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高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因在染色体上集体备课ppt课件
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这是一份高中生物人教版 (2019)必修2《遗传与进化》第2节 基因在染色体上集体备课ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了萨顿的假说，探究点一，探究点二等内容，欢迎下载使用。
二、基因位于染色体上的实验证据
预习反馈1.判断正误。(1)体细胞中基因成对存在,配子中只含一个基因。( × )(2)在形成配子时,并非所有非等位基因都发生自由组合。( √ )(3)摩尔根等人首次通过实验证明基因在染色体上。 ( √ )(4)性染色体上的基因都与性别决定有关。( × )(5)白眼残翅雌果蝇(bbXrXr)能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞。( √ )(6)果蝇细胞内的基因都位于染色体上。( × )
2.下列不属于萨顿假说中对基因与染色体关系的描述的是( )A.基因在染色体上呈线性排列B.体细胞中基因成对存在,染色体也是成对存在的C.基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在形成配子和受精过程中,具有相对稳定的形态结构D.体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,同源染色体也是如此解析:基因在染色体上呈线性排列,是由摩尔根提出的。答案:A
3.下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因,下列有关叙述错误的是( )
A.朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因B.果蝇每条染色体上基因数目不一定相等C.基因在染色体上呈线性排列D.一条染色体上有许多个基因解析:朱红眼与深红眼基因是同一条染色体上的基因,不是等位基因,A项错误;果蝇每条染色体上基因数目不一定相等,B项正确;据图示可知,该染色体上的基因呈线性排列,C项正确;据图可知,一条染色体上有许多个基因,D项正确。答案:A
三、孟德尔遗传规律的现代解释1.基因的分离定律的实质(1)在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性。(2)在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。2.基因的自由组合定律的实质(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。(2)在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
预习反馈1.判断正误。(1)基因分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离。( × )(2)由于控制果蝇眼色的基因只存在于X染色体上,所以该基因在遗传过程中不遵循基因的分离定律。( × )(3)在减数分裂中,等位基因彼此分离的同时,非等位基因自由组合。( × )
2.在减数分裂过程中,等位基因分离及非同源染色体上的非等位基因自由组合的时期是( )A.同时发生在减数分裂Ⅱ的后期B.分别发生在减数分裂Ⅰ和分裂Ⅱ的后期C.分离发生在减数分裂Ⅰ,自由组合发生在减数分裂ⅡD.同时发生在减数分裂Ⅰ的后期解析:在减数分裂Ⅰ的后期,同源染色体上的等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。答案:D
基因位于染色体上的实验证据问题情景结合下列摩尔根果蝇杂交实验图解,回答相关问题。
1.通过F1的表型说明什么问题?红眼和白眼的遗传是否遵循分离定律?提示:通过F1的表型说明红眼对白眼是显性,F2出现性状分离现象,且分离比是3∶1,说明果蝇眼色的遗传遵循分离定律。2.本实验与孟德尔一对相对性状的杂交实验相比,有何异同?提示:(1)相同点:都运用了假说—演绎法的科学研究方法;F2都出现了性状分离现象。(2)不同点:果蝇的杂交遗传中,眼色遗传与性别有关。3.如果让你来证明摩尔根的假说是否正确,你将采用什么方法?请写出相关遗传图解。提示:测交。遗传图解如下:
归纳提升1. 摩尔根对果蝇杂交实验现象的解释(1)果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。(2)F1全为红眼,则红眼是显性性状。(3)F2中红眼∶白眼=3∶1,符合分离定律,红眼和白眼受一对等位基因控制。(4)白眼性状的表现与性别相联系。即控制眼色的基因位于X染色体上,Y染色体上没有相关基因。2.各种果蝇的基因型及表型如下表
典例剖析果蝇的眼色由一对等位基因(A、a)控制,在纯种暗红眼♀×纯种朱红眼♂的正交实验中,F1只有暗红眼;在纯种暗红眼♂×纯种朱红眼♀反交实验中,F1雌性为暗红眼,雄性为朱红眼。则下列说法错误的是( )A.这对基因位于X染色体上,显性基因为暗红色基因B.正交、反交实验可以确定控制眼色的基因是在X染色体上还是常染色体上C.正反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAXaD.反交实验中,F1雌雄性个体交配,子代雄蝇暗红眼和朱红眼的比例为3∶1
解析:根据题干中“在纯种暗红眼♀×纯种朱红眼♂的正交实验中,F1只有暗红眼”,可以知道显性基因为暗红色基因,A项正确;因为正交和反交的结果不同,说明控制眼色的基因在X染色体上,B项正确;暗红眼为显性,正交实验中纯种暗红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到的F1只有暗红眼(XAXa、XAY),其中雌果蝇的基因型为XAXa,反交实验中纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY)得到的F1雌性为暗红眼(XAXa),雄性为朱红眼(XaY),C项正确;反交实验中得到的F1雌性为暗红眼(XAXa),雄性为朱红眼(XaY),F1雌雄性个体交配,子代雄蝇暗红眼(XAY)和朱红眼(XaY)的比例为1∶1,D项错误。答案:D
方法技巧判定基因位于常染色体或X染色体上的方法方法一 正反交法(使用条件:未知显隐性关系时)①实验设计:隐性的雌性×显性的雄性,显性的雌性×隐性的雄性。②结果预测及结论:A.若两组杂交结果相同,则该基因位于常染色体上。B.若两组杂交结果不同,且子代性状的表现与性别有关,则该基因位于X染色体上。方法二 典型组合法(使用条件:已知显隐性关系时)①实验设计:隐性的雌性×显性的雄性。②结果预测及结论:A.若子代中的雄性个体全为隐性性状,雌性个体全为显性性状,则基因位于X染色体上。B.若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状且各占1/2,则基因位于常染色体上。
方法三 统计法①统计子代群体中同种表型的性别比例。若同种表型的性别比例均为1∶1,说明与性别无关,是常染色体遗传;如不是1∶1,则为性染色体遗传。②若已知是隐性遗传,可统计表现该表型的雌雄个体比例,若雄性明显多于雌性,最可能是位于X染色体上的隐性遗传;若已知是显性,可统计表现该表型的雌雄个体比例,若雌性明显多于雄性,最可能是位于X染色体上的显性遗传。
活学活练1.红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,子代雌、雄果蝇都表现红眼,这些雌、雄果蝇交配产生的后代中,红眼雄果蝇占1/4,白眼雄果蝇占1/4,红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是( )A.红眼对白眼是显性B.眼色遗传符合分离定律C.眼色和性别表现自由组合D.红眼和白眼基因位于X染色体上解析:由红眼果蝇和白眼果蝇交配,子代全部表现为红眼,推知红眼对白眼是显性;子代雌雄果蝇交配产生的后代的性状与性别有关,判断控制眼色的基因位于X染色体上;眼色和性别不是自由组合,只有非同源染色体上的非等位基因控制的性状才能自由组合。答案:C
2.果蝇的大翅和小翅是一对相对性状,由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配,再让F1雌雄个体相互交配,实验结果如下:
下列分析不正确的是( )A.果蝇翅形大翅对小翅为显性B.根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律C.根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上D.F2中雌果蝇基因型相同,雄果蝇有两种基因型
解析:大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配,F1全是大翅果蝇,所以大翅对小翅为显性。根据题中信息“F2中大翅雌果蝇2 159只,大翅雄果蝇1 011只,小翅雌果蝇982只”可知,大翅∶小翅≈3∶1,符合基因分离定律,又因为小翅果蝇只出现在雄性中,可推知控制翅形的基因位于X染色体上。F2中雌果蝇有两种基因型,分别为XAXA和XAXa。答案:D
孟德尔遗传定律的实质问题情景结合减数分裂过程完成填空。
归纳提升孟德尔遗传规律的现代解释1.孟德尔的遗传因子与染色体上基因的对应关系(1)分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因。(2)自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。2.两个遗传定律的细胞学基础(1)分离定律的细胞学基础是在减数分裂过程中,等位基因随同源染色体分离而分开。(2)自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
误区警示基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律,只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律,叶绿体、线粒体中的基因都不遵循。(3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
典例剖析 某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性,直翅(B)对弯翅(b)为显性,有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性,控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫一个体细胞基因型如上图所示,请回答下列问题。
(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律?并说明理由。 。 (2)该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为 。 (3)该昆虫细胞有丝分裂后期,移向细胞同一极的基因有 。 (4)该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有 。 (5)为验证基因自由组合定律,可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是 。
解析:(1)应用自由组合定律的条件是至少有两对等位基因位于两对同源染色体上,而控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,所以不遵循基因自由组合定律。(2)减数分裂Ⅰ后期,Ab与ab分离,D与d分离。因为是一个初级精母细胞,若Ab与D组合,则ab一定与d组合;若Ab与d组合,则ab一定与D组合。(3)有丝分裂后期,细胞两极的染色体相同,都含有该生物体细胞中的全部染色体。(4)细胞分裂中复制形成的两个D基因,分别位于一对姐妹染色单体上,随姐妹染色单体的分离而分开。姐妹染色单体的分离发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期。(5)只要AabbDd能产生四种类型且比例相等的配子,就能验证基因的自由组合定律。aabbdd与aaBBdd都只能产生一种类型的配子,只要AabbDd×aabbdd或AabbDd×aaBBdd,后代有四种表型,且比例为1∶1∶1∶1,说明AabbDd产生了四种类型的配子。AabbDd×AabbDd或AabbDd×AaBBDd,后代有四种表型且比例为9∶3∶3∶1,也能说明AabbDd产生了四种类型的配子。
答案:(1)不遵循,控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上(2)AbD、abd或Abd、abD(3)A、a、b、b、D、d(4)有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期(5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd
活学活练1.下图能正确表示基因分离定律实质的是( )
解析:基因分离定律的实质是杂合子在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到不同的配子中,独立地随配子遗传给后代。答案:C
二、基因位于染色体上的实验证据
预习反馈1.判断正误。(1)体细胞中基因成对存在,配子中只含一个基因。( × )(2)在形成配子时,并非所有非等位基因都发生自由组合。( √ )(3)摩尔根等人首次通过实验证明基因在染色体上。 ( √ )(4)性染色体上的基因都与性别决定有关。( × )(5)白眼残翅雌果蝇(bbXrXr)能形成bbXrXr类型的次级卵母细胞。( √ )(6)果蝇细胞内的基因都位于染色体上。( × )
2.下列不属于萨顿假说中对基因与染色体关系的描述的是( )A.基因在染色体上呈线性排列B.体细胞中基因成对存在,染色体也是成对存在的C.基因在杂交过程中保持完整性和独立性,染色体在形成配子和受精过程中,具有相对稳定的形态结构D.体细胞中成对的基因一个来自父方,一个来自母方,同源染色体也是如此解析:基因在染色体上呈线性排列,是由摩尔根提出的。答案:A
3.下图表示果蝇某一条染色体上的几个基因,下列有关叙述错误的是( )
A.朱红眼基因和深红眼基因是一对等位基因B.果蝇每条染色体上基因数目不一定相等C.基因在染色体上呈线性排列D.一条染色体上有许多个基因解析:朱红眼与深红眼基因是同一条染色体上的基因,不是等位基因,A项错误;果蝇每条染色体上基因数目不一定相等,B项正确;据图示可知,该染色体上的基因呈线性排列,C项正确;据图可知,一条染色体上有许多个基因,D项正确。答案:A
三、孟德尔遗传规律的现代解释1.基因的分离定律的实质(1)在杂合子的细胞中,位于一对同源染色体上的等位基因,具有一定的独立性。(2)在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随同源染色体的分开而分离,分别进入两个配子中,独立地随配子遗传给后代。2.基因的自由组合定律的实质(1)位于非同源染色体上的非等位基因的分离或组合是互不干扰的。(2)在减数分裂过程中,同源染色体上的等位基因彼此分离的同时,非同源染色体上的非等位基因自由组合。
预习反馈1.判断正误。(1)基因分离定律的实质是等位基因随非同源染色体的分开而分离。( × )(2)由于控制果蝇眼色的基因只存在于X染色体上,所以该基因在遗传过程中不遵循基因的分离定律。( × )(3)在减数分裂中,等位基因彼此分离的同时,非等位基因自由组合。( × )
2.在减数分裂过程中,等位基因分离及非同源染色体上的非等位基因自由组合的时期是( )A.同时发生在减数分裂Ⅱ的后期B.分别发生在减数分裂Ⅰ和分裂Ⅱ的后期C.分离发生在减数分裂Ⅰ,自由组合发生在减数分裂ⅡD.同时发生在减数分裂Ⅰ的后期解析:在减数分裂Ⅰ的后期,同源染色体上的等位基因分离的同时,非同源染色体上的非等位基因表现为自由组合。答案:D
基因位于染色体上的实验证据问题情景结合下列摩尔根果蝇杂交实验图解,回答相关问题。
1.通过F1的表型说明什么问题?红眼和白眼的遗传是否遵循分离定律?提示:通过F1的表型说明红眼对白眼是显性,F2出现性状分离现象,且分离比是3∶1,说明果蝇眼色的遗传遵循分离定律。2.本实验与孟德尔一对相对性状的杂交实验相比,有何异同?提示:(1)相同点:都运用了假说—演绎法的科学研究方法;F2都出现了性状分离现象。(2)不同点:果蝇的杂交遗传中,眼色遗传与性别有关。3.如果让你来证明摩尔根的假说是否正确,你将采用什么方法?请写出相关遗传图解。提示:测交。遗传图解如下:
归纳提升1. 摩尔根对果蝇杂交实验现象的解释(1)果蝇的红眼、白眼是一对相对性状。(2)F1全为红眼,则红眼是显性性状。(3)F2中红眼∶白眼=3∶1,符合分离定律,红眼和白眼受一对等位基因控制。(4)白眼性状的表现与性别相联系。即控制眼色的基因位于X染色体上,Y染色体上没有相关基因。2.各种果蝇的基因型及表型如下表
典例剖析果蝇的眼色由一对等位基因(A、a)控制,在纯种暗红眼♀×纯种朱红眼♂的正交实验中,F1只有暗红眼;在纯种暗红眼♂×纯种朱红眼♀反交实验中,F1雌性为暗红眼,雄性为朱红眼。则下列说法错误的是( )A.这对基因位于X染色体上,显性基因为暗红色基因B.正交、反交实验可以确定控制眼色的基因是在X染色体上还是常染色体上C.正反交的子代中,雌性果蝇的基因型都是XAXaD.反交实验中,F1雌雄性个体交配,子代雄蝇暗红眼和朱红眼的比例为3∶1
解析:根据题干中“在纯种暗红眼♀×纯种朱红眼♂的正交实验中,F1只有暗红眼”,可以知道显性基因为暗红色基因,A项正确;因为正交和反交的结果不同,说明控制眼色的基因在X染色体上,B项正确;暗红眼为显性,正交实验中纯种暗红眼♀(XAXA)×纯种朱红眼♂(XaY)得到的F1只有暗红眼(XAXa、XAY),其中雌果蝇的基因型为XAXa,反交实验中纯种朱红眼♀(XaXa)×纯种暗红眼♂(XAY)得到的F1雌性为暗红眼(XAXa),雄性为朱红眼(XaY),C项正确;反交实验中得到的F1雌性为暗红眼(XAXa),雄性为朱红眼(XaY),F1雌雄性个体交配,子代雄蝇暗红眼(XAY)和朱红眼(XaY)的比例为1∶1,D项错误。答案:D
方法技巧判定基因位于常染色体或X染色体上的方法方法一 正反交法(使用条件:未知显隐性关系时)①实验设计:隐性的雌性×显性的雄性,显性的雌性×隐性的雄性。②结果预测及结论:A.若两组杂交结果相同,则该基因位于常染色体上。B.若两组杂交结果不同,且子代性状的表现与性别有关,则该基因位于X染色体上。方法二 典型组合法(使用条件:已知显隐性关系时)①实验设计:隐性的雌性×显性的雄性。②结果预测及结论:A.若子代中的雄性个体全为隐性性状,雌性个体全为显性性状,则基因位于X染色体上。B.若子代中的雌雄个体中既有显性性状又有隐性性状且各占1/2,则基因位于常染色体上。
方法三 统计法①统计子代群体中同种表型的性别比例。若同种表型的性别比例均为1∶1,说明与性别无关,是常染色体遗传;如不是1∶1,则为性染色体遗传。②若已知是隐性遗传,可统计表现该表型的雌雄个体比例,若雄性明显多于雌性,最可能是位于X染色体上的隐性遗传;若已知是显性,可统计表现该表型的雌雄个体比例,若雌性明显多于雄性,最可能是位于X染色体上的显性遗传。
活学活练1.红眼雌果蝇与白眼雄果蝇交配,子代雌、雄果蝇都表现红眼,这些雌、雄果蝇交配产生的后代中,红眼雄果蝇占1/4,白眼雄果蝇占1/4,红眼雌果蝇占1/2。下列叙述错误的是( )A.红眼对白眼是显性B.眼色遗传符合分离定律C.眼色和性别表现自由组合D.红眼和白眼基因位于X染色体上解析:由红眼果蝇和白眼果蝇交配,子代全部表现为红眼,推知红眼对白眼是显性;子代雌雄果蝇交配产生的后代的性状与性别有关,判断控制眼色的基因位于X染色体上;眼色和性别不是自由组合,只有非同源染色体上的非等位基因控制的性状才能自由组合。答案:C
2.果蝇的大翅和小翅是一对相对性状,由一对等位基因A、a控制。现用大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配,再让F1雌雄个体相互交配,实验结果如下:
下列分析不正确的是( )A.果蝇翅形大翅对小翅为显性B.根据实验结果判断果蝇的翅形遗传遵循基因分离定律C.根据实验结果可证明控制翅形的基因位于X染色体上D.F2中雌果蝇基因型相同,雄果蝇有两种基因型
解析:大翅雌果蝇和小翅雄果蝇进行交配,F1全是大翅果蝇,所以大翅对小翅为显性。根据题中信息“F2中大翅雌果蝇2 159只,大翅雄果蝇1 011只,小翅雌果蝇982只”可知,大翅∶小翅≈3∶1,符合基因分离定律,又因为小翅果蝇只出现在雄性中,可推知控制翅形的基因位于X染色体上。F2中雌果蝇有两种基因型,分别为XAXA和XAXa。答案:D
孟德尔遗传定律的实质问题情景结合减数分裂过程完成填空。
归纳提升孟德尔遗传规律的现代解释1.孟德尔的遗传因子与染色体上基因的对应关系(1)分离定律中的一对遗传因子指一对同源染色体上的一对等位基因。(2)自由组合定律中的不同对的遗传因子指位于非同源染色体上的非等位基因。2.两个遗传定律的细胞学基础(1)分离定律的细胞学基础是在减数分裂过程中,等位基因随同源染色体分离而分开。(2)自由组合定律的细胞学基础是等位基因随同源染色体分开而分离,位于非同源染色体上的非等位基因自由组合。
误区警示基因的行为并不都遵循孟德尔遗传规律(1)并不是所有的非等位基因都遵循基因自由组合定律,只有非同源染色体上的非等位基因遵循自由组合定律。(2)并不是真核生物中所有的基因都遵循孟德尔的遗传规律,叶绿体、线粒体中的基因都不遵循。(3)原核生物中的基因都不遵循孟德尔遗传规律。
典例剖析 某种昆虫长翅(A)对残翅(a)为显性,直翅(B)对弯翅(b)为显性,有刺刚毛(D)对无刺刚毛(d)为显性,控制这3对性状的基因均位于常染色体上。现有这种昆虫一个体细胞基因型如上图所示,请回答下列问题。
(1)长翅与残翅、直翅与弯翅两对相对性状的遗传是否遵循基因自由组合定律?并说明理由。 。 (2)该昆虫一个初级精母细胞所产生的精细胞的基因型为 。 (3)该昆虫细胞有丝分裂后期,移向细胞同一极的基因有 。 (4)该昆虫细胞分裂中复制形成的两个D基因发生分离的时期有 。 (5)为验证基因自由组合定律,可用来与该昆虫进行交配的异性个体的基因型分别是 。
解析:(1)应用自由组合定律的条件是至少有两对等位基因位于两对同源染色体上,而控制长翅与残翅、直翅与弯翅这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上,所以不遵循基因自由组合定律。(2)减数分裂Ⅰ后期,Ab与ab分离,D与d分离。因为是一个初级精母细胞,若Ab与D组合,则ab一定与d组合;若Ab与d组合,则ab一定与D组合。(3)有丝分裂后期,细胞两极的染色体相同,都含有该生物体细胞中的全部染色体。(4)细胞分裂中复制形成的两个D基因,分别位于一对姐妹染色单体上,随姐妹染色单体的分离而分开。姐妹染色单体的分离发生在有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期。(5)只要AabbDd能产生四种类型且比例相等的配子,就能验证基因的自由组合定律。aabbdd与aaBBdd都只能产生一种类型的配子,只要AabbDd×aabbdd或AabbDd×aaBBdd,后代有四种表型,且比例为1∶1∶1∶1,说明AabbDd产生了四种类型的配子。AabbDd×AabbDd或AabbDd×AaBBDd,后代有四种表型且比例为9∶3∶3∶1,也能说明AabbDd产生了四种类型的配子。
答案:(1)不遵循,控制这两对相对性状的基因位于一对同源染色体上(2)AbD、abd或Abd、abD(3)A、a、b、b、D、d(4)有丝分裂后期和减数分裂Ⅱ后期(5)aabbdd、aaBBdd、AabbDd、AaBBDd
活学活练1.下图能正确表示基因分离定律实质的是( )
解析:基因分离定律的实质是杂合子在减数分裂形成配子的过程中,等位基因会随着同源染色体的分开而分离,分别进入到不同的配子中,独立地随配子遗传给后代。答案:C
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