3.2 DNA的结构（分层培优练)（原卷版+解析版）人教版（2019）必修2

第2节　DNA的结构
(分层练习)
一、单选题
1．在DNA分子中，两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。下列碱基配对方式正确的是（ ）
A．A-G B．A-T C．T-G D．C-A
2．DNA分子中与胸腺嘧啶(T)配对的碱基是（ ）
A．尿嘧啶(U) B．胞嘧啶(C) C．鸟嘌呤(G) D．腺嘌呤(A)
3．一条DNA链的部分序列是5＇—GCTACC—3＇，那么它的互补链的序列是（ ）
A．5＇-CGATGG-3＇
B．5＇-GATACC-3＇
C．5＇-GGTAGC-3＇
D．3＇-CCATAG-5＇
4．下图是 DNA 双螺旋结构模式图，其中符合科学事实的是（ ）
A． B．
C． D．
5．下列关于骨架的叙述，错误的是（　　）
A．糖原、蛋白质、核苷酸等生物大分子都以碳链为基本骨架
B．内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜以磷脂双分子层为基本骨架
C．细胞骨架和植物细胞壁的主要成分不同，但都有维持细胞形态的作用
D．在DNA结构中脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架
6．下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是（ ）
A．基本单位是核糖核苷酸
B．碱基对排列在双螺旋结构的内侧
C．基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成
D．由两条反向平行的链组成
7．DNA指纹技术在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场获取的生物组织材料中提取DNA样品，可为案件侦破提供证据。DNA分子可以为案件侦破提供证据的原理是不同人体内（ ）
A．DNA所含的脱氧核糖排列顺序不同
B．DNA所含的碱基排列顺序不同
C．DNA所含的磷酸排列顺序不同
D．DNA所含的核糖核苷酸排列顺序不同
8．下图为某生物细胞中的DNA片段模式图。下列叙述错误的是（ ）
A．①②交替连接构成DNA分子的基本骨架 B．③④可能分别是胞嘧啶和鸟嘌呤
C．①②③构成了DNA的基本单位—脱氧核苷酸 D．a链与b链反向平行并形成螺旋结构
二、非选择题
9．如图为大肠杆菌 DNA 分子结构示意图（片段）。请根据图示分析并回答下列问题：
(1)图中 1 表示 ，2 表示 。1、2、3 结合在一起的结构叫作 。
(2)DNA 的全称是 。 DNA 被彻底水解后，能产生含氮的物质是 。
(3)3 有 种，DNA 分子中 3 和 4 是通过 连接起来的。
(4)图中 DNA 分子片段中，游离的磷酸有 个。若大肠杆菌 DNA 分子的碱基 G 有 x 个，占其碱基总量的比例是 y，则该 DNA 分子的碱基之间的氢键数目是 。
1．下列关于“骨架或支架”的叙述，正确的是（ ）
A．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架
B．磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架，其他生物膜不一定有此支架
C．真核细胞中有由纤维素组成的细胞骨架，具有物质运输、能量转换等功能
D．生物大分子以单体为骨架，每一个单体都以碳原子构成的碳链为基本骨架
2．下图是DNA分子部分片段的结构示意图。下列叙述正确的是（　　）
A．图中共有6种脱氧核苷酸
B．④表示1分子鸟嘌呤脱氧核苷酸
C．②和③交替连接构成DNA的基本骨架
D．两条脱氧核苷酸链的碱基通过⑤氢键配对
3．下图为核苷酸链的结构示意图。下列叙述错误的是（ ）
A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a
B．图中的每个五碳糖都只与1个磷酸基团相连
C．图中的A在细胞中可形成2种核苷酸
D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
4．对下图中DNA分子结构的描述正确的是（　　）
A．④的名称是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
B．DNA分子中③的序列代表了遗传信息
C．图中包含了构成DNA的四种核糖核苷酸
D．②和③交替链接，构成了DNA分子的基本骨架
5．在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人身份。其生物学依据是（ ）
A．生物体的遗传信息都储存在 DNA 中
B．遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中
C．DNA 分子具有多样性
D．每个 DNA 分子的碱基有特定排列顺序
1．下图为染色体、染色质和DNA的示意图。请据图回答问题。
(1)从图中可以看出DNA分子具有 结构（空间结构），并由两条平行且方向 的长链组成。
(2)图中①、②、⑤代表的分别是 （填中文名称），⑦代表的是 。相对的碱基对通过 连接，排列在内侧，并且遵循 原则。
(3)若该双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链的24%，则另一条链中的C占该单链碱基总数的比例为 。
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2第2节　DNA的结构
(分层练习)
一、单选题
1．在DNA分子中，两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对。下列碱基配对方式正确的是（ ）
A．A-G B．A-T C．T-G D．C-A
【答案】B
【分析】DNA分子结构的主要特点：
（1）DNA是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的双螺旋结构；
（2）DNA的外侧由脱氧核糖和磷酸交替连接构成的基本骨架，内侧是碱基通过氢键连接形成的碱基对，碱基之间的配对遵循碱基互补配对原则（A-T、C-G）。
【详解】根据碱基互补配对原则，A-T，C-G，B正确，ACD错误。
故选B。
2．DNA分子中与胸腺嘧啶(T)配对的碱基是（ ）
A．尿嘧啶(U) B．胞嘧啶(C) C．鸟嘌呤(G) D．腺嘌呤(A)
【答案】D
【分析】在DNA分子结构中，由于碱基之间的氢键具有固定的数目和DNA两条链之间的距离保持不变，使得碱基配对必须遵循一定的规律，这就是A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对。
【详解】由碱基互补配对原则可知，在DNA分子结构中，NA分子中与胸腺嘧啶(T)配对的碱基是腺嘌呤(A)， D正确，ABC错误。
故选D。
3．一条DNA链的部分序列是5＇—GCTACC—3＇，那么它的互补链的序列是（ ）
A．5＇-CGATGG-3＇
B．5＇-GATACC-3＇
C．5＇-GGTAGC-3＇
D．3＇-CCATAG-5＇
【答案】C
【分析】DNA的两条链反向平行，遵循碱基互补配对原则，A与T配对，G与C配对。
【详解】一条DNA单链的序列是5'—GCTACC—3'，它的互补链与之方向相反且遵循碱基互补配对原则，因此序列为5'—GGTAGC—3'，C正确，ABD错误。
故选C。
4．下图是 DNA 双螺旋结构模式图，其中符合科学事实的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】B
【分析】DNA分子双螺旋结构的主要特点：DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构。 DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架；碱基排列在内侧。两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律：A(腺嘌呤)一定与T(胸腺嘧啶)配对；G(鸟嘌呤)一定与C(胞嘧啶)配对。碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
【详解】A、图中碱基配对方式不对，不是发生在嘌呤和嘌呤之间以及嘧啶和嘧啶之间，而是发生在嘌呤和嘧啶之间，A错误；
B、图中DNA结构正确，符合碱基配对原则，且脱氧核糖和磷酸之间的连接方式也正确，B正确；
C、图示结构不符合DNA的两条链之间的反向平行关系，C错误；
D、图中碱基配对方式错误，DNA分子中的碱基配对是A与T配对、G与C配对，D错误。
故选B。
5．下列关于骨架的叙述，错误的是（　　）
A．糖原、蛋白质、核苷酸等生物大分子都以碳链为基本骨架
B．内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜以磷脂双分子层为基本骨架
C．细胞骨架和植物细胞壁的主要成分不同，但都有维持细胞形态的作用
D．在DNA结构中脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架
【答案】A
【分析】1、细胞骨架是真核细胞中维持细胞形态、保持细胞内部结构有序性的网架结构，细胞骨架由蛋白质纤维组成。
2、生物膜的基本骨架是磷脂双分子层。
【详解】A、糖原、蛋白质等生物大分子都以碳链为基本骨架，核苷酸不属于生物大分子，A错误；
B、内质网膜、高尔基体膜、溶酶体膜都属于生物膜，生物膜以磷脂双分子层为基本骨架，B正确；
C、细胞骨架和植物细胞壁都有维持细胞形态的作用，但细胞骨架是由蛋白质纤维构成，而植物细胞壁的成分主要是纤维素和果胶，C正确；
D、在DNA结构中脱氧核糖和磷酸交替连接构成DNA分子的基本骨架，剪辑排列在内侧，D正确。
故选A。
6．下列关于DNA分子结构的叙述，错误的是（ ）
A．基本单位是核糖核苷酸
B．碱基对排列在双螺旋结构的内侧
C．基本骨架由脱氧核糖和磷酸交替连接构成
D．由两条反向平行的链组成
【答案】A
【分析】DNA的结构特点有：DNA分子是由2条反向、平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
【详解】A、DNA分子基本单位是脱氧核糖核苷酸，A错误；
BCD、DNA分子是由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，两条链上的碱基由氢键连接形成碱基对，BCD正确。
故选A。
7．DNA指纹技术在案件侦破工作中有着重要作用，从案发现场获取的生物组织材料中提取DNA样品，可为案件侦破提供证据。DNA分子可以为案件侦破提供证据的原理是不同人体内（ ）
A．DNA所含的脱氧核糖排列顺序不同
B．DNA所含的碱基排列顺序不同
C．DNA所含的磷酸排列顺序不同
D．DNA所含的核糖核苷酸排列顺序不同
【答案】B
【分析】DNA分子的多样性主要表现为构成DNA分子的四种脱氧核苷酸的种类数量和排列顺序。特异性主要表现为每个DNA分子都有特定的碱基序列。
【详解】A、脱氧核糖不具有特异性，DNA所含的脱氧核糖排列顺序相同，A错误；
B、DNA指纹根据人与人之间的遗传信息不同，遗传信息储藏在碱基对的排列顺序中，也就是所含碱基的排列顺序不同，B正确；
C、DNA所含的磷酸排列顺序相同，C错误；
D、DNA所含的脱氧核糖核苷酸排列顺序不同，D错误。
故选B。
8．下图为某生物细胞中的DNA片段模式图。下列叙述错误的是（ ）
A．①②交替连接构成DNA分子的基本骨架 B．③④可能分别是胞嘧啶和鸟嘌呤
C．①②③构成了DNA的基本单位—脱氧核苷酸 D．a链与b链反向平行并形成螺旋结构
【答案】B
【分析】DNA的双螺旋结构：①DNA分子是由两条反向平行的脱氧核苷酸长链盘旋而成的；②DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基在内侧；③两条链上的碱基通过氢键连接起来，形成碱基对且遵循碱基互补配对原则。
【详解】A、磷酸①与脱氧核糖②的交替连接构成DNA分子的基本骨架，A正确；
B、由图可知，③④之间有两个氢键，因此③④可能分别是胸腺嘧啶和腺嘌呤，因为胞嘧啶和鸟嘌呤之间是3个氢键，B错误；
C、①是磷酸，②是脱氧核糖，③是含氮碱基，①②③构成了DNA的基本单位——脱氧核苷酸，C正确；
D、图中a链与b链为互补关系，二者反向平行形成螺旋结构，D正确。
故选B。
二、非选择题
9．如图为大肠杆菌 DNA 分子结构示意图（片段）。请根据图示分析并回答下列问题：
(1)图中 1 表示 ，2 表示 。1、2、3 结合在一起的结构叫作 。
(2)DNA 的全称是 。 DNA 被彻底水解后，能产生含氮的物质是 。
(3)3 有 种，DNA 分子中 3 和 4 是通过 连接起来的。
(4)图中 DNA 分子片段中，游离的磷酸有 个。若大肠杆菌 DNA 分子的碱基 G 有 x 个，占其碱基总量的比例是 y，则该 DNA 分子的碱基之间的氢键数目是 。
【答案】(1) 磷酸（基团） 脱氧核糖 脱氧（核糖）核苷酸
(2) 脱氧核糖核酸 含氮碱基
(3) 2 氢键
(4) 2 x＋x/y
【分析】DNA分子双螺旋结构的主要特点如下：
（1）DNA分子是由两条链组成的，这两条链按反向平行方式盘旋成双螺旋结构；
（2）DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧；
（3）两条链上的碱基通过氢键连接成碱基对，并且碱基配对有一定的规律，A（腺嘌呤）一定与T（胸腺嘧啶）配对，G（鸟嘌呤）一定与C（胞嘧啶）配对，碱基之间的这种一一对应的关系，叫做碱基互补配对原则。
【详解】（1）分析图可知，图中1表示磷酸基团，2表示脱氧核糖，1、2、3 结合在一起的结构叫作脱氧（核糖）核苷酸。
（2）DNA 的全称是脱氧核糖核酸。DNA被彻底水解后的产物有磷酸、脱氧核糖和含氮碱基，其中只有含氮碱基内含有氮元素，能产生含氮的物质。
（3）3表示含氮碱基，3和4之间有三个氢键，则3有两种，DNA 分子中 3 和 4 是通过氢键连接起来的。
（4）图中DNA分子片段中，游离的磷酸基团有2个。若大肠杆菌 DNA 分子的碱基 G 有x个，占其碱基总量的比例是 y，根据碱基互补配对原则可知，G、C碱基对为x，腺嘌呤＝胸腺嘧啶＝x/y×1/2－x，由于G、C碱基对之间的氢键是三个，A、T碱基对之间的氢键是两个，因此DNA分子的碱基之间的氢键数是3x＋2×[x/y×1/2－x]＝x+x/y。
1．下列关于“骨架或支架”的叙述，正确的是（ ）
A．DNA分子中的脱氧核糖和磷酸交替连接，排列在外侧构成基本骨架
B．磷脂双分子层构成了细胞膜的基本支架，其他生物膜不一定有此支架
C．真核细胞中有由纤维素组成的细胞骨架，具有物质运输、能量转换等功能
D．生物大分子以单体为骨架，每一个单体都以碳原子构成的碳链为基本骨架
【答案】A
【分析】细胞膜等生物膜的基本骨架是磷脂双分子层；碳链是生物大分子的基本骨架；DNA分子的基本骨架是磷酸和脱氧核糖交替链接排列在外侧；细胞骨架是由蛋白质纤维组成的。
【详解】A、脱氧核糖和磷酸交替连接排列在外侧，构成DNA分子的基本骨架，A正确；
B、细胞膜和其他生物膜的基本骨架都是磷脂双分子层，B错误；
C、真核细胞中的细胞骨架是由蛋白质纤维组成的网状结构，与细胞运动、分裂、分化以及物质运输、能量转换、信息传递等生命活动有关，C错误；
D、生物大分子是由许多单体聚合而成的多聚体，每一个单体都以若干个相连的碳原子构成的碳链为基本骨架，即生物大分子以碳链为骨架，D错误。
故选A。
2．下图是DNA分子部分片段的结构示意图。下列叙述正确的是（　　）
A．图中共有6种脱氧核苷酸
B．④表示1分子鸟嘌呤脱氧核苷酸
C．②和③交替连接构成DNA的基本骨架
D．两条脱氧核苷酸链的碱基通过⑤氢键配对
【答案】D
【分析】题图分析：图为DNA分子部分结构示意图，其中①磷酸，②为脱氧核糖，③为鸟嘌呤，④包括一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子鸟嘌呤，但不能表示鸟嘌呤脱氧核苷酸，⑤为氢键。
【详解】A、图中含有A、T、C、G四种碱基，共有4种脱氧核苷酸，A错误；
B、④包括一分子磷酸、一分子脱氧核糖和一分子鸟嘌呤，但不是鸟嘌呤脱氧核苷酸，②③和②下面的一个磷酸可组成鸟嘌呤脱氧核苷酸，B错误；
C、DNA骨架是由①磷酸和②脱氧核糖交替连接排列在外侧形成，C错误；
D、两条脱氧核苷酸链的碱基通过⑤氢键配对，DNA分子的稳定性与⑤氢键的多少有关，氢键数量越多，其越稳定，D正确。
故选D。
3．下图为核苷酸链的结构示意图。下列叙述错误的是（ ）
A．能构成一个完整核苷酸的是图中的a
B．图中的每个五碳糖都只与1个磷酸基团相连
C．图中的A在细胞中可形成2种核苷酸
D．若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看，缺少的碱基是T
【答案】B
【分析】1、分析题图可知，该图是由核苷酸形成的核苷酸链，核苷酸由1分子磷酸、1分子五碳糖和1分子含氮碱基组成，核苷酸之间通过磷酸二酯键连接形成核苷酸链。
2、核酸包括DNA和RNA，DNA基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由一分子磷酸、一分子脱氧核糖，一分子含氮碱基组成，四种碱基分别是A、T、C、G。DNA主要分布在细胞核中。RNA的基本组成单位是核糖核苷酸，核糖核苷酸由一分子磷酸、一分子核糖，一分子含氮碱基组成，四种碱基分别是A、U、C、G。RNA主要分布在细胞质中。
【详解】A、核苷酸是核酸的基本组成单位，每个核苷酸由一分子的磷酸、一分子的五碳糖和一分子的含氮碱基组成，且磷酸和五碳糖的第五号碳原子相连，所以能构成一个完整核苷酸的是图中的a，A正确；
B、由题图可知，只有核苷酸链的末端五碳糖与1个磷酸相连，其余均与2个磷酸相连，B错误；
C、图中的A在细胞中可形成腺嘌呤核糖核苷酸和腺嘌呤脱氧核苷酸，共2种核苷酸，C正确；
D、脱氧核糖核苷酸根据碱基不同分为：腺嘌呤（A）脱氧核苷酸、鸟嘌呤（G）脱氧核苷酸、胞嘧啶（C）脱氧核苷酸、胸腺嘧啶（T）脱氧核苷酸，因此若该链为脱氧核苷酸链，从碱基组成上看缺少的是胸腺嘧啶碱基T，D正确。
故选B。
4．对下图中DNA分子结构的描述正确的是（　　）
A．④的名称是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸
B．DNA分子中③的序列代表了遗传信息
C．图中包含了构成DNA的四种核糖核苷酸
D．②和③交替链接，构成了DNA分子的基本骨架
【答案】B
【分析】分析图：①是磷酸，②是脱氧核糖，③是含氮碱基，④是一分子磷酸+一分子脱氧核糖+一分子胞嘧啶，但不是胞嘧啶脱氧核苷酸，⑤、⑥、⑦、⑧都表示含氮碱基（⑤是腺嘌呤、⑥是鸟嘌呤、⑦是胞嘧啶、⑧是胸腺嘧啶），⑨是氢键。
【详解】A、图中的①是胸腺嘧啶脱氧核苷酸的磷酸基团，而不是胞嘧啶脱氧核糖核苷酸的磷酸基团，所以④四不能表示胞嘧啶脱氧核糖核苷酸，A错误；
B、③是碱基，DNA分子中的遗传信息指的是碱基的数量和排列顺序，B正确；
C、该图为DNA分子结构，DNA的基本单位是脱氧核苷酸，因此图中包含了构成DNA的四种脱氧核糖核苷酸，C错误；
D、DNA分子的基本骨架磷酸和脱氧核糖，②是脱氧核糖，③是碱基，D错误。
故选B。
5．在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人身份。其生物学依据是（ ）
A．生物体的遗传信息都储存在 DNA 中
B．遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中
C．DNA 分子具有多样性
D．每个 DNA 分子的碱基有特定排列顺序
【答案】D
【分析】DNA分子具有：
（1）稳定性：是指DNA分子双螺旋空间结构的相对稳定性；
（2）多样性：构成DNA分子的脱氧核苷酸虽只有4种，配对方式仅2种，但其数目却可以成千上万，更重要的是形成碱基对的排列顺序可以千变万化，从而决定了DNA分子的多样性；
（3）特异性：每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性。
【详解】A、生物体的遗传信息不都储存在 DNA 中，因为有些病毒的遗传物质是RNA，A错误；
B、DNA中的遗传信息蕴藏在碱基的排列顺序之中，即DNA中的遗传信息储存在碱基的排列顺序中，但这不是DNA用于鉴别个人身份的依据，B错误；
C、 DNA 分子中碱基的排列顺序多种多样，因而DNA分子具有多样性，这不是DNA用于鉴别个人身份的依据，C错误；
D、每个特定的DNA分子中具有特定的碱基排列顺序，而特定的排列顺序代表着特定的遗传信息，所以每个特定的DNA分子中都贮存着特定的遗传信息，这种特定的碱基排列顺序就决定了DNA分子的特异性，因此，在刑侦领域，DNA分子能像指纹一样用来鉴定个人身份，其依据的就是DNA分子的特异性，D正确。
故选D。
1．下图为染色体、染色质和DNA的示意图。请据图回答问题。
(1)从图中可以看出DNA分子具有 结构（空间结构），并由两条平行且方向 的长链组成。
(2)图中①、②、⑤代表的分别是 （填中文名称），⑦代表的是 。相对的碱基对通过 连接，排列在内侧，并且遵循 原则。
(3)若该双链DNA片段中，A占23%，其中一条链中的C占该单链的24%，则另一条链中的C占该单链碱基总数的比例为 。
【答案】(1) 双螺旋 相反
(2) 胞嘧啶、腺嘌呤 、脱氧核糖 胸腺嘧啶脱氧核苷酸 氢键 碱基互补配对
(3)30%/3/10
【分析】DNA分子的基本组成单位是脱氧核苷酸，脱氧核苷酸由磷酸二酯键连接形成脱氧核苷酸链，DNA分子一般由2条反向平行的脱氧核苷酸链组成的规则的双螺旋结构，磷酸和脱氧核糖交替连接排列在外侧，构成基本骨架，碱基排列在内侧，由氢键连接形成碱基对，两条链上的碱基遵循A与T配对、G与C配对的碱基互补配对原则。
【详解】（1）从图中可以看出DNA分子具有双螺旋结构（空间结构），并由两条平行且方向相反的长链组成。
（2）据图可知，根据碱基互补配对原则可知，①与G配对，①是胞嘧啶，②与T配对，②是腺嘌呤，⑤是脱氧核糖，⑦代表的是胸腺嘧啶脱氧核苷酸，两条链相对的碱基对通过氢键连接，排列在内侧，并且遵循碱基互补配对原则。
（3）双链DNA中，任意不互补碱基之和占碱基总数的50%，即A%+C%=50%，即A占23%，则C占27%， 假设为C1%=24%， 则另一条链中的C占该单链碱基总数的比例C2%=（27%-24%÷2）×2=30%。
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