考點(diǎn)一　基因在染色體上的假說與證據(jù)
2.摩爾根果蠅雜交實(shí)驗(假說—演繹法)(1)果蠅的雜交實(shí)驗——問題的提出
(2)假設(shè)解釋——作出假設(shè)①假設(shè):控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上,Y染色體上無相應(yīng)的等位基因。②對雜交實(shí)驗的解釋(如圖):
(3)測交驗證:親本中的白眼雄蠅和F1中的紅眼雌蠅交配→子代中紅眼雌蠅∶白眼雌蠅∶紅眼雄蠅∶白眼雄蠅=　　　　　　。繼而又用白眼雌蠅和野生紅眼雄蠅雜交,子代中　　　　　 　　　　=1∶1。?(4)結(jié)論:控制果蠅紅眼、白眼的基因只位于X染色體上→基因位于染色體上。3.基因與染色體的關(guān)系:一條染色體上有　　　　　　基因,基因在染色體上呈　　　　排列。?
摩爾根的假說—演繹過程拓展1.提出假說,進(jìn)行解釋
2.演繹推理,驗證假說摩爾根依次做了實(shí)驗一和實(shí)驗二之后提出假說1,從而合理地解釋了實(shí)驗一和實(shí)驗二。為了驗證假說,摩爾根設(shè)計了多個新的實(shí)驗,其中有一組實(shí)驗最為關(guān)鍵,即白眼雌果蠅與純合紅眼雄果蠅交配,最后實(shí)驗的真實(shí)結(jié)果和預(yù)期完全符合,假說1得到了證實(shí)。
練思維·考教銜接[根據(jù)2013全國卷情境設(shè)計]已知果蠅長翅和小翅、紅眼和棕眼各為一對相對性狀,分別受一對等位基因控制,且兩對等位基因位于不同的染色體上。為了確定這兩對相對性狀的顯隱性關(guān)系,以及控制它們的等位基因是位于常染色體上,還是位于X染色體上(表現(xiàn)為伴性遺傳),某同學(xué)讓一只雌性長翅紅眼果蠅與一只雄性長翅棕眼果蠅雜交,發(fā)現(xiàn)子一代中表型及其比例為長翅紅眼∶長翅棕眼∶小翅紅眼∶小翅棕眼=3∶3∶1∶1。
(1)可對兩對相對性狀的顯隱性關(guān)系及其等位基因是位于常染色體上,還是位于X染色體上做出多種合理的假設(shè),其中的兩種假設(shè)分別是翅長基因位于常染色體上,眼色基因位于X染色體上,棕眼對紅眼為顯性;翅長基因和眼色基因都位于常染色體上,棕眼對紅眼為顯性。那么,除了這兩種假設(shè)外,這樣的假設(shè)還有　　　　種。?(2)若已知紅眼為顯性,利用子一代果蠅為實(shí)驗材料設(shè)計實(shí)驗判斷控制果蠅棕眼和紅眼的基因位于常染色體還是X染色體。
提示 選取子代紅眼雌雄果蠅雜交,若子代雌果蠅都是紅眼,雄果蠅有紅眼和棕眼,則控制果蠅棕眼和紅眼的基因位于X染色體。(或選取子代棕眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交,若子代雌果蠅都是紅眼,雄果蠅都是棕眼,則控制果蠅棕眼和紅眼的基因位于X染色體。)
考向一 結(jié)合基因和染色體的關(guān)系,考查生命觀念1.(2024·云南昆明模擬)下列關(guān)于基因和染色體的敘述,錯誤的是(　　)A.體細(xì)胞中成對的等位基因或同源染色體在雜交過程中保持獨(dú)立性B.受精卵中成對的等位基因或同源染色體一半來自母方,另一半來自父方C.減數(shù)分裂時,成對的等位基因或同源染色體彼此分離分別進(jìn)入不同配子中D.雌雄配子結(jié)合形成合子時,非同源染色體上的非等位基因自由組合
解析 等位基因是指位于一對同源染色體的相同位置上、控制相對性狀的基因,同源染色體是指形狀和大小一般都相同,而且一條來自父方、一條來自母方的兩條染色體。體細(xì)胞中成對的等位基因或同源染色體在雜交過程中保持獨(dú)立性,受精卵中成對的等位基因或同源染色體一半來自母方,另一半來自父方,A、B兩項正確;減數(shù)分裂時,成對的等位基因隨同源染色體的彼此分離而分別進(jìn)入不同的配子中,C項正確;減數(shù)分裂形成配子時,非同源染色體上的非等位基因自由組合,D項錯誤。
2.熒光原位雜交(FISH)是利用熒光標(biāo)記的特異DNA片段為探針直接與染色體進(jìn)行雜交,從而將特定的基因在染色體上進(jìn)行定位的現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)。下列敘述正確的是(　　)A.摩爾根利用該技術(shù)證明了基因位于染色體上B.兩條姐妹染色單體最多可以形成2個熒光標(biāo)記的DNA片段C.FISH技術(shù)能夠證明染色體是由基因構(gòu)成的,每條染色體上都有許多基因D.該技術(shù)可以快速準(zhǔn)確地判定控制兩對相對性狀的基因是否遵循自由組合定律
解析 摩爾根利用果蠅雜交實(shí)驗證明了白眼基因位于X染色體上,沒有使用該技術(shù),A項錯誤;兩條姐妹染色單體中含有2個DNA分子,共有4條鏈,所以最多可有4條熒光標(biāo)記的DNA片段,B項錯誤;利用該技術(shù)能夠看到基因的位置,因此可以得出每條染色體上都有許多基因,但是不能證明染色體是由基因構(gòu)成的,C項錯誤;利用該技術(shù)能夠看到基因的位置,因此可以快速準(zhǔn)確地判定控制兩對相對性狀的基因是否遵循自由組合定律,D項正確。
考向二 圍繞摩爾根果蠅雜交實(shí)驗,考查演繹推理能力3.(2023·廣東廣州模擬)摩爾根在果蠅野生型個體與白眼突變體雜交實(shí)驗中發(fā)現(xiàn)了伴性遺傳,下列相關(guān)說法正確的是(　　)A.白眼突變體與野生型個體雜交,F1全部表現(xiàn)為野生型,無法確定白眼基因是否位于X染色體上B.F1自由交配,后代出現(xiàn)性狀分離,白眼全部是雄性,故可推斷“控制眼色的基因位于X染色體非同源區(qū)段,Y染色體上沒有其等位基因”C.摩爾根的實(shí)驗證實(shí)了基因在染色體上呈線性排列D.白眼果蠅與F1個體進(jìn)行測交實(shí)驗,是摩爾根演繹推理的過程
解析 白眼突變體與野生型個體雜交,F1全部表現(xiàn)為野生型,未表現(xiàn)出性狀和性別的聯(lián)系,不能確定白眼基因是否位于X染色體上,A項正確;F1自由交配,后代出現(xiàn)性狀分離,白眼全部是雄性,只能推斷控制眼色的基因不在常染色體上或Y染色體的非同源區(qū)段,要想得出“控制眼色的基因位于X染色體非同源區(qū)段,Y染色體上沒有其等位基因”需要其他證據(jù),控制眼色的基因還有可能位于X、Y染色體的同源區(qū)段,B項錯誤;摩爾根的實(shí)驗證實(shí)了果蠅的白眼基因在X染色體上,不能證明基因在染色體上呈線性排列,C項錯誤;白眼果蠅與F1個體進(jìn)行測交實(shí)驗,是摩爾根實(shí)驗驗證的過程,D項錯誤。
1.伴性遺傳的概念位于　　　　　　上的基因控制的性狀,在遺傳上總是和　　　　　相關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象。?
2.伴性遺傳的類型(1)伴X染色體隱性遺傳——以紅綠色盲為例
(2)伴X染色體顯性遺傳——以抗維生素D佝僂病為例
(3)伴Y染色體遺傳——外耳道多毛癥
3.伴性遺傳的應(yīng)用(1)推測后代患病概率,指導(dǎo)優(yōu)生
該夫婦所生男孩均患色盲,女孩正常
該夫婦所生女孩全患病,男孩正常
(2)根據(jù)性狀推斷性別,指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐已知控制雞的羽毛有橫斑條紋的基因只位于Z染色體上,且蘆花(B)對非蘆花(b)為顯性,選育雌雞的雜交實(shí)驗過程及遺傳圖解如下。①選擇親本:選擇非蘆花雄雞和蘆花雌雞雜交。②遺傳圖解。
③選擇子代:從F1中選擇表型為“非蘆花”的個體保留。
鏈高考·前掛后連(1)甲型血友病(HA)是由位于X染色體上的A基因突變?yōu)閍所致,則男患者的女兒一定患HA。[2020·北京卷](　　)(2)一對表型正常的夫妻,夫妻雙方的父親都是紅綠色盲。這對夫妻如果生育后代,則理論上女兒正常,兒子中患紅綠色盲的概率為1/2。[2018·海南卷](　　)(3)甲、乙、丙、丁4個系譜圖依次反映了a、b、c、d四種遺傳病的發(fā)病情況,若不考慮基因突變和染色體變異,那么,根據(jù)系譜圖判斷,可排除由X染色體上隱性基因決定的遺傳病是丁。[2017·海南卷](　　)
1.X、Y染色體非同源區(qū)段基因的遺傳
2.X、Y染色體同源區(qū)段基因的遺傳(1)在X、Y染色體的同源區(qū)段,基因是成對的,存在等位基因,而X染色體的非同源區(qū)段上的基因在雄性個體中不存在等位基因(但在雌性個體中存在等位基因)。
(2)X、Y染色體同源區(qū)段基因的遺傳與常染色體上基因的遺傳相似,但也有差別,如:
3.伴性遺傳中的致死問題(1)配子致死型如X染色體上隱性基因使雄配子(花粉)致死。
(2)個體致死型如X染色體上隱性基因使雄性個體致死。
練思維·考教銜接[根據(jù)2015全國卷情境設(shè)計]等位基因A和a可能位于X染色體上,也可能位于常染色體上,假定某女孩的基因型是XAXA或AA,其祖父的基因型是XAY或Aa,祖母的基因型是XAXa或Aa,外祖父的基因型是XAY或Aa,外祖母的基因型是XAXa或Aa。不考慮基因突變和染色體變異,請回答下列問題。(1)如果這對等位基因位于常染色體上,則女孩的父親基因型可能為　　　　　,此時　　　　(填“能”或“不能”)確定父親傳給女兒的A來自祖輩的哪一個,原因是　 。?(2)如果這對等位基因位于X染色體上,那么該女孩的父親傳給她的XA必然來自女孩的　　　　　(填“祖父”或“祖母”),該女孩又可以將這個XA傳給她的　　　　　　;此外,　　　　　(填“能”或“不能”)確定另一個XA來自外祖父還是外祖母。?
祖父母都有A基因,都可能遺傳給女孩
考向一 圍繞伴性遺傳概念和類型,考查生命觀念1.甲為人類性染色體的掃描電鏡圖,乙為人類性染色體的模式圖。結(jié)合兩圖分析下列說法正確的是(　　)A.位于性染色體上的基因的遺傳總與性別相關(guān)聯(lián)B.XY型性別決定的生物,Y染色體總是比X染色體短小C.位于Ⅱ同源區(qū)中的基因在遺傳時,后代男女性狀表現(xiàn)均一致D.正常情況下,位于Ⅰ、Ⅲ非同源區(qū)中的基因,在體細(xì)胞中可能有其等位基因
解析 XY型性別決定的生物,有些生物(如果蠅)X染色體比Y染色體短小,B項錯誤;位于Ⅱ同源區(qū)的基因在遺傳時,后代男女性狀并不總是一致,如XaXa與XaYA的后代女性為隱性性狀,男性為顯性性狀,C項錯誤;正常情況下,位于Ⅰ非同源區(qū)中的基因,在女性的體細(xì)胞中可能有等位基因,而Y染色體只存在于男性中且只有一條,故位于Ⅲ非同源區(qū)中的基因,在男性體細(xì)胞中不可能有其等位基因,D項錯誤。
2.紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病,抗維生素D佝僂病為伴X染色體顯性遺傳病。若人群中男性紅綠色盲發(fā)病率為P、男性抗維生素D佝僂病發(fā)病率為Q。下列敘述正確的是(　　)A.抗維生素D佝僂病女患者的父親和兒子一定患該病B.人群中女性紅綠色盲發(fā)病率大于P,抗維生素D佝僂病發(fā)病率小于QC.紅綠色盲和抗維生素D佝僂病都屬于人類遺傳病中的單基因遺傳病D.男性紅綠色盲基因只能從母親那里傳來,以后只能傳給自己的兒子
解析 抗維生素D佝僂病女患者,基因型為XDXD或XDXd,若該患者基因型為XDXd,其父親和兒子不一定患該病,A項錯誤;紅綠色盲的遺傳特點(diǎn)之一為男性發(fā)病率高于女性,而抗維生素D佝僂病正好相反,因此人群中女性紅綠色盲發(fā)病率小于P,抗維生素D佝僂病發(fā)病率大于Q,B項錯誤;紅綠色盲為伴X染色體隱性遺傳病,抗維生素D佝僂病為伴X染色體顯性遺傳病,二者都屬于人類遺傳病中的單基因遺傳病,C項正確;男性紅綠色盲基因只能從母親那里傳來,以后只能傳給自己的女兒,D項錯誤。
考向二 圍繞伴性遺傳應(yīng)用,考查科學(xué)思維3.(2023·廣東江門統(tǒng)考)《天工開物》中“今寒家有將早雄配晚雌者,幻出嘉種”,表明我國勞動人民早已擁有培育蠶種的智慧。研究發(fā)現(xiàn),家蠶的性別決定為ZW型,且雄蠶產(chǎn)絲量高于雌蠶,家蠶的虎斑和非虎斑由常染色體上的基因(H/h)控制,卵殼的黑色和白色由基因(B/b)控制。現(xiàn)有一對虎斑黑卵殼家蠶繁殖出若干非虎斑白卵殼和其他類型的蠶。
下列敘述錯誤的是(　　)A.若子代雌蠶均黑卵殼,雄蠶中黑卵殼與白卵殼的比例為1∶1,則卵殼的顏色基因只位于Z染色體上B.若卵殼顏色基因只位于Z染色體上,則H、h與B、b的遺傳遵循基因的自由組合定律C.若卵殼顏色基因只位于Z染色體上,則白卵殼雄蠶與黑卵殼雌蠶的子代在未孵化時即可據(jù)卵殼顏色判斷雌雄D.若F1雌雄家蠶自由交配,則F3中非虎斑雌蠶占1/8
解析 若卵殼的顏色基因只位于Z染色體上,則親本卵殼顏色基因型為ZBW、ZBZb,子代基因型為ZBZB∶ZBZb∶ZBW∶ZbW=1∶1∶1∶1,即子代雄蠶均黑卵殼,雌蠶中黑卵殼與白卵殼的比例為1∶1,A項錯誤;若卵殼顏色基因只位于Z染色體上,而H/h基因位于常染色體上,H、h與B、b位于非同源染色體上,遵循基因的自由組合定律,B項正確;白卵殼雄蠶(ZbZb)與黑卵殼雌蠶(ZBW)的子代為ZBZb和ZbW,雄蠶均為黑卵殼,雌蠶均為白卵殼,在未孵化時即可據(jù)卵殼顏色判斷雌雄,C項正確;F1雌雄家蠶中,配子比例為H∶h=1∶1,無論自由交配幾代均不變,非虎斑家蠶占比為1/2×1/2=1/4,非虎斑雌蠶占比為1/4×1/2=1/8,D項正確。
4.(2023·廣東卷)雞的卷羽(F)對片羽(f)為不完全顯性,位于常染色體,Ff表現(xiàn)為半卷羽;體型正常(D)對矮小(d)為顯性,位于Z染色體。卷羽雞適應(yīng)高溫環(huán)境,矮小雞飼料利用率高。為培育耐熱節(jié)糧型種雞以實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn),研究人員擬通過雜交將d基因引入廣東特色肉雞“粵西卷羽雞”,育種過程見下圖。下列分析錯誤的是(　　)A.正交和反交獲得F1個體表型和親本不一樣B.分別從F1群體Ⅰ和Ⅱ中選擇親本可以避免近交衰退C.為縮短育種時間,應(yīng)從F1群體Ⅰ中選擇父本進(jìn)行雜交D.F2中可獲得目的性狀能夠穩(wěn)定遺傳的種雞
解析 根據(jù)題意可知,正交實(shí)驗親本的基因型是FFZDW、ffZdZd,反交實(shí)驗親本的基因型是ffZdW、FFZDZD,正交實(shí)驗獲得的F1基因型是FfZDZd和FfZdW,反交實(shí)驗獲得的F1基因型是FfZDZd和FfZDW,正交和反交獲得F1個體表型均為半卷羽,與親本表型不同,A項正確。分別從不同的群體選擇親本雜交,可以避免近交衰退,B項正確。為縮短育種時間,應(yīng)從F1群體Ⅰ中選擇母本(基因型為FfZdW),從F1群體Ⅱ中選擇父本(基因型為FfZDZd)進(jìn)行雜交,可以快速獲得FFZdW和FFZdZd的個體,即在F2中可獲得目的性狀能夠穩(wěn)定遺傳的種雞,C項錯誤,D項正確。
5.(2023·山東濟(jì)南模擬)某種雌雄異株的植物有寬葉和狹葉兩種類型;寬葉由顯性基因B控制,狹葉由隱性基因b控制,B和b均位于X染色體上,基因b使雄配子致死。下列說法正確的是(　　)A.若后代全為寬葉雄株個體,則其親本基因型組合為XBXb×XbYB.若后代全為寬葉,雌、雄植株各半,則其親本基因型組合為XBXB×XbYC.若后代全為雄株,寬葉和狹葉個體各半,則其親本基因型組合為XBXb×XBYD.若后代性別比例為1∶1,寬葉個體占3/4,則其親本基因型組合為XBXb×XBY
解析 若后代全為寬葉雄株個體,則其親本基因型組合為XBXB×XbY,A項錯誤;若后代全為寬葉,雌、雄植株各半,則雄性親本能產(chǎn)生Y和X兩種配子,又根據(jù)題意可以知道,基因b使雄配子致死,因此雄性親本的基因型為XBY,后代的雄性植株全是寬葉,雌性親本只產(chǎn)生一種XB配子,因此雌性親本的基因型是XBXB,B項錯誤;若后代全為雄株,寬葉和狹葉個體各半,說明雄性親本只能產(chǎn)生含有Y染色體的配子,雌性親本能產(chǎn)生兩種配子,則其親本基因型組合為XBXb×XbY,C項錯誤;若后代性別比例為1∶1,則雄性親本能產(chǎn)生Y和X兩種配子,又根據(jù)題意基因b使雄配子致死,因此雄性親本的基因型是XBY,后代寬葉與狹葉之比是3∶1,說明雌性親本含有狹葉基因,因此雌性親本的基因型是XBXb,D項正確。
1.(2023·北京卷)純合親本白眼長翅和紅眼殘翅果蠅進(jìn)行雜交,結(jié)果如圖。F2中每種表型都有雌、雄個體。根據(jù)雜交結(jié)果,下列推測錯誤的是(　　)
A.控制兩對相對性狀的基因都位于X染色體上B.F1雌果蠅只有一種基因型C.F2白眼殘翅果蠅間交配,子代表型不變D.上述雜交結(jié)果符合自由組合定律
解析 白眼雌果蠅與紅眼雄果蠅雜交,產(chǎn)生的F1中白眼均為雄性,紅眼均為雌性,說明眼色性狀與性別有關(guān),則控制眼色的基因位于X染色體上,同時說明紅眼對白眼為顯性;長翅與殘翅果蠅雜交,F1中無論雌雄均表現(xiàn)為長翅,說明長翅對殘翅為顯性,F2中無論雌雄均表現(xiàn)為長翅∶殘翅=3∶1,說明控制果蠅翅型的基因位于常染色體上,A項錯誤;若控制長翅和殘翅的基因用A/a表示,控制眼色的基因用B/b表示,則親本的基因型可表示為AAXbXb、aaXBY,二者雜交產(chǎn)生的F1中雌性個體的基因型為AaXBXb,B項正確;親本的基因型可表示為AAXbXb、aaXBY,F1個體的基因型為AaXBXb、AaXbY,則F2白眼殘翅果蠅的基因型為aaXbXb、aaXbY,F2白眼殘翅雌雄果蠅交配子代依然為白眼殘翅,即子代表型不變,C項正確;根據(jù)上述雜交結(jié)果可知,控制眼色的基因位于X染色體上,控制翅型的基因位于常染色體上,可見,上述雜交結(jié)果符合自由組合定律,D項正確。
2.(2022·全國乙卷)依據(jù)雞的某些遺傳性狀可以在早期區(qū)分雌雄,提高養(yǎng)雞場的經(jīng)濟(jì)效益。已知雞的羽毛性狀蘆花和非蘆花受1對等位基因控制,蘆花雞和非蘆花雞進(jìn)行雜交,正交子代中蘆花雞和非蘆花雞數(shù)目相同,反交子代均為蘆花雞。下列分析及推斷錯誤的是(　　)A.正交親本中雌雞為蘆花雞,雄雞為非蘆花雞B.正交子代和反交子代中的蘆花雄雞均為雜合子C.反交子代蘆花雞相互交配,所產(chǎn)雌雞均為蘆花雞D.僅根據(jù)羽毛性狀蘆花和非蘆花即可區(qū)分正交子代性別
解析 雞的性別決定方式是ZW型,公雞的性染色體組成為ZZ,母雞的性染色體組成為ZW,根據(jù)“反交子代均為蘆花雞”可知,蘆花雞為顯性性狀(假設(shè)由A基因控制),則反交的親本基因型為ZAZA×ZaW,正交的親本基因型為ZaZa×ZAW,正交親本中雌雞為蘆花雞,雄雞為非蘆花雞,A項正確;正交子代和反交子代中蘆花雄雞的基因型均為ZAZa,B項正確;反交子代的基因型為ZAZa和ZAW,相互交配后,F2中雌雞的基因型有ZAW和ZaW,一半是蘆花雞,C項錯誤;正交的親本基因型為ZaZa×ZAW,子代中蘆花雞均為雄雞,非蘆花雞均為雌雞,D項正確。
3.(2021·重慶卷)家蠶性別決定方式為ZW型。Z染色體上的等位基因D、d分別控制正常蠶、油蠶性狀,常染色體上的等位基因E、e分別控制黃繭、白繭性狀?，F(xiàn)有EeZDW×EeZdZd的雜交組合,其F1中白繭、油蠶雌性個體所占比例為(　　)A.1/2　　　　　　　　B.1/4C.1/8D.1/16
解析 親本雜交組合為EeZDW×EeZdZd,F1中白繭、油蠶雌性個體(eeZdW)所占的比例為(1/4)×(1/2)=1/8。
1.(必修2第29、30頁正文)薩頓提出了“基因位于染色體上”的假說,摩爾根用實(shí)驗證明了“基因在染色體上”。請思考生物體細(xì)胞中的基因一定都位于染色體上嗎?為什么?提示 不一定。①真核生物的細(xì)胞核基因都位于染色體上,而細(xì)胞質(zhì)基因位于線粒體和葉綠體的DNA上。②原核細(xì)胞中無染色體,原核細(xì)胞的基因在擬核DNA或質(zhì)粒DNA上。2.(必修2第35頁正文)人類的X染色體和Y染色體無論在　　　　　　　 　　　　　　上都不一樣。X染色體比Y染色體　　　　(填“大”或“小”),攜帶的基因　　　(填“多”或“少”),所以許多位于X染色體上的基因在Y染色體上無相應(yīng)的等位基因。?
大小還是攜帶的基因種類和數(shù)量
3.(必修2第32頁“拓展應(yīng)用1”)用白眼雌果蠅和紅眼雄果蠅雜交,通過眼睛顏色可判斷子代果蠅的性別;用白眼雄果蠅和紅眼雌果蠅雜交,通過眼睛顏色卻不能直接判斷子代果蠅的性別,原因是?? 　。?提示 白眼雄果蠅與紅眼雌果蠅雜交,若紅眼雌果蠅為純合子,后代雌雄果蠅均為紅眼;若紅眼雌果蠅為雜合子,則后代雌雄果蠅中均有紅、白眼

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高考生物一輪復(fù)習(xí)第5單元遺傳定律和伴性遺傳第3講基因在染色體上和伴性遺傳課件

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