高考生物复习第15讲 减数分裂与受精作用.docx
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高考生物复习第15讲减数分裂与受精作用
第15讲 减数分裂与受精作用
考纲要求
考情分析
命题趋势
1.细胞的减数分裂（Ⅱ）
2．动物配子的形成过程（Ⅱ）
3．动物的受精过程（Ⅱ）
4．实验：
观察细胞的减数分裂
2017，全国卷Ⅱ，1T
2016，浙江卷，3T
2016，北京卷，1T
2016，江苏卷，31T
2015，天津卷，4T
2015，海南卷，29T
从命题规律来看，明年高考仍很有可能以选择题或非选择题的形式对有丝分裂和减数分裂的过程、图像辨析以及动物的受精过程等知识进行综合考查，值得关注
分值：
2～10分
考点一 减数分裂与受精作用
一、减数分裂及配子形成过程
1．精子的形成过程
时期
图像
主要特点
减数第一次分裂前期
同源染色体联会，形成__四分体__
减数第一次分裂中期
__同源染色体__排列在赤道板上
减数第一次分裂后期
同源染色体分开，非同源染色体__自由组合__，并移向两极
减数第二次分裂前期
染色体散乱分布于细胞中
减数第二次分裂中期
__着丝点__排列在赤道板上
减数第二次分裂后期
__着丝点__分裂，__姐妹染色单体__分离并移向两极
2.卵细胞的形成过程
答案DNA复制 四分体 卵细胞 着丝点 姐妹染色单体
二、理解概念把握要点
1．对减数分裂的理解
（1）范围：
进行__有性__生殖的生物。
（2）时期：
从__原始生殖__细胞→__成熟生殖__细胞。
（3）特点：
染色体复制一次，细胞__连续分裂两次__。
（4）结果：
生殖细胞中__染色体数目__是原始生殖细胞中的一半。
2．受精作用
（1）概念：
__卵细胞和精子__相互识别、融合成为__受精卵__的过程。
（2）实质：
精子的__细胞核__与卵细胞的细胞核融合。
（3）结果：
受精卵中__染色体数目__与体细胞相同，其中一半来自精子（父方），另一半来自卵细胞（母方）。
三、观察细胞的减数分裂
1．实验原理
（1）蝗虫的精母细胞进行减数分裂形成__精细胞__，再形成__精子__。
此过程要经过两次连续的细胞分裂：
__减数第一次分裂__和__减数第二次分裂__。
（2）在减数分裂过程中，细胞中的__染色体形态、位置和数目__都在不断地发生变化，因而可据此识别减数分裂的各个时期。
2．实验步骤
→解离→__漂洗__→__染色__→__制片__
↓
→识别__初级精母细胞__、__次级精母细胞__和精细胞
↓
→仔细观察减数第一次分裂__中期__、__后期__和减数第二次分裂 中期 、 后期 细胞中染色体的形态、位置和数目
↓
→根据观察结果，尽可能多地绘制减数分裂不同时期的结构简图
1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
（1）玉米体细胞中有10对染色体，经过减数分裂后，卵细胞中染色体数目为5对。
（ × ）
（2）联会的同源染色体在后续的分裂过程中会相互分离。
（ √ ）
（3）人的初级精母细胞和次级精母细胞中都含Y染色体。
（ × ）
（4）人类精子发生过程中，细胞中染色单体数最多可达92条。
（ √ ）
（5）二倍体生物减数第二次分裂后期的细胞中，染色体数目与体细胞数目相同，含有同源染色体。
（ × ）
（6）在减数分裂过程中，染色体数目减半发生在减数第一次分裂。
（ √ ）
（7）一个基因型为AaBb的精原细胞，在发生交叉互换的情况下，能产生四种类型的精子。
（ √ ）
2．如图为高等动物的细胞分裂示意图。
下列叙述正确的是（ B ）
A．图甲一定为次级精母细胞
B．图乙一定为初级卵母细胞
C．图丙为次级卵母细胞或极体
D．图丙中的M、m为一对同源染色体
解析 图甲是减数第二次分裂后期，其细胞质是均等分裂的，可能为次级精母细胞或第一极体，A项错误；图乙是减数第一次分裂后期，其细胞质是不均等分裂的，所以应是初级卵母细胞，B项正确；图丙为减数第二次分裂后期，其细胞质是不均等分裂的，应是次级卵母细胞，不可能为极体，C项错误；图丙中的M、m不是同源染色体，应是姐妹染色单体分开后形成的两条子染色体，D项错误。
一 精子和卵细胞形成过程与结果的分析和比较
1．细胞分裂各时期图像的判定（以2n＝4为例）
分裂
时期
有丝分裂
减数分裂
第一次分裂
第二次分裂
前期
有同源染色体；有姐妹染色单体
有姐妹染色单体；同源染色体联会形成四分体
无同源染色体；有姐妹染色单体，染色体数减半
中期
有同源染色体；染色体的着丝点排列在赤道板上
有同源染色体；染色体的着丝点排列在赤道板的两侧
无同源染色体；染色体的着丝点排列在赤道板上
后期
着丝点分裂，有同源染色体，无姐妹染色单体，染色体数加倍
同源染色体分离，非同源染色体自由组合，有姐妹染色单体
着丝点分裂，染色体数加倍，无同源染色体，无姐妹染色单体
2.减数分裂中据细胞质分裂情况判断细胞名称
3．减数分裂产生配子的种类
分析正常情况下产生配子种类时，应特别注意是“一个个体”还是“一个性原细胞”。
（1）若是一个个体，则可产生2n种配子，n代表同源染色体的对数或等位基因的对数。
（2）若是一个性原细胞，则一个卵原细胞仅产生1个卵细胞，而一个精原细胞可产生4个（2种）精细胞。
例如YyRr基因型的个体产生配子情况如下：
项目
可能产生配子的种类
实际能产生配子的种类
一个精原细胞
4种
2种（YR、yr或Yr、yR）
一个雄性个体
4种
4种（YR、yr、Yr、yR）
一个卵原细胞
4种
1种（YR或yr或Yr或yR）
一个雌性个体
4种
4种（YR、yr、Yr、yR）
[例1]（经典高考题）如图为某生物一个细胞的分裂图像，着丝点均在染色体端部，图中1、2、3、4各表示一条染色体。
下列表述正确的是（ C ）
A．图中细胞处于减数第二次分裂前期
B．图中细胞的染色体数是体细胞的2倍
C．染色体1与2在后续的分裂过程中会相互分离
D．染色体1与3必定会出现在同一子细胞中
解析 本题考查减数分裂。
图中1和2、3和4等分别是同源染色体，而减数第二次分裂前期没有同源染色体，故A项错误；图中细胞没有进行着丝点分裂，染色体数目和体细胞中染色体数目相同，故B项错误；1和2、3和4正在进行染色体交叉互换，可以判断该细胞进行的是减数分裂，1和2是同源染色体，在后续的分裂过程中，二者会相互分离，故C项正确；1和3是非同源染色体，非同源染色体的组合是随机的，因此二者可能出现在同一子细胞中，也可能不出现在同一子细胞中，故D项错误。
二 减数分裂过程中DNA和染色体的数量变化
1．数量变化（体细胞染色体数为2n）
性母细胞→初级性母细胞→次级性母细胞→性细胞
间期
减Ⅰ
减Ⅱ前、中
减Ⅱ后、末
染色体数2n
2n
n
2n
n
DNA数2n→4n
4n
2n
n
2.减数分裂三图一体模型
信息解读：
（1）甲为初级精母细胞；乙为性原细胞；丙为次级性母细胞。
（2）染色体数目减半发生在减Ⅰ末期，是由于同源染色体分开平均进入两个子细胞造成的，减数第二次分裂时染色体数n→2n→n，没有减半。
（3）DNA数量在减数第一次分裂和减数第二次分裂时分别减半。
（4）减Ⅱ后期染色体数、DNA数都与正常体细胞相同，不同的是没有同源染色体。
（5）染色体/DNA变化规律及原因：
1∶1
1∶2
1∶1
[例2]图1表示细胞分裂的不同时期染色体数与核DNA数比例的变化关系；图2表示某动物处于细胞分裂不同时期的图像。
请据图回答：
（1）图1中BC段形成的原因是__DNA复制__，DE段形成的原因是__着丝点分裂__。
（2）图2中__丙、丁__细胞处于图1中的CD段。
（3）图2中具有同源染色体的是__甲、乙、丙__细胞，乙细胞中的①和②组成__一个染色体组__，①和④是__一对同源染色体__，甲细胞中有__4__个染色体组。
（4）图2中丙细胞含有__8__条染色单体，该细胞处于__减数第一次分裂后__期。
（5）图2中丁细胞的名称为__次级精母细胞__，如果丁细胞中的M为X染色体，则N一定是__常染色体__。
若M的姐妹染色单体上出现等位基因，其原因是发生了__同源染色体的非姐妹染色单体之间交叉互换（基因重组）或基因突变__。
三 有关动物受精作用的考查
1．有性生殖后代多样性的原因
（1）配子的多样性：
一是减Ⅰ前期同源染色体上非姐妹染色单体之间的交叉互换；二是减Ⅰ后期非同源染色体之间的自由组合。
（2）受精时精子和卵细胞结合具有随机性。
含不同遗传物质的精、卵细胞随机结合，也是后代多样性的原因之一。
2．细胞质和细胞核中遗传物质来源的区别
受精卵细胞核中的遗传物质双亲各占一半，细胞质的遗传物质几乎全部来自母本，因此受精卵中的遗传物质并非从双亲各获得一半的DNA，而是从母本获得的多一些。
[例3]下列关于高等哺乳动物受精的叙述，不正确的是（ B ）
A．绝大多数精卵细胞的识别具有物种特异性
B．受精的实质是精子进入卵细胞中
C．受精时精子和卵细胞的结合是自由的、随机的
D．减数分裂和受精作用能够维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异有重要意义
解析 卵细胞表面存在的特异性受体蛋白，决定了只有同种动物精卵细胞才能结合，A项正确；受精的实质是精子和卵细胞的细胞核相融合，并非指精子进入卵细胞中，B项错误；受精时精子和卵细胞的结合是自由的、随机的，C项正确；减数分裂和受精作用能够维持每种生物前后代体细胞中染色体数目的恒定，对于生物的遗传和变异有重要意义，D项正确。
减数分裂与受精作用的6点提醒
（1）减数第一次分裂过程中，同源染色体的分离导致染色体数目减半。
（2）减数第二次分裂与有丝分裂相似，不同的是减数第二次分裂中不存在同源染色体。
（3）精子形成过程中，细胞质都是均等分裂的；卵细胞形成过程中，初级（次级）卵母细胞的细胞质不均等分裂，极体的细胞质均等分裂。
（4）减数第一次分裂过程中染色体的主要行为有：
同源染色体联会形成四分体，同源染色体分离。
（5）减数第二次分裂过程中染色体的主要行为有：
着丝点分裂，染色体数目暂时加倍。
（6）受精卵核内的遗传物质一半来自父方，一半来自母方，其细胞质中的遗传物质几乎全部来自卵细胞。
[例1]以下是基因型为AaBb的雌性高等动物细胞分裂图像及细胞分裂过程中染色体数目变化曲线，请回答下列相关问题：
（1）图甲所示细胞内有__________个染色体组，分裂产生的子细胞的基因型是__________。
不具有同源染色体的细胞有__________。
（2）图丙所示细胞名称为__________，其染色体变化对应图丁的__________段。
（3）若用光学显微镜观察图中细胞所示的染色体时，需用______________染色；若鉴定染色体的主要成分时，需用到________试剂和__________试剂。
（4）若图乙细胞分裂完成后形成了基因型为AaB的子细胞，其原因最可能是__________。
（5）若图丙中一条染色体上的B基因变为b基因，则产生这种情况的原因可能是__________。
[答题送检]来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
（1）
二倍体细胞有丝分裂后期含4个染色体组。
考生致错原因之一是未能判断出图甲所处时期，致错原因之二是对染色体组概念掌握不清
－1
（2）
审题不清，未注意题干“雌性”
－1
（3）
考生未注意是鉴定“染色体”的主要成分，易与甲基绿对DNA染色弄混
－1
（4）
考生对减数分裂异常情况的分析不熟
－2
（5）
考生答题考虑不全面，易遗漏某种情况
－2
[解析]
（1）图甲所示细胞处于有丝分裂后期，有4个染色体组，分裂产生的子细胞的基因型与母细胞基因型相同，即AaBb。
图乙所示细胞处于减数第一次分裂前期，图丙所示细胞处于减数第二次分裂后期，不具有同源染色体。
（2）图丙细胞均等分裂，因是雌性动物，故为第一极体，染色体数目变化对应图丁的de段。
（3）用光学显微镜观察图中细胞所示的染色体时，需用龙胆紫或醋酸洋红液染色；染色体的主要成分是DNA与蛋白质，若鉴定染色体的主要成分，需用到二苯胺试剂和双缩脲试剂。
（4）若图乙细胞分裂完成后形成了基因型为AaB的子细胞，其原因最可能是1号与2号染色体在减数第一次分裂后期没有正常分离。
（5）该动物进行减数分裂的细胞中姐妹染色单体上出现等位基因，原因是基因突变或同源染色体中非姐妹染色单体间交叉互换。
[规范答题]（除注明外，每空1分）
（1）4 AaBb 丙
（2）第一极体 de
（3）龙胆紫（或醋酸洋红液） 二苯胺 双缩脲
（4）减数第一次分裂后期同源染色体1号与2号没有分开（2分）
（5）基因突变或同源染色体中非姐妹染色单体间交叉互换（2分）
1．细胞分裂是生物体一项重要的生命活动，是生物体生长、发育、繁殖和遗传的基础。
图甲表示哺乳动物某器官内连续发生的细胞分裂过程中核DNA含量变化曲线，图乙、图丙是细胞分裂某些过程的示意图。
据图回答问题：
（1）图乙、图丙所示的分裂时期在图甲中分别位于__3～4__、__8～9__。
（2）图丙细胞的名称是__初级精母细胞__，在形成此细胞的过程中，细胞内可形成__2__个四分体。
（3）图丙所示细胞中染色体数、染色单体和DNA分子数依次为__4、8、8__。
（4）若该动物的基因型AaBb（两对基因位于两对同源染色体上），正常情况下，图乙细胞移向同一极的基因是__A、a、B、b__。
（5）请画出图丙最终形成的一个子细胞示意图。
答案（5）如图（要求画出染色体的数目和形态）
解析
（1）图乙、图丙所示的分裂时期分别为有丝分裂后期和减数第一次分裂后期，对应图甲中3～4和8～9。
（2）图丙细胞处于减数第一次分裂后期，且细胞质均等分裂，故它的名称是初级精母细胞，在形成此细胞的过程中，细胞内可形成2个四分体。
（3）图丙所示细胞中染色体数、染色单体数和DNA分子数依次为4、8、8。
（4）图乙细胞为有丝分裂后期，得到的两个子细胞基因型应该相同，若该动物的基因型AaBb（两对基因位于两对同源染色体上），正常情况下，图乙细胞移向同一极的基因是A、a、B、b。
（5）图丙最终形成的是四个精子，两种类型（染色体为短白与长黑或短黑与长白）。
考点二 有丝分裂与减数分裂综合分析
1．二倍体生物细胞三个时期分裂方式的判断
（1）三个前期图的判断
判断步骤：
结论：
A为__有丝分裂__前期，B为__减数第一次分裂__前期，C为__减数第二次分裂__前期。
（2）三个中期图的判断
判断步骤：
结论：
A为__有丝分裂__中期，B为__减数第二次分裂__中期，C为__减数第一次分裂__中期。
（3）三个后期图的判断
判断步骤：
结论：
A为__有丝分裂__后期，B为__减数第二次分裂__后期，C为__减数第一次分裂__后期。
2．减数分裂和有丝分裂过程中染色体与核DNA数量变化曲线的判断
（1）模型
（2）判断
答案减数 有丝 减数 有丝
1．判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
（1）人类的47，XYY综合征个体的形成与减数分裂同源染色体联会行为有关。
（ × ）
（2）同一个体中细胞有丝分裂和减数第一次分裂的前期染色体数目相同，染色体行为和DNA分子数目不同。
（ × ）
（3）同源染色体在细胞分裂过程中一定能发生联会。
（ × ）
（4）姐妹染色单体上存在等位基因都是基因突变导致的。
（ × ）
（5）细胞有丝分裂和减数分裂都能产生基因突变、基因重组和染色体变异三种可遗传的变异。
（ × ）
2．如图是某二倍体动物的几个细胞分裂示意图，据图所做的判断正确的是（ A ）
①甲、乙、丙三个细胞中都含有同源染色体
②乙细胞中含有4个染色体组
③丙细胞是次级精母细胞或极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同
④以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序
A．②④B．②③
C．①③D．①②
解析 甲、乙细胞中都含有同源染色体，丙细胞中不含有同源染色体，①错误；乙细胞中着丝点分裂，染色体数目加倍，所以含有4个染色体组，②正确；由于甲为初级精母细胞，丙细胞只能是次级精母细胞，不可能为极体，正常情况下其分裂产生的子细胞基因型相同，③错误；在动物精巢中，细胞既可进行减数分裂产生配子，又可进行有丝分裂增加原始精原细胞的数量，所以以上各细胞可能取自同一器官，在发生时间上存在乙→甲→丙的顺序，④正确。
3．下列物质变化示意图中，既能发生在有丝分裂过程中，又能发生在减数分裂过程中的是（ C ）
A．①B．①②
C．①②③D．①②③④
解析 每条染色单体只能含一个DNA分子，④图错误。
一 每条染色体上DNA的数目变化分析
1．曲线模型
2．变化
A→B
B→C
C→D
D→E
染色体的变化特点
减数分裂对应时期
减数第一次分裂前的间期
减数第一次分裂全过程和减数第二次分裂的前期、中期
减数第二次分裂的后期
减数第二次分裂的后期和末期
有丝分裂对应时期
间期
前期和中期
后期
后期和
末期
[例1]如图甲、乙是某一高等动物体内细胞分裂的示意图，曲线图分别表示该动物细胞中一条染色体上DNA的含量变化及一个细胞中染色体组的变化。
下列有关叙述正确的是（ C ）
A．BC段和HJ段可能对应于同一细胞分裂图
B．图乙可对应于DE段和HJ段
C．图甲、乙可同时出现在睾丸中
D．基因重组的过程可发生在BC段和JK段
解析 第一个曲线图表示动物细胞中的一条染色体上DNA的含量，BC段可表示有丝分裂前期和中期，也可表示减数分裂中减Ⅰ全过程及减Ⅱ前期和中期，第二个曲线图表示一个细胞中染色体组的变化曲线，HJ段表示有丝分裂后期，故BC段和HJ段不可能对应同一细胞分裂图，A项错误。
乙为减数第二次分裂后期细胞图，不会对应HJ段，B项错误。
基因重组可能发生在减Ⅰ后期非同源染色体自由组合，也可能发生在减Ⅰ前期的交叉互换，JK段是有丝分裂末期，故基因重组不可能发生在JK段，D项错误。
引发相关物质或结构变化的4大原因归纳
二 细胞分裂过程中的遗传变异分析
1．减数分裂与基因突变
在减数第一次分裂前的间期，DNA分子复制过程中，如复制出现差错，则会引起基因突变，此时可导致姐妹染色单体上含有等位基因，这种突变能通过配子传递给下一代，如图所示。
2．减数分裂与基因重组
（1）非同源染色体上非等位基因自由组合导致基因重组（自由组合定理）。
在减数第一次分裂后期，可因同源染色体分离非同源染色体自由组合而出现基因重组，如A与B或A与b组合。
（2）同源染色体非姐妹染色单体交叉互换导致基因重组。
在减数第一次分裂四分体时期，可因同源染色体的非姐妹染色单体间交叉互换而导致基因重组，如A原本与B组合、a与b组合，经重组可导致A与b组合、a与B组合。
[例2]基因型为AaXBY的小鼠仅因为减数分裂过程中染色体未正常分离，而产生一个不含常染色体的XBXB型配子，等位基因A、a位于2号染色体。
下列关于染色体未分离时期的分析，正确的是（ D ）
①2号染色体一定在减数第二次分裂时未分离
②2号染色体可能在减数第一次分裂时未分离
③性染色体可能在减数第二次分裂时未分离
④性染色体一定在减数第二次分裂时未分离
A．①③B．①④
C．②③D．②④
解析 产生的配子中不含常染色体，可能是2号染色体在减数第一次分裂过程中没有分离导致的，也可能是2号染色体在减数第二次分裂过程中没有分离导致的，②正确；由题干所给基因型可知，出现含两个XB的配子，原因只能是减数第二次分裂过程中，着丝点分裂后两条X染色体移向细胞同一极，④正确。
三 DNA复制与细胞分裂中染色体标记情况分析
1．如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，让其进行减数分裂，结果染色体中的DNA标记情况如图所示：
2．减数分裂过程中细胞虽然连续分裂2次，但DNA只复制1次。
如果用3H标记细胞中的DNA分子，然后将细胞放在正常环境中培养，连续进行2次有丝分裂，与减数分裂过程不同，因为有丝分裂是复制1次分裂1次，因此这里实际上包含了2次复制。
[例3]用32P标记玉米体细胞所有染色体上DNA分子的两条链，再将这些细胞转入不含32P的培养基中进行组织培养。
这些细胞在第一次细胞分裂的前、中、后期，一个细胞中被32P标记染色体条数和染色体上被32P标记的DNA分子数分别是（ A ）
解析 根据DNA半保留复制的特点判断，用32P标记玉米体细胞所有染色体上DNA分子的两条链，再将这些细胞放在不含32P的培养基中进行组织培养，则第一次有丝分裂前期、中期、后期DNA数目加倍，且每个DNA分子一条链含32P，一条链不含32P，故有丝分裂前、中、后期含32P的DNA数目相等，有丝分裂后期染色体数目加倍，故后期含32P的染色体是前期、中期的2倍。
[例1]（2016·浙江卷）下列关于高等动物细胞增殖的叙述，错误的是（ ）
A．有丝分裂前的间期和减数分裂前的间期，都进行1次染色质DNA的复制
B．细胞周期的G2期已经形成了1对中心体，在有丝分裂前期形成纺锤体
C．染色体数为2n＝24的性原细胞进行减数分裂，减Ⅱ中期染色体数和染色体DNA分子数分别为12和24
D．若在G2期某染色质的1个DNA分子发生片段缺失，则该细胞有丝分裂产生的2个子细胞均含有该异常DNA
[答题送检]来自阅卷名师报告
错误
致错原因
扣分
A
考生混淆有丝分裂过程和减数分裂过程，误以为减数分裂DNA复制两次
－6
B
考生没有看清选项或不知道中心体复制的时期
－6
C
考生没有理顺减数分裂过程中染色体和DNA的关系
－6
[解析]有丝分裂前的间期与减数分裂前的间期都进行1次染色质DNA的复制，A项正确；动物细胞有中心体，在G2期已形成了1对中心体，在有丝分裂前期中心体发出星射线形成纺锤体，B项正确；减数第二次分裂中期的细胞中，染色体数为体细胞的一半，DNA分子数与体细胞相等，C项正确；G2期染色质DNA复制已结束，若其中有1个DNA分子发生了片段缺失，则该细胞有丝分裂形成的2个子细胞中只有1个子细胞含该异常DNA，D项错误。
[规范答题]D（6分）
1．如图表示某细胞（含4条染色体）的分裂示意图，①～⑥代表细胞。
若不考虑基因突变和交叉互换，则下列叙述不合理的是（ A ）
A．细胞①中有8条染色体B．细胞②为第一极体
C．细胞③有2个B基因D．细胞⑤的基因型为a
解析 染色体复制的结果是每条染色体上出现2条染色单体，但染色体数目不变，故A项错误。
初级卵母细胞经过减数第一次分裂，产生一个第一极体和一个次级卵母细胞，小一点的是第一极体，故B项正确。
减数第二次分裂后期是着丝点分裂，姐妹染色单体分离。
姐妹染色单体是经过染色体复制而来的，一般情况下姐妹染色单体上的基因应该是相同的。
根据细胞③的一个子细胞中有一个B基因，可知细胞③肯定有2个B基因，故C项正确。
据图可知，在减数第一次分裂时细胞①中同源染色体分离发生异常，B、b基因和A基因所在的同源染色体被分配到同一个次级卵母细胞中，仅a
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