内容正文:
练
第 2章 细胞工程
1.
(
2023
·天津卷) 根据下图, 下列叙述正确
的是 ( )
A.
子代动物遗传性状和受体动物完全一致
B.
过程
1
需要
MⅡ
期去核卵母细胞
C.
过程
2
可以大幅度改良动物性状
D.
过程
2
为过程
3
提供了量产方式, 过
程
3
为过程
1
、
2
提供了改良性状的方式
2.
(
2023
·江苏卷 ) (不定项 )
我国科学家利用猴胚胎干细
胞首次创造了人工 “猴胚
胎”, 研究流程如图所示。 下
列相关叙述正确的是 ( )
A.
猴的成纤维细胞和胚胎干
细胞功能不同, 但具有相
同的基因组
B.
囊胚细胞
②③
都由细胞
①
分裂分化形
成, 但表达的基因都不同
C.
移植前细胞和囊胚的培养都要放在充
满
CO
2
的培养箱中进行
D.
移植后胚胎的发育受母体激素影响 ,
也影响母体激素分泌
3.
(
2023
·江苏卷) 研究者通过体细胞杂交技
术, 探索利用条斑紫菜和拟线紫菜培育杂种
紫菜。 下列相关叙述正确的是 ( )
A.
从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白
酶, 用于去除细胞壁
B.
原生质体需在低渗溶液中长期保存 ,
以防止过度失水而死亡
C.
检测原生质体活力时可用苯酚品红或
甲紫溶液处理, 活的原生质体被染色
D.
聚乙二醇促进原生质体融合后, 以叶
绿体颜色等差异为标志可识别杂种细胞
4.
(
2022
·浙江卷) 农作物秸秆的回收利用方
式很多, 其中之一是将秸秆碎化后作为食
用菌的栽培基质。 碎化秸秆中纤维所起的
作用, 相当于植物组织培养中固体培养基
的是 ( )
A.
琼脂
+
蔗糖
B.
蔗糖
+
激素
C.
激素
+
无机盐
D.
无机盐
+
琼脂
5.
(
2023
·浙江卷) 甲植物细胞核基因具有耐
盐碱效应, 乙植物细胞质基因具有高产效
应。 某研究小组用甲、 乙两种植物细胞进
行体细胞杂交相关研究, 基本过程包括获
取原生质体、 诱导原生质体融合、 筛选融
合细胞、 杂种植株再生和鉴定, 最终获得
高产耐盐碱再生植株。 回答下列问题:
(
1
) 根据研究目标, 在甲、 乙两种植物细
胞进行体细胞杂交前, 应检验两种植
物的原生质体是否具备 的能
力。 为了便于观察细胞融合的状况,
通常用不同颜色的原生质体进行融合,
若甲植物原生质体采用幼苗的根为外
植体, 则乙植物可用幼苗的
作为外植体。
(
2
) 植物细胞壁的主要成分为 和
果胶, 在获取原生质体时, 常采用相
感知高考 2
动物细胞培养
动物细胞核移植
提供子宫
受体动物
胚胎移植
试管动物
克隆动物
转基因
1
2
3
①
②
诱导
移植
③
37
练
高中生物选择性必修 3 (人教版)
应的酶进行去壁处理。 在原生质体融
合前, 需对原生质体进行处理, 分别
使甲原生质体和乙原生质体的
失活。 对处理后的原生质体在显微镜
下用 计数, 确定原生质体密
度。 两种原生质体
1 ∶ 1
混合后, 通过
添加适宜浓度的
PEG
进行融合; 一
定时间后, 加入过量的培养基进行稀
释, 稀释的目的是 。
(
3
) 将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂
糖混合, 在凝固前倒入培养皿, 融合
原生质体分散固定在平板中, 并独立
生长、 分裂形成愈伤组织。 同一块愈
伤组织所有细胞源于 。
下列各项中能说明这些愈伤组织只能来
自杂种细胞的理由是哪几项?
A.
甲 、 乙原生质体经处理后失活 ,
无法正常生长、 分裂
B.
同种融合的原生质体因甲或乙原
生质体失活而不能生长、 分裂
C.
培养基含有抑制物质, 只有杂种
细胞才能正常生长、 分裂
D.
杂种细胞由于结构和功能完整可
以生长、 分裂
(
4
) 愈伤组织经 可形成胚状体或
芽。 胚状体能长出 , 直接发
育形成再生植株。
(
5
) 用
PCR
技术鉴定再生植株。 已知甲
植物细胞核具有特异性
DNA
序列
a
,
乙植物细胞质具有特异性
DNA
序列
b
;
M
1
、
M
2
为序列
a
的特异性引物,
N
1
、
N
2
为序列
b
的特异性引物。 完善
实验思路:
Ⅰ.
提取纯化再生植株的总
DNA
, 作
为
PCR
扩增的 。
Ⅱ.
将
DNA
提取物加入
PCR
反应体
系, 为特异性引物, 扩
增序列
a
; 用同样的方法扩增序
列
b
。
Ⅲ .
得 到 的
2
个
PCR
扩 增 产 物 经
后, 若每个
PCR
扩
增产物在凝胶中均出现了预期的
个条带, 则可初步确定
再生植株来自杂种细胞。
6.
(
2023
·北京卷) 人在变胖过程中, 胰岛
B
细胞会增加。 增加的
B
细胞可能源于自
身分裂 (途径
Ⅰ
), 也可能来自胰岛中干
细胞的增殖、 分化 (途径
Ⅱ
)。 科学家采
用胸腺嘧啶类似物标记的方法, 研究了
L
基因缺失导致肥胖的模型小鼠
IK
中新增
B
细胞的来源。
(
1
)
EdU
和
BrdU
都是胸腺嘧啶类似物,
能很快进入细胞并掺入正在复制的
DNA
中, 掺入
DNA
的
EdU
和
BrdU
均能与 互补配对, 并可以被
分别检测。 未掺入的
EdU
和
BrdU
短
时间内即被降解。
(
2
) 将处于细胞周期不同阶段的细胞混合
培养于多孔培养板中, 各孔同时加入
EdU
, 随后每隔一定时间向一组培养
孔加入
BrdU
, 再培养十几分钟后收
集该组孔内全部细胞, 检测双标记细
胞占
EdU
标记细胞的百分比 (如
图)。 图中反映
DNA
复制所需时长的
是从 点到 点。
38
练
第 2章 细胞工程
(
3
) 为研究变胖过程中
B
细胞的增殖, 需
使用一批同时变胖的小鼠。 为此, 本
实验使用诱导型基因敲除小鼠, 即饲
喂诱导物后小鼠的
L
基因才会被敲
除, 形成小鼠
IK
。 科学家利用以下
实验材料制备小鼠
IK
:
①
纯合小鼠
Lx
: 小鼠
L
基因两侧已
插入特异
DNA
序列 (
x
), 但
L
的功
能正常;
②Ce
酶基因: 源自噬菌体,
其编码的酶进入细胞核后作用于
x
,
导致两个
x
间的
DNA
片段丢失;
③
Er
基因: 编码的
Er
蛋白位于细胞质,
与
Er
蛋白相连的物质的定位由
Er
蛋
白决定 ;
④
口服药
T
: 小分子化合
物, 可诱导
Er
蛋白进入细胞核。 请
完善制备小鼠
IK
的技术路线:
→
连接到表达载体
→
转入小鼠
Lx→
筛选目标小鼠
→ →
获得
小鼠
IK
。
(
4
) 各种细胞
DNA
复制所需时间基本相
同, 但途径
Ⅰ
的细胞周期时长 (
t
1
)
是途径
Ⅱ
细胞周期时长 (
t
2
) 的三倍
以上。 据此, 科学家先用
EdU
饲喂
小鼠
IK
,
t
2
时间后换用
BrdU
饲喂,
再过
t
2
时间后检测
B
细胞被标记的
情况。 研究表明, 变胖过程中增加的
B
细胞大多数来源于自身分裂, 与之
相应的检测结果应是 。
7.
(
2023
·湖北卷改编) 某病毒对动物养殖业
危害十分严重。 我国学者拟以该病毒外壳
蛋白
A
为抗原来制备单克隆抗体, 以期
快速检测该病毒, 其主要技术路线如图
所示。
回答下列问题:
(
1
) 与小鼠骨髓瘤细胞融合前, 已免疫的
脾细胞 (含浆细胞) (填
“需要” 或 “不需要”) 通过原代培养
扩大细胞数量; 添加脂溶性物质
PEG
可促进细胞融合, 该过程中
PEG
对
细胞膜的作用是
。
(
2
) 在杂交瘤细胞筛选过程中, 常使用特
定的选择培养基 (如
HAT
培养基),
该培养基对 和
生长具有抑制作用。
(
3
) 单克隆抗体筛选中, 将抗体与该病毒
外壳蛋白进行杂交, 其目的是
。
培养孔组
10
100
75
5
25
O
加入
EdU
加入
BrdU
检测
……
培养孔组
9
培养孔组
2
培养孔组
1
双
标
记
细
胞
占
E
d
U
标
记
细
胞
的
百
分
比
P Q R
时间
离体培养的小
鼠骨髓瘤细胞
免疫的
脾细胞
转基因
工程菌
基因
A
免疫
小鼠
蛋白
A
诱导融合
杂交瘤细胞筛选单克隆抗体筛选
39
高中生物选择性必修 3 (人教版)
15. ACD
【解析】 单克隆抗体制备过程: 骨髓瘤细
胞与
B
淋巴细胞融合
→
形成杂交瘤细胞
→
筛选能产生特
异性抗体的杂交瘤细胞
→
体外或体内培养杂交瘤细胞
→
获取单克隆抗体。 单克隆抗体的制备其中一个环节是骨
髓瘤细胞与
B
淋巴细胞融合, 这个过程需要用到动物细
胞融合技术,
A
正确; 制备单克隆抗体时, 需将抗原注
射到小鼠体内,
B
错误; 阿霉素对正常细胞也有一定毒
性, 而单克隆抗体的定位导向作用将药物带到癌细胞所
在的位置, 从而减轻阿霉素对正常细胞的伤害 ,
C
正
确; 由题干可知, 阿霉素 “只有被碱性磷酸酶活化后才
能抑制
DNA
和
RNA
的合成”,
D
正确。
16. BCD
【解析】 本题考查植物组织培养。 由分析
可知,
①
是外植体消毒,
②
是脱分化,
③
是再分化, 其
中
②③
过程要进行严格的灭菌处理, 防止杂菌污染,
A
错误; 秋水仙素作用于细胞分裂前期抑制纺锤体形成,
使染色体数目加倍 ,
B
正确 ; 由分析可知 ,
②
是脱分
化,
③
是再分化,
②③
过程培养基中的激素比例不同,
C
正确 ; 基因型为
AAaa
的四倍体 , 会产生
AA
、
aa
、
Aa
三种配子, 其比例为
AA ∶ Aa ∶ aa=1 ∶ 4 ∶ 1
, 故经
④
过
程形成的植株中纯合子占
1/3
,
D
正确。
17.
(
1
) 能准确识别抗原的细微差异, 与特定抗原
发生特异性结合, 大量制备 动物细胞培养 动物细胞
融合 维持培养液的
pH
(
2
)
1
(
3
) 选择 未融合的亲本细胞和融合的具有同种核
的细胞 既能迅速大量繁殖, 又能产生专一抗体
(
4
)
0.1 1
特定抗原 (破伤风类毒素)
【解析】 在制备单克隆抗体时, 首先要给小鼠免疫,
产生相应的
B
淋巴细胞, 然后将
B
淋巴细胞与骨髓瘤细
胞融合, 经过选择培养基两次筛选, 最后获得能产生所
需抗体的杂交瘤细胞。 在单克隆抗体的制备过程中, 使
用了动物细胞培养和动物细胞融合等动物细胞工程技术。
(
1
) 单克隆抗体与常规的血清抗体相比, 最大的优
越性是能准确识别抗原的细微差异, 与特定抗原发生特
异性结合, 大量制备。 由图可看出, 单克隆抗体制备过
程运用了动物细胞培养和动物细胞融合等技术手段, 前
一过程需置于含
95%
空气加
5% CO
2
的混合气体的
CO
2
培养箱中进行培养, 其中
CO
2
的作用是维持培养液的
pH
。
(
2
) 经过程
④
诱导操作后, 免疫小鼠获得的每种
B
淋巴细胞能产生
1
种抗破伤风类毒素抗体。
(
3
) 过程
⑤
可筛选出杂交瘤细胞, 所用的
HAT
培
养基从用途上看属于选择培养基。 在该培养基上未融合
的亲本细胞和融合的具有同种核的细胞都会死亡, 从而
可筛选出具有既能迅速大量繁殖又能产生专一抗体的杂
交瘤细胞。
(
4
) 过程
⑥
筛选的是能产生特定抗体的杂交瘤细
胞, 具体做法是: 将杂交瘤细胞多倍稀释, 接种在多孔
的细胞培养板上, 使每孔细胞不超过一个, 因此加入的
细胞稀释液应为
0.1 mL
。 通过培养让其增殖, 然后通过
ELISA
法测各孔上清液中细胞分泌的抗体, 可与破伤风
类毒素 (抗原) 结合的培养孔为阳性孔。
18.
(
1
) 接触 胰蛋白酶 (或胶原蛋白) 传代
(
2
) 减数第二次分裂中 (
MⅡ
) 细胞核
(
3
) 相同
B
淋巴细胞
3
定期更换培养液
(
4
) 抗原与抗体高度特异性
【解析】 (
1
) 动物细胞培养中, 在细胞发生贴壁生
长过程中会出现接触抑制。 贴满瓶壁的细胞一般用胰蛋
白酶处理后分瓶继续培养 , 这种培养过程称为传代培
养。 (
2
) 在细胞核移植中用到的卵母细胞, 通常情况
下是将采集到的卵母细胞在体外培养到减数第二次分裂
中期。 在细胞核移植之前, 应去除卵母细胞的细胞核。
(
3
) 在多次注射的相同抗原的刺激下, 小鼠体内会发生
更强烈的相应的体液免疫反应, 生成能产生特定抗体的
B
淋巴细胞 。 诱导动物细胞融合 , 如果细胞发生两两
融合, 则可形成
B
淋巴细胞与
B
淋巴细胞融合、 骨髓瘤
细胞与骨髓瘤细胞融合、
B
淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合
的
3
种不同的融合细胞。 动物细胞培养的过程中 , 为
避免细胞代谢产物积累对细胞自身造成危害 , 应定时
更换培养基, 以便清除代谢产物。 (
4
) 单克隆抗体在
人体内可以自动追踪抗原, 利用的是抗体与抗原的特异
性结合。
感知高考 2
1. D
【解析】 子代动物的遗传性状与供体基本一致,
但与受体无关,
A
错误; 核移植过程中需要处于
MⅡ
期
的去核卵母细胞, 而过程
1
是培育试管动物, 需要培育
到适宜时期 (桑葚胚或囊胚等时期) 进行胚胎移植,
B
错误; 过程
2
得到的是克隆动物, 是无性生殖的一种,
26
参考答案与解析
不能大幅改良动物性状,
C
错误; 过程
2
克隆技术可得
到大量同种个体, 为过程
3
提供了量产方式, 过程
3
是
转基因技术, 转基因可导入外源优良基因, 为过程
1
、
2
提供了改良性状的方式,
D
正确。
2. AD
【解析】 由于猴的成纤维细胞和胚胎干细胞
是由猴胚胎干细胞分裂分化而来的, 虽然功能不同, 但
基因组相同,
A
正确; 囊胚细胞
②③
都由细胞
①
分裂分
化形成, 但表达的基因有部分不同, 但有部分基因所有
细胞都表达 (如呼吸酶基因),
B
错误; 动物细胞培养
和早期胚胎培养需要在
95%
空气和
5%
二氧化碳的环境
中培养,
C
错误; 胚胎移植后胚胎的发育受母体激素影
响, 也影响母体激素分泌,
D
正确。
3. D
【解析】 从食用紫菜的动物消化道内提取蛋白
酶, 不能用于去除细胞壁, 因为紫菜细胞的细胞壁成分
中没有蛋白质,
A
错误; 获得的原生质体若处在低渗溶
液中, 会吸水涨破,
B
错误; 检测原生质体活力时可用
台盼蓝染色, 活的原生质体不能被染色,
C
错误; 聚乙
二醇作为诱导剂可促进原生质体融合, 对于杂种细胞可
以叶绿体颜色等差异为标志来进行识别,
D
正确。
4. A
【解析】 据题干的信息, “秸秆碎化后作为食
用菌的栽培基质”, 秸秆中的纤维素在食用菌菌丝生长
过程中大量降解, 提供碳源和能源, 这相当于植物组织
培养基中添加的蔗糖; 秸秆中的纤维素是固体, 可以作
为培养基的支持物, 使培养基呈固体状态, 这相当于植
物组织培养基中添加的琼脂,
A
正确。
5.
(
1
) 再生 叶
(
2
) 纤维素 细胞质和细胞核 血细胞计数板
降低
PEG
浓度, 使其失去融合作用
(
3
) 同一个杂种融合原生质体
ABD
(
4
) 再分化 根和芽
(
5
) 模板
M
1
、
M
2
凝胶电泳
1
【解析】 (
1
) 在甲、 乙两种植物细胞进行体细胞杂
交前, 应检验两种植物的原生质体是否具备再生的能
力。 为了便于观察细胞融合的状况, 通常用不同颜色的
原生质体进行融合, 若甲植物原生质体采用幼苗的根为
外植体, 则乙植物可用幼苗的叶为外植体。
(
2
) 植物细胞壁的主要成分为纤维素和果胶, 在获
取原生质体时, 常采用相应的酶进行去壁处理。 甲植物
细胞核基因具有耐盐碱效应, 乙植物细胞质基因具有高
产效应, 在原生质体融合前, 需对原生质体进行处理,
分别使甲原生质体和乙原生质体的细胞质和细胞核失
活, 融合后具有甲植物的细胞核基因和乙植物的细胞质
基因。 对处理后的原生质体在显微镜下用血细胞计数板
计数, 确定原生质体密度。 两种原生质体
1 ∶ 1
混合后,
通过添加适宜浓度的
PEG
进行融合; 一定时间后, 加
入过量的培养基进行稀释, 稀释的目的是降低
PEG
浓
度, 使其失去融合作用。
(
3
) 将融合原生质体悬浮液和液态的琼脂糖混合,
在凝固前倒入培养皿, 融合原生质体分散固定在平板
中, 并独立生长、 分裂形成愈伤组织。 同一块愈伤组织
所有细胞源于同一个杂种融合的原生质体。 未融合的原
生质体因为细胞质或细胞核的失活, 无法正常生长、 分
裂; 同种融合的原生质体也因为甲原生质体细胞质或乙
原生质体细胞核失活而不能生长、 分裂; 只有杂种细胞
才具备有活性的细胞质和细胞核, 可以生长、 分裂, 因
此这些愈伤组织只能来自杂种细胞。 故选
ABD
。
(
4
) 愈伤组织经再分化可形成胚状体或芽。 胚状体
能长出根和芽, 直接发育形成再生植株。
(
5
)
Ⅰ.
提取纯化再生植株的总
DNA
, 作为
PCR
扩
增的模板。
Ⅱ.
将
DNA
提取物加入
PCR
反应体系,
M
1
、
M
2
为特异性引物, 扩增序列
a
; 用同样的方法扩增序列
b
。
Ⅲ.
得到的
2
个
PCR
扩增产物经凝胶电泳后, 若每
个
PCR
扩增产物在凝胶中均出现了预期的
1
个条带 ,
则可初步确定再生植株来自杂种细胞。
6.
(
1
)
A
(腺嘌呤)
(
2
)
Q R
(
3
) 将
Ce
酶基因和
Er
基因连接 饲喂口服药
T
(
4
) 大多数
B
细胞没有被
BrdU
标记
【解析】 (
1
) 分析题意可知,
EdU
和
BrdU
都是胸
腺嘧啶 (
T
) 类似物, 根据碱基互补配对的原则可知,
掺入
DNA
的
EdU
和
BrdU
均能与
A
(腺嘌呤) 互补配
对, 并可以被分别检测。
(
2
)
DNA
分子复制时会发生模板链与子链的碱基
互补配对, 据题可知, 将处于细胞周期不同阶段的细胞
混合培养于多孔培养板中, 各孔同时加入
EdU
, 则
EdU
会与
A
结合, 导致子链出现放射性, 随后每隔一定时间
向一组培养孔加入
BrdU
, 则
BrdU
也会与
A
结合, 使放
射性增强, 最终实现双标记, 随复制完成达到峰值, 故
27
高中生物选择性必修 3 (人教版)
第 1节 重组DNA技术的基本工具
学习手册
知识点一 基因工程
知识梳理
(
2
)
DNA
分子
(
3
) 生物类型 生物制品
知识点二 重组
DNA
技术的基本工具
知识梳理
1.
特定核苷酸 磷酸二酯键 中轴线两侧 黏性
中轴线处 平 原核生物
2.
(
1
) 双链
DNA
磷酸二酯
(
2
) 大肠杆菌 黏性末端
T4
噬菌体 黏性末端
平末端 低
3.
(
1
) 基因
(
2
) 质粒
②
细胞核 拟核
③
受体
DNA
插入
筛选
(
3
) 噬菌体 动植物病毒
教材拓展
2.
提示: 不同的限制酶可能切割形成相同的黏性末
端, 这样的限制酶称为同尾酶。
4. Hind Ⅲ
和
PstⅠ
知识点三
DNA
的粗提取与鉴定
知识梳理
1.
(
1
)
DNA
溶于酒精
蛋白质 不溶于酒精
(
2
) 二苯胺 蓝
2.
(
1
) 研磨液 (
2
) 上清液
(
3
)
95% DNA
同一 沉淀物
教材拓展
1.
哺乳动物成熟的红细胞中没有细胞核和线粒体,
几乎不含
DNA
。
2.
将鸡血细胞置于蒸馏水中, 待细胞涨破后, 收集
滤液。
3.
利用蛋白酶分解杂质蛋白, 不分解
DNA
, 有利
于
DNA
与蛋白质分开。
第 3 章 基因工程
结合题图可知, 图中反映
DNA
复制所需时长的是从
Q
点到
R
点。
(
3
) 分析题意, 要制备
IK
小鼠, 需要用诱导型基
因敲除小鼠, 而饲喂诱导物后小鼠的
L
基因才会被敲
除, 结合所给实验材料及药物可知, 制备小鼠
IK
的技
术路线为: 将
Ce
酶基因和
Er
基因连接 (
Ce
酶可作用于
x
, 导致两个
x
间的
DNA
片段丢失 )
→
连接到表达载
体
→
转入小鼠
Lx→
筛选目标小鼠
→
饲喂口服药
T
(诱导
Er
蛋白进入细胞核)
→
获得小鼠
IK
。
(
4
) 据题可知, 变胖过程中增加的
B
细胞可能源于
自身分裂 (途径
Ⅰ
), 也可能来自胰岛中干细胞的增殖、
分化 (途径
Ⅱ
), 由于单途径
Ⅰ
的细胞周期时长 (
t
1
) 是
途径
Ⅱ
细胞周期时长 (
t
2
) 的三倍以上, 若先用
EdU
饲
喂小鼠
IK
, 各种细胞
DNA
复制所需时间基本相同,
t
2
时间已经经过一个细胞周期, 所有的细胞应都含有
EdU
标记, 实验假设是变胖过程中增加的
B
细胞大多数来源
于自身分裂, 即来源于途径
Ⅰ
, 该过程已经复制的
B
细
胞直接分裂, 不会再有
DNA
复制过程, 故
t
2
时间后用
BrdU
饲喂则不起作用 , 即大多数
B
细胞没有被
BrdU
标记。
7.
(
1
) 不需要 使细胞接触处的磷脂分子重新排
布, 细胞膜打开, 细胞发生融合
(
2
) 未融合的亲本细胞 融合的具有同种核的细胞
(
3
) 通过抗体检测呈阳性来获得分泌所需抗体的杂
交瘤细胞
【解析 】 (
1
) 浆细胞是高度分化的细胞 , 不能增
殖, 所以不需要通过原代培养扩大细胞数量。 脂溶性物
质
PEG
可使细胞接触处的磷脂分子重新排布, 细胞膜
打开, 细胞发生融合。
(
2
) 在杂交瘤细胞筛选过程中, 用特定的选择培养
基进行筛选, 在该培养基上, 未融合的亲本细胞和融合
的具有同种核的细胞都会死亡, 只有融合的杂交瘤细胞
才能生长。
(
3
) 单克隆抗体筛选中, 将抗体与该病毒外壳蛋白
进行杂交, 是运用了抗原—抗体杂交技术, 抗体检测呈
阳性的细胞, 即为所需的杂交瘤细胞。
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