内容正文:
第06讲 细胞膜
2026届高考一轮复习
思维导图:
2026届高考一轮复习
细胞膜的成分和结构
一
植物细胞的细胞壁
二
细胞膜的功能
三
目 录
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②不同生物细胞壁的主要成分不同。植物细胞壁:纤维素和果胶,
细菌细胞壁:肽聚糖,
真菌细胞壁:多糖
低等真菌:纤维素
高等真菌:几丁质
酵母菌 :葡聚糖。
溶菌酶可以水解肽聚糖而不能水解几丁质,所以溶菌酶能杀死细菌,却对真菌基本没作用。
①动物细胞在清水中可吸水涨破,但植物细胞不会,主要是细胞壁的作用。
考点一:植物细胞的细胞壁
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③酶解法除植物细胞壁(所用酶为纤维素酶和果胶酶)后的结构为原生质体。
P选三37
④从细胞壁的功能上理解,由于细胞壁是全透性的,对物质没有选择性,故细胞壁不是系统的边界,细胞膜才是系统的边界。P一63
⑤主要形成时期及过程:形成于有丝分裂末期,细胞板向四周扩展形成新的细胞壁。P一113
考点一:植物细胞的细胞壁
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细胞膜的成分和结构
一
植物细胞的细胞壁
二
细胞膜的功能
三
目 录
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1.细胞膜的成分
实验一
实验方法:欧文顿用多种 对
进行研究
实验现象: 容易穿过细
胞膜;__________________不容易
穿过细胞膜
实验推测:细胞膜是由 组成的
化学物质
植物细胞的通透性
溶于脂质的物质
不溶于脂质的物质
脂质
非脂溶性物质
脂溶性物质
细胞膜
(膜脂
的发现)
考点二:细胞膜的成分和结构
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实验二
实验目的:探究细胞膜中 的类型
实验方法:用 制备纯净的细胞膜,进行
_________
实验结论:组成细胞膜的脂质有 ,其中 含
量最多
脂质成分
哺乳动物的红细胞
化学分析
磷脂和胆固醇
磷脂
1.细胞膜的成分
(膜脂的类型)
吸水胀破
考点二:细胞膜的成分和结构
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1.细胞膜的成分
实验二:确定膜脂的类型
推测
考点二:细胞膜的成分和结构
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实验三
实验目的:探究细胞膜中 的排列
实验方法:戈特和格伦德尔用丙酮从人红细胞中提取的脂质在空气-水界面上铺成单一分子层,面积是红细胞表面积的2倍
实验结论:细胞膜中的磷脂分子必然为 。
磷脂分子
连续排列的的两层
(膜脂的类型)
1.细胞膜的成分
考点二:细胞膜的成分和结构
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1.细胞膜的成分
(膜蛋白的发现)
实验四
实验目的:英国学者丹尼利和戴维森研究_____________
实验现象:细胞的表面张力明显低于油—水界面的表面张力(人们已发现油脂滴表面如果吸附有 成分,则表面张力会降低)
实验推测:细胞膜除含脂质分子外,可能还附有_______
细胞膜的张力
蛋白质
蛋白质
水黾
考点二:细胞膜的成分和结构
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1.细胞膜的成分
实验一
实验二
实验三
实验四
磷脂
胆固醇
种类和数量
糖类
证实
考点二:细胞膜的成分和结构
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1.细胞膜的成分
①磷脂分子
考点二:细胞膜的成分和结构
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1.细胞膜的成分
①磷脂分子
将疏水的尾部埋在里面,将亲水的头部露在外面
哪种结果在水中最稳定?________
脂质体
考点二:细胞膜的成分和结构
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1.细胞膜的成分
①磷脂分子
融合
胞吞
由于脂质体是磷脂双分子层构成的,到达细胞后可能会与细胞的细胞膜发生_____,也可能会被细胞以______的方式进入细胞,从而使药物在细胞内发挥作用。
P一46;
P选三50
融合
胞吞
考点二:细胞膜的成分和结构
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B.提取人口腔上皮细胞(表面积为S)中的脂质,在空气-水界面上铺展层单分子层,则测得脂质单分子层的面积_____2S(填大于、小于或等于),为什么?
C.提取细菌(表面积为S)中的脂质,在空气-水界面上铺展层单分子层,则测得脂质单分子层的面积_____2S(填大于、小于或等于),为什么?
等于;细菌除了细胞膜之外,没有其他生物膜,提取到脂质分子都来自于细胞膜上的脂质分子。
大于;人口腔上皮细胞中还有其他生物膜(如核膜、细胞器膜),提取到脂质分子数多于细胞膜上的脂质分子。
A.为什么用哺乳动物的红细胞可以制备出纯净的细胞膜?
因为哺乳动物的红细胞没有细胞核膜和细胞器膜的干扰,因此可以获得纯净的细胞膜。
1.细胞膜的成分
②细胞膜的提取
考点二:细胞膜的成分和结构
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1.细胞膜的成分
③细胞膜成分的鉴定
细胞膜成分 鉴定试剂(方法) 结果
磷脂 脂溶剂处理 细胞膜被溶解
磷脂酶处理 细胞膜被破坏
脂溶性物质透过实验 脂溶性物质优先通过
蛋白质 双缩脲试剂 紫色
蛋白酶处理 细胞膜被破坏
考点二:细胞膜的成分和结构
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1. 研究人员在脂质体外包裹上聚乙二醇保护层,
并镶嵌上抗体,制造出一种能定向运送药物的
“隐形脂质体”。这种“脂质体”已在癌症治
疗中得到应用。下列分析错误的是( )
D
A.脂质体表面不具备可供白细胞识别的糖被,能避免被白细胞识别和清除
B.脂质体膜上抗体能特异性识别癌细胞,从而将药物定向运送到癌细胞
C.脂质体的“膜”与细胞膜都是以磷脂双分子层为基本支架的
D.图中脂质体所运载的药物A为脂溶性药物,药物B为水溶性药物
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2.细胞膜的结构
(静态结构)
实验一
实验推测:脂质(脂双层)_______各覆盖着蛋白质。
实验验证:1959年罗伯特森在电镜下看到细胞膜:__________的三层结构,并结合其他科学家的工作;
实验结论:所有细胞膜都是由____________________三层结构构成的。
两边
暗-亮-暗
蛋白质-脂质-蛋白质
证据1:电镜观察的亮带是3.5nm,刚好符合___________________
之间的距离。
磷脂双分子层亲水头部
证据2:
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2.细胞膜的结构
(膜具有
流动性)
实验二
实验方法:荧光染料标记细胞表面蛋白质分子
实验验证:1970年,人-鼠细胞融合实验
实验结论:细胞膜具有_________。
细胞膜的静态结构与细胞膜复杂的功能不适应。
流动性
考点二:细胞膜的成分和结构
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2.细胞膜的结构
实验三:1972年,辛格和尼克尔森提出流动镶嵌模型
质壁分离现象;
变形虫的运动;
胞吞、胞吐等。
间接说明细胞膜具有流动性
冰冻蚀刻实验
细胞膜断裂面上有许多镶嵌在膜上、深浅不一的蛋白质颗粒
人鼠细胞融合实验
直接说明细胞膜具有流动性
考点二:细胞膜的成分和结构
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①细胞膜的主要成分是________和_______。
②________________是膜的基本支架。
____________或_______不能
自由通过,具有_____作用。
③蛋白质分子以不同方式镶嵌在___________________中。
磷脂
蛋白质
磷脂双分子层
水溶性分子
离子
屏障
磷脂双分子层
有镶在磷脂双分子层________,有的部分或全部______磷脂双分子层中,有的_______整个磷脂双分子层。
这些蛋白质分子在___________等方面具有重要作用。
表面
嵌入
贯穿
物质运输
2.细胞膜的结构
考点二:细胞膜的成分和结构
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磷脂
蛋白质
形成磷脂双分子层
作为细胞膜的基本支架
具有屏障作用
维持蛋白质的结构
镶嵌在磷脂双分子层中
镶在表面
镶在表面
全部嵌入
贯穿其中
部分嵌入
常考的“膜蛋白”:
蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
考点二:细胞膜的成分和结构
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常考的“膜蛋白”:
蛋白质在细胞膜行使功能时起重要作用,功能越复杂的细胞膜,蛋白质的种类和数量越多。
考点二:细胞膜的成分和结构
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糖类
位于细胞膜的外表面,与蛋白质或脂质相连形成糖蛋白或糖脂。
糖被
糖蛋白
糖脂
①糖蛋白质和糖脂是在_______和_________中合成的(糖链被加上去)。
②与细胞__________、细胞间___________有关。
③细胞器膜上的糖类位于膜的内表面。
表面识别
信息传递
内质网
高尔基体
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胆固醇
动物细胞质膜中胆固醇、植物细胞质膜中豆固醇和真菌细胞质膜中麦角固醇。多数细菌细胞质膜中则不含固醇成分
①胆固醇可以调节膜的流动性,增加膜稳定性及降低水溶性物质通透性
低温增加流动性;高温限制流动性
②脂筏基本结构成分;很多重要生物活性分子的前体
小提醒
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26
3.细胞膜的特点
考点二:细胞膜的成分和结构
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3.细胞膜的特点
功能特点 :选择透过性
根本原因:细胞自身遗传特性;
直接原因:细胞膜上转运载体蛋白的 、
及其 。
种类
数量
空间结构的变化
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不对称性
磷脂酰肌醇
糖脂
胆固醇
鞘磷脂
①含义
组成细胞膜的脂质、蛋白质和糖类在膜两侧的分布是不对称的。(如图所示)
②意义
导致了膜两侧的功能不同,
导致膜具有方向性,保证了生命活动高度有序。
3.细胞膜的特点
考点二:细胞膜的成分和结构
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2.(2021·浙江·统考高考真题) 质膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是( )
D
A.磷脂和糖脂分子形成的脂双层是完全对称的
B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C.物质进出细胞方式中的被动转运过程与膜蛋白无关
D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
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3.(2023·宁夏统考)细胞膜上的蛋白质分子在细胞膜上的分布位置有四种情况:镶在表面、部分嵌入、全部嵌入和贯穿在磷脂双分子层中。科学家利用哺乳动物成熟红细胞研究细胞膜上的各种蛋白质(简称为膜蛋白)在膜上的分布位置情况,设计了以下三组实验。
甲组:不做处理。
乙组:用胰蛋白酶消化处理完整的红细胞,此时胰蛋白酶不能透过细胞膜进入细胞。
丙组:先提高细胞膜的通透性,再用胰蛋白酶消化处理完整的红细胞,此时胰蛋白酶能进入细胞。
设法得到纯净细胞膜后,再分别提取、分离三组的膜蛋白,
得到1∼5 号蛋白质的电泳结果,如图所示。
电泳带型
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31
电泳带型
注:①控制消化处理的时间,使胰蛋白酶不能消化位于磷脂内部的蛋白质部分;②电泳能测定蛋白质相对分子质量的大小,蛋白质相对分子质量越小,迁移速率越快,反之则慢。
哺乳动物成熟红细胞无细胞核和众多细胞器,能制备较为纯净的细胞膜
请回答下列相关问题:
(1)哺乳动物成熟红细胞是研究细胞膜上蛋白质的良好材料,原因是:
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32
(2)对比三组电泳结果:
①1号蛋白质在丙组中消失,其原因是______________________________,
说明其在细胞膜上的分布位置为__________。
胰蛋白酶水解了膜内侧的蛋白质
镶在表面
解析 对比乙组和丙组,两组的自变量是细胞膜通透性的高低,实验的结果是提高通
透性后的丙组中1号蛋白质消失,原因是胰蛋白酶进入细胞,将蛋白质水解。据题意
可知,胰蛋白酶不能消化位于磷脂内部的蛋白质,说明其镶在磷脂双分子层表面。
②4号蛋白质在细胞膜上的分布位置为________________________。
部分嵌入磷脂双分子层中
解析 分析题图可知,4号蛋白质用胰蛋白酶处理后并未消失,且与对照组相比,其
相对分子质量略有减小,说明其部分嵌入磷脂双分子层中。
考点二:细胞膜的成分和结构
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33
(3)在 号蛋白质中,最有可能作为水通道蛋白的是_____。
5号
(4)3号蛋白质同时具有 水解酶的活性,说明其参与的跨膜转运方式为_______。
主动运输
解析 3号蛋白质同时具有 水解酶的活性,说明其参与的跨膜转运既有载体蛋白
的协助,也有 的参与,故方式为主动运输。
解析 水通道蛋白贯穿在磷脂双分子层中,乙组(消化暴露于膜外侧的蛋白质)和丙组(消化暴露于膜外侧和内侧的蛋白质)均会出现部分蛋白质被消化,使其相对分子质量变小,甲、乙、丙组5号电泳条带均不同,分析题图可知,只有5号蛋白质符合上述特征,故5号最可能是水通道蛋白。
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34
细胞膜的成分和结构
一
植物细胞的细胞壁
二
细胞膜的功能
三
目 录
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用台盼蓝染液鉴别动物细胞是否死亡
死细胞
活细胞
磷脂的疏水尾部决定了水溶性极性分子或离子难以通过——屏障作用
功能一:将细胞和外界环境分开
考点三:细胞膜的功能
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36
功能二:控制物质进出细胞
细胞膜上的膜转运蛋白起主要运输作用
磷脂双分子层允许弱极性或无极性分子以及极性小分子穿过,阻止离子和强极性分子通过
考点三:细胞膜的功能
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37
功能三:进行细胞间的信息交流
体
液
的
传
送
①化学信号传导(如激素)
内分泌细胞
分泌的激素
与靶细胞膜上的受体结合,将信息传递给靶细胞
靶细胞
靶细胞
发出信号的细胞
靶细胞
与膜结合的信号分子
相邻两个细胞的细胞膜接触,信息从一
个细胞传递到另一个细胞
②胞间识别(如精、卵结合)
被病原体(如病毒)感染的宿主细胞(靶细胞)膜表面的某些分子发生变化,细胞毒性T细胞识别变化的信号。
考点三:细胞膜的功能
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38
③通过形成通道交流
胞间连接与通讯(如胞间连丝)
功能三:进行细胞间的信息交流
考点三:细胞膜的功能
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39
胞外部分
胞内部分
与细胞外的信号分子结合
与胞内组分相连,通过信号传递与转化,使细胞内代谢活动改变
信号分子
①通过细胞膜接触交流:膜受体
考点三:细胞膜的功能
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②细胞膜功能特性的验证
考点三:细胞膜的功能
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③生物膜的相关实验研究
控制物质进出细胞功能的验证
正常的玉米种子
煮熟的玉米种子
红墨水处理
清水冲洗
正常的玉米胚细胞不呈红色
红墨水处理
清水冲洗
煮熟的玉米胚细胞呈红色
细胞膜具有控制物质进出细胞的功能
细胞膜的制备
吸水
吸水
人的正常
成熟红细胞
人的圆涨
的红细胞
人的涨破
的红细胞
考点三:细胞膜的功能
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42
④治疗艾滋病的新思路——改造细胞膜
艾滋病是对人类危害极大的一种传染病,迄今我们仍然没有找到有效治疗艾滋病的方法。引发艾滋病的HIV专性寄生在人体T淋巴细胞内,病毒的大量增殖会子致患者免疫机能崩溃,使人最终死于各种病原体的感染或恶性肿瘤。
考点三:细胞膜的功能
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HIV表而有一种名为gp41-gp120的蛋白质复合体,它能与T淋巴细胞表面的CD4蛋白发生特异性结合,再在 T淋巴细胞细胞膜中的CCR5蛋白辅助下,使病毒包膜与细胞膜融合,遗传物质最终进入T淋巴细胞。
考点三:细胞膜的功能
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人群中有些“幸运儿”天生就具有对 HIV 的抵抗力,因为他们带有突变型的CCR5基因,其 CCR5 蛋白不会辅助 HIV 的侵染。布朗是一名艾滋病患者,后来又不幸患上了白血病。
考点三:细胞膜的功能
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为了治疗白血病,布朗在2007年接受了造血干细胞移植。幸运的是,干细胞捐献者正是一位CCR5基因突变者,布朗的白血病和艾滋病都被治愈了。
考点三:细胞膜的功能
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这一病例启发了研究人员:如果破坏掉艾滋病患者 T 淋巴细胞的CCR5基因,对细胞膜进行改造,就有望治愈艾滋病。也许在不久的将来,通过合理使用生物技术,人类能够实现征服艾滋病的梦想。
考点三:细胞膜的功能
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例1.胞间连丝是贯穿两个相邻细胞细胞壁的圆柱形细胞质通道。高等植物大多数相邻的细胞间能形成胞间连丝。初生胞间连丝是在形成细胞板时因内质网膜的插入而形成的;次生胞间连丝是由一些水解酶的作用使完整的细胞壁穿孔而形成的(如图)。下列叙述错误的是
A.体细胞的初生胞间连丝是在有丝分裂
中期时形成
B.次生胞间连丝的形成与纤维素酶、
果胶酶等有关
C.胞间连丝使相邻细胞的生物膜形成了结构上的联系
D.胞间连丝有利于相邻细胞间的物质交换和信息交流
A
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例2.(多选)下列关于细胞膜的说法正确的是( )
A.脂质和蛋白质是组成细胞膜的主要物质
B.构成膜的脂质主要是磷脂、脂肪和胆固醇,且胆固醇最丰富
C.生物膜中的磷脂分子是由甘油、脂肪酸和磷酸等组成的
D.膜蛋白在细胞膜上的分布是不对称的,不同功能的细胞膜上的蛋白质的种类和数量相同
E.细胞膜上的糖类既可与蛋白质结合,又可与脂质分子结合
F.细胞都具有细胞膜但不一定具有磷脂双分子层
ACE
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49
例3.细胞间信息交流的方式有多种。在哺乳动物卵巢细胞分泌的雌激素作用于乳腺细胞的过程中,以及精子进入卵细胞的过程中,细胞间信息交流的实现分别依赖于( )
A.血液运输,突触传递
B.淋巴运输,突触传递
C.淋巴运输,胞间连丝传递
D.血液运输,细胞间直接接触
D
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50
例4.细胞膜的流动镶嵌模型如图所示。下列叙述正确的是( )
A.磷脂和糖脂分子形成的磷脂双分子层是完全对称的
B.胆固醇镶嵌或贯穿在膜中利于增强膜的流动性
C.物质进出细胞方式中的被动运输过程与膜蛋白无关
D.有些膜蛋白能识别并接受来自细胞内外的化学信号
D
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51
①源于必修1 P44“科学方法”:细胞膜结构模型的探索过程,反映了科学方法—提出假说的作用。科学家首先根据已有的知识和信息提出
的一种假说,再用进一步的 对已建立的假说进行 。
②源于必修1 P45“正文小字部分”:细胞膜外表面与蛋白质或脂质结合的 叫作糖被,其与_________________________
_________等功能有关。
解释某一生物学问题
观察与实验
修正和补充
糖类分子
细胞表面的识别、细胞间的
信息传递
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2.(必修1 P45旁栏)细胞膜内部分是疏水的,水分子却仍能跨膜运输的原因:一是_______________________________________________________;
二是_______________________________________________________。
鸢尾素能促进胰岛素与靶细胞上胰岛素受体结合;
鸢尾素能促进靶细胞上胰岛素受体的合成;
鸢尾素能促进胰岛素与相应受体结合后靶细胞内信号的转导.
水分子极小,可以通过由于磷脂分子运动而产生的间隙
细胞膜上存在水通道蛋白,水分子可以借助通道蛋白通过细胞膜
1.研究表明,鸢尾素(蛋白类激素)可以提高靶细胞对胰岛素的敏感性。请你提出一种鸢尾素提高靶细胞对胰岛素敏感性的假说:
阐述基本原理,突破长句表达
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【岂曰无衣,与子同袍】
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$$