理科综合能力测试（答案在最后）
注意事项：
1．答题前，考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡上，并认真核准条形码上的准考证号、姓名、考场号、座位号及科目，在规定的位置贴好条形码。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡交回。
一、选择题：本大题共13小题，每小题6分，共78分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.色素是广泛存在于多种细胞中的一类物质。下列叙述正确的是（A.蓝细菌中的色素吸收蓝紫光但不吸收红光B.植物细胞液泡中的色素吸收的光能可用于光合作用C.植物细胞中的色素可吸收红光来调控植物生长发育D.人体衰老细胞中的水分和色素积累逐渐减少【答案】C【解析】【分析】捕获光能的色素包括叶绿素a、叶绿素b、叶黄素和胡萝卜素。叶绿素（叶绿素a和叶绿素b）主要吸收蓝紫光和红光，类胡萝卜素（胡萝卜素和叶黄素）主要吸收蓝紫光【详解】A．蓝细菌中的色素为叶绿素和藻蓝素，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，可见蓝细菌中的色素也吸收红光，A错误；B．植物细胞液泡中的色素为水溶性色素，不吸收光能用于光合作用，B错误；C．植物细胞中的色素，如光敏色素可吸收红光和远红光来调控植物生长发育，C正确；D．人体衰老细胞中的水分减少，但由于细胞膜的通透性改变，导致色素积累增多，D错误。故答案为：C。2.收获的新鲜种子不易储存，将种子风干后置于一定温度条件下可延长其储存时间。下列叙述错误的是（））A.种子在风干过程中有机物总量逐渐减少第1页/共11页B.种子风干后结合水与自由水的比值增大C.种子风干后呼吸作用强度减弱D.种子风干后应在酶的最适温度下储存【答案】D【解析】【分析】在一定范围内，细胞含水量和细胞呼吸速率成呈相关，风干的过程中，细胞失去的是大部分自由水。【详解】A．风干种子含水量下降，代谢减慢，但此时依然进行细胞呼吸，因此有机物总量逐渐减少，A正确；B．风干种子自由水的含量下降，细胞中结合水与自由水的比值大，B正确；C．风干种子自由水含量下降，细胞呼吸作用的强度减弱，C正确；D．种子风干后，应在低温条件下保存，此时细胞中酶的活性较低，D错误。故答案为D。3.免疫系统的组成及功能的实现都离不开免疫细胞。下列叙述正确的有（①巨噬细胞和淋巴细胞都来自骨髓的造血干细胞②脾、淋巴结和扁桃体是免疫细胞产生并发育成熟的场所③树突状细胞既参与非特异性免疫，又参与特异性免疫④辅助性T细胞摄取、处理抗原后呈递给B细胞，是激活B细胞的第二个信号⑤B细胞、辅助性T细胞和细胞毒性T细胞受刺激后，都可以经历活化、增殖过程A.2项【答案】B【解析】【分析】免疫系统主要包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质；免疫活性物质是指由免疫细胞或其他细胞产生的、并发挥免疫作用的物质，除了抗体，溶菌酶、淋巴细胞分泌的细胞因子等，也属于免疫活性物质。白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等是几类主要的细胞因子。【详解】①巨噬细胞和淋巴细胞都是免疫细胞，均来自骨髓的造血干细胞，因为造血干细胞会分裂、分化成各种血细胞，①正确；②骨髓和胸腺是免疫细胞产生并发育成熟的场所，脾、淋巴结和扁桃体是免疫细胞集中分布的地方，②错误；③树突状细胞和巨噬细胞均为吞噬细胞，其既参与非特异性免疫，又参与特异性免疫，③正确；④辅助性T细胞接受抗原刺激后，其细胞表面的特定分子发生变化并与B细胞结合，这是激活B细胞的第B.3项C.4项D.5项）第2页/共11页二个信号，④错误；⑤B细胞、辅助性T细胞和细胞毒性T细胞受刺激后，都可以经历活化、增殖过程，即它们都具有潜在的分裂能力，⑤正确。故选B。4.在没有迁入和迁出的情况下，某种群数量变化的相关曲线如图所示。下列叙述错误的是（）A.t1~t2间种群的年龄结构为增长型B.t3时食物短缺对种群的影响比t1时更大C.t3~t4间种群的数量先增加后减少D.t4后种群的出生率等于死亡率【答案】D【解析】【分析】种群的特征主要包括：种群密度、出生率和死亡率、迁入率和迁出率、年龄组成和性别比例。其中种群密度是种群最基本的数量特征，出生率和死亡率、迁入率和迁出率是影响种群数量的直接因素，年龄组成和性别比例是通过影响出生率和死亡率间接影响种群数量的，分析一个种群的年龄结构可以间接判定出该种群的发展趋势。【详解】A．t1~t2间，ａ小于1，说明种群数量在增长，因此，种群的年龄结构为增长型，A正确；B．t1~t3间，种群数量处于增长状态，t3时种群数量高于t1时，因此，t3时食物短缺对种群的影响比t1时更大，B正确；C．t3~t4间ａ由小于1变为大于1，说明种群的数量表现为先增加后减少，C正确；D．t4后种群数量依然处于下降状态，此时出生率小于死亡率，D错误。故选D。由一对位于常染色体或仅位于X染色体上的等位基因A/a控制。5.果蝇的野生型和突变型是一对相对性状，现有一只野生型雌果蝇与一只突变型雄果蝇杂交，F1中野生型雄果蝇：突变型雄果蝇：野生型雌果蝇：突第3页/共11页变型雌果蝇=1：1：1：1。下列推测正确的是（）A.若突变型为显性性状，则A/a基因位于常染色体上B.若野生型为显性性状，则A/a基因仅位于X染色体上C.若A/a基因位于常染色体上，则亲本雄果蝇的基因型为AaD.若A/a基因仅位于X染色体上，则亲本雄果蝇只能产生一种配子【答案】A【解析】【分析】基因分离定律的实质：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；生物体在进行减数分裂形成配子时，等位基因会随着同源染色体的分开而分离，分别进入到两个配子中，独立地随配子遗传给后代。【详解】A．若突变型为显性性状，且A/a基因位于常染色体上，则可以得到上述结果，若仅位于X染色体上，则亲本的基因型可表示为XaXa、XAY，则二者杂交不能得到题中的结果，A正确；B．若野生型为显性性状，且A/a基因仅位于X染色体上，则亲本的基因型可表示为XaXa、XAY，则二者杂交不能得到题中的结果，B错误；C．若A/a基因位于常染色体上，则亲本雄果蝇的基因型为Aa或aa，其与野生型果蝇aa或Aa杂交，可获得上述结果，C错误；D．若A/a基因仅位于X染色体上，则亲本雄果蝇的基因型可表示为XaY，其与野生型果蝇XAXa杂交可得到题中的杂交结果，此时雄果蝇可产生两种配子，D错误。故答案为A。6.2020年国际顶尖学术期刊《Nature》报道了由我国科学家完成的一项研究，这是全球首次将iPS细胞用于心脏病的临床治疗。下列关于iPS细胞的叙述错误的是（A.iPS细胞具有组织特异性，只能分化成特定的细胞或组织B.体外培养iPS细胞时，需在含有95%空气和5%CO2的CO2培养箱中培养C.将病人自身细胞诱导形成的iPS细胞移植回病人体内，可避免免疫排斥反应D.与胚胎干细胞相比，使用iPS细胞治疗疾病可避免涉及伦理问题【答案】A【解析】【分析】胚胎干细胞：（1）来源：乳动物的胎细胞简称ES或EK细胞，来源于早期胚胎或从原始性腺中分离出来。（2）特点：具有胚胎细胞的特性，在形态上表现为体积小，细胞核大，核仁明显，在功能上，具有发育的全能性，可分化为成年动物体内任何一种组织细胞。另外，在体外培养的条件下，可以增殖而不发生分化，）第4页/共11页可进行冷冻保存，也可进行遗传改造。【详解】A、iPS细胞不具有组织特异性，能分化成各种组织细胞，A错误；B、iPS细胞需要培养在含有95%空气和5%CO2的培养箱中，其中二氧化碳的作用是维持培养液的pH，B正确；C、将病人自身细胞诱导形成的iPS细胞移植回病人体内，可避免免疫排斥反应，这是器官移植的新思路，C正确；D、与胚胎干细胞相比，使用iPS细胞治疗疾病可避免涉及伦理问题，因而研究前景更广阔，D正确。故选A。7.质子泵是生物膜上运输H的转运蛋白，V型质子泵（图甲）和F型质子泵（图乙）的作用机制如图所示，其中▲代表H+。回答下列问题。（1）V型质子泵运输H时_________（填“消耗”或“不消耗”）细胞内化学反应所释放的能量，判断依据是_________。（2）若图甲中的生物膜为溶酶体膜，其上含有的V型质子泵可维持溶酶体内pH酸性和细胞质基质pH中性，则图中代表细胞质基质的是___________侧。少量的溶酶体酶泄露到细胞质基质中，并不会引起细胞损伤，原因是________。（3）若图乙中的生物膜为类囊体膜，光反应中水分解为氧和H+发生在A侧，F型质子泵可以利用H梯度合成ATP。当光照强度减弱时，ATP合成量__________，原因是____________。此外，光反应中H还参与_______________的合成。【答案】（1）（2）①.A①.消耗②.V型质子泵逆浓度梯度运输H+，属于主动运输②.溶酶体酶在pH为酸性时酶活性较高，当其少量泄露到细胞质基质后，环境pH升高会导致酶活性下降（3）①.减少②.当光照强度减弱时，水分解产生的H+减少，使膜两侧H+梯度减小，从而使ATP合成量减少③.NADPH第5页/共11页【解析】【分析】自由扩散的方向是从高浓度向低浓度，不需载体和能量，常见的有水、CO2、O2、甘油、苯、酒精等；协助扩散的方向是从高浓度向低浓度，需要载体，不需要能量，如红细胞吸收葡萄糖；主动运输的方向是从低浓度向高浓度，需要载体和能量，常见的如小肠绒毛上皮细胞吸收氨基酸、葡萄糖，K+等。【小问1详解】结合图示可知，V型质子泵运输H+时“消耗”细胞内化学反应所释放的能量，因为V型质子泵逆浓度梯度运输H+，因此需要消耗能量，属于主动运输。【小问2详解】若图甲中的生物膜为溶酶体膜，其上含有的V型质子泵可维持溶酶体内pH酸性和细胞质基质pH中性，即维持溶酶体内外的浓度差，此时图中代表细胞质基质的是A侧，因为该侧氢离子浓度低。少量的溶酶体酶泄露到细胞质基质中，并不会引起细胞损伤，这主要是因为溶酶体酶在pH为酸性时酶活性较高，当其少量泄露到细胞质基质（pH近乎中性）后，环境pH升高会导致酶活性下降，因为酸碱度会影响酶活性。【小问3详解】若图乙中的生物膜为类囊体膜，其上有光合色素，是光反应进行的场所，光反应中水分解为氧和H+发生在A侧，该侧氢离子含量高，因此，F型质子泵可以利用H+梯度合成ATP。当光照强度减弱时，由于色素吸收的光能减少，水分解产生的H+减少，使膜两侧H+梯度减小，从而使ATP合成量减少。此外，光反应中H+还参与NADPH的合成，该物质可在C3还原过程中被消耗。8.某二倍体自花传粉植物的野生型是高茎。科学家利用野生型植株进行诱变育种，分别培育出了矮茎突变体1和矮茎突变体2，每种突变体只涉及1对等位基因。为研究相关基因的遗传规律，学习小组利用纯合野生型植株甲、突变体1和突变体2进行了如下杂交实验（F1自花传粉得到F2）P杂交实验①杂交实验②杂交实验③植株甲×突变体1植株甲×突变体2突变体1×突变体2F1高茎高茎：矮茎=1：1高茎：矮茎=1：1F2
高茎：矮茎=3：1-？回答下列问题。（1）高茎基因突变为矮茎基因后，基因中的碱基数量变化情况是_____________（填“增加”“减少”“不变”或“无法确定”）。（2）如果控制野生型高茎的基因为D，矮茎突变体1和矮茎突变体2所涉及的突变基因分别为D1和D2，且D2对D、D1为显性，D对D1为显性，则突变体1的基因型是______________，突变体2的基因型是________，第6页/共11页杂交实验③的F2中高茎所占的比例为___________。（3）如果突变体1和突变体2所涉及的突变基因为非同源染色体上的非等位基因，且基因型为A_bb的植株是高茎，其余基因型的植株均为矮茎。请以杂交实验③的F1为实验材料，设计一次杂交实验验证上述非等位基因之间遵循自由组合定律。要求写出实验思路和预期结果（不考虑染色体互换）____________。（4）根据野生型植株可诱变为突变体1和突变体2分析，基因突变具有的特点是随机性和___________。【答案】（1）无法确定（2）①.D1D1
②.D2D③.3/8（3）方法一实验思路：让F1中矮茎植株自交，统计F2的表型及其比例预期结果：F2中高茎：矮茎=3：13方法二实验思路：让F1中矮茎植株与高茎植株杂交，统计F2的表型及其比例预期结果：F2中高茎：矮茎=3：5（4）不定向性【解析】【分析】自由组合定律的实质是在生物体进行减数分裂产生配子时，同源染色体上的等位基因彼此分离，而非同源染色体上的非等位基因可以自由组合。这一过程确保了位于不同染色体上的基因可以独立地分配到配子中，互不干扰。因此，自由组合定律也被称为独立分配定律。【小问1详解】基因突变是指DNA分子中由于碱基的增添、缺失和替换而引起的基因结构的改变，称为基因突变，据此可推测，高茎基因突变为矮茎基因后，基因中的碱基数量变化是无法确定的。【小问2详解】如果控制野生型高茎的基因为D，矮茎突变体1和矮茎突变体2所涉及的突变基因分别为D1和D2，且D2对D、D1为显性，D对D1为显性，杂交①中植株甲×突变体1产生的子一代为高茎，基因型为DD1，则突变体1的基因型是D1D1；杂交实验②植株甲×突变体2得到的F1高茎∶矮茎=1∶1，说明突变体2为杂合子，其基因型是D2D，杂交实验③的F1中高茎（DD1）∶矮茎（D1D2）则F2中高茎所占的比例为1/2×3/4=3/8。=1∶1，【小问3详解】如果突变体1和突变体2所涉及的突变基因为非同源染色体上的非等位基因，且基因型为A_bb的植株是高茎，其余基因型的植株均为矮茎。请以杂交实验③的F1为实验材料，设计一次杂交实验验证上述非等位基因之间遵循自由组合定律。实验③F1中矮茎植株的基因型为AaBb，该植株自交，产生的F2的表型及其比例预期结果为高茎∶矮茎=3∶13，为9∶3∶3∶1的变式，因而能证明相关基因遵循基因自由组合定律；或者是让F1中矮茎植株（AaBb）与高茎植株（Aabb）杂交，统计F2的表型及其比例，此时高茎植株的比例为3/4×1/2=3/8，即预期结果为F2中高茎∶矮茎=3∶5。第7页/共11页【小问4详解】根据野生型植株可诱变为突变体1和突变体2分析，该事实说明基因突变具有随机性和不定向性。。植物激素对草莓的花芽分化和果实成熟9.草莓的食用部分主要是花托，花托表面有许多瘦果（内含种子）有重要作用。图甲为草莓果实示意图，图乙表示草莓果实发育和成熟各阶段不同植物激素相对含量的变化情况。（1）草莓开花需经历春化作用，花芽分化过程中赤霉素前体物质的合成会显著增加。在农业生产中，为使草莓提前开花，可采取的措施有__________（答出2点即可）。（2）两个小组研究了同一种生长素对同种草莓花芽分化的影响，分别得出了促进开花和抑制开花的结论。得出不同结论的原因可能是两个小组使用的生长素____________不同。由于生长素在细胞水平上起着_________的作用，因此在器官水平上表现为影响花芽分化。（3）在草莓花托生长过程中摘除瘦果，花托生长立即停止；施用外源生长素后，花托生长恢复正常。这说明，瘦果在草莓花托生长过程中的作用是_________。（4）图乙体现出的植物激素调节特点有_________。【答案】（1）低温处理、施用外源赤霉素（2）①.浓度②.诱导细胞分化（3）产生生长素，促进花托生长（4）激素的含量会发生变化；多种激素共同调控植物的生长发育；决定器官生长、发育的是不同激素的相对含量；不同种激素的调节表现出一定的顺序性【解析】【分析】激素调节与植物生命活动的关系：激素调节在植物的生长发育和对环境的适应过程中发挥着重要作用，但是，激素调节只是植物生命活动调节的一部分。植物的生长发育过程，在根本上是基因组在一定时间和空间上程序性表达的结果。光照、温度等环境因子的变化，会引起植物体内产生包括植物激素合成在内的多种变化，进而对基因组的表达进行调节。第8页/共11页【小问1详解】草莓开花需经历春化作用，花芽分化过程中赤霉素前体物质的合成会显著增加，即经过低温处理可促进赤霉素合成进而能促进花芽分化，促进开花，因此，在农业生产中，为使草莓提前开花，可采取的措施有低温处理、施用外源赤霉素。【小问2详解】两个小组研究了同一种生长素对同种草莓花芽分化的影响，分别得出了促进开花和抑制开花的结论。得出不同结论的原因可能是两个小组使用的生长素浓度不同，因为生长素在促进植物生长发育方面表现为两重性。由于生长素在细胞水平上起着诱导细胞分化的作用，因此在器官水平上表现为影响花芽分化。【小问3详解】由图乙可知，在果实膨大期间，生长素和赤霉素的含量升高，生长素和赤霉素能促进花托膨大形成果实，反应到细胞水平，是因为它们能促进细胞的伸长和分化（或促进细胞的伸长和分裂）。若除去花托上的所有瘦果，花托的膨大过程立即停止，说明瘦果能产生生长素，并且生长素能促进花托膨大形成果实。【小问4详解】图乙显示了在草莓果实生长过程中各种激素含量的变化，因而该过程体现出的植物激素调节特点为在果实生长发育过程中激素的含量会发生变化、多种激素共同调控植物的生长发育，决定器官生长、发育的是不同激素的相对含量，且不同种激素的调节表现出一定的顺序性。10.达尔文发现彗星兰长着细长的花距，其底部储存着花蜜。他推测，肯定存在与这种兰花结构相适应的昆虫，靠细长的口器获取花距底部的花蜜，同时为兰花传粉。大约50年后，研究人员发现了这样的蛾类昆虫——长喙天蛾。回答下列问题。（1）彗星兰通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，这体现了生态系统在实现_________和_________功能时植物的重要作用。（2）长喙天蛾属于生态系统组成成分中的____________。在生态系统中，该成分除了能帮助植物进行传粉和种子传播外，还具有_____________的作用。（3）彗星兰花距越长，长喙天蛾在获取花蜜时挤压和摩擦花冠越用力，身体会沾上更多花粉，传粉效率更高。自然界中，彗星兰向花距更长的方向进化，长喙天蛾向口器更长的方向进化，说明协同进化可以发生在____________之间。长喙天蛾种群中细长口器相关基因的基因频率逐渐上升，原因是________。（4）若长喙天蛾灭绝，则与之协同进化的彗星兰也可能随之灭绝。保护生物多样性可以促进协同进化，这体现了生物多样性的______________价值。【答案】（1）（2）（3）①.物质循环②.能量流动①.消费者①.不同物种②.加快生态系统物质循环②.与口器较短的个体相比，细长口器个体更易从彗星兰的细长花距中获得花第9页/共11页蜜，有更多的生存和繁殖机会（4）间接【解析】【分析】共同进化是指不同物种之间、生物与无机环境之间在相互影响中不断进化和发展，也叫协同进化。【小问1详解】彗星兰通过光合作用将大气中的CO2转变为有机物，同时将光能转变为有机物中的化学能，这体现了生态系统在实现物质循环和能量流动功能时植物的重要作用，即通过植物的光合作用使得环境中的无机物变成了有机物进入到生物群落，同时把光能转变成有机物中的化学能储存起来，能量伴随着有机物在生物群落中进行传递，因此，植物作为生产者，是生态系统的主要成分。【小问2详解】长喙天蛾属于生态系统组成成分中的消费者，题中的事实说明，消费者的存在能为生产者传粉，同时也能为生产者传播种子，进而加快了生态系统的物质循环。也就是说，在生态系统中，消费者除了能帮助植物进行传粉和种子传播外，还具有加快生态系统物质循环的作用。【小问3详解】彗星兰花距越长，长喙天蛾在获取花蜜时挤压和摩擦花冠越用力，身体会沾上更多花粉，传粉效率更高。自然界中，彗星兰向花距更长的方向进化，长喙天蛾向口器更长的方向进化，说明协同进化可以发生在不同物种之间，通过他们它们之间的相互选择实现了共同进化。长喙天蛾种群中细长口器相关基因的基因频率逐渐上升，这是因为与口器较短的个体相比，细长口器个体更易从彗星兰的细长花距中获得花蜜，有更多的生存和繁殖机会，该事实说明自然选择决定了生物进化的方向。【小问4详解】若长喙天蛾灭绝，则与之协同进化的彗星兰也可能因为没有合适的传粉者而随之灭绝。因此，保护生物多样性可以促进协同进化，进而提高了生态系统的稳定性，这体现了生物多样性的间接价值。科研人员研究了超高浓酿造对酵母糖利用的影响。回答下列问题。11.大麦芽制成的麦芽汁可用于啤酒发酵。（1）发酵过程中麦芽汁为酵母菌生长提供的主要营养物质是_________。（2）研究发现，用常浓度、高浓度、超高浓度的麦芽汁发酵，随麦芽汁浓度的升高麦芽糖消耗速率下降。当发酵程度超过30%之后，三种浓度麦芽汁中的麦芽糖消耗速率均逐渐下降，表明麦芽糖消耗速率下降不是由于缺乏营养物质，而是由于________（答出2点即可）引起的。（3）为提高酵母菌对麦芽汁的耐受能力和利用率，可从自然界中筛选优良菌种，也可通过_______或获得的菌种在含有________的液体培养基中选择培养，再用_____________或_________________育种获得，法将其接种到固体培养基上进行分离纯化，以获得对麦芽汁的耐受能力和利用率高的纯培养物。【答案】（1）碳源、氮源、水和无机盐第10页/共11页（2）随麦芽汁浓度升高，发酵液渗透压升高，酵母菌细胞失水，代谢消耗麦芽糖速率下降发酵液中酒精浓度升高、pH下降（3）板划线法【解析】【分析】酵母菌的代谢类型比较特殊，属于异养兼性厌氧型，而且酵母菌无氧呼吸产生酒精，因此可利用酵母菌发酵酿酒。在酿酒过程中先通气的目的是让酵母菌大量繁殖，然后再密封进行无氧发酵产生酒精。【小问1详解】麦芽汁中含有多种营养成分，因此，发酵过程中麦芽汁为酵母菌生长提供的主要营养物质是碳源、氮源、水和无机盐。【小问2详解】研究发现，用常浓度、高浓度、超高浓度的麦芽汁发酵，随麦芽汁浓度的升高麦芽糖消耗速率下降，其可能的原因是随麦芽汁浓度升高，发酵液渗透压升高，酵母菌细胞失水，代谢消耗麦芽糖速率下降。当发酵程度超过30%之后，三种浓度麦芽汁中的麦芽糖消耗速率均逐渐下降，表明麦芽糖消耗速率下降不是由于缺乏营养物质，而是由于发酵液中酒精浓度升高、pH下降引起的。【小问3详解】为提高酵母菌对麦芽汁的耐受能力和利用率，可从自然界中筛选优良菌种，也可通过诱变育种和基因工程育种获得，进而可以获得所需要的菌种类型，获得的菌种在含有超高浓度麦芽汁的液体培养基中选择培养，能够生长的是耐受力强的菌种，再用稀释涂布平板法和平板划线法将其接种到固体培养基上进行分离纯化，获得单菌落，该菌种就是获得的对麦芽汁的耐受能力和利用率高的纯培养物。①诱变育种.
②.基因工程育种③.超高浓度麦芽汁④.稀释涂布平板法⑤.平第11页/共11页
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