生物第一章 生物的多样性第二节 细菌、真菌、病毒一 细菌图片课件ppt
展开模块一 细菌(bacteria) 细菌:一种具有细胞壁的单细胞原核型微生物。原核微生物细菌的主要特点是:①细胞内没有核膜和核仁,故叫核区或核体;核区内含有一条双链DNA构成的细菌染色体;②无线粒体和内质网,能量代谢和氧化还原反应均在细胞膜上进行;③核糖核酸蛋白体分布在细胞质中;④二分裂法繁殖。
工作任务1 细菌的形态和结构
细菌的形态与排列细菌的大小细菌的结构观察细菌的方法
细菌的繁殖方式是简单的二分裂法裂殖。有的细菌分裂后彼此分离,单个存在;另一些细菌则分裂后彼此仍有原浆带相连,形成一定的排列。各种细菌的个体外形和排列方式,在正常情况下是相对稳定而有特征的,可以作为细菌分类和鉴定的依据。 细菌的外形有球形,杆形和螺旋形,分别被称为: ①球菌(Cccus) ②杆菌(Bacillus) ③螺旋菌(Spirlla)
1.球菌(cccus)按球菌分裂的方向,及分裂后的排列,分为6种球菌
单球菌 双球菌 四联球菌 八叠球菌 葡萄球菌 链球菌
球菌的分裂方向及分裂后的排列
单球菌(显微镜下示意图)
单球菌(single cccus)
双球菌(显微镜下示意图)
双球菌(duble cccus)
向一个平面分裂,分裂后两两相连存在,菌体为肾状或矛头状。
肺炎双球菌,瓜子状,尖端向外,背端相连
四联球菌
先后向两个互相垂直的平面分裂,分裂后四个球菌连在一起,排列成方形。
先后向三个互相垂直的平面分裂,分裂后八个球菌立体的叠在一起,似包裹状。
八叠球菌(Sarcina )
八叠球菌(显微镜下示意图)
显微镜下的金黄色葡萄球菌
葡萄球菌(Staphylcccus aureus)
向多个平面分裂,分裂后若干球菌不规则的堆在一起,形成葡萄串状。
葡萄球菌(streptcccus)
电镜下的葡萄球菌很像新疆的马奶葡萄
链球菌(显微镜下示意图)
向一个平面连续分裂,分裂后连成三个以上的长或短链。
链球菌(肉汤培养物,革蓝氏染色)
2.杆菌(bacillus)杆菌只有一个分裂方向,即与菌体长轴垂直分裂,分裂后有不同的排列:
单杆菌:大多数杆菌 双杆菌:肺炎双杆菌 链杆菌:炭疽杆菌 球杆菌:布氏杆菌 大肠杆菌 分枝杆菌:结核分枝杆菌 棒状杆菌:化脓棒状杆菌
不同杆菌的大小、长短、粗细很不一致。
菌体呈弯曲或螺旋状的细菌统称螺旋菌或螺菌。根据弯曲螺旋的程度不同,可再分为弧菌与螺菌两种状态。弧菌 :菌体只有一个弯曲,其程度不足一圈,犹如“C”字(霍乱弧菌)。螺菌: 菌体有两个以上的弯曲,捻转呈螺旋状(鼠咬热螺菌)。
3.螺旋菌(Spirlla)
衰老型和多形性 在正常情况下,细菌的个体形状和排列是规则和一致的,在不适宜的培养条件下(老龄培养物中),形态会发生一些不规则的变化甚至会出现细胞壁缺少的现象,这就是衰老型或退化型。当这些衰老型的培养物,重新处于正常的培养环境中,可恢复正常形状(慢性猪丹毒杆菌)。但有些细菌,即使在正常环境中生长,其形状也很不一致,这种现象称多形性(溶血巴氏杆菌,支原体,L型细菌)。
光学显微镜下用目镜测微尺测细菌大小
细菌个体很小,一般需用显微镜放大几百倍乃至上千倍才能看到。 通常以微米(um)作为测量单位,1微米(um)=1/1000毫米(mm) ;1微米=1000纳米(nm),nm为病毒的测量单位。 球菌平均直径为1um,小杆菌0、2~0、4um×0、7~1、5um;大杆菌为1~1、25um×3~8um;螺形菌一般为0、4~2um×2~20um 。
细胞的大小是细菌分类特征
同一细菌的不同菌龄细胞大小不同
细菌细胞大小还与营养等因素相关
掌握细菌大小的特点,便于去鉴定它们
基本结构: 细胞壁 细胞膜 细胞质 拟核特殊结构: 荚膜 鞭毛 芽胞 菌毛
① 细胞壁(cell wall) 是在细菌细胞膜的外面一层无色透明、坚韧而有弹性的膜;细胞壁折光性强、对染料亲和力低,故在显微镜下很难看到。
A、细胞壁的结构B、细胞壁的化学组成C、细胞壁与革兰氏染色D、细胞壁的功能E、无壁细胞与原生质体
细胞壁剖面结构电镜观察和化学分析,G+菌和G— 菌细胞壁不同。
B、细菌细胞壁的化学组成
N-乙酰葡萄糖胺N-乙酰胞壁酸短肽
G+` G-细胞壁成分的区别
含量很高(30-95)
含量较高(10-20)
G+的肽聚糖是由N-乙酰葡糖胺和N-乙酰胞壁酸以β-1、4糖苷键相连,然后再与四肽侧链和五肽交联桥连接成三维空间网格结构,故细胞壁坚韧。
G-性菌:聚糖骨架、四肽侧链, 二维平面结构,疏松。 1~2层
革兰阳性菌细胞壁特殊组分
革兰阴性菌细胞壁特殊组分
G+与G-细胞壁的比较
草酸铵结晶紫初染 碘液媒染 乙醇脱色 沙黄复染
C、细胞壁与革兰氏染色
革兰氏染色及G+菌和G-菌
革兰氏染色反应的原理和意义
原理:G+菌细胞壁较厚,肽聚糖含量较高,网格结构紧密,含脂量低,当它被酒精脱色时,引起了细胞壁肽聚糖层网状结构的孔径缩小以至关闭,从而阻止了不溶性结晶紫-碘复合物的逸出,还是原来的颜色;G¯细菌的细胞壁肽聚糖层较薄,含量较少,而脂类含量高,当酒精脱色时,脂类物质溶解,细胞壁透性增大,结晶紫-碘复合物也随之被抽提出来,故G¯细菌细菌菌体呈复染液的红色。染色关键步骤-酒精脱色时间长短。其次,染色结果与菌龄也有关系,老龄G+菌易被染成G¯细菌的颜色。意义:缩小了鉴别细菌的范围。
维持细菌外形调节胞内外物质交换影响细菌的染色特性对抗生素药物的敏感性不一样是菌体抗原成分,称O抗原决定G-菌的内毒素(脂多糖)参与细菌的分裂
原生质体:完全失去了细胞壁,只剩下细胞膜包围原生质的球状或近似于球状的个体。一般由G+产生。球状体或圆质体:除去了细胞壁的硬质的肽聚糖成分而仍然保留细胞壁的其他成分形成的疏松的有外套的球状或近似于球状的个体。一般由G-产生。L型细菌:通过自发突变而形成的遗传性稳定的细胞壁缺损的菌种,在固体培养基中形成油煎蛋样菌落。
左侧为大肠杆菌的球状体, 右侧为有胞壁的大肠杆菌
油煎蛋样菌落(典型L型菌落)
细菌L型的形态和染色性
细菌L型呈高度多形性,大小不一。着色不匀,无论其原为革兰阳性或阴性菌,形成L型大多染成革兰阴性。
细胞壁的内层,紧紧包围在细胞浆的外面,厚度5-10纳米,富于弹性,化学组成为磷脂和蛋白质。
核质(nuclear regin)质粒(circular cvalently clsed DNA)核糖体(ribsme) granule)内含物(inclusin bdy)(异染颗 粒 气泡等)
是细胞膜内的无色透明均匀一致的由许多微粒所组成的粘稠的胶冻样物质。主要成分是水、蛋白质、核酸、脂类,糖、无机盐。与细菌的分解、合成代谢有密切关系。
原核细胞型微生物所特有的无核膜的结构,是一个大型环状DNA分子。长度为0.25-3.00mm,每个细胞所含的核质数一般1—4个,细菌的遗传物质基础在核质上。
质粒在胞浆内细胞染色体以外的游离的一段双股环状DNA分子,大小不等,带有一些遗传信息,可以自行复制,控制细菌某些特定的遗传性状。附加体:当质粒暂时插入到染色体上成为细菌染色体的一部分,这时的质粒叫附加体。
R质粒:与抗药性有关COL因子:大肠杆菌素因子
F质粒:与有性接合有关
其他质粒:与抗生素,色素合成有关
基因工程中作为目的基因载体
C、核糖体(Ribsme)
核糖体(ribsme):细菌合成蛋白质的场所,游离存在于细胞质中。由70%核糖核酸和30%蛋白质组成。
D、内含物(inclusin bdy)
糖颗粒、脂肪颗粒、异染颗粒、空泡。。。。。。
异染颗粒:某些细菌细胞内的一种酸性小颗粒,为多聚偏磷酸盐,对碱性染料的亲和力特别强。用美蓝染色时,两极浓染,两端红紫色,菌体是蓝色。
异染颗粒聚集在菌体两端,呈两极浓染,具有诊断价值
气泡(gas vcules)
在成熟或老龄细菌细胞浆内,可见有空泡,内有液体的叫液泡,可以溶解营养物质,调节渗透压;有的细菌有气泡,可使细菌浮于培养基的表面,获取氧气和光能.
荚膜(capsule)鞭毛 (flage,复flaglla)菌毛(fimbria,复fimbriae )
芽胞(endspre/spre)
(一)荚膜(capsule)
有些细菌在细胞壁的外面产生一种粘液样的物质包围整个菌体,用理化方法除去后并不影响菌体的生长代谢。荚膜≥ 0.2μm,微荚膜< 0.2μm粘液层(多糖)形成:是种的特征;营养丰富化学组成:多糖(多数)/多肽染色:不易着色
G+菌(肺炎球菌)
炭疽杆菌的荚膜(光镜)
由菌落判断光滑型(S)或粘液型(M)菌落→有荚膜粗糙型(R)菌落→丢失荚膜
抗吞噬具有抗原性(K抗原)抗有害物质的损伤抗干燥营养物质的储存及废物排出场所
(二)鞭毛(flagellum)
概念:在菌体表面附有细长并呈波状弯曲的丝状物。化学组成:鞭毛蛋白 H抗原
结构:从细胞膜长出,游离于胞外。基体鞭毛钩鞭毛丝 L-P环(G+无)S-M环
按生长情况可分为:单毛菌(mntrichate)双毛菌(amphitrichate) 丛毛菌(lptrichate)周毛菌(Peritrichate)
梅毒密螺旋体的近端多鞭毛
溃蚀密螺旋体的两端多鞭毛
洋葱假单胞菌一端多鞭毛
电镜下的大肠杆菌(示鞭毛)
①运动器官②有些细菌的鞭毛与致病性有关
(三)菌毛(柔毛/纤毛)pilus
概念:许多G-菌和少数G+菌菌体表面存在着一种比鞭毛数量更多、更细、更短且直硬的毛发状细丝。种类及功能:普通菌毛:多,短而细;粘附,致病性菌毛(F菌毛):由F质粒编码; 少,粗、长、中空。遗传物质传递
普通菌毛:细菌的粘附结构,与宿主细胞表面特异性受体结合,与致病性密切相关。
性菌毛:接合,毒力、耐药性等性状的遗传物质传递。
性菌毛----细菌接合
F+ E. cli(male)F- E. cli(female)
F (fertility) factr
某些细菌(G+菌)在一定条件下,能在菌体内形成的一个圆形或卵圆形小体。
(四)芽胞 (spre)
1个细菌→1个芽胞→1个细菌细菌—繁殖体 /营养体芽胞—芽胞体/休眠体不是细菌的繁殖方式只在动物体外才能形成
破伤风梭菌的芽孢 透射电镜 X21000
类型:中央/ 偏端/末端/游离芽孢
芽孢的大小、形状、位置等随菌种而异,有重要的鉴别意义。
比其繁殖体有坚强得多的抵抗力 特别能耐高温、干燥、辐射、化学消毒剂和渗透压的作用。 100℃数小时消毒灭菌是否彻底的标准最可靠方法为高压蒸汽灭菌/干热灭菌
不直接引起疾病,发芽后形成繁殖体后致病鉴别意义 根据芽孢大小、形状、位置等
普通的染色方法不能使芽孢着色,因本身折光性强,在光学显微镜下,呈现为无色的空洞状。应用特别强化的染色方法,可使芽孢着色,一经着色却又不易脱色。
Figure. Gram stain f Bacillus anthracis, the cause f anthrax
四、细菌形态和结构的观察方法
普通光学显微镜(light micrscpe) 电子显微镜(electrn micrscpe) 暗视野显微镜(darkfield micrscpe)相差显微镜(phase cntrast micrscpe)荧光显微镜(flurescence micrscpe)同焦点显微镜(cfcal micrscpe)
分辨率为0.25um。一般细菌都大于0.25um,故可用光学显微镜观察。
普通光学显微镜(light micrscpe)
分辨率为1nm。不仅能看清细菌的外形,内部超微结构可一览无余。
电子显微镜(electrn micrscpe)
最常用最重要的染色法 革兰氏染色法(Gram stain)
Gram Psitive
Gram Negative
革兰氏染色主要步骤及呈色原理
革兰氏染色与细胞壁结构的关系
G+菌细胞壁所含脂类少,肽聚糖多,经95%酒精脱色时其细胞壁孔隙缩小到不易让结晶紫与碘形成的复合物洗出细胞壁外,而被染为紫色。 G-菌细胞壁,其脂类含量较多,而肽聚糖较少,以95%酒精脱色时,脂类被溶解,使得细胞壁孔隙变大;肽聚糖因95%酒精处理而使之孔隙缩小,但肽聚糖含量较少,细胞壁孔隙缩小有限,故能让结晶紫与碘形成的复合物被酒精洗脱,而后来为红色的复染剂着色成为红色。
2.用显微镜观察细菌的方法
活菌: 用美蓝或TTC(氯化三苯基四氮唑)等 作活菌染色
工作任务2 细菌的生理
细菌的化学组成细菌的营养类型细菌的营养物质细菌摄取营养的方式
1、水分:占菌体重量的80%;自由水+结合水2、无机盐:钾、钠、钙、镁、硫、磷、铁等3、氮源:参与合成菌体成分,主要来自于氨基酸、蛋白胨等;4、碳源:糖类(单、多糖)5、生长因子:VB、嘧啶类、嘌呤类、X因子、V因子
1.根据碳素营养区分:自养菌:只能从无机物取得碳源。异养菌:只能从有机物中取得碳源。2.根据能源区分:光能营养菌:能将光能转变为化学能的细菌。化能营养菌:从无机和有机化合物中取得能量的细菌。
光能自养菌:以光能作为能源,分解无机物进行生物合成的细菌。如红硫菌科的一些细菌。化能自养菌:利用某些无机化合物(如NH3、H2S、氧化亚铁等)取得能量,以CO2作为碳源,合成所需要的有机物。如硝化细菌科的细菌。
光能异养菌:光能营养菌中能同化有机碳者,均属于光能异养菌。化能异养菌:化能营养菌中,要求有机物作为碳源和能源者,均属于化能异养菌。此种营养的类型是生物界中最常见的一种。
微生物的营养类型区别
(三) 细菌的营养需要
水分碳源(含碳化合物):供能 氮源:合成菌体的成分 无机盐类:P,S(酶,辅酶的必需基团;调节渗透压) 。 生长因子:Vit B族化合物
单纯扩散(simple diffusin)促进扩散(facilitated diffusin)主动运输(active transprt)基团移位(grup translcatin)
(四)细菌摄取营养的方式
物质进入细胞的动力是细胞内外的浓度差。 这种运输方式不消耗能量。没有特异性,被运输物质不与膜上物质发生任何反应,物质不发生化学变化。
促进扩散(facilitated diffusin)
促进扩散的过程: 膜载体在膜外与营养物质亲合力强,与这种物质结合进入细胞后亲合力降低释放营养物质。像渡船一样,膜外装货,膜内卸货,这种扩散方式比单纯扩散速度快。膜内外亲合力的改变与载体分子构型改变有关。
促进扩散特点物质运输动力是细胞内外的浓度差。运输过程不消耗能量。有膜载体参加,膜载体(渗透酶)有特异性。运输葡萄糖的载体只运输葡萄糖。这种运输方式多发生在真核微生物,原核生物少见。
主动运输(active transprt)
1、被运送的物质可逆浓度梯度进入细胞内。2、要消耗能量,必需有能量参加。 3、有膜载体参加,膜载体发生构型变化,被运送物质不发生任何变化。
是在研究糖的运输时发现的一种主动运输方式。逆浓度差的扩散,借助于细胞膜上的磷酸转移酶系统,将一些物质通过磷酸化作用转移到细胞内。 有特异性,需要能量。
基团移位(grup translcatin)
(一)细菌生长繁殖的条件(二)细菌的繁殖方式和速度(三)细菌的生长曲线
(一)细菌生长繁殖的条件
1.营养物质:水、碳源、氮源、无机盐、生长因子等2.温度: 嗜冷菌(10-20℃)、嗜温菌(20-40℃)和嗜热菌(40-60℃)。一般37 ℃3.pH:病原菌,7.2-7.6;霉菌,3.0-6.0。4.渗透压:等渗。金黄色葡萄球菌耐高渗。5.气体:O2,CO2
(二)细菌的繁殖方式和速度
二等分分裂法代时:多数为20~30 min ,人工培养基上18-24小时。
细菌对外界环境的适应过程。体积增大代谢活跃但不分裂主要进行酶和辅酶的合成,为下一步繁殖做准备。以大肠杆菌为例,一般2-6小时。
活菌数呈对数增加细菌分裂和新陈代谢最旺盛的时期细菌的各种特性最为典型时期致病力和抗药性最强时期一般6-10小时
活菌数基本不变,总菌数达到最高水平细菌代谢物积累达到最高峰细菌各种形态开始不典型,可形成芽孢一般8小时
细菌死亡数大于增殖数,活菌数明显减少,群体衰落细胞出现多形态,大小不等的 畸形,变成衰退型细胞死亡,出现自溶现象
(一).细菌的酶胞外酶:水解酶胞内酶:呼吸酶固有酶:脱氢酶诱导酶:半乳糖酶限制酶:修饰酶
(二).细菌的呼吸类型1、专性需氧菌:如结核分枝杆菌2、微需氧菌: 如牛布氏杆菌3、兼性厌氧菌: 如大肠杆菌和葡萄球菌4、专性厌氧菌: 如破伤风梭菌
(三).细菌的新陈代谢产物1、分解代谢产物 糖的分解产物:丙酮酸-酸,醇,酮及CO2等蛋白质和氨基酸的分解产物: 脂类的分解产物:甘油和脂肪酸-醛,酮等依此设计特定的生化反应,对细菌进行鉴定。
2.合成代谢产物①热原质:注入人体或动物体能引起发热反应,耐高压灭菌。②毒素:外毒素(蛋白质)内毒素(脂多糖)③抗生素:由某些微生物在代谢过程中产生的一类抗菌物质,能抑制或杀死某些病原微生物和肿瘤细胞。
2.合成代谢产物④细菌素(蛋白质):仅对与产生菌有近缘关系的细菌有杀伤作用。 ⑤维生素:在肠道内能合成VitB族和VitK。⑥色素水溶性:能弥散。绿脓杆菌的绿脓色素。脂溶性:只存在于菌体,不扩散。葡萄球菌的色素。⑦侵袭性酶类
工作任务3 细菌的人工培养
一、培养基的概念二 、培养基的类型三、制备培养基的基本要求和程序四、细菌在培养基中的生长情况
把细菌生长繁殖所需要的各种营养物质合理的配合在一起,制成的营养基质成为培养基。
(一)根据培养基的物理状态分类液体培养基:增菌固体培养基:2%~3%琼脂。纯化,增菌,保种半固体培养基:0.5%琼脂。动力检测,保种
(二)根据培养基的用途分类
基础培养基:肉汤、普通琼脂培养基营养培养基:鲜血琼脂培养基、血清琼脂培养基选择培养基:ss琼脂培养基。鉴别培养基:在培养基中加入特定作用底物及指示剂,即可凭肉眼根据颜色识别。伊红美兰、麦康凯培养基
在实际使用中,鉴别与选择两种功能往往结合在一种培养基之中
厌氧培养基:肝片肉汤培养基、庖肉培养基
三、制备培养基的基本要求和程序
(一)基本要求选择所需营养物质调整PH值培养基应均质透明不含抑菌物质灭菌处理
(二)基本程序配料溶化测定及矫正PH值过滤分装灭菌无菌检验备用
四、细菌在培养基中的生长情况
液体培养基:表面生长 均匀混浊生长 沉淀生长
细菌在肉汤培养基中的生长特征
固体培养基:菌落,菌苔
纯培养:在细菌的实验中,对单纯的一种细菌进行的培养。菌落:接种一个细菌细胞或者是一部分同种细菌细胞于固体培养基上,在适宜的培养条件下细菌细胞迅速地生长繁殖形成一堆肉眼可见的有一定形态的子细胞集团。菌苔:在培养基表面,多个菌落融合成一片叫菌苔。
细菌在固体培养基中的生长情况
无动力 有动力
细菌在半固体培养上的培养特征
细菌在半固体明胶中的生长现象
细菌在斜面上的生长现象
工作任务4 细菌病的实验室诊断方法
病料的采集、保存及运送细菌的形态检查细菌的分离培养细菌的生化试验动物接种试验细菌的血清学试验
一、病料的采集、保存及运送
(一)病料的采集、保存及运送1、采集病料的原则 无菌、适时、含病原多部位、适量
液体材料的采集方法实质脏器的采集方法肠道及其内容物的采集方法皮肤及羽毛的采集方法胎儿
(二)病料的保存与运送低温。有冰的保温瓶或4-10℃冰箱灭菌液体石蜡或30%甘油盐水缓冲保存液
直接采集病料做细菌涂片分离培养后做细菌涂片
分离出目的病原菌培养基的选择菌落形态的观察涂片
细菌学中常用的几种酸碱指示剂
1、糖分解试验Eg:E.cli.能发酵乳糖和葡萄糖,而沙门氏菌、伤寒杆菌只能发酵葡萄糖。糖类丙酮酸酶(E.cli) CO2和H2O (产酸产气)⊕: 产酸产气 +:产酸不产气 - :不产酸不产气
G E.cli 丙酮酸(pH≤4.5)(+) (红色)G产气杆菌2丙酮酸 1乙酰甲基甲醇 ( pH>5.4 (-)(桔黄色)
②甲基红试验(M.R.)
G产气杆菌丙酮酸乙酰甲基甲醇 +O2 二乙酰 +胍基化合物 红色化合物 VP(+) E.cli不生成乙酰甲基甲醇,故Vp(-)
③VP试验: ( Vges和Prskauer)
产气杆菌分解枸橼酸盐(唯一碳源)生成碳酸盐,并分解培养基中的铵盐生成NH3,使培养基由酸性变为碱性,使培养基中的由淡绿色转为深蓝色,称为“+”。
有些细菌(E.cli)能分解色氨酸生成吲哚,再与二甲基氨基苯甲醛结合,生成玫瑰吲哚(红色),“+”。
⑤吲哚试验(Indle test)
Indle testMR testVP test (Vi)citrate utilizatin test
IMViC试验--鉴定肠道杆菌
来测定菌的生理生化特征的4个实验。
I M Vi C试验 大肠杆菌 + + - - 产气杆菌 - - + +
有些细菌(变形杆菌)能分解含硫氨基酸,生成H2S,若与醋酸铅或硫酸亚铁反应,则生成硫化铅或硫化亚铁(黑色)。
变形杆菌能分解尿素(尿素酶)产氨,使培养基碱性增加(酚红由黄色变为红色),“+”。而沙门氏菌为阴性。
氧化型细菌:必须有分子氧参加。 发酵型细菌(兼性厌氧菌):可以进行无氧降解,但在有氧或无氧环境中都能分解葡萄糖。 O/F试验一般多用葡萄糖进行。 产碱型细菌:不分解葡萄糖。 利用此试验可区别细菌代谢类型。
⑧氧化—发酵试验(O/F test)
高层斜面(0.1%葡萄糖、1%乳糖、1%蔗糖,酚红)
⑨三糖铁试验(TSI test)
1.2 项目一 任务2 细菌染色及形态观察课件PPT: 这是一份生物全一册本册综合课堂教学课件ppt,共60页。PPT课件主要包含了学习目标,任务引入,任务分析,相关知识,细菌的形态与大小,细菌的细胞结构与功能,细菌的繁殖,细菌的染色方法,操作步骤,常用染色剂等内容,欢迎下载使用。
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