学年高中生物浙科版必修三教学案第三章 免疫系统与免疫功能 Word版含答案Word格式.docx
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(3)毛细血管通透性升高,蛋白质和液体逸出,形成局部肿胀,同时局部体温升高。
3.人体对抗病原体的第二道防线中,当人体的皮肤破损后,白细胞将发生怎样的作用?
皮肤破损→中性粒细胞和单核细胞进入组织间隙→中性粒细胞和巨噬细胞吞噬细菌、病毒→脓液进入组织间隙。
4.泪液、胃液和唾液都具有杀菌作用,它们属于第几道防线?
泪液、唾液和胃液等不是体液的组成成分,因此不属于第二道防线而是属于第一道防线。
对非特异性免疫的理解
(1)来源:
遗传而来,是人人都有的先天性免疫。
(2)作用对象:
对所有的病原体都起作用。
(3)特点:
不针对某种特定的病原体,无特异性。
(4)结构基础:
第一道防线和第二道防线。
特异性免疫的作用及淋巴细胞如何识别入侵者
1.特异性免疫的作用
(1)特异性反应:
人体的第三道防线针对特定病原体发生的特异性反应,即免疫应答。
(2)抗原:
能够引起机体产生特异性免疫应答的特异性化学物质,如蛋白质、大分子多糖、黏多糖等。
(3)特异性免疫应答的种类:
细胞免疫和体液免疫。
其中由效应B细胞产生的抗体参与起作用的是体液免疫,由效应细胞毒性T细胞起作用的是细胞免疫。
(4)淋巴细胞的作用与来源:
2.淋巴细胞如何识别入侵者
(1)主要组织相容性复合体(MHC):
①化学本质及分布:
是一种特异的糖蛋白,位于人体所有细胞的细胞膜上。
②特点:
除同卵双胞胎外,不同人有不同的MHC分子,没有两个人有相同的MHC分子。
(2)识别机理:
①白细胞都认识自身的MHC,正常情况下不会攻击自身组织细胞。
②当病原体所携带的“非己”标志被识别后,B淋巴细胞和T淋巴细胞受到刺激,增殖分化为相应的效应细胞和记忆细胞。
③当病原体侵入人体发生感染时,巨噬细胞将其吞噬消化,(蛋白质)抗原分子被降解成肽并与巨噬细胞的MHC结合,形成抗原—MHC复合体呈递在细胞表面,若该复合体与淋巴细胞上相应受体结合后,便会在其他因素辅助下,促使淋巴细胞分裂和分化,产生大量的淋巴细胞,启动免疫应答。
1.巨噬细胞只能在非特异性免疫过程中发挥作用吗?
为什么?
不是,巨噬细胞既参与非特异性免疫(第二道防线)——直接吞噬消灭各种病原微生物,又参与特异性免疫——吞噬处理抗原,形成抗原-MHC复合体(即抗原的识别);
还能吞噬抗原抗体的结合物。
2.特异性免疫过程中,T淋巴细胞能直接识别抗原吗?
不能。
特异性免疫过程中辅助性T淋巴细胞和细胞毒性T淋巴细胞都只能是通过其细胞膜上的受体蛋白分子与巨噬细胞表面特定的抗原-MHC复合体结合从而起到特异性识别作用的。
3.成熟的B淋巴细胞能产生抗体吗?
能。
每种特定的成熟B淋巴细胞自身通过基因表达能直接合成特异性的抗体分子,但此抗体分子并不分泌到体液中去,而是专门移动到细胞膜表面作为受体分子,通过与体液中特异性的抗原结合起到特异性识别作用。
4.特异性免疫过程中,成熟B淋巴细胞(或细胞毒性T淋巴细胞)在受到抗原刺激后是否直接进入增殖分化为效应细胞群和记忆细胞群阶段?
否。
成熟B淋巴细胞(或细胞毒性T淋巴细胞)在受到抗原刺激后,还需要在活化的辅助性T淋巴细胞产生的白细胞介素2(或多种蛋白质)的促进作用下,才能增殖分化为两种细胞群。
(1)淋巴细胞的产生与成熟:
(2)体液免疫和细胞免疫都有巨噬细胞和辅助性T细胞的参与。
巨噬细胞不仅参与非特异性免疫(第二道防线),还参与特异性免疫(抗原的识别)。
(3)当辅助性T细胞受损,细胞免疫和体液免疫都会被削弱,如HIV病毒攻击辅助性T细胞致其大量减少后,人体特异性免疫功能下降直至丧失。
细胞免疫和体液免疫
1.细胞免疫
(1)作用范围:
细胞免疫直接对抗入侵的病原体、被病原体感染的细胞、癌细胞及移植器官的异体细胞。
(2)T淋巴细胞的特点:
①专一性:
每一个成熟T淋巴细胞只带有对应于一种抗原的受体,未遇到相应抗原时,处于不活动状态。
②T淋巴细胞对自身细胞膜上的MHC标志不发生反应。
(3)免疫过程:
当相应的抗原-MHC复合体刺激细胞毒性T淋巴细胞时,细胞毒性T淋巴细胞增殖分化成效应细胞毒性T细胞群和记忆T细胞群。
(4)T淋巴细胞种类及作用:
①活化的辅助性T细胞:
可分泌多种蛋白质,促进细胞毒性T淋巴细胞的增殖与分化。
②活化的细胞毒性T淋巴细胞:
识别嵌有抗原-MHC复合体的靶细胞,并消灭之。
2.体液免疫
(1)抗体:
通常是指机体受抗原刺激后,由效应B细胞产生并分泌,并能与该抗原发生特异性结合的免疫球蛋白。
所有的抗体分子都是蛋白质,其分子基本结构呈Y形,两臂上有相同的结合位点。
但另一类是由成熟的B淋巴细胞合成的能与特定抗原结合的受体分子即抗体分子,能直接识别体液中的特异性抗原。
(2)免疫过程[填图]:
(图中虚线表示二次免疫的过程)
__巨噬细胞__;
辅助性T淋巴细胞__;
效应B淋巴(浆)细胞;
__记忆B细胞__;
a__白细胞介素2__;
b____抗体______。
①致敏B淋巴细胞:
成熟B淋巴细胞合成抗体后移到细胞膜上,当遇到相应抗原并结合后,该细胞被致敏。
②已被抗原-MHC复合体活化了的辅助性T淋巴细胞分泌白细胞介素2,促进致敏B淋巴细胞分裂成B细胞克隆,并分化成效应B细胞和记忆B细胞,前者合成和分泌大量的抗体分子,分布到血液和体液中。
(3)范围及免疫效应:
①抗体免疫的主要目标是细胞外的病原体和毒素。
②免疫效应:
抗体与病原体和毒素结合,致使病毒一类的抗原失去进入寄生细胞的能力;
使一些细菌产生的毒素被中和而失效,还可使一些抗原(如可溶性的蛋白质)凝聚而被巨噬细胞吞噬。
③在一次免疫应答中产生的抗体不会全部用完,检查血液中的某一种特定抗体便可确定一个人是否曾经受到某种特定病原体(抗原)的侵袭。
1.体液免疫过程中,效应B淋巴(浆)细胞可由什么细胞分化而来?
形成效应B淋巴(浆)细胞的原因有哪些?
初次体液免疫中,效应B淋巴(浆)细胞由致敏的B淋巴细胞在受到辅助性T淋巴细胞产生的白细胞介素2促进作用下增殖分化而来;
二次体液免疫过程中效应B淋巴(浆)细胞也可由记忆B细胞在受到相同抗原的再次入侵刺激下增殖分化而来。
2.体液免疫过程中,效应B淋巴(浆)细胞能特异性识别抗原吗?
体液免疫过程中效应B淋巴(浆)细胞由特定的B淋巴细胞增殖分化而来,只能合成和分泌出特定的抗体进入体液中,它自身不能识别抗原。
3.在体液免疫中,抗体与抗原发生特异性结合,抗体能彻底清除抗原吗?
不能,抗体与抗原的特异性结合,只是抑制病原体(如病毒)的繁殖或对人体细胞的黏附;
或抗原与抗体结合成抗原抗体复合物后可能使抗原(毒性物质)失去毒性,或者会形成沉淀或细胞集团,最终需要巨噬细胞吞噬消化掉。
4.细胞免疫能将抗原彻底消灭吗?
细胞免疫的结果是使靶细胞裂解死亡,释放到体液中的抗原最终需要由体液免疫来清除。
1.特异性免疫中各免疫细胞的来源及其功能
细胞名称
来 源
功 能
巨噬细胞
造血干细胞(单核细胞)
吞噬并降解病原体,抗原降解为肽并与MHC结合形成抗原-MHC复合体呈递给淋巴细胞;
吞噬抗体-抗原复合体
B淋巴细胞
淋巴干细胞
识别抗原,分化成为效应B细胞、记忆细胞
效应B细胞(浆细胞)
B淋巴细胞或记忆细胞
分泌抗体
辅助性T淋巴细胞
识别抗原-MHC复合体,分泌免疫活性的蛋白质,如白细胞介素2等,促进淋巴细胞的增殖分化成相应的效应细胞
细胞毒性T淋巴细胞
识别抗原-MHC复合体,增殖分化成效应细胞毒性T细胞和记忆T细胞
效应细胞毒性T细胞
细胞毒性T细胞或记忆T细胞
识别嵌有抗原-MHC复合体的靶细胞(已被感染的体细胞或癌细胞)并消灭之
记忆细胞
B淋巴细胞或细胞毒性T细胞
识别抗原,快速增殖分化成相应的效应细胞
2.细胞免疫与体液免疫的区别和联系
类型
项目
体液免疫
细胞免疫
作用对象
侵入体液(内环境)中的病原体和毒素
已被抗原感染的体细胞-靶细胞、癌细胞、移植器官的异体细胞等
作用方式
效应B细胞产生的抗体与相应的抗原特异性结合形成抗原-抗体复合物
①效应细胞毒性T细胞与靶细胞密切接触使之裂解
②辅助性T淋巴细胞释放淋巴因子,促进细胞免疫
关系
对于细菌产生的毒素,体液免疫发挥作用;
对于胞内寄生物(如病毒),体液免疫先起作用,阻止寄生物的传播感染,当寄生物一旦进入靶细胞,细胞免疫破裂靶细胞将抗原释放,再由体液免疫最后清除
[特别提醒]
(1)能特异性识别抗原的细胞有B淋巴细胞、记忆B细胞、辅助性T淋巴细胞、细胞毒性T淋巴细胞、效应细胞毒性T淋巴细胞、记忆T细胞;
其中只有B淋巴细胞和记忆B细胞能直接识别抗原。
巨噬细胞也能识别抗原,但属非特异性识别抗原。
(2)抗原既可是外来物质(异物性),也可来自体内衰老病变的组织细胞和癌细胞。
3.特异性反应过程图解
4.体液免疫的二次免疫反应
(1)二次免疫反应:
相同抗原再次入侵时,记忆B细胞更快地作出反应,即很快分裂产生新的效应B细胞和记忆B细胞,效应B细胞再产生大量的抗体消灭抗原,此为二次免疫反应。
(2)二次免疫反应的特点:
与初次免疫相比,反应更快且更强,能在抗原侵入但尚未患病之前将它们消灭,从而使患病程度大大降低(如图所示)。
免疫接种可以战胜多种传染性疾病
1.免疫接种概念
免疫接种是以诱发机体免疫应答为目的,预防某种传染性疾病的方法。
2.免疫接种类型
(1)疫苗的类型:
19世纪巴斯德发明了灭活和减毒的疫苗,现有的疫苗有三种类型:
①灭活的微生物(即死疫苗);
②分离的微生物成分或其产物;
③减毒的微生物(即减毒疫苗)。
(2)主动免疫与被动免疫:
①主动免疫:
主要起免疫预防作用。
即通过注射或口服疫苗进入体内,使体内产生初次免疫应答,再次接种则引发二次免疫应答,两次或更多次的接种可以使机体产生更多的效应细胞和记忆细胞,提供对相应疾病的长期保护。
②被动免疫:
通过接种针对某种病原体的抗体而获得免疫力。
一般起紧急预防和治疗作用。
1.主动免疫和被动免疫的目的是什么?
(1)主动免疫一般为在病原体感染前接种疫苗诱使机体产生产生更多的效应细胞和记忆细胞,提供对相应疾病的长期保护以有利于免疫预防作用。
(2)被动免疫一般为在被病原体感染后立即注射足量抗体以紧急治疗以防病原体感染后致病。
2.病原体入侵人体后,短时间内进行被动免疫接种的都必须是相应的抗体吗?
不是。
当某种特殊的病原体入侵人体后,为在短时间内进行被动免疫防止病原体扩散传播引发疾病,可接种相应的抗体或较多的效应细胞群来进行紧急预防或治疗。
3.主动免疫和被动免疫的接种物相同吗?
不同。
主动免疫接种的是各种疫苗,而被动免疫一般接种的是与病原体相对应的抗体或较多的效应细胞。
4.主动免疫中,有些疫苗为什么要接种两次或多次?
经两次或更多次接种可使机体产生更多的效应细胞和记忆细胞,从而提供对相关疾病的长期保护。
1.主动免疫和被动免疫的区别
比较
主动免疫
被动免疫
概念
通过接种疫苗,诱发机体产生免疫应答
通过接种针对某种病原体的抗体而获得免疫力
目的
感染前的预防
感染后的治疗或紧急预防
方法
即把疫苗接种到人体内,使人产生对传染病的抵抗能力,增强了人的免疫力,除初次接种引发初次免疫应答外,经两次或更多次接种可使机体产生更多的效应细胞和记忆细胞,从而提供对相关疾病的长期保护
在人体受病原体感染后,通过输入抗体、胸腺素、淋巴因子等调整人的免疫功能,使机体抵抗疾病的能力增强,达到治疗疾病的目的
注射的物质
用于主动免疫的物质有菌苗、疫苗和类毒素等
用于被动免疫的物质有免疫血清和丙种球蛋白
实例
①新生儿口服脊髓灰质炎糖丸、注射卡介苗等
②各年龄段健康人群注射乙肝疫苗
①向感染甲型H1N1患者体内输入康复者血清(其内有相应抗体)
②向被狂犬咬伤的人体内输入相应狂犬病毒抗体
2.区分自然免疫和人工免疫
(1)自然免疫:
由于自然状态下病原体感染而使机体获得的针对相应病原体的免疫能力。
如人体感染天花病毒后不再患天花。
(2)人工免疫:
由人工注射相应抗原或抗体而获得的免疫能力,即预防接种获得的免疫力。
如人工注射天花病毒疫苗(牛痘)可预防天花。
免疫系统的功能异常
1.免疫系统的过度反应——过敏反应
(1)含义:
又称变态反应,是免疫系统对某种物质产生强烈的免疫应答。
(2)类型:
分速发型和迟发型。
其中速发型可在接触致敏原几分钟后开始,反应强烈,若不及时治疗可导致死亡。
(3)致敏原:
能引发过敏反应的物质称致敏原,如花粉、某些食物、灰尘等。
2.免疫系统功能减退
(1)先天性的免疫缺乏病:
是与生俱来的,如婴儿缺乏B淋巴细胞或T淋巴细胞,对异物缺乏免疫应答能力,很容易因感染病原体而致病,甚至死亡。
(2)后天获得的免疫缺乏病:
如艾滋病,是由人类HIV病毒感染所引起的严重的免疫缺乏病。
3.艾滋病
(1)艾滋病:
英文缩写AIDS,全称是获得性免疫缺陷综合征,是由感染HIV引起的。
(2)病原体:
艾滋病病毒即人类免疫缺陷病毒(HIV)。
(3)传播途径:
性传播、血液传播和母婴传播。
(4)HIV的潜伏期:
一般8~10年。
(5)患病机理:
HIV病毒侵入人体后,大量辅助性T淋巴细胞被HIV破坏,人体免疫系统的功能受到严重削弱,机体会受许多致命的感染和恶性疾病的侵袭,无法治愈,直至死亡。
(6)预防:
①洁身自爱,避免不正当的性关系,使用避孕套。
②输血要严格检查,严格消毒。
③远离毒品。
④对已感染HIV的孕妇应用药物控制,实施剖腹产,并对其婴儿进行人工哺乳。
1.HIV病毒的遗传物质是什么?
HIV是一种逆转录病毒,其遗传物质为RNA。
2.HIV病毒怎样进行遗传信息的传递和表达的?
HIV是一种逆转录病毒,其遗传信息的传递和表达过程为:
遗传物质RNA在逆转录酶的作用下合成DNA,整合到宿主细胞的DNA上,再以整合的DNA为模板转录成mRNA和新的病毒RNA。
如图:
3.HIV病毒入侵人体后主要攻击哪种细胞?
HIV病毒侵入人体后,能识别并特异性地结合并攻击辅助性T淋巴细胞,最终导致人体辅助性T淋巴细胞大量死亡。
4.HIV病毒能直接致人体死亡吗?
HIV病毒侵入人体后,主要寄生并攻击辅助性T淋巴细胞,导致患者因辅助性T淋巴细胞大量死亡而丧失大部分免疫能力,但其本身并不致人死亡。
1.艾滋病发病的原因
HIV病毒攻击人体免疫系统,主要是辅助性T淋巴细胞,导致患者丧失大部分免疫功能。
直接原因是由念珠菌、肺囊虫等多种病原体引起的严重感染;
恶性肿瘤。
2.人体感染HIV病毒后的发病过程
(1)HIV侵入人体后,能识别并与辅助性T淋巴细胞表面的受体结合,进入细胞后通过逆转录酶的作用形成互补的DNA,并整合到辅助性T淋巴细胞的DNA中。
经过长时间的潜伏后,辅助性T淋巴细胞被激活,互补DNA进行表达,产生更多的HIV,并破坏辅助性T淋巴细胞,如此循环反复,从而导致大量的辅助性T淋巴细胞被破坏。
HIV也能感染其他的细胞,如脑细胞和巨噬细胞。
被寄生的体细胞会因艾滋病病毒的复制而破坏死亡。
(2)辅助性T淋巴细胞在免疫系统中起着重要的调节作用,辅助性T淋巴细胞大量死亡后,使免疫功能严重减弱,机体被大量病原体感染,无法治愈,直至死亡。
比较非特异性免疫和特异性免疫
[例1] 人体受到病原体侵染时,体内的巨噬细胞将其吞噬、消化并清除。
这种免疫是( )
A.先天具有的 B.后天获得的
C.针对某种抗原的D.通过抗体起作用的
[精讲精析] 体内的巨噬细胞吞噬、消化进入人体内的病原体,这是人体免疫的第二道防线,是生来就有的、先天的非特异性免疫。
而针对某一种抗原,通过相应的抗体产生的免疫,则属于后天才有的特异性免疫。
答案为A。
若巨噬细胞直接吞噬消灭各种病原微生物,则属非特异性免疫的第二道防线;
若巨噬细胞吞噬消化病原体并将病原体上的抗原(蛋白质)降解为多肽,再与巨噬细胞的MHC形成抗原-MHC复合体,则属特异性免疫的抗原的识别过程。
1.对非特异性免疫的特点表述,不正确的是( )
A.是人生来就有的天然防御功能
B.其包括三道对付病原体的防线
C.皮肤、黏膜是其第一道防线
D.体液中的杀菌物质和巨噬细胞是其第二道防线
解析:
选B 非特异性免疫包括人体的皮肤、黏膜等组成的第一道防线,以及某些白细胞和血浆蛋白组成的第二道防线。
多数情况下,这两道防线可以防止病原体对机体的侵袭。
如果这两道防线被突破,人体的第三道防线——特异性免疫就发挥作用了。
也就是说,非特异性免疫包括两道防线。
淋巴细胞的起源与发育
[例2]关于B淋巴细胞和T淋巴细胞的叙述正确的是( )
A.都是在骨髓中发育成的
B.都是通过直接产生抗体发挥免疫作用的
C.都是在胸腺中发育成的
D.B淋巴细胞和T淋巴细胞都能产生记忆细胞
[精讲精析] T淋巴细胞是在胸腺中发育而成,B细胞是在骨髓中发育而成。
T淋巴细胞不能产生抗体,抗体可以由成熟的B淋巴细胞直接合成,但只能在细胞膜上作受体分子特异性识别抗原;
效应B细胞产生的抗体只进入体液中与抗原特异性结合发生体液免疫的效应作用。
B淋巴细胞和细胞毒性T淋巴细胞在抗原刺激和辅助性T细胞产生的物质促进下,都能增殖分化成较多的效应细胞群和少量的记忆细胞群。
答案为D。
只有成熟的B淋巴细胞和效应B细胞才会产生抗体,其他细胞不产生抗体。
2.根据人体免疫细胞的类型或形成过程,判断下列说法正确的是( )
A.由造血干细胞形成形态、功能各异的免疫细胞的过程体现了细胞的全能性
B.图中细胞既能参与非特异性免疫又能参与特异性免疫的是[b]T淋巴细胞
C.图中a、b、c、d依次为巨噬细胞、T淋巴细胞、效应B(浆)细胞、效应细胞毒性T细胞
D.消灭侵入细胞内部的结核杆菌首先由c参与
选C 由造血干细胞形成形态、功能各异的免疫细胞的过程称细胞分化并未体现全能性;
既能参与非特异性免疫,又能参与特异性免疫的应为[a]巨噬细胞;
图中b、c、d依次为T淋巴细胞、浆细胞、效应细胞毒性T淋巴细胞,消灭侵入细胞内部的结核杆菌应首先由[d]效应细胞毒性T淋巴细胞参与。
以过程图为载体,考查特异性免疫
[例3] 下图表示人体的特异性免疫过程,请据图判断下列说法正确的是( )
A.⑤、⑥两种免疫依次表示体液免疫和细胞免疫
B.能特异性识别抗原的细胞有a、b、c、d、f
C.HIV侵入人体对⑤、⑥尤其是⑤有破坏作用
D.细胞e→细胞d→③作用的过程发生在机体首次接触抗原时
[思路点拨]
[精讲精析] 分析题图可知,细胞a为巨噬细胞、细胞b为辅助性T淋巴细胞、细胞c为B淋巴细胞、细胞d为效应细胞毒性T细胞、细胞e为记忆T细胞、细胞f为效应B(浆)细胞、细胞g为记忆B细胞。
其中对抗原具有特异性识别作用的细胞有b、c、d、e、g,⑤代表的是细胞免疫、⑥代表的是体液免疫,A、B错误;
HIV主要破坏T淋巴细胞中的辅助性T细胞,没有T淋巴细胞,细胞免疫将不能进行,但还可保留部分体液免疫,C正确;
记忆细胞发挥作用,至少是相同抗原第二次入侵机体,D错误。
答案为C。
特异性免疫过程中,B/T细胞要增殖分化为相应的效应细胞群和记忆细胞群时,必须有:
①抗原的刺激活化;
②辅助性T细胞产生的淋巴因子(白细胞介素2或多种蛋白质)的促进作用。
只有相应的效应细胞或细胞产物才能与靶细胞或抗原特异性结合发生免疫反应;
记忆细胞只参与相同抗原第二次入侵机体的二次免疫反应。
3.下图是甲型H1N1病毒侵入人体后发生免疫反应的图解(甲、乙为有关的物质,a~d表示相关的细胞)。
下列分析正确的是( )
A.甲型H1N1病毒侵入机体后,图中b细胞周期将变短
B.效应细胞毒性T淋巴细胞与靶细胞密切接触依赖乙物质,乙物质的化学本质是脂质
C.图中b细胞成熟于骨髓,在人体免疫应答中具有识别、呈递抗原及增殖分化的功能
D.甲物质为抗体,最终将甲型H1N1病毒清除
选A 甲型H1N1病毒侵入机体后,引起了细胞毒性T细胞(图中b细胞)增殖分化为效应细胞毒性T细胞(细胞d),因此T淋巴细胞细胞周期缩短。
乙物质的化学本质是具有识别作用的受体蛋白(一类糖蛋白);
T淋巴细胞成熟于胸腺;
甲物质为淋巴因子。
综合考查免疫与免疫接种
[例4] 乙肝疫苗的接种需在一定时期内间隔注射三次,其目的是( )
A.使机体积累更多数量的疫苗
B.使机体产生更多种类的淋巴细胞
C.使机体产生更多数量的抗体和淋巴细胞
D.使机体产生更强的非特异性免疫
[精讲精析] 接种疫苗后,疫苗作为抗原刺激机体产生抗体和记忆细胞,如果有相同的抗原再次刺激机体时,记忆细胞会快速增殖分化,产生大量新的效应B细胞和新的记忆细胞,效应B细胞进而产生抗体消灭抗原,这就是二次免疫反应。
接种乙肝疫苗之所以要间隔注射三次,目的就是激发机体二次免疫反应,使机体产生更多数量的抗体和淋巴细胞。
主动免疫主要起免疫预防作用,即通过注射或口服疫苗进入体内,使
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