現(xiàn)透明圈,說明　　　　　　　　　　;若A、B處形成的透明圈直徑大小相近,說明　?　　　　　　　　　　。? 答案:(1)W (2)乙　乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈,說明乙菌能降解W (3)將甲、乙菌分別接種在無氮源培養(yǎng)基上,若細菌能生長,則說明該細菌能利用空氣中的氮氣作為氮源 (4)①緩沖液　②緩沖液不能降解W　酶E與天然酶降解W的能力相近 解析:(1)從土壤中分離能夠降解含氮有機物W的細菌(目標菌),選擇培養(yǎng)基只能以W為氮源,以保證該

18、培養(yǎng)基只允許目標菌生活,抑制或阻止其他種類微生物的生長。(2)W在培養(yǎng)基中達到一定量時培養(yǎng)基不透明。甲菌落周圍未形成透明圈,說明所含細菌不能分解W;乙菌落周圍出現(xiàn)透明圈,說明乙菌落中的細菌能分解W。所以,如果要得到目標菌,應(yīng)該選擇乙菌落進一步純化。(3)若要確定甲、乙菌能否利用空氣中的氮氣作為氮源,只需將它們培養(yǎng)在沒有氮源的培養(yǎng)基上,若能夠生長,則說明其能利用空氣中的氮氣作為氮源。(4)本實驗中自變量為酶的類型,因變量為透明圈的大小(表示酶降解W的能力大小)。為比較酶E與天然酶的降解能力并排除緩沖液的干擾,需要設(shè)置A、B兩個實驗組(A組滴加含有酶E的緩沖液,B組滴加含有相同濃度天然酶的緩沖液)

19、和一個只滴加緩沖液的對照組。若C處沒有出現(xiàn)透明圈,則說明緩沖液不能降解W;若A、B處形成的透明圈直徑大小相近,則表明酶E與天然酶降解W的能力相近。 8.(2019廣東百校聯(lián)盟檢測)蠶豆種子具有高蛋白、富淀粉、低脂肪等特點,蠶豆醬就是以脫殼蠶豆為主要原料加工而成的傳統(tǒng)發(fā)酵產(chǎn)品。我國生產(chǎn)蠶豆醬的歷史悠久,蠶豆醬的自然發(fā)酵中有米曲霉、黑曲霉、酵母菌、乳酸菌等共同參與,其中米曲霉、黑曲霉是優(yōu)勢菌種。請回答下列問題。 (1)米曲霉、乳酸菌在細胞結(jié)構(gòu)上的共同點是都具有　　　　　　　　　　　　　　　　等結(jié)構(gòu)。 (2)若要獲得米曲霉菌落并加以觀察,則培養(yǎng)基中除需添加　　　　　　　　　　　　　　　等各類營

20、養(yǎng)成分外,還需添加　　　　。? (3)米曲霉等分泌的　　　　　　　　　　　　　　可將原料中的大分子有機物等水解成小分子產(chǎn)物。大分子有機物在酵母菌、乳酸菌的作用下,產(chǎn)生　　　　、有機酸、酯類等,構(gòu)成蠶豆醬特有的香氣。? (4)下表表示探究溫度對蠶豆醬發(fā)酵影響的實驗結(jié)果。 溫度/℃ 總酸/% 氨基酸態(tài)氮% 還原糖含量% 感官得分 發(fā)酵前 發(fā)酵后 40 33 0.25 0.30 3.37 8.0 40 37 0.29 0.35 4.94 8.2 45 33 0.36 0.40 7.19 8.5 45 37 0.43 0.58 9.38

21、 9.5 根據(jù)上表結(jié)果可以確定,蠶豆醬發(fā)酵的適宜溫度為　　　　　　　　　　　　　　。? 答案:(1)細胞膜、細胞質(zhì)(基質(zhì))、核糖體 (2)碳源、氮源、水和無機鹽　瓊脂 (3)蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶　乙醇 (4)前發(fā)酵為45 ℃,后發(fā)酵為37 ℃ 解析:(1)米曲霉是由真核細胞構(gòu)成的真核生物,乳酸菌是由原核細胞構(gòu)成的原核生物,二者在細胞結(jié)構(gòu)上的共同點是都具有細胞膜、細胞質(zhì)(基質(zhì))、核糖體等結(jié)構(gòu)。(2)微生物在固體培養(yǎng)基上生長才能形成菌落。若要獲得米曲霉菌落并加以觀察,則培養(yǎng)基中除需添加碳源、氮源、水和無機鹽外,還需添加凝固劑——瓊脂。(3)米曲霉等分泌的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶

22、可將原料中的大分子有機物等水解成小分子產(chǎn)物。大分子有機物在酵母菌、乳酸菌的作用下,產(chǎn)生乙醇、有機酸、酯類等,構(gòu)成蠶豆醬特有的香氣。(4)表中信息顯示,前發(fā)酵為45℃,后發(fā)酵為37℃時,蠶豆醬的總酸、氨基酸態(tài)氮、還原糖含量和感官得分等檢測指標都最高,說明蠶豆醬發(fā)酵的適宜溫度為前發(fā)酵為45℃,后發(fā)酵為37℃。 9.(2018全國Ⅰ理綜)將將馬鈴薯去皮切塊,加水煮沸一定時間,過濾得到馬鈴薯浸出液。在馬鈴薯浸出液中加入一定量蔗糖和瓊脂,用水定容后滅菌,得到M培養(yǎng)基。 回答下列問題。 (1)M培養(yǎng)基若用于真菌的篩選,則培養(yǎng)基中應(yīng)加入鏈霉素以抑制　　　　的生長,加入了鏈霉素的培養(yǎng)基屬于　　　　培養(yǎng)基

23、。? (2)M培養(yǎng)基中的馬鈴薯浸出液為微生物生長提供了多種營養(yǎng)物質(zhì),營養(yǎng)物質(zhì)類型除氮源外還有　　　　　　　　　(答出兩點即可)。氮源進入細胞后,可參與合成的生物大分子有　　　　　　　　　　(答出兩點即可)。? (3)若在M培養(yǎng)基中用淀粉取代蔗糖,接種土壤濾液并培養(yǎng),平板上長出菌落后可通過加入顯色劑篩選出能產(chǎn)淀粉酶的微生物。加入的顯色劑是　　　　　,該方法能篩選出產(chǎn)淀粉酶微生物的原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)甲、乙兩名同學(xué)用稀釋涂布平板法測定某一土壤樣品中微生物的數(shù)量,在同一稀釋倍數(shù)下得到以下結(jié)果: 甲同學(xué)涂布了3個平板,統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是110、140和14

24、9,取平均值133。 乙同學(xué)涂布了3個平板,統(tǒng)計的菌落數(shù)分別是27、169和176,取平均值124。 有人認為這兩名同學(xué)的結(jié)果中,乙同學(xué)的結(jié)果可信度低,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　。 答案:(1)細菌　選擇 (2)碳源、無機鹽　蛋白質(zhì)、核酸 (3)碘液　淀粉遇碘液顯藍色,產(chǎn)淀粉酶的菌落周圍淀粉被水解,形成透明圈 (4)乙同學(xué)的結(jié)果中,1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差懸殊,結(jié)果的重復(fù)性差 解析:(1)鏈霉素可抑制細菌的生存,但真菌可以在含鏈霉素的培養(yǎng)基中生存,所以加入鏈霉素的培養(yǎng)基可用于篩選出真菌,屬于選擇培養(yǎng)基。(2)培養(yǎng)基中的營養(yǎng)物質(zhì)主要有碳源、氮源、水和無機鹽等。蛋白質(zhì)和核酸都含氮元素,所以氮源進入細胞后可用于合成蛋白質(zhì)和核酸等大分子物質(zhì)。(3)檢測淀粉所用的試劑是碘液,淀粉遇碘變藍。如果某種微生物產(chǎn)生了淀粉酶,則在其菌落周圍就沒有淀粉存在,不再呈現(xiàn)藍色,而是出現(xiàn)透明圈。(4)計數(shù)時一般選擇菌落數(shù)在30~300的平板進行計數(shù)。乙同學(xué)1個平板的計數(shù)結(jié)果與另2個相差懸殊,可信度低。 - 7 -