
第一部分 高考考情速遞
第二部分 知識(shí)導(dǎo)圖
第三部分 考點(diǎn)清單(五大考點(diǎn))
第四部分 易錯(cuò)易混(四大易錯(cuò)點(diǎn))
第五部分 真題賞析
考點(diǎn)一 基因工程科技探索之路
1.基因工程是指按照人們的愿望,通過轉(zhuǎn)基因等技術(shù),賦予生物新的遺傳特性,創(chuàng)造出更符合人們需要的新的生物類型和生物產(chǎn)品。從技術(shù)操作層面看,由于基因工程是在DNA分子水平上進(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的,因此又叫作重組DNA技術(shù)。(P67)
2.1944年,艾弗里等人通過肺炎鏈球菌的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn),不僅證明了遺傳物質(zhì)是DNA,還證明了DNA可以在同種生物的不同個(gè)體之間轉(zhuǎn)移。(P68)
3.1958年,梅塞爾森和斯塔爾用實(shí)驗(yàn)證明了DNA的半保留復(fù)制。隨后不久,克里克提出中心法則。(P68)
4.1967年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),在細(xì)菌擬核DNA之外的質(zhì)粒有自我復(fù)制能力,并可以在細(xì)菌細(xì)胞間轉(zhuǎn)移。(P68)
5.1973年,科學(xué)家證明質(zhì)??梢宰鳛榛蚬こ痰妮d體,構(gòu)建重組DNA,導(dǎo)入受體細(xì)胞,使外源基因在原核細(xì)胞中成功表達(dá),并實(shí)現(xiàn)物種間的基因交流。至此,基因工程正式問世。(P69)
6.1983年,科學(xué)家采用農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法培育出世界上第一例轉(zhuǎn)基因煙草。此后,基因工程進(jìn)入了迅速發(fā)展的階段。(P69)
7.1985年,穆里斯等人發(fā)明PCR,為獲取目的基因提供了有效手段。(P69)
考點(diǎn)二 重組DNA技術(shù)的基本工具
1.切割DNA分子的工具是限制性內(nèi)切核酸酶,簡稱限制酶,這類酶主要是從原核生物中分離純化出來的。它們能夠識(shí)別雙鏈DNA分子的特定核苷酸序列,并且使每一條鏈中特定部位的磷酸二酯鍵斷開,產(chǎn)生黏性末端或平末端兩種形式的末端。(P71)
2.DNA連接酶分為兩類,一類是E.cli DNA連接酶,另一類是T4DNA連接酶。后者既可以“縫合”雙鏈DNA片段互補(bǔ)的黏性末端,又可以“縫合”雙鏈DNA片段的平末端,但連接平末端的效率相對(duì)較低。(P72)
3.質(zhì)粒是一種裸露的、結(jié)構(gòu)簡單、獨(dú)立于真核細(xì)胞細(xì)胞核或原核細(xì)胞擬核DNA之外,并具有自我復(fù)制能力的環(huán)狀雙鏈DNA分子。(P72)
4.在基因工程操作中,真正被用作載體的質(zhì)粒,都是在天然質(zhì)粒的基礎(chǔ)上進(jìn)行過人工改造的。這些質(zhì)粒上常有特殊的標(biāo)記基因,如四環(huán)素抗性基因、氨芐青霉素抗性基因等,便于重組DNA分子的篩選(如下圖)。(P72)
5.在基因工程中使用的載體除質(zhì)粒外,還有噬菌體、動(dòng)植物病毒等。它們的來源不同,在大小、結(jié)構(gòu)、復(fù)制方式以及可以插入外源DNA片段的大小上也有很大差別。(P73)
6.載體必須具備的條件:①能在受體細(xì)胞中保存下來并能自我復(fù)制;②具有1個(gè)或多個(gè)限制酶切割位點(diǎn),以便與外源基因連接。③具有標(biāo)記基因。(P72)
7.DNA不溶于酒精,但某些蛋白質(zhì)溶于酒精,利用這一原理,可以初步分離DNA與蛋白質(zhì)。DNA在不同濃度的NaCl溶液中溶解度不同,它能溶于2 ml/L的NaCl溶液。在一定溫度下,DNA遇二苯胺試劑會(huì)呈現(xiàn)藍(lán)色,因此二苯胺試劑可以作為鑒定DNA的試劑。(P74“探究·實(shí)踐”)
考點(diǎn)三 基因工程的基本操作程序
1.培育轉(zhuǎn)基因抗蟲棉主要需要四個(gè)步驟:目的基因的篩選與獲取、基因表達(dá)載體的構(gòu)建、將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞、目的基因的檢測與鑒定。(P76)
2.PCR是聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的縮寫。它是一項(xiàng)根據(jù)DNA半保留復(fù)制的原理,在體外提供參與DNA復(fù)制的各種組分與反應(yīng)條件,對(duì)目的基因的核苷酸序列進(jìn)行大量復(fù)制的技術(shù)。(P77)
3.PCR反應(yīng)過程可以在PCR擴(kuò)增儀(PCR儀)中自動(dòng)完成,完成以后,常采用瓊脂糖凝膠電泳來鑒定PCR的產(chǎn)物。(P79)
4.基因表達(dá)載體要包括以下四個(gè)基本的結(jié)構(gòu):目的基因、啟動(dòng)子、終止子、標(biāo)記基因。(P80)
5.構(gòu)建基因表達(dá)載體的目的:使目的基因在受體細(xì)胞中穩(wěn)定存在,并且遺傳給下一代,同時(shí),使目的基因能夠表達(dá)和發(fā)揮作用。(P80)
6.啟動(dòng)子位于目的基因的上游,它是RNA聚合酶識(shí)別和結(jié)合的部位。(P80)
7.標(biāo)記基因的作用:鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因,從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。(或供重組DNA的鑒定和選擇)。
8.花粉管通道法有多種操作方式。例如,可以用微量注射器將含目的基因的DNA溶液直接注入子房中;可以在植物受粉后的一定時(shí)間內(nèi),剪去柱頭,將DNA溶液滴加在花柱切面上,使目的基因借助花粉管通道進(jìn)入胚囊。除此之外,將目的基因?qū)胫参锛?xì)胞常用的方法還有農(nóng)桿菌轉(zhuǎn)化法。(P81)
9.轉(zhuǎn)化是指目的基因進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi),并且在受體細(xì)胞內(nèi)維持穩(wěn)定和表達(dá)的過程。(P81“資料卡”)
10.在獲得轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的過程中,還可以通過構(gòu)建基因文庫來獲取目的基因。(P82)
考點(diǎn)四 基因工程的應(yīng)用
1.科學(xué)家將藥用蛋白基因與乳腺中特異表達(dá)的基因的啟動(dòng)子等調(diào)控元件重組在一起,通過顯微注射的方法導(dǎo)入哺乳動(dòng)物的受精卵中,由這個(gè)受精卵發(fā)育成的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物在進(jìn)入泌乳期后,可以通過分泌乳汁來生產(chǎn)所需要的藥物,這稱為乳腺生物反應(yīng)器或乳房生物反應(yīng)器。(P90)
2.用基因工程的方法,使外源基因得到高效表達(dá)的菌類一般稱為基因工程菌。(P91“相關(guān)信息”)
3.目前,科學(xué)家正嘗試?yán)没蚬こ碳夹g(shù)對(duì)豬的器官進(jìn)行改造,采用的方法是在器官供體的基因組中導(dǎo)入某種調(diào)節(jié)因子,以抑制抗原決定基因的表達(dá),或設(shè)法除去抗原決定基因,然后再結(jié)合克隆技術(shù),培育出不會(huì)引起免疫排斥反應(yīng)的轉(zhuǎn)基因克隆豬器官。(P91)
考點(diǎn)五 蛋白質(zhì)工程的原理和應(yīng)用
1.蛋白質(zhì)工程是指以蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)規(guī)律及其與生物功能的關(guān)系作為基礎(chǔ),通過改造或合成基因,來改造現(xiàn)有蛋白質(zhì),或制造一種新的蛋白質(zhì),以滿足人類生產(chǎn)和生活的需求。(P93)
2.基因工程原則上只能生產(chǎn)自然界中已存在的蛋白質(zhì),這些天然蛋白質(zhì)是生物在長期進(jìn)化過程中形成的,它們的結(jié)構(gòu)和功能符合特定物種生存的需要,卻不一定完全符合人類生產(chǎn)和生活的需要。(P93)
3.蛋白質(zhì)工程的基本思路是:從預(yù)期的蛋白質(zhì)功能出發(fā)→設(shè)計(jì)預(yù)期的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)→推測應(yīng)有的氨基酸序列→找到并改變相對(duì)應(yīng)的脫氧核苷酸序列(基因)或合成新的基因→獲得所需要的蛋白質(zhì)。(P94)
易錯(cuò)點(diǎn)1 誤認(rèn)為目的基因的插入位點(diǎn)是“隨機(jī)”的
點(diǎn)撥:目的基因的插入位點(diǎn)不是隨機(jī)的,基因表達(dá)需要啟動(dòng)子與終止子的調(diào)控,所以目的基因應(yīng)插入啟動(dòng)子與終止子之間的部位,若目的基因插入啟動(dòng)子內(nèi)部,啟動(dòng)子將失去原功能。
易錯(cuò)點(diǎn)2 誤認(rèn)為切取目的基因與切取載體時(shí)“只能”使用“同一種酶”
點(diǎn)撥:
(1)在獲取目的基因和切割載體時(shí)通常用同種限制酶,以獲得相同的黏性末端。但如果用兩種不同限制酶切割后形成的黏性末端相同時(shí),在DNA連接酶的作用下目的基因與載體也可以連接起來。
(2)為了防止載體或目的基因的黏性末端自己連接即所謂“環(huán)化”,可用不同的限制酶分別處理目的基因和載體,使目的基因兩側(cè)及載體上具有兩個(gè)不同的黏性末端。
易錯(cuò)點(diǎn)3 混淆啟動(dòng)子與起始密碼子,終止子與終止密碼子,不明確標(biāo)記基因的作用
點(diǎn)撥:啟動(dòng)子≠起始密碼子,終止子≠終止密碼子。
(1)啟動(dòng)子:一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的首端。它是RNA聚合酶識(shí)別、結(jié)合的部位。
(2)終止子:一段有特殊結(jié)構(gòu)的DNA片段,位于基因的尾端。作用是使轉(zhuǎn)錄過程停止。
(3)起始密碼子和終止密碼子位于mRNA上,分別控制翻譯過程的啟動(dòng)和終止。
(4)標(biāo)記基因:一般為抗生素抗性基因或熒光基因等,其作用是鑒別受體細(xì)胞中是否含有目的基因(目的基因是否導(dǎo)入成功),從而將含有目的基因的細(xì)胞篩選出來。
易錯(cuò)點(diǎn)4 誤認(rèn)為基因工程可導(dǎo)致受體細(xì)胞或生物產(chǎn)生“新基因”或“新蛋白質(zhì)”
點(diǎn)撥:基因工程的實(shí)質(zhì)是“基因重組”,它是將外源基因?qū)胧荏w細(xì)胞,使該基因在受體細(xì)胞中表達(dá)——由于“外源基因”是自然界已存在的“現(xiàn)成”基因,故基因工程并未產(chǎn)生新基因,因此目的基因表達(dá)時(shí)也未產(chǎn)生新蛋白質(zhì),基因工程只不過是讓受體細(xì)胞(或生物)實(shí)現(xiàn)了“外源基因的表達(dá)”。
一、單選題
1.(2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題)某生物社團(tuán)利用洋蔥進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。下列相關(guān)敘述正確的是( )
A.洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮可代替半透膜探究質(zhì)膜的透性
B.洋蔥勻漿中加入新配制的斐林試劑,溶液即呈磚紅色
C.制作根尖有絲分裂裝片時(shí),解離、漂洗、按壓蓋玻片都能更好地將細(xì)胞分散開
D.粗提取的DNA溶于2ml/L NaCl溶液中,加入二苯胺試劑后顯藍(lán)色
2.(2023·浙江·統(tǒng)考高考真題)紫外線引發(fā)的DNA損傷,可通過“核苷酸切除修復(fù)(NER)”方式修復(fù),機(jī)制如圖所示。著色性干皮癥(XP)患者的NER酶系統(tǒng)存在缺陷,受陽光照射后,皮膚出現(xiàn)炎癥等癥狀。患者幼年發(fā)病,20歲后開始發(fā)展成皮膚癌。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.修復(fù)過程需要限制酶和DNA聚合酶
B.填補(bǔ)缺口時(shí),新鏈合成以5’到3’的方向進(jìn)行
C.DNA有害損傷發(fā)生后,在細(xì)胞增殖后進(jìn)行修復(fù),對(duì)細(xì)胞最有利
D.隨年齡增長,XP患者幾乎都會(huì)發(fā)生皮膚癌的原因,可用突變累積解釋
3.(2023·湖南·統(tǒng)考高考真題)鹽堿脅迫下植物應(yīng)激反應(yīng)產(chǎn)生的H2O2對(duì)細(xì)胞有毒害作用。禾本科農(nóng)作物AT1蛋白通過調(diào)節(jié)細(xì)胞膜上PIP2s蛋白磷酸化水平,影響H2O2的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn),如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.細(xì)胞膜上PIP2s蛋白高磷酸化水平是其提高H2O2外排能力所必需的
B.PIP2s蛋白磷酸化被抑制,促進(jìn)H2O2外排,從而減輕其對(duì)細(xì)胞的毒害
C.敲除AT1基因或降低其表達(dá)可提高禾本科農(nóng)作物的耐鹽堿能力
D.從特殊物種中發(fā)掘逆境脅迫相關(guān)基因是改良農(nóng)作物抗逆性的有效途徑
4.(2023·湖北·統(tǒng)考高考真題)用氨芐青霉素抗性基因(AmpR)、四環(huán)素抗性基因(TetR)作為標(biāo)記基因構(gòu)建的質(zhì)粒如圖所示。用含有目的基因的DNA片段和用不同限制酶酶切后的質(zhì)粒,構(gòu)建基因表達(dá)載體(重組質(zhì)粒),并轉(zhuǎn)化到受體菌中。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.若用HindⅢ酶切,目的基因轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物可能不同
B.若用PvuⅠ酶切,在含Tet(四環(huán)素)培養(yǎng)基中的菌落,不一定含有目的基因
C.若用SphⅠ酶切,可通過DNA凝膠電泳技術(shù)鑒定重組質(zhì)粒構(gòu)建成功與否
D.若用SphⅠ酶切,攜帶目的基因的受體菌在含Amp(氨芐青霉素)和Tet的培養(yǎng)基中能形成菌落
5.(2023·浙江·統(tǒng)考高考真題)某研究小組利用轉(zhuǎn)基因技術(shù),將綠色熒光蛋白基因(GFP)整合到野生型小鼠Gata3基因一端,如圖甲所示。實(shí)驗(yàn)得到能正常表達(dá)兩種蛋白質(zhì)的雜合子雌雄小鼠各1只,交配以期獲得Gata3-GFP基因純合子小鼠。為了鑒定交配獲得的4只新生小鼠的基因型,設(shè)計(jì)了引物1和引物2用于PCR擴(kuò)增,PCR產(chǎn)物電泳結(jié)果如圖乙所示。
下列敘述正確的是( )
A.Gata3基因的啟動(dòng)子無法控制GFP基因的表達(dá)
B.翻譯時(shí)先合成Gata3蛋白,再合成GFP蛋白
C.2號(hào)條帶的小鼠是野生型,4號(hào)條帶的小鼠是Gata3-GFP基因純合子
D.若用引物1和引物3進(jìn)行PCR,能更好地區(qū)分雜合子和純合子
6.(2023·廣東·統(tǒng)考高考真題)“DNA粗提取與鑒定”實(shí)驗(yàn)的基本過程是:裂解→分離→沉淀→鑒定。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.裂解:使細(xì)胞破裂釋放出DNA等物質(zhì)
B.分離:可去除混合物中的多糖、蛋白質(zhì)等
C.沉淀:可反復(fù)多次以提高DNA的純度
D.鑒定:加入二苯胺試劑后即呈現(xiàn)藍(lán)色
7.(2023·山西·統(tǒng)考高考真題)某同學(xué)擬用限制酶(酶1、酶2、酶3和酶4)、DNA連接酶為工具,將目的基因(兩端含相應(yīng)限制酶的識(shí)別序列和切割位點(diǎn))和質(zhì)粒進(jìn)行切割、連接,以構(gòu)建重組表達(dá)載體。限制酶的切割位點(diǎn)如圖所示。
下列重組表達(dá)載體構(gòu)建方案合理且效率最高的是( )
A.質(zhì)粒和目的基因都用酶3切割,用E. cli DNA連接酶連接
B.質(zhì)粒用酶3切割、目的基因用酶1切割,用T4 DNA連接酶連接
C.質(zhì)粒和目的基因都用酶1和酶2切割,用T4 DNA連接酶連接
D.質(zhì)粒和目的基因都用酶2和酶4切割,用E. cli DNA連接酶連接
8.(2022·重慶·統(tǒng)考高考真題)將人胰島素A鏈上1個(gè)天冬氨酸替換為甘氨酸,B鏈末端增加2個(gè)精氨酸,可制備出一種人工長效胰島素。下列關(guān)于該胰島素的敘述,錯(cuò)誤的是( )
A.進(jìn)入人體后需經(jīng)高爾基體加工B.比人胰島素多了2個(gè)肽鍵
C.與人胰島素有相同的靶細(xì)胞D.可通過基因工程方法生產(chǎn)
二、綜合題
9.(2023·湖南·統(tǒng)考高考真題)基因檢測是診斷和預(yù)防遺傳病的有效手段。研究人員采集到一遺傳病家系樣本,測序后發(fā)現(xiàn)此家系甲和乙兩個(gè)基因存在突變:甲突變可致先天性耳聾;乙基因位于常染色體上,編碼產(chǎn)物可將葉酸轉(zhuǎn)化為N5-甲基四氫葉酸,乙突變與胎兒神經(jīng)管缺陷(NTDs)相關(guān);甲和乙位于非同源染色體上。家系患病情況及基因檢測結(jié)果如圖所示。不考慮染色體互換,回答下列問題:
(1)此家系先天性耳聾的遺傳方式是 。1-1和1-2生育育一個(gè)甲和乙突變基因雙純合體女兒的概率是 。
(2)此家系中甲基因突變?nèi)缦聢D所示:
正?;騿捂溒?'-ATTCCAGATC……(293個(gè)堿基)……CCATGCCCAG-3'
突變基因單鏈片段5'-ATTCCATATC……(293個(gè)堿基)……CCATGCCCAG-3'
研究人員擬用PCR擴(kuò)增目的基因片段,再用某限制酶(識(shí)別序列及切割位點(diǎn)為 )酶切檢測甲基因突變情況,設(shè)計(jì)了一條引物為5′-GGCATG-3',另一條引物為 (寫出6個(gè)堿基即可)。用上述引物擴(kuò)增出家系成員Ⅱ-1的目的基因片段后,其酶切產(chǎn)物長度應(yīng)為 bp(注:該酶切位點(diǎn)在目的基因片段中唯一)。
(3)女性的乙基因純合突變會(huì)增加胎兒NTDs風(fēng)險(xiǎn)。葉酸在人體內(nèi)不能合成,孕婦服用葉酸補(bǔ)充劑可降低NTDs的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。建議從可能妊娠或孕前至少1個(gè)月開始補(bǔ)充葉酸,一般人群補(bǔ)充有效且安全劑量為0.4~,NTDs生育史女性補(bǔ)充4mg.d-1。經(jīng)基因檢測胎兒(Ⅲ-2)的乙基因型為-/-,據(jù)此推薦該孕婦(Ⅱ-1)葉酸補(bǔ)充劑量為 mg.d-1。
10.(2023·海南·高考真題)基因遞送是植物遺傳改良的重要技術(shù)之一,我國多個(gè)實(shí)驗(yàn)室合作開發(fā)了一種新型基因遞送系統(tǒng)(切—浸—生芽Cut-Dip-Budding,簡稱CDB法)。圖1與圖2分別是利用常規(guī)轉(zhuǎn)化法和CDB法在某植物中遞送基因的示意圖。
回答下列問題。
(1)圖1中,從外植體轉(zhuǎn)變成愈傷組織的過程屬于 ;從愈傷組織到幼苗的培養(yǎng)過程需要的激素有生長素和 ,該過程還需要光照,其作用是 。
(2)圖1中的愈傷組織,若不經(jīng)過共培養(yǎng)環(huán)節(jié),直接誘導(dǎo)培養(yǎng)得到的植株可以保持植株A的 。圖1中,含有外源基因的轉(zhuǎn)化植株A若用于生產(chǎn)種子,其包裝需標(biāo)注 。
(3)圖1與圖2中,農(nóng)桿菌侵染植物細(xì)胞時(shí),可將外源基因遞送到植物細(xì)胞中的原因是 。
(4)已知某酶(PDS)缺失會(huì)導(dǎo)致植株白化。某團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了用于敲除PDS基因的CRISPR/Cas9基因編輯載體(含有綠色熒光蛋白標(biāo)記基因),利用圖2中的CDB法將該重組載體導(dǎo)入植株B,長出毛狀根,成功獲得轉(zhuǎn)化植株B.據(jù)此分析,從毛狀根中獲得陽性毛狀根段的方法是 ,圖2中,鑒定導(dǎo)入幼苗中的基因編輯載體是否成功發(fā)揮作用的方法是 ,依據(jù)是 。
(5)與常規(guī)轉(zhuǎn)化法相比,采用CDB法進(jìn)行基因遞送的優(yōu)點(diǎn)是 (答出2點(diǎn)即可)。??伎键c(diǎn)
真題舉例
生物學(xué)實(shí)驗(yàn)、DNA粗提取
2023·江蘇·統(tǒng)考高考真題
2023·浙江·統(tǒng)考高考真題、PCR
2023·浙江·統(tǒng)考高考真題
基因工程的應(yīng)用、改良農(nóng)作物
2023·湖南·統(tǒng)考高考真題
構(gòu)建基因表達(dá)載體
2023·湖北·統(tǒng)考高考真題
PCR技術(shù)
2023·浙江·統(tǒng)考高考真題
DNA粗提取和鑒定的原理
2023·廣東·統(tǒng)考高考真題
重組表達(dá)載體構(gòu)建
2023·山西·統(tǒng)考高考真題
基因工程的應(yīng)用
2022·重慶·統(tǒng)考高考真題
基因檢測、基因分離定律和自由組合定律的實(shí)質(zhì)
2023·湖南·統(tǒng)考高考真題
植物組織培養(yǎng)過程
2023·海南·高考真題
這是一份2025屆高考生物一輪總復(fù)習(xí)《基因工程》練習(xí)卷,共14頁。試卷主要包含了選擇題,非選擇題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高考生物第一輪復(fù)習(xí)知識(shí)點(diǎn)挖空專項(xiàng)練習(xí) 專題18基因工程-回歸課本-23版高考生物復(fù)習(xí)(原卷版+答案解析),共17頁。試卷主要包含了重組DNA技術(shù)的基本工具,DNA粗提取與鑒定,基因工程的基本操作程序,DNA片段的擴(kuò)增及電泳鑒定,基因工程的應(yīng)用,蛋白質(zhì)工程,生物技術(shù)的安全性與倫理問題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中生物高考解密26 基因工程(分層訓(xùn)練)(原卷版),共9頁。試卷主要包含了基因工程的概念與操作工具分析,基因工程的操作步驟,基因工程的應(yīng)用與蛋白質(zhì)工程等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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