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必考点11 “追根求源”的遗传物质及其本质
依纲排查
1.人类对遗传物质的探索过程（Ⅱ）
（1）肺炎双球菌转化实验的过程及结论是什么？
（2）噬菌体侵染细菌实验的过程及结论是什么？
2．DNA分子结构的主要特点与DNA分子的复制（Ⅱ）
（1）DNA分子空间结构的主要特点有哪些？
（2）DNA复制的过程、特点是什么？
3．基因的概念（Ⅱ）
（1）基因的实质是什么？
（2）基因与脱氧核苷酸，DNA及染色体之间具有怎样的关系？
1．理清“2”个经典实验
（1）肺炎双球菌体外转化实验
①过程：
S型细菌的DNA、荚膜多糖、蛋白质、脂质、DNA经DNA酶处理后的水解物（分别加入）＋R型细菌
观察菌落特征。
②结论：
________________________________________________________________________。
（2）噬菌体侵染细菌的实验
①用35S标记蛋白质的噬菌体
细菌→搅拌、离心
上清液放射性高，沉淀物放射性低。
②用32P标记DNA的噬菌体
细菌→搅拌、离心
上清液放射性低，沉淀物放射性高。
③结论：
①②
DNA是遗传物质（不能证明蛋白质不是遗传物质）。
2．明确不同生物的遗传物质
（1）生物的遗传物质：
_______________________________________________________。
（2）具有细胞结构的生物的遗传物质：
_____________________________________________。
（3）病毒的遗传物质：
________________________________________________________。
3．巧用“五、四、三、二、一”记牢DNA的结构
（1）五种元素：
C、H、O、N、P。
（2）四种碱基：
A、G、C、T，相应地有四种脱氧核苷酸。
（3）三种物质：
_______________________________________________________________。
（4）两条链：
两条反向平行的脱氧核苷酸链。
（5）一种结构：
规则的____________________。
4．牢记DNA分子中有关碱基比例的计算
（1）常用公式
A＝T，G＝C；A＋G＝T＋C＝A＋C＝T＋G＝____。
（2）“单链中互补碱基和”所占该链碱基数比例＝“双链中互补碱基和”所占双链总碱基数比例。
（3）某链不互补碱基之和的比值与其互补链的该比值互为________。
5．把握核酸种类的判断技巧
（1）有T的一定是______，有U的一定是______。
（2）有T且A＝T，一般为________________。
（3）有T但A≠T，应为____________。
6．关注“6”个DNA复制的常考点
（1）时间：
细胞分裂间期、DNA病毒繁殖时。
（2）场所：
细胞核（主要）、线粒体、叶绿体（真核生物）。
（3）模板：
____________________。
（4）原料：
4种脱氧核苷酸。
（5）酶：
解旋酶、DNA聚合酶。
（6）特点：
边解旋边复制，__________________。
7．抓准DNA复制中的“关键字眼”
（1）DNA复制：
用15N标记的是“亲代DNA”还是“培养基中原料”。
（2）子代DNA：
所求DNA比例是“含15N的”还是“只含15N的”。
（3）相关计算：
已知某亲代DNA中含某碱基m个。
①“复制n次”消耗的该碱基数：
____________。
②“第n次复制”消耗的该碱基数：
____________。
题组一 遗传物质探索的经典实验
1．遗传物质的相关判断
（1）赫尔希与蔡斯以噬菌体和细菌为研究材料，通过同位素示踪技术区分蛋白质与DNA，证明了DNA是遗传物质（2015·江苏，4C）（ ）
（2）孟德尔的豌豆杂交实验，摩尔根的果蝇杂交实验，均证明了DNA是遗传物质（2013·新课标Ⅱ，5改编）（ ）
（3）肺炎双球菌转化实验证明DNA是主要的遗传物质（2012·福建，2D改编）（ ）
（4）噬菌体侵染细菌实验比肺炎双球菌体外转化实验更具说服力（2012·江苏，2B）（ ）
（5）分别用含有放射性同位素35S和放射性同位素32P的培养基培养噬菌体（2011·江苏，12A）（ ）
（6）32P、35S标记的噬菌体侵染实验分别说明DNA是遗传物质，蛋白质不是遗传物质（2011·江苏，12D）（ ）
（7）噬菌体能利用宿主菌DNA为模板合成子代噬菌体的核酸（2012·重庆，2B改编）（ ）
（8）用35S标记噬菌体的侵染实验中，沉淀物存在少量放射性可能是搅拌不充分所致（2011·江苏，12C）（ ）
2．关于格里菲思和艾弗里完成的肺炎双球菌转化实验，下列叙述错误的是（ ）
A．加热杀死的S型菌的DNA进入R型菌细胞内，使R型菌转化成S型菌
B．R型菌转化后出现荚膜，反对者认为可能是突变所致，不能说明DNA是遗传物质
C．艾弗里提取的DNA掺杂有非常少量的蛋白质，实验中没有完全排除蛋白质的作用
D．艾弗里无法使DNA与蛋白质完全分开，故该实验证明DNA是主要的遗传物质
3．某研究人员模拟肺炎双球菌转化实验，进行了以下4个实验：
①S型菌的DNA＋DNA酶→加入R型菌→注射入小鼠。
②R型菌的DNA＋DNA酶→加入S型菌→注射入小鼠。
③R型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入S型菌的DNA→注射入小鼠。
④S型菌＋DNA酶→高温加热后冷却→加入R型菌的DNA→注射入小鼠。
以上4个实验中小鼠存活的情况依次是（ ）
A．存活、存活、存活、死亡
B．存活、死亡、存活、死亡
C．存活、死亡、存活、存活
D．死亡、死亡、存活、存活
肺炎双球菌转化实验的三个提醒
（1）加热杀死的S型细菌，其蛋白质变性失活；而DNA在加热过程中，双螺旋解开，氢键断裂，但缓慢冷却时，其结构可恢复。
（2）转化的实质是S型细菌的DNA片段整合到了R型细菌的DNA中，即实现了基因重组。
（3）转化后形成的S型细菌可以遗传下去，说明S型细菌的DNA是遗传物质。
4．（2015·天水二模）“噬菌体侵染细菌的实验”是研究遗传物质的经典实验，主要过程如下：
①标记噬菌体→②噬菌体与细菌混合培养→③搅拌、离心→④检测放射性
下列叙述正确的是（ ）
A．完整的实验过程需要利用分别含有35S和32P及既不含35S也不含32P的细菌
B．②中少量噬菌体未侵入细菌会导致上清液中的放射性强度都偏高
C．③的作用是加速细菌的解体，促进噬菌体从细菌体内释放出来
D．用32P标记的噬菌体进行该实验，④的结果是只能在沉淀物中检测到放射性
5．如果用15N、32P、35S共同标记噬菌体后，让其侵染大肠杆菌，在产生的子代噬菌体的组成结构中，能够找到的标记元素为（ ）
A．在外壳中找到15N和35S
B．在DNA中找到15N和32P
C．在外壳中找到15N
D．在DNA中找到15N、32P和35S
噬菌体侵染细菌实验放射性分析的“两看”法
题组二 DNA的结构与复制
6．DNA结构与复制的相关判断
（1）沃森和克里克以DNA大分子为研究材料，采用X射线衍射的方法，破译了全部密码子（2015·江苏，4D）（ ）
（2）双链DNA分子中一条链上的磷酸和核糖是通过氢键连接的（2014·新课标Ⅱ，5C）（ ）
（3）磷酸与脱氧核糖交替连接构成DNA链的基本骨架（2009·广东，24D）（ ）
（4）植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生DNA的复制（2014·新课标Ⅱ，5B）（ ）
（5）沃森和克里克提出在DNA双螺旋结构中嘧啶数不等于嘌呤数（2012·江苏，2C）（ ）
（6）DNA复制需要消耗能量（2013·海南，4A）（ ）
（7）真核细胞染色体DNA的复制发生在有丝分裂前期（2011·海南，25D）（ ）
（8）真核生物DNA分子复制过程需要解旋酶（2009·江苏，12C）（ ）
7．（2014·上海，15）在DNA分子模型搭建实验中，如果用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，那么由此搭建而成的DNA双螺旋的整条模型（ ）
A．粗细相同，因为嘌呤环必定与嘧啶环互补
B．粗细相同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸相似
C．粗细不同，因为嘌呤环不一定与嘧啶环互补
D．粗细不同，因为嘌呤环与嘧啶环的空间尺寸不同
8．（2014·上海，4）某亲本DNA分子双链均以白色表示，以灰色表示第一次复制出的DNA子链，以黑色表示第二次复制出的DNA子链，该亲本双链DNA分子连续复制两次后的产物是（ ）
9．下图甲为真核细胞中进行的DNA复制过程示意图，图乙是该DNA片段的结构示意图。
请判断下列说法正确的是（ ）
A．DNA复制是从多个起点同时开始的，真核生物的这种复制方式提高了复制效率
B．图中DNA复制是边解旋边双向复制的，当DNA复制时，DNA聚合酶催化④的形成
C．图乙中②和③相间排列，构成了DNA分子的基本骨架
D．DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T
10．（2015·吉林白城一中二模）真核细胞某生理过程如图所示，下列叙述错误的是（ ）
A．a链和b链的方向相反，a链与c链的碱基序列相同
B．酶1可使磷酸二酯键断裂，酶2可催化磷酸二酯键的形成
C．该图表示DNA半保留复制过程，遗传信息传递方向是DNA→DNA
D．植物细胞的线粒体和叶绿体中均可发生该过程
题组三 DNA结构、复制中的相关计算
11．（2014·山东，5）某研究小组测定了多个不同双链DNA分子的碱基组成，根据测定结果绘制了DNA分子的一条单链与其互补链、一条单链与其所在DNA分子中碱基数目比值的关系图，下列正确的是（ ）
12．（2015·南昌模拟）5 BrU（5溴尿嘧啶）既可以与A配对，又可以与C配对。
将一个正常的有分裂能力的细胞，接种到含有A、G、C、T、5 BrU五种核苷酸的适宜培养基上，至少需要经过几次复制后，才能实现细胞中某DNA分子某位点上碱基对从T—A至G—C的替换（ ）
A．2次B．3次C．4次D．5次
一个DNA分子复制后，有以下结论
（1）经n次复制，DNA分子总数为2n个；脱氧核苷酸链数为2n＋1条。
（2）子代所有链中始终保持2条母链，且占子代DNA分子总链数的1/2n。
（3）一个DNA分子第n次复制时，形成的DNA分子总数为2n－1个。
题组四 再练重难题，练后不再难
13．（2015·临汾模拟）BrdU能替代T与A配对，而掺入新合成的DNA链中。
当用姬姆萨染料染色时，DNA的一条单链掺有BrdU则着色深，DNA的两条单链都掺有BrdU则着色浅。
现将水稻（2n＝24）根尖分生组织放在含有BrdU的培养液中进行培养，如图a～c依次表示加入BrdU后连续3次细胞分裂中期，来自1条染色体的各染色体的显色情况（阴影表示深蓝色，非阴影为浅蓝色）。
下列有关说法正确的是（ ）
A．b图每条染色体均有1个DNA的2条脱氧核苷酸链含BrdU
B．1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于2条染色体上
C．c图中含BrdU染色体的细胞占全部细胞的50%
D．c图中2条染色单体的所有脱氧核苷酸链都不含BrdU
14．蚕豆根尖细胞在含3H标记的胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中完成一个细胞周期，然后在不含放射性标记的培养基中继续分裂至中期，其染色体的放射性标记分布情况是（ ）
A．每条染色体的两条染色单体都被标记
B．每条染色体中都只有一条染色单体被标记
C．只有半数的染色体中一条染色单体被标记
D．每条染色体的两条染色单体都不被标记
提醒：
完成作业 考点过关练11
二轮专题强化练
考点过关练11
“追根求源”的遗传物质及
其本质
1．如图表示格里菲思做的肺炎双球菌转化实验的部分实验过程，S型细菌有荚膜且具有毒性，能使人患肺炎或使小鼠患败血症，R型细菌无荚膜也无毒性。
相关说法错误的是（ ）
A．与R型细菌混合前必须将S型细菌慢慢冷却
B．无毒的R型细菌转化为有毒的S型细菌属于基因重组
C．该转化实验不能证明DNA是遗传物质
D．S型细菌的DNA能抵抗机体的免疫系统，从而引发疾病
2．（2015·临沂二模）赫尔希和蔡斯做噬菌体侵染细菌实验时，分别用放射性同位素标记的噬菌体去侵染未标记的细菌，若噬菌体在细菌体内复制了三代，则下列说法正确的是（ ）
A．标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S的培养基培养噬菌体
B．含有32P的子代噬菌体和含有35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的1/4和0
C．上述过程中噬菌体的遗传信息流动方向是：
RNA→DNA→RNA→蛋白质
D．噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是主要的遗传物质
3．用15N标记含有100个碱基对的DNA分子片段，碱基间的氢键共有260个。
该DNA分子在14N的培养基中连续复制多次后共消耗游离的嘌呤类脱氧核苷酸1500个。
下列叙述正确的是（ ）
A．该DNA片段中共有腺嘌呤60个，复制多次后含有14N的DNA分子占7/8
B．若一条链中（A＋G）/（T＋C）<1，则其互补链中该比例也小于1
C．若一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则其互补链中该比例为4∶3∶2∶1
D．该DNA经复制后产生了16个DNA分子
4．（2015·南昌二模）用3H标记蚕豆根尖分生区细胞的DNA分子双链，再将这些细胞转入含秋水仙素但不含3H的普通培养基中培养。
若秋水仙素对细胞连续发挥作用，则相关叙述不正确的是（ ）
A．秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂
B．通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数
C．通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式
D．细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体均带有3H标记
5．（2015·江苏，33）荧光原位杂交可用荧光标记的特异DNA片段为探针，与染色体上对应的DNA片段结合，从而将特定的基因在染色体上定位。
请回答下列问题：
（1）DNA荧光探针的制备过程如图1所示，DNA酶Ⅰ随机切开了核苷酸之间的_____键从而产生切口，随后在DNA聚合酶Ⅰ作用下，以荧光标记的_____为原料，合成荧光标记的DNA探针。
（2）图2表示探针与待测基因结合的原理。
先将探针与染色体共同煮沸，使DNA双链中________键断裂，形成单链。
随后在降温复性过程中，探针的碱基按照__________________原则，与染色体上的特定基因序列形成较稳定的杂交分子。
图中两条姐妹染色单体中最多可有________条荧光标记的DNA片段。
（3）A、B、C分别代表不同来源的一个染色体组，已知AA和BB中各有一对同源染色体可被荧光探针标记。
若植物甲（AABB）与植物乙（AACC）杂交，则其F1有丝分裂中期的细胞中可观察到________个荧光点；在减数第一次分裂形成的两个子细胞中分别可观察到______个荧光点。
学生用书答案精析
专题四 遗传的分子基础
必考点11 “追根求源”的遗传物质及其本质
核心提炼
1．
（1）②DNA是遗传物质，而蛋白质等不是
2．
（1）核酸（DNA或RNA）
（2）DNA （3）DNA或RNA
3．（3）磷酸、脱氧核糖、碱基 （5）双螺旋结构
4．
（1）50% （3）倒数
5．
（1）DNA RNA
（2）双链DNA （3）单链DNA
6．（3）DNA的两条链 （6）半保留复制
7．（3）①m·（2n－1） ②m·2n－1
题组突破
1．
（1）√
（2）× （3）× （4）√ （5）× （6）× （7）× （8）√
2．D [由于技术所限，艾弗里未能将DNA与蛋白质完全分开，但通过体外转化实验证明了DNA就是肺炎双球菌的遗传物质。
]
3．C [第①组DNA酶催化S型菌的DNA水解，不能使R型菌转化成S型菌，所以小鼠存活；第②组S型菌使小鼠死亡；第③④组高温使R型和S型菌死亡，加入DNA不会使小鼠死亡。
所以C项正确。
]
4．A [由于噬菌体是病毒，没有细胞结构，不能独立生活，所以在标记噬菌体时，需要利用细菌；检测放射性时不能区分何种元素，所以要分别利用含有35S和32P去标记既不含35S也不含32P的细菌，A正确；若用35S标记的噬菌体侵染细菌，若②中少量噬菌体未侵入细菌，不会导致上清液中的放射性强度偏高，B错误；搅拌和离心的作用是让细菌和噬菌体分开，C错误；用32P标记的噬菌体进行该实验，④的结果是在沉淀物中检测到较强的放射性，但在上清液中也会有少量的放射性，D错误。
]
5．B [用15N、32P、35S共同标记噬菌体，其中15N标记了噬菌体的DNA和蛋白质外壳，32P标记了噬菌体的DNA,35S标记了噬菌体的蛋白质外壳。
噬菌体侵染细菌过程中，蛋白质外壳留在细菌外面，DNA进入细菌内部，在细菌中以噬菌体DNA为模板，利用细菌的原料合成子代噬菌体的蛋白质外壳和DNA，又由于DNA复制具有半保留复制的特点，所以在子代噬菌体中能找到15N和32P标记的DNA，不能找到35S标记的蛋白质。
故B项正确，A、C、D项错误。
]
6．
（1）×
（2）× （3）√ （4）√ （5）× （6）√ （7）× （8）√
7．A [A和G都是嘌呤碱基，C和T都是嘧啶碱基，在DNA分子中，总是A＝T、G＝C，依题意，用一种长度的塑料片代表A和G，用另一长度的塑料片代表C和T，则DNA的粗细相同。
]
8．D [DNA的复制方式为半保留复制，复制第一次时，由1个DNA复制成的2个DNA都是一条链白色，一条链灰色；第二次复制时，2个DNA复制成4个DNA，有8条链，新产生4条链为黑色，分别与原来的链结合。
]
9．D [图甲是DNA复制过程，从图中能看出DNA复制有多个复制起点，但复制环的大小不一样，所以DNA复制起始的时间是不同的；多起点、边解旋边双向复制的方式提高了复制的效率。
④是氢键，在DNA复制时，当DNA聚合酶把脱氧核苷酸连接在一起后，碱基之间的氢键不需要酶的催化作用就可以形成。
图乙中①②③分别表示磷酸、脱氧核糖、碱基，磷酸和脱氧核糖的相间排列构成了DNA分子的基本骨架。
根据碱基互补配对原则，DNA分子中⑤⑥⑦⑧依次代表A、G、C、T。
]
10．B
11．C [A项，无论DNA分子的一条单链中（A＋C）/（T＋G）的值为多少，整个DNA分子中（A＋C）/（T＋G）都等于1。
B项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中（A＋C）/（T＋G）的值与其互补链中的（A＋C）/（T＋G）的值互为倒数。
C项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中（A＋T）/（G＋C）的值与整个DNA分子中（A＋T）/（G＋C）的值相等。
D项，由于双链DNA分子中A与T配对、G与C配对，故一条单链中（A＋T）/（G＋C）的值与其互补链中（A＋T）/（G＋C）的值相等。
]
12．B [如下图所示，B代表5BrU，至少经过3次复制后，可以实现碱基对从T—A到G—C的替换。
]
13．A [根据DNA分子的半保留复制特点，在第一次有丝分裂复制之后，子代两个DNA分子都是一条链含BrdU、一条链不含BrdU，染色单体都显深蓝色（a）。
第二次复制时，由同一DNA复制形成的2个子代DNA分子中，一个子代DNA分子两条链均含BrdU，所在姐妹染色单体显浅蓝色，另一条子代DNA分子一条链含BrdU、一条链不含BrdU，所在姐妹染色单体显深蓝色，即同一条染色体上的两条姐妹染色单体一条是深蓝色，一条是浅蓝色（b）。
第三次复制后，共得到8个子代DNA分子，只有2个DNA分子一条链含BrdU、一条链不含BrdU，所在染色单体显深蓝色，其余6个DNA分子双链均含BrdU，所在染色单体显浅蓝色（c），因此c图中所有染色体上都含有BrdU，即c图中含BrdU染色体的细胞占全部细胞的100%。
1个DNA复制3次所产生的DNA分别位于8条染色体上。
c图中只有2条染色单体的一条脱氧核苷酸链不含BrdU。
]
14．B [蚕豆的根尖细胞完成一个细胞周期后，根据DNA半保留复制的特点，形成的子细胞中染色体上的DNA都只有一条链具有放射性，另一条链不具有放射性，即每条染色体都具有放射性。
当在不具有放射性标记的培养基中接着进行下一个细胞周期时，完成DNA复制后，有丝分裂前期以及中期每条染色体都含有两条染色单体，每条染色单体含有一个DNA分子，这两个DNA分子一个具有放射性，一个没有放射性，即细胞中每条染色体含有的两条染色单体（两个DNA分子）都是一条染色单体（一个DNA分子）被标记，另一条染色单体（另一个DNA分子）不被标记。
]
二轮专题强化练答案精析
专题四 遗传的分子基础
考点过关练11 “追根求源”的遗传物质及其本质
1．D [与R型细菌混合前必须将S型细菌慢慢冷却，以防止高温杀死R型细菌；S型细菌的DNA进入R型细菌，使R型细菌转化为有毒性的S型细菌，实际上就是外源基因（S型细菌的DNA）整合到受体菌（R型细菌）的DNA上并得以表达，这属于基因重组；该转化实验只能证明被加热杀死的S型细菌中存在一种“转化因子”，能将无毒性的R型活细菌转化为有毒性的S型活细菌，不能证明DNA是遗传物质；由于S型细菌有荚膜，受荚膜的保护，能抵抗吞噬细胞的吞噬和消化，从而迅速增殖、扩散，引起机体患病。
]
2．B [由于噬菌体只能营寄生生活，因此标记噬菌体的方法是分别用含32P和35S标记的细菌培养噬菌体，A项错误；由于只有噬菌体的DNA进入细菌细胞，而DNA的复制是半保留复制，因此噬菌体在细菌体内复制三代后，含有32P的子代噬菌体和含有35S的子代噬菌体分别占子代噬菌体总数的1/4和0；上述过程中噬菌体的遗传信息流动方向是：
C项错误；噬菌体侵染细菌的实验可以证明DNA是遗传物质，但不能证明DNA是主要的遗传物质，D项错误。
]
3．D [据题干信息可推知，该DNA分子中有60个C/G碱基对，40个A/T碱基对，故该DNA片段中，A的个数为40个，经多次复制后，子代DNA全部都有14N。
DNA分子中嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数，互补链中（A＋G）/（T＋C）>1。
DNA两条单链之间由于碱基互补配对，若一条链中A∶T∶G∶C＝1∶2∶3∶4，则其互补链中该比例为2∶1∶4∶3。
该DNA片段中嘌呤类碱基共100个，经多次复制后共消耗游离的嘌呤类碱基1500个，则1500＝100×（2n－1），n＝4。
]
4．D [秋水仙素可抑制纺锤体的形成，但不影响着丝点的正常分裂，从而导致细胞中染色体数目加倍，A正确；1个DNA复制n次后的数目为2n个，所以通过对细胞中不含单体时的染色体计数，可推测DNA复制的次数，B正确；通过检测DNA链上3H标记出现的情况，可推测DNA的复制方式是半保留复制，C正确；根据DNA分子半保留复制的特点，细胞中DNA第二次复制完成时，每条染色体的单体中只有一半带有3H标记，D错误。
]
5．
（1）磷酸二酯 脱氧核苷酸
（2）氢 碱基互补配对 4
（3）6 2和4
解析
（1）由图1可知，DNA酶Ⅰ使DNA链断裂，即作用于相邻脱氧核苷酸之间的磷酸二酯键；DNA探针的本质是荧光标记的DNA片段，合成原料为脱氧核苷酸。
（2）通过热变性，使DNA碱基对之间的氢键断裂，复性时能重新形成氢键，并且遵循碱基互补配对原则，形成杂交DNA分子。
两条姐妹染色单体，含有四条模板链，可与四个被标记的DNA探针结
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