必修1专题1无机物和有机化合物及生物大分子1详解.docx
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必修1专题1无机物和有机化合物及生物大分子1详解
课题
生物体内:
无机物&有机化合物
授课日期及时段
教学目的
1、了解水和无机盐的作用。
2、懂得分辩糖类,脂类,蛋白质以及核酸的化学组成元素。
3、理解有机大分子在细胞内的重要作用
4、分析细胞中水的含量,培养学生语言表达能力和听取他人意见,对自己的见解进行解释证明和修改的能力。
5、形成自觉爱护水源的环保观念。
6、初步了解及学会实验在生物课中的重要性
7、学会如何检验细胞中的有机物(重点)
教学内容
一、课前检测
1.水在地球上的比例是多少?
人如果不喝水的状态下讷讷能维持多久的生命体征?
(在不补充食物的情况)
2生活中常见糖尿病的检测方法是什么?
3当年大头婴儿事故是检测什么物质?
如果学习了这节课,我们可以用那种试剂检测蛋白质?
二、知识点梳理
一、细胞中的水
1.水的含量
2.水的极性
3.水在细胞中的生理作用:
①良好的溶剂
②水是生物体内物质运输的主要介质
③水具有缓和温度变化的作用
二、细胞中的无机盐
1.无机盐的含量
2.无机盐的存在形式
3.无机盐的作用:
①许多无机盐离子对维持生物体正常的生命活动有着重要的意义。
②无机盐是组成生物体内某些复杂化合物的重要成分
3、糖类
1.糖类的元素组成
2糖的种类及功能:
概念
种类
分布
主要功能
单糖
不能水解的糖
核糖(C5H10O5)
动植物细胞
组成核酸的物质
细胞的重要能源物质
脱氧核糖(C5H10O4)
葡萄糖(C6H12O6)
二糖
水解后能生成两分子的单糖
蔗糖(C12H22O11)
植物细胞
水解产物都有葡萄糖
麦芽糖(C12H22O11)
乳糖(C12H22O11)
动物细胞
多糖
水解后能够生成许多单糖的分子的糖
淀粉(C6H10O5)n
植物细胞
植物细胞中的储能物质
纤维素(C6H10O5)n
植物细胞壁的基本组成成分
糖原(C6H10O5)n
动物细胞
动物细胞的储能物质
不同糖的转化关系
3.糖的作用:
①糖类是生命体的主要能源物质
②糖类是细胞的重要结构成分
4、脂质
1.脂质的额组成元素
2脂质的种类及作用:
种类
功能
分布
元素组成
油脂
主要的储能物质,保温,减少器官之间的摩擦,缓解外界的压力以保护内脏器官
大量存在某些植物的种子、果实及动物体的脂肪组织中
C、H、O
磷脂
构成细胞膜及各细胞器的重要成分
在动植物脑、卵及大豆种子中含量较多
C、H、O、N、P
固醇
胆固醇
构成动物细胞摸的重要成分,在人体内还参与血液中脂质的运输
在许多动物性食物中含量丰富
C、H、O
性激素
能促进雌雄生殖器的额发育以及生殖细胞的形成
动物的性腺分泌,进入血液,组织液
植物腊
保护作用
有些在植物细胞表面
C、H、O
5、蛋白质与核酸
1.
蛋白质
核酸
组成元素
C、H、O、N等
C、H、O、N、P
基本单位
氨基酸
核苷酸
连接方式
合成场所
核糖体
细胞核(主要)线粒体,叶绿体
机构多样性的原因
氨基酸种类不同
氨基酸的数目成百上千
氨基酸的排列顺序
多肽链空间机构千差万别
核苷酸的数目不同
核苷酸的排列顺序多样
功能
1构成细胞和生物体2催化3调节4运输5免疫6信息传递
1生物的遗传物质2参与遗传信息的额传递和表达3产生可遗传变异
联系
彻底水解产物与初步水解产物
物质
彻底水解
初步水解
DNA
磷酸、脱氧核糖、碱基
脱氧核苷酸
RNA
磷酸、核糖、碱基
核糖核苷酸
核酸
磷酸、五碳糖、碱基
核苷酸
消化产物、水解产物、氧化分解产物
物质
消化产物
水解产物
氧化分解产物
淀粉
葡萄糖
葡萄糖
CO2+H2O
油脂
甘油+脂肪酸
甘油+脂肪酸
CO2+H2O
蛋白质
氨基酸
氨基酸
CO2+H2O+尿素
DNA酶
氨基酸
氨基酸
CO2+H2O+尿素
检测还原糖、油脂和蛋白质
检测试剂
颜色反应
使用方法
还原糖的检测
本尼迪特
红黄色
水浴加热
蛋白质的检测
双缩脲
紫色
先a后b
油脂的检测
苏丹三
橙黄色
直接滴加
实验过程
步骤方法
还原糖
(样液+本尼迪特)水浴加热)
(研磨、过滤)
制备组织样液鉴定样液
蛋白质
(样液+试剂A+试剂B)
(豆浆或鲜肝提取液)
制备样液鉴定样液
油脂
(50%乙醇)
制作切片染色去浮色制片染色
注意事项:
先加A液(0.1g/mL的NaOH)2mL,再加B液(0.01g/mL的CuSO4)5滴,加B液要少量,过量A液与B液反应生成蓝色会掩盖紫色
蛋白质的检验中要留一部分组织样液作对比
1~2滴的50%乙醇用于洗掉材料表面浮色
氨基酸缩合形成多肽过程中的有关计算
蛋白质分子量、氨基酸数、肽链数、肽键数和失去水分子数的关系
肽键数=失去水分子数=氨基酸数-肽键数
蛋白质相对分子质量=氨基酸数目*氨基酸平均相对分子质量-脱去水分子数*18
肽键数
氨基酸数目
肽键数目
脱去水分子数
多肽链相对分子量
氨基数目
羧基数目
1条
M
M-1
M-1
Am-18(M-1)
至少1个
至少1个
N条
M
M-N
M-N
Am-18(M-N)
至少N个
至少N个
A是氨基酸的平均分子质量
蛋白质中游离的氨基或羧基数目的计算
至少含有的游离氨基或羧基数=肽链数
游离的氨基或羧基数=肽键数+R基中含有的氨基或羧基数
蛋白质中含有N、O原子数的计算
N原子数=肽键数+肽链数+R基上的N原子数=个氨基酸中N原子的总数
O原子数=肽键数+2*肽链数+R基上的O原子数=个氨基酸中O原子的总数-脱去水分子数
氨基酸的排列与多肽的计算
假如有n中氨基酸形成一个三肽,那么形成三肽的种类:
n3种
假如有n中氨基酸形成一个m肽,则有nm种
假如有n中氨基酸形成一个三肽,且每种氨基酸只有一个,则形成三肽的种类:
n*(n-1)*(n-2)
假如有n中氨基酸形成一个n肽,且每种氨基酸只有一个,则形成n肽的种类:
n*n-1*n-2*n-3*......*1=n!
***若形成环状的多肽:
氨基酸数=肽键数=失去水分子数
蛋白质中含二硫键时,要考虑脱去氢的质量,每形成一个二硫键,脱去2个氢
3、重难点突破
水是生命之源,介绍水在细胞中的存在形式,和学生一起探讨生物体内,自由水和结合水比例怎样变化的,开始引入细胞中无机物的种类和用途。
缺I会患大脖子病,从实例中证明,离子化合物的重要性
通过生活中食用的食材,让学生有个大致的概念,分别例举生活中常见的有机物种类,使学生对有机物有个大体的框架认识,初步会分辨有机大分子的种类及用途,重点介绍有机物的元素组成和基本单位。
从生活出发,用糖尿病病例引起学生的学习兴趣,从而开展细胞中有机物的检验方法。
典型例题讲解
1下列关于无机盐在生物体中功能的叙述,不正确的是
AMg2+是植物细胞中叶绿素等各种色数的组成成分
BFe2+是血红蛋白的额重要成分
C碳酸钙是动物骨骼、牙齿的成分
D无机离子能维持细胞的酸碱平衡
思路点拨:
无机盐
参与形成的物质
Mg2+
叶绿素分子
Fe2+
动物血红蛋白
Po43-
磷脂、核苷酸、ATP、NADPH
I-
甲状腺激素
Mg2+是植物细胞中叶绿素分子的必需成分,但不是其他色素的组成成分。
故选A
2如图表示糖的化学组成和种类,则相关叙述正确的是
淀粉
(核糖和脱氧核糖)
五碳糖
六碳糖
(葡萄糖、果糖和半乳糖)
C、H、O
糖元
(肝糖原、)
A①②③依次代表单糖、二糖、多糖,她们均可以继续水解
B①②均属于还原糖,在加热条件下与本尼迪特试剂发生反应将产生红黄色沉淀
C④⑤分别为纤维素、肌糖原,二则均能储存能量,可作储能物质
D④是植物细胞壁的主要成分,使用纤维素酶可将其破坏,④的合成与高尔基体有关
思路点拨:
图示中①②③依次代表单糖、二糖、多糖,其中单糖不能继续水解;葡萄糖、果糖、麦芽糖均属还原糖;纤维素不能储存物质。
非还原糖谐音记忆法(这点糖喂,蔗糖,淀粉,糖元,纤维素)故选D
3如图所示的图解表示构成细胞的元素、化合物极其作用。
a、b、c、d、e代表不同的小分子物质,A、B、C、D、E代表不同的大分子物质,下列分析正确的是
A在动物细胞内与A作用最相近的物质是糖元
B物质d的本质是固醇
Ce和c的区别是空间结构不同
D在人体细胞中物质e共有4种
思路点拨:
由图可知,a是单糖,A为淀粉,在动物细胞内与A作用相近的是糖元。
D为性激素,其化学本质是固醇,b为氨基酸,c是核糖核苷酸,e为脱氧核苷酸,c与e的区别是无碳糖和含氮碱基不同。
故选A
4图为人体内两种重要的化合物A与B的化学组成关系,下列有关叙述正确的是
A.a的种类约20种,b的种内有8种
H
COOH
NH2
C
B.a的结构通式可表示为R
C.B是人的遗传物质
D.A的种类在神经细胞与表皮细胞中相同,B则不同
思路点拨:
由N和C、H、O四中元素组成的小分子化合物是氨基酸,在人体内约20种,有氨基酸构成蛋白质(A);由C、H、O和N、P组成的小分子化合物是脱氧核苷酸(人染色体的主要成分是DNA和蛋白质,所以排除b是核糖核苷酸的可能),其有4种,由脱氧核糖核酸在形成DNA(B),人体不同功能的细胞,其蛋白质的种类可能不同,但DNA相同。
故选:
B.C
5现有1000个氨基酸,其中氨基有1020个,羧基有1050个,则由此合成的4条肽链中共有肽键,氨基,羧基的数目是
A996、1016、1046B966、4、4
C996、24、54D996、1016、1046
思路点拨:
在氨基酸分子的脱水缩合过程中,连在同一个c原子上的氨基和羧基,除了肽链两端外,中间的都形了残基,而R基上的不变,由题目可知R基上共有20个氨基,50个羧基,现在加上肽链末端的四个氨基,4个羧基,分别有氨基和羧基24、54个。
肽键数=氨基酸数-肽键数=1000-4=966个
答案:
C
6从细胞膜上提取了某种成分,用非酶法处理后,加入双缩脲试剂出现紫色,若加入本尼迪试剂并加热,出现红黄色,该成分是
A糖脂B磷脂C糖蛋白D脂蛋白
思路点拨:
由三大类有机物的检测实验可知,蛋白质与双缩脲试剂发生紫色反应,还原糖与本尼迪特试剂产生红黄色沉淀,因此该成分中含有糖类和蛋白质,及该成分为糖蛋白
答案:
C
7某种高分子化合物含C、H、O、N、S等元素,则该内化合物最不具有的功能是
A构成生物膜的主要成分B抵抗病菌引起的感染
C激发并维持高等动物的第二特征D降低血糖
思路点拨:
由题意可推断,该化合物为蛋白质。
性激素能激发并维持生物体的第二性征,属于固醇类。
答案:
C
8.下列关于生物体与水分的关系,叙述正确的是
A贮藏中种子不含水分,以保持休眠状态B水从根系向地上部分的运输与细胞壁无关
C适应高渗环境的动物可以排除体内多余的盐D不同种生物的体细胞中含水量基本相同
思路点拨:
本题考查水的作用及生物体内水含量的相关知识,贮藏中种子自由水减少,主要含结合水,故A错。
水从根系向地上部分运输需要经过导管,导管是由死亡的、只有细胞壁构成的,故B错误。
适应高渗环境的动物吸收环境中的盐较多,为避免盐较多对自身照成危害,需要排除体内多余的盐,故C对,生物体细胞中的含水量随生物种类的不同而有所差别,故D项错误.
答案:
C
9.经分析,某条多肽链中氧原子p个,氮原子q个,他彻底水解后,只得到下列四种氨基酸。
分析推算可知,1分子该多肽水解得到的赖氨酸个数为
Ap-qBq-pCp-q+1Dq-p+1
思路点拨:
本题从多肽中的氮原子数和氧原子数入手,根据所给氨基酸中的氧原子数,根据脱水缩合的原理和原子平衡的原理进行分析
①分析法。
多肽中的氧原子数=肽键数+2+R基中的氧原子数=氨基酸数+1+R基中的氧原子数。
四种氨基酸分别只含有2个氧原子,即R基中没有氧原子,得P=氨基酸数+1,氨基酸数=P-1.多肽中的氮原子数=肽键数+1+R基中的氮原子数=氨基酸数+R基中的氮原子数。
赖氨酸数=R基中的氮原子数=多肽中的氮原子数-氨基酸数=q-p+1
②方程法。
设半胱氨酸,丙氨酸,赖氨酸和苯丙氨酸的数目依次为a、b、c、d个,根据多肽中氧原子数=个氨基酸的氧原子数之和-脱水数,得
2a+2b+2c+2d=P+(a+b+c+d-1)①
根据多肽氮原子数=各氨基酸的氮原子数之和,得
a+b+2c+d=q②
②-①得c=q-p+1
答案:
D
课堂练习
1.糖类和脂质是细胞中的两种重要有机物,相关叙述错误的是
A细胞膜上的脂质包括磷脂、糖脂,胆固醇等
B.淀粉、纤维素和糖元基位都是葡萄糖
C.糖类可以在叶绿体、高尔基体、肝脏及肌肉中合成
D.淀粉和油脂水解的终产物是二氧化碳和水
2下列关于水在生物体中作用的叙述,不正确的是
A.水能影响细胞的形态
B.水是良好的溶剂
C.水能缓和温度的变化
D.水能控制生物的形状
3.下列不含有氮、磷元素的物质是
A.DNAB核酶CATPD.油脂
4.碳酸酐酶含有一条卷曲的多肽和一个锌离子。
该酶能催化反应H2CO3→CO2+H2O,可使人免于CO2中毒,以上现象不能说明锌离子参与了
A.调节细胞的渗透压B组成体内化合物
C维持PH稳定D维持正常生命活动
5由51个氨基酸脱水缩合形成的一条肽链中含有的肽健数目是
A48B49C50D.51
6下列关于糖类的叙述,正确的是
A蔗糖的组成元素是C、H、O、NB脱氧核糖属于单糖
C1分子的蔗糖水解后产生2分子的葡萄糖D.糖元是植物细胞中重要储能物质
7下图所为苹果成熟期有机物含量的变化图,请据图回答下列相关问题
(1)图中5种有机物质中最可能含有S的是_________,属于单糖的是___________.
(2)若在6~11月中的每个月采集苹果制备组织提取液,并用本尼迪试剂检测,则______月的苹果提取液________色最深,说明该月苹果中还原糖含量最高。
(3)图中的镁最有可能是__________酶,在该酶的作用下,苹果细胞液浓度逐渐变____________,抗冻性_________.
(4)苹果成熟过程中,____________(激素)会逐渐增多,并有____________(细胞器)合成纤维素酶,作用于________
使其果肉日益松软
8根据下列化合物的结构分析回答下列问题
(1)该化合物中,①表示________,⑦表示__________.
(2)该化合物含_________个肽链,编号是____________
(3)该化合物由____________个氨基酸失去__________个水分子形成,这种反应叫做__________.该化合物名称为__________.
(4)该化合物中氨基酸种类不同,是由____________决定的,起编号是___________.
参考答案
1.解析:
磷脂是组成生物膜的基本支架,细胞膜上还有糖脂、胆固醇等脂质,A正确。
淀粉、糖元、纤维素的基本单位是葡萄糖,B正确。
糖类可以在叶绿体,高尔基体、肝脏和肌肉中合成,C正确。
淀粉和油脂氧化分解的终极产物是二氧化碳和水,水解得到的是基本单位。
D错误
答案;D
2.解析:
细胞能够通过渗透作用吸水和失水,吸水能使细胞膨胀,失水能使细胞收缩,因而水能影响细胞的形态;
水是良好的溶剂,细胞中绝大多数物质都是溶解在水中,水分子之间的氢键能缓和温度的变化,基因控制生物的性状,水并不能控制生物体的性状
答案;D
3.解析:
DNA和ATP的基本组成元素都是C、H、O、N、P;核酶的化学本质是RNA,含有C、H、O、N、P,油脂的额化学组成元素是C、H、O
答案;D
4.解析:
碳酸酐酶含镁离子,说明锌离子可以组成体内化合物,若没有该酶,会使人CO2中毒,说明锌离子维持PH稳定和维持正常的生命活动
答案;A
5.解析:
本题考察的脱水缩合的相关计算,氨基酸脱水缩合是,肽键数=氨基酸个数-肽链数,即51-1=50个
答案;C
6解析:
蔗糖的组成元素只有C、H、O三种。
脱氧核糖属于单糖。
一份子蔗糖水解=葡萄糖+果糖。
糖元是动物特有的储能物质
答案;B
7解析:
(1)S是蛋白质的特有元素,题图中有果糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉均为糖类,只含CHO三种元素,其中属于单糖的是果糖、葡萄糖。
而酶的本质大多为蛋白质,少数是RNA,故可能含有S
(2)本尼迪特试剂用于检测还原糖,题图的果糖、葡萄糖均为还原糖,可与本尼迪特试剂发生反应,生成红黄色沉淀。
在6-11月,葡萄糖含量变化不大,而10月果糖含量最高,故10月的苹果提取液红黄色最深
(3)分析图可知,随着酶含量的不断增加,淀粉的含量不断减少,故图中的酶最可能是淀粉酶,在淀粉酶的催化下,大分子的淀粉水解。
致使苹果细胞液的浓度逐渐变大,细胞的冰点逐渐下降,苹果的扛冻性增强
(4)乙烯可以促进果实的成熟,故苹果成熟过程中,乙烯的含量会逐渐增多,纤维素酶是蛋白质,在核糖体上合成,纤维素酶能将细胞壁的纤维素分解,是苹果肉日益松软
答案:
(1)酶果糖、葡萄糖
(2)10红黄
(3)淀粉大增强
(4)乙烯核糖体细胞壁
8解析:
(1)图中①⑦位于肽链的两端,①为氨基⑦为羧基
(2)由图可知③⑤⑥均为肽链,因此该分子中有3个肽键
(3)根据氨基酸与肽链的关系可知,由3个肽键构成肽链是由4个氨基酸脱去3个水分子形成,这种反应称为脱水缩合,生成的多肽叫四肽
(4)氨基酸的种类由R基决定,图中②④⑧⑨均为R基
答案:
(1)氨基羧基
(2)3③⑤⑥
(3)43脱水缩合四肽
(4)R基②④⑧⑨
五、课堂小结
六、课后作业
(一)
1关于生物组织中还原糖鉴定,下列叙述正确的是
A量取2ml本尼迪特试剂时应优先选用5ml量筒而不用10ml量筒
B隔水加热时,试管中液体的液面应低于烧杯中水的液面
C在组织样液中加入本尼迪特试剂后试管内液体呈无色,加热后变成红黄色
D实验结束时将剩余的本尼迪特试剂装入棕色瓶,以便长期保存备用
2下列有关脂质的叙述,正确的是
A脂质中磷脂是细胞膜的组成成分
B维生素D和性激素不属于固醇类物质
C脂肪比同质量的多糖彻底氧化产能少
D脂质在核糖体、内质网及高尔基体上合成
3下列关于淀粉、脂肪、蛋白质和核酸4种生物分子的叙述,正确的是
A都能被相应的没水解
B都是水溶性物质
C都含CHON这4种物质
D都是人体细胞中的能源物质
4细胞中油脂的作用是
A保护植物细胞
B主要储能物质
C引起心脏病的重要物质
D细胞膜的主要成分
5在还原糖、油脂、蛋白质的鉴定实验中,对实验材料的选择错误的是
A甘蔗茎和甜菜块根中都含有较多的糖且近于白色,因此都可以进行还原糖的鉴定
B花生种子含油脂多且子叶肥厚,是用于油脂鉴定的理想材料
C大豆种子蛋白质含量高,是进行蛋白质鉴定的理想植物组织材料
D鸡蛋清蛋白质含量高,是进行蛋白质鉴定的动物组织材料
6下列对核酸的叙述不正确的是
A核酸是生物体的遗传物质
B核酸的基本单位是核苷酸
C核酸只存在细胞核中
D核苷酸由含氮碱基、无碳糖和磷酸组成
.
7图1是两种二糖的组成示意图,相关叙述正确的是
N
M
A图中M、N指代的物质分别是葡萄糖,果糖
B图中M代表的物质也是纤维素和糖元的基本组成单位
C因为葡萄糖和果糖都是还原糖,故麦芽糖和蔗糖也是还原糖
D细胞内的二糖以及单糖的作用只能作为能源物质
9从一动物细胞中得到来两类大分子有机物X、Y,已知细胞中X的含量大于Y,用胃液处理,X被分解而Y不变。
X含有化学元素N,有的含有S,Y含有化学元素N和P,她们与碘都没有颜色反应,细胞膜上有X而无Y。
下列有关X、Y的叙述,错误的是
A.X的基本组成单位可能是氨基酸
BY的基本组成单位可能是核苷酸
C细胞膜上的X可能与物质的运输有关
DY只存在与细胞核中
10下列关于核酸的叙述中,不正确的时
A核酸由C、H、O、N、P等元素组成
B核酸是生物的遗传物质
C核酸的基本单位是DNA和RNA
D核酸能控制蛋白质的合成
11.下列关于糖类的生理作用的叙述,不真确的是
A相同质量的油脂比糖类储存的能量多
B葡萄糖是细胞的重要能源物质
C纤维素是高等植物细胞壁的主要成分
D糖元是植物细胞中重要的贮存能量的物质
12.对下表所列待测物质的检测中,选用的试剂及预期结果都正确的是
待测物质
检测试剂
预期显色结果
①
葡萄糖
碘-碘化钾溶液
蓝色
②
油脂
苏丹三染液
橙黄色
③
淀粉
本尼迪特试剂
蓝色
④
蛋白质
双缩脲试剂
紫色
A①③B②③C①④D②④
13.图2表示有关蛋白质分子的简要概念图,下列对图分析不正确的是
①
AA中一定含有CHON四种元素
B图中①过程一定有H2O生成
C多肽中B的数目等于C的数目
D蛋白质机构的多样性决定蛋白质功能的多样性
14回答下列糖类和脂质的问题
(1)生物体主要的能源物质是_________。
主要的储能物质是_______________.
(2)生活在南极寒冷环境中的企鹅,体内有很厚的油脂层,其意义在于_______________________________________________________________
(3)磷脂是构成_________________的重要物质
(4)激素在机体中有着重要的作用,其中,性激素属于___________类
参考答案1.AB2A3A4B.5.A6.D7B8.B9D10C11D12D13C
14
(1)糖类脂肪
(2)油脂作为很好的绝热体,可以防止体内热量的散失,起保温作用
(3)植物膜(4)固醇
(二)
1.下列相关物质的类型与功能的组合,不正确的一组是
选项
物质名称
类型
功能
A
糖元
糖类
人和动物体内储存能量的物质
B
性激素
蛋白质
促进人和动物生殖器官的发育以及生殖细胞的形成
C
DNA
核酸
生物的主要遗传物质
D
抗体
蛋白质
参与机体的免疫
2.舟山深海海参中含量最多的化合物
A水B蛋白质CDNAD多糖
3为区分噬菌体的蛋白质和核酸,科学家利用同位素标记蛋白质的元素是
A.NB.PC.SD.O
4.据报道,国家食品卫生监督部门对某城市商场中的食品进行检测时发现,有些橙黄色的食品中含有过量的苏丹Ⅲ。
该食品主要指
A含油脂较多的食品B.含糖较多的食品C.含纤维素较多的食品D.含蛋白质较多的食品
5海洋中的电鳗由放电的现象,其电能的直接来源是
A热能B.光能C.ATPD
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