PREGUNTAS DE ANABOLISMO.
1.- ¿Cómo y cuándo tiene lugar la
descomposición del agua en el proceso de fotosíntesis?
¿Cuáles son sus consecuencias?
Este proceso ocurre en la primera fase de la fotosíntesis
llamada fase luminosa acíclica que se produce en el tilacoides, la hidrolisis
del agua llamada más concretamente fotólisis se realiza en el fotosistema II y
produce ½ O2, 2 protones y 2 electrones, el oxígeno es liberado al medio,los
electrones pasan a la cadena de transporte de electrones que dará lugar a NADPH+H,
pero los protones pasan directamente a la ATP- Sintetasa lacial produce 1 ATP
2.- Cloroplastos y fotosíntesis.
A) Durante el proceso fotosintético,
coexisten un flujo cíclico y un flujo no cíclico de
electrones. Exponga brevemente el sentido
fisiológico de cada uno de ellos y cuáles son
sus componentes principales.
Ambos flujos
ocurren en la fotosíntesis pero en etapas diferentes ya que el flujo cíclico se
produce en el fotosistema II y por tanto este ocurre solo en la fase luminosa
acíclica ya que este fotosistemas no se da lugar en la fase cíclica, en la fase
luminosa cíclica solo se produce la fosforilación de ATP ya que solo actua en
este fase el fotosistema I
B) Existen algas procarióticas
(cianobacterias) que carecen de cloroplastos y sin embargo
realizan el proceso fotosintético de forma
similar a como lo realizan las plantas superiores.
¿Cómo es posible?
Aún que carezcan
de cloroplastos las cianobacterias, no carecen de pigmentos fotosintéticos y
por tanto si realizan este proceso de manera diferente ya que se realiza en su
citoplasma.
3.- Explique brevemente la
finalidad que tienen los siguientes procesos:
- Metabolismo: Es un conjunto de rutas
metabólicas que tiene como finalidad realizar procesos de construcción o
reducción moleculares para obtener materia y energía.
- Respiración celular: Es un proceso que
ocurre en el catabolismo el cual se encarga de conseguir energía mediante la degradación
de otras moléculas.
- Anabolismo: Es la vía constructiva del
metabolismo ya que se encarga de sintetizar las moléculas complejas a moléculas
sencillas.
- Fotosíntesis: Es un proceso del
anabolismo por el cual se encarga de convertir la energía lumínica en energía química.
- Catabolismo: Es la fase degradativa del
metabolismo en la cual se obtiene energía.
4.- Defina: Fotosíntesis,
fotofosforilación, fosforilación oxidativa y quimiosíntesis.
Fotosíntesis: Es el proceso
mediante el cual la planta puede transformar la energía lumínica en energía química
esto se produce gracias a la excitación de las debidas moléculas para iniciar
una determinada ruta metabólica que termina en los pigmentos fotosintéticos
Fotofosforilación: Es
la síntesis de ATP mediante es la unión
de un grupo fosfato a una molécula, como en el caso del ADP + P= ATP.
Fosforilación
oxidativa: es el último paso que se da en la cadena transportadora de
electrones de la respiración celular glucídica. Cuya función es hacer que el
ATP-sintetasa mueva sus conductos internos para atrapar a los protones
dispersos por el espacio intermembranoso para así obtener energía en forma de
ATP
Quimiosíntesis: Es un proceso
que se produce en las bacterias llamados
quimiautótrofos, estas bacterias utilizan la energía desprendida de las
reacciones de oxidación para la síntesis ATP
5.- Anabolismo y catabolismo. Citar
dos ejemplos de cada uno de estos procesos y en
qué orgánulos celulares se producen
Anabolismo: los ejemplos de
este proceso son fotosíntesis y quimiosíntesis. La
fotosíntesis se produce en los tilacoides de los cloroplastos de las
células vegetales, y en
el caso de las bacterias que no tienen ni cloroplastos ni tilacoides, se
produce en los
clorosomas. La quimiosíntesis se producen el interior de las bacterias
Catabolismo: los ejemplos de
este proceso son la respiración celular y la
fermentación. La respiración celular ocurre en mitocondrias y en el
citosol, y la
fermentación tiene lugar en el interior de ciertas levaduras y bacterias,
y en animales, en
el tejido muscular si no llega suficiente oxígeno a las células.
6.- Un proceso celular en eucariota
genera ATP y NADPH (H) con producción de oxígeno
por acción de la luz sobre los pigmentos. ¿De
qué proceso se trata? ¿Para qué se
utiliza el ATP y el NADPH formados?
¿Participan los cloroplastos? (indicar brevemente
cómo).
Es el proceso de la fotosíntesis, en el cual interviene los pigmentos fotosintéticos
,que están situados en los cloroplastos, estos se encargan de excitar a otras moléculas
cuando reciben luz luz solar y asi sintetizan median la cadena de transporte el
NADPH y mediante la ATP- sintetasa el ATP que será utilizado un poco más tarde
en el proceso de la as oscura.
8.- De los siguientes grupos de
organismos, ¿Cuáles llevan a cabo la respiración celular?
¿Cuáles realizan la fotosíntesis
oxigénica?: algas eucariotas, angiospermas, cianobacterias
(cianofíceas), helechos y hongos.
Fotosíntesis:Algas eucariotas,
angiospermas y cianobacterias.
Respiración celular:Helechos y
hongos.
9.- Del orden de un 50 % de la
fotosíntesis que se produce en el planeta es debida a la
actividad de microorganismos.
Indique en qué consiste el proceso de la fotosíntesis.
¿Cuáles son los sustratos
necesarios y los productos finales resultantes?
La fotosíntesis es el proceso de conversión de la energía luminosa
procedente del sol en
energía química, que es almacenada en moléculas orgánicas. Este procesos
es posible
gracias a los pigmentos fotosintéticos, moléculas capaces de captar la
energía luminosa y
utilizarla para activar alguno de sus electrones y transferirlo a otros
átomos, de modo
que dan inicio a una serie de reacciones químicas que constituyen la
fotosíntesis. Consta
de dos fases: la fase luminosa, que tiene lugar en los tilacoides, y se
caracteriza por la
captación de energía luminosa, generando ATP y nucleótidos reducidos, y la
fase oscura,
que tiene lugar en el estroma, y a partir de ATP los nucleótidos reducidos
obtenidos en la
fase luminosa, se sintetizan moléculas orgánicas.
10.- Describe la fase luminosa de
la fotosíntesis y cuál es su aporte al proceso fotosintético global.
La fase luminosa consta de dos fases, la cíclica y la acíclica.
La fase luminosa acíclica
interviene el fotosistema l y ll. El fotosistema ll recibe luz
y la clorofila P680 se excita y cede dos electrones al primer aceptor de
electrones.
El primer aceptor cede los electrones a una cadena de transporte
electrónico, que
los cede finalmente a la clorofila P700 del fotosistema l. cuando el
fotosistema l
recibe luz, lsu clorofila P700, cede dos electrones al primer aceptor de
electrones
y el primer aceptor de electrones del fotosistema l, transfiere los
electrones a
otra cadena de transporte electrónico, que los cede al NADP+, que toma
protones
del estroma, y se reduce para formar NADPH + H+. Cada dos protones se
forma 1
ATP, por tanto, al tener 48 protones, obtenemos 16 ATP, al romper 12
moléculas de
agua.
En la fase luminosa cíclica,
sólo interviene el fotosistema l. Inciden dos fotones
sobre el fotosistema l, la clorofila P700 libera dos electrones al aceptor
primario, y
se inicia una cadena de transporte de electrones que impulsa dos protones
desde el
estroma al interior de tilacoide. La cadena de transporte electrónico,
transfiere los
dos electrones a la clorofila P700, para reponer los electrones que ha
perdido. Los
electrones llegan a la ferredoxina y de ahí pasan al citocromo B,y de éste
pasa a la
plastoquinona, que capta dos protones y se reduce. La plastoquinona
reducida, cede
los dos electrones al citocromo F, que introduce los dos protones en el
interior del
tilacoide. Estos, al salir de los ATP-sintetasa provocan la síntesis de
ATP. La
plastocianina retorna los electrones a la clorofila P700
El aporte al proceso fotosintético global, nucleótidos oxidados y ATP,
necesarios
para realizar la siguiente fase.
11.- ¿Qué es un organismo autótrofo
quimiosintético?
Es aquel que fabrica su propia materia orgánica a partir de materia inorgánica.
Los organismos que realizan estetipo de anabolismo son principalmente las
bacteria.
14.- Fotosistemas: Conceptos de
complejo antena y centro de reacción. Función y localización.
Complejo antena: Es la estructura
contiene moléculas de pigmentos fotosintéticos que captan energía luminosa, se
excitan y transmiten la energía de excitación de unas moléculas a otras hasta
que la ceden finalmente al centro de reacción. Está a ambos las dos del centro
de reacción del fotosistema.
Centro de reacción: en esta
subunidad hay dos moléculas de un tipo especial de clorofila a, denominada
pigmento diana, que al recibir la energía captada por los anteriores pigmentos transfiere
sus electrones a otra molécula, denominada primer aceptor de electrones, que
los cederá, a su vez, a otra molécula externa. Está situado entre los complejo
antena del fotosistema.
15.- Compara:
a) quimiosíntesis y fotosíntesis: Ambos
son procesos del anabolismo pero la quimiosíntesis es un proceso en el cual la
planta aprovecha a la energía desprendida de las reacciones de reducción de materia
orgánica para producir su propia energía inorgánica y se produce solo en bacterias
mientras que la fotosíntesis capta la energía de la luz solar para para
transformarla en energía química que se queda almacenada en moléculas orgánicas
y este proceso se produce en plantas hongos y algunas bacterias.
b) fosforilación oxidativa y
fotofosforilación: La fotorilación es un proceso del anabolismo que depende
e la luz que necesita para bombear electrones y la fosforilación oxidativa es
un proceso catabólico y por tanto es independiente de la luz.
16.- La vaca utiliza los
aminoácidos de la hierba para sintetizar otras cosas, por ejemplo
la albúmina de la leche
(lactoalbúmina). Indica si este proceso será anabólico o catabó-
lico. Razona la respuesta.
Este proceso es anabólico debido a que la vaca a igual que los humanos y
la mayoría de los animales ingiere ese aminoácido que es necesario para ella
porque no puede sintetizarlo a estos aminoácidos se les llama aminoácidos
esenciales.
18.- ¿En qué lugar de la célula y
de qué manera se puede generar ATP?
Se genera en las cretas mitocondriales donde las
ATP-sintetasas se encargan de sintetizar los protones que son dados por la
cadena transportadora el ATP se crea mayormente en la respiración celular, el
catabolismo de los lípidos, de las proteínas y de los ácidos grasos todos estos
son procesos catabólicos.
19.- Papel del acetil-CoA en el
metabolismo. Posibles orígenes del acetil-CoA celular y
posibles destinos metabólicos
(anabolismo y catabolismo). Principales rutas metabólicas
que conecta.
Se forma cuando una molécula de coenzima A acepta un acetil.
Para formar acetil coA interviene:
- Catabolismo aminoácidos
- Anabolismo lípidos
Dentro de las rutas catabólicas interviene en:
- Antes de entrar en la mitocondria, el piruvato obtenido en la glucólisis
es transformado
en Acetil-CoA. El Acetil-CoA se incorpora al ciclo de Krebs, transfiriendo
su grupo
acetilo a un ácido oxalacético que al aceptarlo forma un ácido cítrico.
- Beta oxidación de los ácidos grasos: Los ácidos grasos son escindidos en
fragmentos de
dos carbonos que son aceptados por el coenzima A originando acetil-CoA que
ingresa en el
ciclo de Krebs.
Dentro de las rutas anabólicas interviene en:
- Gluconeogénesis
- Biosíntesis de ácidos grasos: es el iniciador del proceso
- Síntesis de aminoácidos
- Ciclo de Krebs
23.- ¿Qué molécula acepta el CO2 en
la fotosíntesis? ¿Qué enzima cataliza esta reacción?
¿A qué moléculas da lugar?
El CO2 se sintetiza el ciclo de Kalvin dentro del anabolismo en la fotosíntesis
en la fase oscura este es catalizado por
la enzima Rubisco que la añade a la molécula Ribulosa-1,5-difosfato y puede más
H2O puede dar lugar al Ácido-3-fosfoglicérido y en este proceso se pueden sintetizar
almidón, glucosa, fructosa, ácidos grasos y amoniácidos.
24.- Indique cuál es el papel
biológico del NAD, NADH + H. en el metabolismo celular. Escriba tres reacciones
en las cuáles participe.
En el metabolismo, el NAD+ participa en las reacciones
redox (oxidorreducción), llevando los electrones de una reacción a otra. Se
encuentra en dos formas en las células:NAD + y NADH. El NAD+, que es un agente
oxidante, acepta electrones de otras moléculas y pasa a ser reducido,
formándose NADH, que puede ser utilizado entonces como agente reductor para
donar electrones. Estas reacciones de transferencia de electrones son la principal
función del NAD+ Algunas reacciones en las que intervienen son: Ciclo de Krebs,
en la beta oxidación de ácidos grasos, en las fermentaciones, en el catabolismo
de proteínas
25.- Explique brevemente el esquema
siguiente:
26.- Bioenergética:
a) Defina los conceptos de:
fosforilación a nivel del sustrato, fotofosforilación
y fosforilación oxidativa.
La fosforilación a nivel de
sustrato: es la síntesis de ATP gracias a la energía obtenida
al romperse alguno de los enlaces ricos en energía de una biomolécula.
Este proceso
puede ocurrir en la glucólisis o Ciclo de Krebs.
La fosforilación oxidativa: es la formación de ATP por medio de la
energía utilizada
cuando los protones vuelven a la matriz mitocondrial por unos canales con
enzimas
llamados ATP-sintetasas cuyas partes, cuatro en concreto, se mueven entre
sí
provocando cambios que producen la unión de un ADP y un grupo fosfato
creando ATP.
La fotofosforilación oxidativa: es la captación de energía lumínica o solar
para sintetizar
ATP. Este proceso se da en los cloroplastos, concretamente en las fases
luminosas
acíclica y cíclica.
b) ¿En qué niveles celulares se
produce cada uno de dichos mecanismos y por qué?
La fosforilación a nivel de
sustrato :se produce en las mitocondrias porque este
proceso se da en la respiración de glúcidos exactamente en el ciclo de
Krebs que ocurre
dentro de la mitocondria. También se produce en el citosol de la célula ya
que también se
da en el proceso de glucólisis.
La fosforilación oxidativa: también se produce en las mitocondrias
porque forma parte del
transporte de electrones en la cadena respiratoria que tiene lugar en las
mitocondrias
como consecuencia de la respiración de glúcidos.
La fotofosforilación oxidativa: se produce en los cloroplastos ya
que en su interior tienen
el pimiento de la clorofila que capta la luz solar.
28.- ¿Qué tipos y cuántas moléculas
se consumen y se liberan en cada una de las vueltas
de la espiral de Lynen en la
B-oxidación de los ácidos grasos?.
En la hélice de Lynen se consumen ácidos grasos que han sido elaborado
anteriormente por el Acetil COAy en cada vuelta se desprende un Acetil COA, y
una molécula de NADH y FADN2.
30.- ¿Cuál es la primera molécula
común en las rutas catabólicas de los glúcidos y los
lípidos? ¿Cuál es el destino final
de dicha molécula en el metabolismo?
La primera molécula común es la dihidroxiacetona-3-fosfato que puede
sintetizar por la
vía anabólica glucosa.
El destino final es conseguir ATP en el ciclo de Krebs
31.- Ciclo de Calvin: concepto,
fases y rendimiento neto.
El Ciclo de Kalvin se produce en la fase oscura de la fotosíntesis
y en ese proceso se produce una fijación de CO2 en la Ribulosa-1-5-difosfato
mediante la encima de Rubisco dando como
resultado una molécula de seis carbonos inestables y que mediante el consumo de
conenzimas como el ATP y NADPH se reducirá en gliceraldehído-3-fosfato y podrá
sintetizar almidón, ácidos grasos, aminoácidos , fructosa y sacarosa. Durante
este ciclo se gastan 3 ATP y 2 NADPH.
35.- La siguiente molécula
representa el acetil CoA: H3 C-CO-S-CoA.
a) ¿En qué rutas metabólicas se
origina y en cuáles se utiliza esta molécula?.
b) De los siguientes procesos
metabólicos: Glucogénesis, fosforilación oxidativa y Boxidación,
indica:
- Los productos finales e
iniciales.
- Su ubicación intracelular.
b) Explica con un esquema cómo se
puede transformar un azúcar en una grasa ¿Pueden
los animales realizar el proceso
inverso?
Se puede originar en la oxidación de ácidos grasos. Aminoácidos
cetogénicos y la
descarboxilación del piruvato
Esta molécula se utiliza en el catabolismo de lípidos. Oxidarse
completamente a CO2 en el
ciclo del ácido cítrico. Su salida al citosol en forma de citrato para la
síntesis de ácidos
grasos.
Gluconeogénesis: El producto inicial es el ácido pirúvico y el
final la glucosa y su ubicación
en las mitocondrias y la matriz
Fosforilación oxidativa:Los productos iniciales son ADP + Pi y los
finales ATP y sucede
en la membrana interna de la mitocondria, en las crestas mitocondriales
B-oxidación: Los productos iniciales son Ácidos grasos, NAD+, FAD+ y los
finales
Acetil-Co-A, NADH + H+ y FADH2 y se produce en la matriz mitocondrial.
El acetil-Co-A en los mamíferos no puede convertirse en piruvato y como
consecuencia los
mamíferos son incapaces de transformar lípidos en azúcares porque carece
de las
enzimas.
36.- En el siguiente diagrama se
esquematiza el interior celular y algunas transformaciones de moléculas que se
producen en diferentes rutas metabólicas:
a) ¿Qué es el metabolismo? ¿Qué entiendes
por anabolismo y catabolismo? ¿Cómo se relacionan el anabolismo y el
catabolismo en el funcionamiento de las células? ¿Qué rutas distingues? (Cita
sus nombres e indica, si existen, cuáles son los productos inicial y final de
cada una de ellas).
Todos los procesos físicos y químicos del cuerpo que convierten o utilizan
energía.
El catabolismo es la transformación de moléculas orgánicas complejas en
sencillas donde se libera energía y en camino el anabolismo es la síntesis de
moléculas orgánicas complejas a partir de otras sencillas donde se requiere
energía.
El anabolismo y catabolismo son procesos metabólicos, el catabolismo
produce la energía que requiere nuestro cuerpo, aunque no toda la energía se
utiliza en nuestros movimientos quedando reservas; esas reservas son utilizadas
por el anabolismo que es el que produce las proteínas o moléculas para formar
nuevas células y así mantener nuestro cuerpo y sus funciones al máximo.
Anabolismo y catabolismo se relacionan mediante reacciones como
glucólisis, siendo el producto inicial un polisacárido y el final el ácido
pirúvico, la transaminación, producto inicial: ácido a-cetoácido, producto
final: ácido glutámico fermentación, producto inicial: glucosa, producto final:
lactato, etanol, indol, hidrógeno CO2… Ciclo de krebs, producto inicial: ácido
oxalacético, producto final: 6 NADH, 2 FADH2, 2 GTP biosíntesis de ácidos
grasos,ciclo de calvin, producto inicial: molécula con átomos de carbono como
la glucosa y producto final según los átomos de carbono, 2 NADPH y 3 ATP por
cada carbono.
b) ¿Qué compartimentos celulares
intervienen en el conjunto de las reacciones? (Indica el nombre de los
compartimentos y la reacción que se produce en cada uno de ellos).
Cloroplastos y mitocondrias.
Cloroplastos: fotosíntesis, estroma: ciclo de calvin
Mitocondrias: ciclo de Krebs, quimiósmosis, fosforilación oxidativa
Citosol: glucólisis
37.- Indique el rendimiento
energético de la oxidación completa de la glucosa y compá-
relo con el obtenido en su
fermentación anaerobia. Explique las razones de esta diferencia.
El rendimiento total de la oxidación de la glucosa es de 36 ATP en las
células eucariotas, y de 38 ATP en las células procariotas. En la fermentación
solo se obtiene 2 ATP. Esto es debido a que en la fermentación no intervienen
las ATP-sintetasas porque no existe el transporte de electrones en la cadena respiratoria.
40. Metabolismo celular:
-Define los conceptos de
metabolismo, anabolismo y catabolismo.
METABOLISMO: el metabolismo es el conjunto de reacciones que tienen lugar
en el interior de las células.
CATABOLISMO: es el conjunto de procesos en los que se transforman las moléculas
orgánicas en otras más sencillas, liberando así energía.
ANABOLISMO: es el conjunto de procesos en los que se prodúcela síntesis de
moléculas complejas a partir de biomoléculas más sencillas, necesitando
energía.
-¿Son reversibles los procesos
anabólicos y catabólicos? Razone la respuesta.
Los procesos anabólicos y catabólicos, sí que son reversibles, ya que las
moléculas orgánicas pueden ser formadas o destruidas, como por ejemplo, los
ácidos grasos, en donde la beta oxidación de estos, puede darse en un sentido o
en otro
-El ciclo de Krebs es una
encrucijada metabólica entre las rutas catabólicas y las rutas anabólicas? ¿Por
qué?
Pero algunos pasos no son exactamente iguales, porque no están catalizados
por las mismas enzimas, y se siguen vías diferentespara llegar al mismo
compuesto. Un ejemplo de esto es la destrucción de la glucosa y la formación de
la glucosa, glucogenogénesis y gluconeogénesis.
41. Quimiosíntesis: Concepto e
importancia biológica.
La quimiosíntesis es la síntesis de ATP a partir de la energía que se
desprende en otras reacciones. Esta posee una gran importancia, debido a que
gracias a ella, se cierran los ciclos biogeoquímicos, y muchas bacterias, que
no pueden realizar la fotosíntesis, pueden sintetizar así materia orgánica, sin
necesidad de realizar la fotosíntesis
44.
A) En la figura se indican
esquemáticamente las actividades más importantes de un
cloroplasto. Indique los elementos
de la figura representados por los números 1 a 8.
A) 1-CO2
2- ácido 3-fosfoglicérico
3- ADP+P,
4-ATP
5-NDAPH
6-NDP+
7-H2O
8-O2
B) Indique mediante un esquema, qué
nombre reciben las distintas estructuras del cloroplasto. ¿En cuál de esas
estructuras tiene lugar el proceso por el que se forman loselementos 4 y 6 de
la figura? ¿Dónde se produce el ciclo de Calvin?
El 4 y el 6 están en estroma, que es donde se produce también el ciclo de
Calvin, en
el proceso de la fotosíntesis, en la fase oscura de esta.
C) ) Explique brevemente (no es
necesario que utilice formulas) en qué consiste el ciclo de Calvin.
46.
a) El Esquema representa un
cloroplasto ¿Qué denominación reciben los elementos indicados por los números
1-7?
1-espacio intermembranoso
2-membrana interna
3-membrana externa
4-tilacoide del estroma
5-ADN plastidial
6-ribosoma
7-tilacoide de gránulos
b) En los cloroplastos, gracias a
la luz, se producen ATP y NADPH. Indique esquemáticamente, como se desarrolla
este proceso
El ATP y el NADPH se obtiene enlafase luminosa , más concretamente en 16
ATP en la acíclica y 2ATP en la cíclica. Se obtienen también 12 moléculas de
NADPH
c) Las moléculas de ADN de los
cloroplastos y las mitocondrias son mucho más pequeñas que las bacterias.
¿Contradice este hecho la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen de las
células eucarióticas?
Este hecho no contradice la hipótesis de la endosimbiosis sobre el origen
de las células eucarióticas, ya que el tamaño no influye en esta teoría.
No, porque la teoría endosimbiótica dice que los cloroplastos y las
mitocondriasse formaron por la simbiosis de una bacteria con una célula, y por
tanto, no se corresponde al tamaño de la célula, ya que se ha producido una
fusión.
47. El Esquema (misma figura de la
página anterior) representa un cloroplasto ¿Qué denominación reciben los
elementos indicados por los números 1-7?
a) En el interior de este
cloroplasto hay almidón. Explique, mediante un esquema, como se forma la
glucosa que lo constituye.
1-espacio intermembranoso
2-membrana interna
3-membrana externa
4-tilacoide del estroma
5-ADN plastidial
6-ribosoma
7-tilacoide de gránulos
8-estroma
El proceso de formación de la glucosa que constituye el almidón es la gluconeogénesis.
b) Indique tres similitudes entre
cloroplastos y mitocondrias.
-Ambos son orgánulos transductores de
energía
-Poseen una misma composición de la membrana plasmática pero
sin colesterol
-Comparten ciertas estructuras: membrana externa, interna,
ADN, espacio intermembranoso, ribosomas, enzimas….
-Ambos se encuentran en las células eucariotas.
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