高中生物课时规范练35 细胞工程(学生版含答案详解)

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名称 高中生物课时规范练35 细胞工程(学生版含答案详解)
格式 docx
文件大小 197.9KB
资源类型 试卷
版本资源 人教版(2019)
科目 生物学
更新时间 2022-07-12 22:31:40

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文档简介

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课时规范练35 
细胞工程
一、选择题:每小题只有一个选项符合题目要求。
1.(2022湖北十堰模拟)自然条件下兰花杂交后代不易萌发。科研人员用四倍体品种绿宝石和二倍体品种春剑进行杂交,获得大量优质杂交兰,并对其进行染色体观察与计数,培育过程如下图所示。下列分析不正确的是(  )
A.调整培养基中植物激素的配比可影响原球茎的分裂与分化
B.春剑和绿宝石两个品种之间不存在生殖隔离
C.所得杂交兰植株的体细胞染色体数目为60条
D.通过植物组织培养技术从杂种胚繁殖得到的大量杂交兰性状一致
2.(2022北京房山一模)为培育抗旱性强、可溶性糖含量高的甘薯KT1,研究者设计如下流程。下列相关叙述不正确的是(  )
A.该过程不需要考虑甘薯A、B的亲缘关系远近
B.过程①需要通过酶解法处理后进行减数分裂
C.过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁
D.过程③需要控制生长素和细胞分裂素的比例
3.(2022湖北武汉三模)中国仓鼠卵巢细胞(CHO)属于成纤维细胞,体外培养时,既可以贴壁生长,也可以悬浮生长。该类细胞中可见丰富的粗面内质网、核糖体、高尔基体,目前已有越来越多的药用蛋白在CHO细胞中获得了高效表达,其中部分药物已投放市场。下列相关叙述错误的是(  )
A.CHO细胞具有合成和分泌蛋白质的功能
B.CHO细胞高度分化,不再具有分裂能力
C.该细胞培养具有对重组基因的高效扩增和表达能力
D.必要时对贴壁生长的细胞可用胰蛋白酶处理
4.(2022江苏模拟)青蒿素主要用于恶性疟疾的症状控制及耐氯喹虫株的治疗。青蒿素的作用方式主要是干扰表膜线粒体的功能,使疟原虫迅速形成自噬泡,并不断排出虫体外,导致疟原虫损失大量胞浆而死亡。为了快速检测青蒿素,科研人员利用细胞工程技术制备了抗青蒿素的单克隆抗体,其基本操作过程如右上图。下列相关叙述错误的是(  )
A.过程①注射相应抗原后即可从小鼠脾脏中提取细胞甲
B.过程②诱导细胞融合,可以利用聚乙二醇作介导
C.过程③④的筛选方法不同,细胞丙、丁遗传物质也不同
D.过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量增殖
5.(2022山东省实验中学一模)中科院动物所和福州大熊猫研究中心合作,通过将大熊猫的细胞核植入去核后的兔子卵母细胞中,在世界上最早克隆出一批大熊猫早期胚胎,这表明我国的大熊猫人工繁殖研究再次走在世界前列。下列叙述错误的是(  )
A.卵母细胞去核的方法是显微注射法,还可以用紫外光短时间照射等方法
B.兔子卵母细胞质中有使大熊猫细胞核表达全能性的物质
C.重组胚胎需要用物理或化学方法激活,使之完成细胞分裂和发育进程
D.在大熊猫早期胚胎的形成过程中,囊胚期开始出现细胞的分化
二、选择题:每小题有一个或多个选项符合题目要求。
6.(2022辽宁三模)EGFR(表皮生长因子受体)的过度表达是导致多种癌症的原因之一,而尼妥珠单抗是我国第一个用于治疗恶性肿瘤的功能性单抗药物,它的原理便是通过与癌症细胞的EGFR竞争性结合,从而阻断由癌细胞EGFR介导的信号传导通路,抑制肿瘤细胞的增殖。同时为了增强治疗效果,科学家将EGCG(茶多酚的主要成分)与尼妥珠单抗结合,形成了有效治疗癌症的靶向药物。下列说法正确的是(  )
A.利用尼妥珠单抗与EGFR结合的特异性,尼妥珠单抗可作为癌症的诊断试剂
B.与EGCG结合的尼妥珠单抗既起到治疗疾病的作用,又有运载药物的导向作用
C.尼妥珠单抗制作过程中,杂交瘤细胞需利用EGFR与其分泌抗体的特异性结合进行筛选
D.传统单抗干扰正常组织细胞信号传导而引起的皮肤毒性反应属于自身免疫病
7.(2022山东淄博三模)马铃薯野生种具有抗病、抗逆等优良性状,马铃薯栽培种由于长期无性繁殖致使种质退化。下图为利用马铃薯野生种改进马铃薯栽培种的技术路径。下列说法正确的是(  )
A.马铃薯栽培种和马铃薯野生种之间存在生殖隔离
B.新品种1的育种原理为基因重组和染色体变异
C.获得新品种2的育种方法不可能是植物体细胞杂交
D.过程①用到植物组织培养技术,过程②可用秋水仙素处理
8.(2022江苏连云港模拟)甲品种青花菜具有由核基因控制的多种优良性状,但属于胞质雄性不育品种。通过体细胞杂交,成功地将乙品种细胞质中的可育基因引入甲中。下列相关叙述正确的是(  )
A.照光处理的甲青花菜下胚轴细胞中有叶绿体,利于筛选杂种细胞
B.流程中A处理可使用纤维素酶和果胶酶,B处理可使用聚乙二醇
C.杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导,直接分化成为杂种植株
D.杂种植株含有控制甲青花菜优良性状的基因,并能通过父本进行传递
三、非选择题
9.(2022江西南昌模拟)A、B是染色体数目相同的两种二倍体药用植物,A含有效成分X,B含有效成分Y。某研究小组拟培育同时含有X和Y的新型药用植物。回答下列问题。
(1)为了培育该新型药用植物,可取A和B的叶片,先用         酶去除细胞壁,获得具有活力的     ,再用化学诱导剂诱导二者融合,形成的融合细胞经过脱分化培养形成愈伤组织,然后经过再分化形成完整的杂种植株。这种培育技术称为            。
(2)上述杂种植株属于多倍体,含有    个染色体组,多倍体植株的特点有                             。假设A与B能通过有性杂交产生后代,且产生的后代是不育的,而上述杂种植株是可育的,造成这种差异的原因是                          。请简要写出解决这一问题的方法:                         。
10.(2022辽宁模拟)由西班牙研究团队在《自然》杂志上刊登的最新研究成果表明,当T淋巴细胞的代谢能力发生变化时,体内积累的炎症会让动物未老先衰,出现各种“老年病”。这一成果表明了T淋巴细胞在动物体衰老进程中的重要作用。回答下列问题。
(1)对于多细胞生物而言,个体的衰老意味着体内大多数细胞的衰老,生物体内衰老细胞的及时清除体现了免疫系统的       功能。
(2)有科学家提出可利用人体细胞培养出T淋巴细胞,再通过向人体内适当输入T淋巴细胞来延缓衰老。下面是该设想的流程图。
过程①的培养液中除合成培养基的成分外,还需添加        等天然成分,同时要保证被培养的细胞处于       的环境中。进行过程②时,需要先利用    技术将4种目的基因扩增。iPS细胞是一类具有胚胎干细胞特性的细胞。哺乳动物的胚胎干细胞是由           中分离出来的一类细胞,在功能上具有发育的     。过程③的实质是        。
11.(2022江西南昌三模)新冠疫情发生后,重庆医科大学免疫研究中心科研团队仅用10天时间,快速成功地研发了新冠病毒一系列抗体快速筛选技术,并成功获得新冠病毒全人源单克隆抗体。
(1)动物细胞体外培养需要无菌、无毒的环境。保证培养的细胞处于无菌、无毒环境的具体措施有:                             。(至少写出两点)
(2)单克隆抗体制备过程中,运用了动物细胞融合技术,动物细胞融合是指                                。细胞融合是随机的,经选择性培养的目的是               。还需进行              ,才能获得能分泌所需抗体的杂交瘤细胞。
(3)单克隆抗体的优点是                  。
(4)科学家从某些无限增殖细胞的细胞质中分离出了无限增殖调控基因(prG),该基因能激发动物细胞分裂,这为单克隆抗体的制备提供了更多的思路。除本题描述的制备单克隆抗体技术外,请从不同角度,再简要写出两种制备单克隆抗体的思路:①                           ;②                           。
12.(2022安徽池州一模)《自然》在线发表了新冠病毒表面S蛋白三聚体的高清结构,这为研发治疗和预防新冠病毒的抗体和疫苗提供了新的依据。请据此回答下列问题。
(1)单克隆抗体技术是建立在         和         技术基础之上的,单克隆抗体与常规的血清抗体相比,最大的优越性是           。
(2)在制备单抗过程中,研究人员将新冠病毒S蛋白注射到小鼠体内才可以获得能产生相应单一抗体的浆细胞,其原理是                     。
(3)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合过程中可获得多种类型的细胞,需要用特定的    培养基进行筛选,才能得到杂交瘤细胞。
(4)杂交瘤细胞在培养过程中需要定期更换培养液,其主要目的是                        。
(5)疫苗形式多样包括灭活苗、减毒苗、DNA疫苗和mRNA疫苗等,有人说利用新冠病毒S蛋白的mRNA制备的mRNA疫苗,注射人体后可以通过逆转录,将病毒的基因嵌入人体染色体中。你相信吗 请简述你的理由。
    ,                    。
13.(2022湖南湘乡一模)“精准医学”是指根据每个病人的特征制定个性化治疗方案,是以个性化医疗为基础、联合基因检测技术等发展而来,目前主要侧重于癌症的预防、诊断和治疗。癌症治疗中最完美的“武器”当属抗体,为了研制抗宫颈癌的单克隆抗体,科学家设计了以下实验流程。
回答下列问题。
(1)精准医学的发展离不开对人类基因的测序和深入研究,人类基因组测序应测定   条染色体。用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞获得融合细胞的常用方法是       。
(2)细胞1的特点是                    。细胞2是                   。
(3)细胞2增殖过程中是如何变成两个细胞的                。
(4)细胞DNA合成一般有两条途径。主途径是由糖和氨基酸合成核苷酸,进而合成DNA,骨髓瘤细胞只有这一途径合成DNA。氨基蝶呤可阻断瘤细胞利用主途径合成DNA。辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下,经相应酶的催化作用合成DNA。据此写出筛选细胞1的实验思路并说明依据。
实验思路:                               。
依据:                               。
(5)获得细胞2后可在体外大量培养,培养液中要加入适量血清,原因是                           。
答案:
课时规范练
1.B 解析 植物激素的配比可影响植物的分裂与分化,例如生长素与细胞分裂素之比偏高促进根的分化,A项正确;春剑是二倍体,绿宝石是四倍体,二者杂交子代是三倍体,三倍体由于减数分裂过程中,发生联会紊乱,所以高度不育,因此春剑和绿宝石两个品种之间有生殖隔离,属于两个物种,B项错误;春剑为二倍体生物,绿宝石为四倍体生物,杂交生成的杂种胚应该有20条染色体来自春剑,40条染色体来自绿宝石,故一共有60条,C项正确;植物组织培养是无性繁殖,得到的子代性状是一致的,D项正确。
2.B 解析 植物体细胞杂交克服了远缘杂交不亲和障碍,该过程不需要考虑甘薯A、B的亲缘关系远近,A项正确;过程①需要通过酶解法处理后去除细胞壁,不进行减数分裂,B项错误;杂种细胞形成的标志是形成新的细胞壁,高尔基体与植物细胞壁的形成有关,所以过程②需要高尔基体参与再生出新的细胞壁,C项正确;过程③包括脱分化和再分化过程,需要控制生长素和细胞分裂素的比例,该比例不同会使愈伤组织向不同的方向分化,D项正确。
3.B 解析 根据题意,CHO细胞有丰富的粗面内质网、核糖体、高尔基体,核糖体是蛋白质合成的场所,内质网和高尔基体能对肽链进行加工形成分泌蛋白,因此该细胞具有合成和分泌蛋白质的功能,A项正确;CHO细胞虽然已经分化,但仍具有分裂能力,B项错误;一些药用蛋白在CHO细胞中获得了高效表达,说明该细胞培养具有对重组基因的高效扩增和表达能力,C项正确;对于已经贴壁生长的动物细胞,必要时可用胰蛋白酶处理,使细胞分散并脱落下来,D项正确。
4.A 解析 过程①注射相应抗原后,使机体产生免疫反应,使B细胞增殖分化形成产生特定抗体的B细胞后,才可以从小鼠脾脏中提取细胞甲,A项错误;过程②诱导细胞融合,可以利用聚乙二醇作为诱导剂,B项正确;过程③用选择性培养基筛选获得多种杂交瘤细胞丙,过程④用抗体检测和克隆培养得到能产生特定抗体的杂交瘤细胞丁,细胞丙、丁遗传物质不同,C项正确;杂种细胞既能够增殖又能产生抗体,过程⑤无论在体内还是体外进行,细胞丁都可大量增殖,D项正确。
5.A 解析 卵母细胞去核的方法有显微直接去除、紫外光短时间照射、化学物质处理等,A项错误;兔子卵母细胞质中有使大熊猫细胞核表达全能性的物质,故可用去核后的兔子卵母细胞作为受体细胞,B项正确;去核的卵母细胞与供体细胞通过电刺激后融合,供体核进入受体卵母细胞,构建成重组胚胎,融合后的重组胚胎,需要用物理或化学的方法进行激活,使其完成细胞分裂和发育进程,C项正确;胚胎发育过程中早期胚胎具有全能性,还没分化,囊胚期开始出现细胞分化,D项正确。
6.BC 解析 EGFR(表皮生长因子受体)的过度表达才会导致癌症,正常表达则不会,而尼妥珠单抗与EGFR的特异性结合无法区别EGFR是否正常表达,故不能作为癌症的诊断试剂,A项错误;尼妥珠单抗能与EGFR(表皮生长因子受体)结合后抑制肿瘤细胞的增殖,EGCG(茶多酚的主要成分)与尼妥珠单抗结合,形成了有效治疗癌症的靶向药物,故与EGCG结合的尼妥珠单抗既起到治疗疾病的作用,又有运载药物的导向作用,B项正确;尼妥珠单抗能与EGFR竞争性结合,故能通过EGFR与杂交瘤细胞分泌的抗体的特异性结合进行筛选,C项正确;自身免疫病是指机体对自身抗原发生免疫反应而导致自身组织损伤所引起的疾病,单抗不是机体本身产生的,所以传统单抗干扰正常组织细胞信号传导而引起的皮肤毒性反应不属于自身免疫病,D项错误。
7.ABD 解析 马铃薯栽培种(4n)和马铃薯野生种(2n)是两个不同的物种,两者杂交后代不育(3n),故二者之间存在生殖隔离,A项正确。新品种1的育种过程是马铃薯栽培种4n和增倍马铃薯野生种4n通过杂交育种产生,其原理是基因重组。而增倍马铃薯野生种4n又是经秋水仙素处理后加倍而来,原理为染色体数目变异,B项正确。获得新品种2的育种方法可能是植物体细胞杂交,也可能是先杂交后进行秋水仙素处理,C项错误。过程①为花药离体培养,用到植物组织培养技术,将花药细胞培养成单倍体。过程②可用秋水仙素或低温处理使染色体数目加倍,D项正确。
8.ABD 解析 照光处理的甲青花菜下胚轴细胞中有叶绿体,原生质体融合后具备乙品种细胞质中的可育基因,在题目中的条件下只有杂种细胞能够存活下来,所以有利于筛选杂种细胞,A项正确;流程中A为去除细胞壁,可使用纤维素酶和果胶酶分解细胞壁,B过程为诱导原生质体融合,需要用聚乙二醇进行诱导,B项正确;杂种细胞经过外源生长素和细胞分裂素的诱导后,需脱分化形成愈伤组织,再分化形成杂种植株,C项错误;甲品种控制多种优良性状的基因,为核基因,杂种植物细胞核内含有控制甲青花菜优良性状的基因,精子中具有一半核基因,能通过父本(精子)进行传递,D项正确。
9.答案 (1)纤维素酶和果胶 原生质体 植物体细胞杂交技术 (2)4 茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质有所增加 在减数分裂过程中,前者染色体联会异常,而后者染色体联会正常 用秋水仙素处理有性杂交后形成的子一代植株的幼苗,使其染色体数目加倍,即可获得含有4个染色体组的可育的植株
解析 (1)植物细胞壁的主要成分是纤维素和果胶,所以为了除去细胞壁,可以用纤维素酶和果胶酶除去细胞壁,获得有活力的原生质体,再用化学诱导剂诱导二者融合,形成的融合细胞经过脱分化培养形成愈伤组织,然后经过再分化形成完整的杂种植株,这种培育技术称为植物体细胞杂交技术。(2)AB两种植株均为二倍体,各含有2个染色体组,故融合后的细胞发育而来的植株每个细胞含4个染色体组,为异源多倍体;多倍体植株具有茎秆粗壮,叶片、果实和种子都比较大,糖类和蛋白质等营养物质有所增加的特点。A与B有性杂交产生的后代为异源二倍体,它的细胞中没有能够联会的同源染色体,不能正常地进行减数分裂产生配子,故不可育;而上述杂种植株体细胞中的4个染色体组,有两个染色体组来自A植物,有两个染色体组来自B植物,存在能够联会的同源染色体,能正常地进行减数分裂产生配子,故可育。要设计实验来解决的问题是要使得A与B有性杂交产生的后代变成可育个体,就是要让它具有能够联会的同源染色体,能正常地进行减数分裂产生配子,故可以用秋水仙素处理有性杂交后形成的子一代植株的幼苗,使其染色体数目加倍,即可获得含有四个染色体组的可育的植株。
10.答案 (1)自稳 (2)血清 无菌、无毒 PCR 早期胚胎
全能性 基因的选择性表达
解析 (1)生物体内衰老细胞的及时清除体现了免疫系统的自稳功能。(2)过程①是动物细胞培养,其培养液中除合成培养基的成分外,还需添加一定量的血清等天然成分,同时要保证被培养的细胞处于无菌、无毒的环境中。过程②是将目的基因导入受体细胞,导入前需要先利用PCR技术将四种目的基因扩增。iPS细胞是一类具有胚胎干细胞特性的细胞。哺乳动物的胚胎干细胞是早期胚胎中分离出来的一类细胞,在功能上具有发育的全能性。过程③是细胞分化,其实质是基因的选择性表达。
11.答案 (1)对培养液和所有培养用具进行无菌处理;在细胞培养液中添加一定量的抗生素;定期更换培养液 (2)两个或多个动物细胞结合形成一个细胞的过程 筛选出杂交瘤细胞 克隆化培养和抗体检测 (3)特异性强、灵敏度高、可大量制备 (4)通过基因工程向浆细胞中导入prG 利用核移植技术将浆细胞的细胞核移植到去核的能无限增殖细胞中
解析 (1)细胞培养过程需要在无菌、无毒的环境中进行。为了创造上述条件,通常需要对培养液和所有培养用具进行无菌处理;并在细胞培养液中添加一定量的抗生素;还要做到定期更换培养液等。(2)动物细胞融合是指两个或多个动物细胞结合形成一个单核细胞的过程。细胞融合是随机的过程,因此需要筛选,第一次筛选是在特定的选择性培养基中进行培养,目的是获得杂交瘤细胞。第二次筛选是抗体检测和克隆化培养,获得能产生特定抗体的杂交瘤细胞。(3)单克隆抗体具有特异性强、灵敏度高、并可大量制备等优点。(4)据题意,可以通过基因工程向浆细胞中导入prG或提取该浆细胞细胞核,和去核的无限增殖细胞融合为重组细胞,进行细胞培养产生单克隆抗体。
12.答案 (1)动物细胞培养 动物细胞融合 特性强、灵敏度高 (2)B淋巴细胞只有受到相应的抗原刺激才能产生相应抗体,且一种浆细胞只能产生一种抗体 (3)选择性 (4)为了避免细胞代谢产物的积累对细胞造成危害 (5)不相信 因为人体正常细胞中不含有逆转录酶,无法逆转录合成DNA
解析 (1)单克隆抗体的制备需要动物细胞培养和动物细胞融合技术。单克隆抗体最主要的优点是特异性强、灵敏度高,可大量制备,与常规的血清抗体相比,最大的优越性是特异性强、灵敏度高。(2)在制备单抗过程中,将新冠病毒S蛋白注射到小鼠体内,刺激B淋巴细胞增殖分化形成特异性的浆细胞,产生相应的单一抗体。(3)B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合过程中可获得B淋巴细胞-B淋巴细胞、骨髓瘤细胞-骨髓瘤细胞、B淋巴细胞-骨髓瘤细胞等类型的杂交细胞,需要用特定的选择性培养基进行筛选,才能得到杂交瘤细胞。(4)杂交瘤细胞在培养过程中会不断吸收营养物质,产生代谢产物,因此需要定期更换培养液以防止积累代谢产物毒害细胞。(5)由RNA逆转录形成DNA的过程,需要逆转录酶,但人体正常细胞中不含逆转录酶,无法逆转录合成相应的DNA。
13.答案 (1)24 用灭活的病毒诱导 (2)既能无限增殖,又能产生抗体 产生专一抗体的杂交瘤细胞 (3)细胞膜向内凹陷,缢裂成2个子细胞 (4)在正常的动物细胞培养液中加入适量氨基蝶呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷,培养融合细胞一段时间,其他条件相同且适宜。最后存活下来的、能增殖的细胞就是杂交瘤细胞 骨髓瘤细胞只有主途径合成DNA,由于培养液中加入了氨基蝶呤可阻断瘤细胞利用主途径合成DNA,瘤细胞不能增殖。被疫苗处理过的B细胞(浆细胞)不能增殖。只有杂交瘤细胞能利用辅助途径(在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下,经相应酶的催化作用)合成DNA,故只有杂交瘤细胞能增殖 (5)人们对动物细胞生长所需的营养成分不是很清楚,加入血清可使动物细胞正常生长增殖
解析 (1)人类的性别决定属于XY型,人的体细胞内有22对常染色体,1对性染色体,所以人类基因组测序是测定常染色体中的一半,即22条,两条性染色体(XY)均需测定。所以共需测定24条染色体。动物细胞融合的方法有物理、化学、生物方法,用B淋巴细胞和骨髓瘤细胞获得融合细胞的常用方法是用灭活的病毒诱导。(2)细胞1是杂交瘤细胞,该细胞能无限增殖,又能产生抗体。细胞2是能产生专一抗体的杂交瘤细胞。(3)细胞2增殖过程属于有丝分裂,在有丝分裂的末期,细胞膜向内凹陷,缢裂成2个子细胞。(4)氨基蝶呤可以阻断DNA合成途径①——糖和氨基酸合成核苷酸,骨髓瘤细胞不能使用DNA合成途径②——次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷酶催化,也就是骨髓瘤细胞在氨基蝶呤存在时,两种途径都不能使用,所以不能合成DNA,从而抑制了分裂。如果筛选细胞1(杂交瘤细胞)的实验思路为在正常的动物细胞培养液中加入适量氨基蝶呤、次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷,培养融合细胞一段时间,其他条件相同且适宜。最后存活下来的、能增殖的细胞就是杂交瘤细胞。依据是骨髓瘤细胞只有主途径合成DNA,由于培养液中加入了氨基蝶呤可阻断瘤细胞利用主途径合成DNA,瘤细胞不能增殖。被疫苗处理过的B细胞(浆细胞)不能增殖。只有杂交瘤细胞能利用辅助途径(在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下,经相应酶的催化作用)合成DNA,故只有杂交瘤细胞能增殖。(5)人们对动物细胞生长所需的营养成分不是很清楚,加入血清可使动物细胞正常生长增殖,因此获得细胞2后可在体外大量培养,培养液中要加入适量血清。
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