专题04细胞呼吸与光合作用高考二轮核心考点生物无答案.docx
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专题04细胞呼吸与光合作用高考二轮核心考点生物无答案
专题04细胞呼吸与光合作用-2017年高考二轮核心考点生物
【考点定位】
1.知识内容
(1)光合作用的基本过程
(2)影响光合作用速率的环境因素
(2)细胞呼吸
2.实验内容
(1)叶绿体色素的提取和分离
(2)探究酵母菌的呼吸方式
【直击高考】
1.(2016上海卷.15)人骨骼肌内的白肌细胞含少量线粒体,适合无氧呼吸、进行剧烈运动。
白肌细胞内葡萄糖氧化分解的产物有()
①酒精②乳酸③CO2④H2O⑤ATP
A.①③⑤B.②④⑤C.①③④⑤D.②③④⑤
2.(2016海南卷.10)下列叙述错误的是()
A.温度和光照会影响CO2的同化速率
B.光合作用中O2的产生发生在光反应阶段
C.光反应产生的ATP和NADPH不参与暗反应
D.土壤中的硝化细菌可利用CO2和H2O合成糖
3.(2016海南卷.11)下列有关植物细胞能量代谢的叙述,正确的是()
A.含有两个高能磷酸键的ATP是DNA人基本组成单位之一
B.加入呼吸抑制剂可使细胞中ADP生成减少,ATP生成增加
C.无氧条件下,丙酮酸转变为酒精的过程中伴随有ATP的合成
D.光下叶肉细胞的细胞质基质、线粒体和叶绿体中都有ATP合成
4.(2016天津卷.2)在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。
下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是
A.红光,ATP下降B.红光,未被还原的C3上升
B.绿光,[H]下降D.绿光,C5上升
4.(2016新课标2卷.4)关于高等植物叶绿体中色素的叙述,错误的是()
A.叶绿体中的色素能够溶解在有机溶剂乙醇中
B.构成叶绿素的镁可以由植物的根从土壤中吸收
C.通常,红外光和紫外光可被叶绿体中的色素吸收用于光合作用
D.黑暗中生长的植物幼苗叶片呈黄色是由于叶绿素合成受阻引起的
5.(2016北京卷.2)葡萄酒酿制期间,酵母细胞内由ADP转化为ATP的过程()
A.在无氧条件下不能进行B.只能在线粒体中进行
C.不需要能量的输入D.需要酶的催化
6.(2016四川卷.1)叶内细胞内的下列生理过程,一定在生物膜上进行的是()
A.O2的产生B.H2O生成C.[H]的消耗D.ATP的合成
7.(2016四川卷.5)三倍体西瓜由于含糖量高且无籽,备受人们青睐。
下图是三倍体西瓜叶片净光合速率(以CO2吸收速率表示)与胞间CO2浓度(Ci)的日变化曲线,以下分析正确的是()
A.与11:
00时相比,13:
00时叶绿体中合成C3的速率相对较高
B.14:
00后叶片的Pn下降,导致植株积累有机物的量开始减少
C.17:
00后叶片的Ci快速上升,导致叶片暗反应速率远高于光反应速率
D.叶片的Pn先后两次下降,主要限制因素分别是CO2浓度和光照强度
8.(2016北京卷.5)在正常与遮光条件下向不同发育时期的豌豆植株供应14CO2,48h后测定植株营养器官和生殖器官中14C的量。
两类器官各自所含14C量占植株14C总量的比例如图所示。
与本实验相关的错误叙述是()
A.14CO2进入叶肉细胞的叶绿体基质后被转化为光合产物
B.生殖器官发育早期,光合产物大部分被分配到营养器官
C.遮光70%条件下,分配到生殖器官和营养器官中的光合产物量始终接近
D.实验研究了光强对不同发育期植株中光合产物在两类器官间分配的影响
9.(2016课标1卷.1)下列与细胞相关的叙述,正确的是()
A.核糖体、溶酶体都是具有膜结构的细胞器
B.酵母菌的细胞核内含有DNA和RNA两类核酸
C.蓝藻细胞的能量来源于其线粒体有氧呼吸过程
D.在叶绿体中可进行CO2的固定但不能合成ATP
10.(2016新课标Ⅲ卷.29)为了探究某地夏日晴天中午时气温和相对湿度对A品种小麦光合作用的影响,某研究小组将生长状态一致的A品种小麦植株分为5组,1组在田间生长作为对照组,另4组在人工气候室中生长作为实验组,并保持其光照和CO2浓度等条件与对照组相同,与中午12:
30测定各组叶片的光合速率,各组实验处理及结果如表所示:
回答下列问题:
(1)根据本实验结果,可以推测中午时对小麦光合作用速率影响较大的环境因素是,其依据是;并可推测,(填“增加”或“降低”)麦田环境的相对湿度可降低小麦光合作用“午休”的程度。
(2)在实验组中,若适当提高第组的环境温度能提高小麦的光合速率,其原因是。
(3)小麦叶片气孔开放时,CO2进入叶肉细胞的过程(填“需要”或“不需要”)载体蛋白,(填“需要”或“不需要”)消耗ATP。
11.(2016浙江卷.30)(14分)下面是关于植物光合作用的问题。
请回答:
(1)光反应发生在叶绿体的中,H20在光反应中裂解为。
(2)若以14CO2作为光合作用的原料,在卡尔文循环中首先出现含的三碳化合物是。
该三碳化合物在NADPH的氢和ATP的等物质存在的情况下,被还原为三碳糖磷酸。
(3)给某植物提供C1802和H20,释放的氧气中含有18O是由于,H218O又作为原料参与了光合作用之故。
(4)植物光合作用光饱和点可通过测定不同的下的光合速率来确定。
在一定条件下,某植物在温度由25℃降为5℃的过程中光饱和点逐渐减小,推测该植物在光照充足时的光合作用最适温度
(选填:
<、≤、=、≥、>)25℃。
12.(2016课标1卷.30)为了探究生长条件对植物光合作用的影响,某研究小组将某品种植物的盆栽苗分成甲、乙两组,置于人工气候室中,甲组模拟自然光照,乙组提供低光照,其他培养条件相同。
培养较长一段时间(T)后,测定两组植株叶片随光照强度变化的光合作用强度(即单位时间、单位面积吸收CO2的量),光合作用强度随光照强度的变化趋势如图所示。
回答下列问题:
(1)据图判断,光照强度低于a时,影响甲组植物光合作用的限制因子是_______________。
(2)b光照强度下,要使甲组的光合作用强度升高,可以考虑的措施是提高___________(填“CO2浓度”或“O2浓度”)。
(3)播种乙组植株产生的种子,得到的盆栽苗按照甲组的条件培养T时间后,再测定植株叶片随光照强度变化的光合作用强度,得到的曲线与甲组的相同。
根据这一结果能够得到的初步结论是_____。
13.(2016新课标2卷.31)(8分)BTB是一种酸碱指示剂,BTB的弱碱性溶液颜色可随其中CO2浓度的增高而由蓝变绿再变黄。
某同学为研究某种水草的光合作用和呼吸作用,进行了如下实验:
用少量的NaHCO3和BTB加水配制成蓝色溶液,并向溶液中通入一定量的CO2使溶液变成浅绿色,之后将等量的绿色溶液分别加入到7支试管中,其中6支加入生长状况一致的等量水草,另一支不加水草,密闭所有试管。
各试管的实验处理和结果见下表。
试管编号
1
2
3
4
5
6
7
水草
无
有
有
有
有
有
有
距日光灯的距离(cm)
20
遮光*
100
80
60
40
20
50min后试管中溶液的颜色
浅绿色
X
浅黄色
黄绿色
浅绿色
浅蓝色
蓝色
*遮光是指用黑纸将试管包裹起来,并放在距日光灯100cm的地方。
若不考虑其他生物因素对实验结果的影响,回答下列问题:
(1)本实验中,50min后1号试管的溶液是浅绿色,则说明2至7号试管的实验结果是由引起的;若1号试管的溶液是蓝色,则说明2至7号试管的实验结果是(填“可靠的”或“不可靠的”)。
(2)表中X代表的颜色应为(填“浅绿色”、“黄色”或“蓝色”),判断依据是。
(3)5号试管中的溶液颜色在照光前后没有变化,说明在此条件下水草。
【考情解读】
本考点为高考的高频考点,每年必考,分值较大,在选择题和非选择题都有考查。
集中考查叶绿体色素、光合作用和细胞呼吸原理和应用等。
通常以实验为背景考查光合作用、呼吸作用原理和物质、能量转化过程的联系以及在生活生产实际的应用。
预计2017年高考命题,仍然是以图表曲线为信息载体、以实验探究或生产实践为背景考查光合作用、呼吸作用过程、场所,二者联系及原理应用等问题。
【考点突破】
考点一、光合作用和有氧呼吸过程比较
1.光合作用与有氧呼吸的区别
项目
光合作用
有氧呼吸
物质变化
无机物合成有机物
有机物被分解成无机物
能量变化
光能→稳定的化学能
稳定的化学能→热能、ATP中活跃的化学能
实质
合成有机物,储存能量
分解有机物、释放能量,供细胞利用
场所
主要是叶绿体
细胞质基质和线粒体
条件
只在光下进行
时刻都能进行
2.光合作用与有氧呼吸的联系
(1)物质方面
C:
CO2
C6H12O6
C3H4O3
CO2
O:
H2O
O2
H2O
H:
H2O
[H]
C6H12O6
[H]
H2O
(2)能量方面
光能
ATP中活跃的化学能
C6H12O6中稳定的化学能
3.光合作用和有氧呼吸中[H]和ATP的来源、去向分析
光合作用
有氧呼吸
[H]
来源
H2O光解产生
有氧呼吸第一、二阶段
去向
还原C3
用于第三阶段还原O2
ATP
来源
光反应阶段产生
三个阶段都产生
去向
用于C3还原供能
用于各项生命活动(植物C3的还原除外)
【典型例题】
图表示某植物细胞内的代谢过程,下列有关叙述不正确的是()
A.X、Y物质分别代表三碳化合物和丙酮酸
B.④过程可能产生能量,也可能不产生能量
C.①②③④四个过程既不消耗氧气也不产生氧气
D.①过程发生在线粒体基质中,②过程发生在叶绿体基质中
考点二、影响细胞呼吸的外界因素及其应用
1.温度对细胞呼吸的影响
(1)原理:
通过影响与细胞呼吸有关的酶的活性来影响呼吸速率。
(2)曲线分析
①在最适温度时,呼吸强度最大。
②超过最适温度,呼吸酶活性降低甚至变性失活,呼吸速率下降。
③低于最适温度,酶活性下降,呼吸速率下降。
(3)应用
①低温下储存蔬菜和水果。
②蔬菜大棚夜间适当降温以降低呼吸消耗,提高产量。
2.氧气浓度对细胞呼吸的影响
(1)原理:
O2是有氧呼吸所必需的,且O2对无氧呼吸过程有抑制作用。
(2)曲线分析
①O2浓度=0时,只进行无氧呼吸。
②0 ③O2浓度≥10%时,只进行有氧呼吸。 ④O2浓度=5%时,有机物消耗最少。 (3)应用 ①中耕松土促进植物根部有氧呼吸。 ②无氧发酵过程需要严格控制无氧环境。 ③低氧仓储粮食、水果和蔬菜。 3.CO2浓度对细胞呼吸的影响 (1)原理: CO2是细胞呼吸的最终产物,积累过多会抑制细胞呼吸的进行。 (2)曲线 (3)应用: 在蔬菜和水果保鲜中,增加CO2浓度可抑制细胞呼吸,减少有机物的消耗。 4.含水量对细胞呼吸的影响 (1)原理: 水作为有氧呼吸的原料和环境因素影响细胞呼吸的速率。 (2)特点: 在一定范围内,细胞呼吸速率随含水量的增加而加快,随含水量的减少而减慢。 (3)应用 ①粮食在收仓前要进行晾晒处理。 ②干种子萌发前进行浸泡处理。 【典型例题】 如图表示某植物非绿色器官在不同O2浓度下,O2的吸收量和CO2的释放量的变化情况,根据所提供的信息,以下判断正确的是( ) A.N点时,该器官O2的吸收量和CO2的释放量相等,说明其只进行有氧呼吸 B.M点是贮藏该器官的最适O2浓度,此时无氧呼吸的强度最低 C.该器官呼吸作用过程中有非糖物质氧化分解 D.L点时,该器官产生CO2的场所是细胞中的线粒体基质 【变式训练】 将一份刚采摘的新鲜蓝莓用高浓度的CO2处理48h后,贮藏在温度为1℃的冷库内,另一份则始终在1℃的冷库内贮藏。 从采后算起每10天取样一次,测定其单位时间内CO2释放量(mol)和O2吸收量(mol),计算二者的比值得到如图所示曲线。 下列结论正确的是( ) A.贮藏前用CO2处理后的蓝莓无法进行无氧呼吸 B.第10d时,细胞中的ATP完全来自线粒体 C.第20d未处理组蓝莓产生的乙醇量高于CO2处理组 D.第40d未处理组蓝莓有氧呼吸比无氧呼吸消耗的葡萄糖多 考点三、光照和CO2浓度变化对光合作用物质变化的影响 (1)光照强度 A点 光照强度为0,此时只进行细胞呼吸,CO2释放量表示此时的细胞呼吸强度 AB段 光照强度加强,光合速率逐渐增强,但细胞呼吸强度大于光合作用强度 B点 光补偿点,即光合作用强度=细胞呼吸强度,细胞呼吸释放的CO2全部用于光合作用 BC段 随着光照强度不断加强,光合作用强度不断加强,光合作用强度大于细胞呼吸强度 C点 光饱和点,继续增加光照强度,光合作用强度不再增加 (2)CO2浓度 A点 光合速率等于细胞呼吸速率时的CO2浓度,即CO2补偿点 A′点 进行光合作用所需CO2的最低浓度 B和B′点 CO2饱和点,即继续增加CO2的浓度,光合速率不再增加 AB段和A′B′段 在一定范围内,光合速率随CO2浓度增加而增大 (3)温度 AB段 在B点之前,随着温度升高,光合速率增大 B点 酶的最适温度,光合速率最大 BC段 随着温度升高,酶的活性下降,光合速率减小,50_℃左右光合速率几乎为零 【方法点拨】外界条件聚变对光合作用的影响 变化条件 C3 C5 [H]和ATP (CH2O) CO2供应不变 光照强→弱 增加 减少 减少 减少 光照弱→强 减少 增加 增加 增加 光照不变 CO2充足→不足 减少 增加 增加 减少 CO2不足→充足 增加 减少 减少 增加 【典型例题】 在适宜反应条件下,用白光照射离体的新鲜叶绿体一段时间后,突然改用光照强度与白光相同的红光或绿光照射。 下列是光源与瞬间发生变化的物质,组合正确的是() A.红光,ATP下降 B.红光,未被还原的C3上升 C.绿光,[H]下降 D.绿光,C5上升 【变式训练】 某科研所为提高蔬菜产量进行了相关生理活动的研究(均在最适温度下进行),结果如下图所示,相关分析合理的是() A.图一可见呼吸底物为葡萄糖、CO2浓度为A时,O2的吸收量等于CO2的释放量 B.图一中DE段CO2的释放量有所下降可能是由于温度抑制了酶的活性 C.图二可见乙品种比甲品种呼吸速率低,且乙品种比甲品种更适于生长在弱光环境中 D.图二中F点时甲的叶肉细胞中消耗ADP的场所是叶绿体、细胞质基质和线粒体 考点四、光合速率与呼吸速率的计算 真光合速率=净光合速率+呼吸速率 1.曲线解读 (1)绿色植物组织在黑暗条件下测得的数值表示呼吸速率。 (2)绿色植物组织在有光的条件下,光合作用与细胞呼吸同时进行,测得的数值表示净光合速率。 (3)真光合速率=净光合速率+呼吸速率。 用O2、CO2或葡萄糖的量表示如下: ①光合作用产生的O2量=实测的O2释放量+细胞呼吸消耗的O2量。 ②光合作用固定的CO2量=实测的CO2吸收量+细胞呼吸释放的CO2量。 ③光合作用产生的葡萄糖量=葡萄糖的积累量(增重部分)+细胞呼吸消耗的葡萄糖量。 2.图形解读 ①表示只进行细胞呼吸无光合作用,对应上面曲线图上A点。 ②表示实际光合速率<呼吸速率(或净光合速率<0),对应曲线图上AB段(不包括B点)。 ③表示实际光合速率=呼吸速率(或净光合速率=0),对应曲线图上B点。 ④表示实际光合速率>呼吸速率(或净光合速率>0),对应曲线图B点以后。 【典型例题】 植物的光合作用受CO2浓度、温度与光照强度的影响。 如图为在一定CO2浓度和适宜温度条件下,测定某植物叶片在不同光照条件下的光合作用速率。 下列有关说法不正确的是( ) A.在a点所示条件下,该植物的叶肉细胞内能够产生ATP的部位是线粒体 B.该植物叶片的呼吸速率是5mgCO2/(100cm2叶·小时) C.在一昼夜中,将该植物叶片置于c点所示光照强度条件下11小时,其余时间置于黑暗中,则每100cm2叶片一昼夜中CO2的净吸收量为45mg D.已知该植物光合作用和细胞呼吸的最适温度分别为25℃和30℃。 若将温度提高到30℃的条件下(原光照强度和CO2浓度不变),则图中b点将右移,c点将下移 【方法点拨】光合作用、细胞呼吸曲线中关键点的移动 CO2(或光)补偿点和饱和点的移动方向: 一般有左移、右移之分,其中CO2(或光)补偿点B是曲线与横轴的交点,CO2(或光)饱和点C则是最大光合速率对应的CO2浓度(或光照强度),位于横轴上。 (1)呼吸速率增加,其他条件不变时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。 (2)呼吸速率基本不变,相关条件的改变使光合速率下降时,CO2(或光)补偿点B应右移,反之左移。 (3)阴生植物与阳生植物相比,CO2(或光)补偿点和饱和点都应向左移动。 【变式训练】 下图表示20℃时玉米光合作用强度与光照强度的关系,S1、S2、S3表示所在部位的面积,下列说法中不正确的是() A.S1+S3可表示玉米呼吸作用消耗的有机物量 B.S2+S3可表示玉米光合作用产生的有机物总量 C.S2-S1表示玉米光合作用有机物的净积累量 D.若植株缺Mg,则B点右移,D点右移 考点五、光合速率与呼吸速率的常用测定方法 1.利用装置图法 (1)测定方法 ①将植物(甲装置)置于黑暗中一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算呼吸速率。 ②将同一植物(乙装置)置于光下一定时间,记录红色液滴移动的距离,计算净光合速率。 ③根据呼吸速率和净光合速率可计算得到真正光合速率。 (2)物理误差的校正: 为防止气压、温度等物理因素所引起的误差,应设置对照实验,即用死亡的绿色植物分别进行上述实验,根据红色液滴的移动距离对原实验结果进行校正。 【典型例题】 为探究CO2浓度和光照强度对植物光合作用的影响,某兴趣小组设计了如图所示的实验装置若干组,利用缓冲液维持密闭小室内CO2浓度的相对恒定,室温25℃进行了一系列的实验,对相应装置准确测量的结果如下表所示,下列说法错误的是() 组别 光强(lx) 实验条件CO2(%) 液滴移动(mL/h) 1 0 0.05 左移2.24 2 800 0.03 右移6.00 3 1000 0.03 右移9.00 4 1000 0.05 右移11.20 5 1500 0.05 右移11.20 6 1500 0.03 右移9.00 A.1组中液滴左移的原因是植物有氧呼吸消耗了氧气 B.6组中液滴右移的原因是植物光合作用产生氧气量小于有氧呼吸消耗氧气量 C.与3组比较可知,限制2组液滴移动的主要环境因素是光照强度 D.与4组比较可知,限制3组液滴右移的主要环境因素是CO2浓度 2.“黑白瓶”法 “黑白瓶”问题是一类通过净光合作用强度和有氧呼吸强度推算总光合作用强度的试题,其中“黑瓶”不透光,测定的是有氧呼吸量;“白瓶”给予光照,测定的是净光合作用量,可分为有初始值与没有初始值两种情况,规律如下: 规律①: 有初始值的情况下,黑瓶中氧气的减少量(或二氧化碳的增加量)为有氧呼吸量;白瓶中氧气的增加量(或二氧化碳的减少量)为净光合作用量;二者之和为总光合作用量。 规律②: 没有初始值的情况下,白瓶中测得的现有量与黑瓶中测得的现有量之差即总光合作用量。 【典型例题】 用等体积的三个玻璃瓶甲、乙、丙,同时从某池塘水深0.5m处的同一位置取满水样,立即测定甲瓶中的氧气含量,并将乙、丙瓶密封后沉回原处。 一昼夜后取出玻璃瓶,分别测定两瓶中的氧气含量,结果如下(不考虑化能合成作用)。 有关分析合理的是( ) 透光玻璃瓶甲 透光玻璃瓶乙 不透光玻璃瓶丙 4.9mg 5.6mg 3.8mg A.丙瓶中浮游植物的细胞产生[H]的场所是线粒体内膜 B.在一昼夜内,丙瓶生物细胞呼吸消耗的氧气量约为1.1mg C.在一昼夜后,乙瓶水样的pH比丙瓶的低 D.在一昼夜内,乙瓶中生产者实际光合作用释放的氧气量约为1.1mg 【能力提升】 1.如图是某植物的非绿色器官在氧浓度为a、b、c、d时,CO2释放量和O2吸收量的变化,下列相关叙述正确的是() A.氧浓度为d时最适于贮藏该植物器官 B.氧浓度为b、c时该器官无氧呼吸强度相等 C.氧浓度为d时,该器官无氧呼吸强度为0 D.氧浓度为a时,没有[H]的产生 2.下列叙述错误的是() A.硝化细菌能进行b和c过程 B.酵母菌能进行c和d过程 C.小球藻,水绵,颤藻能进行a过程 D.水稻能进行a,c,d过程 3.下列图1表示利用大豆幼苗的绿叶进行色素提取和分离实验的结果,图2表示温室中该幼苗的光合速率、呼吸速率随温度变化的曲线。 据图分析错误的是() A.甲、乙主要吸收蓝紫光和红光 B.在收获时节,大豆叶片中色素量的变化是(甲+乙)<(丙+丁) C.只有在B点时,光合作用制造的有机物是呼吸作用消耗有机物的两倍 D.为获得最大的经济效益,温室应控制温度为20℃ 4.下图是探究酵母菌呼吸方式的装置,下列说法不正确的是() A.1号装置用于测定酵母菌O2消耗量,2号装置用于测定酵母菌CO2释放量 B.1号装置液滴不可能向右移动,2号装置液滴不可能向左移动 C.若1号装置液滴不移动,2号装置液滴向右移动,则酵母菌只进行无氧呼吸 D.若1号装置液滴向左移动,2号装置液滴不移动,则酵母菌只进行有氧呼吸 5.某同学选取甲、乙两个相同的透明玻璃缸,同时都加入等量的池塘水、小球藻、水草及小鱼等,随即均被密封,实验在温度适宜的暗室中进行。 从距玻璃缸0.5m处先后用不同功率的灯泡给予1h光照,下表为不同光照1h后缸内氧气浓度的相对变化量。 15w 20w 25w 30w 35w 40w 45w … 甲缸(不遮光) -6 -4 -2 0 +2 +5 +10 … 乙缸(完全遮光) -10 -10 -10 -10 -10 -10 -10 … 下列有关叙述,错误的是() A.该实验的目的是探究不同光强对光合作用的影响 B.甲缸在30w灯泡照光时氧气产生量与消耗量相等 C.随光照增强,甲缸内生产者的光合作用不断增强 D.乙缸是用来测定玻璃缸内生物细胞呼吸的耗氧量 6.将叶面积相等的A、B两种植物的叶片分别放置在相同的温度适宜且恒定的密闭小室中,给予充足的光照,利用红外测量仪每隔5min测定一次小室中的CO2浓度,结果如图所示.对此实验叙述不正确的是() A.此实验可用于验证B植物比A植物具有更强的固定CO2的能力 B.当CO2浓度约为0.8mmol/L时,A、B两植物的光合作用强度相等 C.20min以后,两种植物叶片光合作用强度都与呼吸作用强度相等 D.若A植物在第5min时光照突然降低,C3含量将增加 7.某实验小组将玉米幼苗置于一密闭容器内,测定温度对光合作用和细胞呼吸的影响(用容器内CO2的变化量表示)。 结果如下(“+”表示增加,“-”表示减少
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