高中生物高考2023年高考生物一轮复习(新人教新高考) 第9单元 第2课时 种群数量的变化及其影响因素课件PPT
展开1.尝试建立数学模型解释种群的变动。2.探究培养液中酵母菌种群数量的变化。3.举例说明非生物因素和不同物种间的相互作用都会影响生物的种群特征。
考点一 种群数量的变化及其应用
考点二 培养液中酵母菌种群数量的变化
重温高考 真题演练
种群数量的变化及其应用
1.种群数量变化的研究方法(1)研究方法:构建 模型,其是用来描述一个系统或它的性质的____ 。(2)一般步骤: →提出合理的假设→根据实验数据,用适当的 对事物的性质进行表达,即建立数学模型→通过进一步实验或观察等,对模型进行 。(3)表达形式① :科学、准确,但不够直观。② :直观,但不够精确。
梳理归纳 夯实必备知识
观察研究对象,提出问题
2.种群数量的增长(1)种群的“J”形增长
该种群数量是前一年种群数量的倍数
①a段——λ>1且恒定,种群数量呈“J”形增长。②b段——λ尽管下降,但仍大于1,此段种群出生率大于死亡率,则种群数量一直增长。③c段——λ=1,种群数量维持相对稳定。④d段——λ<1,种群数量逐年下降。⑤e段——尽管λ呈上升趋势,但仍未达到1,故种群数量逐年下降。
(2)种群的“S”形增长
①下图表示的是种群数量增长曲线,图中阴影部分表示的含义是在生存斗争中被淘汰的个体数量。图中b曲线的形成过程中出现了环境阻力的时间: 。
b曲线的形成过程中始终存在环境阻力
②对于鼠、蚊虫等有害生物的控制,应该采取的措施:______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③依据自然界“种群增长”的特点,人们在进行狩猎或海洋捕捞作业时,应使种群数量剩余在K/2左右,原因是_____________________________________________________________________________________________。
角度思考,可以采取措施降低有害动物种群的环境容纳量,如将食物储存在安全处,断绝或减少它们的食物来源;室内采取地面硬化,减少它们挖造巢穴的场所;养殖或释放它们的天敌等
种群数量在K/2时种群的增长速率
最大,捕捞剩余在K/2能使种群数量快速增长,有利于获得最大持续产量
④下图是某自然区域中甲、乙两个种群的数量比随时间变化的曲线图。则O~t2,甲、乙两种群的数量均呈“S”形曲线增长吗? (填“是”或“不是”)。其理由是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
在有限的环境条件下,乙种群最终呈现“S”形
增长。随时间的推移,甲、乙种群的数量比先增加后减少,最后在t2时刻降为零,说明甲种生物的数量先增加后减少,最终被淘汰
①K值并不是种群数量的最大值:K值是环境容纳量,即在保证环境不被破坏的前提下所能维持的种群最大数量;种群数量所达到的最大
值会超过K值,但这个值存在的时间很短,因为环境会遭到破坏。②K值不是一成不变的:K值会随着环境的改变而发生变化,当环境遭到破坏时,K值会下降;当环境条件状况改善时,K值会上升。
③在环境不遭受破坏的情况下,种群数量会在K值附近上下波动。当种群数量偏离K值的时候,会通过负反馈调节使种群数量回到K值。④K值的四种表示方法如下图所示,图中t1时所对应的种群数量为K/2,t2时所对应的种群数量为K值。
3.种群数量的波动(1)大多数生物的种群数量总是在 中。处于 状态的种群,在某些特定条件下可能出现种群 。(2)当种群长久处于不利条件下,种群数量会出现持续性的或急剧的 。(3)当一个种群的数量过少,种群可能会由于 等原因而______ 。
4.影响种群数量变化的因素
(1)源于选择性必修2 P16“小字部分”:食物和天敌等生物因素对种群数量的作用强度与该种群的密度是相关的,称为 ,而气温和干旱等气候因素以及地震、火灾等自然灾害,对种群的作用强度与该种群的密度无关,称为 。(2)源于选择性必修2 P17“思维训练”:据循环因果关系分析猎物和捕食者种群数量变化的相关性:_________________________________________________________________________________________________________________________________________。
自然生态系统中猎物增多会导致捕
食者增多,捕食者增多会使猎物数量减少,猎物减少会引起捕食者数量减少,最终使猎物和捕食者在一定水平上动态平衡
考向一 “J”形增长和“S”形增长曲线1.观察下图,分析下列相关叙述中,错误的是A.种群呈现“J”形增长的前提条件是环境、资源 非常优越,生存空间无限B.呈现“S”形增长的种群,随着时间的推移,种 群增长所受的环境阻力不断加大C.种群增长的“J”形曲线有K值,只是K值较大,图中没有表示出来D.在自然界中,种群的增长曲线一般是“S”形曲线
考向突破 强化关键能力
A.t0~t1之间种群数量小于K/2时,由于资源和空间相对充裕,出生速率 大于死亡速率,种群数量增长较快B.t1~t2之间,由于资源和空间有限,当种群密度增大时,种内竞争加剧, 天敌数量增加,种群增长速率下降C.t2时,种群数量达到K值,此时出生速率等于死亡速率,种群增长速率为0D.在t1时控制有害生物最有效
2.下列关于图中曲线的叙述,错误的是
考向二 种群数量的变化及应用3.生物有两种繁殖策略模式:速度策略(r-策略)和环境容纳量策略(K-策略)。采取r-策略的生物通常是一些小型生物如果蝇、鼠等,适应食物或温度这些波动因素。下列说法不正确的是A.r-策略的生物能在短时间内产生较多的后代,以便在特定的环境中占据 优势B.r-策略的种群常受到非生物因素的控制,其种群数量通常不能维持在K 值附近C.只要将沙漠蝗虫的数量控制在K/2之内,就能有效地控制近期危害非洲的 蝗灾D.虎属于K-策略的生物,其有效保护措施是改善它们的栖息环境以提高K值
4.如图是某种群数量的增长曲线,下列有关叙述不正确的是A.该种群数量增长方式是“S”形,达到K值后其数 量也是波动的B.限制种群数量增长的环境因素有食物、空间和天 敌等C.若该种群是鱼塘中的某种鱼,则在种群数量为K/2时捕捉有利于获得最 大的年捕获量D.若该种群是森林中的一种鸟,可用标记重捕法调查其种群数量
考向三 影响种群数量变化的因素5.下列关于非生物因素和生物因素对种群数量变化的影响的叙述,不正确的是A.林冠层的郁闭度越大,地面得到的阳光越多B.非生物因素对种群数量变化的影响往往是综合性的C.地震等自然灾害对种群的作用强度与该种群的密度无关,属于非密度 制约因素D.影响种群数量的因素有很多,如气候、食物、天敌、传染病等
6.研究人员将S1与S2两个种群放在一起培养,在环境温度为T1与T2条件下,测得种群数量变化如图a、b所示。下列相关叙述中,错误的是
A.S1和S2之间的竞争力大小会受到温度的影响B.图c中的S1换成S2,其种群数量也会出现波动性变化C.如果将S1在T1温度下培养,则会呈现“J”形增长D.将S2在T1温度下单独培养,其数量要比与S1共同培养时多
培养液中酵母菌种群数量的变化
1.实验原理(1)用液体培养基培养酵母菌,种群的增长受培养液的________________ 等因素的影响。(2)在理想的环境条件下,酵母菌种群的增长呈 曲线增长;在有环境阻力的条件下,酵母菌种群的增长呈 曲线增长。(3)计算酵母菌数量可用抽样检测的方法—— 法。
基础提炼 通读实验内容
3.结果分析(1)开始一段时间内,酵母菌的增长符合______形曲线增长模型。(2)de段曲线下降的原因可能有____________________________________________________________________________。
耗逐渐减少,有害产物逐渐积累,培养液的pH等理化性质发生改变等
1.实验注意事项及分析(1)显微镜计数时,对于压在小方格界线上的酵母菌,应遵循“计上不计下,计左不计右”的原则。(2)从试管中吸出培养液进行计数前,需将试管轻轻振荡几次,目的是使培养液中的酵母菌均匀分布,减小误差。(3)本实验不需要设置对照实验,因不同时间取样已形成自身对照;需要做重复实验,目的是尽量减小误差,应对每个样品计数三次,取其平均值。
核心诠释 剖析实验要点
(4)如果一个小方格内酵母菌过多,难以数清,应当稀释培养液重新计数。稀释的目的是便于酵母菌悬液的计数,以每个小方格内含有4~5个酵母细胞为宜。(5)每天计数酵母菌数量的时间要固定。
2.血细胞计数板及相关计算(1)血细胞计数板(如下图所示)
血细胞计数板由一块厚玻璃片特制而成,其中央有两个方格网。每个方格网划分为9个大方格(如图A所示),每个大方格的面积为1 mm2,加盖玻片后的深度为0.1 mm。因此,每个大方格的容积为0.1 mm3。另外,中央大方格(计数室底部)以双线等分为25个中方格(如图B所示)。每个中方格又等分为16个小方格,供细胞计数用。
(2)计算公式①在计数时,先统计(图B所示)5个中方格中的总菌数,求得每个中方格的平均值再乘以25,就得出一个大方格中的总菌数,然后再换算成1 mL菌液中的总菌数。②设5个中方格中总菌数为a,菌液稀释倍数为b,则0.1 mm3菌液中的总菌数为(a/5)×25×b。已知1 mL=1 cm3=1 000 mm3,1 mL菌液的总菌数=(a/5)×25×b×10 000=50 000 a·b。
考向一 实验过程和结果分析7.血细胞计数板是对细胞进行计数的重要工具,下列有关叙述正确的是A.血细胞计数板可以用于调查酵母菌、病毒、细菌等生物的种群密度B.需在盖玻片一侧滴加样液,在另一侧用吸水纸吸引,使样液充分渗入 计数室C.防止观察细胞沉降到计数室底部影响计数,加样后需立即在显微镜下 观察计数D.使用后用自来水冲洗、晾干并镜检,若有残留或沉淀物需要重新清洗
考向突破 强化关键能力
8.某研究性学习小组将一定数量的酵母菌接种到装有100 mL培养液的密闭容器中进行培养,接种后不再更换或添加培养液,实验结果如图所示。下列叙述正确的是A.酵母菌种群数量达到K值时所用时间与培养液 的体积无关B.向培养液中通入无菌空气将会使酵母菌种群 达到K值所用时间延长C.0~8 h酵母菌种群的出生率大于死亡率导致种群增长速率一直增大D.8~10 h酵母菌种群数量下降的原因可能是营养物质减少和代谢产物积累
考向二 实验的拓展与应用9.某课题小组利用无菌培养液培养酵母菌,探究不同条件下酵母菌种群数量的变化规律。实验人员抽取每种条件下的酵母菌培养液各1 mL,分别稀释10倍后,用血细胞计数板(规格为1 mm×1 mm×0.1 mm,计数室为25×16型)进行计数,测得不同条件下每毫升培养液中酵母菌的数量,实验结果见下图。下列相关叙述正确的是
A.依据20 ℃、24 h条件下酵母菌种群数量 值,可推算所用血细胞计数板中格中酵 母菌的数量平均为31个B.温度是该实验的自变量,酵母菌菌种、 酵母菌数量、培养液成分等为无关变量C.酵母菌种群数量变化过程中出现了“S” 形增长,达到K值后稳定时间的长短与 培养液中营养物质的含量有关D.酵母菌在15 ℃环境中存活的时间最长, 15 ℃是酵母菌种群数量增长的最适温度
10.如图表示在锥形瓶中用不同方式培养酵母菌时的种群增长曲线。图中曲线⑤是对照组,其余曲线代表每3 h、12 h、24 h换一次培养液及不换培养液但保持pH恒定,4种不同情况下酵母菌种群增长曲线。下列有关叙述不正确的是A.①②③分别代表每3 h、12 h、24 h换一次培养 液的种群增长曲线B.在保持培养液的更换频率不变的情况下,曲 线①将保持“J”形增长C.造成曲线⑤ K值较小的原因可能是代谢产物的积累、pH变化、溶解氧 不足等D.若用血细胞计数板统计细胞数量,不能直接从静置的培养瓶中取出培 养原液进行计数
重温高考 真题演练
1.(2021·广东,6)如图所示为某S形增长种群的出生率和死亡率与种群数量的关系。当种群达到环境容纳量(K值)时,其对应的种群数量是A.a B.b C.c D.d
2.(2021·山东,19改编)种群增长率是出生率与死亡率之差,若某种水蚤种群密度与种群增长率的关系如图所示。下列相关说法正确的是A.水蚤的出生率随种群密度增加而升高B.水蚤种群密度为1个/cm3时,种群数量增长最快C.单位时间内水蚤种群的增加量随种群密度的增加 而降低D.若在水蚤种群密度为32个/cm3时进行培养,其种群的增长率会为负值
3.(2021·浙江6月选考,21改编)某森林中,高密度的某昆虫幼虫取食落叶松,影响松树的生长,最大松针长度减小,来年幼虫的食物质量变差,导致该昆虫密度下降,使松树得到恢复。反过来随着食物质量的提高,幼虫数量又有所增加。幼虫的密度(虚线)与落叶松的最大松针长度(实线)变化关系如图所示。下列叙述错误的是A.该昆虫幼虫的种群数量呈周期性波动B.食物是该昆虫幼虫种群数量的密度制约因素C.该昆虫幼虫与落叶松处于同一捕食食物链中 的不同环节D.该昆虫幼虫环境容纳量的主要影响因素是落叶松的种群数量
4.(2020·江苏,10)下列关于“探究培养液中酵母菌种群数量的动态变化”实验的叙述,错误的是A.将酵母菌接种到培养液中,并进行第一次计数B.从静置的培养液中取适量上清液,用血细胞计数板计数C.每天定时取样,测定酵母菌细胞数量,绘制种群数量动态变化曲线D.营养条件是影响酵母菌种群数量动态变化的因素之一
5.(2020·海南,24)用4种不同方式培养酵母菌,其他培养条件相同,酵母菌种群数量增长曲线分别为a、b、c、d,如图所示。
回答下列问题:(1)培养酵母菌时需要将温度控制在20 ℃左右,原因是_________________。
(2)曲线a所示的种群数量增长最快,主要原因是种群增长所需的__________最丰富。
(3)曲线d为对照组,对照组的培养方式是___________。该组酵母菌数量增长到一定程度后,种群增长逐渐变慢,其限制因素有__________________________________(答出2点即可)。
(4)随着培养时间的延长,在有限的空间中,每组酵母菌种群数量都会达到环境容纳量。环境容纳量是指________________________________________。
一定的环境条件所能维持的种群最大
一、易错辨析1.环境容纳量是指种群的最大数量( )2.不同种生物种群的K值各不相同,但同种生物种群的K值固定不变( )3.种群“J”形增长曲线中的增长率和增长速率均恒定不变( )4.种群数量的变化就是种群数量的增长和波动( )5.为有效防治蝗灾,应在种群数量为K/2时及时控制种群密度( )6.在“S”形增长曲线中,当种群数量超过K/2后,种群增长速率减慢,其对应的年龄结构为衰退型( )
二、填空默写1.(选择性必修2 P8)种群增长的“J”形曲线:自然界有类似细菌在理想条件下种群增长的形式,如果以_____________________________________ 表示,曲线则大致呈“J”形。2.(选择性必修2 P9)种群增长的“S”形曲线:种群 后, 的增长曲线,称为“S”形曲线。3.(选择性必修2 P9)环境容纳量:___________________________________ 。
时间为横坐标,种群数量为纵坐标画出曲
一定的环境条件所能维持的种群最大数
量称为环境容纳量,又称K值
4.(选择性必修2 P9)在理想条件下,种群数量会实现快速增长,其数学模型为Nt=N0λt,呈“J”形曲线。然而在自然界中,由于_______________ ,种群数量不可能无限增长。有些种群的数量 后能保持相对稳定,使种群增长曲线呈“S”形。5.(选择性必修2 P9)“J”形增长曲线的形成条件:____________________ 等。6.(选择性必修2 P9)“S”形增长曲线的成因:___________________________________________________________________________________________。
气候适宜、没有天敌和其他竞争物种
资源和空间条件有限,随
种群密度增大,种内竞争加剧,从而使出生率降低、死亡率升高,直至平衡
8.(选择性必修2 P9)_____________________________________________ ,是保护大熊猫的根本措施。
建立自然保护区,给大熊猫更宽广的生存空间,改
善它们的栖息环境,从而提高环境容纳量
9.(选择性必修2 P14)在自然界,种群的数量变化受到 等非生物因素的影响。应当指出的是,非生物因素对种群数量变化的影响往往是 。例如,春夏时节动植物种群普遍迅速增长,除_________外, 也是重要原因,而对于动物来说,___________ 也是导致种群增长的重要因素,这就涉及生物因素了。10.(选择性必修2 P16)细菌或病毒引起传染病,也会影响_______________ 等特征,进而影响种群的数量变化。
一、选择题1.(2022·安徽省六安市城南中学高三模拟)如图表示将绵羊引入某个岛屿后的数量变化情况,对此叙述正确的是A.绵羊种群的数量增长到一定程度,就 保持恒定不变B.绵羊数量达到K/2时,增长率最大C.绵羊种群数量不可能无限增长D.绵羊数量达到K值时,种群的年龄结构为衰退型
2.2020年6月5日,中华穿山甲由国家二级保护野生动物提升至一级。下列关于某地中华穿山甲种群的叙述,正确的是A.环境中资源的分布不能影响穿山甲种群空间特征B.出生率和死亡率是穿山甲种群的最基本的数量特征C.连续多年跟踪调查该种群的种群密度,可得出自然增长率D.若建立自然保护区,则穿山甲种群的数量增长曲线将呈现“J”形
3.研究人员根据某地主管部门提供的农田中田鼠种群数量13年的数据变化,绘制出的λ值变化曲线如图所示。下列分析错误的是A.前4年间,田鼠种群年龄结构为增长型B.第4年到第5年间,田鼠种群数量仍在增长C.第5年到第9年间,田鼠种群数量达到K/2值D.第10年到第11年间,田鼠种群死亡率大于出生率
4.在探究培养液中酵母菌种群数量变化的实验中,采用了下图1所示的血细胞计数板(规格为1 mm×1mm×0.1 mm,计数室为16×25型)进行计数,连续培养一段时间后绘制培养液中酵母菌种群的数量变化如下图2所示。图2中在a点对应的时间,将培养液稀释了100倍,经过一系列操作,检测四角上中方格的酵母菌数量分别为22、26、24、28。下列叙述正确的是A.培养液中酵母菌逐个计数非常困难,可采用取样 器取样法进行统计B.用血细胞计数板计数时,先滴加一滴稀释后的培 养液于玻片中央,再从一侧缓缓盖上盖玻片,避免气泡产生C.此培养液中酵母菌数量达到环境容纳量时种群密度约为8×108个/mLD.图2中a点酵母菌种群增长率最大,年龄结构为增长型
5.下列关于“J”形曲线和“S”形曲线的说法,正确的是A.呈“J”形曲线增长的种群受环境的影响,而呈“S”形曲线增长的种 群不受环境的影响B.两条曲线的斜率分别代表各自的增长率C.呈“J”形曲线增长的种群其增长速率不断增大,而呈“S”形曲线增 长的种群的增长速率有最大值D.从外地迁入的物种,其种群数量一定会以“J”形曲线模式增长
6.(2022·厦门一中高三模拟)科学家研究某区域田鼠的种群数量变化,得到该种群在数年内的出生率和死亡率的比值曲线如下图所示。在不考虑迁入、迁出的情况下,下列说法正确的是A.a、b时田鼠种群数量相同,c~d时段种群年龄结构 为增长型B.田鼠种群数量在b~d时期经历了先上升后下降的变化C.该田鼠种群增长为“S”形增长,c点时种群密度最小D.从图中可知O~d时期田鼠种群数量出现了周期性波动
7.如图所示为种群在理想环境中呈“J”形增长,在有环境阻力条件下呈“S”形增长。下列关于种群在某种环境中数量增长曲线的叙述,错误的是A.当种群数量达到E点后,种群数量不再变化B.种群数量增长过程C点的增长速率最快C.阴影部分表示环境阻力淘汰的个体数量D.随着种群数量的增加,种群种内竞争逐渐加强
8.下表为某地人工柳树林中,林下几种草本植物的种群密度(平均值,单位:株/m2)随林木郁闭度(林冠层遮蔽地面的程度)变化的调查数据,表中数据说明
A.阳光是影响3种植物 种群密度的环境因素B.3种不同植物对光照 条件的适应性相同C.随着郁闭度的增大,3种植物种群密度都下降D.温度、水等因素也能影响3种植物的种群密度
9.如图表示某昆虫种群数量的变化情况。下列叙述不正确的是A.该昆虫种群数量的变化受温度和湿度的影响B.相同湿度、不同温度情况下,种群的数量各不相同C.温度的变化会影响相对湿度对该种群数量变化的影响D.温度和相对湿度分别为32.5 ℃、90%时,对该昆虫种群生存比较有利
10.在对某自然保护区内甲、乙两个不同物种的种群数量进行了调查之后,又开展了连续4年的跟踪调查,计算其L值(L=当年末种群个体数量/前一年末种群个体数量),结果如图所示。下列关于这4年调查期间的种群数量变化的叙述,错误的是A.第1年末甲、乙两种群的增长速率不一定相等B.第2年末乙种群数量不一定大于甲C.第3年末乙种群数量达到了最大值D.这4年中甲种群每年增加的数量是相等的
11.甲、乙、丙是三种食性相同且无捕食关系的鱼,在4个条件相同的池塘中各放入1 200条鱼(甲、乙、丙各400条)和数量不等的同种捕食者,一段时间后,各池塘中3种鱼的存活率如下表。下列相关推测不合理的是
A.池塘中放入的1 200条鱼可模拟过度繁殖,它们之间存在生存斗争B.捕食者主要捕食甲和丙,三种鱼的种间竞争结果受捕食者影响C.无捕食者时三种鱼类之间的种间竞争可能导致乙消失D.三种鱼的环境容纳量由捕食者及其数量决定
12.影响昆虫种群数量的因素有很多,其中像食物、空间等因素对种群数量的影响随种群密度的大小而改变,称为密度制约因素;而寒冷、干旱等因素对种群数量的影响与种群密度无关,称为非密度制约因素。下列相关分析错误的是A.密度制约因素对种群数量变化的影响可通过反馈调节实现B.天敌和流行性疾病都属于密度制约因素C.若昆虫的种群数量超过K值,非密度制约因素作用会增强D.非密度制约因素可通过影响出生率和死亡率影响种群密度
二、非选择题13.(2022·重庆八中模拟)图甲是某草原中的鼠数量变化曲线图;图乙表示某同学进行“探究培养液中酵母菌种群数量的变化”实验得到的曲线图。该同学的具体操作为:先向试管中加入10 mL无菌马铃薯培养液,再向试管中接入酵母菌,之后将试管置于适宜环境中连续培养,每天定时取样,计数,并绘制曲线图。请回答下列问题:
(1)________是种群最基本的数量特征。(2)草原上的鼠对生态环境破坏极大,最好在图甲中___(填“b”“c”或“d”)时刻前进行防治。若图甲中曲线Ⅱ表示在草原中投放了一定数量的蛇之后鼠的数量变化曲线,曲线Ⅱ表明蛇发挥明显生态效应的时间段是____段。若投放的蛇因不适应当地草原的环境部分死亡,则图中α的角度将会_____(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)为了绘制得到图乙的曲线图,可采取_________的方法每天对酵母菌数量进行调查。图丙是b时刻用血细胞计数板(400个小方格,体积为1 mm×1 mm×0.1 mm)测得的酵母菌分布情况,一个中方格上有24个酵母菌,若以该中方格的酵母菌数代表整个计数室中每个中方格酵母菌数的平均值。则该1 L培养液中酵母菌的K值约为________个。该计数方法得到的值与实际活菌相比_____(填“偏大”“偏小”或“相同”)。
(4)图乙中de段酵母菌数目减少的原因除了营养物质大量消耗之外,还包括__________________。
14.研究者对某大型农场中不同种类生物种群数量的变化进行了相关研究,如下图中的甲、乙两条曲线分别表示燕鹆和蝗虫当年的种群数量(Nt)和一年后的种群数量(Nt+1)之间的关系,虚线表示Nt+1=Nt。请回答下列问题:(1)当种群数量较少时,图中曲线____代表的种群会在短时间内快速增长。
(2)燕鹆是蝗虫的主要天敌,不考虑迁入和迁出的情况下,当其种群数量低于X点时,该种群数量的变化趋势是___________________,原因是________________________。
Nt+1
资源和空间是有限的,燕鹆种群受
到气候、食物、天敌、传染病等因素的影响,其数量会稳定在环境容纳量
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