间作是指在同一田地上,同一生长期内,分行或分带相间种植两种或两种以上作物的种植方式。间作可提高土地利用率,由间作形成的作物复合群体可增加对阳光的截取与吸收,减少光能的浪费。如图1所示为大豆叶片中部分物质的代谢、运输途径,图2是大豆植株由黑暗转为光照后,光反应相对速率和热能散失比例随时间变化的曲线。回答下列问题。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/cfffbbcc-b70d-4c59-a9b4-b77e7d1b101a.png?resizew=892)
(1)在大豆叶肉细胞中,催化合成TP的酶和催化TP合成蔗糖的酶分别存在于_______ 。光合作用的产物有一部分是蔗糖,还有一部分是_______ ,其中_______ 可以进入筛管,通过韧皮部运输到植物各处。
(2)在强光下,大豆细胞内叶绿体捕获的能量一部分用于光反应,一部分在叶绿体中以热能的形式散失。暗反应不需要光但需要被光照激活,正常情况下,暗反应一般在光照0. 5min后才能被激活。0-0. 5min内光反应相对速率下降的原因最可能是_______ ,分析0. 5-2min内热能散失比例的大致变化是______ (填“升高”“不变”或“降低”),其生物学意义是_______ 。
(3)为选择适合与玉米套种的大豆品种,研究人员在相同的条件下分别测定了A、B、C三个品种大豆的光补偿点和光饱和点,结果如表:
表中结果显示最适合与玉米套种的大豆品种是______ 。增加环境中CO2浓度后,测得B的光饱和点显著提高,但C的光饱和点却没有显著改变,原因可能是________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/5/17/cfffbbcc-b70d-4c59-a9b4-b77e7d1b101a.png?resizew=892)
(1)在大豆叶肉细胞中,催化合成TP的酶和催化TP合成蔗糖的酶分别存在于
(2)在强光下,大豆细胞内叶绿体捕获的能量一部分用于光反应,一部分在叶绿体中以热能的形式散失。暗反应不需要光但需要被光照激活,正常情况下,暗反应一般在光照0. 5min后才能被激活。0-0. 5min内光反应相对速率下降的原因最可能是
(3)为选择适合与玉米套种的大豆品种,研究人员在相同的条件下分别测定了A、B、C三个品种大豆的光补偿点和光饱和点,结果如表:
品种 | A | B | C |
光补偿点(μmol·m-2·s-1) | 100 | 40 | 60 |
光饱和点(μmol·m-2·s-1) | l600 | 1200 | 1800 |
更新时间:2023-05-16 21:47:44
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【推荐1】光系统是由蛋白质和光合色素组成的复合物,能完成一定功能,包括光系统I(PSI)和光系统Ⅱ(PSⅡ)。下图为番茄叶肉细胞类囊体膜上PSⅠ和PSⅡ发生的反应示意图。据图分析,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/5/24/cc7a6e7e-e3f8-4ca2-85bb-b26a83189d09.png?resizew=508)
(1)参与光反应过程中NADPH合成的是_________ (填“PSI”“ PSII”)。图中e-经光系统Ⅱ→PQ→Cytbf→ _________ →光系统Ⅰ等最终传递给NADP+。
(2)光合作用过程中,光反应会为暗反应提供_________ 和NADPH,用于C3的还原。
(3)图中ATP合成酶由CF1和CF0组成,其作用有催化ATP、H2O的合成和______________ 。
(4)根据研究表明,光可以作为信号在植物体内被___________ 捕获到,进而调控植物的生长发育。
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(1)参与光反应过程中NADPH合成的是
(2)光合作用过程中,光反应会为暗反应提供
(3)图中ATP合成酶由CF1和CF0组成,其作用有催化ATP、H2O的合成和
(4)根据研究表明,光可以作为信号在植物体内被
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(0.65)
【推荐2】下图甲所示为菠菜植株光合作用的部分生理过程。为探究CO2浓度对其光合作用强度的影响,某兴趣小组将四组等量菠菜叶圆片排气后,分别置于盛有等体积不同浓度NaHCO3溶液的烧杯中,在适宜的条件下,从烧杯底部给予光照,记录叶圆片上浮所需时长,结果如图乙所示。回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/1/127f1bc2-cf26-472c-8b02-e179fa5dca6b.png?resizew=254)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/1/88ae4444-46ed-42c7-8e77-f960a0f13d1c.png?resizew=199)
(1)图甲所示生理过程进行的场所是_________ ,其中①过程代表的是_________ 。若突然停止光照,短时间内叶绿体中C3的含量变化是_________ (填“增加”、“减少”或“基本不变”)。
(2)兴趣小组对菠菜叶圆片进行排气的目的是__________ 。根据图乙结果可知,在四组实验中,当NaHCO3浓度为_________ 时,菠菜叶圆片光合速率最高,判断的依据是_________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/3/1/127f1bc2-cf26-472c-8b02-e179fa5dca6b.png?resizew=254)
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(1)图甲所示生理过程进行的场所是
(2)兴趣小组对菠菜叶圆片进行排气的目的是
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【推荐3】核酮糖l,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)在叶绿体中含量很高,Rubisco的某作用位点能与CO2结合,促进合成C3,在光照条件下也能与O2结合促进有机物的氧化分解,生成CO2(光呼吸)。回答下列问题:
(1)用新鲜菠菜叶提取Rubisco时,研磨过程时应加入_____ (“缓冲液”“无水乙醇”),不选择另一种的理由是_____ 。
(2)某同学利用提纯的Rubisco模拟叶肉细胞内光合作用的暗反应过程。构建反应体系时,除Rubisco等酶外,还应加入的物质有_____ 。
(3)将菠菜叶片放在小玻璃箱内,使空气持续流入培养箱,并在出口处测量CO2浓度。突然停止光照后,测量到出口处的CO2浓度变化如图,光呼吸值可表示为_____ 。人工大棚中,抑制光呼吸、提高光合速率的主要措施是_____ 。
(1)用新鲜菠菜叶提取Rubisco时,研磨过程时应加入
(2)某同学利用提纯的Rubisco模拟叶肉细胞内光合作用的暗反应过程。构建反应体系时,除Rubisco等酶外,还应加入的物质有
(3)将菠菜叶片放在小玻璃箱内,使空气持续流入培养箱,并在出口处测量CO2浓度。突然停止光照后,测量到出口处的CO2浓度变化如图,光呼吸值可表示为
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/9/3/e6009242-65fc-46d5-a78b-8c85db3abf39.png?resizew=295)
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【推荐1】光合作用是生物界最基本的物质代谢和能量代谢,因此人们曾对光合作用过程展开了多项研究,请结合以下研究内容回答相关问题:
(一)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系,研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体,以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如下表所示:
注:Fecy具有亲水性,DCIP具有亲脂性。
(1)叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明,叶绿体双层膜对以__________ (填“Fecy”或“DCIP”)为电子受体的光反应有明显阻碍作用;叶绿体C和叶绿体D的实验结果表明,当叶绿体双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂的情况下,__________ (填“亲水性”或“亲脂性”)电子受体的光反应速率快。
(2)类囊体上分布着参与光合作用的两类色素是__________ ,该实验中光反应速率最高的是叶绿体C,表明在无双层膜阻碍、类囊体又松散的条件下,更有利于__________ ,从而提高光反应速率。
(二)经研究发现,Rubisco酶是绿色植物细胞中含量丰富的蛋白质,由核基因控制合成的小亚基和叶绿体基因控制合成的大亚基组成,功能上属于双功能酸。当CO2浓度较高时,该酶催化C5与CO2反应,完成光合作用;当O2浓度较高时,该酶却错误的催化C5与O2反应,产物经一系列变化后到线粒体中生成CO2。人们将植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸,它是光合作用一个损耗能量的副反应。
(3)Rubisco酶在细胞的__________ 中的核糖体上合成。在较高CO2浓度环境中,Rubisco酶所催化的反应产物是__________ ,其发挥作用的场所是__________ 。
(4)为纠正Rubisco酶的错误反应,光合植物创造了多种高代价的补救机制,如有的细胞中产生一种特殊蛋白质微室,将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制形成的意义是____________________ 。
(一)为研究叶绿体的完整性与光反应的关系,研究人员用物理、化学方法制备了4种结构完整性不同的叶绿体,在离体条件下进行实验,用Fecy或DCIP替代NADP+为电子受体,以相对放氧量表示光反应速率,实验结果如下表所示:
![]() | 叶绿体A:双层膜结构完整 | 叶绿体B:双层膜局部受损,类囊体略有损伤 | 叶绿体C:双层膜瓦解,类囊体松散但未断裂 | 叶绿体D:所有膜结构解体破裂成颗粒或片段 |
实验一:以Fecy为电子受体时的放氧量 | 100 | 167.0 | 425.1 | 281.3 |
实验二:以DCIP为电子受体时的放氧量 | 100 | 106.7 | 471.1 | 109.6 |
注:Fecy具有亲水性,DCIP具有亲脂性。
(1)叶绿体A和叶绿体B的实验结果表明,叶绿体双层膜对以
(2)类囊体上分布着参与光合作用的两类色素是
(二)经研究发现,Rubisco酶是绿色植物细胞中含量丰富的蛋白质,由核基因控制合成的小亚基和叶绿体基因控制合成的大亚基组成,功能上属于双功能酸。当CO2浓度较高时,该酶催化C5与CO2反应,完成光合作用;当O2浓度较高时,该酶却错误的催化C5与O2反应,产物经一系列变化后到线粒体中生成CO2。人们将植物在光下吸收O2产生CO2的现象称为光呼吸,它是光合作用一个损耗能量的副反应。
(3)Rubisco酶在细胞的
(4)为纠正Rubisco酶的错误反应,光合植物创造了多种高代价的补救机制,如有的细胞中产生一种特殊蛋白质微室,将CO2浓缩在Rubisco酶周围。该机制形成的意义是
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名校
【推荐2】植物含叶绿体的细胞在光照下不但进行CO2的同化,而且存在依赖光的消耗O2释放CO2的反应,称为光呼吸。研究发现,光呼吸是由于O2竞争性地结合卡尔文循环关键酶Rubisco造成的。Rubisco的底物CO2与O2竞争同一活性位点,互为抑制剂。该酶既能催化C5与CO2反应,完成光合作用;也能催化C5与O2反应,产物经一系列变化后到线粒体中生成CO2。下图表示叶肉细胞中有关代谢过程。____________ 。在较高CO2浓度环境中,Rubisco所催化的反应产物主要是___________ 。利用提取的Rubisco模拟光合作用暗反应过程。构建反应体系时需加入的供能物质有___________ 。
(2)当环境中CO2与O2含量比值___________ (填“偏高”或“偏低”)时,叶片容易发生光呼吸。已知温度升高会降低细胞溶胶中气体的溶解度,试分析温度高于某一临界值时,光呼吸迅速增加的原因是___________ 。
(3)从光反应和暗反应物质联系的角度分析,高O2浓度条件下,短时间内NADPH含量升高的原因是___________ 。
(4)过强的光照会导致光合作用光反应产物过剩,对细胞造成伤害,分析上图中光呼吸过程,推测光呼吸存在的生理意义是___________ 。
(2)当环境中CO2与O2含量比值
(3)从光反应和暗反应物质联系的角度分析,高O2浓度条件下,短时间内NADPH含量升高的原因是
(4)过强的光照会导致光合作用光反应产物过剩,对细胞造成伤害,分析上图中光呼吸过程,推测光呼吸存在的生理意义是
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解题方法
【推荐3】植物工厂是在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下,生产蔬菜和其他植物的高效生产体系。科研人员研究不同光质配比(红光:蓝光)对辣椒的叶绿素含量和氮含量的影响如图1所示,不同光质配比对辣椒累计采收量的影响如图2所示。实验分组如下:LED白光对照(CK组)、红光:蓝光=1:1(A组)、红光:蓝光=2:1(B组)、红光:蓝光=3:1(C组),每组LED灯输出的功率相同。回答下列问题。____ 。
(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植辣椒,选用红蓝光的依据是____ 。
(3)植物工厂用营养液培植辣椒的过程中,需要定时向营养液通入充足的空气,主要目的是____ 。
(4)研究结果表明B组处理比CK组能获得更大的累计采收量,结合图1分析原因____ 。根据上述实验结果,请就植物工厂中如何提高辣椒产量提出合理建议:____ 。
(2)植物工厂选用红蓝光组合LED灯培植辣椒,选用红蓝光的依据是
(3)植物工厂用营养液培植辣椒的过程中,需要定时向营养液通入充足的空气,主要目的是
(4)研究结果表明B组处理比CK组能获得更大的累计采收量,结合图1分析原因
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【推荐1】植物工厂在人工精密控制光照、温度、湿度、二氧化碳浓度和营养液成分等条件下,生产蔬菜和其他植物。有的植物工厂完全依靠LED灯等人工光源,其中常见的是红色、蓝色和白色的光源。回答下列问题:
(1)高等植物捕获光能的物质分布在_______ ,常选择红色和蓝色的人工光源,其依据是_______
(2)其他条件适宜且保持不变,若CO2供应不足,短时间内,C5、C3、[H]及ATP这4种物质中,相对含量下降的是_______ ,相对含量上升的是_______
(3)农田中常增施农家肥而减少化肥使用来提高作物产量,其原因是_____ (至少答出两点)。
(4)在农业生产中,为考虑光能的充分和合理利用,常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高光能利用率。现有四种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大值时所需的光照强度)见下表。
从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是_______ ,理由是_______ 。
(1)高等植物捕获光能的物质分布在
(2)其他条件适宜且保持不变,若CO2供应不足,短时间内,C5、C3、[H]及ATP这4种物质中,相对含量下降的是
(3)农田中常增施农家肥而减少化肥使用来提高作物产量,其原因是
(4)在农业生产中,为考虑光能的充分和合理利用,常采用间作(同一生长期内,在同一块农田上间隔种植两种作物)的方法提高光能利用率。现有四种作物,在正常条件下生长能达到的株高和光饱和点(光合速率达到最大值时所需的光照强度)见下表。
作物 | A | B | C | D |
株高/cm | 85 | 178 | 59 | 165 |
光饱和点/μmol∙m-2∙s-1 | 1160 | 1210 | 554 | 643 |
从提高光能利用率的角度考虑,最适合进行间作的两种作物是
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【推荐2】根据光合作用过程示意图,回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/13/1901409491902464/1902819137503232/STEM/c8a08f0f3e00456389db5fd33b080a8a.png?resizew=360)
(1)光合作用分为光反应和暗反应,它们进行的场所分别是_______ 和______ 。
(2)光反应为暗反应提供的物质E为________ ,C为________ 。
(3)光反应的产物D是________ 。
(4)暗反应包括过程④________ 和⑤________ 。
(5)图中的F是指催化____ 反应所需的_____ 。
(6)科学家通过研究光合作用过程得知:参加反应的H2O中的氧全部转移到_ (物质)中;而CO2中的碳则转移到________ (物质)中。
(7)试用文字和箭头表示光合作用过程中的能量转变。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2018/3/13/1901409491902464/1902819137503232/STEM/c8a08f0f3e00456389db5fd33b080a8a.png?resizew=360)
(1)光合作用分为光反应和暗反应,它们进行的场所分别是
(2)光反应为暗反应提供的物质E为
(3)光反应的产物D是
(4)暗反应包括过程④
(5)图中的F是指催化
(6)科学家通过研究光合作用过程得知:参加反应的H2O中的氧全部转移到
(7)试用文字和箭头表示光合作用过程中的能量转变。
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【推荐3】下图是发生在叶绿体中部分代谢反应的示意图,请据图分析并回答:
(1)类囊体膜______ (选填“属于”或“不属于”)细胞的生物膜系统,其基本骨架是_________ 。膜上分布着多种与光合作用有关的色素,可以用_______ 对其进行提取。
(2)ATP合酶也是运输H+的载体,其在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP,由此可推测H+跨膜运输方式为______ ;若膜两侧的H+浓度梯度突然消失,其他条件不变,短时间内暗反应中三碳化合物含量会________ 。
(3)植物细胞中含有ATP合酶的生物膜还有________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2024/1/6/d13b0b91-f0d3-47e9-a7dd-1e432eba3d52.png?resizew=687)
(1)类囊体膜
(2)ATP合酶也是运输H+的载体,其在跨膜H+浓度梯度推动下合成ATP,由此可推测H+跨膜运输方式为
(3)植物细胞中含有ATP合酶的生物膜还有
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【推荐1】某植物叶肉细胞光合作用的暗反应,蔗糖与淀粉合成代谢途径如图所示。图中叶绿体内膜上磷酸转运器转运出1分子三碳糖磷酸的同时转运进1分子Pi(无机磷酸)。请据图回答:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/b151d15e-bdce-43c9-bddc-460c4402e135.png?resizew=450)
(1)叶绿体内膜上磷酸转运器的化学本质是____________ ,研究表明,TPT(磷酸转运器)只存在于绿色组织的细胞中,原因是____________ 。
(2)离开卡尔文循环的三碳糖磷酸,绝大多数离开叶绿体并在____________ 中合成蔗糖。若蔗糖合成或输出受阻,则卡尔文循环减速,原因是____________ 。而卡尔文循环减速又导致了光反应中合成的____________ 积累,光反应速率也随之下降。
(3)当白天三碳糖磷酸合成较多时,其中的一部分会暂时转化成淀粉在____________ 中储存,其意义是____________ 。
(4)科学家利用化学催化剂将高浓度CO2在水电解产生的氢气作用下还原成C1(甲醇),将电能转化成甲醇中储存的化学能,然后通过设计构建C1聚合新酶,将C1聚合成C3,最后通过生物途径优化,将C3又聚合成C6,再进一步合成淀粉(Cn)。该过程简单表述为:CO2+H2+电能→C1→C3→C6→Cn化合物(淀粉)。
①在甲醇合成过程中H2的作用是作为____________ ,自然界并不存在甲醇转化成淀粉这样的生命过程,所以人工合成淀粉的关键是____________ 。
②设计人工生物系统固定二氧化碳合成淀粉,是影响世界的重大颠覆性技术。该技术除了使未来淀粉的工业化生物制造成为可能,从生态环境保护的角度分析可能具备的意义有____________ (答出2点即可)
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/editorImg/2023/1/5/b151d15e-bdce-43c9-bddc-460c4402e135.png?resizew=450)
(1)叶绿体内膜上磷酸转运器的化学本质是
(2)离开卡尔文循环的三碳糖磷酸,绝大多数离开叶绿体并在
(3)当白天三碳糖磷酸合成较多时,其中的一部分会暂时转化成淀粉在
(4)科学家利用化学催化剂将高浓度CO2在水电解产生的氢气作用下还原成C1(甲醇),将电能转化成甲醇中储存的化学能,然后通过设计构建C1聚合新酶,将C1聚合成C3,最后通过生物途径优化,将C3又聚合成C6,再进一步合成淀粉(Cn)。该过程简单表述为:CO2+H2+电能→C1→C3→C6→Cn化合物(淀粉)。
①在甲醇合成过程中H2的作用是作为
②设计人工生物系统固定二氧化碳合成淀粉,是影响世界的重大颠覆性技术。该技术除了使未来淀粉的工业化生物制造成为可能,从生态环境保护的角度分析可能具备的意义有
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【推荐2】菜是常用的糖料作物,下图表示在一定光照强度下甜菜叶肉细胞的部分代谢过程示意图(图中a~g为物质,①~⑤为反应过程)。请据图回答下列问题:
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/16/2895956828127232/2899105460314112/STEM/ccbaa6e9-5682-4309-9997-90c631e89bee.png?resizew=530)
(1)图中的色素a分为叶绿素和类胡萝卜素两大类,其中的叶绿素主要吸收____________ 光。
(2)图中③发生的具体场所是____________ ,c物质表示____________ 。
(3)图中④过程称为____________ ,在⑤过程中C3接受____________ 释放的能量,并且被还原,进而转化为(CH2O)或C5。在上述过程中,光合作用的暗反应为光反应提供的物质有____________ 、ADP、Pi。
(4)光合作用的化学反应式可以概括为:____________ 。
(5)甜菜根被水淹一段时间后会出现烂根现象,其原因是____________ 。引种甜菜时,常选择日照时间较长、昼夜温差较大的地区进行栽种,原因是____________ 。
![](https://img.xkw.com/dksih/QBM/2022/1/16/2895956828127232/2899105460314112/STEM/ccbaa6e9-5682-4309-9997-90c631e89bee.png?resizew=530)
(1)图中的色素a分为叶绿素和类胡萝卜素两大类,其中的叶绿素主要吸收
(2)图中③发生的具体场所是
(3)图中④过程称为
(4)光合作用的化学反应式可以概括为:
(5)甜菜根被水淹一段时间后会出现烂根现象,其原因是
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【推荐3】某园艺中心为了从两种桃树中筛选适合大棚种植的品种,在不同的光照强度下测定了桃树甲和桃树乙的C02吸收速率,结果如下表所示:
(1)根据表格中信息可知,更适合在大棚中种植的是桃树_____________ (填“甲”或“乙”),原因是_______________________________ 。
(2)当光照强度为15klx时,桃树甲的光合作用速率_______ (填“大于”“小于”或“等于”)桃树乙的。当光照强度为20klx时,应保证每天至少________ 小时的光照,才能使甲桃树正常生长。
(3)当连续出现阴雨天气时,为保证产量可采取的措施是_______________________ 。(答出一点即可)
光照强度(klx) | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | |
CO2吸收速率 (mg•m-2•h-1) | 甲 | -4 | 0 | 3 | 5 | 8 | 9 | 9 |
乙 | -5 | -2 | 0 | 4 | 8 | 12 | 14 |
(1)根据表格中信息可知,更适合在大棚中种植的是桃树
(2)当光照强度为15klx时,桃树甲的光合作用速率
(3)当连续出现阴雨天气时,为保证产量可采取的措施是
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