观察DNA和RNA在细胞中的分布分析.docx
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观察DNA和RNA在细胞中的分布分析
“观察DNA和RNA在细胞中的分布”实验分析
（必修1 P26）
实验原理
甲基绿和吡罗红对DNA、RNA的亲和力不同：
DNA 绿色；RNA 红色。
利用甲基绿、吡罗红混合染色剂将细胞染色，可以显示DNA和RNA在细胞中的分布。
程序
操作步骤
注意事项及原因
取口腔
上皮细
胞制片
在洁净的载玻片上，滴一滴质量分数为0.9%的NaCl溶液
载玻片要洁净，防止污迹干扰观察效果；保持细胞原有形态
用消毒牙签在自己漱净的口腔内侧壁上轻刮几下，把牙签上附有碎屑的一端，放在载玻片上的液滴中涂抹几下
消毒是为防止感染及其他微生物的影响；漱口避免取材失败
用酒精灯将载玻片烘干
玻片烘干：
要在酒精灯火焰上来回移动，防止载玻片受热不均破裂；烘干至细胞吸附即可
水解
将烘干的载玻片放入质量分数为8%的盐酸溶液中，用30℃水浴保温5min
改变细胞膜的通透性，加速染色剂进入细胞，促进染色体的DNA与蛋白质分离，利于DNA与染色剂结合
冲洗涂片
用蒸馏水的缓水流冲洗载玻片10s
蒸馏水：
洗去残留在外的盐酸
缓水流：
防止细胞被水流冲走
染色
将吡罗红甲基绿染色剂滴2滴于载玻片上，染色5min
吡罗红甲基绿染色剂的配制需要蒸馏水且要现配现用
观察
先低倍镜观察，选择染色均匀、色泽浅的区域，移至视野中央，将物像调节清晰。
然后换用高倍物镜观察
先用低倍镜找到要观察的区域，再换用高倍镜调节清晰观察
实验现象及相关结论
现象
结论
绿色明显集中且接近细胞中央
DNA主要分布于细胞核中
绿色周围的红色范围较广
RNA广泛分布于细胞质中
几种液体在实验中的作用
①0.9%NaCl溶液：
保持口腔上皮细胞正常形态。
②8%盐酸：
改变细胞膜等的通透性；使染色体中的DNA与蛋白质分开。
③蒸馏水：
配制染色剂；冲洗载玻片。
[示例]
制作蛙血涂片，将血涂片浸在1mol·L－1的盐酸水解液中30℃水解10min，用清水将血涂片冲洗后，再用吡罗红甲基绿染色剂在20℃下染色10min，镜检观察。
⑴在显微镜下会看到红细胞中的____________被染成绿色，原因是________________________；____________被染成红色，原因是________________________。
⑵通过该实验能得出什么结论？
____________________________________。
⑶用人的血液制作血涂片观察红细胞，能看到上述现象吗？
为什么？
________________________________________________________________________。
[解析]
本题考查对观察核酸分布的实验原理的理解。
⑴甲基绿可使DNA呈绿色，吡罗红可使RNA呈红色，因此有DNA和RNA分布的结构被吡罗红甲基绿染色后会呈现相应的颜色。
⑵通过颜色反应可推知DNA主要分布于细胞核，RNA主要存在于细胞质。
⑶由于人成熟红细胞没有细胞核，也无RNA的合成，所以不能看到相应的颜色反应。
[答案]
⑴细胞核 甲基绿使细胞核中的DNA呈现绿色 细胞质 吡罗红使细胞中的RNA呈现红色
⑵真核细胞的DNA主要分布在细胞核中，RNA主要分布在细胞质中
⑶不能。
因为人的成熟红细胞中无细胞核
使用高倍显微镜观察几种细胞
（必修1 P7）
显微镜的成像原理
⑴光源→反光镜→光圈→物体→物镜→镜筒→目镜→眼睛。
视野光线的明暗可通过反光镜、光圈来调节，反光镜又分为平面镜和凹面镜两种，当光线不足时可选用凹面镜、较大的光圈，这样反射光线较多，视野较为明亮。
⑵放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数。
①物镜越长，放大倍数越大，距装片距离越近；目镜越长，放大倍数越小。
②显微镜的放大倍数是指物像长度或宽度的放大倍数，而不是面积或体积的放大倍数。
⑶显微镜的成像特点
①显微镜下所成的像是倒立的放大的虚像，倒立是指上下、左右均是颠倒的，相当于将观察物水平旋转180度。
②要移动物像时，物像偏向哪个方向，应向哪个方向移动装片。
1.显微镜的使用原则
⑴先降后升：
先调节粗准焦螺旋使镜筒下降，两眼要注视物镜与玻片之间的距离，到快接近时（距离约为0.5cm）停止下降，再缓慢上升镜筒观察寻找目标。
⑵先低后高：
首先用低倍镜观察，找到要放大观察的物像，移到视野中央，然后换上高倍物镜观察。
⑶先粗后细：
在低倍镜下先调节粗准焦螺旋，换上高倍物镜后，不能再转动粗准焦螺旋，而只能用细准焦螺旋来调节。
2.高倍镜与低倍镜的比较
物像大小
看到细胞数目
视野亮度
物镜与载玻
片的距离
视野范围
高倍镜
大
少
暗
近
小
低倍镜
小
多
亮
远
大
3.判断污物存在的位置
⑴污物可能存在的位置：
物镜、目镜或装片
⑵判断方法如下：
[示例]
某学生用显微镜观察人的口腔上皮细胞装片，据表回答问题：
项目
目镜
物镜
A组
5×
10×
B组
15×
10×
C组
8×
40×
⑴视野中细胞数目最多的是____________组；同样光源下，光线最暗的是____________组，细胞图像最大的是____________组。
⑵高倍镜下，如果视野较暗，物像又模糊不清，这时应转动或调节的结构是____________、____________和____________。
⑶用A组显微镜观察，在视野内的直径上看到一行相连的9个细胞，若用B组显微镜观察，则大约可以看到这行细胞中的____________个。
⑷某同学在实验时，先用一块洁净纱布擦拭镜头，然后把装片放在显微镜载物台正中央，并用压片夹压住。
然后在双眼侧视下，将物镜降至接近玻片标本1~2cm时停止。
用左眼朝目镜里观察，同时转动粗准焦螺旋，缓缓上升镜筒。
请指出该同学操作中不正确的地方并改正。
____________。
[解析]
⑴显微镜的放大倍数=物镜放大倍数×目镜放大倍数。
由此可知，A组放大倍数最小，C组放大倍数最大。
放大倍数越大，视野中的细胞数目越少，每个细胞的图像越大；反之，放大倍数越小，视野中的细胞数目越多，每个细胞的图像越小。
⑵调视野亮度可调节反光镜（凹面镜亮，平面镜暗）、光圈（大光圈亮，小光圈暗），调亮可选择凹面镜或大光圈，高倍镜下将物像调清晰可调节细准焦螺旋。
⑶显微镜的放大倍数与看到的细胞数目成反比。
假设用B组显微镜观察可看到的细胞数为X，则根据题意可知，（5×10）：
（15×10）=X：
9，解得X=3。
⑷用一块洁净纱布擦拭镜头是错误的，显微镜要用专门的擦镜纸擦拭镜头，在调节显微镜时要将物镜降至接近玻片标本时（距离约为0.5cm）停止，而不是接近玻片标本1~2cm时停止。
[答案]
⑴A C C
⑵反光镜 光圈 细准焦螺旋
⑶3
⑷“洁净纱布擦拭镜头”改为用“专门的擦镜纸擦拭镜头”；“将物镜降至接近玻片标本1~2cm时停止”改为“将物镜降至接近玻片标本时（距离约为0.5cm）停止”
用高倍镜观察叶绿体和线粒体
（必修1 P47）
1.实验材料
⑴观察叶绿体时常选用新鲜的藓类的叶（或菠菜叶、黑藻叶等）。
取这些材料的原因是：
叶子薄而小，叶绿体含量较多，可取整个小叶直接制片。
若用菠菜叶作实验材料，要取菠菜叶稍带些叶肉的下表皮，因为表皮细胞不含叶绿体。
⑵观察线粒体，一般选用人的口腔上皮细胞作实验材料。
2.染色剂
观察叶绿体时，由于叶绿体本身含有色素，呈绿色，所以不需要染色。
观察线粒体时，用健那绿染液染色，健那绿是专一性用于线粒体染色的活细胞染料，能将线粒体染成蓝绿色。
3.实验过程
⑴实验材料要保证鲜活：
观察线粒体和叶绿体，主要是观察它们在生活状态下的形态和分布，因而必须保证观察材料的活性——临时装片应随时保持有水状态，就是为了避免细胞活性受影响。
⑵要漱净口腔，防止口腔食物残渣对观察物像的干拢；牙签要消毒，防止感染及牙签上其他微生物对本实验的影响。
[示例]
下列关于用高倍显微镜观察生活状态下的线粒体和叶绿体实验的叙述，错误的是（ ）
A.用健那绿染液染线粒体，叶绿体则不用染色
B.高倍镜下看到的叶绿体呈绿色扁平的椭球形或球形
C.观察生活状态下的线粒体和叶绿体的材料都是菠菜叶
D.观察临时装片时，都要先用低倍镜后用高倍镜
[解析]
健那绿染液是专一性染线粒体的活细胞染料，可以使活细胞中的线粒体呈现蓝绿色，而细胞质接近无色；叶绿体中有叶绿素等色素，呈现绿色，所以不用染色。
在高倍镜下看到的叶绿体呈绿色扁平的椭球形或球形。
菠菜叶可用于观察叶绿体而不能用于观察线粒体，因为叶绿体的绿色会掩盖健那绿的染色效果，影响实验观察。
观察线粒体，一般用人的口腔上皮细胞作材料。
显微观察的顺序是先用低倍镜后用高倍镜。
[答案]
C
验证植物细胞的吸水和失水
（必修1 P61）
原理
发生条件
具有半透膜
膜两侧溶液具有浓度差
动物细胞
细胞膜相当于半透膜
细胞内溶液与细胞外溶液构成浓度差
植物细胞
原生质层相当于半透膜
细胞液与外界溶液构成浓度差
验证
项目
细胞失水
细胞吸水
植物细胞
动物细胞
植物细胞
动物细胞
条件
外界溶液浓度高于细胞液浓度
外界溶液浓度高于细胞质浓度
外界溶液浓度低于细胞液浓度
外界溶液浓度低于细胞质浓度
现象
质壁分离
皱缩
质壁分离后复原
膨胀甚至涨破
结论
细胞的吸水和失水是水分子顺相对含量梯度跨膜运输的过程
实验步骤
制作洋葱鳞片叶表皮临时装片
↓
高倍显微镜观察
↓
0.3g/mL蔗糖溶液 吸水纸吸引
↓
高倍显微镜观察
↓
吸水纸吸引 清水
↓
高倍显微镜观察
↓
成熟植物细胞能与外界溶液发生渗透作用
结论 当外界溶液浓度大于细胞液浓度时，细胞失水
当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水
选材
材料必须是植物成熟的活细胞，因为只有活细胞的原生质层才具有选择透过性，否则，不会出现质壁分离现象，其次，最好液泡具有颜色，如紫色洋葱外表皮细胞。
试剂的选择
⑴一般选用质量浓度为0.3g/mL的蔗糖溶液，因为试剂浓度影响细胞发生质壁分离的速度，试剂浓度越高发生质壁分离的速度越快，过高时细胞因过度失水而死亡。
在该溶液中细胞发生质壁分离和复原的速度较慢，便于观察变化过程。
⑵常用的试剂还有质量分数为5%的食盐溶液，但该溶液使细胞质壁分离速度较快。
如果选用质量分数为7%的尿素、0.1g/mL的硝酸钾或甘油，细胞发生质壁分离后，会自动复原，原因是这些物质中的溶质也能透过细胞膜被细胞选择吸收，使细胞液浓度再增大，一段时间后，细胞又吸水，质壁分离自动复原。
观察时间
在实验中，当质壁分离出现后，观察时间不宜过长，因为细胞长时间处于失水状态会因过度失水而死亡，影响质壁分离复原现象的观察。
细胞是否发生质壁分离及其复原的判断
⑴从细胞角度分析
①死细胞、动物细胞及未成熟的植物细胞不发生质壁分离现象。
②具有中央大液泡的成熟植物细胞可发生质壁分离现象。
③盐酸、酒精、醋酸等溶液能杀死细胞，不适于用做质壁分离的外界溶液。
⑵从溶液角度分析
①在一定浓度（溶质不能透膜）的溶液中可发生质壁分离现象。
②在一定浓度（溶质可透膜）的溶液中可发生质壁分离后自动复原。
如甘油、尿素、乙二醇、KNO3等。
③在高浓度溶液中可发生质壁分离现象，但不会发生质壁分离复原现象。
质壁分离实验的拓展应用
⑴判断细胞的死活
待测细胞+蔗糖溶液
⑵测定细胞液浓度范围
待测细胞+一系列浓度梯度的蔗糖溶液
细胞液浓度范围等于未发生质壁分离和刚刚发生质壁分离的外界溶液的浓度范围。
⑶比较不同植物细胞的细胞液浓度
不同植物细胞+同一浓度的蔗糖溶液
刚发生质壁分离时所需时间比较→判断质壁分离速度（或细胞液浓度）。
⑷比较未知溶液的浓度大小
同一植物的成熟细胞+未知浓度的溶液
刚刚发生质壁分离所需时间→比较所用时间长短→判断溶液浓度的大小（时间越短，未知溶液的浓度越大）。
⑸验证原生质层和细胞壁伸缩性大小
成熟植物细胞+蔗糖溶液
发生质壁分离现象→细胞壁伸缩性小于原生质层伸缩性。
⑹鉴别不同种类的溶液（如KNO3和蔗糖溶液）
成熟植物细胞+不同种类溶液
[示例]
用质壁分离方法测定洋葱鳞片叶外表皮细胞细胞液浓度的实验中，把剪成小块的紫色洋葱鳞片叶外表皮分别（等量）依次放入下面各组溶液中，并记录结果如下表：
培养皿
1
2
3
4
5
6
蔗糖溶液（mol/L）
0.2
0.3
.4
0.5
0.6
0.7
开始发生质壁分离
细胞的百分比
0
0
15
40
80
99
请回答：
⑴实验时为什么选紫色的洋葱鳞片叶外表皮作实验材料？
___________________________________________________________________________。
⑵植物细胞发生质壁分离时，细胞壁不能与原生质层一起收缩的原因是_________
___________________________________________________________________________。
⑶由表中数值可确定该洋葱表皮细胞液的浓度大约是_________________________
___________________________________________________________________________。
⑷在此实验的基础上，怎样设计一个更精确的测定方法？
___________________________________________________________________________。
⑸如果不用蔗糖溶液，而改用KNO3溶液进行测定，结果会相同吗？
为什么？
___________________________________________________________________________。
[解析]
⑴洋葱鳞片叶外表皮细胞液为紫色，便于观察实验现象。
⑵由于细胞壁的伸缩性小于原生质层，因此细胞壁与原生质层不一起收缩。
⑶细胞液浓度介于未发生质壁分离和刚发生质壁分离的外界溶液浓度之间。
⑷欲进一步确定细胞液浓度，应在0.3mol/L~0.4mol/L之间配制一系列浓度梯度更小的蔗糖溶液。
⑸KNO3中K+和NO
可进入细胞，因此植物细胞会发生先质壁分离后自动复原现象。
[答案]
⑴细胞液为紫色，易于观察
⑵细胞壁的伸缩性小于原生质层
⑶0.3mol/L~0.4mol/L
⑷在0.3mol/L~0.4mol/L之间配制浓度梯度更小的蔗糖溶液
⑸不会，因为KNO3溶液中的K+和NO
能通过半透膜，会发生质壁分离后的自动复原现象
观察根尖分生组织细胞的有丝分裂
（必修1 P115）
1.细胞有丝分裂的观察原理与依据
⑴龙胆紫溶液或醋酸洋红液可将染色体染成深色。
⑵盐酸和酒精混合液使组织中的细胞相互分离。
⑶显微镜可观察细胞有丝分裂过程中各时期图像。
2.实验材料的选择
细胞种类不同，一个细胞周期持续的时间也不同，在观察有丝分裂时，应选取分裂期相对较长的材料，这样比较容易观察到处于不同分裂期的细胞图像。
实验步骤
洋葱根尖培养：
课前3~4d，将洋葱放在盛满清水的广口瓶中，让底部接触水，放置温暖处，待根长至5cm时取用
取材：
剪取根尖2~3mm（注意取材时间）
解离液：
质量分数为15%的HCl溶液和体积分数为95%的酒精按1：
1的体积比混合
解离 解离时间：
3~5min
解离目的：
使组织中的细胞相互分离开
解离程序：
根尖酥软
漂洗液：
清水
漂洗 漂洗时间：
10min
漂洗目的：
洗去组织中的解离液，有利于染色
染液：
0.01g/mL或0.02g/mL的龙胆紫（或醋酸洋红染液）
染色 染色时间：
3~5min
染色目的：
使染色体（质）着色
制片：
用镊子将（以上处理过的）根尖放在载玻片中央水滴中，用镊子弄碎，盖上盖玻片，再在其上面加一载玻片用拇指轻压，使细胞分散开
低倍镜观察：
找到根尖分生区
↓
高倍镜观察：
首先观察并辨别出分裂中期的细胞，再移动装片寻找各分裂期的细胞，观察其特点
绘图：
绘出植物细胞有丝分裂中期图
注意事项
1.取材和解离
⑴取材应剪取生长旺盛、带有分生区的根尖，同时注意取材时间，一般在上午10时至下午2时剪取，此时洋葱根尖细胞分裂最活跃。
⑵解离一定要充分，至根尖酥软为止。
但解离时间不宜过长，否则会使根尖过分酬谢软，无法漂洗和染色，且染色体成分被破坏。
2.漂洗与染色
⑴漂洗的目的是洗去根尖组织中的盐酸，有利于染色时碱性染料着色。
⑵染色用的龙胆紫溶液浓度不宜过大，染色时间不宜过长，否则会使染色体和周围结构均被着色。
3.压片
压片时用力必须适当，过重过猛可能将组织压烂、压碎玻片等；过轻时，细胞未充分分散而相互重叠，二者都影响观察。
压片时最好在盖玻片上放一张吸水纸，然后再在上面加一块载玻片，再用拇指垂直向下压，这样可以防止上面的载玻片和盖玻片粘在一起，避免根尖细胞各区位置错动。
[示例]
在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，以下操作和结论正确的是（ ）
A.剪取5cm根尖，用酒精和吡罗红混合液解离染色
B.右图是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野
C.持续观察，视野中的K细胞将分裂成两个子细胞
D.视野中，N细胞的染色体数目是M细胞的一半
[解析]
本题考查教材基础实验的操作和注意事项，意在考查识图分析能力。
在“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验中，应剪取根尖2~3mm，然后用盐酸和酒精混合液解离，漂洗后再用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液染色；从图中可清晰观察到染色体的形态特点，故是高倍显微镜下调节细准焦螺旋看到的视野；因解离时解离液中的盐酸已经把细胞杀死了，细胞不能再分裂，故持续观察K细胞，其形态不再变化；M细胞的染色体排列在赤道板上，为中期细胞，N细胞为有丝分裂后期细胞，N细胞的染色体数目是M细胞的2倍。
[答案]
B
观察细胞的减数分裂
（必修1 P21）
1.实验材料的选择
⑴一般来说，雌性个体产生的精子数量远远多于雌性个体产生的卵子数量，因此在选择观察减数分裂的材料时，最好选择雄性个体的生殖器官，如动物精巢、植物花药。
⑵在动物卵巢内的减数分裂没有进行彻底，排卵时仅仅是次级卵母细胞，只有和精子相遇后，在精子的刺激下，才继续完成减Ⅱ分裂，所以要完整观察减数分裂各时期的图像，特别是减Ⅱ分裂图像，一般不选择雌性动物的生殖器官。
2.细胞减数分裂的观察步骤
[示例]
小鼠常被用作研究人类遗传病的模式动物。
请填充观察小鼠细胞减数分裂的实验步骤。
供选材料及试剂：
小鼠的肾脏、睾丸、肝脏，苏丹Ⅲ染液，醋酸洋红染液、詹纳斯绿B（健那绿）染液，解离固定液。
⑴取材：
用________________作实验材料。
⑵制片：
①取少量组织低渗处理后，放在________________溶液中，一定时间后轻轻漂洗。
②将漂洗后的组织放在载玻片上，滴加适量________________。
③一定时间后加盖玻片，________________。
⑶观察：
①用显微镜观察时，发现几种不同特征的分裂中期细胞。
若它们正常分裂，产生的子细胞是________________。
②上图是观察到的同源染色体（A1和A2）的配对情况。
若A1正常，A2发生的改变可能是________________。
[解析]
解答此题要首先对课本上关于有丝分裂实验中的系列步骤要熟知，取材—解离—漂洗—染色—制片—观察。
然后将知识迁移到减数分裂实验观察中。
A1和A2是配对的同源染色体，由于A1正常，A2比A1少同一源区段，因此是发生染色体结构变异的缺失所致。
[答案]
⑴（小鼠）睾丸
⑵①解离固定液
②醋酸洋红染液
③压片（只要有压片的操作即可）
⑶①次级精母细胞、精细胞、精原细胞
②缺失
叶绿体中色素的提取和分离
（必修1 P97）
原理
⑴各种色素能溶解在有机溶剂（丙酮等）中形成溶液，使色素从生物组织中脱离出来。
⑵各种色素都能溶解在层析液中，但在层析液中的溶解度不同：
溶解度大的色素分子随层析液在滤纸上扩散得快，反之则慢，所以不同色素可以在滤纸上因扩散而分开，各种色素分子在滤纸上可形成不同的色素带。
实验流程图示
提取绿叶中 称取5g绿色叶片 迅速、充分研磨
的色素：
色素滤液（小试管收集）→棉塞封口
制备滤纸条：
取干燥处理过的定性滤纸，将滤纸剪成长6cm、宽1cm的滤纸条，并在一端剪去两角，在距这一端1cm处用铅笔画一条细的横线 用毛细吸管吸取滤液画线
画滤液细线
干燥后，重复画2~3次
分离色素：
将适量的层析液倒入烧杯中，将滤纸条（有滤液细线的一端朝下）略微斜靠着烧杯内壁，轻轻地插入到层析液中，用培养皿盖盖上。
注意：
不能让滤纸条上的滤液细线触到层析液
观察结果：
滤纸条上色素带有四条，分别是（由上到下）橙黄色的胡萝卜素、黄色的叶黄素、蓝绿色的叶绿素a、黄绿色的叶绿素b。
如图所示。
注意事项
1.操作要点
⑴提取：
①叶片要新鲜，颜色要深绿。
②研磨要迅速、充分。
③滤液收集后，要及时用棉塞将试管口塞紧，以免滤液挥发。
⑵分离：
①滤液细线不仅细、直，而且含有比较多的色素（可以画二三次且要待干过以后再画下一次）。
②滤纸上的滤液细线不能浸入层析液。
2.其他注意事项
⑴制备定性滤纸条时，尽量注意双手不要接触纸面，以免手上的油脂或其他脏物污染滤纸。
⑵根据烧杯的高度制备滤纸条，让滤纸条长度高出烧杯1cm，高出的部分做直角弯折。
⑶画滤液细线时，用力要均匀，速度要适中，色素线以3mm宽效果最佳。
⑷剪叶片时要剪得细碎些。
制得的色素提取液，应加盖避光，以免叶绿体中的色素在接触空气或光照下遭到破坏。
[示例]
请回答下列有关“绿叶中色素的提取和分离”实验的问题：
⑴甲同学利用新鲜的玉米绿色叶片进行实验，在滤纸上出现了四条清晰的色素带，其中呈黄绿色的色素带为________________。
⑵该同学改变层析液组成后继续进行实验，滤纸条上只出现了黄、绿两条色素带。
他用刀片裁出带有色素带的滤纸条，用乙醚分别溶解条带上的色素，浓缩后用一分析仪器检测，通过分析色素溶液的________________来判断条带的色素种类。
⑶乙同学在实验过程中将画有滤液细线的滤纸条（已重复几次画线）插入层析液，几分钟后取出观察，发现滤纸条上无色素分带现象，而用同一滤液做实验的丙同学的滤纸条上却色素分带明显。
乙同学实验失败的原因可能是_____________________________
___________________________________________________________________________。
⑷若选用在缺Mg的营养液中长期培养的玉米
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