高考生物备考中等生百日捷进提升专题09生物的变异育种和进化.docx
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高考生物备考中等生百日捷进提升专题09生物的变异育种和进化
2018高考生物备考中等生百日捷进提升专题09生物的变异、育种和进化
●浏览知识网络——胸怀全局
●高考考情分析——知己知彼
考纲要求
（1）基因重组及其意义
（2）基因突变的特征和原因
（3）染色体结构变异和数目变异
（4）生物变异在育种上应用
（4）现代生物进化理论的主要内容
（5）生物进化与生物多样性的形成
考情分析
高频考点
（1）理解基因重组的类型和意义
（2）理解基因突变的结果和特点
（3）理解染色体组的组成以及单倍体和多倍体的特点及形成过程
（3）理解育种的原理和过程
（4）理解现代生物进化理论的内容
（5）学会用现代生物进化理论解释进化和新物种形成的过程
（6）理解生物多样性的组成部分以及形成原因
考查形式
结合减数分裂考查基因重组的类型；结合DNA复制、转录和翻译考查基因突变的结果；结合染色体形态和基因型考查染色体组数目的判断；将诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种和基因工程育种联系在一起考查；结合自交和自由交配考查基因频率和基因型频率；结合具体进化的事例考查自然选择学说；结合具体事例考查新物种形成的过程；结合具体事例考查共同进化以及生物多样性的保护。
命题角度
基因突变的结果、特点、基因重组的类型、染色体组、单倍体、多倍体、诱变育种、杂交育种、单倍体育种、多倍体育种、基因工程育种、基因频率和基因型频率、自然选择学说、新物种形成。
常见题型
选择题
备考建议
生物的变异往往与遗传育种相结合进行考查，特别是人工诱变在育种上的应用及单倍体、多倍体在育种上的应用等，可从多个角度理解基本概念、原理，加强变异与育种的联系，重视育种方式的选择依据、育种流程和优缺点；要善于运用比较的方法理解和掌握种群和物种、基因频率和基因型频率、地理隔离与生殖隔离、物种的形成与生物的进化、现代生物进化理论与达尔文自然选择学说等的区别与联系，辨别其本质以利于理解与掌握；采取联系的方法，以自然选择学说、现代生物进化理论为主线，分析物种形成的实例，拓展思维，培养分析问题、解决问题的能力。
●基本技能攻略——各个击破
攻略一分析基因突变与性状的关系
【例1】（2016天津卷.5）枯草杆菌野生型与某一突变型的差异见下表：
枯草杆菌
核糖体S12蛋白第55-58位的氨基酸序列
链霉素与核糖体的结合
在含链霉素培养基中的存活率（%）
野生型
能
0
突变型
不能
100
注P:
脯氨酸；K赖氨酸；R精氨酸
下列叙述正确的是
A.S12蛋白结构改变使突变型具有链霉素抗性B.链霉素通过与核糖体结合抑制其转录功能
C.突变型的产生是由于碱基对的缺失所致D.链霉素可以诱发枯草杆菌产生相应的抗性突变
【答案】A
【攻略技巧】根据基因的表达来进行理解。
基因突变不一定引起性状改变，原因是：
（1）基因突变改变生物性状：
突变引起密码子改变，最终表现为蛋白质的功能改变，从而影响生物的性状，如镰刀型细胞贫血症。
（2）基因突变不改变生物性状：
①从基因突变发生的部位分析：
基因突变发生在不具有遗传效应的DNA片段中。
②从密码子与氨基酸的对应关系分析：
密码子具有简并性，有可能翻译出相同的氨基酸。
③从基因型与表现型的关系分析：
由纯合子的显性基因突变成杂合子中的隐性基因。
攻略二巧分析基因重组与易位的区别
【例2】（2016上海卷.23）导致遗传物质变化的原因有很多，图8字母代表不同基因，其中变异类型①和②依次是
A.突变和倒位B.重组和倒位
C.重组和易位D.易位和倒位
【答案】D
【解析】①中少了基因ab，多了基因J，是非同源染色体间发生了片段交换，属于染色体结构变异中的易位；②dc基因位置发生了颠倒，属于倒位。
【攻略技巧】基因重组类型
类型
同源染色体上
非等位基因的重组
非同源染色体上
非等位基因的重组
时间
减数第一次分裂四分体时期
减数第一次分裂后期
发生
机制
同源染色体非姐妹染色单体间交叉互换导致染色单体上的基因重新组合
同源染色体分开，等位基因分离，非同源染色体自由组合，导致非同源染色体上非等位基因间的重组
图像
示意
攻略三巧判断染色体组的数量
【例3】（2012江苏卷）科学家将培育的异源多倍体的抗叶锈病基因转移到普通小麦中，育成了抗叶锈病的小麦，育种过程见图。
图中A、B、C、D表示4个不同的染色体组，每组有7条染色体，C染色体组中含携带抗病基因的染色体。
请回答下列问题：
（1）异源多倍体是由两种植物AABB与CC远缘杂交形成的后代，经___________方法培育而成，还可用植物细胞工程中___________方法进行培育。
（2）杂交后代①染色体组的组成为___________，进行减数分裂时形成___________个四分体，体细胞中含有___________条染色体。
（3）杂交后代②中C组的染色体减数分裂时易丢失，这是因为减数分裂时这些染色体___________。
（4）为使杂交后代③的抗病基因稳定遗传，常用射线照射花粉，使含抗病基因的染色体片段转接到小麦染色体上，这种变异称为___________。
【答案】
（1）秋水仙素诱导染色体数目加倍植物体细胞杂交
（2）AABBCD1442（3）无同源染色体配对（4）染色体结构变异
【攻略技巧】由染色体组的概念可知，①从本质上看，组成一个染色体组的所有染色体，互为非同源染色体，在一个染色体组中无同源染色体的存在。
②从形式上看，一个染色体组中的所有染色体的形态、大小各不相同。
可依此来判断染色体组的数目。
③从功能上看，一个染色体组携带都会一种生物生长发育、遗传和变异的全部遗传信息。
④从物种类型上看，每种生物染色体组都是固定的。
确定某生物体细胞中染色体组数目的方法：
①根据染色体形态判断：
在细胞内任选一条染色体，细胞内与该染色体形态相同的染色体共有几条，则含有几个染色体组。
②根据基因型判断：
在细胞或生物体的基因型中，控制同一性状的基因出现几次，则有几个染色体组。
③根据染色体的数目和染色体的形态数来推算：
染色体组数＝染色体数/染色体的形态数。
攻略四育种的选择
【例4】（2017年北京卷，30）玉米（2n=20）是我国栽培面积最大的作物，近年来常用的一种单倍体育种技术使玉米新品种选育更加高效。
（1）单倍体玉米体细胞的染色体数为_______，因此在____分裂过程中染色体无法联会，导致配子中无完整的______。
（2）研究者发现一种玉米突变体（S），用S的花粉给普通玉米授粉，会结出一定比例的单倍体籽粒（胚是单倍体；胚乳与二倍体籽粒胚乳相同，是含有一整套精子染色体的三倍体。
见图1）
①根据亲本中某基因的差异，通过PCR扩增以确定单倍体胚的来源，结果见图2。
从图2结果可以推测单倍体的胚是由___发育而来。
②玉米籽粒颜色由A、a与R、r两对独立遗传的基因控制，A、R同时存在时籽粒为紫色，缺少A或R时籽粒为白色。
紫粒玉米与白粒玉米杂交，结出的籽粒中紫∶白=3∶5，出现性状分离的原因是_______。
推测白粒亲本的基因型是_______。
③将玉米籽粒颜色作为标记性状，用于筛选S与普通玉米杂交后代中的单倍体，过程如下
请根据F1籽粒颜色区分单倍体和二倍体籽粒并写出与表型相应的基因型_______。
（3）现有高产抗病白粒玉米纯合子（G）、抗旱抗倒伏白粒玉米纯合子（H），欲培育出高产抗病抗旱抗倒伏的品种。
结合
（2）③中的育种材料与方法，育种流程应为：
______；将得到的单倍体进行染色体加倍以获得纯合子；选出具有优良性状的个体。
【答案】
（1）10减数染色体组
（2）①卵细胞
②紫粒亲本是杂合子aaRr/Aarr
③单倍体籽粒胚的表现型为白色，基因型为ar；二倍体籽粒胚的表现型为紫色，基因型为AaRr；二者籽粒胚乳的表现型为紫色，基因型为AaaRrr。
（3）用G和H杂交，将所得F1为母本与S杂交；根据籽粒颜色挑出单倍体
【解析】
（1）单倍体玉米体细胞染色体数目与本物种配子染色体数目相同，为20/2=10。
单倍体细胞中无同源染色体，减数分裂过程中染色体无法联会，染色体随机分配，导致配子中无完整的染色体组。
（2）①由图可以看出，单倍体子代PCR结果与母本完全相同，说明单倍体的胚由母本的卵细胞发育而来。
②A、a与R、r独立遗传，共同控制籽粒的颜色，紫粒玉米与白粒玉米杂交出现性状分离的原因是紫粒亲本是杂合子，两对等位基因各自相互分离后，非等位基因发生了自由组合；根据紫∶白=3∶5的性状分离比，紫粒占3/8，由“3/8=3/4×1/2”可推出亲本中紫粒玉米的基因型为双杂合，白粒玉米的基因型为单杂合+隐形基因，即aaRr/Aarr。
③根据图中的亲本的基因型可知，二倍体籽粒的颜色应为紫色，基因型为AaRr；单倍体籽粒由母本的配子发育而来，所以其基因型为ar。
胚乳都是由一个精子（基因组成AARR）和两个极核（基因组成都为ar）结合后发育而来，基因型为AaaRrr。
【攻略技巧】该部分最容易失分的部分在于考生不能根据育种目的选择育种的方法：
（1）常见的育种方法
方法
原理
常用方法
杂交育种
基因重组
杂交
诱变育种
基因突变
辐射诱变、激光诱变等
多倍体育种
染色体变异
秋水仙素处理萌发的种子或幼苗
单倍体育种
染色体变异
花药离体培养后，再用秋水仙素处理
基因工程育种
基因重组
将一种生物的基因转移到另一种生物细胞中
（2）常见的育种方法的优缺点
方法
优点
缺点
杂交育种
操作简单，目标性强
育种年限长
诱变育种
提高突变率，加速育种进程
有利变异少，需大量处理实验材料
多倍体育种
能在较短的时间内获得所需品种
所得品种发育迟缓，结实率低
单倍体育种
明显缩短育种年限
技术复杂，需要与杂交育种配合
基因工程育种
能定向改造生物的遗传性状
有可能引发生态危机
攻略五巧解突变和自然选择的关系
【例5】（2016江苏卷.12）下图是某昆虫基因pen突变产生抗药性示意图。
下列相关叙述正确的是
A.杀虫剂与靶位点结合形成抗药靶位点
B.基因pen的自然突变是定向的
C.基因pen的突变为昆虫进化提供了原材料
D.野生型昆虫和pen基因突变型昆虫之间存在生殖隔离
【答案】C
【攻略技巧】以害虫抗药性增强为例，害虫在生长和繁殖过程中，由于突变的作用，不同个体之间的抗药性差异很大，有的个体抗药性差，有的个体抗药性强，杀虫剂的使用只是对害虫的抗药性差异进行了定向选择，生存下来的都是抗药性强的。
攻略六基因频率和基因型频率的关系
【例6】（2015年全国新课标1）假设某果蝇种群中雌雄个体数目相等，且对于A和a这对等位基因来说只有Aa一种基因型。
回答下列问题：
（1）若不考虑基因突变和染色体变异，则该果蝇种群中A基因频率：
a基因频率为。
理论上该果蝇种群随机交配产生的第一代中AA、Aa和aa的数量比为，A基因频率为。
（2）若该果蝇种群随机交配的实验结果是第一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2：
1，则对该结果最合理的解释是。
根据这一解释，第一代再随机交配，第二代中Aa和aa基因型个体数量的比例应为。
【答案】
（1）1:
11：
2:
10.5
（2）A基因纯合致死1:
1
【解析】
（1）该果蝇种群中雌雄个体数量相等，且只有一种基因型Aa，若不考虑基因突变和染色体变异，那么该果蝇种群中A基因频率=a基因频率=0.5。
该果蝇种群随机交配，依据遗传平衡公式，子一代AA基因型频率=0.52=0.25，Aa基因型频率=2*0.5*0.5=0.5，aa基因型频率=0.52=0.25，故AA:
Aa:
aa=1:
2:
1，子一代A基因频率=0.25+1/2*0.5=0.5。
（2）若该果蝇种群随机交配，子一代中只有Aa和aa两种基因型，且比例为2:
1，可推断A基因纯合致死。
由于AA:
Aa=2：
1，则子一代中A基因频率为1/3，a基因频率为2/3,子一代随机交配，子二代中AA基因型频率为1/9，Aa基因型频率为4/9，aa基因型频率4/9，因A基因纯合致死，故子二代中Aa和aa两种基因型，比例为1：
1
【考点定位】本题主要考查基因频率、基因型频率的推理和计算。
【攻略技巧】从基因频率和基因型频率的概念入手，理解二者之间的关系。
①通过基因型计算基因基因频率：
公式1：
某基因的频率＝该基因纯合子频率+1/2杂合子频率，公式2：
某基因的频率＝（该基因纯合子的个体数×2+杂合子个体数）÷（总个数×2）。
②通过基因频率计算基因型频率，处于遗传平衡的种群：
已知显性基因（A）的频率为p，隐性基因（a）的频率为q，则基因型频率：
AA＝p2，Aa＝2pq，aa＝q2。
攻略七理解隔离在物种形成过程中的作用
【例7】（2014·四川卷.5）油菜物种甲（2n＝20）与乙（2n＝16）通过人工授粉杂交，获得的幼胚经离体培养形成幼苗丙，用秋水仙素处理丙的顶芽形成幼苗丁，待丁开花后自交获得后代戊若干。
下列叙述正确的是（）
A.秋水仙素通过促进着丝点分裂，使染色体数目加倍
B.幼苗丁细胞分裂后期，可观察到36或72条染色体
C.丙到丁发生的染色体变化，决定生物的进化方向
D.形成戊的过程未经过地理隔离，因而戊不是新物种
【答案】B
【攻略技巧】可由物种的概念入手，同一物种间尽管存在地理隔离，但若双方环境基本相似，也不会产生生殖隔离；生殖隔离不一定在地理上隔开，只要彼此不能相互交配或交配后不能产生可育后代便是生殖隔离。
●名校试题演练——决胜2018
1．下列关于变异的说法，正确的是（）
A.基因位置的改变不会导致性状改变
B.从根本上说没有突变，进化不可能发生
C.基因重组可以产生新的性状
D.高茎豌豆产生矮茎子代属于基因重组
【答案】B
【解析】染色体结构变异中的倒位，可引起基因位置发生改变，进而导致性状改变，A错误；从根本上说没有基因突变，就不可能产生新的等位基因，基因重组就失去了意义，因此生物的进化就不可能发生，B正确；基因重组是指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，其结果导致原有的性状重新组合，但不会产生新的性状，C错误；高茎豌豆产生矮茎子代，是由于杂合的高茎豌豆在形成配子的过程中，等位基因发生了分离，不是基因重组所致，D错误。
&
2．由于高铁的修建，一座山林被分为两个区域，恰好导致山林中的野猪隔离成了两个数量相等的种群，若干年后
A.两个野猪种群的基因库出现差异B.两个野猪种群的数量一定相等
C.高铁的修建破坏了该山林的物质循环D.该山林的水平结构不会发生改变
【答案】A
3．下列有关生物变异的叙述，正确的是
A.生物的变异不一定会引起基因频率的改变
B.基因重组所产生的新基因型一定会表现为新的表现型
C.三倍体无子西瓜高度不育的原因是细胞内无同源染色体
D.基因突变的不定向性表现在其可发生在个体发育的任何时期
【答案】A
【解析】生物的变异包括基因突变、基因重组和染色体变异，基因重组不会导致基因频率改变，A正确；基因重组产生的新基因型不一定表现为新的表现型，如基因型为YyRr的个体自交，后代新的基因型YYRR则不表现为新的表现型，B错误；三倍体无子西瓜细胞含有3个染色体组，存在同源染色体，但由于减数分裂过程中联会紊乱，不能产生正常配子，则不能形成种子，高度不育，C错误；基因突变的不定向性是指基因突变的方向不确定，结果不确定，基因可发生在个体发育的任何时期，体现了基因突变的随机性，D错误。
4．野生番茄含有一种抗虫基因，它使番茄具有对根结线虫（侵染番茄的根部）、长管蚜虫和烟粉虱（俗称小白蛾）3种害虫的抗性。
下列相关推论中，正确的是
A.该抗虫基因的产生是3种害虫直接作用引起的
B.长期种植野生番茄，其环境中这3种害虫的数量会越来越少
C.环境条件保持稳定，野生番茄种群的基因频率不会发生变化
D.这3种害虫与野生番茄相互作用、协同进化
【答案】D
【解析】抗虫基因产生的根本原因是基因突变，基因突变是随机的、不定向的，与3种害虫直接作用无关，A错误；长期种植野生番茄，对害虫起到了定向的选择作用，其环境中这3种害虫的数量可能会越来越多，B错误；环境条件保持稳定，由于这3种害虫对野生番茄种群的选择作用，野生番茄种群的基因频率会发生变化，C错误；三种害虫与番茄之间是寄生的关系，它们在相互影响中相互作用、协同进化，D正确。
5．染色体变异对生物体的性状会产生较大的影响。
下列疾病因染色体变异而引起的是
A.流行性感冒
B.白化病
C.21三体综合征
D.镰刀型细胞贫血症
【答案】C
【解析】流行性感冒由流感病毒引起，A错误；白化病和镰刀型细胞贫血症都是由基因突变引起，B、D错误；21三体综合征患者的体细胞中较正常人多了一条21号染色体，属于染色体变异引起，C正确。
6．基因突变和基因重组为生物进化提供原材料。
下列有关叙述错误的是
A.基因重组可发生在减数分裂过程中，会产生多种基因型
B.豌豆植株进行有性生殖时，一对等位基因之间不会发生基因重组
C.控制一对相对性状的基因能发生基因突变,但不能发生基因重组
D.通常基因重组只发生在真核生物中，而基因突变在生物界中普遍存在
【答案】C
【解析】基因重组是指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，其来源有二：
一是在减数第一次分裂四分体时期，同源染色体上的等位基因随非姐妹染色单体的交换而交换，导致染色单体上的基因重组，二是在减数第一次分裂后期，非同源染色体上的非等位基因随着非同源染色体的自由组合而组合，其结果会产生多种基因型，A正确；基因重组是指控制不同性状的基因的重新组合，所以豌豆植株进行有性生殖时，一对等位基因之间不会发生基因重组，B正确；控制一对相对性状的基因能发生基因突变，但与其他非等位基因之间能发生基因重组，C错误；通常基因重组只发生在真核生物中，而基因突变在生物界中普遍存在，D正确。
7．某地有一种植物，同一植株上不同时期所开花的花色会发生变化，其传粉者包括当地的天蛾和7月中旬将开始陆续迁徙离开的蜂鸟。
下图表示7月30日至8月15日前后，当地各类群生物的数量变化。
下列分析不合理的是
A.8月份该植物种群的白花基因频率升高
B.该植物的花色变化与基因的选择性表达有关
C.该植物的白花更容易吸引天蛾完成传粉
D.开红花时的该植物需要蜂鸟传粉可能是自然选择的结果
【答案】A
8．某植株的一条染色体发生缺失突变，获得该缺失染色体的花粉不育，缺失染色体上具有红色显性基因B，正常染色体上具有白色隐性基因b（如图）。
若以该植株为父本，测交后代中部分表现为红色性状。
下列解释最合理的是（）
A．减数分裂时染色单体1或2上的基因b突变为B
B．减数第二次分裂时姐妹染色单体3与4自由分离
C．减数第二次分裂时非姐妹染色单体之间自由组合
D．减数第一次分裂时非姐妹染色单体之间交叉互换
【答案】D
【解析】由于“缺失染色体的花粉不育”，若以该植株为父本，测交后代理论上应该全部表现为白色。
若出现部分红色性状，可能是图示染色单体1或2上的基因b突变为B，但这种可能性很小，故A项不是最合理的；减数第二次分裂时，即使姐妹染色单体3与4分离，由于其缺失突变，产生的花粉也不育，因而B项不合理；减数第二次分裂时姐妹染色单体分开成为染色体，分别移向细胞两极，不发生自由组合，因而C项也不合理；最可能的原因是减数第一次分裂的四分体时期，由于四分体中的非姐妹染色单体之间发生了交叉互换，基因B转移到染色单体1或2上，D正确。
9．下列有关生物变异的说法，正确的是
A.有丝分裂中可以发生基因突变，但不会发生基因重组和染色体变异
B.某染色体上DNA缺失20个碱基对所引起的变异属于染色体片段缺失
C.不遗传的变异不会产生新的生物类型
D.基因重组和染色体数目变异也会引起基因中碱基序列的改变
【答案】C
10．多肉植物受人们的喜爱，下图是一种多肉植物——美丽莲（2N=24条）的8号染色体上与控制花色性状的相关基因及其花色性状的控制途径，有关叙述错误的是
A.一条染色体上有许多个基因，且基因在染色体上呈线性排列
B.某黄花进行自交，后代出现黄花：
白花=3:
1，是基因重组的结果
C.无突变和交叉互换，AaBb植株产生的配子为AB、ab或Ab、aB
D.人们喜欢并选择养紫色美丽莲，将导致其基因频率变化而发生进化
【答案】B
11．基因型为Aa的一株玉米自交后得F1，选取F1中显性个体分别进行自交和自由交配，两种交配所得F2群体中a的基因频率和Aa的基因型频率之间的关系为
A.a的基因频率相同，Aa的基因型频率相同
B.a的基因频率相同，Aa的基因型频率不同
C.a的基因频率不同，Aa的基因型频率相同
D.a的基因频率不同，Aa的基因型频率不同
【答案】B
【解析】根据题意分析可知：
如果自交，则F2中AA占1/3×1+2/3×1/4=1/2，Aa占2/3×1/2=1/3，aa占2/3×1/4=1/6；a的基因频率为：
1/6+1/2×1/3=1/3。
如果自由交配，则F2中AA占2/3×2/3=4/9，Aa占2/3×1/3×2=4/9，aa占1/3×1/3=1/9；a的基因频率为：
1/9+1/2×4/9=1/3，因此，自交和自由交配得到的F2中a的基因频率相同，都为1/3；Aa的基因型频率不同，分别为1/3和4/9，故选B。
12．许多年前，某大峡谷中的松鼠被一条河流分隔成甲、乙两个种群，两个种群所发生的变化如下图所示，①～⑥表示不同的变异结果，下列叙述错误的是（）
A．a表示地理隔离，经过长期的地理隔离可能出现生殖隔离
B．b过程表示基因重组和染色体变异，为生物进化提供原材料
C．c过程可以定向改变种群的基因频率，导致生物定向进化
D．在自然状态下，物种1和物种2相互交配可能产生不育后代
【答案】B
【解析】根据物种的形成过程可以判断a、b、c分别为地理隔离、突变和基因重组及自然选择，A正确；为生物进化提供原材料的是突变和基因重组，突变包括基因突变与染色体变异，B错误；自然选择定向改变生物的基因频率，决定生物进化的方向，C正确；不同物种间存在生殖隔离，D正确。
13．据报道：
一种可以在沿海滩涂和盐碱地上生长的水稻新品种——“海稻86”，试验推广成功，平均亩产达到300斤以上。
培育耐盐水稻品种是提高盐碱土地的利用率和经济效益、缓解世界粮食危机的有效方案之一。
请回答下列有关问题：
（1）现有高产高杆和低产矮杆两个海水稻品种，这两对性状独立遗传，欲获得高产矮杆品种，最常采用的育种方法是______________。
若要缩短育种年限，则可以选用的育种方法是__________________。
（2）有研究者提出假设:
水稻植株的耐盐性是位于非同源染色体上的两对基因控制的，其抗盐碱性和基因型的对应关系如下表。
类型
耐盐植株
不耐盐植株
基因型
Y_R_
yyR_、Y_rr、yyrr
①依据以上假设，耐盐和不耐盐植株作为亲本进行杂交，若子代中耐盐植株:
不耐盐植株=3:
5，则亲本基因型组合为________________________。
②现有不耐盐纯种水稻植株若干，请简要写出验证该假设的实验思路________________________。
【答案】杂交育种单倍体育种YyRr×yyRr或YyRr×Yyrr让不耐
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