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高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》专题2 微生物的培养与应用课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数学案设计
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这是一份高中生物人教版 (新课标)选修1《生物技术实践》专题2 微生物的培养与应用课题2 土壤中分解尿素的细菌的分离与计数学案设计，共5页。学案主要包含了理论基础，实验设计等内容，欢迎下载使用。
考点要求
1．研究培养基对微生物的选择作用，进行微生物数量的测定。
2．能利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数。
双基过关
一、理论基础
1．筛选菌株
(1)实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于 生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时 或 其他微生物生长。
(2)选择培养基：在微生物学中，将允许 种类的微生物生长，同时 和 其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。
（3）配制选择培养基的依据
根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如，培养基中不加入有机物可以选择培养 微生物；培养基中不加入氮元素，可以选择培养 ；的微生物.加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。
2．统计菌落数目
（1）测定微生物数量的常用方法有 和 。
（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理
当样品的 足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个 。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在 的平板进行计数。此外，测定微生物数量的常用方法还有 直接计数。
3．设置对照
设置对照的主要目的是排除实验组中 对实验结果的影响，提高实验结果的 。例如为了排除培养基是否被杂菌污染了，需以培养 的培养基作为空白对照。
二、实验设计
关于土壤中某样品细菌的分离与计数实验操作步骤如下：
1． 取样：从肥沃、湿润的土壤中取样。应先 3 cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的 中。
2．制备 ：准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基
将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显 选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基可以作为 ，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。
3．微生物的 与观察
将10g土样加入盛有90 mL无菌生理盐水的锥形瓶中(体积为250 mL)，充分摇匀，吸取上清液 ，转移至盛有 的生理盐水的无菌大试管中，将土样以1、101、102…… 依次等比稀释至107稀释度，并按照由107～103稀释度的顺序分别吸取 进行平板涂布操作。每个稀释度下需要3个选择培养基、1个牛肉膏蛋白胨培养基。 将涂布好的培养皿放在30℃温度下培养，及时观察和记录。 挑选选择培养基中不同形态的菌落接入含 培养基的斜面中，观察能否产生如教材中图2-lO的颜色反应。
4．细菌的计数
当菌落数目稳定时，选取菌落数在 的平板进行计数。在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出 ，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。
三：思考与讨论
（1）如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
（2）为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？
四：典例分析
类型一 选择培养基的配制
【例1】分析下面培养基的配方：KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂。请回答：
(1)在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别 和 。
(2)想一想这种培养基对微生物是否具有选择作用?如果具有，又是如何进行选择的?
类型二 统计菌落数目
【例2】用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中．得到以下几种统计结果，正确的是…( )
A．涂布了一个平板，统计的菌落数是230
B．涂布了两个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238
C．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和2墨6，取平均值163
D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是2l0、240和250，取平均值233
类型三 设置对照
【例3】用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是 ( )
A．未接种的选择培养基
B．未接种的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
C．接种了的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
D．接种了的选择培养基
基础自测
一、选择题
1．PCR技术要求使用耐高温的DNA聚合酶，这种酶要能忍受93℃左右的高温。如果请你来寻找这种耐高温的酶，你会去哪里寻找………( )
A．土壤中 B．海水中 C．热泉中 D．冷库中
2．下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是………………( )
A．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂、水
B．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、琼脂、水
C．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、尿素、琼脂、水
D．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水；
3.某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每克样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)…( )
A．2.34×108 B．2.34×109 C．234 D．23.4
4.在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应106培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生原因( )
①由于土样不同 ②由于培养基污染 ③由于操作失误 ④没有设置对照
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
5.关于土壤取样的叙述错误的是………( )
A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤 B．先铲去表层土3cm左右，再取样
C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌 D．应在火焰旁称取土壤
6.下列关于从土壤中分离细菌的操作步骤中，正确的是…………( )
①土壤取样 ②称取10g土壤取出加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中 ③吸取0.1mL进行平板涂布 ④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度
A．①→②→③→④ B．①→③→②→④ C．①→②→④→③ D．①→④→②→③
7.下列关于测定土壤中细菌数量的叙述，正确的是………( )
A．一般选用103～107倍的稀液分别涂布
B．测定放线菌的数量，一般选用103、lO 4和105倍稀释
C．测定真菌的数量，一般选用103、104和105倍稀释
D．当第一次测量某种细菌的数量，可以将101～107倍的稀释液分别涂布到平板上培养
8.下列关于微生物的培养叙述错误的是( )
A．细菌一般在30～37℃的温度下培养1～2 d
B．放线菌一般在25～28℃的温度下培养5～7 d
C．霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4 d
D．不同种类的微生物，一般需要相同的培养温度和培养时间
9.下列操作需要在火焰旁进行的一组是( )
①土壤取样 ②称取土壤 ③稀释土壤溶液 ④涂布平板 ⑤微生物的培养
A．①②③④⑤ B．②③④⑤④⑤ C．③④⑤ D．②③④
10.下列可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是 …………( )
A．以尿素为唯一氮源的培养基中加人酚红指示剂
B．以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂
C．以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹Ⅲ试剂
D．以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂
11.土壤取样时最好选择哪种环境中的土壤做分离细菌的实验……( )
A．街道旁 B．花盆中 C．农田中 D．菜园里
二、非选择题
12.统计菌落数目一般用稀释涂布平板法，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个 ，来源于样品稀释液中的一个 。计数时一般选择菌落数在 的平板计数。
13.在做本课题实验时，一位同学在稀释倍数为106的培养基中涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212和256，该同学以这3个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。你认为这一结果是否接近真实值?如果需要改进，如何改进?
14.在进行操作本课题实验时应特别注意： 、 、 。
15．在做本课题实验时，甲同学筛选出的菌落与其他同学不同，并且他在设计实验时并没有设置对照。思考下列问题：
(1)你认为出现甲同学这种结果的原因可能是什么?
(2)要帮助甲同学排除可能影响实验结果的因素，需要设置 ，实验方案有两种：一种方案是可以由其他同学用与甲同学 进行实验，如果结果与甲同学一致，则证明甲同学 ，如果结果不同，则证明甲同学存在操作 或 的配制有问题。另一种方案是将甲同学配制的培养基在不加 的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到 。
(3)由此问题你得出的启示是什么?
16．在105稀释度下求出3个平板上菌落数的平均值是63，那么每克样品中的菌落数是多少?
参考答案：
一、1（1）目的菌珠 抑制 阻止 （2）特定 抑制 阻止(3)自养 能固氮的微生物；
2(1)有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。(2).稀释度 细菌 30-300 显微镜
3.非测试因素 可信度 无杂菌污染
二、1. 土壤，铲去表层土。2. 培养基 多于 对照 3.培养 1ml 9ml 0.1mL 4.30-300 平均数
三：思考与讨论
1统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值，然后按课本旁栏的公式进行计算
2这是因为土壤中各类微生物的数量（单位：株/kg）是不同的，例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧细菌数约为2185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为23.1万。因此，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
四：典例分析
类型一 选择培养基的配制
1解析：碳源是提供碳元素的物质，氮源是提供氮元素的物质。所以碳源是葡萄糖，氮源是尿素。绝大多数生物都能利用葡萄糖，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，所以这种培养基对微生物有选择作用。选择的原则是只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
答案：(1)葡萄糖 尿素 (2)有选择作用。因为此配方中尿素是唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
启示：选择培养基筛选微生物的原理：人为提供有利于目的茵株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。
2 解析：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板．作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，所以 A、B不正确。C项虽涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与另两个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，因此，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。
答案：D
启示：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组；在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需重新实验。
3 解析：将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照遵循的原则是单一变量，所以与选择培养基一样接种、培养。
答案：C
启示：对照实验是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照实验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。
基础自测
一、1．C 2．A 3．B 4．A 5．C 6．C 7．B 8．D 9．D 10．A 11．D
二、12．菌落 活菌 30～300 13．不接近真实值，需要重新实验。
14．无菌操作 作好标记 规划时间
15．(1)可能的原因有两种：一是由于土样不同，二是由于培养基污染或操作失误。
(2) 对照实验 一样的土样 ， 无误， 失误 培养基 土样 污染。
(3)启示：做实验时一定要设置对照。
16．6.3×107。
w.zxxk.c
zxxk
考点要求
1．研究培养基对微生物的选择作用，进行微生物数量的测定。
2．能利用选择培养基分离细菌，运用相关技术解决生产生活中有关微生物的计数。
双基过关
一、理论基础
1．筛选菌株
(1)实验室中微生物筛选的原理：人为提供有利于 生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时 或 其他微生物生长。
(2)选择培养基：在微生物学中，将允许 种类的微生物生长，同时 和 其他种类微生物生长的培养基，称作选择培养基。
（3）配制选择培养基的依据
根据选择培养的菌种的生理代谢特点加入某种物质以达到选择的目的。例如，培养基中不加入有机物可以选择培养 微生物；培养基中不加入氮元素，可以选择培养 ；的微生物.加入高浓度的食盐可选择培养金黄色葡萄球菌等。
2．统计菌落数目
（1）测定微生物数量的常用方法有 和 。
（2）稀释涂布平板法统计样品中活菌的数目的原理
当样品的 足够高时，培养基表面生长的一个菌落，来源于样品稀释液中的一个 。通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌。为了保证结果准确，一般选择菌落数在 的平板进行计数。此外，测定微生物数量的常用方法还有 直接计数。
3．设置对照
设置对照的主要目的是排除实验组中 对实验结果的影响，提高实验结果的 。例如为了排除培养基是否被杂菌污染了，需以培养 的培养基作为空白对照。
二、实验设计
关于土壤中某样品细菌的分离与计数实验操作步骤如下：
1． 取样：从肥沃、湿润的土壤中取样。应先 3 cm左右，再取样，将样品装入事先准备好的 中。
2．制备 ：准备牛肉膏蛋白胨培养基和选择培养基
将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显 选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基可以作为 ，用来判断选择培养基是否起到了选择作用。
3．微生物的 与观察
将10g土样加入盛有90 mL无菌生理盐水的锥形瓶中(体积为250 mL)，充分摇匀，吸取上清液 ，转移至盛有 的生理盐水的无菌大试管中，将土样以1、101、102…… 依次等比稀释至107稀释度，并按照由107～103稀释度的顺序分别吸取 进行平板涂布操作。每个稀释度下需要3个选择培养基、1个牛肉膏蛋白胨培养基。 将涂布好的培养皿放在30℃温度下培养，及时观察和记录。 挑选选择培养基中不同形态的菌落接入含 培养基的斜面中，观察能否产生如教材中图2-lO的颜色反应。
4．细菌的计数
当菌落数目稳定时，选取菌落数在 的平板进行计数。在同一稀释度下，至少对3个平板进行重复计数，然后求出 ，并根据平板所对应的稀释度计算出样品中细菌的数目。
三：思考与讨论
（1）如何从平板上的菌落数推测出每克样品中的菌落数？
（2）为什么分离不同的微生物要采用不同的稀释度？测定土壤中细菌的总量和测定土壤中能分解尿素的细菌的数量，选用的稀释范围相同吗？
四：典例分析
类型一 选择培养基的配制
【例1】分析下面培养基的配方：KH2PO4、Na2HPO4、MgSO4·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂。请回答：
(1)在该培养基的配方中，为微生物的生长提供碳源和氮源的分别 和 。
(2)想一想这种培养基对微生物是否具有选择作用?如果具有，又是如何进行选择的?
类型二 统计菌落数目
【例2】用稀释涂布平板法测定同一土壤样品中的细菌数，在对应稀释倍数为106的培养基中．得到以下几种统计结果，正确的是…( )
A．涂布了一个平板，统计的菌落数是230
B．涂布了两个平板，统计的菌落数是215和260，取平均值238
C．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是21、212和2墨6，取平均值163
D．涂布了三个平板，统计的菌落数分别是2l0、240和250，取平均值233
类型三 设置对照
【例3】用来判断选择培养基是否起到了选择作用需要设置的对照是 ( )
A．未接种的选择培养基
B．未接种的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
C．接种了的牛肉膏蛋白胨(全营养)培养基
D．接种了的选择培养基
基础自测
一、选择题
1．PCR技术要求使用耐高温的DNA聚合酶，这种酶要能忍受93℃左右的高温。如果请你来寻找这种耐高温的酶，你会去哪里寻找………( )
A．土壤中 B．海水中 C．热泉中 D．冷库中
2．下列能选择出分解尿素的细菌的培养基是………………( )
A．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、尿素、琼脂、水
B．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、葡萄糖、琼脂、水
C．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、尿素、琼脂、水
D．KH2PO4、Na2HP04、MgS04·7H20、牛肉膏、蛋白胨、琼脂、水；
3.某同学在稀释倍数为106的培养基中测得平板上菌落数的平均值为234，那么每克样品中的菌落数是(涂布平板时所用稀释液的体积为0.1mL)…( )
A．2.34×108 B．2.34×109 C．234 D．23.4
4.在做分离分解尿素的细菌实验时，A同学从对应106培养基上筛选出大约150个菌落，而其他同学只选择出大约50个菌落。A同学的结果产生原因( )
①由于土样不同 ②由于培养基污染 ③由于操作失误 ④没有设置对照
A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②④
5.关于土壤取样的叙述错误的是………( )
A．土壤取样，应选取肥沃、湿润的土壤 B．先铲去表层土3cm左右，再取样
C．取样用的小铁铲和信封在使用前不用灭菌 D．应在火焰旁称取土壤
6.下列关于从土壤中分离细菌的操作步骤中，正确的是…………( )
①土壤取样 ②称取10g土壤取出加入盛有90mL无菌水的锥形瓶中 ③吸取0.1mL进行平板涂布 ④依次稀释至101、102、103、104、105、106、107稀释度
A．①→②→③→④ B．①→③→②→④ C．①→②→④→③ D．①→④→②→③
7.下列关于测定土壤中细菌数量的叙述，正确的是………( )
A．一般选用103～107倍的稀液分别涂布
B．测定放线菌的数量，一般选用103、lO 4和105倍稀释
C．测定真菌的数量，一般选用103、104和105倍稀释
D．当第一次测量某种细菌的数量，可以将101～107倍的稀释液分别涂布到平板上培养
8.下列关于微生物的培养叙述错误的是( )
A．细菌一般在30～37℃的温度下培养1～2 d
B．放线菌一般在25～28℃的温度下培养5～7 d
C．霉菌一般在25～28℃的温度下培养3～4 d
D．不同种类的微生物，一般需要相同的培养温度和培养时间
9.下列操作需要在火焰旁进行的一组是( )
①土壤取样 ②称取土壤 ③稀释土壤溶液 ④涂布平板 ⑤微生物的培养
A．①②③④⑤ B．②③④⑤④⑤ C．③④⑤ D．②③④
10.下列可以鉴定出分解尿素的细菌的方法是 …………( )
A．以尿素为唯一氮源的培养基中加人酚红指示剂
B．以尿素为唯一氮源的培养基中加入二苯胺试剂
C．以尿素为唯一氮源的培养基中加入苏丹Ⅲ试剂
D．以尿素为唯一氮源的培养基中加入双缩脲试剂
11.土壤取样时最好选择哪种环境中的土壤做分离细菌的实验……( )
A．街道旁 B．花盆中 C．农田中 D．菜园里
二、非选择题
12.统计菌落数目一般用稀释涂布平板法，当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个 ，来源于样品稀释液中的一个 。计数时一般选择菌落数在 的平板计数。
13.在做本课题实验时，一位同学在稀释倍数为106的培养基中涂布了3个平板，统计的菌落数分别为21、212和256，该同学以这3个平板上菌落数的平均值163作为统计结果。你认为这一结果是否接近真实值?如果需要改进，如何改进?
14.在进行操作本课题实验时应特别注意： 、 、 。
15．在做本课题实验时，甲同学筛选出的菌落与其他同学不同，并且他在设计实验时并没有设置对照。思考下列问题：
(1)你认为出现甲同学这种结果的原因可能是什么?
(2)要帮助甲同学排除可能影响实验结果的因素，需要设置 ，实验方案有两种：一种方案是可以由其他同学用与甲同学 进行实验，如果结果与甲同学一致，则证明甲同学 ，如果结果不同，则证明甲同学存在操作 或 的配制有问题。另一种方案是将甲同学配制的培养基在不加 的情况下进行培养，作为空白对照，以证明培养基是否受到 。
(3)由此问题你得出的启示是什么?
16．在105稀释度下求出3个平板上菌落数的平均值是63，那么每克样品中的菌落数是多少?
参考答案：
一、1（1）目的菌珠 抑制 阻止 （2）特定 抑制 阻止(3)自养 能固氮的微生物；
2(1)有稀释涂布平板法和显微镜直接计数。(2).稀释度 细菌 30-300 显微镜
3.非测试因素 可信度 无杂菌污染
二、1. 土壤，铲去表层土。2. 培养基 多于 对照 3.培养 1ml 9ml 0.1mL 4.30-300 平均数
三：思考与讨论
1统计某一稀释度下平板上的菌落数，最好能统计3个平板，计算出平板菌落数的平均值，然后按课本旁栏的公式进行计算
2这是因为土壤中各类微生物的数量（单位：株/kg）是不同的，例如在干旱土壤中的上层样本中：好氧及兼性厌氧细菌数约为2185万，放线菌数约为477万，霉菌数约为23.1万。因此，为获得不同类型的微生物，就需要按不同的稀释度进行分离，同时还应当有针对性地提供选择培养的条件。
四：典例分析
类型一 选择培养基的配制
1解析：碳源是提供碳元素的物质，氮源是提供氮元素的物质。所以碳源是葡萄糖，氮源是尿素。绝大多数生物都能利用葡萄糖，但是，只有能合成脲酶的微生物才能分解尿素，所以这种培养基对微生物有选择作用。选择的原则是只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
答案：(1)葡萄糖 尿素 (2)有选择作用。因为此配方中尿素是唯一氮源，因此，只有能够利用尿素的微生物才能够生长。
启示：选择培养基筛选微生物的原理：人为提供有利于目的茵株生长的条件(包括营养、温度、pH等)，同时抑制或阻止其他微生物生长。
2 解析：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板．作为重复组，才能增强实验的说服力与准确性，所以 A、B不正确。C项虽涂布了3个平板，但是，其中1个平板的计数结果与另两个相差太远，说明在操作过程中可能出现了错误，因此，不能简单地将3个平板的计数值用来求平均值。
答案：D
启示：在设计实验时，一定要涂布至少3个平板作为重复组；在分析实验结果时，一定要考虑所设置的重复组的结果是否一致，结果不一致，意味着操作有误，需重新实验。
3 解析：将菌液稀释相同的倍数，在牛肉膏蛋白胨培养基上生长的菌落数目应明显多于选择培养基上的数目，因此，牛肉膏蛋白胨培养基作为对照。对照遵循的原则是单一变量，所以与选择培养基一样接种、培养。
答案：C
启示：对照实验是指除了被测试的条件以外，其他条件都相同的实验，其作用是比照实验组，排除任何其他可能原因的干扰，证明确实是所测试的条件引起相应的结果。
基础自测
一、1．C 2．A 3．B 4．A 5．C 6．C 7．B 8．D 9．D 10．A 11．D
二、12．菌落 活菌 30～300 13．不接近真实值，需要重新实验。
14．无菌操作 作好标记 规划时间
15．(1)可能的原因有两种：一是由于土样不同，二是由于培养基污染或操作失误。
(2) 对照实验 一样的土样 ， 无误， 失误 培养基 土样 污染。
(3)启示：做实验时一定要设置对照。
16．6.3×107。
w.zxxk.c
zxxk
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