生物物理学重点总结考试复习资料文档格式.docx
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如发生破坏性的变化，蛋白质的生物活性就会丧失。
使蛋白质变性的物理因素：
加热、紫外线、高压等；
使蛋白质变性的化学因素：
有机溶剂、脲、胍等
变性后性质的变化：
生物活性降低、溶解度降低、易被蛋白酶水解
变性的实质：
蛋白质的空间构象被破坏，一级结构保存完好。
蛋白质的复性：
当去除变性因素时，变性蛋白质又恢复原来的三维结构。
别构效应：
当某种小分子物质特异地与某种蛋白质（或酶）结合后（结合部位多在远离活性部位的另一部位，通常称为别位），能够引起该蛋白质（或酶）的构象发生微妙而有规律的变化，从而使其活性发生变化。
别构效应剂：
具有这种特性的蛋白质或酶称为别构蛋白质或别构酶，引起这种效应的小分子物质称为别构效应剂。
别构效应取决于亚基的相互作用。
亚基之间的信息传递是通过蛋白质构象的变化实现的。
核酸分为脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）。
DNA存在于：
细胞核内染色质中、线粒体和叶绿体中。
是遗传信息的携带者。
RNA在细胞核内产生，后进入细胞质，在蛋白质合成中起主要作用。
核酸的组成元素：
C、H、O、N、P等
特点：
1.核酸一般不含S元素；
2.P元素的含量比较固定为9%~10%
核酸定量测定方法：
测定P含量代表核酸量
核苷酸是核酸的基本组成单位
组成核酸的基本单元包括磷酸、戊糖、碱基。
A与T之间形成2个氢键，G和C之间形成3个氢键。
DNA：
AGCTRNA：
AGCU
核苷酸中的戊糖有两种：
核糖和脱氧核糖
核苷中的戊糖上羟基与磷酸以磷酸酯键连接成核苷酸
核酸分子由核苷酸单体通过3’，5’-磷酸二脂键聚合成多核苷酸长链，核苷酸单体之间通过脱水缩合而成聚合物。
核酸的一级结构：
许多核苷酸缩合成核苷酸链，各核苷酸的残基沿多核苷酸链排列的顺利。
DNA的一级结构：
四种核苷酸按照一定的排列顺序，通过磷酸二酯键链接形成的多核苷酸，因核苷酸间的差异仅仅是碱基不同（故又叫碱基顺序）。
DNA中不同排列顺序的DNA区段构成特定的功能单元，基因。
DNA是右螺旋的双螺旋结构，在生理状态下很稳定，维持这种稳定性的主要因素是碱基堆积力。
碱基堆积力：
指在DNA双螺旋结构中，碱基对平面垂直于中心轴，层叠于双螺旋的内侧，相邻疏水性碱基在旋进中彼此堆积在一起相互吸引形成的作用力。
DNA的二级结构：
双螺旋结构
DNA分子中其它的弱键在维持双螺旋结构的稳定也起一定的作用。
这些弱键包括：
互补碱基对之间的氢键、磷酸基团上的负电荷与介质中的阳离子之间形成的离子键、范德华引力。
氢键维持双链横向稳定性，碱基堆积力维持双链纵向稳定性。
相邻碱基平面距离0.34nm，每10个碱基上升一个螺旋，34nm，螺旋直径2nm。
DNA结构的特性：
多样性、特异性、稳定性
DNA的特异性：
表现在四种脱氧核苷酸的比例（即数目）和碱基对的排列顺序不同。
DNA分子的稳定性：
由氢键的多少决定的
DNA的三级结构：
线状DNA形成扭结、超螺旋和多重螺旋以及环状DNA形成的扭结、超螺旋和连环等个多种类型。
RNA的一级结构：
四种核苷酸以3’，5’-磷酸二脂键链接而成
稳定因素：
氢键和碱基堆积力
RNA的二级结构：
茎环结构：
双链结构是由RNA单链分子通过自身回折使得互补的碱基对相遇，通过氢键结合形成反平行右手双螺旋结构（称为茎），不能配对的区域形成突环（称为环），被排斥在双螺旋结构之外。
RNA的三级结构：
RNA分子进一步扭曲折叠形成更复杂的三级结构。
RNA的三种类型：
rRNA（核糖体RNA）、mRNA（信使RNA）、tRNA（转运RNA）
tRNA的一级结构：
tRNA分子中核苷酸的排列顺序。
tRNA的二级结构：
tRNA分子呈三叶草形。
tRNA的三级级结构：
倒写的L字母。
电泳：
用中性或偏碱性的缓冲液核酸解离成阴离子，置于电场中向阳极移动
核酸为两性电解质
核酸变性：
核酸双螺旋的解链，变成单链的过程。
即核酸的双螺旋区的氢键断裂、变成单链的无规则线团，使核酸的某些性质发生改变，部分或全部生物活性丧失。
增色效应：
指变性后DNA溶液的紫外吸收作用增强的效应。
由温度升高引起的变性称热变性。
生物大分子化学组成和特定结构构成了其生物功能多样性的基础。
自然界中的四种相互作用：
引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
生物大分子一级结构由强相互作用决定，高级结构由弱相互作用决定。
区分强弱的标准是热运动瓦解相互作用的能量
分子间的弱相互作用包括氢键、范德华力、疏水作用等。
其物理本质：
永久偶极矩、瞬时偶极矩、诱导偶极矩三者之间的相互作用。
等量正负电荷相距很近所组成的系统——偶极子
广义范德华力包括3种弱作用力，即定向效应、诱导效应、分散效应
疏水作用最直观的表现：
类脂等两亲性分子在水中形成稳态胶束以及蛋白质在水中的折叠。
盐键的稳定性影响因素：
升高温度时盐键的稳定性增加；
加入非极性溶剂而加强；
加入盐类而减弱。
第二章
生物膜是对细胞膜及细胞内膜系统（包括内质网，高尔基体，溶酶体，线粒体，叶绿体等）的统称，又称质膜，是一层厚约5-10nm的膜，围绕在细胞最外层。
细胞膜结构3层：
内外两层电子致密带，中间透明带
生物膜结构：
主要由脂质、蛋白质和糖类等物质组成。
Singer和Nicholson于1972年提出细胞膜的流动镶嵌模型：
膜的共同结构特点是以液的脂质双分子层为基架，其中镶嵌着具有不同分子结构、而具有不同生理功能的蛋白质。
膜脂（磷脂50%以上糖脂5%固醇<
1/3）是生物膜基本组成成分
细胞膜脂双层的脂类主要包括磷脂、糖脂和固醇。
磷脂：
（1）是一种兼性分子，头端具有极性，是亲水的，尾部脂肪酸链为非极性，是疏水的。
（2）约占整个膜脂总量50%以上，是构成膜脂的基本成分。
磷脂分子的分类：
甘油磷脂和神经鞘磷脂。
（3）甘油磷脂以甘油为骨架；
神经鞘磷脂以鞘氨醇为骨架。
糖脂:
是一种兼性分子，普遍存在于原核和真核细胞的细胞膜中。
其含量约占膜脂总量的5%，在神经细胞膜上的含量较高约占5%~10%。
固醇：
（1）固醇类也属兼性分子，含量一般不超过膜脂的1/3
（2）胆固醇主要存在于高等动物的细胞膜上；
大肠杆菌质膜的脂双分子层主要只含一种磷脂。
膜蛋白从功能上分：
运输蛋白、膜受体蛋白。
膜蛋白从分离的难易及其在膜脂双分子层上的定位分为：
膜周边蛋白、膜内在蛋白。
膜糖类：
细胞膜所含糖类甚少，糖类大多与膜蛋白结合，膜糖类的多样性或非均一性，是造成膜不对称性的重要原因之一。
膜的不对称性：
膜的主要成分是蛋白、脂和糖，膜的不对称性主要是指这些成分分布的不对称以及这些分子在方向上的不对称。
膜不对称性的意义：
膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性。
保证了生命活动的高度有序性。
细胞间的识别、运动、物质运输、信号传递等都具有方向性。
这种不对称性决定了生物膜内外表面功能的特异性。
生物膜的结构模型：
脂质双分子层模型，蛋白质-脂质-蛋白质，单位膜模型，流动镶嵌模型。
流动镶嵌模型：
突出了膜的流动性和不对称性
膜脂的流动性：
膜脂分子的运动，脂质的流动性主要指侧向运动，由脂分子本身的性质决定。
是细胞完成多种生理功能所必须的。
脂质分子流动性的影响因素：
脂肪酸链的长短：
脂肪酸越短，膜的流动性越小。
温度：
生理状态下多呈液晶态；
温度降低某一点时由液晶态变为晶态；
温度升高到某一点时晶态又会变为液晶态；
这一临界温度值称为相变温度。
膜脂的状态改变称为相变。
膜脂分子的运动：
①侧向扩散②旋转运动③摆动运动④伸缩震荡⑤翻转运动⑥旋转异构
膜蛋白的运动方式：
侧向扩散和旋转扩散
膜流动性的生理意义：
①细胞质膜适宜的流动性是生物膜正常功能的必要条件。
②膜的流动性大有利于酶分子侧向扩散和旋转运动，使酶活性增加。
③如果没有膜的流动性，细胞外的营养物质无法进入，细胞内合成的胞外物质及细胞废物也不能运到细胞外，这样细胞就要停止新陈代谢而死亡。
④膜流动性与信息传递有着极大的关系。
⑤如果没有流动性，能量转换是不可能的。
⑥膜的流动性与发育和衰老过程都有相当大的关系
生物膜的功能：
1.区间2.物质的跨膜运输3.信号传递4.能量传递5.细胞间的相互作用6.生化活性的定位
脂质体：
是根据磷脂分子可在水相中自发组装成稳定的脂双层膜而制备的人工膜。
第三章：
电流密度：
单位时间通过单位面积的电荷
电荷密度：
功率密度：
设膜的双分子层厚度为d，则Rm膜的横向电阻或单位面积膜电阻
对面积为S（cm2）的细胞膜，其内外实际输入电阻为
等效电容为Cm为：
膜的介电常数
到达电化学平衡时，此扩散该离子的平衡电位
静息时的膜电位：
根据氨基酸在水中的状态可分为三种类型：
①酸性，氨基酸侧链在水中解离为羧基-COO-
②碱性，在水中解离为氨基—NH3+
③极性（中性），氨基在水中不解离成离子基团，而是极性基团-OH、-NH、-SH等
由于氨基酸以极性离子（两性离子）形式存在，故氨基酸的中性溶液具有高介电常数。
水在生物体中的作用：
①提供细胞的生活环境②影响和决定生物大分子的构象和功能③影响和决定生物生命活动中的物质运输、能量传递和信息传递
生物水的电特性：
很强的偶极性；
能与其他水分子、离子或生物大分子的极性基团形成氢键
结构水：
水分子也可与其他离子或生物大分子之间以氢键相联系形成某种结构。
水合作用：
在离子盐溶液中，离子和水分子的偶极矩相互作用，使离子临近的水分子发生重新取向，水分子的再取向作用称为水合作用。
处于离子周围的水表现为三种状态：
最内层（极化区）、中间层区、远外层区
各类电介质电极化的基本过程：
原子核外电子云的畸变极化（快）、分子中正、负离子的位移极化（中）、分子固有电矩的转向极化（慢）
三个主要的色散区：
低频：
α色散，与细胞膜的松弛行为有关，由细胞膜中或周围的电荷位移极化引起。
中频：
β色散，细胞膜的电容所致，还与膜电荷、细胞壁材料中的偶极子松弛、贯穿壁的电导及细胞外介质中的电导有关。
高频:
γ色散,组织中的水分子的偶极转动造成。
电压钳技术：
是通过插入细胞内的一根微电极向胞内补充电流，补充的电流量正好等于跨膜流出的反向离子流，这样即使膜通透性发生改变时，也能控制膜电位数值在某一固定水平。
基本思想：
用负反馈的电子线路将膜电位固定在希望的标定值上，同时测量膜电流的变化。
再以电压与电流之比求出膜电导的变化，用离子通道电导特性的变化描述生物膜电导的变化。
常用的电压钳位方法有三种：
1）空间钳位具有空间间隙2）吸附电极小细胞3）双微电极大细胞
膜片钳技术：
用尖端直径0.5~1μm的玻璃微电极吸附细胞膜表面，通过负压使电极尖开口处相接的细胞膜小片区域与细胞膜周围在电学上绝缘再此基础上固定膜电位，然后对电极尖端下仅为几μm2的细胞膜片上的一个或几个离子通道的电流，用一个极为敏感的电流监视器（膜片钳放大器）测量此电流强度——单一离子通道电流。
膜片钳的记录方式及基本操作：
细胞吸附式、全细胞记录方式、外膜向外式、内膜向外式
细胞膜电位取决于两个因素：
膜的选择通透性和膜内外的离子浓度差。
极化电位：
静息电位在细胞和组织中发生的相对于空间和时间快速变化的电位。
兴奋：
生物组织可以对外界刺激发生反应，当刺激达到一定阈值时，生物组织发生反应。
动作电位4个时相：
去极化、反极化、复极化、超极化。
动作电位：
可兴奋细胞受到刺激时在静息电位的基础上产生的可扩布的电位变化过程
静息电位：
是指细胞未受刺激时，存在于细胞膜内外两侧的外正内负的电位差
第五章
电离：
原子由于失去电子或获得电子而成为离子的过程。
电离辐射（辐射）：
能够通过初级过程或次级过程引起电离事件的带电粒子或不带电粒子
分类：
直接电离辐射（带电粒子导致）、间接电离辐射（中性粒子导致）
放射性活度：
放射性核素在单位时间内发生衰变的数目即衰变率。
照射量X定义：
单位质量的空气体积中，X或γ光子释放的所有电子在空气中全部被阻止时，产生的同一种符号的所有离子电荷的总和。
物理意义：
表示X或γ射线在空气中产生电离能力大小的物理量，用E表示。
吸收剂量D定义：
授予单位质量的任何电离辐射的平均能量。
意义：
在任何介质中吸收各类电离辐射能量大小的物理量。
剂量当量H意义：
描述各类辐射相对于同一生物效应的差别。
定义：
组织中一点的吸收剂量D与品质因子Q的乘积，即加权吸收剂量。
传能线密度LET意义：
描述射线与物质相互作用能力大小的物理量。
特定能量的带电粒子在介质中穿行单位长度路径时，由于能量转移小于某一特定值的历次碰撞数所造成的能量损失。
α粒子与物质作用的形式：
电离，激发，核反应。
电离能力强，穿透能力较弱，在云室中留下粗而短的径迹。
β粒子形式：
电离，激发，散射，次级辐射。
电离作用较弱，穿透本领较强，云室中的径迹细而长。
中子特点：
观测不到中子径迹。
γ射线特点：
电离作用最弱，穿透本领最强，云室中不留痕迹。
躯体效应：
是指受照射的个体本身诱发的各种效应（包括骨髓造血障碍、白内障、癌症等）。
是生物体的体细胞受到照射后产生的后果，不具遗传性。
遗传效应：
受照个体的子代个体中出现的辐射生物学效应。
是生物体的生殖细胞受到照射而产生的后果。
后代身上；
效应间隔时间长；
影响可能极大。
随机性效应：
电离辐射的随机能量沉积。
由单个细胞的变异导致的生物学效应。
确定性效应：
某器官或部分组织的相当数量的细胞被射线杀死，相应功能受到影响并可观测到形态变化或症状。
相对生物效能（RBE）：
通过将一种辐射与另一种辐射（参考辐射或基准辐射）相比较的办法来表征辐射的品质。
辐射损伤方式：
内照射、外照射和混合照射
外照射防护：
时间防护、距离防护、屏蔽防护
重离子：
原子序数等于或大于2的原子核被剥离或部分剥离外周电子后带正电荷的原子核。
第四章：
树突：
多数神经元有多个树突，每个树突都短而分支多。
分支表面有大量的细胞刺状突起，称为棘突或棘刺。
棘突：
其它神经元的终末支和树突形成突触的接触点。
轴突：
每个神经元只有一个轴突。
轴突从细胞体发出时的圆锥状隆起部分称为轴丘
轴突形态特点：
胞浆内没有尼氏体。
神经元的机能分类:
感觉神经元、运动神经元、中间神经元
按突触的接触部位分为三类：
1轴突与细胞体相接触2轴突与树突相接触3轴突与轴突相接触
一个神经元的轴突末梢经多次分支，最后每一小支的末端膨大呈杯状或球状，叫做突触小体。
这些突触小体可以与多个神经元的细胞体或树突相接触，形成突触。
突触由突触前膜、突触间隙和突触后膜构成。
突触传递功能根据传导信号的神经递质分为：
化学突触和电突触
细胞兴奋冲动进入脊髓后约0.5ms，细胞体突触后膜即发生去极化，并以电紧张形式扩布到整个神经元细胞体。
这种电位变化称为兴奋性突触后电位（EPSP）
抑制性突触后电位（IPSP）是突触前膜释放抑制性递质（抑制性中间神经元释放的递质），导致突触后膜主要对Cl-通透性增加，Cl-内流产生局部超极化电位。
抑制性突触后电位特点：
1突触前膜释放递质是Cl-内流引发的；
2递质是以囊泡的形式以出胞作用的方式释放出来的；
3IPSP是局部电位，而不是动作电位；
4IPSP是突触后膜离子通透性变化所致，与突触前膜无关。
突触后电位的特点：
等级性、电紧张扩布、可叠加性
电突触可存在于树突与树突、胞体与胞体、轴突与胞体、轴突与树突之间。
结构基础是缝隙连接，是神经元膜紧密接触的部位。
神经递质：
参与突触传递信息的化学物质统称。
神经递质的分类：
按生理功能：
兴奋性神经递质、抑制性神经递质；
按位域分布：
中枢神经递质、周围神经递质；
按化学性质分：
乙酰胆碱、胺类、氨基酸类、嘌呤类等
Ca2+是前膜兴奋和递质释放过程的偶联因子
囊泡膜的再循环利用是突触传递持久进行的必要条件
Ca2+是小泡膜与突触前膜紧贴融合的必要因素。
其作用：
①降低轴浆黏度，利于小泡移动
②消除突触前膜内负电位，利于小泡与突触前膜接触而发生融合。
不同类型的神经递质其失活方式不同：
①由特异的酶分解该种神经递质②被细胞间液稀释后，进入血液循环到一定场所分解失活③被突触前膜吸收后再利用
有特异结构的神经末梢释放的特殊化学物质，它作用于支配的神经元或效应细胞膜上的受体，完成信息传递。
神经调质：
是神经元产生的另一类化学物质，它能调节信息传递的效率，增强或削弱神经递质的效应。
①神经元的功能性作用：
借助于神经冲动传导抵达末梢时突触释放特殊的递质，然后作用于突触后膜，从而改便变所支配组织的功能活动
②神经的营养性作用：
由于末稍经常释放某些营养性因子，持续地调整被支配组织的内在代谢活动，影响其持久性的结构、生化和生理的变化，这一作用与神经冲动无关。
中枢神经系统中存在：
长轴突、短轴突和无轴突的神经元。
接受物质要具有受体的两个重要特性：
识别特定物质和产生的生物效应。
生物活性物质分为：
内源性和外源性生物活性物质
受体：
在胞膜、胞浆及核中对特定生物活性物质具有识别、能与之结合并产生生物效应的特殊蛋白质或脂类大分子。
配体：
与受体有选择性结合的生物活性物质。
受体的基本性质：
高亲和性（代表受体与配体的结合能力）、高特异性（只能选择性地与特定配体结合）、饱和性（指一定量的细胞或组织能结合一定数量的配体）、可逆性（非共价键，多数是通过离子键、氢键或分子间引力作用结合的，且这种结合是可逆的。
）
胞内受体：
指位于细胞质和细胞核内的受体，其全部为DNA结合蛋白
膜受体：
位于细胞膜上的受体，绝大部分是镶嵌糖蛋白
按照受体的功能可分为三类：
①递质（配体）门控性离子通道②G蛋白（鸟苷酸结合蛋白）偶联型受体③催化型受体
离子通道类型：
根据门控机制：
电压门控性、配体门控性、机械门控性；
根据通透性：
离子选择性和非离子选择性通道；
根据功能：
张力激活型和张力失活型离子通道。
眼球壁由三层膜构成：
巩膜、脉络膜、视网膜
视网膜紧贴在眼球的后壁，厚约0.5nm。
视网膜包括三级神经元：
光感受器、双极细胞、神经节细胞
视网膜细胞有5种主要类型：
感受细胞、水平细胞、双极细胞、无足细胞、神经节细胞。
光感受器中有两种感受电位：
早感受器电位ERP、晚感受器电位LRP
听觉系统：
听觉器官（耳）、听神经及听觉中枢通路构成。
耳分为外耳、中耳、内耳三部分。
声波传播通道：
耳廓、外耳道、鼓膜、骨链、耳蜗螺旋器。
声电转换器：
耳蜗基底膜
中耳包括两部分：
鼓膜、听骨链、鼓室、中耳基、咽鼓管等，起传声作用：
鼓膜和听骨链。
减小声压和振幅的作用
耳蜗电位：
静息时存在直流电位；
声音刺激时，不同部位存在直流和交流电位成分。
听神经复合动作电位：
声音刺激后在圆窗或耳蜗内记录到的一种电位，是所有听觉神经纤维产生动作电位的总和。
听神经的编码有两种模式：
一是按照刺激信号的频率发放相应节律的神经冲动的时间模式；
二是按照刺激信号的频率发放相应强度的电信号的空间模式。
听中枢通路的构件：
听皮层：
最高级的听中枢
耳蜗复核：
第一级听觉中枢
漆状体：
位于脑丘内侧，是皮层下的最高听中枢
网状结构：
各个水平的网状结构和听中枢通道相关
第六章：
血浆蛋白的主要功能：
1.形成血浆的胶体渗透压2.运输功能3.参与凝血和抗凝血功能4.防御功能5.营养、缓冲功能
可塑性变形:
红细胞在循环中，常要挤过直径比它小的毛细血管和血窦孔隙，这时红细胞将发生卷曲变形，
渗透脆性：
红细胞在低渗溶液中发生膨胀、破裂的特性.渗透脆性大，表示对低渗溶液的抵抗力小。
红细胞的功能1.运输O2和CO22.缓冲作用
白细胞具有变形运动、渗出、趋化性、入胞吞噬的主要特性。
主要作用：
①将入侵细菌包围在一个局部吞噬掉，防止病原微生物在体内扩散；
②可吞噬和清除衰老的红细胞和抗原—抗体复合物；
③参与坏死组织的除。
巨噬细胞主要功能是：
吞噬消灭病毒、疟原虫、真菌和结核分支杆菌等；
识别和杀伤肿瘤细胞；
清除变性的蛋白质、衰老受损的细胞及其碎片。
参与激活淋巴细胞的特异性免疫功能。
能合成和释放多种细胞因子
特异性免疫可分为细胞免疫和体液免疫两种类型。
流变学：
是研究物质变形与流动的科学。
生物流变学：
流变学与生物学和医学交叉的边缘学科，是应生物学、医学的需要发展起来的
血液流变学：
研究最广泛且深入的是关于血液和血管的流变学
在流体内各部分之间均存在摩擦力，通常称为内摩擦力或黏滞力。
流体具有内摩擦力的性质称为粘滞性或粘性。
牛顿黏滞定律
切应力
这种能够引起流体发生流动的最低切应力值称为致流应力值，它的存在表明该流体具有塑性。
故称为塑性流体。
压强差
流速分布
泊肃叶定律泊肃叶定律
溶液和悬浮液的粘度与其相应的溶剂或悬浮剂粘度之比称为相对粘度，
流体黏弹性特点:
①流体突然发生应变时，若应变保持一定，则相应的应力将随时间的增加而减小，这种现象称为应力松弛。
②应变发生时，若应力保持一定，流体的应变将随时间的增加而增大，这种现象称为蠕变。
③对流体作周期性的加载和卸载，则加载时的应力-应变曲线与卸载时的应力-应变曲线不重合，这种现象称为弹性滞后，形成的闭合曲线称为滞后环。
意义①血液的黏弹性是血液的重要流变性，同其他流变性一样是血液各组员的物理、化学性质及其相互作用的一种宏观表现。
②实验表明，血液的黏弹性指标与许多疾病的发生、发展有密切关系。
结缔组织病、血液病、糖尿病等患者的血液都呈现出较高的黏弹性。
红细胞形态的机理推测:
双凹面是由于红细胞内纤维物质－收缩蛋白的骨架支撑作用。
在一定红细胞体积和表面积条件下，双凹圆盘形使红细胞膜的弯曲总能量最小，符合能量最低的
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