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第8课时　细胞器之间的协调配合及生物膜系统
举例说明细胞各部分结构之间相互联系、协调一致，共同执行细胞的各项生命活动。
考点一　细胞器之间的协调配合
1．分泌蛋白
2．细胞器之间的协调配合（以分泌蛋白的合成、加工、运输过程为例）
(1)膜蛋白的形成与核糖体有关，与内质网、高尔基体无关。(　×　)
(2)生物膜之间通过囊泡的转移实现膜成分的更新，依赖于生物膜的选择透过性。(　×　)
(3)分泌蛋白先经过高尔基体再经过内质网分泌到细胞外。(　×　)
(4)分泌蛋白的修饰、加工由内质网完成，由高尔基体分类、包装和发送。(　×　)
(5)（必修1 P52图3－8推理）研究发现，核糖体合成的分泌蛋白有信号序列，而从内质网输出的蛋白质不含信号序列，推测其原因可能是分泌蛋白的信号序列在内质网中被剪切掉了。
【情境应用】　下图为高等动物细胞内蛋白质合成、加工及定向转运的主要途径示意图，其中a～f表示相应的细胞结构，①～⑧表示相应的生理过程。
【问题探究】　
(1)结构a的名称是什么？结构a上发生的化学反应是什么？
提示：核糖体；脱水缩合反应。
(2)分泌蛋白合成并分泌的过程依次是什么（填序号）？通过⑤⑥途径合成的蛋白质除图示去向外，还有哪些可能的去向？
提示：⑤⑥⑧；成为溶酶体中的水解酶。
(3)细胞内进行⑤⑥过程时，细胞不断有囊泡融合到细胞膜上，细胞膜的面积暂时会增加，但总体上仍能保持相对稳定，原因是什么？
提示：细胞膜与内质网膜直接相连，细胞膜可以转化为内质网膜。
“模型法”理解分泌蛋白合成及分泌过程中的变化
1．膜面积的变化模型
2．放射性的变化模型
考向 结合分泌蛋白的合成和运输过程，考查生命观念与科学思维
1．（2023·重庆卷）下列细胞结构，对真核细胞合成多肽链作用最小的是(　A　)
A．高尔基体 B．线粒体
C．核糖体 D．细胞核
解析：真核细胞的肽链是以在细胞核中转录生成的mRNA为模板，在核糖体上经过翻译过程生成的，此过程需要线粒体供能。高尔基体主要参与由肽链到蛋白质的加工过程，故高尔基体对真核细胞合成多肽链的作用最小。
2．（2024·浙江卷）浆细胞合成抗体分子时，先合成的一段肽链（信号肽）与细胞质中的信号识别颗粒(SRP)结合，肽链合成暂时停止。待SRP与内质网上SRP受体结合后，核糖体附着到内质网膜上，将已合成的多肽链经由SRP受体内的通道送入内质网腔，继续翻译直至完成整个多肽链的合成并分泌到细胞外。下列叙述正确的是(　A　)
A．SRP与信号肽的识别与结合具有特异性
B．SRP受体缺陷的细胞无法合成多肽链
C．核糖体和内质网之间通过囊泡转移多肽链
D．生长激素和性激素均通过此途径合成并分泌
解析：SRP参与抗体等分泌蛋白的合成，呼吸酶等胞内蛋白无须SRP参与，所以SRP与信号肽的识别与结合具有特异性，A正确；SRP受体缺陷的细胞可以合成部分多肽链，如构成呼吸酶的多肽链等，B错误；核糖体和内质网之间通过SRP受体内的通道转移多肽链，同时核糖体是无膜细胞器，不能形成囊泡，C错误；生长激素通过此途径合成并分泌，性激素属于固醇，不需要通过该途径合成并分泌，D错误。
四类常见的分泌蛋白
考点二　细胞的生物膜系统
1．生物膜系统的组成和功能
2．各种生物膜之间的联系
(1)生物膜系统指生物体内的所有膜结构，所以口腔黏膜、胃黏膜等也属于生物膜系统。(　×　)
(2)细胞膜、内质网、中心体都属于生物膜系统。(　×　)
(3)原核细胞的生物膜系统由细胞膜和核膜组成，病毒无生物膜系统。(　×　)
(4)（必修1 P53“与社会的联系”）人工合成的膜材料已用于疾病的治疗。透析型人工肾替代病变的肾行使功能，其中起关键作用的血液透析膜的作用是把病人血液中的代谢废物透析掉，让干净的血液返回病人体内。
考向1围绕生物膜系统的结构考查科学思维
1．（2024·江苏卷）图中①～④表示人体细胞的不同结构。下列相关叙述错误的是(　A　)
A．①～④构成细胞完整的生物膜系统
B．溶酶体能清除衰老或损伤的①②③
C．③的膜具有一定的流动性
D．④转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关
解析：完整的生物膜系统包括细胞膜、核膜和细胞器膜，而图中①是线粒体，②是内质网，③是高尔基体，④是囊泡，故①～④不能构成细胞完整的生物膜系统，A错误；溶酶体能够清除衰老、受损的细胞器，所以能够清除衰老或损伤的①②③，B正确；③高尔基体能够产生囊泡，其膜具有一定的流动性，C正确；细胞骨架与物质运输有关，所以④囊泡转运分泌蛋白与细胞骨架密切相关，D正确。
2．（2025·广东广州模拟）如图为某哺乳动物体细胞中几种生物膜主要成分的相对含量。下列叙述错误的是(　C　)
A．组成以上生物膜的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以运动的
B．高尔基体膜与内质网膜各物质相对含量相似，与两者之间的物质交换有关
C．成熟红细胞的质膜与高尔基体膜之间具有膜融合现象
D．线粒体内膜蛋白质相对含量最高，与其参与有氧呼吸有关
解析：图中的生物膜主要由脂质和蛋白质组成，且其中的磷脂分子和大多数蛋白质分子是可以流动的，因此这些生物膜具有流动性，A正确；高尔基体膜与内质网膜各物质相对含量相似，与高尔基体和内质网之间不断进行物质交换有关，B正确；哺乳动物成熟的红细胞没有高尔基体，C错误；功能越复杂的生物膜，蛋白质的种类和数量越多，由表格内容可知，线粒体内膜的蛋白质相对含量最高，与其参与有氧呼吸有关，D正确。
考向2 围绕生物膜系统的功能考查生命观念和科学思维
3．（2024·安徽卷）真核细胞的质膜、细胞器膜和核膜等共同构成生物膜系统。下列叙述正确的是(　B　)
A．液泡膜上的一种载体蛋白只能主动转运一种分子或离子
B.水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞
C．根尖分生区细胞的核膜在分裂间期解体，在分裂末期重建
D．[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体基质和内膜上
解析：液泡膜上的一种载体蛋白能转运一种或一类分子或离子，A错误；水分子主要通过质膜上的水通道蛋白进出肾小管上皮细胞，B正确；根尖分生区细胞的核膜在分裂前期解体，在分裂末期重建，C错误；[H]与氧结合生成水并形成ATP的过程发生在线粒体内膜上，D错误。
4．（2025·河南信阳模拟）真核细胞中生物膜把各种细胞器分隔开来，如同一个个小的区室。各区室之间物质的输送通常是以膜泡的方式进行。下列说法错误的是(　C　)
A．内质网膜会形成小泡，把合成的蛋白质包裹起来，移向高尔基体并与之融合
B.在动物、真菌细胞中，高尔基体可以断裂产生由膜包被的小泡形成溶酶体
C．植物细胞有丝分裂时，核膜解体形成的小泡会聚集到赤道板位置形成新的细胞壁
D．成熟植物细胞中的大液泡是由分散的小液泡逐渐融合发展形成的
解析：分泌蛋白合成与分泌过程：核糖体合成肽链→内质网进行粗加工→内质网“出芽”形成囊泡→高尔基体进行再加工形成成熟的蛋白质→经细胞膜胞吐分泌到细胞外，故内质网膜会形成小泡，把合成的蛋白质包裹起来，移向高尔基体并与之融合，A正确；高尔基体能加工蛋白质，由高尔基体断裂产生的、由单位膜包被的小泡，可形成溶酶体，B正确；植物细胞有丝分裂末期，赤道板位置出现细胞板，细胞板向四周延伸形成细胞壁，而植物细胞壁的形成与高尔基体有关，因此赤道板附近聚集的小泡是由高尔基体形成的，C错误；植物细胞中的大液泡是由很少几个分散的小液泡由小长大，逐渐合并发展而来的，D正确。
1．（2022·浙江卷）动物细胞中某消化酶的合成、加工与分泌的部分过程如图所示。下列叙述正确的是(　C　)
A．光面内质网是合成该酶的场所
B．核糖体能形成包裹该酶的小泡
C．高尔基体具有分拣和转运该酶的作用
D．该酶的分泌通过细胞的胞吞作用实现
解析：光面内质网是脂质合成的场所，消化酶是分泌蛋白，在游离的核糖体上开始合成，A错误；核糖体无膜结构，不能形成小泡包裹该酶，B错误；高尔基体能对蛋白质进行加工、分类、包装、发送，具有分拣和转运消化酶等分泌蛋白的作用，C正确；该酶的分泌通过细胞的胞吐作用实现，D错误。
2．（2022·广东卷）酵母菌sec 系列基因的突变会影响分泌蛋白的分泌过程，某突变酵母菌菌株的分泌蛋白最终积累在高尔基体中。此外，还可能检测到分泌蛋白的场所是(　D　)
A．线粒体、囊泡
B．内质网、细胞外
C．线粒体、细胞质基质
D．内质网、囊泡
解析：线粒体为分泌蛋白的合成、加工、运输提供能量，分泌蛋白不会进入线粒体，A、C错误；根据题意可知，该突变酵母菌株的分泌蛋白在高尔基体中积累，不会分泌到细胞外，B错误；内质网中初步加工的分泌蛋白以囊泡的形式转移到高尔基体，内质网、囊泡中还可能检测到分泌蛋白，D正确。
3．（2023·浙江卷）囊泡运输是细胞内重要的运输方式。没有囊泡运输的精确运行，细胞将陷入混乱状态。下列叙述正确的是(　A　)
A．囊泡的运输依赖于细胞骨架
B．囊泡可来自核糖体、内质网等细胞器
C．囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的选择透过性
D．囊泡将细胞内所有结构形成统一的整体
解析：囊泡在细胞内的运输依赖于细胞骨架，A正确；核糖体无膜结构，不能形成囊泡，B错误；囊泡与细胞膜的融合依赖于膜的流动性，C错误；细胞内的核糖体和中心体无膜结构，囊泡不能将细胞内所有结构形成统一的整体，D错误。
4．（2021·湖北卷）在真核细胞中，由细胞膜、核膜以及各种细胞器膜等共同构成生物膜系统。下列叙述错误的是(　A　)
A．葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在线粒体外膜
B．细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白
C．溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解
D．叶绿体的类囊体膜上分布着光合色素和蛋白质
解析：葡萄糖的有氧呼吸过程中，水的生成发生在有氧呼吸第三阶段，场所是线粒体内膜，A错误；真核细胞的细胞膜上参与主动运输的ATP酶是一种跨膜蛋白，该类蛋白发挥作用时可催化ATP水解，为主动运输提供能量，B正确；溶酶体内有多种水解酶，能分解衰老、损伤的细胞器，溶酶体膜蛋白高度糖基化可保护自身不被酶水解，C正确；叶绿体的类囊体膜是光反应的场所，其上分布着光合色素和蛋白质（酶等），有利于光反应的进行，D正确。
课时作业8
（总分：60分）
（每小题5分，共60分）
1．（2025·河北衡水模拟）水稻胚乳液泡蛋白的合成加工过程与分泌蛋白类似。加工完成的水稻胚乳液泡蛋白通过高尔基体囊泡上的GPA3蛋白与液泡特异性结合，被运输到液泡中储存。下列细胞结构，没有参与到水稻胚乳液泡蛋白的合成加工过程的是(　D　)
A．核糖体 B．高尔基体
C．线粒体 D．叶绿体
解析：核糖体是蛋白质的合成场所，A不符合题意；高尔基体可对来自内质网的蛋白质进行加工、分类和包装，B不符合题意；线粒体为蛋白质的合成和加工过程提供能量，C不符合题意；叶绿体是光合作用的场所，没有参与水稻胚乳液泡蛋白的合成加工过程，D符合题意。
2．（2024·江西九江联考）生物膜系统在细胞的生命活动中发挥着重要的作用。下列相关叙述正确的是(　A　)
A．蛋白质在细胞膜的功能行使方面发挥重要的作用
B．细胞中的各种酶均附着在细胞的各种生物膜上
C．线粒体内膜和叶绿体内膜上都能合成ATP
D．水分子主要借助细胞膜上的载体蛋白进出细胞
解析：蛋白质是生命活动的主要承担者，在细胞膜行使功能时发挥重要作用，A正确；细胞质基质和细胞核中也分布着许多酶，B错误；叶绿体内膜上不能合成ATP，叶绿体类囊体薄膜上可以合成ATP，C错误；水分子大多是借助细胞膜上的通道蛋白进出细胞的，D错误。
3．（2024·河北唐山一模）间体是一种由细菌细胞膜内褶而形成的囊状结构，其中充满层状或管状的囊泡，功能与某些蛋白酶的分泌有关。下列有关间体说法错误的是(　C　)
A．主要是由蛋白质和磷脂组成的
B．分泌酶的过程需要消耗ATP
C．是一种类似于真核细胞内质网的细胞器
D．增大了细胞的膜面积，有利于细胞生命活动的进行
解析：由题干可知，间体由细胞膜组成，细胞膜的成分主要是蛋白质和磷脂，A正确；酶的分泌过程消耗ATP，B正确；间体是一种由细菌细胞膜内褶而形成的囊状结构，其中充满层状或管状的囊泡，功能与某些蛋白酶的分泌有关，表明间体类似于真核细胞中的高尔基体，C错误；间体是一种由细菌细胞膜内褶而形成的囊状结构，其中充满层状或管状的囊泡，增大了细胞的膜面积，有利于细胞生命活动的进行，D正确。
4．（2025·江苏南京模拟）在原始海洋这盆“热汤”中，膜的出现是生命起源过程中至关重要的阶段。下列相关叙述错误的是(　A　)
A．核膜、溶酶体膜、线粒体内膜、视网膜均属于生物膜
B．细胞间进行信息交流不都需要依赖细胞膜上的受体蛋白
C．生物膜系统广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点
D．生物膜的选择透过性由膜上的脂质和蛋白质共同决定
解析：视网膜不属于生物膜，A错误；细胞间进行信息交流不都依赖细胞膜或细胞内的受体蛋白，植物细胞可通过胞间连丝进行信息交流，B正确；生物膜系统广阔的膜面积为多种酶提供了附着位点，C正确；生物膜的选择透过性由膜上的脂质和蛋白质共同决定，D正确。
5．核糖体上合成的蛋白质部分转运至线粒体、叶绿体、细胞核等部位，部分转移至粗面内质网，后经高尔基体转运至溶酶体、细胞膜或分泌到细胞外。下列叙述错误的是(　D　)
A．内质网是蛋白质等物质的合成、加工场所和运输通道
B．部分转运至线粒体的蛋白质不需要粗面内质网的加工
C．部分进入溶酶体的蛋白质可参与分解衰老、损伤的细胞器
D．用3H标记氨基酸的羧基即可确定某种蛋白质的转运方向
解析：内质网是蛋白质等物质的合成、加工场所和运输通道，A正确；由题干可知，核糖体上合成的蛋白质部分转运至线粒体、叶绿体、细胞核等部位，不经过内质网的加工，B正确；部分进入溶酶体的蛋白质是水解酶，可参与分解衰老、损伤的细胞器，C正确；在脱水缩合的过程中，氨基酸的羧基会将H脱去，因此用3H标记氨基酸的羧基不能确定蛋白质的转运途径，D错误。
6．（2025·安徽合肥联考）真核细胞中核糖体处于游离态还是膜结合态，取决于它们结合的mRNA在起始密码子之后是否有“内质网靶向信号序列”，有该序列的mRNA指导合成的多肽，在肽链延伸约80个氨基酸后，核糖体随之附着到内质网等生物膜上。下列相关叙述正确的是(　C　)
A．细胞中核糖体的形成都与核仁有关
B．胰岛素等分泌蛋白的合成无须游离核糖体参与
C．核糖体也可能结合在核膜的外膜或线粒体外膜上
D．溶酶体所含酶的mRNA没有“内质网靶向信号序列”
解析：原核细胞没有细胞核，但有核糖体，故原核细胞中核糖体的形成与核仁无关，A错误；胰岛素等分泌蛋白的合成首先在游离核糖体上进行，B错误；核糖体作为细胞内蛋白质合成的场所，其分布并不仅限于细胞质基质中，它们也可能结合在特定的膜上，如核膜的外膜或线粒体外膜上，C正确；溶酶体所含酶需要经过内质网的加工，结合题意可知，溶酶体所含酶的mRNA有“内质网靶向信号序列”，D错误。
7．（2025·安徽安庆模拟）易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体，其本质是一种通道蛋白。易位子中心有一个2 nm的通道，能引导新合成的多肽链进入内质网。若多肽链在内质网中未正确折叠，则会通过易位子运回细胞质基质。下列叙述正确的是(　B　)
A．易位子只允许小分子物质进出
B．若易位子结构异常，则会影响消化酶的合成
C．易位子只能单方向运输多肽链
D．经内质网加工后的蛋白质通过易位子运送到高尔基体
解析：易位子是一种位于内质网膜上的蛋白质复合体，能控制某些大分子物质的进出，与核孔的功能相似，A错误；消化酶属于分泌蛋白，需要内质网的加工，所以若易位子结构异常，会影响消化酶的合成，B正确；易位子能引导新合成多肽链进入内质网，若多肽链在内质网中未正确折叠，则会通过易位子运回细胞质基质，故易位子可双向运输多肽链，C错误；若多肽链在内质网中正确折叠，则会运往高尔基体，该过程是通过囊泡运输的，D错误。
8．（2025·福建龙岩模拟）科学家用离心技术分离得到有核糖体结合的微粒体，即膜结合核糖体。其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)。研究发现，SRP与SP结合是引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工的前提，经囊泡包裹离开内质网的蛋白质均不含SP，此时的蛋白质一般无活性。下列说法错误的是(　C　)
A．微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分
B．内质网腔中含有能够在特定位点催化肽键水解的酶
C．SP合成缺陷的细胞中，分泌蛋白会聚集在内质网腔
D．经囊泡包裹离开内质网的蛋白质可能需要高尔基体的进一步加工
解析：微粒体上有核糖体结合，其核糖体上最初合成的多肽链含有信号肽(SP)以及信号识别颗粒(SRP)，且两者结合能引导多肽链进入内质网，据此推测微粒体中的膜是内质网膜结构的一部分，A正确；经囊泡包裹离开内质网的蛋白质上均不含信号肽(SP)，说明在内质网腔内“信号肽”被切除，进而说明内质网腔内含有能在特定位点催化肽键水解的酶，B正确；SRP与SP结合可引导新合成的多肽链进入内质网腔进行加工，SP合成缺陷的细胞中不会合成SP，因此多肽链不会聚集在内质网中，C错误；经囊泡包裹离开内质网的蛋白质需要经高尔基体进一步加工成熟，具有一定空间结构，才有生物活性，D正确。
9．（2025·湖南怀化模拟）定位在内质网腔的可溶性蛋白（如蛋白二硫键异构酶）均具有一段典型的KDEL信号序列，高尔基体膜上的KDEL受体可识别并结合该信号序列，介导这些逃逸到高尔基体的蛋白质再次回到内质网的过程。下列说法错误的是(　D　)
A．抗体、葡萄糖转运蛋白不含有KDEL信号序列
B．蛋白二硫键异构酶可能参与内质网中多肽链的初步加工
C．逃逸的蛋白质在高尔基体中通过出芽产生囊泡，被运回内质网
D．形成溶酶体的囊泡中可以检测到含有KDEL信号序列的蛋白质
解析：抗体为分泌蛋白，葡萄糖转运蛋白是典型的膜蛋白，它们不是定位在内质网腔内，因此不含KDEL信号序列，A正确；蛋白二硫键异构酶是定位在内质网腔的可溶性蛋白，内质网的功能是对多肽链进行初步加工，B正确；高尔基体膜上的KDEL受体可识别并结合该信号序列，介导这些逃逸到高尔基体的蛋白质再次回到内质网的过程，C正确；定位在内质网腔的可溶性蛋白均具有KDEL信号序列，而溶酶体起源于高尔基体的囊泡，溶酶体中蛋白质不含有KDEL信号序列，D错误。
10．（2025·河北保定模拟）过氧化物酶体是一种含多种酶的细胞器，其中过氧化氢酶是标志酶，可分解细胞代谢中产生的过氧化氢。下图表示过氧化物酶体产生的一种途径。下列叙述错误的是(　D　)
A．过氧化物酶体具有单层膜结构
B．过氧化物酶体的形成与生物膜的流动性有关
C．基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构
D．过氧化物酶体能够合成过氧化氢酶
解析：过氧化物酶体可由内质网出芽生成，为单层膜结构的细胞器，A正确；过氧化物酶体可由内质网出芽生成，该过程与细胞膜的流动性有关，B正确；基质蛋白与膜蛋白具有不同的空间结构及生物学功能，C正确；过氧化物酶体可由内质网出芽生成，过氧化氢酶是蛋白质，其合成场所是核糖体，D错误。
11．（2025·湖南衡阳模拟）图1表示某细胞在电子显微镜视野下的亚显微结构示意图，1～7表示细胞结构；图2表示该细胞的甲、乙、丙三种细胞器中三种有机物的含量。下列说法错误的是(　A　)
A．图1中4、5、6的细胞器中的膜结构构成了生物膜系统
B.图2中的丙是真核和原核细胞共有的唯一细胞器
C．破伤风杆菌没有图1细胞中的6结构，不能进行有氧呼吸
D．分泌蛋白进行囊泡运输的过程中，通常由细胞骨架提供运输轨道
解析：生物膜系统由细胞器膜和细胞膜、核膜等结构共同构成，图1中4表示内质网，5表示高尔基体，6表示线粒体，所以4、5、6的细胞器中的膜结构不能构成生物膜系统，A错误；丙含有蛋白质、核酸，不含脂质，说明没有膜结构，说明丙为核糖体，真核和原核细胞中共有的唯一细胞器是核糖体，B正确；破伤风杆菌是原核生物，代谢类型是厌氧型，原核生物中只含有一种细胞器核糖体，不具有线粒体，即破伤风杆菌没有图1细胞中的6结构——线粒体，不能进行有氧呼吸，C正确；分泌蛋白进行囊泡运输的过程中，通常由细胞骨架提供运输轨道，D正确。
12．（2025·辽宁沈阳模拟）研究表明，细胞核内的部分DNA可转移到细胞外。外排DNA的包裹装载时，FOXM1 LC3 DNA复合体需要通过LC3 Ⅱ的酯酰侧链插到膜脂中，下面是相关过程的简要示意图。下列叙述错误的是(　C　)
A．甲具有双层膜，FOXM1 LC3 DNA复合体定位在其内膜上
B．乙的形成过程体现了生物膜具有一定流动性的结构特点
C．细胞外排DNA的方式为胞吐，该过程仅由线粒体提供能量
D．溶酶体内含多种水解酶，复合体不被水解可能与pH改变有关
解析：由题意可知，外排DNA的包裹装载，依赖于FOXM1 LC3 DNA复合体通过LC3 Ⅱ的酯酰侧链插到膜脂中，使该复合体精准定位在核膜的内膜上，最终到甲内膜上，甲由核膜组成，因此有双层膜，A正确；由图可知，乙由甲和溶酶体组成，乙的形成过程体现了生物膜具有一定流动性的结构特点，B正确；胞吐需要的能量还可以由细胞质基质提供，C错误；溶酶体内部的pH通常维持酸性，这种环境对于保持溶酶体内水解酶的活性和稳定性至关重要。当pH发生改变时，水解酶的活性降低，因此复合体不被水解可能与pH改变有关，D正确。

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