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文檔簡(jiǎn)介
第二章生物(shēngwù)安全與生物(shēngwù)倫理第一頁,共48頁。轉(zhuǎn)基因生物的安全性1.轉(zhuǎn)基因生物存在安全性問題的原因(1)目前對(duì)基因的結(jié)構(gòu)、調(diào)控(diàokònɡ)機(jī)制及基因間的相互作用了解有限。(2)目的基因往往是異種生物的基因。(3)外源基因插入宿主細(xì)胞基因組的部位往往是隨機(jī)的。第二頁,共48頁。2.理性看待(kàndài)轉(zhuǎn)基因生物(1)轉(zhuǎn)基因生物的優(yōu)缺點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)
缺點(diǎn)
①解決糧食短缺問題;②大大減少農(nóng)藥的使用量,減少環(huán)境污染;③增加食物營養(yǎng),提高附加值;④增加食物種類,提升食物品質(zhì);⑤提高生產(chǎn)效率,帶動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展
①可能出現(xiàn)新的過敏原或重組形成新病毒;②可能產(chǎn)生抗除草劑的雜草;③可能使疾病的傳播跨越物種障礙;④可能會(huì)損害生物多樣性;⑤可能會(huì)對(duì)人類生活環(huán)境造成二次污染
第三頁,共48頁。(2)對(duì)待轉(zhuǎn)基因生物的正確態(tài)度:①對(duì)轉(zhuǎn)基因生物出現(xiàn)(chūxiàn)激烈的倫理方面的爭(zhēng)論是正常的,關(guān)鍵是社會(huì)應(yīng)有正確的輿論導(dǎo)向,從而促進(jìn)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展;②國家對(duì)轉(zhuǎn)基因技術(shù)要制定符合本國利益的政策和法規(guī);③在轉(zhuǎn)基因生物或其產(chǎn)品研究過程中,科學(xué)家要自覺遵守科學(xué)研究道德。第四頁,共48頁?!靖呖季剧姟哭D(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品的安全性主要包括三個(gè)方面(1)轉(zhuǎn)基因生物在食品、飼料和其他消費(fèi)領(lǐng)域的安全性(食物安全);(2)各類活的轉(zhuǎn)基因生物體釋放到環(huán)境中,對(duì)生物多樣性是否能構(gòu)成潛在的風(fēng)險(xiǎn)和威脅(生物安全);(3)轉(zhuǎn)基因生物對(duì)生態(tài)系統(tǒng)(shēnɡtàixìtǒnɡ)的穩(wěn)定性和人類的生活環(huán)境是否能造成破壞(環(huán)境安全)。第五頁,共48頁。生物技術(shù)中的倫理問題(wèntí)1.克隆人(1)克隆人的培育過程:第六頁,共48頁。(2)治療性克隆(kèlónɡ)和生殖性克隆(kèlónɡ)的比較:治療性克隆生殖性克隆區(qū)別目的從胚胎中取出干細(xì)胞用于醫(yī)學(xué)研究和治療用于生育,獲得人的復(fù)制品水平細(xì)胞水平個(gè)體水平聯(lián)系都屬無性生殖;產(chǎn)生新個(gè)體或新組織,遺傳信息相同項(xiàng)目(xiàngmù)類型(lèixíng)第七頁,共48頁。2.試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒的比較如圖,后者比前者(qiánzhě)多了④過程:第八頁,共48頁。(1)不同點(diǎn):①所用技術(shù)手段:設(shè)計(jì)試管嬰兒胚胎移植前需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷或基因診斷,試管嬰兒不需進(jìn)行遺傳學(xué)診斷或基因診斷。②應(yīng)用:試管嬰兒主要是解決不孕夫婦(fūfù)的生育問題,設(shè)計(jì)試管嬰兒用于白血病、貧血癥等疾病的治療。(2)相同點(diǎn):都是體外受精,并進(jìn)行體外早期胚胎培養(yǎng),都要經(jīng)過胚胎移植,都是有性生殖。第九頁,共48頁。3.基因檢測(cè)(jiǎncè)(1)概念:指通過基因芯片對(duì)被檢測(cè)(jiǎncè)者細(xì)胞中的DNA分子或蛋白質(zhì)進(jìn)行檢測(cè)(jiǎncè),分析出被檢測(cè)(jiǎncè)者所含的各種致病基因和疾病易感基因情況的一種技術(shù)。(2)爭(zhēng)論焦點(diǎn):①基因檢測(cè)(jiǎncè)能否達(dá)到預(yù)防疾病的目的;②是否引起基因歧視、個(gè)人婚姻困難、人際關(guān)系疏遠(yuǎn)等嚴(yán)重后果。第十頁,共48頁?!靖呖季剧姟靠寺∪伺c試管嬰兒有著本質(zhì)的區(qū)別(1)克隆人的早期胚胎形成是通過細(xì)胞核移植,形成重組細(xì)胞培養(yǎng)得到的,過程中沒有減數(shù)分裂(jiǎnshùfēnliè)和受精作用,屬于無性生殖。(2)試管嬰兒培育過程進(jìn)行減數(shù)分裂(jiǎnshùfēnliè)和受精作用,屬于典型的有性生殖,只是受精過程和早期胚胎培養(yǎng)發(fā)生在體外。第十一頁,共48頁。轉(zhuǎn)基因生物(shēngwù)的安全性【典例訓(xùn)練1】研究中發(fā)現(xiàn),番茄體內(nèi)的蛋白酶抑制劑對(duì)害蟲的消化酶有抑制作用,導(dǎo)致害蟲無法(wúfǎ)消化食物而被殺死。為對(duì)付異常猖獗的玉米螟,人們成功地將番茄的蛋白酶抑制劑基因?qū)胗衩左w內(nèi),在一定程度上遏制了玉米螟的爆發(fā)。(1)如果以玉米的葉肉細(xì)胞作為重組DNA的受體細(xì)胞,則需要通過______技術(shù)培育成工程植物。(2)如果把目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞葉綠體DNA中,將來產(chǎn)生的配子中是否含有該基因?______。第十二頁,共48頁。(3)抗玉米螟的玉米就是無蟲玉米,不必防治害蟲。你贊成(zànchéng)這種說法嗎?為什么?(4)對(duì)于這種轉(zhuǎn)基因玉米的食用安全性,引發(fā)了人們的爭(zhēng)議,有人認(rèn)為是安全的,有人認(rèn)為是不安全的。你持什么觀點(diǎn)?列舉一個(gè)理由支持你的觀點(diǎn)。第十三頁,共48頁。【解題指南】1.考查實(shí)質(zhì):植物細(xì)胞工程、減數(shù)分裂(jiǎnshùfēnliè)、轉(zhuǎn)基因生物安全性。2.知識(shí)儲(chǔ)備:(1)植物組織培養(yǎng)技術(shù)。(2)葉綠體中的DNA不像染色體那樣具有必然性。(3)抗一種蟲并非抗全部的害蟲。第十四頁,共48頁?!窘馕觥?1)葉肉細(xì)胞培育成工程植物植株,應(yīng)該利用植物組織培養(yǎng)技術(shù)經(jīng)脫分化和再分化過程將細(xì)胞的全能性表達(dá)出來。(2)減數(shù)分裂過程中染色體數(shù)量的變化較有規(guī)律且親子代(zǐdài)相同,但細(xì)胞質(zhì)中的DNA隨機(jī)性比較大,進(jìn)入配子的可能性不是100%。(3)玉米螟是玉米害蟲的其中一種,在生長過程中還應(yīng)該防止其他害蟲的侵?jǐn)_。蛋白酶抑制劑對(duì)其他害蟲并不一定有效。(4)答案是開放的,支持與不支持均可,但理由必須能支持自己的觀點(diǎn)。第十五頁,共48頁。答案:(1)植物的組織培養(yǎng)(2)不一定,在減數(shù)分裂過程中細(xì)胞質(zhì)DNA的分配具有隨機(jī)性(3)不贊成,因?yàn)榭褂衩酌衩啄艿挚褂衩酌荒艿挚顾械暮οx。(4)只要理由能支持自己的觀點(diǎn)就可以。例如①不安全,這種蛋白酶抑制劑被人食用后可能抑制人體消化酶的活性,使人無法進(jìn)行正常的消化作用(zuòyòng)而患病。②安全,人與害蟲的消化酶存在結(jié)構(gòu)差異,蛋白酶抑制劑對(duì)人體的消化酶沒有影響。③安全,人食用玉米是煮熟后食用,高溫破壞了蛋白酶抑制劑,進(jìn)入人體后不能再起作用(zuòyòng)。第十六頁,共48頁?!净?dòng)探究】涉及到的安全性隱患屬于轉(zhuǎn)基因生物安全性的哪一個(gè)方面?生活中還存在哪些方面的安全性隱患?提示:屬于食品安全,生活中還有生物安全和環(huán)境安全。分析:玉米是常吃的食物,其因?yàn)?yīnwèi)轉(zhuǎn)基因技術(shù)造成的安全性隱患應(yīng)該是食品安全。第十七頁,共48頁。生物技術(shù)中的倫理問題【典例訓(xùn)練2】下圖所示為人類“治療(zhìliáo)性克隆”的大致過程。第十八頁,共48頁。請(qǐng)回答下列問題:(1)①為_____細(xì)胞,過程A是目前實(shí)現(xiàn)體細(xì)胞克隆的關(guān)鍵技術(shù),該技術(shù)稱為_____。(2)③能誘導(dǎo)分化出神經(jīng)細(xì)胞、血細(xì)胞、肌肉細(xì)胞,其根本原因是_____的結(jié)果。這樣培育(péiyù)的組織器官移植回患者體內(nèi)與異體器官移植最大的不同之處是_____。(3)若應(yīng)用轉(zhuǎn)基因技術(shù)治療遺傳性糖尿病,可將健康人的控制胰島素合成的基因?qū)胧荏w細(xì)胞。受體細(xì)胞可以用取自通過B過程得到的結(jié)構(gòu)中的④_____,原因是這些細(xì)胞_____。(4)我國禁止生殖性克隆,但不反對(duì)治療性克隆的研究。為什么要反對(duì)生殖性克隆(即克隆人)呢?請(qǐng)你寫出一條理由:_____。第十九頁,共48頁。【解題指南】1.考查實(shí)質(zhì):細(xì)胞核移植、胚胎發(fā)育、生物技術(shù)的倫理問題。2.解題關(guān)鍵:(1)明確圖中A過程為核移植過程,C過程為細(xì)胞分化(fēnhuà)。(2)明確移植的組織器官來自自身,不會(huì)產(chǎn)生排異反應(yīng)。第二十頁,共48頁。【解析】(1)A是核移植過程,受體細(xì)胞是次級(jí)(cìjí)卵母細(xì)胞,但需要去核。(2)早期胚胎細(xì)胞能誘導(dǎo)分化,是選擇性表達(dá)的結(jié)果;與異體器官移植相比,通過這樣培育的組織器官自體移植的優(yōu)點(diǎn)就是不會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)。原因是與受體的基因基本相同。(3)在基因治療時(shí),核移植得到的重組細(xì)胞,在體外培養(yǎng)成內(nèi)細(xì)胞團(tuán)細(xì)胞,是因?yàn)樗鼈兎只潭葮O低(全能性高),可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá)。(4)治療性克隆目的是為了救治患者,而克隆人則不是,且存在一系列的問題。第二十一頁,共48頁。答案:(1)次級(jí)卵母(卵)核移植(2)基因選擇性表達(dá)不會(huì)產(chǎn)生免疫排斥反應(yīng)(3)內(nèi)細(xì)胞團(tuán)分化程度極低(全能性高或具有全能性),可使外源基因在相應(yīng)組織細(xì)胞表達(dá)(4)①嚴(yán)重違反了人類倫理道德;②沖擊了現(xiàn)有婚姻、家庭(jiātíng)和兩性關(guān)系等傳統(tǒng)的倫理道德觀念;③是在人為地制造心理上和社會(huì)地位上都不健全的人;④克隆技術(shù)尚不成熟,可能克隆出有嚴(yán)重生理缺陷的孩子(答案符合題意即可)第二十二頁,共48頁。1.人類在預(yù)防與診療傳染性疾病過程中,經(jīng)常使用疫苗和抗體。已知某傳染性疾病的病原體為RNA病毒,該病毒表面(biǎomiàn)的A蛋白為主要抗原,其疫苗生產(chǎn)和抗體制備的流程之一如圖:第二十三頁,共48頁。第二十四頁,共48頁。請(qǐng)回答:(1)對(duì)健康人進(jìn)行該傳染病免疫預(yù)防時(shí),可選用圖中基因工程生產(chǎn)的_____所制備的疫苗(yìmiáo)。對(duì)該傳染病疑似患者確診時(shí),可從疑似患者體內(nèi)分離病毒,與已知病毒進(jìn)行_____比較,或用圖中的_____進(jìn)行特異性結(jié)合檢測(cè)。第二十五頁,共48頁。(2)一對(duì)表現(xiàn)正常的夫婦,其家族中都有遺傳性囊性纖維化病(常染色體隱性遺傳病)患者。醫(yī)生對(duì)他們進(jìn)行了遺傳咨詢后,決定運(yùn)用試管嬰兒的方法實(shí)現(xiàn)他們的優(yōu)生愿望。醫(yī)生首先為女性注射_____,刺激卵泡成長,實(shí)現(xiàn)控制性超數(shù)排卵,然后在局部麻醉下從卵巢中吸取_____,并在顯微鏡下將其移到含特殊培養(yǎng)液的培養(yǎng)皿中,置于37℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。再從男性體內(nèi)采集精子,并對(duì)其進(jìn)行獲能處理,處理后的精子與卵子放在含有_____的同一培養(yǎng)皿中完成_____。然后將受精卵移入發(fā)育培養(yǎng)液中繼續(xù)培養(yǎng),檢查受精狀況和發(fā)育能力,待發(fā)育到_____階段時(shí),分別對(duì)多個(gè)胚胎的細(xì)胞進(jìn)行基因檢測(cè),選擇出_____的胚胎植入母親子宮(zǐgōng)內(nèi),避免患有遺傳病的孩子出生。第二十六頁,共48頁。(3)利用上述方法還可進(jìn)行設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)操作(cāozuò),試管嬰兒技術(shù)與設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)的目的分別是_____;設(shè)計(jì)試管嬰兒技術(shù)與試管嬰兒技術(shù)在操作(cāozuò)上主要的區(qū)別是_____。第二十七頁,共48頁?!窘馕觥?1)從病毒到A蛋白的產(chǎn)生是基因工程過程,A蛋白是病毒產(chǎn)生的特定抗原,引起小鼠特異性免疫應(yīng)答??赏ㄟ^核酸對(duì)照檢測(cè),也可通過產(chǎn)生特定的單克隆抗體檢測(cè)。(2)促性腺激素可控制超數(shù)排卵,處理后的精子和卵子可在體外進(jìn)行受精作用,設(shè)計(jì)試管嬰兒需要進(jìn)行基因檢測(cè),確定無致病基因的胚胎才能進(jìn)行繼續(xù)培育,經(jīng)過胚胎發(fā)育形成個(gè)體。(3)試管嬰兒和設(shè)計(jì)試管嬰兒的區(qū)別(qūbié)是進(jìn)行遺傳診斷與否,因?yàn)槟康牟煌?,前者是得到個(gè)體,后者是治療疾病。相同點(diǎn)是體外受精、胚胎培養(yǎng)和移植。第二十八頁,共48頁。答案:(1)A蛋白核酸(基因)序列抗A蛋白的單克隆抗體(kàngtǐ)(2)促性腺激素卵母細(xì)胞獲能溶液(或?qū)S玫氖芫芤?體外受精桑椹胚或囊胚無致病基因(3)解決不孕不育(不孕夫婦的生育)問題和用新生兒臍帶中造血干細(xì)胞挽救患者的生命設(shè)計(jì)試管嬰兒在胚胎移植前必須進(jìn)行遺傳學(xué)診斷第二十九頁,共48頁。2.一個(gè)學(xué)習(xí)小組的同學(xué)在對(duì)當(dāng)?shù)卦耘嘧魑锓N類進(jìn)行調(diào)查時(shí),發(fā)現(xiàn)有的地方種植了轉(zhuǎn)基因抗除草劑玉米,這種玉米在噴灑除草劑的環(huán)境中生長良好。雜草被除草劑殺死,玉米還能正常生長,給農(nóng)民節(jié)省(jiéshěng)了大量的人力和物力。跟蹤調(diào)查還發(fā)現(xiàn),這種轉(zhuǎn)基因玉米除可直接食用外,還被加工成食品擺在超市的貨架上。請(qǐng)完成下列問題:第三十頁,共48頁。(1)一部分同學(xué)認(rèn)為,這種轉(zhuǎn)基因玉米不會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有詷?gòu)成威脅,如果你同意(tóngyì)這種觀點(diǎn),請(qǐng)你列舉出三條理由:①_____________________________________________。②_____________________________________________。③_____________________________________________。第三十一頁,共48頁。(2)轉(zhuǎn)基因玉米的加工食品被擺在超市貨架上,生產(chǎn)廠商根據(jù)我國的有關(guān)規(guī)定,對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行轉(zhuǎn)基因生物標(biāo)注(biāozhù),這樣做是為了保護(hù)________;在有關(guān)標(biāo)識(shí)中,應(yīng)標(biāo)注(biāozhù)“_____”或“_____”;如果該產(chǎn)品中已不再含有或檢測(cè)不出轉(zhuǎn)基因成分,應(yīng)標(biāo)注(biāozhù)為“本產(chǎn)品為_____加工制成,但本產(chǎn)品中_____”。第三十二頁,共48頁。(3)隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展,“基因污染”應(yīng)運(yùn)而生,關(guān)于基因污染的下列說法不正確的是()A.轉(zhuǎn)基因作物可通過花粉散落到它的近親作物上,從而污染生物基因庫B.基因污染是一種不可以擴(kuò)散的污染C.雜草、害蟲從它的近親獲得抗性基因,可能破壞(pòhuài)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性D.轉(zhuǎn)基因生物有可能成為“入侵的外來物種”,威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存第三十三頁,共48頁?!窘馕觥?1)轉(zhuǎn)基因生物不會(huì)引起生物安全性問題的理由:①擴(kuò)散(kuòsàn)到種植區(qū)以外就會(huì)很快死亡,要表現(xiàn)出新性狀必須具有一定的水、肥等條件,以及配套的種植技術(shù);②由于生殖隔離的存在,使它們很難與其他植物雜交;③花粉傳播的距離有限,存活時(shí)間有限。不引起環(huán)境安全性問題的理由:①轉(zhuǎn)基因生物不會(huì)改變生物原有的分類地位;②不會(huì)破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;③轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的種植,減少了農(nóng)藥的使用量;④抗除草劑農(nóng)作物的種植減輕了農(nóng)田管理的負(fù)擔(dān),保護(hù)了農(nóng)田土壤環(huán)境。第三十四頁,共48頁。(2)我國規(guī)定對(duì)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)注,是為了保護(hù)消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品中是否以轉(zhuǎn)基因作物為原料,產(chǎn)品中是否仍含有轉(zhuǎn)基因成分的知情權(quán)。(3)基因污染是可以隨著自然界中的生物擴(kuò)散的,如轉(zhuǎn)基因作物可通過花粉散落到它的近親作物上,從而污染生物基因庫;雜草、害蟲從它的近親獲得抗性基因,可能破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性;轉(zhuǎn)基因生物還有可能成為“入侵的外來(wàilái)物種”,威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存。第三十五頁,共48頁。答案:(1)①玉米與其他植物之間存在生殖隔離②玉米花粉(huāfěn)的傳播距離有限③玉米花粉(huāfěn)的存活時(shí)間有限(或其他理由合理即可)(2)消費(fèi)者的知情權(quán)轉(zhuǎn)基因玉米加工品加工原料為轉(zhuǎn)基因玉米轉(zhuǎn)基因玉米已不再含有轉(zhuǎn)基因成分(3)B第三十六頁,共48頁。3.“試管嬰兒”技術(shù)是通過將不孕夫婦的精子和卵子取出在試管中完成受精,并在試管中培養(yǎng)使其發(fā)育到如圖所示的時(shí)期,再將胚胎移入女性子宮內(nèi)發(fā)育成胎兒。它不僅使一部分不能生育的男女重新獲得了生育的機(jī)會(huì)(jīhuì),也為人類的優(yōu)生開辟了新的途徑。據(jù)此回答:第三十七頁,共48頁。(1)“試管嬰兒”技術(shù)在生物學(xué)上所依據(jù)的原理是()A.有性生殖B.組織培養(yǎng)C.克隆技術(shù)D.基因工程(2)人的受精卵通過卵裂,逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細(xì)胞、組織,并進(jìn)而形成器官和系統(tǒng)。從細(xì)胞水平看,卵裂的分裂方式是_____。(3)該圖示時(shí)期是胚胎(pēitāi)發(fā)育的_____期。第三十八頁,共48頁。(4)“試管嬰兒(shìɡuǎnyīnɡér)”的形成用到下列哪些技術(shù)?(填序號(hào))_____。①體外培養(yǎng)②人工授精③胚胎移植④核移植(5)要得到“同卵雙胞胎”,采用的技術(shù)是_____。此種雙胞胎的性別是否相同?_____。(6)現(xiàn)在大多數(shù)人反對(duì)設(shè)計(jì)嬰兒性別,其原因是_____。第三十九頁,共48頁?!窘馕觥勘绢}主要考查試管嬰兒的培養(yǎng)和設(shè)計(jì)試管嬰兒引發(fā)的倫理問題。(1)“試管嬰兒”是由受精卵形成的,屬于有性生殖。(2)人的受精卵通過卵裂,逐漸形成大量形態(tài)、功能不同的細(xì)胞、組織,并進(jìn)而(jìnér)形成器官和系統(tǒng),這些細(xì)胞的遺傳物質(zhì)完全相同,因此,從細(xì)胞水平看,卵裂的分裂方式是有絲分裂。(3)由題圖可看出,胚胎出現(xiàn)了內(nèi)細(xì)胞團(tuán),并且有透明帶破裂的現(xiàn)象,應(yīng)是胚胎發(fā)育的囊胚期。第四十頁,共48頁。(4)培育“試管嬰兒”時(shí),需要進(jìn)行人工體外授精,形成早期胚胎后,進(jìn)行體外培養(yǎng),然后進(jìn)行胚胎移植(yízhí),最后生下試管嬰兒,在該過程中不會(huì)用到核移植(yízhí)技術(shù)。(5)要得到“同卵雙胞胎”,先采用胚胎分割技術(shù),即將桑椹胚或囊胚進(jìn)行均等分割,再進(jìn)行胚胎移植(yízhí),由于來自同一個(gè)胚胎,因此,此種雙胞胎的性別相同。(6)由于會(huì)破壞人類正常的性別比例,違反倫理道德,現(xiàn)在大多數(shù)人反對(duì)設(shè)計(jì)嬰兒性別。第四十一頁,共48頁。答案(dáàn):(1)A(2)有絲分裂(3)囊胚(4)①②③(5)胚胎分割移植相同(6)會(huì)破壞人類正常的性別比例,違反倫理道德第四十二頁,共48頁。4.供體器官的短缺和排斥反應(yīng)是制約器官移植的兩個(gè)重要問題(wèntí)。而治療性克隆能最終解決這些問題(wèntí)。如圖是治療性克隆的過程圖解。第四十三頁,共48頁。(1)“治療性克隆”的結(jié)果說明高度分化的體細(xì)胞的核仍然具有_____。相同的胚胎干細(xì)胞,“克隆
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