考点7.变异、进化与育种
1. 下列实例中,能够说明突变对生物本身的利与害具有相对性的是( )
A.玉米绿色苗中出现白化苗
B.晚熟水稻中出现早熟植株
C.高秆作物中出现矮秆植株
D.高粱作物中出现雄性不育株
答案:C
解析:白化苗对玉米的生存是不利的;早熟性状对水稻的生存和繁殖是有利的;雄性不育对高粱的繁殖是不利的;矮秆抗倒伏,对作物的生存是有利的;但矮秆不利于光合作用,对作物的生存又是不利的,所以高秆植株中出现矮秆突变植株,体现了突变对生物本身利害的相对性。
2.下图是用农作物玉米①和②两品种分别培养出④⑤⑥⑦四个品种的过程。 A、a和B、b、D为基因,且A、a和B、b分别位于两对同源染色体上。下列说法错误的是( )
A.Ⅲ 过程使用了基因工程技术
B.培养品种④的途径中,Ⅰ→Ⅳ→Ⅴ 比Ⅰ→Ⅱ途径所用的时间短
C.从目前的操作过程看,④培育成的⑤品种中新增加的基因不只是D
D.Ⅴ过程与Ⅱ过程的原理相同
答案:D
3.生物学家利用太空搭载的常规玉米种子做“太空条件下植物突变类型”的课题研究。科学家将遨游太空后的种子播种后长出2000多株幼苗,其中1株出现与众不同的特性。在此后15年的种植栽培养过程中,这株玉米地后代发生了变异,有糯化早熟型、长粒型、高粗秆大穗型、小粒型、大粒形等十多个品种。
⑴实验结果表明该变异类型最有可能是 。通过太空搭载获得新的玉米品种,这种育种方法是 ,杂交育种依据的原理是 。
⑵育种学家根据未来市场的需求,制定出玉米的育种目标(略),并根据育种目标选择甲、乙两纯合品种作亲本进行育种。育种程序如图所示:
人工选择的标准是符合育种目标的个体。若在F6中选到了50株(编号记录),每株结200粒种子,如何鉴别选中的第5号植株是纯合子还是杂合子?
答案:⑴基因突变 诱变育种 基因重组⑵表现型继续种植选中的第5号植株上所结的200粒种子,在生长发育过程中鉴别,若这200株植株表现型一致,则可认为选中的第5号植株是纯合子;若发生性状分离,则说明其是杂合子。
4.玉米是高产的主要粮食作物。从种子萌发到新种子成熟,整个过程需要90~150天。为了提高玉米地产量,在农业生产中玉米使用的都是杂交种。但是杂交玉米的性状不能稳定遗传,因此农民每年都需要购买玉米杂交种。请回答下列问题:
⑴玉米是一种雌雄同株的植物,其顶部开雄花,中部开雌花,是遗传学研究的良好材料。其理由有(写出其中两项):
⑵玉米粒胚乳的外层叫做糊粉层,其颜色与细胞中的色素有关。当细胞中含有甲物质时呈紫色,含有乙物质时呈红色,没有甲和乙时呈白色。与这些色素合成有关的部分酶和基因如下图所示。(注:各对等位基因中的显性基因对隐性基因完全显性,隐性基因不能控制酶的合成)
色素 | 丁 酶1→ 丙 酶2→ 乙 酶3→甲 | ||
酶 | 酶1 | 酶2 | 酶3 |
控制酶合成的基因 | A | B | D |
相应的等位基因 | a | b | d |
基因所在的染色体 | 9号 | 10号 | 5号 |
①糊粉层为红色的籽粒长成的某一玉米进行自交,若所结籽粒的性状分离比为紫色:红色:白色=0:3:1,则该植株的基因型为 。
②糊粉层为紫色的籽粒长成的某一玉米进行自交,若所结籽粒的性状分离比为紫色:红色:白色=9:3:4,则该植株的基因型为 ,该性状符合 定律。
⑶请说出上述基因与性状的关系: 。
⑷现将长果穗(A)白粒(b)和短果穗(a)黄粒(B)两个玉米杂合子品种,为了达到长期培育长果穗黄粒(AaBb)杂交种玉米的目的。请你以遗传图解并简要说出你的育种设计方案。
答案:⑴玉米有很多对易区分地、明显地相对性状;生长周期短,容易培育;子代数量多,便于统计学分析;雌雄同株,便于去雄和人工授粉。
⑵①AABbdd或AaBBdd ②AABbDd或AaBBDd 基因的自由组合定律
⑶基因通过控制酶的合成来控制代谢过程,从而控制生物的性状
⑷
考点8.植物生命活动的调节和个体发育
1.夏天的玉米倒伏后,它的茎秆能部分恢复直立状态,引起这种现象的原因是( )
A.受重力影响,向地性 B.受重力影响,背地性
C.受水的影响,向水性 D.受光的影响,向光性
答案:B
解析:考查的是影响生长素分布的因素,对于生长素来说,影响因素 主要是重力和单侧光的照射,对于植物倒伏后,引起生长素分布不均的原因是重力的影响,使背地侧的生长素浓度低,生长速度慢。
2.(2007天津)下图表示玉米种子的形成和萌发过程。据图分析正确的叙述是( )
A.①与③细胞的基因型可能不同
B.①结构由胚芽、胚轴、胚根和胚柄四部分构成
C.②结构会出现在所有被子植物的成熟种子中
D.④过程的初期需要添加必需矿质元素
答案:A
解析:本题综合考查植物的个体发育。由图可知,①是胚,②是胚乳,③是珠被,④表示种子的萌发。胚是由子叶、胚芽、胚轴和胚根四部分组成,故B错;玉米属于单子叶植物,成熟的种子中有胚乳,但对于绝大多数的双子叶植物来说,成熟的种子中是没有胚乳的,故C错;在种子萌发成幼苗的初期需要由外界提供水分,其他营养由种子自身所贮存的物质提供,长成幼苗后才能从土壤中吸收矿质元素,故D错;③(珠被)是母本的体细胞,①(胚)是由受精卵发育来的,由父本和母本共同决定,因此基因型不一定相同。
3.玉米为常见的粮食作物,下图是玉米有性生殖及个体发育过程示意图,请结合图示回答有关问题:
(1)图1中,维持玉米前后代体细胞染色体数目恒定的两个重要生理过程是 和 。玉米个体发育过程是指图中 (此空用序号表示)。
(2)玉米种子的胚是由 发育而成。玉米种子在萌发过程中,不断消耗储存在
中的营养物质,因此, 等酶的活性较强。出土的玉米胚芽鞘直立向上生长主要与 的调节作用有关。
(3)在玉米的个体发育过程中,其株高与生长时间的图2所示。请在图中空白处(下)绘出生长速率与生长时间的关系曲线图。
答案:⑴减数分裂 受精作用 ③④⑤⑵受精卵 胚乳 淀粉酶 生长素 ⑶见图
解析:⑴图1是玉米有性生殖及个体发育过程示意图,图中①表示雌雄配子的形成,②表示受精作用,③表示种子的形成,④表示种子的萌发,⑤表示植株的生长和发育。玉米地个体发育包括种子的形成和萌发、植株的生长和发育,即③④⑤。⑵玉米是单子叶植物,种子营养物质储存在胚乳中,储存的有机物主要是淀粉。在种子萌发过程中,需呀淀粉酶对淀粉进行水解产生葡萄糖,为种子生命活动提供能量。出土的玉米胚芽鞘直立向上生长是向性运动,主要与生长素有关。⑶由株高与生长时间的关系可知,在此阶段内,玉米地生长速率由小变大,而后又逐渐变小。
4.为证明光照和重力两种因素对生长素在植物体内的分布哪个影响更大,某研究性学习小组进行了如下探索:
材料用具:品种、大小相同的泡胀玉米种子若干,空易拉罐四个,沙土,不透光的牛皮纸,剪刀等。
方法步骤:
⑴取四个空易拉罐,分别剪去顶盖,装入湿润沙土并分别标号(甲、乙、丙、丁);在每个易拉罐内植入三颗玉米种子,放在温度适宜的阴暗处培养,待苗长到2cm左右时备用。
⑵将甲、乙、丙、丁均用不透光的牛皮纸包严(留出幼苗生长的足够空间),放在实验台上,甲、乙直立放置,在乙装置的一侧开直径1cm左右的小口,在它们的侧面0.5m处用100W的白炽灯连续照射;丙、丁水平放置,在丙装置的正对地面处开直径1cm左右的小口,在它们的下方0.5m处用100W的白炽灯连续照射(装置如图所示);甲、乙、丙、丁的其他条件相同。
实验现象:
两昼夜后,如图所示。甲直立生长;乙向光弯曲生长;丁向上弯曲生长;丙也向上弯曲生长,但与丁相比,弯曲度要小一些。
请根据实验现象分析原因并得出结论:
⑴由甲、乙装置内的玉米苗生长情况可知玉米苗具有 特性,最可能的原因是 。
⑵由甲、丁装置内的玉米苗生长情况可知玉米苗具有 _特性,最可能的原因是 。
⑶由乙、丙、丁装置内的玉米苗生长情况可知 。
⑷如果实验开始后使整个实验装置失去重力,甲乙丙丁四个装置的幼苗生长方向将是:
甲 ,乙 ,
丙 ,丁 。
答案:⑴弯向光源生长的 单侧光照使芽内的生长素在背光一侧分布较多,使背光侧的组织生长较快⑵向背地方向生长的 在重力影响下,生长素在近地侧分布较多,使近地侧的组织生长较快⑶重力对芽生长的影响大于光照对芽生长的影响⑷直立生长 弯向光源的程度加大 向下生长 水平向前生长
考点9.种群、群落和生态系统
1.(2007海南改编)合理密植、除草、除虫均可以增加玉米作物的产量,这些措施依次影响了农田生物之间的( )
A.种间关系、种内关系、种间关系 B.种间关系、种间关系、种间关系
C.种内关系、种间关系、种间关系 D.种内关系、种间关系、种内关系
1.C 解析:合理密植保证通风透光,使农作物玉米合理的利用光能和CO2,影响的是种内关系,除草是除去农田中的杂草,杂草和农作物之间是竞争关系,属种间关系。农田中的害虫往往以农作物为食,属种间关系。
2.(2008年海南改编)一块玉米田弃耕几年后,形成了杂草地,该草地群落中( )
A.物种组成比玉米田简单 B.动物没有分层现象
C.物种组成比玉米田复杂 D.植物没有垂直结构
2.C 解析:废弃的玉米田发生了群落的演替有原来比较单一的玉米种植,被杂草代替,物种的丰富度增加了,结构复杂了。在该群落中动物和植物都是有分层现象的,如土壤中有蚯蚓,田中可能有其他各种各样的动物。
3.若将玉米农田生态系统中的杂草全部除掉,则以下关于该生态系统的说法中,正确的是( )
A.作物固定的太阳能增加 B.物种多样性上升
C.作物害虫密度将下降 D.能量流动的营养级数减少
3.A
4.(2009全国Ⅰ) 某种植玉米的农场,其收获的玉米子粒既作为鸡的饲料,也作为人的粮食,玉米的秸秆则加工成饲料喂牛,生产的牛和鸡供人食用。人,牛,鸡的粪便经过沼气池发酵产生的沼气作为能源,沼渣,沼液作为种植玉米的肥料。据此回答(不考虑空间因素):
⑴请绘制由鸡,牛,玉米和人组成的食物网。⑵牛与鸡之间 (有,无)竞争关系,理由是 。人与鸡的种间关系是 ,人与牛的种间关系是 。
⑶流经该农场生态系统的总能量来自 所固定的 ,无机环境中的碳以 形式进入该人工群落。
⑷假设该农场将生产玉米的1/3作为饲料养鸡,2/3供人食用,生产出的鸡供人食用,现调整为2/3的玉米养鸡,1/3供人食用,生产出的鸡仍供人食用,理论上,该农场供养的人数将会 (增多、不变、减少),理由是 。
4.(1) (2) 无 它们所需食物资源不同(或牛食玉米秸秆、鸡吃玉米子粒) 捕食与竞争 捕食(3)玉米(其他合理答案也给分)太阳能 CO2(4)减少 改变用途的1/3玉米被鸡食用后,在鸡这一环节散失了不部分能量,导致人获得的能量减少
解析:⑴分析题意,鸡、牛、玉米和人组成的食物网是(见答案)⑵牛与鸡之间所需食物资源不同(牛食玉米秸秆、鸡食玉米子粒),所以它们之间无竞争关系,人与鸡之间构成捕食与竞争的关系,人与牛之间构成捕食关系。⑶流经一个生态系统的总能量是生产者固定的全部太阳能,因此,流经该农场生态系统的总能量来自玉米所固定的太阳能,无机环境中的碳以CO2的形式通过绿色植物的光合作用进入该人工群落的。⑷依题意,理论上该农场供养日人数将减少,因为改变用途的1/3玉米被鸡食用后,在鸡这一环节散失了一部分能量,导致人获得的能量减少。
考点10.综合考查
1.玉米(2N=20)是重要的粮食作物之一。已知玉米的高秆、易倒伏(D)对矮秆、抗倒伏(d)为显性,抗病(R)对易感病(r)为显性,控制上述两对性状的基因分别位于两对同源染色体上。现有两个纯合的玉米品种甲(DDRR)和乙(ddrr)。根据材料分析回答:
⑴玉米的等位基因R和r的遗传遵循_________________定律。
⑵上图1示杂交育种过程,植株乙所结的种子中,子叶细胞染色体数为___条,贮藏营养物质的细胞的基因型为________,F2代的高秆抗病玉米中纯合体占_____。
⑶将图1中F1代与另一玉米品种丙杂交,后代的表现型及其比例如图2所示,则丙的基因型为_________。
⑷运用杂交育种培育符合生产要求的新品种时,按照图1中的程序得到F2代后,应该选择________的个体,并通过_________来逐代淘汰不符合生产要求的个体。与自然选择相比,这种选择、淘汰过程属于_____选择,其不同点在于后者是根据_________________来选择的。按照现代进化理论的观点,这两种选择都能定向改变该种群的__________,导致该种群朝着一定的方向发展进化。
⑸为了缩短育种年限,可采用_____育种。具体方法是将杂种F1代的花粉经过_____________,得到基因型为_________的幼苗,然后经_________处理,得到符合生产要求的个体,其基因型是__________。
⑹为确认(5)得到的幼苗是否是单倍体,应在显微镜下检查根尖分生区细胞的细胞核,辨明染色体数目。此时应该准备的试剂是 、 和 ,观察的最佳时期为 ,看到的染色体数目应是 条。
⑺图3示F1代植株一个正在分裂细胞的部分染色体(即与上述两对基因有关的染色体)组成,下列有关叙述错误的是( )
A 该细胞发生过基因突变 B 该细胞正处于减数第二次分裂后期
C 细胞中有四个染色体组,其中每一组共有10条染色体D 正常情况下,2号染色体上是r基因
⑻若利用育种方法得到了几株符合生产要求的玉米苗,希望用它们快速繁殖还可通过组织培养实现。其具体过程为:Ⅰ→脱分化→Ⅱ→再分化→Ⅲ→Ⅳ。试问:
① 由Ⅰ经Ⅱ、Ⅲ逐步被培养成Ⅳ的过程,依据的生物学原理是________。
②下列对Ⅱ的细胞特点叙述错误的是( )
A 排列疏松而无规则 B 高度液泡化 C 细胞壁薄 D 分裂能力弱
③与植物组织培养相比,动物细胞培养的区别在于 ( )
A 依据的原理不同 B 不需要在无菌条件下培养
C 需要胰蛋白酶使组织分散成单个细胞 D 需用灭活的病毒作诱导剂
⑼玉米根尖细胞所含的核酸中,含有碱基A、G、T、C的核苷酸种类有( )
A.8种 B. 7种 C. 5种 D. 4种
⑽在发生洪灾后的玉米地里,虽然并不缺肥,但玉米植株很快表现出缺素症状,原因是根细胞内ATP形成受阻,根对_____________的吸收中断。若不及时泻洪,玉米苗还会烂根,原因是根细胞进行无氧呼吸产生的_______________对根细胞有毒害作用。
⑾如果玉米地长期无人管理,则会杂草丛生,超过玉米。这说明农田生态系统的一个主要特点是______________________________。
2. 回答下列Ⅰ、Ⅱ两小题:
Ⅰ.右图表示某玉米叶片细胞内有关代谢示意图。其中A、B、C代表细胞结构,①、②、③、④代表物质。请据图回答:
⑴结构B中进行的主要生理作用包括两个阶段,则①参与反应的是 阶段;若该细 胞突然停止②供应,则短时间内B中C3化合物含量将 。(填 “上升、下降、不变”)
⑵④代表的物质是 。
⑶该条件下细胞每小时消耗4×10-5molO2,释放7×10-5molCO2,则相同时间 内有氧呼吸与无氧呼吸消耗C6H12 O6的比例是(假设有氧呼吸与无氧呼吸均消耗C6H12O6) 。
⑷在南方初夏的晴天,水分供应充足等自然情况下,该植物光合作用速率达到一天中最高值后不再升高,限制的主要外界因素是 ,若在大田中种植,改善该因素的有效措施有(写出一项) 。
⑸提高农作物光能利用率的措施有多种。如同一块土地由一年之内只种植和收获一次小麦,改为一年之内收获一次小麦后,又种植并收获一次玉米;这种做法可以提高光能利用率是因为延长了 。
⑹某同学欲测定植物叶片叶绿体的光合作用速率,作如图所示实验。在叶柄基部作环剥处理(仅限制叶片有机物的输入和输出),于不同时间分别在同一叶片上陆续取下面积为1cm2的叶圆片烘干后称其重量。M处的实验条件是将整个实验装置遮光3小时(不考虑取叶圆片后对叶生理活动的影响和温度微小变化对叶生理活动的影响)。测得叶片的叶绿体光合作用速率= 。
Ⅱ.玉米是我国种植的一种重要的粮食作物。请回答有关问题:
⑴玉米有高秆和矮秆品种,已知适宜浓度的赤霉素能促进茎的伸长生长,但这种促进作用对同种植物的高秆品种和矮秆品种的效果一样吗?请你参与设计一个小实验探究。
材料用具:长势正常的纯种高秆玉米和纯种矮秆玉米幼苗若干,配制好的完全培养液、适宜浓度赤霉素溶液,培养瓶等必需用品。(赤霉素的使用方法不作要求)
实验步骤:
第一步:设置四组实验
A组:完全培养液+高秆玉米幼苗
B组:完全培养液+矮秆玉米幼苗
C组:
D组:
第二步:
第三步:培养一段时间,记录玉米茎秆的高度。
预测和结论:
①若C组与A组株高大致相同,而D组明显高于B组,则说明适宜浓度的赤霉素对矮杆品种促进作用更强(效果更好)。
② ,则说明适宜浓度的赤霉素对高秆品种促 进作用更强(效果更好)。
③若C组明显高于A组,D组也明显高于B组,则说明 。
⑵在种植高秆玉米的田地里,偶然会出现矮秆的玉米;经杂交试 验发现,高秆对矮秆显性。若矮秆品种经适宜浓度的赤霉素处理后,株高与高秆品种相同;而高秆品种经适宜浓度的赤霉素处理后,几乎没有增高。从根本原因和基因控制性状的角度来分析,矮秆性状产生的原因是 。
30.玉米是一种雌雄同株植物,其顶部开雄花,下部开雌花。已知正常株的基因型为A__B_,基因型为aaB__的植株下部雌花序不能正常发育而成为雄株;基因型为A__bb的植株顶部雄花序转变为雌花序而成为雌株;基因型为aabb的植株顶端长出的也是雌花序而成为雌株。请分析回答下列问题:
⑴育种工作者选用上述材料作亲本,杂交后得到表中结果:
类型 | 正常株 | 雄株 | 雌株 |
数目 | 830 | 835 | 1702 |
请写出杂交亲本的基因型__________________
⑵玉米是遗传学研究的好材料,请说明用玉米作为遗传材料的两个理由:
①__ ______;②______ ____________。
⑶杂交育种中为免除雌雄同株必须去雄的麻烦,又能确保杂交后代都是正常株,需选育杂交纯合子雄株和雌株,那么纯合子雄株的基因型为____ _____, 纯合子雌株的基因型为_____ ____。现育种工作者利用基因型为AaBb的正常株,采用单倍体育种方法,获得了正常株、雌株、雄株三种表现型的纯合子植株(正常株、雌株、雄株性状可用肉眼分辨)。请你根据现有材料,继续完成选育过程,以获得符合育种要求的植株类型。___________ ____________________________。
31.经研究发现赤霉素在生长过程中能产生一种可以刺激植物细胞壁加快伸长、促进细胞产生淀粉酶等作用的植物激素——赤霉素。研究发现正常植株因自身也能产生赤霉素,故对外来赤霉素不敏感;而矮化品种则不能合成赤霉素,对外来赤霉素具敏感性。据此请回答下列问题:
⑴①同样是感染赤霉菌,矮化玉米品种会得恶苗病(疯长),而正常玉米品种不表现恶苗病,原因是 。
②矮化玉米得恶苗病的同时还会出现果穗空粒现象。那么得“恶苗病”和“果穗空粒”的根本原因是否一致? ;作用原理是 。
⑵某生物小组欲验证赤霉素的某一生理功能,请你帮助完成设计方案。
实验器材:一定浓度的赤霉素溶液、表面未经消毒的玉米种子200粒、蒸馏水、
脱脂棉、培养皿、恒温培养箱等。
①实验目的: 。
②实验原理: 。
③填写简单实验程序:
a分组编号,b浸种: ,
c分装设置,d恒温 ,e观察记录。
④下表是实验记录,请填写A、B组别:
天数 发芽率 实验组别 | 第 2 天 | 第 4 天 | 第 6 天 | 第 8 天 | 第 10 天 | 第 12 天 | 第 14 天 |
A | 10% | 50% | 80% | 97% | 97% | 97% | 97% |
B | 0 | 10% | 50% | 70% | 80% | 90% | 97% |
⑤用上表实验结果绘出A、B两组发芽率对时间的坐标曲线图。
⑥分析A、B曲线不同的原因:
A组种子: 。
B组种子: 。
[ 参考答案]
1。⑴基因分离⑵20,DddRrr,1/9⑶ddRr ⑷矮秆抗病 连续自交 人工 人类生产生活的需要 基因频率 ⑸单倍体 花药离体培养 DR Dr dR dr 人工诱导(秋水仙素) ddRR ⑹95%的酒精 15%的盐酸 醋酸洋红液或龙胆紫溶液 有丝分裂中期 10⑺B⑻①植物细胞的全能性②D③C⑼B⑽矿质元素 酒精⑾人的作用非常关键(或突出)
2.Ⅰ.⑴光反应 下降⑵丙酮酸⑶4:9⑷CO2浓度 施用有机肥或深施碳酸氢铵或使通风良好⑸光合作用时间⑹(3y-2z-x)/6 g·cm-2·h-1
Ⅱ.⑴第一步:C组:完全培养液+高秆玉米+适宜浓度的赤霉素。D组:完全培养液+矮秆玉米+适宜浓度的赤霉素。第二 步:在相同的适宜条 件 下培养四组幼苗,并且适时更换培养液(或通入氧气)。(未写出增加溶解氧做法的只给1分)
预测和结论: ②若C组明显高于A组,而D组和B组株高大致相。③说明适宜浓度的赤霉素对高秆品种和矮秆品种 的促进作用效果一样。⑵由于基因突变,矮杆品种体内缺少合成赤霉素的酶(或矮秆品种体内赤霉素少,或不能合 成赤霉素)。
3.⑴♀aabb×♂AaBb或♀Aabb×♂aaBb(写出一对杂交亲本的基因型即可)⑵玉米雌雄同株异花,去雄操作简便;生长期较短,繁殖速度较快;具有容易区分的相对性状;产生的后代较多,统计更准确(答出其中两点即可)⑶aaBB AAbb 在获得的纯合子植株中,雄株即可符合育种要求的类型(aaBB);再将获得的雄株与雌株分别杂交,若后代都表现为正常株,则雌株为符合育种要求的类型(AAbb);若后代中无正常株,则雌株为不符合育种要求的类型(aabb),预以淘汰。
4.⑴①正常玉米自身已合成了足够的赤霉素,外来赤霉素它不再起作用②(开放试题,答不一致或一致均可) 不一致 疯长是赤霉素能促进细胞壁伸长所致;空粒是赤霉素促进淀粉酶合成将原有淀粉分解。一致 是赤霉素促进淀粉酶的产生将种子已有的淀粉分解为葡萄糖,使细胞生长过快。⑵①验证赤霉素具有促进种子萌发的作用 ②一定浓度的赤霉素能促进种子萌发③消毒 催芽④A:实验组 B:对照组⑤如图所示:⑥在赤霉素作用下提前开始萌发,并提前完成萌发。 自身产生赤霉素,所以开始萌发滞后,结束萌发时间也显著延长
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