辽宁朝阳市2026届高三模拟考试生物学试卷(含解析)高考模拟
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1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。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,将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题:本题共15小题,每小题2分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 质体是普遍存在于绿色植物细胞中的一类细胞器,可分为有色体、叶绿体、白色体等,它们之间可以相互转化。下列有关叙述错误的是( )
A. 黄化叶绿体缺乏吸收红光和蓝紫光的类胡萝卜素
B. 原质体的分化是细胞内相关基因选择性表达的结果
C. 质体的种类、数量与植物的生长发育阶段相适应
D. 质体之间的转化是环境因素、信息分子等综合作用的结果
【答案】A
【解析】
【详解】A、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,不吸收红光,A错误;
B、原质体分化为不同种类的质体的本质是细胞内相关基因的选择性表达,B正确;
C、质体的种类、数量会随植物生长发育阶段改变,如暗处发育的细胞形成白色体,见光后转变为叶绿体,果实成熟过程中叶绿体转变为有色体,和生长发育阶段相适应,C正确;
D、质体之间的转化是环境因素(如光照)、细胞内信息分子共同作用的结果,D正确。
2. 细胞核是细胞遗传和代谢的控制中心,下列有关说法正确的是( )
A. 利用光学显微镜可以观察叶肉细胞的核仁及核膜
B. 核孔是细胞核与细胞质间物质双向运输的结构
C. 原核细胞的转录和翻译在细胞核基质中同时进行
D. 伞藻嫁接实验能够证明伞帽的形状是由细胞核控制的
【答案】B
【解析】
【详解】A、光学显微镜分辨率有限,仅能观察到细胞核的大致形态,核仁、核膜属于亚显微结构,需要借助电子显微镜才能观察到,A错误;
B、核孔是细胞核与细胞质之间进行物质交换和信息交流的通道,可实现mRNA出核、相关蛋白质入核等双向物质运输,B正确;
C、原核细胞没有以核膜为界限的细胞核,不存在细胞核基质,其转录和翻译过程在细胞质基质中同时进行,C错误;
D、伞藻嫁接实验仅能证明伞帽的形状由假根部分控制,假根中同时含有细胞核和细胞质,无法直接证明伞帽形状由细胞核控制,需结合核移植实验才可得出该结论,D错误。
3. 细胞内酶的合成与作用受到多种因素的影响,下列有关说法正确的是( )
A. 酶在催化反应完成后立即被降解为氨基酸或核糖核苷酸
B. Zn参与多种酶的合成与激活,是生命活动必需的大量元素
C. 同种酶可存在于分化程度不同的细胞中,不同细胞中所含的酶也存在差异
D. 激活的DNA聚合酶可以催化形成磷酸二酯键,将两个DNA片段连接起来
【答案】C
【解析】
【详解】A、酶是生物催化剂,催化反应前后自身的化学性质和数量不变,不会在催化反应完成后立即被降解,A错误;
B、Zn是生命活动必需的微量元素,不属于大量元素,B错误;
C、细胞分化的实质是基因的选择性表达,呼吸酶等维持细胞基本生命活动的酶存在于所有活细胞中,因此同种酶可存在于分化程度不同的细胞中;同时不同分化类型的细胞会特异性表达功能相关的酶,因此不同细胞中所含的酶也存在差异,C正确;
D、DNA聚合酶的功能是催化单个脱氧核苷酸连接到延伸的DNA子链上,将两个DNA片段连接起来的酶是DNA连接酶,D错误。
4. 植物通过调节细胞内的渗透压来应对环境胁迫。例如在干旱、盐碱等情况下,植物细胞会积累大量脯氨酸,同时液泡膜上的Na+/H+转运蛋白活性增强,从而维持细胞质正常的代谢环境。下列相关叙述正确的是( )
A. 干旱时根毛细胞通过调节渗透压,主动运输大量吸水维持植物细胞形态
B. 液泡膜上Na+/H+转运蛋白工作时,所需的能量间接来源于ATP的分解
C. 植物细胞积累脯氨酸和将Na+运入液泡,均导致细胞质基质渗透压升高
D. 根尖分生区与成熟区细胞在盐胁迫时,会采用相同的渗透调节策略
【答案】B
【解析】
【详解】A、水分的跨膜运输方式是自由扩散(或协助扩散),不属于主动运输。干旱时根毛细胞通过调节渗透压,使细胞液浓度高于外界溶液,从而通过渗透作用吸水,而非主动运输吸水。A 错误;
B、液泡膜上的转运蛋白工作时,依赖液泡膜上的Na+/H+浓度梯度提供势能。而H+的浓度梯度是由H+泵(消耗 ATP 的载体蛋白)维持的,因此Na+/H+转运蛋白所需的能量间接来源于ATP 的分解。B 正确;
C、植物细胞积累脯氨酸,会使细胞质基质渗透压升高;但将Na+运入液泡,会使细胞质基质中的Na+浓度降低,从而细胞质基质渗透压降低,液泡内渗透压升高。C 错误;
D、根尖分生区细胞没有大液泡,而成熟区细胞有大液泡。因此二者在盐胁迫时的渗透调节策略不同:成熟区细胞可通过将Na+区隔化到液泡中调节渗透压,分生区细胞则主要通过积累脯氨酸等有机物调节。D错误。
5. R基因会增大染色体互换发生在H/h基因与另一对基因M1/M2之间区域的概率。下图为某男性的一个初级精母细胞减数分裂图像(此细胞未发生互换),下列说法错误的是( )
A. 该男性个体精巢中的次级精母细胞中,H基因的数目共包含三种可能
B. 该男性个体经过减数分裂产生的配子中,HM1和hM2的占比相等
C. 仅考虑图中所示几对基因,该细胞不会在减数分裂Ⅰ后期发生基因重组
D. 若R基因突变为R∗,但未导致该细胞发生互换,则R∗对R为显性
【答案】D
【解析】
【详解】A、因为减数第一次分裂同源染色体彼此分离,所以次级精母细胞中H基因的数目可能为0(只有h)、1(若发生互换)、2(没有互换)共三种可能,A正确;
B、该男性的染色体连锁关系为H−M1、h−M2,无论是否发生交叉互换,产生的亲本型配子中HM1和hM2的数量始终相等,因此二者占比相等,B正确;
C、仅考虑图中所示几对基因,该细胞未发生互换,H/h基因与基因M1/M2之间连锁,不会在减数分裂Ⅰ后期发生基因重组,C正确;
D、互换为小概率事件,R基因突变为R∗未导致互换,不能说明R∗对R为显性,D错误。
6. DNA复制时,解旋酶打开双链形成复制叉,单链结合蛋白(SSB)结合单链以防止复性。某突变型大肠杆菌的SSB与单链结合后不能脱落,导致DNA聚合酶无法向前移动。将该突变型菌与野生型菌分别置于含放射性胸腺嘧啶脱氧核苷酸的培养基中培养,定期检测子代DNA的放射性强度,结果如图。下列分析错误的是( )
A. 培养初期两条曲线均上升,说明突变型菌的DNA复制可以启动
B. 若在培养初期加入解旋酶抑制剂,则野生型菌的放射性强度上升将减缓
C. 突变型菌的子代DNA中,放射性主要集中在较短的DNA片段上
D. 若升温使突变型SSB脱落能力恢复,则该菌体重新突变为野生型
【答案】D
【解析】
【详解】A、初期两者都有放射性掺入,说明复制都能启动,只是后续进程不同,A正确;
B、解旋酶是DNA复制的关键酶,抑制解旋酶会使复制减慢,放射性掺入减少,B正确;
C、突变型 SSB 无法脱落,DNA 聚合酶无法持续向前延伸,新链只能合成较短的片段,所以放射性(标记的新链)主要集中在短片段上,C正确;
D、突变型的根本原因是基因突变,升温只是改变了蛋白质的空间结构,让SSB暂时恢复功能,属于表型恢复,但细菌的 DNA 序列(基因型)并没有改变,因此不是重新突变为野生型,D错误。
7. 帕陶综合征是一种致死率很高的染色体疾病,伴有多种严重的先天性畸形(如多指、并指等)和智力障碍。主要有以下三种类型:①患者的全部体细胞含有3条13号染色体;②患者5%~10%的体细胞有3条13号染色体;③除两条正常的13号染色体外,还有部分13号染色体片段移接到其他染色体上。以下说法错误的是( )
A. ①类型患者是由于亲本减数分裂Ⅰ同源染色体未分离导致的
B. ③类型可能是由染色体发生结构变异中的易位引起
C. 可以通过显微观察染色体的形态和数目初步诊断疾病类型
D. ②类型患者中症状的轻重程度可能与异常细胞的比例有关
【答案】A
【解析】
【详解】A、①类型患者全部体细胞含3条13号染色体,成因可能是亲本减数分裂Ⅰ同源染色体未分离,也可能是减数分裂Ⅱ姐妹染色单体分离后移向同一极,产生了多一条13号染色体的配子,与正常配子结合发育而来,并非仅由减数分裂Ⅰ同源染色体未分离导致,A错误;
B、③类型出现13号染色体片段移接到其他非同源染色体上的现象,属于染色体结构变异中的易位,B正确;
C、染色体数目变异和染色体结构变异都可通过光学显微镜观察染色体的形态、数目检测,因此可通过该方法初步诊断疾病类型,C正确;
D、②类型为嵌合体,仅部分体细胞含有3条13号染色体,异常细胞占比越高,症状通常越严重,因此症状轻重与异常细胞比例有关,D正确。
8. 冬季户外项目运动员常穿着“温控运动服”进行训练与比赛,同时长期冷暴露可诱导机体棕色脂肪组织活化,通过非战栗产热提升耐寒能力。下列相关叙述正确的是( )
A. 穿着迅速吸汗的温控服能够减少皮肤汗液残留,减缓蒸发散热,这属于行为性调节
B. 棕色脂肪组织产热不依赖骨骼肌战栗,该过程只受体液调节,而不受神经调节影响
C. 寒冷刺激下机体可通过皮肤血管收缩,皮肤血流量减少等方式使散热小于常温状态
D. 与普通脂肪细胞相比棕色脂肪细胞可将更多能量转化为热能,ATP的生成效率更高
【答案】A
【解析】
【详解】A、体温调节分为自主性调节和行为性调节,其中主动采取行为调整产热、散热的方式属于行为性体温调节,主动穿着温控服减少蒸发散热是人为主动进行的体温调节行为,属于行为性调节,A正确;
B、体温调节的机制为神经-体液调节,棕色脂肪的非战栗产热过程既受甲状腺激素、肾上腺素等的体液调节,也受下丘脑体温调节中枢的神经支配,并非只受体液调节,B错误;
C、寒冷环境下人体与外界温差远大于常温环境,即使机体通过皮肤血管收缩减少血流量来降低散热,整体散热量仍高于常温状态(体温稳定时产热等于散热,寒冷时产热增多,因此散热量也更大),C错误;
D、细胞呼吸释放的能量一部分储存到ATP中,其余以热能形式散失,棕色脂肪细胞将更多能量转化为热能,意味着储存在ATP中的能量占比更低,ATP生成效率更低,D错误。
9. 部分人乘坐交通工具时,前庭器官感受器受到过度刺激,可通过反射最终作用于相关平滑肌和骨骼肌引发晕车呕吐。该反射的神经中枢位于脑干。现利用正常反射弧进行实验,在下图中B位点施加两种阻断剂(甲和乙),并在不同点给予适宜强度的刺激,检测相应指标结果如下:下列叙述错误的是( )
A. 实验Ⅰ中的呕吐现象不需要大脑皮层的参与,属于非条件反射
B. 根据实验结果可推测表中①~④的结果依次为+、+、+、−
C. 实验Ⅰ和Ⅲ的现象体现了兴奋在神经纤维上的传导是双向的
D. 降低细胞外溶液的钠离子浓度,则测得的电位变化会减弱
【答案】A
【解析】
【详解】A、实验Ⅰ是刺激A点(传出神经)引发的呕吐现象,没有经过完整的反射弧,所以不属于反射,A错误;
B、实验Ⅰ中,B点施加甲阻断剂,刺激A点,C有电位变化,说明甲不阻断兴奋在神经纤维上的传导,实验Ⅱ中,B点施加乙阻断剂,刺激A点,C无电位变化,说明乙阻断兴奋在神经纤维上的传导,实验Ⅲ中,B点施加甲阻断剂,刺激C点,兴奋可向中枢方向传导,经过B点(甲不阻断传导)到达A点,因此②为+,兴奋也可以通过传出神经传到效应器,会出现呕吐现象,因此①为+,实验Ⅳ中,B点施加乙阻断剂,刺激C点,兴奋无法通过B点(乙阻断传导)向中枢方向传导,因此A点无电位变化,④为-,但兴奋可以向效应器方向传导,因此仍会发生呕吐,③为+,所以①~④依次为+、+、+、-,B正确;
C、实验Ⅰ中刺激A点,在C点能检测到电位变化,实验Ⅲ中刺激C点,在A点能检测到电位变化,这体现了兴奋在神经纤维上的传导是双向的,C正确;
D、动作电位是由钠离子内流引起的,降低细胞外溶液的钠离子浓度,会使钠离子内流的量减少,那么测得的电位变化会减弱,D正确。
10. MHC为主要组织相容性复合体,它通过提取呈递抗原帮助免疫系统识别“自我”与“非我”,下图是关于MHCI和MHCⅡ分子的抗原处理路径,有关说法正确的是( )
A. 此过程可发生在树突状细胞、T细胞等抗原呈递细胞中
B. 两类MHC分子结合的抗原肽均需在溶酶体中被降解产生
C. 器官移植时,免疫细胞能识别出MHC不同而引起攻击
D. 在呼吸道上皮细胞内合成的流感病毒衣壳蛋白属于外源性抗原
【答案】C
【解析】
【详解】A、高中阶段所学的抗原呈递细胞包括树突状细胞、B细胞,T细胞不属于抗原呈递细胞,因此该抗原呈递过程不会发生在T细胞中,A错误;
B、由图可知,只有MHCⅡ结合的外源性抗原肽是在囊泡(溶酶体)中降解产生的;MHCⅠ结合的内源性抗原肽是由细胞质中蛋白酶体降解产生,并非都在溶酶体降解,B错误;
C、MHC的功能是帮助免疫系统区分“自我”和“非我”,器官移植时,供体细胞的MHC与受体MHC不同,受体免疫细胞会识别该差异,进而发起免疫攻击(免疫排斥),C正确;
D、外源性抗原是细胞外来源的抗原,内源性抗原是细胞自身内产生的抗原;流感病毒衣壳蛋白是在宿主呼吸道上皮细胞内合成的,属于内源性抗原,D错误。
11. 在一些干旱地区,河流并非全年持续有水,雨季形成暂时性洪流,旱季则完全断流。这种周期性的洪水塑造了一个短暂但生命繁盛的“脉冲式”生物群落。下列有关叙述中错误的是( )
A. 洪水期鸟类迁入率增加是其种群数量变化的主要原因
B. 物种组成的周期性变化体现了生物群落的季节性特征
C. 该河流中优势种的种群数量变化会对群落物种丰富度产生影响
D. 洪水期鱼类种群数量变化曲线符合理想环境中的“J”形增长
【答案】D
【解析】
【详解】A、洪水期该区域水源、食物等资源大幅增加,适宜鸟类栖息生存,鸟类大量迁入,迁入率升高是该时期鸟类种群数量变化的主要原因,A正确;
B、群落的季节性是指群落的物种组成、外貌结构随季节发生规律性变化的特征,该区域雨季、旱季周期性交替导致物种组成发生周期性变化,体现了生物群落的季节性特征,B正确;
C、优势种是对群落结构和群落环境形成有明显控制作用的物种,其种群数量变化会影响其他物种的生存环境,进而对群落的物种丰富度产生影响,C正确;
D、“J”形增长的前提是食物和空间充裕、气候适宜、无天敌等理想环境,洪水期持续时间短,且资源、空间有限,鱼类种群增长会受到环境阻力限制,不符合“J”形增长的条件,D错误。
12. 某地下暗湖生态系统的能量输入主要依赖由地表汇入的落叶等外源性有机碎屑,其中营养级A的能量来源包含有机碎屑和微生物。研究人员对其能量流动情况进行了定时定量分析,相关数据如下[单位:J/(m2·day)]:据此分析下列说法错误的是( )
A. 微生物同化量中用于自身生长、发育、繁殖的能量为593J/(m2·day)
B. 营养级A较高的呼吸消耗会导致该营养级中生物生长缓慢
C. 该生态系统的总能量主要来自其中生产者同化的太阳能
D. 该系统中的大部分能量储存在未利用的有机物当中
【答案】C
【解析】
【详解】A、微生物同化量等于呼吸消耗加上用于自身生长、发育和繁殖的能量,结合表格数据,计算可得微生物用于自身生长发育繁殖的能量为593J/(m²·day),A正确;
B、若营养级A较高比例的能量用于呼吸消耗,那么流向用于生长发育繁殖的能量就会减少,进而导致该营养级的生物生长缓慢,B正确;
C、由题干可知,该地下暗湖生态系统的能量输入主要依赖由地表汇入的落叶等外源性有机碎屑,而非主要来自该生态系统内生产者同化的太阳能,C错误;
D、结合表中数据分析,该系统中大部分能量储存在未利用的有机物当中,D正确。
13. 在单克隆抗体制备过程中,融合处理的小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞需要在HAT选择培养基中进行筛选。HAT培养基含有的氨基蝶呤(A)可阻断细胞周期中DNA的从头合成途径。细胞还可通过补救合成途径合成DNA,该途径需要次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)等酶的参与。已知实验用的骨髓瘤细胞缺乏HGPRT,而B淋巴细胞含有该酶。下列相关叙述错误的是( )
A. B淋巴细胞由于分化程度较高,在培养时不能持续分裂增殖而逐渐淘汰
B. 骨髓瘤细胞由于缺乏HGPRT,在氨基蝶呤存在的条件下不具有细胞周期
C. HAT培养基中选择出的杂交瘤细胞产生的抗体即为高纯度的单克隆抗体
D. 在HAT培养基中,无法进行DNA合成的细胞将停滞于分裂间期某一阶段
【答案】C
【解析】
【详解】A、B淋巴细胞属于高度分化的动物细胞,分化程度高,体外培养时不具备无限增殖的能力,会逐渐死亡被淘汰,A正确;
B、骨髓瘤细胞缺乏HGPRT,无法通过补救合成途径合成DNA,而HAT培养基中的氨基蝶呤阻断了DNA从头合成途径,骨髓瘤细胞无法合成DNA进行增殖,因此不具有细胞周期,B正确;
C、HAT培养基筛选出的杂交瘤细胞是能够存活增殖的融合细胞,但这类细胞可能分泌多种不同的抗体,还需要进一步进行克隆化培养和专一抗体检测,筛选出能分泌所需特异性抗体的杂交瘤细胞,经扩大培养后才能获得高纯度的单克隆抗体,C错误;
D、DNA的合成发生在细胞分裂间期的S期,若细胞无法进行DNA合成,将无法完成间期的物质准备,停滞于分裂间期的对应阶段,D正确。
14. 下列关于体细胞核移植技术的叙述,正确的是( )
A. 对MⅡ期的卵母细胞进行去核时,要注意不要破坏其纺锤体结构避免细胞损伤
B. 可将整个供体细胞注入去核卵母细胞,以避免供体细胞的细胞核被破坏
C. 可以使用物理或化学方法激活重构胚,如:电刺激、Ca2+载体、乙醇、蛋白酶等
D. 经过体细胞核移植所培育的克隆动物,是对体细胞供体动物的100%复制
【答案】B
【解析】
【详解】A、MⅡ期卵母细胞的染色体附着在纺锤体上,且和纺锤体共同位于第一极体附近,去核操作的目的就是去除卵母细胞自身的遗传物质(需连同纺锤体、染色体共同去除),不需要保留纺锤体结构,A错误;
B、将整个供体细胞直接注入去核卵母细胞,可省去分离提取供体细胞核的步骤,避免分离操作对供体细胞核结构的破坏,能提升核移植的成功率,B正确;
C、激活重构胚的化学试剂包括Ca2+载体、乙醇、蛋白酶合成抑制剂等,蛋白酶会催化细胞内蛋白质水解,无法用于重构胚激活,C错误;
D、克隆动物的细胞核遗传物质来自体细胞供体动物,但细胞质遗传物质来自提供卵母细胞的个体,同时生物性状还会受环境因素影响,因此不是对供体动物的100%复制,D错误。
15. 近年来,人工智能(AI)技术在蛋白质工程领域的应用极大地推动了相关研究进程。AlphaFld作为典型的AI计算工具,可根据氨基酸序列精准预测蛋白质的三维结构;PrteinMPNN是一种基于深度学习的蛋白质序列设计模型,能依据给定的蛋白质三维结构,设计出可折叠形成该结构的氨基酸序列。下列相关叙述错误的是( )
A. 蛋白质能够折叠形成特定的原始结构,其所需的关键信息已编码在氨基酸序列中
B. 用PrteinMPNN设计的跨膜蛋白的氨基酸序列,必然同时含有疏水氨基酸和亲水氨基酸
C. 对于AlphaFld设计的氨基酸序列,可利用PrteinMPNN进行蛋白质结构预测与筛选
D. 在蛋白质工程中改造原有基因或合成新基因以获得目标蛋白质,需借助基因工程技术
【答案】C
【解析】
【详解】A、蛋白质的氨基酸序列是其一级结构,一级结构决定蛋白质的空间结构,蛋白质折叠形成特定结构所需的关键信息确实编码在氨基酸序列中,A正确;
B、跨膜蛋白的跨膜区域位于磷脂双分子层的疏水区,该部分由疏水氨基酸组成,暴露在细胞膜内外两侧的区域需要接触水溶性环境,由亲水氨基酸组成,因此其氨基酸序列必然同时含有疏水和亲水氨基酸,B正确;
C、根据题干信息,AlphaFld的功能是根据氨基酸序列预测蛋白质三维结构,PrteinMPNN的功能是依据给定三维结构设计对应氨基酸序列,蛋白质结构预测是AlphaFld的功能,不是PrteinMPNN的功能,C错误;
D、蛋白质工程本质是第二代基因工程,改造或合成新的目的基因后,都需要借助基因工程技术将目的基因导入受体细胞,才能表达获得目标蛋白质,D正确。
二、选择题:本题共5小题,每小题3分,共15分。在每小题给出的四个选项中,有一项或多项符合题目要求。全部选对得3分,选对但选不全得1分,有选错得0分。
16. 黑白瓶测氧法是通过测定曝光(白瓶)与遮光(黑瓶)条件下溶解氧的差值,来量化水生浮游生物代谢表现的方法(设瓶中初始溶解氧量为C0,实验后测量黑瓶溶氧量Cb和白瓶溶氧量Cw)。研究人员在某一时间段内选取同一河流的干流岸边缓流区、干流主流区和支流汇口回流区3个检测点处开展黑白瓶实验,测量各处浮游生物的代谢表现。下列说法正确的是( )
A. 浮游生物利用光能将无机物转化为有机物的能力,可以用Cw-Cb表示
B. 不同检测点所呈现出的生物种类差异,体现了群落的水平结构特征
C. 若测得某地区Cw-C0=0,说明此时该地区水体中藻类的光合与呼吸强度相等
D. 支流区的净光合强度高于干流区,可能与其更高的藻密度、水体透明度等有关
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、总光合速率=净光合速率+呼吸速率=Cw-C0+(C0-Cb)=Cw−Cb ,代表浮游生物固定无机物制造有机物的总能力,A正确;
B、同一河流不同区段(岸边、主流、支流)生物种类差异,是不同地段种群分布差异,属于群落水平结构,B正确;
C、Cw−C0=0, 整瓶浮游生物总净光合 = 0,是所有浮游生物群落光合 = 呼吸,不只是藻类,还有浮游动物等,C错误;
D、支流区的藻密度高、水体透明度高,利于光合作用,净光合强度更高,D正确。
故选ABD。
17. 化感作用是植物通过释放化学物质,对其他生物的生长、发育等产生有利或有害影响的现象。为探究入侵植物薇甘菊(Mm)与其邻近植物五爪金龙(Ic)、葛藤(PI)、鸡矢藤(Ps)的种间关系,研究人员用4种植物叶的水提液分别处理4种植物幼苗,60天后计算综合化感指数,结果如图所示。下列实验结论错误的是( )
A. 薇甘菊种内存在较强的化感促进作用,说明其种内竞争较弱,这有利于薇甘菊的入侵扩散
B. 薇甘菊入侵以后,三种相邻植物对环境的适应能力相应改变
C. 鸡矢藤种内竞争最激烈,且与另外3种植物均表现相互抑制,预测其易被竞争性排除
D. 薇甘菊对邻近植物化感抑制作用弱,因此其入侵不会降低当地的生物多样性
【答案】CD
【解析】
【详解】A、该实验中,利用薇甘菊叶水提液处理薇甘菊幼苗这一组的结果可用于研究薇甘菊的种内竞争情况,题图显示,该组化感促进指数较高,说明薇甘菊种内存在较强的化感促进作用,也说明薇甘菊种内竞争较弱,种群内部会释放化学物质促进增长,从而有利于薇甘菊的入侵扩散,A正确;
B、薇甘菊叶水提液对五爪金龙(Ic)、葛藤(PI)的生长都具有一定的化感促进作用,对鸡矢藤(Ps)的生长具有化感抑制作用,说明薇甘菊入侵后,三种相邻植物对环境的适应能力相应改变,B正确;
C、题图中,薇甘菊叶水提液、五爪金龙叶水提液以及鸡矢藤叶水提液都可抑制鸡矢藤的生长,说明鸡矢藤不仅自身种内竞争激烈,种群内部会释放化感抑制物质来抑制生长,还容易被薇甘菊和五爪金龙抑制生长,所以容易被竞争性排除,但对于葛藤而言,虽然鸡矢藤叶水提液可抑制葛藤的生长,但葛藤叶水提液反而可促进鸡矢藤的生长,所以鸡矢藤并非与其他三种植物“均表现相互抑制”,C错误。
D、题图显示,五爪金龙和葛藤都可促进薇甘菊的生长,且薇甘菊对自身也具有较强的化感促进作用,所以薇甘菊入侵后容易快速繁殖、扩散,从而挤占其他植物的生态位,此外,薇甘菊还对鸡矢藤具有抑制作用,所以综合来看,薇甘菊的入侵会降低当地的生物多样性,D错误。
18. 生长素在植物体成熟组织韧皮部筛管中的长距离运输决定于两端生长素浓度差等因素,而生长素进出筛管的短距离运输则需要消耗ATP。根据上述信息,下列关于生长素运输的叙述正确的是( )
A. 植物可以感知并响应环境刺激,通过影响生长素等植物激素的分布来调整生长方向
B. 生长素在成熟组织韧皮部中运输方向是固定的,只能从形态学上端运往形态学下端
C. 成熟组织中生长素的非极性运输和其他有机物在输导组织中的运输可通过筛管进行
D. 阻断高等植物的呼吸作用会影响生长素进出筛管,进而抑制筛管细胞的细胞核分裂
【答案】AC
【解析】
【详解】A、植物具有应激性,能感知环境刺激(如单侧光、重力等),并通过调整生长素的分布来影响生长方向(如向光性、向地性)。题目未直接否定此点,且符合植物激素调节的基本原理,A正确;
B、题目明确指出“生长素在植物体成熟组织韧皮部筛管中的长距离运输决定于两端生长素浓度差”,说明其运输方向由浓度差决定,而非固定的“形态学上端运往形态学下端”(极性运输的特点)。成熟组织中生长素可通过韧皮部进行非极性运输,B错误;
C、在成熟组织中,生长素可以通过输导组织(如筛管)进行非极性运输,有机物的运输也是通过筛管完成的,C正确;
D、阻断呼吸作用会影响ATP供应,进而影响生长素进出筛管(因该过程需消耗ATP),但筛管细胞是高度分化的细胞,无细胞核,不存在细胞核分裂,D错误。
19. 为分离土壤中能分解尿素的细菌并对其进行计数,某生物兴趣小组进行了如下实验操作。下列叙述错误的是( )
A. 除如图所用操作外,也可以使用平板划线法对分解尿素的细菌进行分离和计数
B. 配制培养基时,需先调节pH至中性或弱碱性,后使用干热灭菌箱对其进行灭菌
C. 若在培养基上生长的菌落平均数为130,则10g土样中含有的菌数约为1.3×1010个
D. 由于在计算菌落数时会选择多个平板计算平均数,因此本实验无需设置对照组
【答案】ABD
【解析】
【详解】A、图示为稀释涂布平板法,适用于分离和计数。而平板划线法仅用于分离,无法用于计数,A错误;
B、培养基配制应先调节pH至中性或弱碱性(培养细菌),再进行灭菌, 灭菌方法应为高压蒸汽灭菌(121℃, 15–30 min),而非干热灭菌(适用于玻璃器皿等耐高温干燥物品);筛选分解尿素的细菌,培养基以尿素作为唯一氮源时因尿素高温易分解,应单独过滤除菌后加入已灭菌培养基,B错误;
C、分析可知,菌液稀释了106倍,1g土样中含有的菌数=130/0.1×106 =1.3×109个/mL,则10g土样中含有的菌数约为1.3×1010个,C正确;
D、实验中需设置空白对照(未接种的培养基),以判断培养基是否被污染,D错误。
20. 某XY型性别决定的植物,红花(A)对白花(a)为显性,宽叶(B)对窄叶(b)为显性,相关基因不位于性染色体的同源区域。纯合红花宽叶雌株与纯合白花窄叶雄株杂交,F1均为红花宽叶。F1雌雄植株杂交得F2,其表型及比例为红花宽叶雌株:红花宽叶雄株:红花窄叶雄株:白花宽叶雌株:白花宽叶雄株:白花窄叶雄株=6:3:3:2:1:1.下列叙述正确的是( )
A. 基因B/b位于X染色体上
B. 该植物存在某种性染色体组成的配子致死现象
C. F2红花宽叶雌株共有4种基因型
D. F2红花宽叶植株随机交配,后代中白花窄叶雄株占1/72
【答案】ACD
【解析】
【详解】A、根据题干,两对等位基因不位于性染色体同源区段,F2的表型统计中,雌株全为宽叶,雄株中宽叶:窄叶=(3+1):(3+1)=1:1,宽叶和窄叶的性状表现与性别相关联,因此控制宽叶/窄叶的基因B/b位于X染色体上,A正确;
B、纯合红花宽叶雌株为AAXB XB,纯合白花窄叶雄株为aaXb Y,因此F1基因型为AaXBXb(红花宽叶雌株)、AaXBY(红花宽叶雄株)。正常情况下,F1杂交,对于A/a基因,F2中红花:白花应为3:1,对于B/b基因,雌株全为XBX-,雄株为XBY:XbY=1:1。按正常配子计算,F2各表型比例应为红花宽叶雌株:红花宽叶雄株:红花窄叶雄株:白花宽叶雌株:白花宽叶雄株:白花窄叶雄株= (3/4×1/2):(3/4×1/4):(3/4×1/4):(1/4×1/2):(1/4×1/4):(1/4×1/4)= 6:3:3:2:1:1,与题干给出的比例一致,说明不存在配子致死,B错误;
C、分析F2红花宽叶雌株的基因型:A/a有AA、Aa两种基因型,B/b有XBXB、XBXb两种基因型,因此组合后共有2×2=4种基因型,分别为AAXBXB、AAXBXb、AaXBXB、AaXBXb,C正确;
D、F2红花宽叶植株中,雌株的基因型及比例为AAXBXB:AAXBXb:AaXB XB:AaXBXb=1:1:2:2,即A的基因频率为2/3,a的基因频率为1/3;产生雌配子中,XB占3/4,Xb占1/4。雄株的基因型及比例为AAXBY:AaXBY=1:2,A的基因频率为2/3,a为1/3;雄配子中XB占1/2,Y占1/2。后代要得到白花窄叶雄株,基因型为aaXb Y,需要母本提供Xb,父本提供Y,同时双方都提供a基因,因此白花窄叶雄株的概率=(1/3)×(1/4)×(1/3)×(1/2)= 1/72,D正确。
三、非选择题:本题共5小题,共55分。
21. 光合作用是地球上最重要的生物化学反应之一。下图表示水稻叶片细胞中光合作用及其相关代谢过程的部分示意图。请回答下列问题:
(1)光合作用过程中,光反应阶段产生的_____________用于暗反应中C3的还原,该还原过程发生在叶绿体的_________中。
(2)Rubisc酶可催化CO2与C5结合的羧化反应,也可催化O2与C5结合的加氧反应(光呼吸)。据图分析,气孔开放会通过影响___________(填物质)的供应,促进Rubisc酶的__________(填“羧化”或“加氧”)反应。
(3)光作为一种____________,影响、调控植物生长、发育的全过程,例如_________________、_________________等生命活动都会受到光的调控。
(4)将一株水稻放置于密闭的透明玻璃罩内,给予适宜光照,该植株光呼吸强度逐渐_________________(填“增强”或“减弱”),原因是________________。此装置内实际光合作用的强度可表示为呼吸作用强度与__________的强度之和。
【答案】(1) ①. ATP和NADPH ②. 基质
(2) ①. CO2 ②. 羧化
(3) ①. 信号 ②. 植物的向光性生长 ③. 种子萌发
(4) ①. 增强 ②. 光合作用消耗CO2,使密闭容器内CO2浓度降低,O2浓度升高,Rubisc酶更多与O2结合催化加氧反应,光呼吸增强 ③. 光呼吸速率、净光合作用
【解析】
【小问1详解】
光合作用包括光反应和暗反应两个阶段,光反应阶段产生ATP和NADPH,这些物质用于暗反应中C3的还原,暗反应过程发生在叶绿体的基质中。
【小问2详解】
由图可知,气孔开放会影响CO2的供应,因为Rubisc酶可催化CO2与C5结合的羧化反应,也可催化O2与C5结合的加氧反应(光呼吸),所以气孔开放通过影响CO2的供应,促进Rubisc酶的羧化反应。
【小问3详解】
光作为一种信号,影响、调控植物生长、发育的全过程。例如植物的向光性生长、种子萌发等生命活动都会受到光的调控。
【小问4详解】
将水稻置于密闭透明玻璃罩内,给予适宜光照,光呼吸强度逐渐增强,原因是光合作用消耗CO2,使密闭容器内CO2浓度降低,O2浓度升高,Rubisc酶更多与O2结合催化加氧反应,光呼吸增强。此装置内实际光合作用的强度可表示为呼吸作用强度与光呼吸速率、净光合作用的强度之和。
22. 表观遗传调控是真核生物基因表达调控的重要方式,m6A甲基化是mRNA上常见的表观修饰,其调控机制与细胞增殖、分化密切相关,异常的m6A甲基化修饰常伴随肿瘤等疾病的发生。下图为m6A甲基化调控基因表达的简化机制图,miR-21是起调节作用的非编码小RNA。请结合图示和所学知识,回答下列问题:
(1)真核生物基因表达过程中,转录的主要场所是______________,催化该过程的酶是______________;mRNA的m6A甲基化修饰发生在碱基上,该修饰______________(填“会”或“不会”)改变mRNA的碱基序列。
(2)若某基因转录的mRNA发生m6A甲基化修饰,与未修饰时相比,该基因编码的蛋白质含量会______________(填“增加”“减少”或“不变”),结合图中信息从翻译调控的角度分析原因:___________。
(3)研究发现,某肿瘤细胞中METTL3酶的表达量显著升高,基于上述调控机制,结合肿瘤细胞的增殖特点,请提出两种抑制肿瘤细胞增殖的合理思路:①____________;②________________。
【答案】(1) ①. 细胞核 ②. RNA聚合酶 ③. 不会
(2) ①. 增加 ②. 甲基化的mRNA更易与YTHDF1蛋白结合,促进翻译
(3) ①. 抑制METTL3酶的活性 ②. 抑制YTHDF1蛋白的功能
【解析】
【小问1详解】
真核生物基因表达过程中,转录主要发生在细胞核中,催化转录过程的酶是RNA聚合酶;因为m6A甲基化修饰是在碱基上进行的化学修饰,并非改变碱基的种类或排列顺序,所以该修饰不会改变mRNA的碱基序列。
【小问2详解】
由图可知,未甲基化的mRNA可结合miR-21,进而使翻译抑制或降解,而甲基化的mRNA可结合YTHDF1蛋白,从而促进翻译,当某基因转录的mRNA发生m6A甲基化修饰时,与未修饰时相比,该mRNA更易与YTHDF1蛋白结合,促进翻译过程,所以该基因编码的蛋白质含量会增加。
【小问3详解】
由于肿瘤细胞中METTL3酶表达量显著升高,会使mRNA甲基化水平升高,进而促进翻译,加快细胞增殖。基于此,抑制肿瘤细胞增殖的合理思路有:①抑制METTL3酶的活性,这样能降低mRNA甲基化水平,减少翻译过程,从而抑制肿瘤细胞增殖;②抑制YTHDF1蛋白的功能,使甲基化的mRNA无法与YTHDF1蛋白正常结合来促进翻译,达到抑制肿瘤细胞增殖的目的。
23. 神经递质的受体不仅位于突触后膜,还可以位于突触前膜。下图中,位于突触前膜的D2受体与释放到间隙的多巴胺结合后,会抑制钙离子通道的活动。结合所学知识回答下列问题:
注:→表示促进,⊣表示抑制。
(1)多巴胺与突触后膜受体结合并发挥作用的过程,发生了__________的信号转化;而与突触前膜受体结合会_____________(填“增加”或“减少”)多巴胺的释放,这一过程实现了对神经递质释放的_____________调节。多巴胺与前、后膜受体结合并发挥作用后,通常会_________________,上述机制的生理意义是_____(针对突触后膜和突触前膜答出两点)。
(2)科研团队发现,D2受体不仅是“化学感应器”,还能直接感受动作电位的电压变化:高频动作电位可直接激活部分D2受体,快速抑制钙离子通道;低频动作电位对D2受体的电压刺激较弱,主要依赖化学结合途径。D2受体上的第131位天冬氨酸(D131)是其感受电压的位点。
根据上述信息,设计实验验证“缺失D131会使D2受体感受电压的能力减弱”,请补全下方设计思路和预期结果。
①实验分组:准备两组实验小鼠,A组为普通小鼠,B组为基因敲除小鼠,需要敲除D2受体基因上_________________个核苷酸对,使D2受体结构改变,其与多巴胺结合的能力_________________(填“受”或“不受”)影响。
②给予多巴胺神经元__________(填“高频”或“低频”)电刺激,记录并比较两组小鼠多巴胺释放规律。
③预期结果:给予刺激后,两组小鼠多巴胺的释放量均先增加,并且______________组小鼠多巴胺的释放量先减少,而另一组的释放量滞后减少。
【答案】(1) ①. 化学信号→电信号 ②. 减少 ③. 负反馈 ④. 被灭活(或降解或回收) ⑤. 对突触前膜,负反馈维持了突触间隙多巴胺含量的稳定;对突触后膜,避免多巴胺持续作用突触后膜,导致突触后神经元持续兴奋
(2) ①. 3 ②. 不受 ③. 高频 ④. A
【解析】
【小问1详解】
多巴胺作为化学信号,与突触后膜受体结合后引发突触后膜电位变化,信号转化为化学信号→电信号。
突触前膜D2受体结合多巴胺后抑制钙离子通道,而钙离子促进多巴胺释放,因此多巴胺与突触后膜受体结合后多巴胺释放会减少;该过程是产物(多巴胺)反过来抑制自身的释放,属于负反馈调节。神经递质发挥作用后通常会被灭活(降解或回收),避免持续起作用。该机制的意义:对突触前膜,负反馈维持了突触间隙多巴胺含量的稳定;对突触后膜,避免多巴胺持续作用突触后膜,导致突触后神经元持续兴奋。
【小问2详解】
1个氨基酸对应基因中1个密码子的编码序列,一个密码子含mRNA上3个碱基,对应DNA双链中3个核苷酸对;实验的自变量是D2受体感受电压的能力,因此需要保证D2受体与多巴胺结合的能力不受影响,排除无关变量干扰。
根据题干信息,高频动作电位依赖D2受体的电压感受功能,低频动作电位主要依赖化学结合途径,因此要验证电压感受能力,需给予高频电刺激。A组是正常小鼠,D2受体感受电压的能力正常,高频刺激后可快速激活D2受体抑制钙离子通道,因此多巴胺释放量会先减少;B组缺失D131,电压感受能力减弱,抑制作用出现晚,因此释放量滞后减少,符合实验预期。
24. 我国部分近海海域夏季因富营养化频发赤潮,赤潮中包含多种喜温且含毒素的有害藻类。有害藻类大量死亡后,其遗体分解过程会消耗水体中大量溶解氧,进而形成鱼虾难以生存的“死亡区”。为缓解该问题,科研团队提出“人工上升流”方案:借助管道系统,将深层低温、低溶解氧且富含硅酸盐等营养盐的海水送至光照充足的表层。硅酸盐利于原本处于竞争弱势的无毒硅藻繁殖,而硅藻可作为多种水生动物的优质饵料。据此分析并回答下列问题:
(1)海洋深层的低温环境作为_______________(填“密度”或“非密度”)制约因素,提高了有害藻类的_______________,从而直接降低其种群密度;调查有害藻类种群密度的变化情况,可采用_______________的方法。
(2)“人工上升流”方案将沉积在深层的硅酸盐等营养盐重新纳入生物群落,这主要体现了生态工程的_____________原理。“死亡区”经人工治理恢复过程中,该海域发生了____________演替,说明人类活动与群落演替的关系为______________________。
(3)人工上升流也能改善水体溶氧量低的问题,试从溶解氧的“来源”和“去路”两方面分析原因:_____________。
(4)在深层海水抽取过程中还需注意监测上升流中的_____________(答出两种),以反映可能发生的生物富集现象。
【答案】(1) ①. 非密度 ②. 死亡率 ③. 抽样检测
(2) ①. 循环 ②. 次生 ③. 人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行
(3)一方面,硅藻大量繁殖,通过光合作用产生氧气,增加水体溶氧量;另一方面,有害藻类的繁殖受抑制,其死亡后被微生物分解的耗氧过程大幅减少
(4)有害元素或难以降解的化合物
【解析】
【小问1详解】
温度对种群密度的影响强度与种群密度无关,属于非密度制约因素。由题干信息可知,有害藻类适于在温暖的环境中生长,所以低温环境会提高有害藻类的死亡率,从而降低其种群密度。藻类生活在水体中,且藻类普遍体积较小、密度较大,所以调查有害藻类种群密度的变化情况,可采用抽样检测法。
【小问2详解】
由题干信息中的描述可知,沉积在深层的硅酸盐等营养盐相当于生物在之前的生命活动中形成的废弃物,而“人工上升流”方案是将水体中生物无法自主利用的物质通过人工方式送回浅水区(即光照充足的海水表层),相当于“废物回收利用”过程,所以主要体现了生态工程的循环原理。“死亡区”虽然是鱼虾难以生存的区域,但其仍保留有基本的环境条件,所以在人工治理恢复的过程中,该区域发生的是次生演替,这说明人类活动往往使群落演替按照不同于自然演替的方向和速度进行。
【小问3详解】
水体中,溶解氧的来源主要是藻类的光合作用产生的氧气,溶解氧的去路包括水中好氧细菌对各种生物遗体的分解作用,所以从溶解氧的来源来看,人工上升流有利于硅藻大量繁殖,硅藻通过光合作用产生氧气,增加水体的溶氧量;从溶解氧的去路来看,人工上升流可提高有害藻类的死亡率,使好氧微生物减少对有害藻类遗体的分解,从而减少这些微生物的耗氧量,最终改善水体溶氧量低的问题。
【小问4详解】
生物富集现象与环境中的有毒有害元素以及难以降解的化合物等有关,所以在深层海水抽取过程中,若要通过检测上升流中的某些物质反映可能发生的生物富集现象,应检测的是有害元素(如重金属元素等)或难以降解的化合物。
25. 人凝血因子Ⅶ(FⅦ)是肝细胞分泌的单链糖蛋白酶原,对于血小板减少等病症具有良好的治疗效果。利用家兔乳腺生物反应器表达重组FⅦ,具有产量高、成本低的优势。pBC1质粒(图1)带有山羊β-酪蛋白基因的部分序列,帮助外源基因在乳腺上皮细胞中表达。结合图示,回答下列问题:
(1)用限制酶Xh Ⅰ切割pBC1质粒和FⅦ基因后,需用_____________酶连接两者。连接前用碱性磷酸酶去除载体游离的磷酸基团,可防止_______;FⅦ基因的磷酸基团保留,则构建重组载体时生成了_____________个磷酸二酯键,后续借助受体细胞的DNA修复机制补齐缺口。获得的重组质粒中,目的基因的接入方向_____________(填“唯一”或“不唯一”)。
(2)重组质粒pBC1-FⅦ扩增后,经Sal Ⅰ和Nt Ⅰ双酶切得到目标DNA片段,纯化后备用。对成年未发情的母兔注射_____________进行超数排卵,与正常公兔配种后收集受精卵。将纯化的目标DNA通过_____________技术注入受精卵,早期胚胎经胚胎移植后,由受体母兔产下转基因兔。检测转基因兔染色体是否插入FⅦ基因,可采用__________(填检测方法)。
(3)β-酪蛋白是哺乳动物乳腺上皮细胞特异性表达的蛋白质,pBC1质粒中,来自山羊的_____________序列是外源基因在乳腺上皮细胞中正确转录的必要条件。pBC1质粒上的β-酪蛋白外显子无起始密码子编码序列,而FⅦ基因含起始密码子编码序列。由此推测,转基因雌兔乳腺上皮细胞中表达的蛋白质可能有_____________。
A.山羊的β-酪蛋白 B.FⅦ C.转基因兔的兔源β-酪蛋白
(4)FⅦ基因随机整合到家兔基因组,转入的外源基因的数量即基因拷贝数无法控制。用抗原—抗体杂交技术鉴定乳汁中的FⅦ含量(条带宽窄、深浅与蛋白质含量正相关),实验结果如图2所示。应该选择__________(填转基因兔编号)生产FⅦ;乳汁FⅦ含量与基因拷贝数_________(填“有”或“没有”)明显相关性。
【答案】(1) ①. DNA连接酶 ②. 载体自身环化或载体之间相连接 ③. 两 ④. 唯一
(2) ①. 促性腺激素 ②. 显微注射 ③. DNA 分子杂交技术(或PCR)
(3) ①. β-酪蛋白基因启动子和终止子 ②. BC
(4) ①. 转基因兔3 ②. 没有
【解析】
【小问1详解】
限制酶切割后,载体和目的基因的连接需要用 DNA 连接酶连接两个DNA片段,形成磷酸二酯键;碱性磷酸酶去除载体游离的磷酸基团后,载体自身无法形成磷酸二酯键,可防止载体自身环化或载体之间连接;载体的两条链都无游离磷酸基团,目的基因的两条链保留磷酸基团,因此每条链各形成1个磷酸二酯键,共生成2个;载体去磷酸化后,只有目的基因的磷酸基团能与载体的羟基连接,因此目的基因的接入方向是唯一的;
【小问2详解】
对母兔注射促性腺激素可促进其超数排卵,获得更多卵母细胞;将纯化的目标 DNA 片段注入受精卵的常用方法是显微注射技术;检测转基因兔染色体是否插入目的基因,可采用 PCR 或 DNA 分子杂交技术,通过特异性探针检测目的基因的存在;
【小问3详解】
启动子是 RNA 聚合酶结合的位点,终止子终止转录,二者是外源基因在乳腺上皮细胞中正确转录的必要条件,pBC1质粒中,含有β-酪蛋白基因启动子和终止子;
A:pBC1 质粒上的山羊 β- 酪蛋白外显子无起始密码子,无法合成山羊的 β- 酪蛋白,A错误;
B :FⅦ基因含起始密码子,可被转录翻译为FⅦ蛋白,B正确;
C :转基因兔自身的兔源 β- 酪蛋白基因正常表达,因此细胞中仍会合成兔源 β- 酪蛋白,C正确。
故选BC。
【小问4详解】
根据图 2,条带3最宽最深,说明转基因兔3的乳汁中FⅦ含量最高,应选择其生产FⅦ;
对比条带可知,拷贝数2~8的转基因兔3的FⅦ含量高于拷贝数20~30的转基因兔2、4,说明乳汁FⅦ含量与基因拷贝数没有明显相关性。实验组别
B点施加阻断剂种类
施加刺激点
是否呕吐
电位变化检测点
是否有电位变化
Ⅰ
甲
A
+
C
+
Ⅱ
乙
A
−
C
−
Ⅲ
甲
C
①
A
②
Ⅳ
乙
C
③
A
④
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