高二生物选修3部分寒假作业.docx
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高二生物选修3部分寒假作业
2012年高二生物(选修)寒假作业
(1)
《选修3现代生物科技专题》基础知识梳理
专题一基因工程
(一)“分子手术刀”——(简称)
1.来源:
主要是从中分离纯化出来的。
2.功能:
能够识别双链DNA分子的某种的核苷酸序列,并且使每一条链中
部位的两个核苷酸之间的断开。
3.结果:
经限制酶切割产生的DNA片段末端通常有两种形式:
和。
(二)“分子针线”——
1.分类:
根据酶的来源不同,可分为和两类(回顾一下区别!
)
2.功能:
恢复被限制酶切开了的两个核苷酸之间的。
(三)“分子运输车”——
1.载体具备的条件:
①能在受体细胞中并;②具有一至多个,供外源DNA片段插入;③具有,供重组DNA的鉴定和选择。
2.基因工程常用的载体有:
、和等。
最早应用的载体是,它是细菌细胞中的一种很小的双链DNA分子。
(四)基因工程的基本操作程序:
、、
、。
1.基因文库包括和两种类型。
(复习从两种文库中获取目的基因的对比)
2.利用PCR技术扩增目的基因
(1)PCR的含义:
是一项在复制特定DNA片段的技术。
(2)目的:
获取大量的目的基因(3)原理:
(4)过程:
第一步:
加热至90~95℃;第二步:
冷却到55~60℃,;
第三步:
加热至70~75℃,。
(5)特点:
指数形式扩增
3.基因表达载体的构建
(1)组成:
除了目的基因外,还必须有。
(2)标记基因的作用:
鉴定受体细胞中是否含有,从而将筛选出来。
(3)方法:
用限制酶分别切割载体和目的基因,再用把两者连接。
4.将目的基因导入受体细胞
①导入植物细胞:
采用最多的方法是转化法,采用此法时,通常要将目的基因插入到农杆菌Ti质粒的上,因为。
其次还有法和法。
②导入动物细胞:
最常用的方法是技术。
此方法的受体细胞一般是。
③导入微生物细胞:
最常用的方法是用处理细菌。
5.目的基因的检测与鉴定
①首先要检测,方法是采用技术。
②其次要检测,方法是采用技术。
③最后检测,方法是采用技术。
④有时还需进行的鉴定,如抗虫或抗病的鉴定等。
6.蛋白质工程
①蛋白质工程的原理:
②蛋白质工程的基本途径
预期→设计→推测→找到
③蛋白质工程与基因工程区别
蛋白质工程
基因工程
实质
通过,以定向改造天然蛋白质,甚至创造自然界不存在的蛋白质
将从供体转移到受体细胞,并在受体细胞中表达
结果
合成自然界的蛋白质
只能生产自然界的蛋白质
联系
蛋白质工程是在基因工程基础上,延伸出的基因工程
专题二细胞工程
(一)植物细胞工程
1.理论基础(原理):
2.植物组织培养技术
(1)过程:
的植物器官、组织或细胞―→―→―→植物体
①两个关键的步骤:
和;②愈伤组织特点:
;
③常用的植物激素和。
(2)用途:
微型繁殖、作物脱毒(选材应该选择)、制造人工种子(=+)、
单倍体育种(最大的优点)、筛选突变体、细胞产物的工厂化生产。
3.植物体细胞杂交技术
(1)过程:
(2)去壁的方法:
,去壁的目的:
;
诱导融合的方法:
物理法包括等;化学法一般是用作为诱导剂。
(3)优点:
。
(二)动物细胞工程
动物细胞工程中常用的技术手段有,其中,是其他技术的基础的是。
1.动物细胞培养
(1)动物细胞培养的流程:
取动物组织块→剪碎→用处理分散成单个细胞→制成→转入培养瓶中进行培养→贴满瓶壁的细胞重新用处理分散成单个细胞→分装后进行培养。
(2)细胞在培养过程中表现出的两个特性:
和。
(3)当继续传代培养时,少部分细胞会克服细胞寿命的自然极限,获得,这些细胞已经发生了,正在朝着等同于的方向发展。
(4)动物细胞培养的条件
①:
如何实现?
②:
成分?
③:
适宜温度:
哺乳动物多是;pH:
。
④:
95%空气+5%CO2。
O2是所必需的,CO2的主要作用是。
(5)动物细胞培养技术的应用:
制备生物制品、检测有毒物质、培养医学研究的各种细胞。
2.动物体细胞核移植技术和克隆动物
(1)哺乳动物核移植可以分为(比较容易)和(比较难)。
(2)选用卵(母)细胞的原因:
。
供体细胞一般选用传代10代以内的细胞,原因是:
。
(3)体细胞核移植的大致过程是:
(参看课本流程图和我们画的流程图,自己复习,注意提醒的地方!
)
(4)体细胞核移植技术的应用:
①加速家畜遗传改良进程,促进良畜群繁育;②保护濒危物种,增大存活数量;③生产珍贵的医用蛋白;④作为异种移植的供体;⑤用于组织器官的移植等。
(5)体细胞核移植技术存在的问题:
成功率低;绝大多数克隆动物存在着健康问题、表现出遗传和生理缺陷;对克隆动物食品的安全性问题也有争议。
3.动物细胞融合:
注意融合所用方法与植物原生质体融合所用方法的对比。
4.单克隆抗体
(1)单克隆抗体的制备过程:
结合教材示意图理解复习!
(2)杂交瘤细胞的特点:
既能大量,又能产生。
(3)第一次筛选的目的,第二次筛选的目的。
(4)单克隆抗体的优点:
。
(5)单克隆抗体的应用:
①(最广泛):
具有的优点。
②:
主要用于治疗,可制成“”,具有
的优点。
专题三胚胎工程
一、体内受精和早期胚胎发育
(一)精子的发生:
场所
1、精子发生的三个阶段:
(熟记)2、精子变形过程的主要变化:
(熟记)
(二)卵子的发生:
场所(本部分为难点,注意结合教材63页图3—5理解)
1、教材62页图3—4,注意复习。
2、卵子发生总结:
时间上:
卵泡的形成和储备发生在,MⅠ发生在,MⅡ发生在;
场所上:
对于马、犬等动物而言——卵泡的形成发生在,MⅠ和MⅡ都发生在;
对于猪牛羊等动物而言——卵泡的形成和MⅠ发生在,MⅡ则发生在。
★判断卵子是否受精的标志是;
★精子和卵子在发生上的重要区别是。
精卵发生上,其它方面的区别要非常清楚!
(三)受精作用:
包括和两个阶段。
1.精子获能:
获能的场所在性动物的。
2.卵子的准备:
卵子只有到达时,才具备与精子受精的能力。
3.受精阶段:
场所,结合教材示意图,将我们抄写的尽量背下来,注意关键词!
(1)获能后的精子与卵子相遇时,首先发生反应,使顶体内的释放出来;
(2)防止多精入卵的两道屏障:
。
(3)受精完成标志是。
(四)早期胚胎发育:
受精卵→→→→原肠胚
①卵裂期特点;
②桑椹胚:
细胞数;特点;
③囊胚:
开始出现;将来发育成胎儿的各个组织,将来发育成胎膜和胎盘;胚胎内部出现含有液体的囊腔;囊胚进一步扩大,会导致破裂,胚胎从其中伸展出来,这一过程叫做。
④原肠胚:
掌握结构!
二、体外受精和早期胚胎培养
(一)卵母细胞的采集和培养:
对实验动物如以及等,用处理,从输卵管冲取卵子(可直接受精);
对大家畜或大型,如,从中采集卵母细胞(要在体外培养成熟)。
(二)精子的采集和获能:
采集的方法有、和等;
获能的方法有两种:
对等动物的精子,一般采用法;对
等家畜的精子,常采用法,即将精子放在一定浓度的或
溶液中,诱导获能。
(三)体外受精:
可在溶液或专用的溶液中完成受精过程。
(四)早期胚胎培养:
1、动物胚胎培养液的成分:
;
2、胚胎去向:
当发育到适宜的阶段时,可将其取出向移植,或;
3、不同动物胚胎移植的时间不同,但一般都不会选择原肠胚以后的细胞移植。
二、胚胎工程的应用及前景
(一)胚胎移植:
是胚胎工程其他技术的最后一道工序。
1、实质:
。
2、意义:
可以充分发挥。
3、应用:
略(了解,有印象即可)
4、生理学基础:
理解记忆(第一点说的是供体胚胎移入受体的生理学基础;第二点说的是冲卵的生理学基础;第三点说的是胚胎在受体内存活的生理学基础;第四点说的是胚胎在受体子宫正常发育的生理学基础)
5、基本程序:
请结合教材中的图3—16和图3—19
(二)胚胎分割:
生殖方式属于生殖
1、所需要的主要仪器设备为和。
2、胚胎分割时,一般选择期的胚胎,用或进行分割。
3、胚胎分割时,要注意将均等分割,原因是为了避免。
4、如果对胚胎进行先别鉴定,要选择的细胞进行。
(三)胚胎干细胞:
简称细胞,是由早期胚胎(具体为囊胚中的细胞)或中分离出来的一种细胞。
1、特点:
形态上,功能上,在体外培养条件下,可以。
2、应用:
①用于治疗人类的某些顽症,如、、、、等;②培育人造组织器官;③研究体外细胞分化:
胚胎干细胞在细胞上,能够维持不分化的状态,但如果在培养液中加入,就可以分化为不同类型的组织细胞。
2012年高二生物(选修)寒假作业
(2)
一、单项选择题:
1.从基因文库中获取目的基因的根据是
A.基因的核苷酸序列B.基因的功能C.基因的转录产物mRNAD.以上都是
2.在基因表达载体的构建中,下列说法不正确的是
①一个表达载体的组成包括目的基因、启动子、终止子②有了启动子才能驱动基因转录出mRNA
③终止子的作用是使转录在所需要的地方停止④所有基因表达载体的构建是完全相同的
A.②③B.①④C.①②D.③④
3.一般来说,动物细胞体外培养需要满足以下条件
①无毒的环境②无菌的环境③合成培养基需加血清、血浆
④温度与动物体温相近⑤需要O2,不需要CO2⑥CO2能调节培养液pH
A.①②③④⑤⑥B.①②③④C.①③④⑤⑥D.①②③④⑥
4.蛋白质工程的基本流程正确的是
①蛋白质分子结构设计②DNA合成③预期蛋白质功能④据氨基酸序列推出脱氧核苷酸序列
A.①→②→③→④ B.④→②→①→③C.③→①→④→②D.③→④→①→②
5.关于细胞全能性的理解不确切的是
A.大量的科学事实证明,高度分化的植物体细胞仍具有全能性
B.细胞内含有个体发育所需的全部基因是细胞具有全能性的内在条件
C.通过植物组织培养得到的试管苗,是植物细胞在一定条件下表现全能性的结果
D.通过动物细胞培养获得细胞株或细胞系,证明了动物体细胞也具有全能性
6.限制性核酸内切酶切割DNA时
A.专一识别特定的核苷酸序列,并在特定的位点进行切割B.有多个酶切位点
C.任意切割,没有特定的核苷酸序列D.识别特定的核苷酸序列,但切口多个
7.人们常选用的细菌质粒分子往往带有一个抗生素抗性基因,该抗性基因的主要作用是
A.提高受体细胞在自然环境中的耐药性B.有利于对目的基因是否导入进行检测
C.增加质粒分子在受体细胞存活的机会D.便于与外源基因连接
8.基因工程的正确操作步骤是
①构建基因表达载体②将目的基因导入受体细胞
③检测目的基因的表达是否符合特定性状要求④获取目的基因
A.③②④①B.②④①③C.④①②③D.③④①②
9.将目的基因导入微生物细胞之前,要用Ca2+处理细胞,处理过的细胞叫
A.感受态细胞B.敏感性细胞C.吸收性细胞D.接受态细胞
10.下列有关基因工程中运载体的说法正确的是
A.在进行基因工程操作中,被用作运载体的质粒都是天然质粒
B.所有的质粒都可以作为基因工程中的运载体
C.质粒是一种独立于细菌染色体外的链状DNA分子
D.作为载体的质粒DNA分子上应有对重组DNA进行鉴定和选择的标记基因
11.有关PCR技术的说法,不正确的是
A.PCR是一项在生物体外复制特定的DNA片段的核酸合成技术
B.PCR技术的原理是DNA双链复制
C.利用PCR技术获取目的基因的前提是要有一段已知目的基因的核苷酸序列
D.PCR扩增中必须有解旋酶才能解开双链DNA
12.“分子缝合针”DNA连接酶缝合的部位是
A.碱基对之间的氢键B.碱基与脱氧核糖
C.DNA双链上的磷酸二酯键D.脱氧核糖与脱氧核糖
13.下列技术依据DNA分子杂交原理的是
①用DNA分子探针诊断疾病②B淋巴细胞与骨髓瘤细胞杂交
③快速灵敏地检测饮用水中病毒的含量④目的基因与运载体结合形成重组DNA分子
A.②③B.①③C.②④D.①④
14.关于精子变形的叙述错误的是
A.细胞核变为精子头部的主要部分B.高尔基体发育为头部的顶体
C.中心体演变为精子的尾D.线粒体退化消失
15.基因治疗是指
A.把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中,达到治疗疾病的目的
B. 对有缺陷的细胞进行修复,从而使其恢复正常,达到治疗疾病的目的
C. 运用人工诱变的方法,使有基因缺陷的细胞发生基因突变回复正常
D. 运用基因工程技术,把有缺陷的基因切除,达到治疗疾病的目的
16.试管婴儿、试管苗和克隆羊三者均属于生物工程技术的杰出成果,下面叙述正确的是
A.都属于无性生殖能保持母本性状B.都是细胞工程的技术范围
C.都充分体现了体细胞的全能性D.都不会发生基因重组和变异
17.下列能正确表示高等动物胚胎发育顺序的是
A.受精卵→卵裂→原肠胚→囊胚→组织器官的分化B.卵→卵裂→原肠胚→组织器官分化
C.受精卵→桑椹胚→原肠胚→幼体D.受精卵→→囊胚→原肠胚→组织器官的分化
18.判断卵子是否受精的标志是
A.当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到一个极体时
B.当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到二个极体时
C.当卵黄膜和透明带的间隙可以观察到三个极体时
D.当卵黄膜和透明带的间隙中极体消失时
19.植物体细胞杂交和动物细胞融合比较,正确的是
A.诱导融合的方法完全相同B.所用的技术手段基本相同
C.所采用的原理完全相同D.都能形成杂种细胞
20.下列对动物细胞培养的有关叙述正确的是
A.动物细胞培养的目的是获得大量的分泌蛋白
B.动物细胞培养前要用胰蛋白酶使细胞分散
C.细胞的癌变发生于原代培养向传代培养的过程中
D.培养至50代后的传代细胞称为细胞株
二、多项选择题:
21.要将胡萝卜韧皮部细胞培养成完整植株,需要
A.具有完整细胞核的细胞B.离体状态C.导入外源基因D.一定的营养物质和激素
22.下列对动物核移植技术的描述正确的是
A.哺乳动物核移植包括胚胎细胞核移植和体细胞核移植,动物体细胞核移植的难度明显高于胚胎核移植
B.体细胞核移植的过程中可通过显微操作去核法去除卵母细胞中的核
C.体细胞核移植过程中通常采用MⅡ期卵母细胞作为受体细胞
D.通过体细胞核移植方法生产的克隆动物是对体细胞动物进行了100%的复制
23.科学家将控制某药物蛋白合成的基因转移到白色来亨鸡胚胎细胞的DNA中,发育后的雌鸡就能产出含该药物蛋白的鸡蛋,在每一只鸡蛋的蛋清中都含有大量的药物蛋白;而且这些验收孵出的鸡,仍能产出含该药物蛋白的鸡蛋,据此分析
A.这些鸡是转基因工程的产物B.这种变异属于可遗传的变异
C.该过程运用了胚胎移植技术D.该种变异属于定向变异
24.关于桑椹胚和囊胚的比较,以下说法正确的是
A.囊胚期细胞分化是由于遗传物质突变引起的
B.囊胚期的细胞出现了细胞分化,但遗传物质未发生改变
C.桑椹胚的各细胞结构功能基本相同
D.囊胚期内细胞团和滋养层细胞差异不是复制水平的差异,而是转录水平上的差异引起的
25.下列有关现代生物技术的叙述中,不正确的是
A.限制性内切酶、DNA连接酶只存在于微生物中
B.制成“生物导弹”,将药物定向带到癌细胞所在部位,属于单克隆抗体在实践上应用的实例
C.细胞株和细胞系均为工程菌,两者遗传物质相同
D.单克隆抗体的制备过程体现了动物细胞的全能性
三、非选择题:
本题包括8小题,共计65分。
26.(7分)番茄营养丰富,是人们喜爱的一类果蔬。
但普通番茄细胞中含有多聚半乳糖醛酸酶基因,控制细胞产生多聚半乳糖醛酸酶,该酶能破坏细胞壁,使番茄软化,不耐贮藏。
为满足人们的生产生活需要,科学家们通过基因工程技术,培育出了抗软化、保鲜时间长的番茄新品种。
操作流程如图,请回答:
(1)在番茄新品种的培育过程中,将目的基因导入受体细胞的方法叫做
(2)从图中可见,mRNAl和mRNA2的结合直接导致了无法合成,最终使番茄获得了抗软化的性状。
(3)普通番茄细胞导入目的基因后,经③过程形成,然后诱导出试管苗,进一步培养成正常植株。
甲
(4)如图甲,获得目的基因后,构建重组DNA分子所用的限制性内切酶作用于图中
的处,DNA连接酶作用于处。
(填“a”或“b”)
(5)如图乙是该目的基因表达过程中的一个阶段,图中3和4的核苷酸相同否?
说明理由
27.(8分)DNA亲子鉴定测试原理是:
从被测试者的血滴或口腔黏膜细胞或者培育的组织内提取DNA,用限制性内切酶将DNA样本切成特定的小片段,放进凝胶内,用电泳推动DNA小片段分离,再使用特别的“探针”去寻找基因。
相同的基因会凝聚在一起,然后利用特别的染料在X光下,便会显示由DNA探针凝聚于一起的黑色条码。
每个人的条码一半与其母亲的条码吻合,另一半与其父亲的条码吻合。
反复几次过程,每一种探针用于寻找DNA的不同部位并形成独特的条码,便可得到超过99.9%的分辨概率。
请回答:
(1)限制性内切酶能将DNA样品切成特定的小片段,这主要体现了酶的()
A.专一性B.高效性C.多样性D.作用条件温和
(2)“探针”是指()
A.某一个完整的目的基因B.目的基因片段的特定DNA
C.与目的基因相同的特定双链DNAD.与目的基因互补的特定单链DNA
(3)条码一半与其母亲的条码吻合,另一半与其父亲的条码吻合。
为什么?
▲
(4)样品DNA经PCR技术扩增,可以获取大量DNA分子克隆。
其原理是利用DNA分子半保留复制,在试管中进行DNA的人工复制(如图)。
在很短的时间内,将DNA扩增几百万倍甚至几十亿倍,使实验室所需的遗传物质不再受限于活动的生物体。
①图中A过程表示。
②某样品DNA中共含3000个碱基对,碱基数量满足:
(A+T):
(G+C)=1/2,现欲得到100个与样品相同的DNA,至少需要向试管中加入个腺嘌呤脱氧核苷酸。
③过程也称为DNA的变性,此过程在温度高达90~95℃时才能完成,说明DNA分子具有
性。
④由图中信息分析可知,催化C过程的酶是,它与正常细胞里的酶区别是
28(6分)科学家从某些能无限增殖的细胞的细胞质中分离出无限增殖调控基因(prG),该基因能激发许多动物细胞的分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更为广阔的前景。
请回答以下相关问题:
(1)有人提出,可以直接通过基因工程导入该调控基因来制备单克隆抗体,其思路如右图所示。
请回答:
①酶A是指,酶B是指。
②对已导入重组质粒的II进行“检测”的目的是;
(2)也有人提出用细胞核移植技术构建重组细胞来生产单克隆抗体,试用相关的图示及文字表示该过程:
29.(9分)水稻(体细胞有24条染色体)的花药通过无菌操作,接入试管后,在一定条件下形成试管苗的培养过程,已知水稻的基因型为AaBb。
⑴愈伤组织是花粉细胞不断分裂后形成的不规则的细胞团,在愈伤组织形成过程中,必须从培养基中获得小分子有机物等营养物质
⑵要促进花粉细胞分裂和生长,培养基中应有两类激素。
⑶愈伤组织分化是指愈伤组织形成芽和根,再发育成具根、茎和叶的植物体。
这一过程必须给予光照,其原因是,供试管苗生长发育。
⑷试管苗的细胞中含有条脱氧核苷酸链。
⑸培育出的试管苗可能出现的基因型有。
⑹这种利用花药离体培养成的试管苗属于倍体。
要使它繁殖后代必须采取的措施是。
⑺从细胞工程角度看这种育种方法叫。
该技术的核心是。
30.(7分)下图是植物细胞杂交过程示意图,请据图回答:
(1)植物体细胞杂交的第①步是去除细胞壁,分离出有活力的原生质体。
目前此步骤最常用的方法是酶解法,也就是在温和的条件下用等去除植物的细胞壁。
(2)②过程的发生,必须进行人工诱导。
人工诱导原生质体融合的物理方法是:
利用
等(至少写出两种)促使原生质体融合;化学方法是:
用等试剂作为诱导剂诱导融合。
(动物细胞融合与植物原生质体融合的基本原理相同,诱导融合的方法类似,动物细胞的融合还常用到作为诱导剂。
)
(3)③表示融合后的原生质体再产生新的细胞壁,新细胞壁的产生与细胞内(细胞器)有密切关系。
(4)在④⑤过程中,细胞分裂的主要方式是。
(5)植物体细胞杂交在育种工作中具有广泛的应用价值,其突出的优点是可以,
31.(6分)下列是制备分泌抗原X抗体的过程,根据图解回答问题:
⑴制备单克隆抗体的步骤:
①将注入小鼠体内,从小鼠脾脏中获得淋巴细胞,其中至少1个淋巴细胞带有抗该抗原的抗体。
②将步骤①获得的B淋巴细胞与步骤②培养的骨髓瘤细胞诱导融合。
③将诱导后产生的多种细胞,放在含_培养基的多孔培养板上培养,筛选。
④这样获得的杂交瘤细胞具有B淋巴细胞
的能力。
⑤检测和分离带有抗X抗体的阳性细胞,培养板中每孔放一个细胞进行培养。
⑥将阳性细胞进行增殖,从而制备出大量抗该抗原的单克隆抗体。
⑵单克隆抗体是由同样的抗体分子组成,与一般的血清抗体相比,单克隆抗体的优点是:
。
⑶用本法制备出的单克隆抗体仍具有局限性,因为它是用小鼠的细胞制备的,其化学本质是,对人类有异物性和免疫原性。
32.(7分)1997年,我国科学家首次从人胚胎中分离和克隆出人胚胎干细胞,如下图所示,并分化得到多种体细胞。
2007年,美国学者成功地利用皮肤细胞诱导出具备胚胎干细胞功能的干细胞,并利用皮肤干细胞治疗老鼠的镰刀型细胞贫血症获得进展,病鼠的血液功能恢复正常,这是科学界利用皮肤干细胞进行医疗研究的首次尝试。
请同答下列问题:
(1)胚胎干细胞是早期胚胎中的细胞或从中分离出来的一类细胞,在功能上具有。
皮肤干细胞经诱导能分化得到多种体细胞,其根本原因是。
(2)胚胎工程的主要技术有(写出两种)。
(3)与利用人体胚胎干细胞进行疾病研究和治疗相比,利用皮肤干细胞进行医疗研究具有的优势是等(只要求写出一点)。
(4)我国禁止生殖性克隆,但不反对治疗性克隆的研究。
你认为治疗性克隆有什么意义?
(只要求写出一点)。
33.(15分)下图为胚胎移植的基本程序、早期胚胎发育过程(图甲),及经过体外受精和胚胎分割移植培育优质奶牛的过程(图乙).请回答下列问题:
(图甲)
(图乙)
(1)超数排卵技术的处理措施是对供体母牛注射。
冲卵实质上是用特定装置,将供体母牛子宫内的冲洗出来。
(2)图乙中②指的是。
进行胚胎分割时,应选择发育到时期的胚进行操作
(3)图甲中标号3为,它将来可发育为。
(4)若一次给受体母牛移入多个胚胎,产生的多个后代基因型相同吗?
,为什么?
。
通过胚胎分割产生的两个或多个个体共有的根本特点是
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