2022年高三生物第一輪復(fù)習(xí) 第3章 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)練習(xí) 新人教版必修2
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1、2022年高三生物第一輪復(fù)習(xí) 第3章 第1節(jié) DNA是主要的遺傳物質(zhì)練習(xí) 新人教版必修2 一、基礎(chǔ)全面練(共9小題,每小題5分,共45分) 1.(xx·東營模擬)下列關(guān)于遺傳物質(zhì)的說法,錯誤的是( ) ①真核生物的遺傳物質(zhì)是DNA ②原核生物的遺傳物質(zhì)是RNA ③細(xì)胞核中的遺傳物質(zhì)是DNA ④細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)是RNA ⑤甲型H1N1流感病毒的遺傳物質(zhì)是DNA或RNA A.①②③ B.②③④ C.②④⑤ D.③④⑤ 【解析】選C。真核生物和原核生物的遺傳物質(zhì)都是DNA;細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)中的遺傳物質(zhì)都是DNA;甲型H1N1流感病毒屬于RNA病毒,遺傳物質(zhì)是RNA。
2、 【知識總結(jié)】生物的遺傳物質(zhì) 生物的遺傳物質(zhì)是DNA和RNA。但某種生物遺傳物質(zhì)只能是DNA或RNA。歸納如下: 生物類型 核酸種類 遺傳物質(zhì) 實(shí)例 有細(xì)胞結(jié) 構(gòu)的生物 真核生物 DNA和 RNA DNA 酵母菌 原核生物 乳酸菌、藍(lán)藻 無細(xì)胞結(jié) 構(gòu)的生物 DNA病毒 DNA DNA 噬菌體 RNA病毒 RNA RNA 煙草花葉病毒 ( ) A.35S標(biāo)記組:培養(yǎng)時間過長,沉淀物放射性增高 B.32P標(biāo)記組:攪拌不夠充分,上清液放射性增高 C.35S標(biāo)記組:培養(yǎng)時間越長,含35S的子代噬菌體比例越高 D.32P標(biāo)記組:培養(yǎng)時間越長,含
3、32P的子代噬菌體比例越低 【解析】選D。噬菌體和大腸桿菌混合培養(yǎng)的時間過長,會導(dǎo)致噬菌體在大腸桿菌細(xì)胞內(nèi)增殖后釋放出來,經(jīng)離心后分布于上清液,35S標(biāo)記的是親代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,不會進(jìn)入大腸桿菌和子代噬菌體,故仍然是上清液中放射性高,沉淀物中放射性不會增高,A項錯誤,C項錯誤。若攪拌不充分,會使吸附在大腸桿菌外的噬菌體蛋白質(zhì)外殼沒有與大腸桿菌完全分離開,導(dǎo)致沉淀物增多,32P隨DNA進(jìn)入大腸桿菌,上清液放射性不會增高,B項錯誤。培養(yǎng)時間越長,子代噬菌體越多,但原料都來自未被32P標(biāo)記的大腸桿菌,所以含32P的子代噬菌體比例越低,D項正確。 3.在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗中,在培養(yǎng)有R型細(xì)菌
4、的1、2、3、4四支試管中,依次加入S型細(xì)菌的DNA、S型細(xì)菌DNA和DNA酶、S型細(xì)菌蛋白質(zhì)、S型細(xì)菌多糖,經(jīng)過培養(yǎng),檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌的是( ) A.3和4 B.1、3和4 C.2、3和4 D.1、2、3和4 【解析】選D。2、3、4三支試管內(nèi)只有R型細(xì)菌,因為沒有S型細(xì)菌的DNA,所以都不會發(fā)生轉(zhuǎn)化。1號試管內(nèi)因為有S型細(xì)菌的DNA,所以會使R型細(xì)菌發(fā)生轉(zhuǎn)化,但是發(fā)生轉(zhuǎn)化的R型細(xì)菌只是一部分,故試管內(nèi)仍然有R型細(xì)菌存在。 【易錯提醒】解答本題時,易忽略1號試管中仍然有R型細(xì)菌存在,誤認(rèn)為1號試管中的R型細(xì)菌能全部轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌,而誤選
5、C。 4.(xx·上饒模擬)如圖表示格里菲思做的肺炎雙球菌轉(zhuǎn)化實(shí)驗的部分實(shí)驗過程,S型菌有莢膜且具有毒性,能使人患肺炎或使小鼠患敗血癥,R型菌無莢膜也無毒性。下列說法錯誤的是( ) A.與R型菌混合前必須將S型菌慢慢冷卻 B.無毒的R型菌轉(zhuǎn)化為有毒的S型菌屬于基因重組 C.該轉(zhuǎn)化實(shí)驗不能證明DNA是遺傳物質(zhì) D.S型菌的DNA能抵抗機(jī)體的免疫系統(tǒng),從而引發(fā)疾病 【解析】選D。與R型菌混合前必須將S型菌慢慢冷卻,以防止高溫殺死R型菌,A正確;S型菌的DNA進(jìn)入R型菌,使R型菌有毒性,實(shí)際上就是外源基因進(jìn)入受體整合到受體DNA上并得以表達(dá),屬于基因重組,B正確;該轉(zhuǎn)化實(shí)驗不能證明
6、DNA是遺傳物質(zhì),C正確;由于S型菌有莢膜(莢膜屬于多糖,不是DNA),進(jìn)入吞噬細(xì)胞后,受莢膜的保護(hù),能抵抗吞噬細(xì)胞的吞噬和消化,從而迅速增殖、擴(kuò)散,引起機(jī)體發(fā)生疾病,D錯誤。 5.(xx·聊城模擬)赫爾希(A.Hershey)和蔡斯(M.Chase)于1952年所做的噬菌體侵染細(xì)菌的著名實(shí)驗進(jìn)一步證實(shí)了DNA是遺傳物質(zhì)。這項實(shí)驗獲得成功的原因之一是噬菌體( ) A.侵染大腸桿菌后會裂解宿主細(xì)胞 B.只將其DNA注入大腸桿菌細(xì)胞中 C.DNA可用15N同位素標(biāo)記 D.蛋白質(zhì)可用32P放射性同位素標(biāo)記 【解析】選B。噬菌體的結(jié)構(gòu)物質(zhì)有蛋白質(zhì)和DNA,對蛋白質(zhì)和DNA進(jìn)行標(biāo)記要用它們
7、特有的元素,即分別用35S和32P進(jìn)行標(biāo)記,而不能用共有的元素15N進(jìn)行標(biāo)記。噬菌體侵染細(xì)菌時把DNA注入大腸桿菌中,而蛋白質(zhì)外殼留在外面,這一特性將蛋白質(zhì)和DNA分離開,實(shí)驗結(jié)果更科學(xué)、更準(zhǔn)確。 【加固訓(xùn)練】針對耐藥菌日益增多的情況,利用噬菌體作為一種新的抗菌治療手段的研究備受關(guān)注,下列有關(guān)噬菌體的敘述,正確的是( ) A.利用宿主菌的氨基酸合成子代噬菌體的蛋白質(zhì) B.以宿主菌DNA為模板合成子代噬菌體的核酸 C.外殼抑制了宿主菌的蛋白質(zhì)合成,使該細(xì)菌死亡 D.能在宿主菌內(nèi)以二分裂方式增殖,使該細(xì)菌裂解 【解析】選A。噬菌體由蛋白質(zhì)外殼和核酸組成,當(dāng)噬菌體侵染細(xì)菌時,核酸注入細(xì)
8、菌細(xì)胞內(nèi),然后以噬菌體的核酸為模板,以細(xì)菌內(nèi)的核苷酸為原料,合成子代噬菌體的核酸,并以細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)的氨基酸為原料,合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼。將噬菌體的核酸與蛋白質(zhì)外殼組裝成新的噬菌體,當(dāng)噬菌體達(dá)到一定數(shù)量時,細(xì)菌裂解而釋放出子代噬菌體。 6.“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗”是研究遺傳物質(zhì)的經(jīng)典實(shí)驗,主要過程如下: ①標(biāo)記噬菌體→②噬菌體與細(xì)菌混合培養(yǎng)→③攪拌、離心→④檢測放射性。下列敘述正確的是( ) A.①需要利用分別含有35S和32P的細(xì)菌 B.②中少量噬菌體未侵入細(xì)菌會導(dǎo)致實(shí)驗失敗 C.③的作用是加速細(xì)菌的解體 D.④的結(jié)果是沉淀物中檢測到放射性 【解析】選A。由于噬菌體是病毒,
9、沒有細(xì)胞結(jié)構(gòu),不能獨(dú)立生活,所以在標(biāo)記噬菌體時,需要利用細(xì)菌;檢測放射性時不能區(qū)分何種元素,所以要利用分別含有35S和32P的細(xì)菌;②中少量噬菌體未侵入細(xì)菌會導(dǎo)致上清液中有放射性物質(zhì),但不會導(dǎo)致實(shí)驗失??;攪拌和離心的作用是讓細(xì)菌和噬菌體分開;標(biāo)記的元素不同,經(jīng)離心后出現(xiàn)放射性部位不同,標(biāo)記S元素的放射性主要集中于上清液,標(biāo)記P元素的放射性主要集中于沉淀物。 7.關(guān)于“噬菌體侵染細(xì)菌的實(shí)驗”的敘述,正確的是( ) A.分別用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培養(yǎng)基培養(yǎng)噬菌體 B.分別用35S和32P標(biāo)記的噬菌體侵染未被標(biāo)記的大腸桿菌,進(jìn)行長時間的保溫培養(yǎng) C.用35S標(biāo)記噬菌
10、體的侵染實(shí)驗中,沉淀物存在少量放射性可能是攪拌不充分所致 D.32P、35S標(biāo)記的噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗分別說明DNA是遺傳物質(zhì)、蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì) 【解析】選C。噬菌體營寄生生活,不能用培養(yǎng)基直接培養(yǎng);保溫時間不能過長,若保溫時間太長則可能有含32P子代的噬菌體釋放出來,離心后存在于上清液中,導(dǎo)致上清液中也能檢測到放射性;用35S標(biāo)記的是噬菌體的蛋白質(zhì),理論上應(yīng)存在于上清液中,但可能因攪拌不充分而使部分噬菌體外殼仍吸附在細(xì)菌表面,離心后存在于沉淀物中;本實(shí)驗可說明DNA是遺傳物質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)不是遺傳物質(zhì)。 【延伸探究】 (1)按B選項所述的標(biāo)記方法,進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)的具有放射性的成分是
11、什么? 提示:用32P標(biāo)記的DNA。因為用35S標(biāo)記噬菌體的蛋白質(zhì),32P標(biāo)記DNA,在侵染過程中蛋白質(zhì)外殼留在外面,DNA進(jìn)入細(xì)菌體內(nèi)。 (2)若C選項中的35S改為32P,其實(shí)驗結(jié)果的上清液有放射性,其原因是什么? 提示:(1)培養(yǎng)時間過短,部分噬菌體(DNA含32P)還未來得及侵染大腸桿菌,離心后這部分噬菌體位于上清液中,使上清液有少量的放射性。 (2)培養(yǎng)時間過長,部分大腸桿菌已裂解,釋放出的子代噬菌體進(jìn)入上清液,使上清液有少量的放射性。 8.如果用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體后,讓其侵染大腸桿菌,在產(chǎn)生的子代噬菌體的組成結(jié)構(gòu)中,能夠找到的標(biāo)記元素為( ) A.在
12、外殼中找到15N和35S B.在DNA中找到15N和32P C.在外殼中找到15N D.在DNA中找到15N、32P和35S 【解析】選B。用15N、32P、35S共同標(biāo)記噬菌體,15N標(biāo)記了噬菌體的DNA和蛋白質(zhì)外殼,32P標(biāo)記了噬菌體的核酸,35S標(biāo)記了噬菌體的蛋白質(zhì)外殼,噬菌體侵染細(xì)菌過程中蛋白質(zhì)外殼留在細(xì)菌外面,核酸進(jìn)入細(xì)菌內(nèi)部,在細(xì)菌中以噬菌體DNA為模板,利用細(xì)菌的原料合成子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼和核酸,故在子代噬菌體中能找到15N和32P標(biāo)記的DNA,不能找到35S標(biāo)記的蛋白質(zhì)。 【方法技巧】“兩看法”助解噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗的同位素標(biāo)記題 9.(xx·蘭州模擬)下列
13、有關(guān)科學(xué)家實(shí)驗室研究的敘述中,錯誤的是( ) 實(shí)驗材料 實(shí)驗過程 實(shí)驗結(jié)果與結(jié)論 A R型和S型 肺炎雙球菌 將R型活菌與S型菌的DNA與DNA水解酶混合培養(yǎng) 只生長R型菌,說明DNA被水解后,就失去遺傳效應(yīng) B 噬菌體和 大腸桿菌 用含35S標(biāo)記的噬菌體去侵染普通的大腸桿菌,短時間保溫 離心獲得的上清液中的放射性很高,說明DNA是遺傳物質(zhì) C 煙草花葉病 毒和煙草 用從煙草花葉病毒中分離出的RNA侵染煙草 煙草感染出現(xiàn)病斑,說明煙草花葉病毒的RNA可能是遺傳物質(zhì) D 大腸桿菌 將已用15N標(biāo)記DNA的大腸桿菌培養(yǎng)在普通(14N)培養(yǎng)基中 經(jīng)三
14、次分裂后,含15N的DNA占DNA總數(shù)的1/4,說明DNA分子的復(fù)制方式是半保留復(fù)制 【解析】選B。用含35S標(biāo)記的噬菌體去侵染普通的大腸桿菌,離心獲得的上清液中的放射性很高,不能說明DNA是遺傳物質(zhì)。 二、能力培優(yōu)練(共2小題,每小題6分,共12分) 10.(xx·長春模擬)在肺炎雙球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗中,將加熱殺死的S型細(xì)菌與R型細(xì)菌相混合后,注射到小鼠體內(nèi),小鼠死亡,則小鼠體內(nèi)S型、R型細(xì)菌含量變化情況最可能是( ) 【解析】選B。無毒性的R型細(xì)菌與加熱殺死的S型細(xì)菌混合后,部分轉(zhuǎn)化為有毒性的S型細(xì)菌。S型細(xì)菌數(shù)量應(yīng)該先增加后穩(wěn)定;開始小鼠的免疫能力較強(qiáng),R型細(xì)菌數(shù)量減少,后
15、來S型細(xì)菌在小鼠體內(nèi)增殖,導(dǎo)致小鼠免疫力下降,R型細(xì)菌逐漸增加后穩(wěn)定。 【方法技巧】兩種肺炎雙球菌在小鼠體內(nèi)的數(shù)量變化 (1)適量的R型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi),數(shù)量會減少,最后幾乎降為0,原因是小鼠具有免疫系統(tǒng),能將少量的R型細(xì)菌清除。 (2)適量的S型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi),數(shù)量會先減少后增加,因為S型細(xì)菌有毒,會使小鼠的免疫力大大下降。 (3)適量的混合菌注入小鼠體內(nèi),數(shù)量都會先減少后增加,因為S型細(xì)菌的存在,導(dǎo)致小鼠免疫力下降,使細(xì)菌的數(shù)量增加。 (4)加熱殺死的S型細(xì)菌與正常的R型細(xì)菌混合注入小鼠體內(nèi),R型細(xì)菌數(shù)量會暫時下降,但一旦S型細(xì)菌的DNA將R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化成有活性的S型細(xì)菌,小鼠的
16、免疫力會大大下降,接下來兩種細(xì)菌的數(shù)量都會增加。 11.(xx·南昌模擬)某同學(xué)模擬赫爾希和蔡斯做了噬菌體侵染大腸桿菌的部分實(shí)驗,有關(guān)分析錯誤的是( ) A.僅通過圖中實(shí)驗過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì) B.沉淀物b放射性的高低,與②過程中攪拌是否充分有關(guān) C.離心前混合時間過長會導(dǎo)致上清液放射性升高 D.①過程中與35S標(biāo)記的噬菌體混合培養(yǎng)的是沒有標(biāo)記的大腸桿菌 【解析】選C。僅通過圖中實(shí)驗過程并不能證明DNA是遺傳物質(zhì);沉淀物b放射性的高低,與②過程中攪拌是否充分有關(guān),攪拌充分,幾乎沒有放射性,攪拌不充分,具有放射性;離心前混合時間過長會導(dǎo)致大腸桿菌裂解釋放噬菌體,但新形
17、成的噬菌體沒有放射性,上清液放射性沒有變化;①過程中與35S標(biāo)記的噬菌體混合培養(yǎng)的大腸桿菌應(yīng)是沒有標(biāo)記的。 三、大題規(guī)范練(共2小題,共43分) 12.(20分)某科學(xué)家做噬菌體侵染細(xì)菌實(shí)驗時,用放射性同位素標(biāo)記某個噬菌體和細(xì)菌有關(guān)結(jié)構(gòu)或物質(zhì)(如下表所示)。產(chǎn)生的n個子代噬菌體與親代噬菌體的形狀、大小完全一樣。 噬菌體 細(xì)菌 DNA或核苷酸 32P標(biāo)記 31P標(biāo)記 蛋白質(zhì)或氨基酸 35S標(biāo)記 32S標(biāo)記 (1)子代噬菌體的DNA應(yīng)含有表中的 元素。 (2)子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子中,都沒有 元素,由此說明 ??; 子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子都含 元
18、素,這是因為? 。 (3)實(shí)驗中用放射性同位素標(biāo)記噬菌體時,選取35S和32P,這兩種同位素分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA的原因是 ??煞裼?4C和3H標(biāo)記? 。 【解析】(1)因為噬菌體增殖是以自身DNA為模板,用細(xì)菌內(nèi)核苷酸為原料,所以32P和31P都會在子代噬菌體中出現(xiàn)。 (2)噬菌體侵染細(xì)菌時,蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌,因此子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子中
19、,都沒有35S;子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是在細(xì)菌體內(nèi)用32S標(biāo)記的氨基酸為原料合成的,子代噬菌體的蛋白質(zhì)分子都含32S。 (3)因為S僅存在于蛋白質(zhì)外殼中,而P則存在于DNA中,所以實(shí)驗中用放射性同位素標(biāo)記噬菌體時,選取35S和32P這兩種同位素分別標(biāo)記蛋白質(zhì)和DNA。因為噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA都含有C和H這兩種元素,侵染細(xì)菌后無法確認(rèn)放射性物質(zhì)的來源,所以不能用14C和3H標(biāo)記。 答案:(1)32P和31P (2)35S 噬菌體侵染細(xì)菌時,蛋白質(zhì)外殼沒有進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞中 32S 子代噬菌體的蛋白質(zhì)外殼是在細(xì)菌體內(nèi)以32S標(biāo)記的氨基酸為原料合成的 (3)S僅存在于蛋白質(zhì)外殼中,而P則幾乎都存
20、在于DNA中 不能用14C和3H標(biāo)記,因為噬菌體的蛋白質(zhì)和DNA都含有C和H這兩種元素,侵染細(xì)菌后無法確認(rèn)放射性物質(zhì)的來源 【知識總結(jié)】噬菌體親子代個體與細(xì)菌之間同位素的標(biāo)記關(guān)系 DNA 蛋白質(zhì) DNA和蛋白質(zhì) 噬菌體 32P 35S 14C、3H、18O、15N 細(xì)菌 31P 32S 12C、1H、16O、14N 子代噬菌體 32P、31P 32S C、H、O、N兩種都有 13.(23分)(xx·鄭州模擬)美國科學(xué)家艾弗里等人為了弄清“轉(zhuǎn)化因子”為何種物質(zhì),進(jìn)行了肺炎雙球菌體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗。他們從S型活細(xì)菌中提取出了DNA、蛋白質(zhì)和多糖等物質(zhì),然后將其分別加
21、入培養(yǎng)R型細(xì)菌的培養(yǎng)基中培養(yǎng),主要過程如下圖所示。思考并回答下列問題: (1)參照圖解,預(yù)測A、C過程的結(jié)果填在圖中?處。 (2)寫出A、B、C的實(shí)驗結(jié)果表明的問題: A.? B.? C. 。 (3)某同學(xué)通過學(xué)習(xí)肺炎雙球菌的體內(nèi)和體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗認(rèn)識到,R型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為S型細(xì)菌的原因是S型細(xì)菌體內(nèi)的轉(zhuǎn)化因子在發(fā)揮作用,那么反過來R型細(xì)菌能使S型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為R型細(xì)菌嗎?他模仿高中生物教材中格里菲
22、思等科學(xué)家的實(shí)驗來探究這個問題:R型細(xì)菌是否有轉(zhuǎn)化因子。 ①將R型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi),小鼠正常。 ②將S型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi),小鼠患敗血癥死亡。 ③將加熱殺死后的R型細(xì)菌注入小鼠體內(nèi),小鼠正常。 ④將S型細(xì)菌和加熱殺死的R型細(xì)菌混合后注入小鼠體內(nèi),小鼠患敗血癥死亡。 實(shí)驗結(jié)論:R型細(xì)菌體內(nèi)沒有轉(zhuǎn)化因子。 該同學(xué)的實(shí)驗有不足之處,如④組的小鼠患敗血癥死亡,并不能證明S型細(xì)菌沒有轉(zhuǎn)化為R型細(xì)菌,原因是? ? 。
23、【解析】(1)艾弗里等人進(jìn)行的轉(zhuǎn)化實(shí)驗稱為體外轉(zhuǎn)化實(shí)驗。其過程是將S型細(xì)菌的DNA、蛋白質(zhì)、多糖等分離開,單獨(dú)地、直接地去感染R型細(xì)菌,只有DNA具有轉(zhuǎn)化作用,因此A、C均為只有粗糙型細(xì)胞。 (2)A、B、C的實(shí)驗結(jié)果依次表明蛋白質(zhì)沒有轉(zhuǎn)化作用、DNA有轉(zhuǎn)化作用、DNA降解物沒有轉(zhuǎn)化作用。 (3)分析該實(shí)驗設(shè)計的思路和方法,該同學(xué)的實(shí)驗有不足之處:首先④組的小鼠患敗血癥死亡,并不能證明S型細(xì)菌沒有轉(zhuǎn)化為R型細(xì)菌,因為即使有部分S型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為R型細(xì)菌,另一部分未轉(zhuǎn)化的S型細(xì)菌仍會導(dǎo)致小鼠死亡;另外即使知道了小鼠體內(nèi)有部分S型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為R型細(xì)菌,這種轉(zhuǎn)化作用是不是R型死細(xì)菌所起的作用仍然無從知曉,也可能是由于其他因素造成的,如突變。所以該實(shí)驗邏輯推理過程錯誤,科學(xué)性欠缺。 答案:(1)A. C. (2)蛋白質(zhì)沒有轉(zhuǎn)化作用 DNA有轉(zhuǎn)化作用 DNA降解物沒有轉(zhuǎn)化作用 (3)即使有部分S型細(xì)菌轉(zhuǎn)化為R型細(xì)菌,另一部分未轉(zhuǎn)化的S型細(xì)菌仍會導(dǎo)致小鼠死亡
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