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生物基础知识教学内容
生物基础知识
生物基础知识复习资料
一、细胞的分子组成
(一)、组成细胞的元素
生物界与非生物界的统一性和差异性
原子之间通过离子键和共价键形成分子,分子之间可以形成氢键
(二)、生物体的化合物
(三)糖、蛋白质、脂肪的鉴定
物质
试剂
颜色反应
淀粉
还原性糖
蛋白质
脂肪
二、细胞的结构和功能
(一)、真核细胞的亚显微结构和功能
(二)、原核细胞与真核细胞的区别(表1-1)
(三)、细胞是有机统一整体,只有保持其完整性,才能够正常地完成各项生命活动。
三、细胞的代谢
(一)新陈代谢
新陈代谢:
生物体与外界环境之间物质和能量的交换,以及生物体内物质和能量的转变过程,叫做新陈代谢。
(生物体内全部有序的化学反应的总称)
新陈代谢的基本类型
自养型:
生物体在同化作用的过程中,能够直接把从外界环境摄取的无机物转变成为自身的组成物质,并储存了能量,这种新陈代谢类型叫做自养型。
如:
绿色植物
异养型:
生物体在同化作用的过程中,不能直接利用无机物制成有机物,只能把从外界摄取的现成的有机物转变成自身的组成物质,并储存了能量,这种新陈代谢类型叫做异养型。
如:
动物、人。
需氧型(有氧呼吸型):
生物体在异化作用的过程中,必须不断从外界环境中摄取氧来氧化分解自身的组成物质,以释放能量,并排出二氧化碳,这种新陈代谢类型叫做需氧型。
如大多数的植物、动物和人。
厌氧型(无氧呼吸型):
生物体在异化作用的过程中,在缺氧的条件下,依靠酶的作用使有机物分解,一获得进行生命活动所需的能量,这种新陈代谢类型叫做厌氧型。
如乳酸菌、寄生虫。
兼性厌氧型:
既能进行有氧呼吸,又能进行无氧呼吸的代谢类型,如酵母菌。
(二)新陈代谢与酶
酶的概念:
酶是活细胞所产生的具有催化能力的一类特殊的蛋白质。
酶的特性
高效性:
一般地说,酶的催化效率是无机催化剂的107~1013倍
专一性:
一种酶只能催化一种化合物或一类化合物的化学反应
作用条件温和
1.温度、酸碱度影响酶的活性:
高温、低温以及过酸和过碱,都会影响酶的活性,酶的催化作用需要适宜的温度和PH
影响曲线如下
该曲线在最适温度两侧不对称;该曲线在最适PH两侧基本对称。
(1)过酸、过碱和高温,都能使酶的酶分子结构遭到破坏而失去活性(不可逆)
(2)低温虽然使酶的活性明显降低,但酶的分子结构没有破坏,酶的活性在适宜的温度下可恢复
(3)不同的酶有不同的最适温度和最适PH
(三)新陈代谢与ATP
ATP(三磷酸腺苷)的结构简式
1.结构简式:
A—P~P~P
2.各部分含义:
A:
腺苷(腺嘌呤+核糖)T:
三个P:
磷酸基
—:
普通磷酸键~:
高能磷酸键(储存大量化学能)
3.结构特点:
含有两个高能磷酸键,且远离腺苷的哪个高能磷酸键既容易分解释放能量(为各种生命活动提供能量),又容易形成而储存能量
ATP与ADP的相互转化
1.转化:
(该可逆反应中物质是可逆的,但能量是不可逆的。
正反应所需的能量来自光合作用或呼吸作用,而逆反应中的能量来自ATP中高能磷酸键的断裂。
)
2.ATP的存在与含量:
生物体细胞内普遍存在,但含量很少。
(转化十分迅速)
3.ATP的生理功能:
ATP水解时释放的能量是生物体进行细胞分裂、肌肉收缩、主动运输等生命活动所需能量的直接来源
四、细胞呼吸
(一)、有氧呼吸
1.概念:
细胞在氧的参与下,通过酶的催化作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放大量能量的过程。
酶
2.总反应式:
C6H12O6+6H2O+6O26CO2+12H2O+能量
3.过程及场所(注意三种原料参与反应的阶段,两种产物生成的阶段以及各阶段的反应场所)
酶
第一阶段:
C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量……细胞质基质
酶
第二阶段:
2C3H4O3(丙酮酸)+6H2O6CO2+20[H]+少量能量
酶线粒体
第三阶段:
24[H]+6O212H2O+大量能量
D.都在第三阶段
(二)无氧呼吸
1.概念:
一般是指细胞在无氧条件下,通过酶的催化作用,把葡萄糖等有机物质分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量的过程。
(要点:
条件、反应物、反应程度、产物、能量多少)
2.总反应式
酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量(高等植物、酵母菌缺氧时)
C6H12O6
2C3H6O3(乳酸)+能量(乳酸菌、动物、人、高等植物某些器官如马铃薯块茎、甜菜块根等缺氧时)
3.过程及场所
酶
第一阶段:
C6H12O62C3H4O3(丙酮酸)+4[H]+少量能量
酶2C2H5OH(酒精)+2CO2+能量
第二阶段:
2丙酮酸细胞质基质
2C3H6O3(乳酸)+能量
(三)、细胞呼吸实质:
分解有机物,生成CO2或其他产物,释放能量
(四)、细胞呼吸意义:
1.为生命活动提供能量
(1)热能散失:
与维持体温有关
(2)储于ATP中的能量是生命活动的直接能源
2.为体内其他化合物的合成提供原料(中间产物,如丙酮酸等)
(五)有氧呼吸和无氧呼吸的比较
1.相同点:
第一阶段相同、都是分解有机物释放能量
2.不同点
比较项目
有氧呼吸
无氧呼吸
主要场所
是否需氧
分解产物
释放能量
3.在有氧的条件下,无氧呼吸会受抑制
五、光合作用
(一)、光合作用的概念和总反应式:
绿色植物通过,利用,把和转变成储存能量的,并且释放出
的过程。
CO2+H2O
(CH2O)+O2
6CO2+12H2O
C6H12O6+6H2O+6O2
(二)、光合作用的场所——叶绿体
1.结构:
双层膜,内部有无色基质和绿色基粒,每个基粒由多个类囊体垛叠而成。
2.色素
分布:
类囊体的薄膜上功能:
吸收、传递和转换光能
叶绿素a
叶绿素(3/4)主要吸收红光和蓝紫光
叶绿素b
种类胡萝卜素
类胡萝卜素(1/4)主要吸收蓝紫光
叶黄素
3.叶绿体中色素的分离
方法:
纸层析法
原理:
四种色素在层析液中扩散的速度不同。
结果:
在滤纸条上呈现四条色素带,从上到下依次是:
胡萝卜素(橙黄色)、叶黄素(黄色)、叶绿素a(蓝绿色)、叶绿素b(黄绿色)。
(三)、光合作用的过程
1.光反应(必须有光才能进行)
部位:
基粒类囊体的薄膜上条件:
光、色素、酶
水的光解:
H2O
2[H]+
O2
内容供给暗反应(还原剂)
ATP的形成:
ATP+Pi+能量
ATP(为暗反应供能)
(水的光解和色素吸收光能不需酶参与)
2.暗反应(没有光也能进行,但必须要有光反应提供的[H]和ATP,事实上在黑暗中无法进行。
)
部位:
叶绿体的基质
条件:
多种酶、[H]、ATP、CO2(“暗”这个条件并不必需;但暗反应若没有光反应提供的[H]和ATP就无法进行;所以暗处不能长时间进行暗反应)
CO2的固定:
CO2+C5
2C3
内容CO2的还原:
C3+[H]
(CH2O)
3.光合作用图解
(四)、光合作用的实质
1.物质转化:
无机物(CO2和H2O)→有机物(糖类、一部分氨基酸和脂肪是光
合作用的直接产物)
2.能量转换:
光能
ATP中的活跃化学能
有机物中的稳定化学能
3.地位:
生物界最基本的物质代谢和能量代谢
(五)、光合作用的意义
1.为生物界提供有机物(一切生物的最终能量来源都是太阳能)
2.使大气中的氧气和二氧化碳的含量相对稳定
3.把光能转换成化学能
(六)、植物栽培与光能的合理利用
1.延长光合作用的时间
可以提高单位面积的产量
2.增加光合作用的面积
六、细胞增殖:
(一)、细胞增殖的意义、方式、过程及其特征
细胞周期
细胞周期是指连续分裂的细胞,从一次分裂完成时开始,到下一次分裂完成时为止。
一个细胞周期分为细胞分裂间期和细胞分裂期两个时期,分裂期又人为地分为前期、中期、后期和末期。
(二)、动、植物细胞有丝分裂的不同点(见表1-2)
(三)有丝分裂各时期染色体、DNA含量的变化
①代表的变化曲线②代表的变化曲线
细胞的分化、衰老和癌变
分化
概念:
在个体发育过程中,由一个或一种细胞产生的后代,在形态、结构和生理功能上表现出稳定性差异的过程,叫做细胞分化。
意义:
是个体发育的基础
原因:
基因在不同细胞中的选择性表达
细胞的全能性:
已经分化的细胞仍然具有发育成完整植物体的潜能。
细胞的衰老和凋亡
是正常的生理现象
细胞癌变
受致癌因子的作用,细胞中遗传物质发生改变,变成不受机体控制的、连续进行分裂的恶性增殖细胞。
物理射线、激光
致癌因子化学某些化学物质
生物某些病毒
七、减数分裂和有性生殖细胞的形成
1.减数分裂的概念
是进行的生物形成细胞过程中所特有的细胞分裂方式。
时期
在减数分裂过程中,染色体只复制次,而细胞连续分裂,特征
新产生的生殖细胞中的染色体数目比细胞减少。
结果
2.减数分裂的过程
精子的形成过程、卵细胞的形成过程(图形略)
精子与卵细胞形成过程的不同点
①细胞数目:
一个精原细胞可形成四个精子;一个卵原细胞只形成一个卵细胞,另外有三个极体(最终退化消失)
②细胞质分裂:
精子形成过程中都是均等分裂;卵细胞形成过程中形成初级卵母细胞和次级卵母细胞的两次分裂为不均等分裂。
而第一极体形成第二极体时为均等分裂
③有无变形:
精子细胞形成精子时有变形过程;卵细胞形成时没有变形过程
减数分裂的过程可以概括为下图:
4.受精作用
是指精子进入卵子形成受精卵的过程,它始于二者细胞膜的接触,终于二者细胞核的融合。
减数分裂和受精作用维持了每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定,促进了遗传物质的重新组合。
5.有关曲线
八、探索遗传物质的过程
(一)DNA是主要的遗传物质
1.DNA是遗传物质的假设
有丝分裂:
复制一次,细胞分裂,子细胞的数目与亲代细胞保持一致。
减数分裂:
复制一次,细胞连续分裂,得到的生殖细胞中的
数目比体细胞。
受精作用:
精子与卵细胞的核融合,的数目恢复到与体细胞一致。
可见,染色体在生物的遗传中具有重要作用。
而染色体主要由和组成
DNA是遗传物质的实验证据
(1)细菌转化实验:
格里菲思的实验
操作
结果
结论
艾弗里的实验
现象:
。
结论:
。
(2)噬菌体实验
用放射性同位素标记噬菌体的DNA和蛋白质,发现进入细菌的是,而不是,在噬菌体的控制下利用体内的原料合成出子代噬菌体。
由此证明是遗传物质。
2.DNA是主要的遗传物质
少数病毒不含DNA,只有RNA,它们的遗传物质是RNA。
绝大多数生物的遗传物质是DNA,所以说是主要的遗传物质。
3.遗传物质的功能
携带信息,控制生物体的,并通过过程将
信息传递给后代。
(二)DNA的结构和复制
基本单位——脱氧核苷酸
DNA分子的结构
DNA分子双螺旋结构的主要特点
的结构概念
和复制DNA分子的复制复制的过程
复制的意义
(一)DNA的结构
1.化学基本单位:
脱氧核苷酸(四种)
组成连接:
聚合
.在DNA分子中,由于组成脱氧核苷酸的碱基有4种(、、、),因此,构成DNA分子的脱氧核苷酸也有4种。
每一个脱氧核苷酸分子是由、以及组成。
2.空间结构
两条脱氧核苷酸长链反向平行盘旋成双螺旋结构
(1)规则的双螺旋结构外侧的基本骨架由磷酸和脱氧核糖交替连接而成,内侧是碱基
DNA两条长链间的碱基通过氢键碱基互补配对原则形成碱基
(2)碱基互补配对原则:
A-TC-G(A=TC≡G)
(3)特点
①稳定性:
脱氧核糖与磷酸交替排列形成的基本骨架和碱基互补配对的方式不变;碱基对之间的氢键和两条脱氧核糖核苷酸的空间螺旋加强了DNA的稳定性
②多样性:
一个最短的DNA分子也大约有4000个碱基对,可能的排列方式有44000,排列顺序千变万化,构成了DNA分子的多样性。
(4n,n是碱基对的数目)
③特异性:
每个DNA分子中碱基对的特定排列顺序,构成了每个DNA分子的特异性。
(二)DNA分子的复制
1.概念:
以亲代DNA分子为模板合成子代DNA分子的过程
2.时间:
有丝分裂新间期和减数第一次分裂间期(基因突变就发生在该期)
3.特点:
边解旋边复制,半保留复制
4.条件:
模板、原料、酶、能量
5.意义:
保持前后代遗传信息的连续性(DNA分子独特的双螺旋结构,为复制提供了精确的模板,通过碱基互补配对,保证复制能够准确进行。
)
(三)基因控制蛋白质的合成
基因——有遗传效应的DNA片段
转录
基因控制蛋白质的合成
基因的表达翻译
通过控制酶的合成来控制代谢过程
基因对性状的控制
通过控制蛋白质分子的结构来直接影响性状
1.基因、DNA与染色体的关系
基因是有遗传效应的DNA片段,染色体是DNA的主要载体。
2.基因控制蛋白质的合成
场所:
细胞核
模板:
DNA的一条链(有义链)
(1)转录原料:
游离的核糖核苷酸(四种)
产物:
RNA(mRNA等,通过核孔到细胞质)
场所:
细胞质(核糖体)
模板:
mRNA
(2)翻译工具:
转运RNA
原料:
氨基酸
产物:
蛋白质
转运RNA结构
密码子:
信使RNA上决定一个氨基酸的三个相邻碱基
3.中心法则
4.转录、翻译中的数量关系
DNA(基因)碱基数:
mRNA碱基数:
多肽链氨基酸数=6:
3:
1
九、基因的分离定律
(一)一组概念
1.相对性状:
一种生物同一性状的不同表现类型
显性性状:
杂种子一代中显现出来的性状
隐性性状:
杂种子一代中未显现出来的性状
性状分离:
杂种后代中,同时出现显性性状和隐性性状的现象叫性状分离
2.显性基因:
控制显性性状的基因,用大写英文字母表示
隐性基因:
控制隐性性状的基因,用小写英文字母表示
纯合子:
由基因型同的配子结合成的合子发育成的个体(DD、dd、AABB、AAbb)
杂合子:
由基因型不同的配子结合成的合子发育成的个体(Dd、AaBB、AaBb)
等位基因:
位于一对同源染色体相同位置上,控制着相对性状的基因(若控制同一性状可称相同基因)
基因型:
与表现型有关的基因组成
表现型:
生物个体表现出来的性状
3.杂交:
基因型不同的生物体之间的相互交配
自交:
基因型相同的生物体之间的相互交配
测交:
杂种子一代与隐性个体相交,用来测定F1的基因型(属杂交);
(二)分离定律的概念及实质
当细胞进行减数分裂时,等位基因随着同源染色体的分离而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。
(三)分离定律的应用
1.在育种上的应用
育种一定要育成纯合子。
连续自交可以把杂合子育成纯合子。
2.遗传病的预防
会计算遗传病的发病率
十、基因的自由组合定律
(一)两对相对性状的遗传试验
1.过程
2.分析
单独分析每对性状,都遵循基因的分离定律
(1)在等位基因分离的同时,不同对基因之间可以自由组合,且分离与组合是互不干扰的
(2)产生雌雄配子的数量为2n=22=4种,比例为1∶1∶1∶1,雌雄配子结合的机会均等
(3)结合方式:
4×4=16种
(4)表现型:
2×2=4种
(5)基因型:
3×3=9种(1∶2∶1)(1∶2∶1)
3.测交
实验结果:
F1×绿皱→1黄圆∶1黄皱∶1绿圆∶1绿皱
(二)基因的自由组合定律
在减数分裂形成配子时,同源染色体上的等位基因分离,非同源染色体上的基因自由组合。
(三)分离定律与自由组合定律的关系
1.分离定律适用于一对等位基因,而自由组合定律适用于两对及两对以上的等位基因。
2.两对及两对以上的等位基因,每一对依然遵循分离定律。
(四)自由组合定律的应用
1.育种
通过杂交,使基因重新组合,可以把两个亲本的优良性状组合到一起。
2.医学
可以计算多种遗传病并发的概率
十一、性别决定与伴性遗传
(一)性别决定
1.基础:
生物性别通常是由性染色体决定的
2.染色体种类常染色体:
雌雄个体相同的染色体
性染色体:
雌雄不体相同的染色体
雄性:
XY(异型)
XY型雌性:
XX(同型)
3.类型雄性:
ZZ(同型)
ZW型雌性:
ZW(异型)
4.人类体细胞中染色体的表示:
男性:
44A+XY女性:
44A+XX
(二)伴性遗传
1.含义:
性状遗传常与性别相关联
2.红绿色盲遗传
基因位置:
X染色体上的隐性基因
人的正常色觉和红绿色盲的基因型和表现型
女性
男性
基因型
XBXB
XBXb
XbXb
XBY
XbY
表现型
正常
正常(携带者)
色盲
正常
色盲
传递:
随X染色体向后代传递
特点:
交叉遗传、男性患者远远多于女性
(三)基因遗传的类型及遗传特点
1.类型:
常染色体显性遗传(常显)
常染色体隐性遗传(常隐)
伴X染色体显性遗传(X显)
伴X染色体隐性遗传(X隐)
伴Y染色体遗传(伴Y)
2.遗传特点:
(1)常显与常隐遗传情况与性别无关,男女性及整个人群中的发生概率都相等;
(2)X显与X隐遗传情况与性别相关:
X隐中男性患者多于女性,X显中女性患者多于男性
(3)伴Y遗传情况也与性别相关:
患者全为男性且“父→子→孙
十二、生物的变异
不遗传的变异
变异
遗传的变异(三个来源):
基因突变、基因重组、染色体变异
(一)基因突变
1.概念:
由于DNA分子中发生碱基对的增添、缺失或改变,而引起的基因结构的改变
2.类型自然突变
诱发突变
3.意义:
是生物变异的根本来源,为生物进化提供了最初的选择材料
(二)基因重组
概念:
在生物体进行有性生殖的过程中,控制不同性状的基因的重新组合
为生物变异提供极其丰富的来源
意义生物多样性的重要原因之一
对于生物进化具有十分重要的意义
(三)染色体变异
1.结构变异:
缺失、重复、倒位、易位。
如猫叫综合征(5号染色体部分缺失)。
这类变异危害极大,大多是致死的
2.数目变异
(1)个别染色体的增加或减少
(2)染色体组倍性增减
染色体组:
细胞中的一组非同源染色体,其形态和功能各不相同。
二倍体:
体细胞中含两个染色体组的个体
多倍体:
体细胞中含有三个或三个以上染色体组的的个体
单倍体:
体细胞中含本物种配子染色体数目的个体
多倍体育种:
(多倍体植物各器官都比较大,营养物质的含量也较高)
方法原理:
用秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
应用单倍体育种:
(后代都是是正常的纯合子,因此有单倍体育种,它大大缩短了育种年限)
方法:
花药离体培养
十三、生物的进化
(一)自然选择学说
1.主要内容
有限生活条件
→生存斗争
过度繁殖
遗传变异
适者生存
自然选择
2.意义:
科学地解释了生物进化的原因,以及生物的多样性和适应性
3.局限性:
对于遗传和变异的本质及自然选择如何对遗传变异起作用不能科学地解释
(二)现代达尔文主义
1.种群是进化的单位
种群:
生活在同一地点的同种生物的一群个体
2.进化的实质是种群基因频率的改变
基因库:
一个种群全部个体所含的全部基因
基因频率:
某个基因在某个种群中出现的频率
3.突变和基因重组产生生物进化的原材料,自然选择决定生物进化的方向
4.隔离是新物种形成的必要条件
(三)生物进化的历程
由简单到复杂、由低等到高等、由水生到陆生。
必修3第一章:
人体的内环境与稳态
1、体液:
体内含有的大量以水为基础的物体。
细胞内液(2/3)
体液细胞外液(1/3):
包括:
血浆、淋巴、组织液等
2、体液之间关系:
血浆
细胞内液组织液淋巴
3、内环境:
由细胞外液构成的液体环境。
内环境作用:
是细胞与外界环境进行物质交换的媒介。
4、组织液、淋巴的成分和含量与血浆的相近,但又不完全相同,最主要的差别在于血浆中含有较多的蛋白质,而组织液和淋巴中蛋白质含量较少
5、细胞外液的理化性质:
渗透压、酸碱度、温度。
6、血浆中酸碱度:
7.35---7.45调节的试剂:
缓冲溶液:
NaHCO3/H2CO3Na2HPO4/NaH2PO4
7、人体细胞外液正常的渗透压:
770kPa、正常的温度:
37度
8、稳态:
正常机体通过调节作用,使各个器官、系统协调活动、共同维持内
环境的相对稳定的状态。
内环境稳态指的是内环境的成分和理化性质都处于动态平衡中
9、稳态的调节:
神经体液免疫共同调节
内环境稳态的意义:
内环境稳态是机体进行正常生命活动的必要条件。
第二章;动物和人体生命活动的调节
1、神经调节的基本方式:
反射
神经调节的结构基础:
反射弧
反射弧:
感受器→传入神经(有神经节)→神经中枢→传出神经→效应器(还包括肌肉和腺体)
神经纤维上双向传导静息时外正内负
静息电位→刺激→动作电位→电位差→局部电流
2、兴奋传导
神经元之间(突触传导)单向传导突触小体中有突触小泡,突触小泡中有神经递质,神经递质只能由突触前膜释放到突触后膜,使后膜产生兴奋(或抑制)所以是单向传递。
突触小泡(递质)→突触前膜→突触间隙→突触后膜(有受体)→产生兴奋或抑制
3、人体的神经中枢:
下丘脑:
体温调节中枢、水平衡调节中枢、生物的节律行为
脑干:
呼吸中枢小脑:
维持身体平衡的作用
大脑:
调节机体活动的最高级中枢脊髓:
调节机体活动的低级中枢
4、大脑的高级功能:
除了对外界的感知及控制机体的反射活动外,还具有语言、学习、记忆、和思维等方面的高级功能。
大脑S区受损会得运动性失语症:
患者可以看懂文字、听懂别人说话、但自己不会讲话(S区→说,H区→听,W区→写,V区→看)
5、激素调节:
由内分泌器官(或细胞)分泌的化学物质进行调节
激素调节是体液调节的主要内容,体液调节还有CO2等的调节
6、人体正常血糖浓度;0.8—1.2g/L低低血糖症。
高高血糖症、严重时出现糖尿病。
7、来源:
①食物中的糖类的消化吸收②肝糖元的分解③脂肪等非糖物质的转化
去向:
①血糖的氧化分解为CO2H2O和能量
②血糖的合成肝糖元、肌糖元(肌糖元只能合成不能水解)
③血糖转化为脂肪、某些氨基酸
抑制
8、血糖平衡的调节(蛋白质类激素不能口服:
胰岛素)
促进
血糖浓度升高
作用
胰岛素(降血糖)拮抗胰高血糖素(升血糖)
作用
(胰岛B细胞分泌)(胰岛A细胞分泌)
促进
抑制
血糖浓度降低
9、体温调节
寒冷刺激下丘脑促甲状腺激素释放激素垂体→促甲状腺激素
甲状腺甲状腺激素促进细胞的新陈代谢
甲状腺激素(可口服)分泌过多又会反过来抑制下丘脑和垂体的作用,这就是反馈调节。
人体寒冷时机体也会发生变化;全身发抖(骨骼肌手缩)、起鸡皮疙的(毛细血管收缩)
10、激素(有机分子,信息分子)调节的特点:
微量和高效、通过体液(通过血液)运输
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