版高考生物复习第3单元第1讲酶和ATP教学案新人教版.docx
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版高考生物复习第3单元第1讲酶和ATP教学案新人教版
第1讲 酶和ATP
[考纲展示] 1.酶在代谢中的作用（Ⅱ） 2.ATP在能量代谢中的作用（Ⅱ） 3.实验：
探究影响酶活性的因素
考点一|酶的本质、作用和特性
1．酶的作用和本质
（1）酶的本质与合成：
酶的本质
绝大多数是蛋白质
少数是RNA
合成原料
氨基酸
核糖核苷酸
合成场所
核糖体
主要是细胞核
（真核细胞）
（2）作用：
具有催化作用，反应前后性质和数量不变。
（3）作用场所及条件：
在细胞内、外及离开生物体都可以发挥作用，但需要相对温和的条件。
（4）来源：
一般活细胞都能产生。
（5）催化机理：
降低反应活化能，提高反应速率，但不改变反应的方向和平衡点。
2．酶的特性
（1）高效性
①曲线分析：
酶对应曲线A，无机催化剂对应曲线B，未加催化剂对应曲线C。
（填字母）
②结论：
与无机催化剂相比，酶降低活化能的作用更显著，因而酶的催化效率更高。
（2）专一性
①图形分析：
a．写出图中所示的化学反应：
B
E＋F。
b．图中C、D表示不能（填“能”或“不能”）被该酶催化的物质。
②结论：
每一种酶只能催化一种或一类化学反应。
（3）作用条件较温和
①酶活性：
酶对化学反应的催化效率称为酶活性。
②曲线分析：
如图为温度、pH对酶活性的影响。
Ⅰ.甲、乙两图横坐标分别表示温度、pH，b点表示最适温度，e点表示最适pH。
Ⅱ.甲图中，温度由a变为b时，酶活性升高；由c变为b时，酶活性不变，原因是高温时酶的空间结构被破坏且不可恢复。
Ⅲ.乙图中，pH由d变为e或由f变为e时，酶活性均不变，原因是过酸、过碱都会导致酶的空间结构破坏且不可恢复。
③结论：
在适宜的温度、pH条件下，酶的活性最高。
（4）底物浓度和酶浓度对酶促反应的影响
甲 乙
①甲图：
在其他条件适宜、酶量一定的情况下，酶促反应速率随底物浓度增加而加快，但当底物达到一定浓度后，受酶数量的限制，酶促反应速率不再增加。
②乙图：
在底物充足、其他条件适宜的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
1高温和低温对酶活性的影响不同：
高温使酶的空间结构破坏而失活，低温并没有破坏其空间结构，只是降低酶活性。
因此酶在高温下失活后，即使移到适温环境中也不会恢复活性，但从低温到适温环境活性可升高。
2酶促反应速率与酶活性不同：
温度和pH通过影响酶活性进而影响酶促反应速率。
底物浓度和酶浓度也能影响酶促反应速率，但并未改变酶活性。
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）酶提供了反应过程所必需的活化能。
（×）
提示：
酶的作用是降低活化能。
（2）酶在催化反应前后，其分子结构不变。
（√）
（3）酶活性的发挥离不开其特定的结构。
（√）
（4）高温和低温均能破坏酶的结构使其失去活性。
（×）
提示：
低温不破坏酶的结构。
（5）酶活性最高时的温度适合酶的保存。
（×）
提示：
酶适合保存在低温条件下。
2．思考回答（规范表述）
如图曲线表示在无酶催化条件和有酶催化条件下某化学反应的能量变化过程。
（1）图中ab段的含义是什么？
提示：
ab段表示酶所降低的该化学反应所需的活化能。
（2）该反应是吸能反应还是放能反应？
你判断的依据是什么？
提示：
放能反应。
终态产物P所含的能量低于初态反应物A所含的能量。
考法1 考查对酶的本质、作用和特性的理解
1．（2019·北京市顺义区期末）下列有关生物体内的酶叙述，正确的是
（ ）
A．酶的基本组成单位是氨基酸或脱氧核糖核苷酸
B．酶活性的变化与酶所处的环境的改变无关
C．酶的空间结构破坏会导致其活性部分或全部丧失
D．唾液淀粉酶催化反应最适温度和保存温度均是37℃
C [酶的基本组成单位是氨基酸或核糖核苷酸，A错误；酶活性与其所处的作用条件有关，B错误；酶的空间结构破坏会导致其活性部分或全部丧失，C正确；唾液淀粉酶应低温保存，D错误。
]
2．（2019·潍坊市期中联考）下列有关酶的叙述，正确的是（ ）
A．在人体的生命活动中，酶可起到催化和调节作用
B．与无机催化剂不同，酶能降低化学反应的活化能
C．酶都是由内分泌细胞合成的，具有高效性
D．酶的作用条件比较温和，高温可使酶失活
D [在人体的生命活动中，酶起催化作用，不起调节作用，A项错误；与无机催化剂相比，酶降低化学反应的活化能更显著，B项错误；一般来说，活细胞都能产生酶，具有高效性，C项错误；酶的作用条件比较温和，高温会破坏酶分子的结构，使酶失活，D项正确。
]
项目
正确说法
错误说法
化学本质
绝大多数是蛋白质，少数是RNA
酶的本质是蛋白质
产生部位
一般来说，凡是活细胞都能产生酶（不考虑哺乳动物的成熟红细胞）
具有分泌功能的细胞才能产生酶
合成原料
氨基酸或核糖核苷酸
氨基酸
合成场所
核糖体或细胞核
核糖体
生理功能
生物催化剂，只起催化作用
酶具有调节、催化等多种功能
来源
生物体内合成
有的来源于食物
作用场所
既可在细胞内，也可在细胞外、体外发挥作用
只在细胞内起催化作用
温度影响
低温影响酶的活性，不破坏酶的结构，但高温易使酶失活
低温会引起酶变性失活
作用前后
催化反应前后的数量和性质没有变化
发生催化作用后被分解
考法2 结合坐标图考查酶的作用和特性
3．（2019·龙岩市高三期末）图甲表示人和植物的淀粉酶在不同pH条件下的活性，图乙表示a、b、c三种酶的活性受温度影响的情况。
下列说法正确的是（ ）
甲 乙
A．若环境由中性变成酸性，人淀粉酶的活性逐渐升高
B．植物和人的淀粉酶活性相同时，pH也可以相同
C．a、b酶活性相同时，温度对酶的影响相同
D．c酶的最适温度应大于40℃
B [据图分析可知，人的淀粉酶在pH略微偏碱性的环境中活性最高，若环境由中性变成酸性，人淀粉酶的活性逐渐降低，A错误；植物和人的淀粉酶活性相同时，pH也可以相同，如图中两条曲线的交点，B正确；a、b酶活性相同时，温度对酶的影响可能相同，也可能不同，C错误；c酶的最适温度可能等于或大于40℃，D错误。
]
4．（2018·合肥市二模）为了研究温度对某种酶活性的影响，设置甲、乙、丙三个实验组，各组温度条件不同，其他条件相同且适宜，测定各组在不同反应时间内的产物浓度，结果如图。
以下分析正确的是（ ）
A．在t时刻之后，甲组曲线不再上升，是由于受到酶数量的限制
B．在t时刻降低丙组温度，将使丙组酶的活性提高，曲线上升
C．若甲组温度小于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于乙组温度
D．若甲组温度大于乙组温度，则酶的最适温度不可能大于甲组温度
C [在t时刻后，甲组曲线不再上升，是由于底物被彻底分解，A项错误；丙组温度过高，酶失活，降低温度，酶的活性不能提高，B项错误；若甲组温度小于乙组温度，说明乙组已超过适宜温度，酶的最适宜温度不可能大于乙组温度，C项正确；若甲组温度大于乙组温度，酶的最适温度可能大于甲组温度，也可能小于甲组温度，D项错误。
]
1．识标：
“识标明变量”。
明确酶促反应曲线坐标图中横坐标（自变量）和纵坐标（因变量）的含义。
2．析线：
“析线理关系”。
分析酶促反应曲线走势，明确因变量怎样随自变量的变化而变化。
“上升”“下降”“先升后降”“先升后稳”“水平”等。
3．明点（特殊点）：
“抓点求突破”。
明确酶促反应曲线中起点、终点、顶点、拐点、交叉点、特殊条件下的交点等表示的生物学含义。
4．判断：
“先分后合巧辨析”。
对多条酶促反应曲线图，根据曲线上不同标示物识别曲线所代表的意义（有的曲线直接标出），首先对每一条曲线单独分析，进行比较，判断曲线间有无联系或找出相互关系，然后综合分析。
考法3 考查酶特性的相关实验探究
5．（2018·潍坊期中）取5支试管，编号1、2、3、4、5，分别加入1.0mol/L的过氧化氢溶液2mL，进行下列实验，据表分析下列叙述错误的是（ ）
试管编号
1
2
3
4
5
加入物质
蒸馏水
锈铁钉
肝脏研磨液
煮沸冷却的
肝脏研磨液
肝脏研磨液
＋NaOH
实验结果
无气泡
少量气泡
大量气泡
无气泡
无气泡
A．在1号、2号、3号组成的对照实验中，温度是重要的无关变量
B．2号和3号对照，说明酶有高效性
C．3号比1号反应速率快是因为酶为反应过程供能
D．3号和4号、5号对照，说明温度、pH会影响酶活性
C [酶不能为化学反应提供能量，3号比1号反应速率快是因为酶降低了化学反应的活化能。
]
6．（2019·湖北模拟）某同学进行了下列有关酶的实验：
甲组：
淀粉溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→出现砖红色沉淀
乙组：
蔗糖溶液＋新鲜唾液→加入斐林试剂→不出现砖红色沉淀
丙组：
蔗糖溶液＋蔗糖酶溶液→加入斐林试剂→？
下列叙述正确的是（ ）
A．丙组的实验结果是“不出现砖红色沉淀”
B．三组实验都应始终在37℃条件下进行
C．该同学的实验目的是验证酶的专一性
D．可用碘液代替斐林试剂进行检测
C [丙组的实验结果应是“出现砖红色沉淀”，A项错误；三组实验加入斐林试剂后还应进行水浴加热，B项错误；甲组和乙组对照，乙组和丙组对照验证了酶的专一性，C项正确；碘液只能检测淀粉是否分解，不能检测蔗糖是否分解，因此不能用碘液代替斐林试剂进行检测，D项错误。
]
1．验证酶的高效性
设计思路：
将用酶催化的反应与用无机催化剂催化的反应进行对照，验证酶的催化效率比无机催化剂高。
设计方案示例：
2．验证酶的专一性
设计思路：
酶相同，底物不同（或底物相同，酶不同）。
设计方案示例：
结论：
淀粉酶只能催化淀粉水解，不能催化蔗糖水解，酶具有专一性。
说明：
若验证某种具体酶的专一性，设计思路应该是该种酶作用与不同种底物。
考点二|探究影响酶活性的因素
1．实验原理
（1）酶活性：
酶对化学反应的催化效率。
（2）淀粉水解：
①淀粉检测：
加入碘液，溶液变蓝色。
②淀粉酶可催化淀粉水解。
③酸性、碱性环境可以使部分淀粉水解。
（3）H2O2分解
①H2O2可分解为H2O和O2。
②H2O2可在H2O2酶的催化作用下快速分解。
③常温下H2O2易分解，高温可以使H2O2分解加快。
2．实验方案设计与预期结果
比较
项目
探究温度对酶活性的影响
探究pH对酶活性的影响
实验
材料
淀粉溶液
淀粉酶溶液
H2O2溶液
H2O2酶溶液
变量控制
无关
变量
反应物与酶的量、溶液pH等应适宜且相同
反应物与酶的量、温度等应适宜且相同
自变
量
先将反应物溶液与酶溶液在各梯度温度下分别保温，然后混合
先将反应物溶液与酶溶液分别调至各梯度pH，然后混合
因变量
检测
滴加碘液，观察溶液颜色变化
观察气泡产生的快慢
预期结果
酶活性较低时，溶液变为蓝色
酶活性较低时，气泡产生较慢
（1）若选择淀粉和淀粉酶探究酶的最适温度，检测底物被分解的试剂“宜”选用碘液，“不宜”选用斐林试剂，因为用斐林试剂鉴定时需水浴加热，而该实验中需严格控制温度。
（2）在探究酶的适宜温度的实验中，“不宜”选择过氧化氢（H2O2）和过氧化氢酶作实验材料，因为过氧化氢（H2O2）在常温常压时就能分解，加热的条件下分解会加快，从而影响实验结果。
（3）在探究pH对酶活性影响时，“宜”保证酶的最适温度（排除温度干扰），且将酶溶液的pH调至实验要求的pH后再让反应物与底物接触，“不宜”在未达到预设pH前，让反应物与酶接触。
也“不宜”选用淀粉和淀粉酶作实验材料，因为酸性、碱性环境可以使部分淀粉水解，从而影响实验结果。
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）用淀粉和淀粉酶探究温度对酶活性的影响时，检测试剂既可用斐林试剂也可用碘液。
（×）
提示：
探究温度对酶活性的影响时若选斐林试剂作检测试剂需要水浴加热，会改变实验温度。
（2）以过氧化氢为底物，探究温度对过氧化氢酶活性的影响。
（×）
提示：
过氧化氢在加热时分解加快，自变量控制不准确。
（3）探究胃蛋白酶的最适pH时，将其加入蛋清中再加入缓冲液。
（×）
提示：
酶与底物一旦混合，反应就开始了，应先加缓冲液再加入蛋清。
（4）探究温度对酶活性的影响时，将酶与底物在室温下混合后于不同温度下保温。
（×）
提示：
应将酶与底物在设定的温度下保温后再混合。
2．思考回答（规范表述）
普通淀粉酶的最适温度在40～60℃之间，而极端耐热淀粉酶在100℃仍能保持较高的活性，因此在生产上具有更为广泛的应用前景。
设计实验测定极端耐热淀粉酶起催化作用的最适温度。
（1）此实验中除自变量和因变量外，还需要考虑哪些因素。
（提示：
答出两点即可）
（2）结合题目信息，简要写出测定该酶催化作用最适温度的实验思路。
提示：
（1）底物淀粉溶液的浓度和用量、pH及添加试剂的量、实验操作顺序。
（2）在40℃和100℃之间每隔一定温度设置一个实验组，其他实验条件适宜且保持一致。
以反应液和碘液发生颜色反应的程度为指标确定最适温度。
实验变量控制的三个原则
实验变量
控制原则
实 例
自变量
单一变
量原则
探究温度对酶活性的影响实验中只有温度一个自变量
无关变量
等量适
宜原则
探究温度对酶活性的影响实验中pH为无关变量，不但相同，还要适宜
因变量
可观测
性原则
探究温度对酶活性的影响实验中，根据淀粉遇碘变蓝的颜色反应将不可观测地反应直观地显现出来，便于实验结果的观测
考法1 考查相关实验设计
1．（2019·山西联考）为探究影响酶活性的因素，某班同学设计了如下实验，其中合理的是（ ）
编号
探究课题
选用材料与试剂
A
温度对酶活性的影响
新制的蔗糖酶溶液 可溶性淀粉溶液 碘液
B
温度对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶液 斐林试剂
C
pH对酶活性的影响
过氧化氢溶液 新鲜的肝脏研磨液
D
pH对酶活性的影响
新制的淀粉酶溶液 可溶性淀粉溶液 碘液
A.A B.B
C.CD.D
C [探究温度对酶活性的影响，自变量是温度的不同，依据酶的专一性，应选择新制的淀粉酶溶液和可溶性淀粉溶液，用碘液检测淀粉的剩余量，但不能用斐林试剂检测淀粉的水解产物还原糖，因为用斐林试剂检测需水浴（50～65℃）加热，对实验产生干扰，A、B错误；探究pH对酶活性的影响，自变量是pH的不同，新鲜的肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，过氧化氢酶催化过氧化氢水解产生水和氧气，因此可通过观察单位时间内气泡的产生量来推知淀粉酶的活性，C正确；因淀粉及其水解产物都能与碘液发生反应，且淀粉在酸性条件下加热，也会发生自然水解，所以探究pH对酶活性的影响，不能使用新制的淀粉酶溶液、可溶性淀粉溶液和碘液，D错误。
]
2．（2019·福建模拟）某生物兴趣小组为了探究pH对某种酶活性的影响，做了如下实验。
实验步骤：
一、取3支洁净的试管，编号为A、B、C，分别加入等量的酶溶液；
二、在每支试管中加入等量的底物溶液；
三、在A、B、C试管中加入等量的缓冲液，使pH分别稳定在5.0、7.0、9.0；
四、将3支试管置于不同的温度下，定时检测产物浓度。
请回答下列问题：
（1）上述实验步骤中存在两处明显错误，请更正。
__________________________________________________________
_________________________________________________________。
（2）在实验操作正确的情况下，实验结果如图。
①该实验中酶促反应速率用________________________表示。
实验开始1min后A组产物浓度不再增加的原因是_____________________
____________________________________________________________。
②为进一步探究该酶作用的最适pH，应在pH为________范围开展实验。
解析：
（1）实验步骤中，酶溶液和底物溶液混合后再用缓冲液调pH，这样在达到设定的pH之前酶就发挥了作用，实验结果不准确。
实验研究的是pH对酶活性的影响，温度是无关变量，应适宜且相同。
（2）该酶促反应速率是用单位时间内产物的生成量来表示的。
1min后A组产物不再增加的原因是底物完全分解。
该酶的最适宜pH在0～7之间。
答案：
（1）应将步骤二、三顺序调换；步骤四更正为：
将3支试管置于最适温度（或相同且适宜温度）下，定时检测产物浓度
（2）①单位时间内产物的生成量（或单位时间内产物浓度的变化量） 底物的量有限（或底物浓度是一定的）
②0～7.0（或大于0小于7）
考法2 考查相关实验分析
3．（2019·龙岩市高三质检）某研究小组利用3%鸡肝匀浆、3%H2O2溶液、pH缓冲液等，在适宜温度下探究pH对过氧化氢酶活性的影响，实验结果如下表。
该实验能得出的结论是（ ）
pH
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
酶活性（产生的气泡个数/30）
4
8
25
20
10
A．过氧化氢酶具有高效性
B．鸡肝匀浆中过氧化氢酶最适pH一定为7.0
C．pH为7.0时提高温度，酶活性会提高
D．过氧化氢酶对酸性环境的耐受性低
D [此实验不涉及无机催化剂催化过氧化氢，无法说明过氧化氢酶具有高效性，A错误；表中设置的pH梯度不是足够小，因此过氧化氢酶的最适pH不一定是7，B错误；题目给定的为适宜温度，因此当温度提高时，酶的活性会降低，C错误。
]
4．（2019·青岛检测）小麦种子中含有α、β两种淀粉酶，某学习小组对这两种淀粉酶活性进行探究实验，步骤如下：
①将等量的α 淀粉酶（70℃活性不受影响，100℃高温下失活）与β 淀粉酶（70℃处理15min即失活）加适量蒸馏水混合，分为甲、乙、丙三组；
②甲组25℃下处理，乙组70℃水浴处理15min后取出，丙组100℃下处理15min后取出；
③甲、乙、丙三组分别在25℃条件下加入等量且足量的淀粉溶液；
④一段时间后，测得甲、乙、丙三组淀粉剩余量分别为a、b、c。
请回答下列相关问题：
（1）上述两种酶存在差异的直接原因是_________________________
____________________________________________________________。
（2）三组淀粉剩余量最多的是_______（填“甲”“乙”或“丙”）组，原因是______________________________________________________。
（3）利用上述实验结果，如何大致比较25℃条件下α 淀粉酶和β 淀粉酶活性的大小？
__________________________________________________________
________________________________________________________。
解析：
（3）甲组25℃下处理，α 淀粉酶和β 淀粉酶均发挥作用。
乙组70℃水浴处理15min后，β 淀粉酶失活，只有α 淀粉酶发挥作用，丙组100℃下处理15min，两种淀粉酶均失活。
因此，b a代表β 淀粉酶分解淀粉的量，c b代表α 淀粉酶分解淀粉的量。
答案：
（1）氨基酸的种类、数目、排列顺序及肽链的空间结构不同
（2）丙 两种淀粉酶在100℃条件下均失去活性，且降到25℃活性不能恢复
（3）比较b a（β 淀粉酶的活性）与c b（α 淀粉酶的活性）数值的大小
考点三|ATP的结构和功能
1．ATP的结构
（1）ATP的元素组成：
C、H、O、N、P。
（2）ATP的化学组成：
一分子腺嘌呤，一分子核糖和三分子磷酸基团。
（3）ATP的结构简式：
A—P～P～P。
（4）ATP中的能量：
主要储存在高能磷酸键中。
2．ATP和ADP的相互转化
（1）转化原因：
ATP的化学性质不稳定，远离腺苷的那个高能磷酸键容易断裂与合成。
（2）转化关系及过程比较：
项目
ATP的合成
ATP的水解
反应式
ADP＋Pi＋能量
ATP
ATP
ADP＋Pi＋能量
所需酶
ATP合成酶
ATP水解酶
能量来源
光能（光合作用）、化学能（细胞呼吸）
储存在高能磷酸键中的能量
能量去路
储存于形成的高能磷酸键中
用于各项生命活动
反应场所
细胞质基质、线粒体、叶绿体
生物体的需能部位
3．ATP的功能与动、植物细胞代谢
（1）植物细胞可以通过光合作用和细胞呼吸形成ATP，而动物细胞只能通过细胞呼吸形成ATP。
（2）植物光合作用光反应阶段产生的ATP一般只用于暗反应，不用于其他生命活动；植物或动物细胞呼吸产生的ATP才能用于多种生命活动。
（3）ATP水解释放的能量可用于主动运输、发光发电、肌肉收缩、物质合成、大脑思考等。
1．判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）
（1）1个ATP分子中只含有1个腺嘌呤和3个磷酸基团。
（×）
提示：
1个ATP分子中含有1个腺嘌呤，1个核糖和3个磷酸基团。
（2）ATP水解释放的能量可用于细胞内的吸能反应。
（√）
（3）淀粉水解成葡萄糖时伴随有ATP的生成。
（×）
提示：
淀粉水解成葡萄糖时不合成ATP。
（4）人在饥饿时，细胞中ATP与ADP的含量难以达到动态平衡。
（×）
提示：
细胞中的ATP与ADP的含量处于动态平衡状态。
（5）无氧条件下，光合作用是叶肉细胞产生ATP的唯一来源。
（×）
提示：
无氧呼吸也能产生ATP。
2．思考回答（规范表述）
（1）ATP由哪几个小分子组成？
提示：
由一分子腺嘌呤、一分子核糖和三分子磷酸基团组成。
（2）人的心肌细胞比口腔上皮细胞新陈代谢旺盛，那么心肌细胞比口腔上皮细胞含有的ATP多吗？
提示：
ATP在细胞中的含量很少，心肌细胞含有的ATP并不比口腔上皮细胞多，只是ATP与ADP的相互转化迅速。
考法1 考查ATP的结构及其合成和利用
1．（2018·菏泽期中）下列关于ATP的叙述，正确的是（ ）
A．ATP分子由腺嘌呤、脱氧核糖和磷酸组成
B．细胞缺氧时细胞质基质中不能合成ATP
C．细胞代谢加快时，ATP与ADP间的转化加快
D．线粒体和叶绿体合成的ATP均可用于物质跨膜运输
C [ATP分子由腺嘌呤、核糖和磷酸基团组成，A错误；细胞缺氧时细胞质基质中进行无氧呼吸，能合成ATP，B错误；细胞代谢加快时，ATP与ADP间的转化也会加快，C正确；叶绿体合成的ATP只用于暗反应，D错误。
]
2．（2018·潍坊期中）下列有关ATP的叙述，正确的是（ ）
A．放能反应往往与ATP的水解相联系
B．ATP与ADP的相互转化是生物界的共性之一
C．细胞内的ATP均产生于线粒体和叶绿体
D．类胡萝卜素主要在红光区吸收光能，用于光反应中ATP的合成
B [放能反应往往与ATP的合成相联系，A项错误；ATP与ADP的相互转化是生物界的共性之一，B项正确；细胞质基质也能产生ATP，C项错误；类胡萝卜素主要在蓝紫光区吸收光能，用于光反应中ATP的合成，D项错误。
]
考法2 ATP和酶的综合考查
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