资源简介

(共51张PPT)
“酶”
高中生物学中涉及
酶的种类
酶的应用
“酶”的小专题
（1）消化酶类
有的由消化腺分泌到下消化道中,属于胞外酶，
有的则参与细胞内消化，如溶酶体中的一些酶。
例：唾液淀粉酶、麦芽糖酶、蔗糖酶、乳糖酶、脂肪酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、肽酶、纤维素酶、果胶酶等。
①胰蛋白酶：处理动物组织块，便于细胞分散
（纤维素酶和果胶酶：去掉植物细胞壁，制备原生质体。）
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
P一84
P选三38
P选三45
【应用】
有些人由于乳糖酶分泌少，不能完全消化牛奶中的乳糖，食用牛奶后会出现腹泻等不适症状，这称为乳糖不耐受。
为了解决这一问题，科学家将肠乳糖酶基因导入奶牛基因组，使获得的转基因牛分泌的乳汁中，乳糖的含量大大降低，而其他营养成分不受影响
②乳糖酶
考点一 酶的作用及本质
（1）消化酶类
大多数奶酪的生产需要使用凝乳酶来凝聚固化奶中的蛋白质。传统的制备凝乳酶的方法是通过杀死未断奶的小牛，然后将它的第四胃的黏膜取出来进行提取。
（2）凝乳酶
科学家将编码牛凝乳酶的基因导入大肠杆菌、黑曲霉或酵母菌的基因组中，再通过工业发酵批量生产凝乳酶。
P选三89
P选三91
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(3)溶酶体酶
参与细胞内消化的一类酸性水解酶。大量溶酶体膜破坏，释放大量水解酶时，对细胞结构有破坏。如硅肺。
(4)溶菌酶
属于免疫活性物质，破坏细菌的细胞壁(肽聚糖)。
参与非特异性免疫。
考点一 酶的作用及本质
P一49、53
P选一68
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
【应用】
例：噬菌体在侵染大肠杆菌时会释放溶菌酶
(5)淀粉分支酶
皱粒豌豆的DNA中插入了一段外来DNA序列，打乱了编码淀粉分支酶的基因，导致淀粉分支酶出现异常，活性大大降低，进而使细胞内淀粉含量降低。
淀粉分支酶基因
被打乱的淀粉分支酶基因
淀粉分支酶
淀粉升高
蔗糖下降
淀粉分支酶异常，活性下降
淀粉下降
蔗糖升高
外来DNA
插入
圆粒豌豆
吸水
皱粒豌豆
失水
考点一 酶的作用及本质
P必二71
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(6)α-淀粉酶
在用传统方法生产啤酒时，大麦芽是不可缺少的原材料。利用大麦芽，实质是利用其中的α-淀粉酶。有人用赤霉素处理大麦，可以使大麦种子无须发芽就能产生α-淀粉酶。这样就可以简化生产啤酒的工艺、降低成本。
科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，由于α-淀粉酶基因可以阻断淀粉储藏使花粉失去活性，因而可以防止转基因花粉的传播。
考点一 酶的作用及本质
P选一
P选三102相关信息
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(7)脲酶
分解尿素的酶，是第一个被分离提纯的酶。广泛分布于植物的种子中，但以大豆、刀豆中含量丰富。也存在于动物血液和尿中。某些微生物也能分泌脲酶。
CO(NH2)2 + H2O
CO2 + 2NH3
脲酶
应用：在以尿素为唯一氮源的培养基中加入酚红指示剂。接种土壤微生物培养，菌落周围出现红色，说明该细菌能够分解尿素。
NH3 + 酚红 → 红色
考点一 酶的作用及本质
P一79
P选三18
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(8)过氧化氢酶
过氧化氢酶存在于动植物细胞中，特别在动物肝脏浓度最高。将有毒的过氧化氢分解为水和氧气。
2H2O2
过氧化氢酶
2H2O + O2
考点一 酶的作用及本质
P一77
(9)酪氨酸酶
酪氨酸
酪氨酸酶
黑色素
白化病是由于缺乏酪氨酸酶基因，酪氨酸酶含量少。
老年白发是由于细胞衰老，酪氨酸酶活性下降。
P二71
P一124
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
【应用】
(10)腺苷酸脱氨酶(ADA)
复合型免疫缺陷疾病患者的体内缺乏腺苷酸脱氨酶(ADA)，导致没有正常人所具有的免疫力。
基因治疗：科学家从患者体内取出白细胞，转入能够合成ADA的正常基因，再将导入了正常基因的白细胞输入患者体内，检测发现，患者体内的白细胞产生了ADA，免疫缺陷所导致的症状得到明显改善。
考点一 酶的作用及本质
丙氨酸氨基转移酶主要存在于肝细胞浆内，细胞内浓度高于血清中1000-3000倍。只要有1%的肝细胞被破坏，就可以使血清酶增高一倍。因此，谷丙转氨酶被世界卫生组织推荐为肝功能损害最敏感的检测指标。
(11)丙氨酸氨基转移酶
P必二95
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
碱性磷酸酶是广泛分布于人体肝脏、骨骼、肠、肾和胎盘等组织经肝脏向胆外排出的一种酶。这种酶能催化核酸分子脱掉5’磷酸基团，从而使DNA或RNA片段的5’-P末端转换成5’-OH末端。
临床上测定血浆中碱性磷酸酶(偏高) 主要用于骨骼、肝胆系统疾病的诊断和鉴别诊断，尤其是黄疸的鉴别诊断。
(12)碱性磷酸酶
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
血清乳酸脱氢酶升高常见于：肝脏疾病、心肌梗死、血液病(如白血病、贫血、恶性淋巴瘤)等。
(13)乳酸脱氢酶
乳酸脱氢酶催化丙酮酸到乳酸之间的可逆性反应
丙酮酸
乳酸
乳酸脱氢酶
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(14)乙酰胆碱酯酶
降解突触间隙中的乙酰胆碱，防止乙酰胆碱对突触后膜的持续兴奋作用，保证神经信号在生物体内的正常传递。
乙酰胆碱
乙酰胆碱酯酶
胆碱 + 乙酸
有机磷农药等可抑制乙酰胆碱酯酶的活性，阻碍乙酰胆碱的水解，使其持续发挥作用，从而引起肌肉僵直。
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
【应用】
A-C
A-C
C
A
C
E
B
A-C
线粒体
突触小泡
突触前膜
突触后膜
受体
D酶
1.图中A-C表示乙酰胆碱，在其合成时，能循环利用的物质是____(填“A”或者“C”)。
2.若由于某种原因使D酶失活，则突触后神经元会表现为持续_________。
(14)乙酰胆碱酯酶
C
兴奋
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
存在于线粒体内膜、类囊体薄膜和原核细胞膜上，利用H+浓度梯度合成ATP。
(15)ATP合酶
ADP + Pi
ATP
有氧呼吸第三阶段和光反应阶段合成ATP的酶。
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
例.变形菌视紫红质（PR) 是一类广泛存在于水域微生物中的吸光色素膜蛋白，可将H＋从细胞内侧泵到细胞膜外，从而在细胞膜内外产生H+浓度梯度，形成的化学势能可用于ATP合成、物质的跨膜运输或驱动细菌鞭毛运动，由于PR具有“光驱动质子泵”等功能，因此对其研究具有重要意义。下图为变形菌能量传递的部分示意图，下列相关叙述正确的是（ ）
A.变形菌细胞膜上的ATP合成酶具有运输功能
B.变形菌可利用光能，其生命活动的直接能源物质是光能
C.PR在光驱动下将H+从细胞内泵到细胞外属于协助扩散
D.不含PR的细菌，其鞭毛运动所需的能量主要来自线粒体
A
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(15)H+泵
存在于植物细胞膜、液泡膜和溶酶体膜上，利用催化ATP水解释放的能量，逆浓度转运H+。
既有催化ATP水解的功能，
又有载体的功能。
ADP + Pi
ATP
H+
H+
H+
H+
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(16)Na+-K+泵
存在于动物细胞膜上，利用催化ATP水解释放的能量，逆浓度转运Na+和K+。
既有催化ATP水解的功能，
又有载体的功能。
ADP+Pi
ATP
Na+
Na+
Na+
Na+
Na+
K+
K+
K+
K+
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(17)端粒酶
端粒酶由RNA和蛋白质组成。能以自身的RNA为模板催化合成端粒序列加到染色体DNA末端而修复缩短部分。
端粒酶
RNA模板
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
例.端粒酶由RNA和蛋白质组成，该酶能结合到端粒上，以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链。下列叙述正确的是（ ）
A.大肠杆菌拟核的DNA中含有端粒
B.端粒酶中的蛋白质为RNA聚合酶
C.正常人细胞的每条染色体两端都含有端粒DNA
D.正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变长
C
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
解析：端粒存在于真核生物染色体的两端,是由DNA片段及其相关的蛋白质所组成的复合体,A项错误。由“端粒酶由 RNA和蛋白质组成,该酶能结合到端粒上,以自身的RNA为模板合成端粒DNA的一条链”可知,端粒酶中的蛋白质为逆转录酶,B项错误。正常体细胞的端粒DNA随细胞分裂次数增加而变短,D项错误。
(18)基因工程中酶
限制酶、DNA连接酶、逆转录酶、TaqDNA聚合酶
(19)中心法则中的相关酶
解旋酶、DNA聚合酶、RNA聚合酶、逆转录酶、RNA复制酶
考点一 酶的作用及本质
P选三71、77
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(20)各种聚合酶
聚合酶 实质 底物
DNA聚合酶 以DNA为模板的DNA聚合酶 脱氧核苷酸
逆转录酶 以RNA为模板的DNA聚合酶 脱氧核苷酸
端粒酶 以RNA为模板的DNA聚合酶 脱氧核苷酸
RNA聚合酶 以DNA为模板的RNA聚合酶 核糖核苷酸
RNA复制酶 以RNA为模板的RNA聚合酶 核糖核苷酸
考点一 酶的作用及本质
P二55
P二69
P二65
P二65
P一124
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(21)DNA酶 和 RNA酶
DNA酶：水解DNA的酶 RNA酶：水解RNA的酶
通过在R活菌和S菌提取液中加入RNA酶，排除了RNA是转化因子的可能。
通过在R活菌和S菌提取液中加入DNA酶，确定了DNA是转化因子。
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
P必二44
艾弗里：
(22)核酸酶Cas9
CRISPR/Cas9基因组编辑技术
Cas9
sgRNA
短链RNA作为“向导”，它的部分序列通过碱基互补配对原则，与目的基因中希望被 编辑的DNA序列相结合。
核酸酶Cas9与sgRNA结合，然后切割与sgRNA结合的DNA，使DNA双链断裂；
Cas9与限制酶都属于内切核酸酶。
考点一 酶的作用及本质
P必二85
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
基因编辑技术CRISPR/Cas9系统包括两个组分：一个是人工合成的短链RNA（sgRNA）和一个来自细菌的核酸酶Cas9。sgRNA与目的基因中希望被编辑的DNA序列相结合，然后Cas9切割该DNA序列，使DNA双链断裂，此时向细胞中加入大量可用于修复的模板DNA，细胞就会以这些片段为模板合成DNA，从而使特定的碱基序列被引入基因组中、下列说法错误的是（ ）
A.Cas9决定了基因编辑的位点和基因编辑的效率
B.基因编辑技术可以破坏某个基因使其失去功能
C.基因突变是不定向的而基因编辑能定向改变基因
D.Cas9类似限制酶能够使双链DNA中的磷酸二酯键断裂
A
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(23)CO2固定的酶（Rubisco）
C5
Rubisco
2C3
高CO2
C3
C2
高O2
(CH2O)
O2
CO2
ATP
2C2
C3
ATP
NADH
ATP
NADPH
光呼吸
卡尔文循环
Rubisco既可以催化C5与CO2反应，也可以催化C5与O2反应。
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
(25)两种辅酶
NAD+ 和 NADP+
辅酶是酶的辅助因子，是小分子有机物。
NAD+ (辅酶Ⅰ)和NADP+(辅酶Ⅱ)是传递H+和电子的载体。
含有C、H、O、N、P五种元素。
②光反应中，由水光解产生的H+和电子与NADP+结合形成NADPH，再由NADPH将电子传给酶，通过酶最终传给C3，将C3还原为糖类。
①细胞呼吸中，由糖类氧化分解成CO2的过程中，脱下的H+和电子与NAD+结合形成NADH，再由NADH将电子传递给酶，通过酶最终传递给氧气，形成H2O。
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：1.高中生物学中涉及的酶及其作用
【拓展】：2.酶的应用
酶制剂的应用
以体内酶作为靶点的制剂
以体内酶含量作为疾病诊断依据
考点一 酶的作用及本质
相关酶的基因
载体
重组DNA
受体细胞
提取酶
这些酶制剂除少数由动植物生产外，绝大多数是通过发酵工程生产的。
食品加工
医
药
日常用品
工
业
环
保
发酵工程
基因工程
生物技术
考点一 酶的作用及本质
【拓展】：2.酶制剂的应用
①果胶酶
分解果肉内细胞壁中的果胶。
提高果汁产量，
使果汁变得澄清。
②加酶洗衣粉
淀粉酶、纤维素酶
蛋白酶
去除血渍、奶渍
脂肪酶
去除油渍
为了让酶在洗衣粉中有更好的活性，通过基因工程生产耐酸、耐碱和耐高温的酶，并且使用特殊的化学物质将酶包裹，与洗衣粉中的其他成分隔离，遇水后很快溶解，包裹在其中的酶就能迅速发挥催化作用。
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
③含酶牙膏
含酶牙膏可以分解细菌
使牙齿亮白、口气清新。
预防残留在牙缝里的食物残渣滋生细菌而导致龋齿。
④多酶片
多酶片中含有多种消化酶
普通糖衣-胃蛋白酶-肠溶衣糖衣-胰酶
外层
内层
保护胰酶，在胃液中不会分解，在小肠中分解，释放出胰酶。
治疗消化不良、食欲缺乏。
保护胃蛋白酶，
在胃液中会分解，
释放出胃蛋白酶。
胰蛋白酶
胰脂肪酶
胰淀粉酶
……
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
【消化酶类】
⑤溶菌酶
溶解细菌细胞壁。
在临床上与抗生素混合使用，能增强抗生素的疗效。
具有抗菌消炎的作用。
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
【溶菌酶】
在肉制品中添加谷氨酰胺转胺酶
6.谷氨酰胺转氨酶
增加肉制品弹性，改善质地和口感
催化肌肉中蛋白质分子之间形成一种共价键，能使蛋白质分子更紧密地结合在一起。
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
在啤酒生产过程中，
添加葡萄糖氧化酶。
7.葡萄糖氧化酶
防止啤酒老化，
降低啤酒浊度，
改善啤酒风味，
延长其保质期。
利用葡萄糖氧化酶催化葡萄糖氧化的反应
定量检测血液 / 尿液中的葡萄糖含量
葡萄糖氧化酶与过氧化物酶共同制成试纸，便于血液 / 尿液中葡萄糖的检测
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
抗氧化、抗衰老、抗辐射，
主要用于治疗红斑狼疮、皮肌炎、结肠炎、氧中毒等疾病
超氧化物气化酶能催化超氧阴离子自由基生成氧和过氧化氢，
8.超氧化物气化酶
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
9. L-天冬酰胺酶
癌细胞缺乏L-天冬酰胺合成酶，
只能摄取外来的L-天冬酰胺。
切断了癌细胞的营养供应，从而导致癌细胞死亡。
第一种治疗癌症的酶，
对白血病有显著疗效
L-天冬酰胺酶进入癌细胞后，
分解L-天冬酰胺。
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
10. 植酸酶
饲料添加植酸酶，提高禽畜等对饲料中磷的利用率
植酸酶能将磷酸基团从植酸上水解下来
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
11. 胆碱酯酶
有机磷农药是胆碱酯酶的抑制剂
通过胆碱酯酶活性受抑制的程度来检测环境中有机磷的浓度。
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
【乙酰胆碱酯酶】
12. 基因工程中使用的各种酶制剂
细胞
提取
DNA
PCR
含目的基因的DNA片段
提取
RNA
cDNA
逆转录
PCR
目的基因
质粒
限制酶
DNA连接酶
重组DNA
逆转录酶
TaqDNA聚合酶
【拓展】：2.酶的应用
(1)酶制剂的应用
考点一 酶的作用及本质
常见的限制酶
GGATCC
CCTAGG
GGTACC
CCATGG
AAGCTT
TTCGAA
BamHI
KpnI
HindIII
G
CCTAG
GATCC
G
G
CCATG
GTACC
G
A
TTCGA
AGCTT
A
AGCT
TCGA
AluI
TCGA
AGCT
常见的限制酶
MluⅠ
SamⅠ
BssHⅡ
ACGCGT
TGCGCA
CCCGGG
GGGCCC
GCGCGC
CGCGCG
G
CGCGC
CGCGC
G
CCC
GGG
GGG
CCC
A
TGCGC
CGCGT
A
常见的限制酶
EcoRI
NdeI
XhoI
GAATTC
CTTAAG
CATATG
GTATAC
CTCGAG
GAGCTC
C
GAGCT
TCGAG
C
G
CTTAA
AATTC
G
CA
GTAT
TATG
AC
许多杀虫剂、抗生素、止痛片以及抗癌药物等的设计常以酶作为靶点。
酶
抗癌药
止痛药
杀虫剂
抗生素
……
【拓展】：2.酶的应用
(2)以酶作为靶点的制剂
考点一 酶的作用及本质
①以酶作为靶点的杀虫剂
有机磷农药
(敌敌畏等)
作用靶酶
乙酰胆碱酯酶
传导昆虫神经冲动的乙酰胆碱无法水解
乙酰胆碱酯酶活性丧失
导致
干扰神经冲动的正常传导
导致昆虫死亡
【拓展】：2.酶的应用
(2)以酶作为靶点的制剂
考点一 酶的作用及本质
②以酶作为靶点的抗生素
磺胺类
作用靶酶
二氢叶酸合成酶
人类直接从食物中获取叶酸，而细菌只能利用自身合成叶酸。
二氢叶酸合成酶活性丧失
导致
细菌的核酸合成受阻
细菌无法增殖
细菌无法
合成叶酸
【拓展】：2.酶的应用
(2)以酶作为靶点的制剂
考点一 酶的作用及本质
对氨基苯甲酸
磺胺类药物是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂
二氢叶酸合成酶
磺胺类药
对氨基苯甲酸
活性中心
二氢叶酸合成酶活性
对氨基苯甲酸浓度
无磺胺类药
有磺胺类药
二氢叶酸
二氢叶酸合成酶
【拓展】：2.酶的应用
(2)以酶作为靶点的制剂
考点一 酶的作用及本质
② 以酶作为靶点的抗生素
利福平
作用靶酶
RNA聚合酶
真核生物的RNA聚合酶与原核生物的RNA聚合酶结构不同，
利福平主要作用于原生生物的RNA聚合酶，对人体没有影响。
细菌RNA聚合酶失活
导致
DNA和蛋白的合成停止
细菌无法增殖
阻断RNA转录过程
【拓展】：2.酶的应用
(2)以酶作为靶点的制剂
考点一 酶的作用及本质
氯霉素
作用靶酶
真核生物的肽酰基转移酶与原核生物的肽酰基转移酶结构不同，因此，该类抗生素对人体没有影响。
导致
蛋白质
细菌无法增殖
肽键无法合成
细菌的
肽酰基转移酶
肽酰基转移酶失活
肽酰基转移酶是核糖体中的一种rRNA，催化肽键的形成，是一种核酶。
② 以酶作为靶点的抗生素
(2)以酶作为靶点的制剂
考点一 酶的作用及本质
阿司匹林
作用靶酶
导致
对痛觉的敏感性下降
止痛
前列腺素合成受阻
环氧酶
环氧酶失活
前列腺素能使肌体对各种刺激产生的痛更敏感。
(乙酰水杨酸)
近来，人们发现阿司匹林不仅能镇痛，而且在抗血栓、保护心脏等方面也是一把好手，甚至还能防治癌症，不愧是一剂“长葆青春”的“百年老药”。
③以酶作为靶点的止痛药
(2)以酶作为靶点的制剂
考点一 酶的作用及本质
④ 以酶作为靶点的抗癌药
甲氨蝶呤
作用靶酶
导致
DNA合成受阻
细胞分裂受阻
四氢叶酸合成受阻
二氢叶酸还原酶
四氢叶酸是叶酸的活化形式，是嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成过程中的辅酶。
二氢叶酸还原酶失活
(2)以酶作为靶点的制剂
考点一 酶的作用及本质
白化病诊断
苯丙酮尿症诊断
酪氨酸酶活性检查
苯丙氨酸羟化酶活性检查
酪氨酸酶活性低
基因检测
苯丙氨酸羟化酶活性低
基因检测
苯丙氨酸
酪氨酸
黑色素
苯丙酮酸
尿黑酸
乙酰乙酸
CO2 + H2O
酪氨酸酶
苯丙氨酸羟化酶
尿黑酸氧化酶
(3)以体内酶含量作为疾病诊断依据
考点一 酶的作用及本质
【酪氨酸酶】
检测的酶 酶活性变化与对应疾病
淀粉酶 活性升高：胰脏疾病、肾脏疾病；活性降低：肝病
胆碱酯酶 活性降低：肝病、肝硬化、有机磷中毒、风湿等病
酸性磷酸酶 活性升高：前列腺癌、肝炎、红细胞病变
碱性磷酸酶 活性升高：佝偻病、软骨化病、骨瘤等
活性降低：软骨发育不全
谷丙转氨酶 活性升高：肝病、心肌梗死等
谷草转氨酶 活性升高：肝病、心肌梗死等
-谷氨酰转肽酶 活性升高：原发性和继发性肝癌、阻塞性黄疸
肝硬化、胆管癌等
(3)以体内酶含量作为疾病诊断依据
考点一 酶的作用及本质

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