届高考生物二轮专题复习讲义光合作用.docx
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届高考生物二轮专题复习讲义光合作用
第四课时光合作用
基础过关
一、捕获光能的色素
1.绿叶中色素的提取和分离
（1）可以利用无水乙醇提取绿叶中的色素，在研磨时还应加入少许二氧化硅和碳酸钙，其中前者有助于研磨充分，后者可防止研磨中色素别破坏。
（2）分离的原理是利用色素在层析液中的溶解度不同，溶解度大的再滤纸上扩散的快，反之则慢。
2.色素的种类
二、光合作用发现的历程
1.1771年，英国科学家普利斯特利通过实验证实植物可以更新空气
2．1779年，荷兰科学家英格豪斯通过实验发现，普利斯特里的实验只有在阳光照射下才能成功，植物体只有绿叶才能更新浑浊的空气。
31845年，德国科学家梅耶指出，植物在进行光合作用时把光能转化成了化学能储存起来
4.1864年，德国科学家萨克斯实验成功证明了光合作用的产物除O2外还有淀粉。
5.1839年英国的科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法对光和作用过程进行了研究，证明光合作用释放的O2来自水。
三、光合作用的过程
1.光反应
（1）场所：
叶绿体的类囊体薄膜上
（2）条件：
光，色素，酶等
（3）物质变化：
将水分解为H和O2，将ADP和Pi合成ATP
（4）能量变化：
光能转化为活跃的化学能
2.暗反应
（1）场所：
叶绿体的基质中
（2）条件：
酶，ATP，H
（3）
酶
物质变化：
酶
CO2的固定：
CO2+C52C3
C3的还原：
2C3+HCH2O+C5
（4）能量变化：
ATP中活跃的化学能转变为有机物中稳定的化学能
四、影响光合作用的因素
1.温度
2.光照强度
3.CO2浓度
4.水量
5.矿质元素的量
6.叶龄
课后作业
1.如下图，将3株脱淀粉（
经过充分“饥饿”处理）的同种植株和相同体积的不同溶液放在钟罩内，给予相同强度的光照，本实验可以证明（ ）
A.光合作用速率随CO2浓度增大而增大
B.光合作用的必需条件是CO2
C.过多的CO2阻碍光合作用
D.NaHCO3能抑制光合作用
【解析】该实验的自变量是CO2浓度，丙组缺少CO2，乙组CO2浓度比甲组高。
该实验CO2浓度值组数设置不够，不能证明光合作用速率与CO2浓度的关系。
C、D项说法不科学。
【答案】B
2.1880年美国生物学家恩格尔曼设计了一个实验研究光合作用的光谱。
他将棱镜产生的光谱投射到丝状水
绵体上，并在水绵悬液中放入好氧细菌，观察细菌的聚集情况（如图）。
他得出光合作用在红光区和蓝光区最强。
这个实验的思路是（ ）
A．细菌对不同的光反应不一，细菌聚集多的地方，细菌光合作用强
B．好氧性细菌聚集多的地方，O2浓度高，水绵光合作用强
C．好氧性细菌聚集多的地方，产生的有机物多，水绵光合作用强
D．好氧性细菌大量消耗O2，使水绵光合作用速度快，则该种光有利于光合作用
【解析】：
好氧细菌的生活中是需要氧气的，因此在好氧细菌聚集的地方应该是氧气多的地方，也就是水绵光合作用强的地方。
【答案】：
B
3.下图表示较强光照且温度相同以及水和小球藻的质量相等的条件下，小球藻进行光合作用的实验示意图。
一段时间后，以下相关比较不正确的是（）
A.Y2的质量大于Y3的质量
B.④中小球藻的质量大于①中小球藻的质量
C.②中水的质量大于④中水的质量
D.试管①的质量大于试管②的质量
【解析】:
Y1和Y3是O2，Y2和Y4是 18O2，因此Y2的质量大于Y3；④中小球藻中含有（CH218O）的有机物，而①中小球藻含有（CH2O）的有机物，故④中小球藻质量大于①；④和②中的水都为H218O，且含量相同，因此质量相等；在试管①和②原有质量相等的情况下，②中释放出的是18O2，而①中释放出的是O2，故剩余重量①大于②。
【答案】：
C
4.科学家在研究光合作用时，做了一个实验，如下图所示。
实验前，他向一个密闭容器的溶液中加进了ADP，磷酸盐，光合色素及有关的酶等（图A）。
实验时，按图B的限制条件（光照、CO2等）进行，并不断测定有机物的生成率。
随着时间的推移，绘出了曲线图（图B）。
据此回答问题：
⑴曲线AB段平坦，是因为，这个阶段相当于光合作用的阶段。
⑵写出AB段所发生的与光合作用能量代谢相应的反应式：
。
⑶曲线BC段的反应是在黑暗条件下进行的，简述出现BC段的原因。
。
⑷曲线CD段迅速下降的原因是什么？
。
⑸这位科学家设计的这个图A装置相当于植物体的哪种结构？
（1）无CO2，不进行暗反应，所以不能生成C6H12O6 光反应
（2）ADP+Pi+光能
ATP
（3）暗反应的进行与光无关，有CO2，又有AB产生的［H］和ATP，故有机物生成量较多
（4）［H］和ATP已用尽
（5）叶绿体
【限时训练】
1．（安徽卷）叶绿体是植物进行光合作用的场所。
下列关于叶绿体结构与功能的叙述,正确的是（）
A.叶绿体中的色素主要分布在类囊体腔内
B.H2O在光下分解为［H］和O2的过程发生在基质中
C.CO2的固定过程发生在类囊体薄膜上
D.光合作用的产物——淀粉是在基质中合成的
【解析】选D。
叶绿体中的色素主要分布在类囊体薄膜上；H2O的光解过程发生在类囊体薄膜上；CO2的固定过程和光合作用的产物——淀粉的形成都发生在叶绿体基质中。
2、关于叶绿体色素在光合作用过程中作用的描述，错误的是（）
A．叶绿体色素与ATP的合成有关B．叶绿体色素参与ATP的分解
C．叶绿体色素与O2和［H］的形成有关D．叶绿体色素能吸收和传递光能
答案：
B
解析：
ATP的分解为释放能量的过程。
叶绿体色素仅仅是一种物质，且与ATP分解无关。
3、（2009·广东）将在黑暗中放置一段时间的叶片均分4块，置于不同的试管中，按下表进行实验,着色最浅叶片所在的试管是（）
试管编号
①
②
③
④
实
验
处
理
CO2溶液
+
+
+
+
光照
白光
蓝光
红光
绿光
碘液
+
+
+
+
注：
“+”表示具有该条件
A.①B.②C.③D.④
解析：
将叶片在黑暗中放置一段时间的是进行饥饿处理，消耗掉有机物，然后用不同的光照射，进行光合作用，用碘液处理看有机物产生的多少，因为叶绿体中的色素几乎不吸收绿光，所以着色最浅叶片所在的试管是④号管。
答案：
D
4、右图是改变CO2浓度后与光合作用有关的C5和C3在细胞内的变化曲线，请回答：
（1）曲线a表示的化合物是，曲线b表示的化合物是；
（2）在CO2浓度降低时，曲线a表示的化合物的含量迅速下降的原因
是：
（3）光照强度和CO2浓度的变化均影响光合作用的速度，但前者主要影响光合作用的，后者主要影响光合作用的。
（1）五碳化合物； 三碳化合物
（2）C02在还原过程中因缺NADPH和ATP不能产生C5化合物，而C02仍然固定形成C3化合物。
（3）光反应阶段；暗反应阶段
【归纳总结】
课后作业
1.下列有关叶绿体及光合作用的叙述，正确的是
A.破坏叶绿体外膜后，O2不能产生
B.植物生长过程中，叶绿体内各种色素的比例保持不变
C.与夏季相比，植物在冬季光合速率低的主要原因是光照时间缩短
D.离体的叶绿体质中添加ATP、NADPH和CO2后，可完成暗反应
2.某研究组获得了水稻的叶黄素缺失突变体。
将其叶片进行了红光照射光吸收测定和色素层析条带分析（从上至下），与正常叶片相比，实验结果是
A．光吸收差异显著，色素带缺第2条B．光吸收差异不显著，色素带缺第2条
C．光吸收差异显著，色素带缺第3条D．光吸收差异不显著，色素带缺第3条
3.某种铁线莲的根茎可作中药，有重要经济价值。
下表为不同遮光处理对其光合作用影响的结果，相关叙述正确的是
遮光比例
（%）
叶绿素a/b
叶绿素含量
（mg/g）
净光合速率
（μpol·m―2·8―1）
植株干重
（g）
0
4.8
2.1
8.0
7.5
10
5.3
2.3
9.6
9.9
30
5.2
2.4
8.9
9.2
50
4.4
2.6
5.2
7.2
70
4.1[
2.9
2.7
4.8
90
3.3
3.0
0
3.2
A．适当的遮光处理，可提高其干重B．叶绿素含量与净光合速率呈正相关
C．叶绿素a/b可作为其利用弱光能力的判断指标D．遮光90%时，铁线莲不进行光合作用
4.番茄幼苗在缺镁的培养液中培养一段时间后，与对照组相比，其叶片光合作用强度下降，原因是
A.光反应强度升高，暗反应迁都降低
B.光反应强度降低，暗反应迁都降低升高
C.反应强度不变，暗反应迁都降低降低
D.反应强度降低，暗反应迁都降低不变
5.将生长状态一致的同一品种玉米植株分为甲、乙两组，甲组培养在适宜的光照条件下，其叶维管束鞘细胞中有淀粉积累；乙组培养在光照较弱的条件下，其叶维管束鞘细胞中没有检测到淀粉。
乙组来检测到淀粉的原因是
A．叶片不进行光合作用，只进行呼吸作用
B．叶片光台作用强度低，没有淀粉的积累
C．维管束鞘细胞没有与淀粉合成相关的酶
D维管柬鞘细胞不含叶绿体，不能进行光合作用
6.右图是夏季晴朗的白天，玉米和花生净光合速率（时间单位、单位叶面积吸收
的量）的变化曲线，下列叙述错误的是
A.在9：
30～11：
00之间，花生净光合率下降的原因是暗反应过程减缓
B.在11：
00～12：
30之间，花生的单位叶面积有机物积累量比玉米得多
C.在17：
00时，玉米和花生的单位叶面积释放
速率相同
D.在18：
30时，玉米即能进行光反应，也能进行暗反应
7.
红枫是一种木本观赏植物，在
生长季节叶片呈红色，下列关于该植物的叙述，正确的是
A.红枫叶片不含叶绿素B.红枫叶片呈红色是因为吸收了红光
C.红枫叶片能吸收光能进行光合作用D.液泡中的色素吸收的光能用于光合作用
8.（海南卷）光反应为暗反应提供的物质是
A．［H］和H2OB．［H］和ATPC．ATP和CO2D．H2O和CO2
9.（天津卷）在叶肉细胞中，CO2的固定和产生场所分别是
①叶绿体基质②类囊体薄膜③线粒体基质④线粒体内膜
A.①③B.②③C.①④D.②④
10．图甲表示某植物光合作用速率与光照强度之间的关系；图乙表示某种植物的非绿色器官在不同的氧浓度下，O2吸收量和CO2释放量之间的关系。
对下列图示解释不正确的是（）
A．图甲L点时，叶绿体中ADP从叶绿体基质向类囊体薄膜方向移动
B．图乙中由纵轴、CO2释放量和O2吸收量共同围成的面积表示无氧呼吸生成的CO2总量
C．影响图甲中曲线上的P点上下移动的主要外界因素是氧气浓度
D．为了有利于贮藏蔬菜和水果，贮藏室内的O2浓度应调节到图乙中N点对应的浓度
11．下图表示绿色植物细胞部分结构中的某些代谢过程，图中①~⑦代表各种物质。
有关叙述与事实不符的是（）
A．在有光的条件下，图中物质⑥可由⑤分解而来
B．图中④代表的是细胞生命活动可直接利用的一种能源物质
C．若该绿色植物长时间处于黑暗状态，则图中①→②→①的循环不能进行
D．进入相应结构的物质⑦中可能包含有图中的物质⑥
12．下列是四幅关于光合作用和细胞呼吸的图，有关叙述中正确的是（）
A．甲图中氧气浓度为a时，无氧呼吸与有氧呼吸的强度相同
B．乙图中如果再提高CO2浓度，则b点一定上移
C．丙图中，温度为t4℃时，植物净光合作用最大
D．丁图代表两类色素的吸收光谱，则e代表类胡萝素
13.在光照等适宜条件下，将培养在CO2浓度为1%环境中的某植物迅速转移到CO2浓度为0.003%的环境中，其叶片暗反应中C3和C5化合物微摩尔浓度的变化趋势如下图。
回答问题：
（1）图中物质A是______（C3化合物、C5化合物）
（2）在CO2浓度为1%的环境中，物质B的浓度比A的低，原因是_______；将CO2浓度从1%迅速降低到0.003%后，物质B浓度升高的原因是______________。
（3）若使该植物继续处于CO2浓度为0.003%的环境中，暗反应中C3和C5化合物浓度达到稳定时，物质A的浓度将比B的________（低、高）。
（4）CO2浓度为0.003%时，该植物光合速率最大时所需要的光照强度比CO2浓度为1%时的_______（高、低），其原因_______。
14.某同学设计了一个探
究实验，把培养在完全营养液中、生长状态一致的3组某种植物幼苗分别放入A、B、C三个完全相同的玻璃钟罩
内（如下图所示），其中A不密封。
B、C密封。
B内培养皿中盛有Ba（OH）2溶
液，A、C内培养皿中盛有蒸馏水，各培养皿中液体的体积相同。
该实验在光照充足、温度适宜的环境中进行。
回答问题：
（1）根据上述实验设计判断，该实验的目的是__________.
（2）从理论上讲，培养一段时间后，预期的实验结果是：
B中的幼苗生长量比C中的____（大、小），原因是_______；A中的幼苗生长量比C中的______（大、小
），原
因是_______。
15.（安徽卷）为探究影响光合作用强度的因素，将同一品种玉米苗置于25℃条件下培养，实验结果如图所示。
请回答
⑴与D点相比，B点条件下限制玉米CO2吸收量的因素是，C点条件下限制玉米CO2吸收量的主要因素是
⑵实验结果表明，在的条件下施肥效果明显，除本实验所涉及的因素外，从增加光合面积的角度考虑，采取措施能提高玉米的光能利用率。
16．用某种大小相似的农作物绿色叶片，分组进行实验：
已知叶片实验前的重量，在不同温度下分别暗处理１小时，测其重量变化；立刻再光照１小时（光强度相同），再测其重量变化。
得到如下结果：
请回答问题：
（1）假如叶片的重量变化都是光合作用所合成的有机物的量，请根据表中所测数据情况在下边的坐标图中画出光合作用实际合成有机物量的曲线。
（2）从上面所画的坐标曲线可以看出，在相同
光照强度下，温度从27℃升到30℃的过程中，光合作用强度______。
但超过29℃后的一定温度范围内，光合作用强度增加的幅度__________，可能影响的外界因素有___________等。
（3）有人认为在相同日温（较适宜）下，夜温低于0℃或高于20℃时，绿叶蔬菜的产量都不理想。
请你设计实验，探究日温在29℃夜温控制在多少度范围时，人工大棚中种植绿叶蔬菜，收获的绿叶蔬菜产量较高（怎样控制温度不作要求）。
①该实验的自变量是_____________________________________________________。
②实验的方法步骤：
第一步：
取同种的、枝叶数量、大小、重量和健康状况等相同（或相近）的绿叶蔬菜幼苗若干，均分5组；
第二步：
将5组绿叶蔬菜幼苗种植在相同土质中，日温控制在29℃，夜温分别控制在
___________________________，光照强度及光照时间、水肥管理等条件完全相同；
第三步：
___________________________________________________________。
③结果分析：
________________________________________________________。
17．下图为探究环境因素对光合作用强度影响的实验装置。
实验材料和用具：
20mL移液管、20W、50W、100W和200W的台灯、冷开水、NaHC03、水草等。
实验步骤：
①准备4套如图所示装置，编号为1-4。
在瓶中各放入一烧杯一定浓度的NaHC03溶液。
②取4等份长势相同的水草分别放入1-4号装置。
③将4套装置放入暗室中，然后分别用20W、50W、100W和200W的台灯等距离地照射1-4号装置并观察。
④在每过10min读出移液管的刻度。
共记录数据三次，实验结果如下表。
组别
1
2m
3
4
20W
50W
100W
200W
第一次
0
2．2
4．1
3．8
第二次
0．1
4．3
8．3
7．7
第三次
0．1
6．5
12．5
11．6
（1）该实验的是，应控制的无关变量是（至少答出两种）。
（2）在20W时，记录的数据接近于0的是。
（3）根据表中实验数据在坐标里绘制柱形图。
（4）若想确定水草生长的最适光照强度，请在本实验的基础上写出进一步探究的实验思路。
课后作业答案详解：
1.
2.答案：
B
解析：
叶绿体中的叶绿素a和叶绿素b主要吸收蓝紫光和红光，胡萝卜素和叶黄素主要吸收蓝紫光，所以当水稻叶绿素缺失突变体进行红光照射时，光吸收差异不显著；对正常叶片叶绿体中的色素提取后，层析的结果自上而下依次是胡萝卜素、叶黄素、叶绿素a和叶绿素b，故B正确
3.答案：
B
解析：
本题考查叶绿素的组成和光合作用过程。
镁是叶绿素的组成成分；在缺镁的营养液中，由于叶绿素不能正常合成而导致叶片中叶绿素含量下降，光合作用光反应强度降低，光反应产物ATP和［H］减少，暗反应也减弱。
4.答案：
AC
解析：
本题考查同学们从表格中获取有效信息的能力。
遮光10%时，植株的净光合速率和干重都最大，A正确；叶绿素含量为2.3~3.0变化时，净光合速率减弱，B错误；遮光10%~90%变化时，叶绿素a/b值降低，C正确；遮光90%时，铁线莲净光合为0，此时，光合速率等于呼吸速率，D错误。
5.答案：
B
解析：
本题综合考查了光合作用与呼吸作用的相关知识。
在弱光下，微管束鞘细胞也能进行光合作用，AD错误。
对绿色植物来说，只有光合作用强度大于呼吸作用强度时才有有机物的累积；在弱光下，光合作用强度小于或等于呼吸作用强度，无淀粉的积累，B正确。
由甲组的实验结果可以看出，在微管束鞘细胞中含有与淀粉合成有关的酶，C错误。
6.
7.答案：
C
解析：
红枫是一种植物，含有叶绿素，能吸收光能进行光合作用，其叶片红色掩盖了叶绿素的颜色。
8.【答案】B
【解析】本试题考查光反应的相关知识，光反应和暗反应的联系。
条件：
光照、光合色素、光反应酶。
场所：
叶绿体的类囊体薄膜。
（色素）
过程：
①水的光解：
2H₂O→4[H]+O₂↑（在光和叶绿体中的色素的催化下）。
②ATP的合成：
ADP+Pi→ATP（在光、酶和叶绿体中的色素的催化下）。
影响因素：
光照强度、CO₂浓度、水分供给、温度、酸碱度等。
意义：
①光解水，产生氧气。
②将光能转变成化学能，产生ATP，为暗反应提供能量。
③利用水光解的产物氢离子，合成NADPH，为暗反应提供还原剂NADPH简称［H］。
9.答案A
思路分析：
绿叶通过气孔从外界吸收进来的二氧化碳，必须首先与植物体内的C5（一种五碳化合物）结合，形成C3（一种三碳化合物），这个过程称为CO2的固定，CO2的固定属于光合作用暗反应，暗反应阶段发生在叶绿体基质中。
有氧呼吸过程分三个阶段，第二阶段：
丙酮酸进入线粒体的基质中，两分子丙酮酸和6个水分子中的氢全部脱下，共脱下20个[H]，丙酮酸被氧化分解成二氧化碳；在此过程释放少量的能量，其中一部分用于合成ATP，产生少量的ATP，所以在叶肉细胞中，CO2的产生场所是线粒体基质。
10．【答案】C
【解析】考查的是光合作用和细胞呼吸以及坐标曲线。
图甲表示光合作用和细胞呼吸的变
化，在L点叶绿体进行光合作用，暗反应产生的ADP移向类囊体薄膜进行光反应；P点进行细胞呼吸，影响细胞呼吸的外界因素主要是温度和氧气浓度；图乙进行细胞呼吸，当氧气浓度为0时进行无氧呼吸，随着氧气浓度逐渐增大，无氧呼吸逐渐减弱，有氧呼吸逐渐增大，根据曲边多变形面积求解可知：
多边形1、0、10、Q、N围成的面积表示细胞呼吸产生的CO2量，曲边多边形0、10、Q围成的有氧呼吸产生的二氧化碳；N点对应的细胞呼吸最弱，有利于蔬菜和水果的保存。
11．答案：
B
解析：
考查植物光合作用和呼吸作用，在有关条件下，植物即能进行光合作用也能进行
呼吸作用。
图中⑥为类囊体上生长的物质，为氧气，是由⑤水分解生成的；图中③为光反应生成的物质暗反应能利用，为ATP，④为③分解生成的物质，为ADP和Pi;①→②→①为光合作用暗反应，无光条件下光反应不发生，因此暗反应受阻；进入相应结构的物质⑦为呼吸作用利用的物质，可能是氧气和水。
12．答案：
D
解析：
本题以坐标图为载体，考查影响光合作用和细胞呼吸的因素以及色素吸收的光谱。
A，甲图O2浓度为a时，有氧呼吸与无氧呼吸释放的CO2量相等，根据有氧呼吸与无氧呼吸反应式，可判断有氧呼吸与无氧呼吸消耗葡萄糖量之比为1：
3；B，乙图b点表示光合作用强度达到最大，不再随光照强度增大而增加，一般情况下，此时的限制因素主要是CO2浓度和温度，但CO2浓度和温度若过大，对光合作用强度有抑制作用。
C，净光合作用量=总光合作用量-呼吸作用量。
两条曲线对应点之间的差值表示净光合作用量，根据曲线，可知温度为t2℃时
，植物净光合作用最大。
D，叶绿素主要吸收红光和蓝紫光，类胡萝卜素主要吸收蓝紫光。
13.【答案】
（1）C3化合物
（2）暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍
当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累
（3）高（4）低CO2浓度低时，暗反应的强度低，所需的ATP和[H]少
【解析】本题主要考查光合作用的影响因素及识图能力的相关知识。
（1）CO2浓度降低后，直接影响暗反应中CO2的固定，导致C3化合物的量减少，确定物质A是C3化合物，物质B是C5化合物。
⑵CO2浓度为1％时，暗反应速率在该环境中已达到稳定，即C3和C5化合物的含量稳定，根据暗反应的特点，此时C3化合物的分子数是C5化合物的2倍；当CO2浓度突然降低时，C5化合物的合成速率不变，消耗速率却减慢，导致C5化合物积累。
⑶CO2浓度为0.003％时，C3和C5化合物的浓度保持稳定后，暗反应保持稳定，此时仍根据暗反应中CO2的固定的反应式确定，C3化合物的量应是C5化合物的量的2倍。
⑷CO2浓度降低，达到最大光合速率时所需的光照强度降低，因为暗反应减弱，所需的ATP和[H]减少，光反应强度减弱。
9.答案：
（1）探究二氧化碳浓度对幼苗光合强度（或生长量）的影响
（2）小缺少二氧化碳，不能进行光合作用大二氧化碳较充足，光合作用强
解析：
分析三个装置的自变量，A不密封，正常二氧化碳供应、B密封且其中二氧化碳被吸收无二氧化碳、C密封，二氧化碳浓度较低，因此该实验是探究二氧化碳浓度对幼苗光合强度（或生长量）的影响。
预计B中的幼苗生长量比C中的小，因为缺二氧化碳，影响暗反应的进行，也就影响了生长。
A中的幼苗生长量比C中的大，二氧化碳较为充足，光合作用强。
14.【答案】Ⅰ⑴光照强度水分⑵土壤含水量在40%～60%合理密植
【解析】Ⅰ考查有关光合作用的影响因素，通过图解可以看出光合作用的影响因素有光照强度、含水量、矿质元素等因素影响，B点与D点比较是光照强度，C点与D点比较是含水量影响，通过图解可看出施肥影响明显是在含水量大于40%，增加光能利用率一般是合理密植。
15．【答案】
（1）见下图；
（2）逐渐增强放慢（或减缓）光照强度
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