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文档简介

细胞呼吸的原理及应用①明确目标L说由媒卷体的结构和功能£.说明有氮呼吸和无氧呼吸的异同TO。教材填展点国穷基础工:茗工111TlKI上审KHE1I3.说明细胞呼吸的原理•并探讨其在生产和生活中的应用®关注重难点1.细胞呼吸两种方式的概念、过程、场所的比较2.细旭呼吸两种方式的过程中物质、粕量变化的分析-W£lWFJTII自主填一埴,理清本节主干知识一、有氧呼吸1.概念:细胞在氧的参与下,通过多种酶的催化作用,把葡萄糖等有机物彻底氧化及B,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。2.主要场所线粒体:B,产生二氧化碳和水,释放能量,生成大量ATP的过程。2.主要场所线粒体:外膜:保证线粒体内部相对税定3.过程A阶段第二阶段第三阶段场所型胞质基质—线粒体基质”粒体内膜—反应物葡萄糖内酮酸、水。2、[H]生成物内酮酸、[H]、ATPCO2、[H]、ATPH_2。、ATP能量少量能量少量能量大量能量内膜:某些部位向鳗粒体内腔折及形咸晴.使内腹的送固枳大火增加基质工充满了液体,含仃大依的与有轼呼吸相关的施… …酶 ,.有氧呼吸反应式:C6H12。6+6O2+6H2。 6CO2+12H2。+能量。.特点(1)必要条件:有氧参与,多种酶催化。(2)过程特点:能量是逐步释放的:有机物彻底氧化分解。 .能量转化:1moL葡萄糖彻底氧化分解后释放出 2870kJ的能量,其中1_161kJ的能量储存在ATP中,其余的能量以热能形式散失掉。二、无氧呼吸.类型:对于微生物而言,根据产物的不同,可分为酒精发醛和乳酸发酵。.两种类型的比较:

酒精发酵乳酸发酵场所田胞质基质过程A酒精发酵乳酸发酵场所田胞质基质过程A阶段 酶匍匐糖 >[H]+丙酮酸+少量能量第二阶段—酶 内酮酸—>酒精+CO2酶 内酮酸 >乳酸反应式酶C6H12。6 >2C2H5OH+2CO2+少量能量C6H12。6 >2C3H6。3+少里能量能量转化1mol匍匐糖分解成乳酸后只释放 196.65kJ能量,其中有61.08kJ储存在ATP中用[连线]1度川橡理L白轼时吸亮二二n.无气呼吸人—一1生例1一①也孔衡口用透气的政料/②利用粕★生产各加前③及IH松上'I]、®利用流新生产食品嗔味精'⑤卷镇时提料慢跑等有辄运动\一南较深的伤口需清理、敷四并注射破曲风抗毒蛇清'⑦祜国定期排水…尝试做一做,发现预习中的薄弱环节一、有氧呼吸.教材问题探讨分析(1)仔细观察教材P93图5—8,分析线粒体与其功能相适应的结构特点有哪些?提示:线粒体内膜向内腔折叠形成崎, 大大增加了内膜表面积,在内膜上和基质中含有许多种与有氧呼吸有关的酶。(2)观察教材P93图5—9,并阅读教材文字叙述,讨论并交流下列问题:去向,写出反应式并用箭头进行标①试从元素角度分析有氧呼吸过程中各物质的来源、注。去向,写出反应式并用箭头进行标提示:C6Hl2Ot+6Ch+6HEO——6COf+12HzO+能W:I__| 丁1 ]②分析糖类(葡萄糖)为什么必须分解成丙酮酸后才能进行有氧呼吸的第二、三阶段?提示:因为线粒体膜上不含有运输葡萄糖的载体蛋白,葡萄糖不能进入线粒体体内没有催化葡萄糖分解的酶 )。③细胞呼吸过程中能量发生了怎样的变化?ATP的高能磷酸ATP的高能磷酸.判断下列说法是否正确(1)细胞有氧呼吸的场所是线粒体。 (X)(2)有氧呼吸过程中产生能量最多的是第三阶段。 (,)(3)细胞呼吸分解有机物释放的所有能量都用于合成 ATP。(X)二、无氧呼吸读教材P94〜P95无氧呼吸内容,讨论并交流下列问题:.所有生物无氧呼吸的产物相同吗?说明理由。提示:不同。因为不同生物细胞所具有的酶不同,导致反应途径不同,产物也不同。.无氧呼吸为什么产生的能量是少量的?提示:因为无氧呼吸生成的乳酸或酒精中储存大部分能量。

得腌要点. 重难点拨,认知无死角■■■■■■■加" 一、有氧呼吸和无氧呼吸的联系与区别.细胞呼吸的过程图解1.1.温度:致。如图所示[特别提醒](1)图中忽略细胞与线粒体的大小比例。(2)有氧呼吸和无氧呼吸的第一阶段完全相同。从丙酮酸开始由于是否有氧的存在及酶种类的差异,才分别沿着不同的途径形成不同的产物。.有氧呼吸与无氧呼吸的比较项目有氧呼吸无氧呼吸不同占八、、条件需氧小需氧场所细胞质基质(第一阶段卜线粒体(第二、三阶段)细胞质基质:分解程度葡萄糖分解彻底葡萄糖分解不彻底「产物C02、H20乳酸或酒精和C02;能量释放大1能量少量能量相同占八、、反应条件需酶和适宜温度本质氧化分解有机物,释放能量,生成 ATP供生命活动所需过程第一阶段从葡萄糖到丙酮酸完全相同意义为生物体的各项生命活动提供能量[特别提醒](1)由葡萄糖的有氧呼吸反应式可知,消耗的 02与生成的CO2体积相等。(2)有氧呼吸和酒精发酵中都有C02生成,但H2O是有氧呼吸的特有产物。(3)人和动物无氧呼吸产生乳酸,但有些高等植物的某些器官如玉米胚、马铃薯块茎、甜菜块根等无氧呼吸也产生乳酸。二、影响细胞呼吸的外界因素通过影响呼吸酶的活性来影响呼吸速率。与温度影响酶催化效率的曲线特征° 温度g生产上常利用这一原理在低温下储存蔬菜、 水果,在大棚蔬菜的栽培过程中夜间适当降温,来降低细胞呼吸,减少有机物的消耗。2.02浓度(1)对于无氧呼吸:随氧气浓度增加而受抑制,氧气浓度越高,抑制作用越强,氧气浓度达到一定值时,被完全抑制,如图1所示:

(2)对于有氧呼吸:氧气是有氧呼吸的原料之一,在一定范围内,随着氧气浓度的增加,有氧呼吸速率增强,但当氧气浓度增加到一定值时,呼吸速率门 氧气地度图1有氧呼吸速率不再增加。如图2所示:图2Oh的的祚放总吊.有料呼/、 /有氧呼吸速率不再增加。如图2所示:图2Oh的的祚放总吊.有料呼/、 /吸速率口A% 嬴度[特别提醒]除了温度、氧气外,二氧化碳对有氧呼吸有抑制作用。生物含水量的多少影响呼吸作用,在一定范围内,呼吸作用强度随含水量的增加而增大。典例导航,备考有方向[例1](江苏高考)如图为细胞呼吸作用的过程,其中①〜③代表有关生理过程发生的场所,甲、乙代表有关物质。下列相关叙述正确的是 (多选)( )/\甲乙cjiiA-①一^乙一③一点口A.①和③都具有双层生物膜B.①和②所含酶的种类不同C.②和③都能产生大量ATPD.甲、乙分别代表丙酮酸、 [H][解析]酮酸,乙为能产生大量[答案][例2]分析题图可推测①为细胞质基质,②为线粒体基质,[解析]酮酸,乙为能产生大量[答案][例2]分析题图可推测①为细胞质基质,②为线粒体基质,[H]。①与②中的反应类型不同,故所含酶也不同;ATP,②中进行有氧呼吸第二阶段,产生少量③为线粒体内膜;甲为丙③中进行有氧呼吸第三阶段ATP。BD现有一瓶酵母菌和葡萄糖的混合液,通入不同浓度的氧气,产生的酒精和二氧化碳如图所示。则在氧气浓度为 2时( )1812相对数届(nml》61812相对数届(nml》6A.酵母菌只进行无氧呼吸不进行有氧呼吸B.用于无氧呼吸的葡萄糖的比例是 2/5C.酵母菌有氧呼吸消耗9mol氧气D.02浓度对酵母菌的呼吸作用方式无影响[解析]假设有氧呼吸消耗的葡萄糖为 X,消耗的氧气为y,则由图中数据和细胞呼吸的反应式可计算出:C6H12。6+6H2。+602-6CO2+12H206 6

x y 15—6得x=3/2,y=9C6H12O6-2CO2+2c2H5OHTOC\o"1-5"\h\z1 2 23 6 6因此,酵母菌既进行无氧呼吸也进行有氧呼吸;用于无氧呼吸的葡萄糖比例为 2/3;有氧呼吸消耗的氧气为9mol;从图中看出,随着。2浓度的增加,产生的酒精量逐渐减少直至不产生酒精,可见。2可促进有氧呼吸,同时抑制无氧呼吸。[答案]CI?用片握 细胞呼吸方式的判断方法(1)依据O2吸收量和CO2释放量判断:①不消耗。2,释放CO2—>只进行无氧呼吸;②O2吸收量=CO2释放量—>只进行有氧呼吸;③。2吸收量VCO2释放量一一两种呼吸方式同时进行,且多余 CO2来自无氧呼吸。(2)依据酒精和CO2生成量判断:①酒精量=CO2量一->只进行无氧呼吸;②酒精vCO2量一->两种呼吸方式同时进行,且多余 CO2来自有氧呼吸。[课堂归纳.[网络构建]呼吸第一阶段:①珈胞呼吸呼吸患响因素第二阶段;②第三阶段:温度:影风⑥氧气士促进红丽团抑制®呼吸|场所呼吸第一阶段:①珈胞呼吸呼吸患响因素第二阶段;②第三阶段:温度:影风⑥氧气士促进红丽团抑制®呼吸|场所⑤原理的成用填充:①C6H12。6—>2丙酮酸+4[H]+少量能量②2丙酮酸+6H2O—>6CO2+20[H]+少量能量③24[H]+6O2-12H2。+大量能量④细胞质基质⑤线粒体⑥酶的活性⑦有氧⑧无氧⑨抑制[关键语句]姆1.吟或呼吸的反应式为:GH般Q+66+6H式)一*«COi+12H?O+能量..有氧呼吸的三个阶段:酶一一 八一(1)细胞质基质:C6H12O6 >丙酮酸+[H]+能量酶 /白(2)线粒体基质:丙酮酸+H2O >CO2+[H]+目匕重酶⑶线粒体内膜:[H]+O2 >H2O+能量.无氧呼吸的两种反应类型:酶 ।(1)C6H12O6 >2c3H6。3+少重能重酶 2人日(2)C6H12。6 >2c2H5OH+2CO2+少重能重.真核生物有氧呼吸的场所是细胞质基质和线粒体,而无氧呼吸的场所只有细胞质基质。• 斤ILM.V.在有氧呼吸过程中,水分子参与反应的过程和生成水分子的过程分别发生在 ( )A.第一阶段和第二阶段B.第一阶段和第三阶段C.第二阶段和第三阶段D.第三阶段和第二阶段解析:选C在有氧呼吸的第二阶段,2分子的丙酮酸和6分子的水在酶的作用下,生成6分子的CO2和20分子[H]并释放少量的能量;第三阶段是前两阶段产生 24分子[H]与6分子的O2反应,生成水并释放大量的能量。.有氧呼吸的三个阶段都产生的是 ( )A.二氧化碳 B.丙酮酸C.[H]和ADP D.ATP解析:选D在有氧呼吸的三个阶段中,都释放出能量,合成 ATP。.下列细胞中,其呼吸过程会产生乙醇的是 ( )A.缺氧条件下的马铃薯块茎细胞B.剧烈运动时的人骨骼肌细胞C.酸奶生产中的乳酸菌D.受涝的植物根细胞解析:选D动物细胞、乳酸菌、马铃薯块茎、玉米胚等进行无氧呼吸可产生乳酸。植物的常态根细胞在受涝(缺氧)条件下呼吸作用产生乙醇。.用含18O的葡萄糖跟踪有氧呼吸过程中的氧原子, 18O的转移途径是( )A.葡萄糖一丙酮酸一水B.葡萄糖一丙酮酸一氧C.葡萄糖一氧—水D.葡萄糖一丙酮酸一二氧化碳解析:选D有氧呼吸过程中,物质变化过程为: C6H18。6一C3H4803(丙酮酸)一C18O2。.某种抑制剂使细胞的呼吸作用明显下降,则同期下列物质吸收和产生减少的分别是( )Ca2+、丙氨酸 B.甘油、二氧化碳C.氧气、水 D.脂肪酸、乙醇解析:选C细胞进行有氧呼吸消耗葡萄糖和氧气,产生 C02和水;利用某种抑制剂抑制细胞呼吸的进行,氧气的消耗量和水的产生量都会同期减少。.某些植物在早春开花时,花序细胞的耗氧速率高出其他细胞 100倍以上,但单位质量葡萄糖生成ATP的量却只有其他细胞的40%,此时的花序细胞( )A.主要通过无氧呼吸生成ATPB.产生的热量远多于其他细胞C.线粒体基质不参与有氧呼吸D.没有进行有氧呼吸第三阶段解析:选B耗氧速率高说明有氧呼吸强;单位质量的葡萄糖有氧分解产生的总能量,有产热和形成ATP两个去路,ATP少说明产热多,B正确。.如图是酵母菌细胞有氧呼吸过程的图解。请根据图回答下列问题。(1)图中②③所代表的物质分别是、。(2)依次写出图中④、⑤、⑥所代表的能量多少:(选填“少量”或“大量”)。(3)如果氧气供应不足,其产物是,反应的场所是,该反应可以写成:解析:(1)根据图示物质转化关系及有氧呼吸过程中的物质变化过程判断, ①是葡萄糖,②丙酮酸,③是氧气,④⑤⑥都是能量。(2)有氧呼吸第一阶段、第二阶段都释放出少量能量,第三阶段则释放出大量能量。 (3)若氧气供应不足,酵母菌进行无氧呼吸,产生酒精和CO2,其反应场所是细胞质基质。答案:(1)丙酮酸。2(2)少量、少量、大量 (3)C2H50H(或酒精)和CO2细胞质基质C6H12。6 >2c2H50H+2CO2+少重目匕重厘出箍- 活贡检割,眼时达标冲关(时间:45分钟;满分:100分)一、选择题(每小题5分,共50分)TOC\o"1-5"\h\z.高等植物有氧呼吸和无氧呼吸都能产生 C02,它们分别形成于( )①细胞质基质 ②叶绿体③核糖体④线粒体A.②④ B.①④C.③② D.④①解析:选D有氧呼吸放出的C02是在线粒体内进行的第二阶段产生的,无氧呼吸只在细胞质基质中进行。.关于细胞呼吸的叙述,正确的是( )A.种子风干脱水后呼吸强度增强土壤淹水可导致根系发生无氧呼吸C.破伤风杆菌在有氧条件下能大量繁殖D.小麦种子萌发过程中有氧呼吸逐渐减弱解析:选B种子风干脱水后呼吸强度减弱;土壤淹水,导致根系因缺氧而发生无氧呼吸;破伤风杆菌属于厌氧型细菌,无氧条件下才能大量繁殖;种子萌发过程中有氧呼吸逐渐增强。3.在生物体内有机物氧化分解的全过程中,完全在线粒体内进行的是 ( )八酶A.C6H12。6+6。2 >CO2+6H2O+能量B.丙酮酸和水形成C02和[H]酶 dC6H1206 >2c2H5OH+2CO2+能重D.丙酮酸转化成乳酸解析:选B除有氧呼吸的后两个阶段是在线粒体中进行以外, 无氧呼吸全过程、有氧呼吸第一阶段均在细胞质基质中进行。.在用酵母菌进行家庭酿酒的过程中,从密闭的发酵罐中检测到 3种化学物质,其浓度变化如图,图中P、Q、R三曲线依次代表( )

A.CO2、C2H5OH、O2C.C2H5OH、O2、CO2解析:选A在密闭的容器内,D.C2H5OH、D.C2H5OH、CO2、O2酵母菌开始进行有氧呼吸,消耗容器内的氧气,产生CO2,在整个过程中,。2减少直至消耗干净,酒精和CO2都是逐渐增加,直至容器内的葡萄糖被消耗干净, 酒精和CO2的产生量不再增加。.一密闭容器中加入葡萄糖溶液和酵母菌, 1小时后测得该容器中O2减少24mL,CO2增加48mL,则在1小时内酒精发酵所消耗的葡萄糖量是有氧呼吸的 ( )A.1/3倍C.2倍B.1/2倍D.3倍解析:选D酵母菌进行有氧呼吸消耗 。2,容器中。B.1/2倍D.3倍的。2为24mL,根据有氧呼吸的反应式可推出有氧呼吸消耗 。2的量等于其产生的这样有氧呼吸产生的CO2为24mL,容器中CO2增加量为酵母菌进行呼吸作用产生的总量,则无氧呼吸产生的 CO2为(48—24)=24(mL),那么无氧呼吸所消耗的葡萄糖CO2量,COCO2量,CO2/有氧呼.将酵母菌研磨成匀浆,离心后得上清液上清液、沉淀物和未曾离心的匀浆分别放入甲、然后置于隔绝空气的条件下。下列叙述正确的是A.甲试管中最终产物为CO2和H2OB.乙试管中不发生反应C.丙试管中有大量的ATP产生D.丙试管中无CO2产生(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体),把等量的乙、丙三个试管中,各加入等量葡萄糖溶液,( )甲试管中装入的是细胞质基质, 乙试管中装解析:选B根据题目中对酵母菌的处理,(细胞质基质)和沉淀物(含线粒体),把等量的乙、丙三个试管中,各加入等量葡萄糖溶液,( )甲试管中装入的是细胞质基质, 乙试管中装.如图表示呼吸作用过程中葡萄糖分解的两个途径。酶于()酹1内雨酸1乳桢A.线粒体、线粒体和细胞质基质.线粒体、细胞质基质和线粒体C.细胞质基质、线粒体和细胞质基质D.细胞质基质、细胞质基质和线粒体三只试管中都装入葡萄糖,在无CO2,释放出少量的能量;乙1、酶2和酶3依次分别存在为无氧呼吸和有氧呼吸的第解析:选C三只试管中都装入葡萄糖,在无CO2,释放出少量的能量;乙1、酶2和酶3依次分别存在为无氧呼吸和有氧呼吸的第8.我国加入WTO,提高产品的竞争力是当务之急,其中,延长保鲜期是让产品在竞争中取胜的条件之一。A.充入。2,C.充入N2,解析:选中取胜的条件之一。A.充入。2,C.充入N2,解析:选C为了延长水果、蔬菜的保鲜期,可采取如下措施温度为5C温度为5CD.充入N2,温度为20C生产中延长水果、蔬菜的保鲜期,实质上是降低其有氧呼吸速率,减少有机物的消耗,因此可采用充入N2,抑制有氧呼吸,控制0c以上低温,降低酶的活性,从而使细胞呼吸速率减慢。9.有一瓶混有酵母菌的葡萄糖培养液,当通入不同浓度的氧气时,其产生的 C2H5OH和CO2的量如下表所示。通过对表中数据分析可得出的结论是 ( )氧浓度(%)abcdCO2产同(mol)912.51530C2H50H产假(mol)96.560a浓度时酵母菌有氧呼吸速率等于无氧呼吸速率b浓度时酵母菌有氧呼吸速率大于无氧呼吸速率c浓度时有50%的葡萄糖用于酵母菌的无氧呼吸d浓度时酵母菌只进行有氧呼吸未进行无氧呼吸,一一一 酶 ,一..一解析:选D酵母国无氧呼吸的反应式为: C6H12。6 >2c2H5OH+2CO2+少重能重,酶有氧呼吸反应式为:C6H12O6+6H2O+6O2 >6CO2+12H2。+大量能量。氧浓度为a时,CO2和C2H50H产生量相等,说明酵母菌只进行无氧呼吸;氧浓度为 b时,无氧呼吸产生的C2H50H的量等于C02的产生量,都是6.5mol,消耗葡萄糖的量为6.5-2=3.23mol;有氧呼吸释放的CO2为12.5—6.5=6mol,消耗的葡萄糖为1mol,无氧呼吸速率大于有氧呼吸。氧浓度为c时,无氧呼吸消耗葡萄糖3mol,有氧呼吸产生CO2的量为15—6=9mol,消耗3葡萄糖为1.5mol,用于酵母菌无氧呼吸的葡萄糖占 胡亍5><100%=66.7%;d浓度时,没有酒精产生,表明酵母菌只进行有氧呼吸过程,没有进行无氧呼吸。10.将苹果储藏在密闭容器中,较长时间后会闻到酒香。当通入不同浓度的氧气时,其O2的消耗量和CO2的产生量如表所示(假设细胞呼吸的底物都是葡萄糖)。则下列叙述错误的是()氧浓度(%)abcdeCO2广(mol/min)1.21.01.31.63.0O2的消耗量(mol/min)00.50.71.23.0A.氧浓度为a时,苹果的细胞呼吸只在细胞质基质中进行B.氧浓度为c时,苹果产生C2H50H的量为0.6mol/minC.氧浓度为d时,消耗的葡萄糖中有 1/4用于酒精发酵D.氧浓度为b时,较适宜苹果的储藏解析:选C氧浓度为a时,细胞只进行无氧呼吸,场所是细胞质基质;氧浓度为c时,两种呼吸方式并存,无氧呼吸产生的 CO2与酒精均为0.6mol/min;氧浓度为d时,有氧呼吸与无氧呼吸CO2产生量分别为1.2mol/min和0.4mol/min,消耗葡萄糖之比为1:1,即有1/2葡萄糖用于酒精发酵;CO2产生量最少的氧浓度点是储藏苹果的最佳浓度。二、非选择题(共50分)(14分)生物体内葡萄糖分解代谢过程的图解如下,请据图回答:叵画. .T-1@—乂AHPXVP]ADPATP乳酸 (1)图中A是,其产生的部位是。(2)反应①②③④中,必须在有氧条件下进行的是,可在人体细胞中进行的(3)苹果贮藏久了,会有酒味产生,其原因是发生了图中过程。(4)如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的 CO2,所消耗的葡萄糖之比为。解析:(1)根据细胞呼吸过程中的物质变化可判断, A是丙酮酸,其产生的部位是细胞质基质。(2)图中①是有氧呼吸或无氧呼吸第一阶段,不需要氧气参与,②是有氧呼吸第二、三阶段,其中第三阶段需要在有氧条件下完成, ③和④表示无氧呼吸过程,其中能够在人体

TOC\o"1-5"\h\z细胞进行的是①②④。(3)苹果贮藏久了,内部果肉细胞会进行无氧呼吸,产生酒精和 CO2,一一,……… ■一一一、, 酶即图中①③过程。(4)有氧呼吸的反应式:C6H12。6+6H2。+602 >6CO2+I2H2O+大, 酶 ,量能量,无氧呼吸的反应式: C6H12。6 >2c2H50H+2CO2+少量能量,如果有氧呼吸和无氧呼吸产生等量的C02,所消耗的葡萄糖之比为 1:3。答案:(1)丙酮酸细胞质基质(2)②①②④ (3)①③(4)1:3(18分)为研究淹水时KN03对甜樱桃根呼吸的影响,设四组盆栽甜樱桃,其中一组

淹入清水,其余三组分别淹入不同浓度的 KNO3溶液,保持液面高出盆土表面, 每天定时测定甜樱桃根有氧呼吸速率,结果如图。0L0L2 3 4 5而家犬翻出请回答:(1)细胞有氧呼吸生成C02的场所是,分析图中A、B、C三点,可知点在单位时间内与氧结合的[H]最多。(2)图中结果显示,淹水时KN03对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有作用,其中1mmolL的KN03溶椒作用效果最好。(3)淹水缺氧使地上部分和根系的生长均受到阻碍,根系缺氧会导致根细胞无氧呼吸增强,实验过程中能否改用C02作为检测有氧呼吸速率的指标?请分析说明。O解析:(1)细胞有氧呼吸第二阶段生成 C02,进行的场所是线粒体基质;由图示可知,A、B、C三点中A点有氧呼吸速率最高, 在单位时间内生成的[H]最多。(2)据图可知,力口KN03溶液组与清水组对照,有氧呼吸速率在相同时间内都高于清水组, 说明KNO3溶液对甜樱桃根有氧呼吸速率降低有减缓作用,其中 30mmol工―1的KNO3溶液组

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