2018-2019高中生物 第2章 生物個體的穩(wěn)態(tài) 第1節(jié) 人體的穩(wěn)態(tài) 第2課時 體溫調(diào)節(jié) 水和無機鹽的調(diào)節(jié)學案 蘇教版必修3.doc
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第2課時 體溫調(diào)節(jié) 水和無機鹽的調(diào)節(jié) 學習目標 知識概覽(教師用書獨具) 1.舉例說明體溫調(diào)節(jié)過程。(重難點) 2.描述水和無機鹽的來源和去路。 3.概述細胞外液滲透壓的調(diào)節(jié)機制。(重難點) [自 主 預 習探 新 知] 1.體溫調(diào)節(jié) (1)體溫 人的體溫是指人體內(nèi)部的平均溫度,通常用直腸溫度、口腔溫度和腋窩溫度來表示。 (2)體溫的來源及恒定原理 ①體溫的相對恒定是神經(jīng)—體液的共同調(diào)節(jié)下,人體的產(chǎn)熱和散熱過程保持動態(tài)平衡的結(jié)果。 ②熱量來源:由糖類、脂肪、蛋白質(zhì)等在各組織細胞中分解代謝時產(chǎn)生。 ③產(chǎn)熱器官:主要是肝臟和骨骼肌。骨骼肌是人體內(nèi)代謝旺盛的器官,產(chǎn)熱量很大;劇烈運動時,骨骼肌的產(chǎn)熱量會劇增。 ④主要的散熱器官是皮膚,通過輻射、傳導和對流等方式直接散熱,散熱的多少取決于皮膚和環(huán)境之間的溫差。 (3)體溫調(diào)節(jié)的機理 在寒冷和炎熱環(huán)境中,皮膚里的冷覺感受器或溫覺感受器接受刺激,將興奮傳至下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞,通過神經(jīng)—體液調(diào)節(jié): ①寒冷環(huán)境中:皮膚血管收縮,進而減少散熱量;甲狀腺、腎上腺等分泌的激素量增多,提高了肝和骨骼肌等細胞的代謝水平,引起機體細胞產(chǎn)熱量增加。 ②炎熱環(huán)境中:皮膚血管舒張,血流量增多,散熱量增加;汗腺分泌增多,汗液的蒸發(fā)帶走更多的熱量;甲狀腺、腎上腺等分泌的激素量減少,細胞代謝水平降低,產(chǎn)熱量減少。 (4)體溫恒定的意義 ①體溫過低→酶的活性降低→代謝速率變慢。 ②體溫過高→酶的活性也會降低,甚至喪失→生命活動異常。 ③體溫相對恒定是人體生命活動正常進行的必要條件。 2.水和無機鹽的調(diào)節(jié) (1)水和無機鹽的來源和去路 在平衡調(diào)節(jié)中,由飲食攝入的水是主要來源,排水的主要途徑是泌尿系統(tǒng)。 (2)尿的形成 ①腎臟的基本結(jié)構(gòu)和功能單位——腎單位 腎單位 ②尿的形成過程 血液原尿尿液 (3)水平衡的調(diào)節(jié) ①當細胞外液滲透壓升高時,下丘腦的滲透壓感受器受到刺激,下丘腦增加抗利尿激素的合成和分泌,由垂體釋放進入血液,促進腎小管和集合管對水分的重新吸收,導致排尿減少,體內(nèi)的水分得以保留,從而使細胞外液滲透壓下降并恢復正常。 ②當細胞外液滲透壓下降時,垂體釋放的抗利尿激素減少,腎小管和集合管對水的重新吸收減弱,從而使細胞外液滲透壓升高并恢復正常。 [基礎自測] 1.判斷對錯 (1)體溫能維持恒定是因為產(chǎn)熱過程和散熱過程達到動態(tài)平衡。 (√) (2)熱覺或冷覺的產(chǎn)生是在下丘腦中。 () 提示:熱覺或冷覺產(chǎn)生于大腦皮層。 (3)正常人在寒冷環(huán)境中,腎上腺素分泌量增加,使機體產(chǎn)熱大于散熱,以適應寒冷環(huán)境。 () 提示:在此環(huán)境中產(chǎn)熱仍等于散熱。 (4)引起水平衡調(diào)節(jié)作用的因素是細胞外液滲透壓升高或降低。 (√) (5)抗利尿激素在下丘腦合成,經(jīng)垂體釋放。 (√) (6)抗利尿激素減少,促進腎小管、集合管對水分的重新吸收。 () 提示:應是抗利尿激素增多。 2.下列關于體溫調(diào)節(jié)的敘述,正確的是( ) A.大腦皮層是調(diào)節(jié)體溫的主要中樞 B.人在劇烈運動時主要產(chǎn)熱方式是骨骼肌的收縮 C.溫覺感受器只分布于皮膚 D.降低新陳代謝是人在炎熱環(huán)境中散熱的主要方式 B [人體體溫的主要調(diào)節(jié)中樞是下丘腦,而不是大腦皮層,A錯誤;人體主要產(chǎn)熱器官是骨骼肌和肝臟,安靜狀態(tài)時肝臟的產(chǎn)熱量最多,劇烈運動時,骨骼肌的產(chǎn)熱量劇增,B正確;溫度感受器有的在體表,有的在體內(nèi),皮膚、黏膜和內(nèi)臟器官中都有溫覺感受器和冷覺感受器的分布,C錯誤;不同環(huán)境下,體溫調(diào)節(jié)方式有所不同,在寒冷環(huán)境下,通過減少散熱和增加產(chǎn)熱來維持體溫恒定;在炎熱環(huán)境中,主要是通過增加散熱量來維持體溫恒定,在炎熱環(huán)境中若主要通過降低新陳代謝來維持體溫,則可能會影響正常的生命活動,D錯誤。 ] 3.人體內(nèi)水和無機鹽的含量發(fā)生變化,會改變細胞外液滲透壓的大小,從而影響細胞的生命活動。下列關于水鹽平衡調(diào)節(jié)的敘述,錯誤的是( ) 【導學號:85732020】 A.水鹽平衡調(diào)節(jié)是通過負反饋調(diào)節(jié)來完成的 B.垂體能產(chǎn)生抗利尿激素參與細胞外液滲透壓的調(diào)節(jié) C.細胞外液滲透壓升高時,會引起大腦皮層產(chǎn)生渴覺 D.下丘腦內(nèi)有滲透壓感受器,能感受細胞外液滲透壓的變化 B [水鹽平衡調(diào)節(jié)是通過負反饋調(diào)節(jié)來完成的,A正確;抗利尿激素是由下丘腦產(chǎn)生的,儲存在垂體后葉,當細胞外液滲透壓升高時,刺激垂體后葉釋放抗利尿激素,B錯誤;當細胞外液滲透壓升高時,會引起大腦皮層產(chǎn)生渴覺,C正確;下丘腦滲透壓感受器能夠感受細胞外液滲透壓的變化,D正確。] [合 作 探 究攻 重 難] 體溫調(diào)節(jié) [思考交流] 下面為寒冷環(huán)境中的體溫調(diào)節(jié)過程的圖解,據(jù)圖討論以下問題: 1.與體溫調(diào)節(jié)有關的中樞都在下丘腦嗎? 提示:體溫調(diào)節(jié)中樞在下丘腦,體溫感覺中樞在大腦皮層。 2.試分析在寒冷環(huán)境中,人會出現(xiàn)①打寒戰(zhàn)、②起雞皮疙瘩等現(xiàn)象的原因和意義? 提示:①骨骼肌戰(zhàn)栗,以增加產(chǎn)熱;②立毛肌收縮,以減少散熱。 3.結(jié)合寒冷環(huán)境中體溫調(diào)節(jié)的圖解模型,請建構(gòu)人體在炎熱環(huán)境中體溫調(diào)節(jié)的圖解模型。 提示: 4.試分析人在劇烈運動后為什么會出現(xiàn)“面紅耳赤”的現(xiàn)象? 提示:劇烈運動使機體產(chǎn)熱增多,為維持體溫恒定,機體散熱也會增多,毛細血管舒張,血流速度加快,所以人會出現(xiàn)“面紅耳赤”的現(xiàn)象。 5.人長時間在高溫環(huán)境中,會出現(xiàn)中暑的現(xiàn)象,原因是什么? 提示:人體體溫調(diào)節(jié)能力是有一定限度的,長時間在高溫環(huán)境中,超出了人體的體溫調(diào)節(jié)能力,體溫會升高,導致中暑。 [歸納總結(jié)] 圖解法解讀體溫調(diào)節(jié)的過程 (1)寒冷環(huán)境下的反射弧: (2)炎熱環(huán)境下的反射?。? 特別提醒:關于體溫調(diào)節(jié)的三點提醒 (1)寒冷環(huán)境中比炎熱環(huán)境中散熱更快、更多。寒冷環(huán)境中機體代謝旺盛,產(chǎn)熱增加,散熱也增加,以維持體溫的恒定。 (2)“寒戰(zhàn)”是指骨骼肌不自主戰(zhàn)栗,由下丘腦體溫調(diào)節(jié)中樞控制,不是軀體運動中樞。 (3)感受器不僅分布在皮膚表面,還廣泛分布在內(nèi)臟器官及黏膜表面。 [典例通關] 下圖是當環(huán)境溫度由25 ℃降到10 ℃時,人體體溫調(diào)節(jié)的曲線圖,請據(jù)圖分析,下列說法不正確的是( ) A.當環(huán)境溫度為25 ℃時,產(chǎn)熱量等于散熱量 B.當環(huán)境溫度從25 ℃下降到10 ℃時,從時間t1到時間t2,散熱量增加是由于人體體溫與環(huán)境溫度的溫差加大造成的 C.時間t2以后,散熱量減少,這是體溫調(diào)節(jié)的結(jié)果 D.時間t3以后,產(chǎn)熱量小于散熱量 【技巧點撥】 (1)明確該題的自變量和因變量各是什么;(2)明確體溫恒定和體溫變化過程產(chǎn)熱量與散熱量的不同。 D [本題中的個體處于正常狀態(tài),即體溫保持恒定,不管在哪一溫度下,個體始終是產(chǎn)熱量等于散熱量,環(huán)境溫度降低后由于溫差增大,散熱量增加,產(chǎn)熱量也增加。時間t3以后,體溫恒定,產(chǎn)熱量等于散熱量,D錯誤。] (1)t2時刻以后,哪些途徑可以減少散熱? (2)t1時刻以后,人體內(nèi)的產(chǎn)熱量如何變化?通過何種途徑實現(xiàn)? 提示:(1)皮膚血管收縮;汗腺分泌減少?!?2)產(chǎn)熱量增加。立毛肌收縮;肝臟和骨骼肌代謝加快;甲狀腺激素、腎上腺素分泌增加,新陳代謝增強。 [活學活用] 1.關于人體體溫調(diào)節(jié)的敘述,錯誤的是( ) A.呼氣是人體的主要散熱途徑 B.骨骼肌和肝臟是人體的主要產(chǎn)熱器官 C.有機物的氧化分解是人體產(chǎn)熱的重要途徑 D.下丘腦有體溫調(diào)節(jié)中樞,但冷的感覺是在大腦皮層形成的 A [皮膚毛細血管血流量增加,散熱增加,所以皮膚是主要的散熱器官,A錯誤;骨骼肌和肝臟是人體的主要產(chǎn)熱器官,安靜時主要的產(chǎn)熱器官是肝臟,運動時骨骼肌的產(chǎn)熱量增加,B正確;人體熱量來源于有機物的氧化放能,即呼吸作用,C正確;體溫調(diào)節(jié)中樞在下丘腦,冷的感覺的產(chǎn)生是在大腦皮層,D正確。] 2.將室溫(25 ℃)飼養(yǎng)的某種體溫為37 ℃的哺乳動物(動物甲)隨機分為兩組,一組放入41 ℃環(huán)境中1 h(實驗組),另一組仍置于室溫環(huán)境中(對照組)。期間連續(xù)觀察并記錄這兩組動物的相關行為,如果:實驗初期,實驗組動物的靜臥行為明顯減少,焦慮不安行為明顯增加,回答下列問題: 【導學號:85732021】 (1)實驗中,實驗組動物皮膚的毛細血管會________,汗液分泌會________,從而起到調(diào)節(jié)體溫的作用。 (2)實驗組動物出現(xiàn)焦慮不安行為時,其腎上腺髓質(zhì)分泌的激素會________。 (3)本實驗中設置對照組的目的是____________________________。 (4)若將室溫飼養(yǎng)的動物甲置于0 ℃的環(huán)境中,該動物會冷得發(fā)抖,耗氧量會________,分解代謝會________。 [解析] (1)炎熱環(huán)境中,皮膚的毛細血管會舒張,汗液分泌增加。(2)出現(xiàn)焦慮不安行為時,腎上腺髓質(zhì)分泌的腎上腺素增多。(3)對照實驗是指除了一個因素以外,其余因素都保持不變的實驗,即排除無關變量對實驗結(jié)果的干擾。本實驗中設置對照的目的是排除41 ℃以外的因素對實驗結(jié)果的影響,以保證本實驗的結(jié)果是由41 ℃引起的,更好的說明實驗組的科學性。(4)寒冷環(huán)境中,皮膚的毛細血管會收縮,汗液分泌減少;細胞代謝加快,耗氧量增加。 [答案] (1)舒張 增加 (2)增加 (3)排除41 ℃以外因素對實驗結(jié)果的影響,以保證本實驗的結(jié)果是由41 ℃引起的 (4)增加 增強 水平衡的調(diào)節(jié) [思考交流] 下圖為水鹽平衡調(diào)節(jié)機制,據(jù)圖討論下列問題: 1.圖中A、B、C分別代表什么? 提示:抗利尿激素、腎小管和集合管、渴覺中樞。 2.參與水平衡調(diào)節(jié)的器官主要有哪些? 提示:下丘腦——分泌抗利尿激素;垂體——釋放抗利尿激素;腎臟——水鹽主要排泄器官。 3.劇烈運動大量出汗時,尿量會減少,其調(diào)節(jié)過程是怎樣的? 提示:大量出汗,細胞外液的滲透壓升高,下丘腦中的滲透壓感受器受到刺激產(chǎn)生興奮,使垂體后葉釋放抗利尿激素,促進腎小管、集合管對水的重吸收,尿量減少。 4.有人說:“一個人一天內(nèi)不吃飯、不喝水,但只要沒有大、小便,就可以維持體內(nèi)水和無機鹽的平衡”,這種說法對嗎?為什么? 提示:不對。一個人一天內(nèi)不吃飯、不喝水,但不可能不排便(尤其是小便);即使不排便,體內(nèi)的水分和無機鹽也會從其他途徑排出,使體內(nèi)水和無機鹽的平衡遭到破壞。 [歸納總結(jié)] 圖解法理解水平衡的調(diào)節(jié) (1)神經(jīng)調(diào)節(jié)(反射弧): 下丘腦滲透壓感受器→傳入神經(jīng)→下丘腦水鹽平衡調(diào)節(jié)中樞→傳出神經(jīng)→下丘腦神經(jīng)分泌細胞。 (2)體液調(diào)節(jié): ―→抗利尿激素―→腎小管、集合管。 特別提醒:(1)抗利尿激素是由下丘腦神經(jīng)分泌細胞合成、分泌,由垂體釋放進入血液,則其分泌部位是下丘腦,釋放部位是垂體。 (2)細胞外液滲透壓升高(降低),抗利尿激素分泌量增加(減少),尿量減少(增加)。 [典例通關] 若給人靜脈注射一定量的0.9%NaCl溶液,則一段時間內(nèi)會發(fā)生的生理現(xiàn)象是( ) A.機體血漿滲透壓降低,排出相應量的水后恢復到注射前水平 B.機體血漿量增加,排出相應量的NaCl和水后恢復到注射前水平 C.機體血漿量增加,排出相應量的水后滲透壓恢復到注射前水平 D.機體血漿滲透壓上升,排出相應量的NaCl后恢復到注射前水平 【技巧點撥】 (1)明確0.9%NaCl溶液的含義;(2)明確水平衡調(diào)節(jié)的過程。 B [生理鹽水和人體的滲透壓是基本接近的,注射一定量的生理鹽水后,血漿滲透壓是不變的,A、D錯誤。此時血漿量增加,在排出相應量的NaCl和水后恢復到注射前水平,B正確。如果只排出水,血漿滲透壓會升高,C錯誤。] [活學活用] 1.當人吃了過咸的食物時,機體對細胞外液滲透壓調(diào)節(jié)的正確順序是( ) 【導學號:85732022】 ①下丘腦滲透壓感受器興奮 ②大腦皮層興奮產(chǎn)生渴覺 ③垂體釋放抗利尿激素增加 ④攝水量增加 ⑤減少尿的排出 A.①→②→③→④→⑤ B.②→①→④→③→⑤ C.①②④③⑤ D.②①④①③⑤ C [水平衡調(diào)節(jié)激素是抗利尿激素,抗利尿激素能促進腎小管和集合管對水的重吸收。當人吃了過咸的食物時,下丘腦滲透壓感受器興奮,興奮傳到大腦皮層產(chǎn)生渴覺,使人主動飲水,同時也使垂體釋放抗利尿激素增加,減少尿量排出,故選C。] (1)上題調(diào)節(jié)存在反饋調(diào)節(jié)嗎? 提示:存在負反饋調(diào)節(jié)。 (2)上題可看出下丘腦有哪些功能? 提示:感受、傳導、調(diào)節(jié)、分泌四大功能。 2.下列關于水鹽平衡調(diào)節(jié)的敘述,正確的是( ) A.通過線粒體的代謝過程不能提供水的來源 B.調(diào)節(jié)水和無機鹽代謝的中樞位于大腦皮層 C.人體每天攝入的水和排出的水的量是絕對相等的 D.水鹽平衡是神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)共同作用的結(jié)果 D [通過線粒體的代謝過程為有氧呼吸,在此過程中水既是反應物,也是生成物,因此能提供水的來源,A錯誤;調(diào)節(jié)水和無機鹽代謝的中樞位于下丘腦,B錯誤;人體每天攝入的水和排出的水的量處于動態(tài)平衡,但不是絕對相等的,C錯誤;水鹽平衡是神經(jīng)-體液調(diào)節(jié)共同作用的結(jié)果,D正確。] [當 堂 達 標固 雙 基] 1.下列關于體溫調(diào)節(jié)的敘述,錯誤的是( ) A.皮膚是主要的散熱器官 B.在寒冷的刺激下,皮膚血管反射性舒張 C.出汗、排尿、排便都是散熱的途徑 D.機體打“寒戰(zhàn)”可增加產(chǎn)熱量 B [熱量的散出主要通過汗液的蒸發(fā)、皮膚內(nèi)毛細血管散熱,其次還有呼氣、排尿和排便等,因此皮膚是主要的散熱器官,A、C正確;在寒冷的刺激下,皮膚血管反射性收縮,以減少熱量的散失,B錯誤;機體打“寒戰(zhàn)”是骨骼肌不自主收縮的結(jié)果,可增加產(chǎn)熱量,D正確。] 2.一位在南極科學考察站工作的科學家,當他由溫暖的室內(nèi)來到寒冷的戶外時,其下列各項生理變化與如圖變化趨勢相符的是( ) 【導學號:85732023】 ①皮膚血管血流量的變化?、谏眢w耗氧量變化 ③腎上腺素分泌量?、芎瓜俚姆置诹? A.②③ B.①④ C.②④ D.①③ A [由溫暖的室內(nèi)來到寒冷的戶外,皮膚冷覺感受器受到刺激產(chǎn)生興奮,通過有關傳入神經(jīng)傳到下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞;體溫調(diào)節(jié)中樞對傳來的興奮進行分析綜合,再將興奮通過有關傳出神經(jīng)傳到相應的效應器,引起皮膚血管收縮、血流量減少,汗腺的分泌減少,以減少散熱,①④錯誤;同時,骨骼肌收縮、腎上腺素分泌量增加,促進細胞代謝,增加身體的耗氧量,以加快有機物的氧化分解,產(chǎn)生更多的熱量,維持體溫的相對穩(wěn)定,②③正確。] 3.人體細胞外液滲透壓感受器、水鹽平衡調(diào)節(jié)中樞、產(chǎn)生渴感的部位分別位于( ) A.下丘腦、下丘腦、下丘腦 B.下丘腦、下丘腦、大腦皮層 C.下丘腦、大腦皮層、大腦皮層 D.大腦皮層、下丘腦、下丘腦 B [下丘腦具有細胞外液滲透壓感受器,是體溫調(diào)節(jié)、血糖調(diào)節(jié)和水鹽平衡調(diào)節(jié)的中樞,渴覺中樞位于大腦皮層。] 4.在秋季田徑運動會上,正在進行3 000 m長跑的運動員,其生理狀態(tài)是( ) 【導學號:85732024】 A.產(chǎn)熱過程大于散熱過程,體溫高于正常值 B.產(chǎn)熱過程小于散熱過程,體溫低于正常值 C.產(chǎn)熱過程和散熱過程都減慢,體溫正常 D.產(chǎn)熱過程和散熱過程都加快,體溫正常 D [人體體溫的穩(wěn)定是機體產(chǎn)熱和散熱達到動態(tài)平衡的結(jié)果。長跑運動員在長跑過程中,其體溫仍能保持相對溫度,說明其生理狀態(tài)是:產(chǎn)熱過程和散熱過程都加快,體溫正常。] 5.如圖為人體內(nèi)體溫與水平衡調(diào)節(jié)的示意圖,圖中a、b、c、d、e分別代表不同激素,依圖分析回答下列問題: (1)在體溫調(diào)節(jié)過程中,人體熱量的來源主要是__________________, 熱量散失的主要途徑有________、________,其次還有呼吸、排尿和排便等。 (2)當受到寒冷刺激時,圖中________(填字母)的分泌均會增加。 (3)由圖可知下丘腦是________和________的調(diào)節(jié)中樞,當飲水不足時,細胞外液滲透壓升高,刺激________滲透壓感受器,促進垂體后葉釋放[e]________增多。 [解析] 題圖為人體內(nèi)體溫與水平衡調(diào)節(jié)的示意圖,a是下丘腦產(chǎn)生的促甲狀腺激素釋放激素,b是促甲狀腺激素,c是甲狀腺激素,d是腎上腺產(chǎn)生的腎上腺素,e是抗利尿激素。 (1)在體溫調(diào)節(jié)過程中,人體熱量的來源主要是有機物氧化釋放能量,熱量散失的主要途徑有汗液的蒸發(fā)、皮膚內(nèi)毛細血管的散熱、其次還有呼吸、排尿和排便等。 (2)當受到寒冷刺激時,機體要增加產(chǎn)熱量,題圖中的a促甲狀腺激素釋放激素、b促甲狀腺激素、c甲狀腺激素、d腎上腺素均要增加,以促進骨骼肌與內(nèi)臟代謝活動增強,增加產(chǎn)熱。 (3)由圖可知:下丘腦是體溫調(diào)節(jié)的中樞和下丘腦具有滲透壓感受器。在調(diào)節(jié)水平衡過程中,下丘腦可感受細胞外液滲透壓的變化。當飲水不足時,細胞外液滲透壓升高,刺激下丘腦滲透壓感受器,促進垂體后葉釋放e抗利尿激素增多。 [答案] (1)細胞中有機物的氧化放能 汗液的蒸發(fā) 皮膚內(nèi)毛細血管的散熱 (2)a、b、c、d (3)體溫 水平衡 下丘腦 抗利尿激素 [核心語句歸納] 1.肝臟和骨骼肌是人體主要的產(chǎn)熱器官,皮膚是人體的主要散熱器官。 2.寒冷時人的生理性調(diào)節(jié)是減少散熱增加產(chǎn)熱,而在炎熱環(huán)境中以增加散熱為主。 3.參與體溫調(diào)節(jié)的激素主要有腎上腺激素和甲狀腺激素等,其作用是提高代謝水平,增加產(chǎn)熱。 4.體溫相對恒定是人體生命活動正常進行的必要條件。 5.下丘腦在水鹽平衡調(diào)節(jié)中的作用 (1)感受刺激:內(nèi)含滲透壓感受器; (2)分泌功能:合成、分泌抗利尿激素; (3)神經(jīng)中樞:調(diào)節(jié)水鹽平衡; (4)傳導興奮:能夠?qū)⑴d奮傳到大腦皮層。 6.人體內(nèi)水和無機鹽的動態(tài)平衡是靠水和無機鹽的攝入和排出來實現(xiàn)的。排出它們的主要器官是腎臟。 7.抗利尿激素是由下丘腦神經(jīng)分泌細胞分泌,再由垂體釋放的,作用是促進腎小管和集合管對水的重吸收,使尿量減少。- 配套講稿:
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