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1、第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)第二節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)(一一)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo):學(xué)習(xí)目標(biāo):1.舉例說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)舉例說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)2理解能量流動(dòng)的特點(diǎn)及原因理解能量流動(dòng)的特點(diǎn)及原因3明確研究能量流動(dòng)的目的明確研究能量流動(dòng)的目的能力目標(biāo):能力目標(biāo):1.能運(yùn)用能量流動(dòng)的知識(shí)分析相關(guān)能運(yùn)用能量流動(dòng)的知識(shí)分析相關(guān)生態(tài)學(xué)問(wèn)題生態(tài)學(xué)問(wèn)題2發(fā)展讀圖能力和概括能力發(fā)展讀圖能力和概括能力情感目標(biāo):情感目標(biāo):1.通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展觀通過(guò)學(xué)習(xí)培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展觀2加深對(duì)加深對(duì)STS相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)3提高環(huán)境保護(hù)的意識(shí)提高環(huán)境保護(hù)的意識(shí)情景導(dǎo)引情景導(dǎo)引假如某人流落在荒
2、涼的孤島上,只有少假如某人流落在荒涼的孤島上,只有少量玉米和幾只可供宰殺的公雞。為了量玉米和幾只可供宰殺的公雞。為了生存更長(zhǎng)時(shí)間,你會(huì)建議他先吃哪種食物呢?生存更長(zhǎng)時(shí)間,你會(huì)建議他先吃哪種食物呢?核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破知能過(guò)關(guān)演練知能過(guò)關(guān)演練(一)基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理基礎(chǔ)自主梳理一、能量流動(dòng)的概念和作用一、能量流動(dòng)的概念和作用1概念概念生態(tài)系統(tǒng)中能量的生態(tài)系統(tǒng)中能量的_、_和和_的過(guò)程,的過(guò)程,稱為生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。稱為生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)。2作用作用在生態(tài)系統(tǒng)中,各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都需要能量,在生態(tài)系統(tǒng)中,各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都需要能量,能量是維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的能量是維持生態(tài)
3、系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的_。二、能量流動(dòng)的過(guò)程二、能量流動(dòng)的過(guò)程1輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:等于輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:等于_固定太固定太陽(yáng)能的總量。陽(yáng)能的總量。輸入輸入傳遞傳遞散失散失動(dòng)力動(dòng)力生產(chǎn)者生產(chǎn)者2起點(diǎn):從起點(diǎn):從_固定太陽(yáng)能開始。固定太陽(yáng)能開始。3能量流動(dòng)的途徑:能量流動(dòng)的途徑:_和和_。(1)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)中,能量以太陽(yáng)光能生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)中,能量以太陽(yáng)光能生物生物體內(nèi)有機(jī)物中的體內(nèi)有機(jī)物中的_熱能散失的形式變化。熱能散失的形式變化。能量在食物鏈的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中以能量在食物鏈的各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中以_中化學(xué)能中化學(xué)能的形式流動(dòng)。的形式流動(dòng)。(2)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)中能量散失的主要途徑是通生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)中能量散失
4、的主要途徑是通過(guò)食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物本身的細(xì)胞呼吸及分解過(guò)食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物本身的細(xì)胞呼吸及分解者的者的_作用,主要以作用,主要以_形式散失。形式散失。生產(chǎn)者生產(chǎn)者食物鏈?zhǔn)澄镦準(zhǔn)澄锞W(wǎng)食物網(wǎng)化學(xué)能化學(xué)能有機(jī)物有機(jī)物分解分解熱能熱能4能量流動(dòng)的特點(diǎn)能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)單向流動(dòng):能量只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向單向流動(dòng):能量只能從第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向_,再依次流向,再依次流向_。(2)逐級(jí)遞減:能量在沿食物鏈傳遞的過(guò)程中,逐級(jí)遞減:能量在沿食物鏈傳遞的過(guò)程中,每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的_都會(huì)消耗相當(dāng)多都會(huì)消耗相當(dāng)多的能量,由一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的的能量,由一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)傳遞到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量平均約為能量平均
5、約為_。第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物代謝活動(dòng)生物代謝活動(dòng)10%5能量流動(dòng)的模型:如果將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)能量流動(dòng)的模型:如果將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得的能量數(shù)值,由低到高繪制成圖,可形成一級(jí)所得的能量數(shù)值,由低到高繪制成圖,可形成一個(gè)金字塔形,叫做個(gè)金字塔形,叫做_。三、研究能量流動(dòng)的目的三、研究能量流動(dòng)的目的在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣生態(tài)農(nóng)業(yè),研究生態(tài)系統(tǒng)能量流在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中推廣生態(tài)農(nóng)業(yè),研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的規(guī)律,是為了提高生態(tài)系統(tǒng)的動(dòng)的規(guī)律,是為了提高生態(tài)系統(tǒng)的_,使其朝向?qū)θ祟愖钣幸娴姆较蜻M(jìn)行。使其朝向?qū)θ祟愖钣幸娴姆较蜻M(jìn)行。能量金字塔能量金字塔能量轉(zhuǎn)化效率能量轉(zhuǎn)化效率核心要點(diǎn)
6、突破核心要點(diǎn)突破對(duì)能量流動(dòng)的理解對(duì)能量流動(dòng)的理解1能量的輸入能量的輸入(1)生態(tài)系統(tǒng)的能量來(lái)源:太陽(yáng)能。生態(tài)系統(tǒng)的能量來(lái)源:太陽(yáng)能。(2)起點(diǎn):生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者通起點(diǎn):生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是從生產(chǎn)者通過(guò)光合作用固定太陽(yáng)能開始的,因此生態(tài)系過(guò)光合作用固定太陽(yáng)能開始的,因此生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的起點(diǎn)是生產(chǎn)者。統(tǒng)能量流動(dòng)的起點(diǎn)是生產(chǎn)者。(3)輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:全部生產(chǎn)者經(jīng)過(guò)輸入生態(tài)系統(tǒng)的總能量:全部生產(chǎn)者經(jīng)過(guò)光合作用固定的太陽(yáng)能的總量。光合作用固定的太陽(yáng)能的總量。(4)能量流動(dòng)的途徑:食物鏈和食物網(wǎng)。能量的變能量流動(dòng)的途徑:食物鏈和食物網(wǎng)。能量的變化情況是:太陽(yáng)能化情況是:太陽(yáng)能生物體中的
7、化學(xué)能生物體中的化學(xué)能熱能。熱能。因此熱量是能量流動(dòng)的最終歸宿。因此熱量是能量流動(dòng)的最終歸宿。2能量的散失能量的散失(1)形式:熱能。形式:熱能。(2)過(guò)程過(guò)程4能量流動(dòng)的特點(diǎn)能量流動(dòng)的特點(diǎn)(1)單向流動(dòng)單向流動(dòng)食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆轉(zhuǎn)的,因?yàn)槭澄镦溨懈鳡I(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序是不可逆轉(zhuǎn)的,因?yàn)椴妒酬P(guān)系不可逆轉(zhuǎn),這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。捕食關(guān)系不可逆轉(zhuǎn),這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量大部分以呼吸作用產(chǎn)生的熱能的形式散失,這部分能量是不能被重復(fù)利用的。的形式散失,這部分能量是不能被重復(fù)利用的。(2)逐級(jí)遞減逐級(jí)遞減每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物總有一部分能量不能被下
8、一每個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物總有一部分能量不能被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用。營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用。各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗相當(dāng)大各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量。的一部分能量。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量都要有一部分流入分解者。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量都要有一部分流入分解者。(3)傳遞效率平均約為傳遞效率平均約為10%。特別提醒特別提醒能量通過(guò)四個(gè)左右的營(yíng)養(yǎng)級(jí),已減少到不足以維能量通過(guò)四個(gè)左右的營(yíng)養(yǎng)級(jí),已減少到不足以維持下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生命活動(dòng)的程度,所以一條食持下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生命活動(dòng)的程度,所以一條食物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過(guò)五個(gè)。物鏈中營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過(guò)五個(gè)。A圖中方框的大小可表示該營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所具圖中方框的大小可表示該
9、營(yíng)養(yǎng)級(jí)生物所具有的能量多少有的能量多少B該圖中該圖中C所具有的能量約為所具有的能量約為B的的10%C該圖中的該圖中的A表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量表示流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量D圖中所示四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量關(guān)系為:圖中所示四個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量關(guān)系為:ABCD【嘗試解答嘗試解答】D【解析解析】本題考查能量流動(dòng)的起點(diǎn)、傳遞及本題考查能量流動(dòng)的起點(diǎn)、傳遞及特點(diǎn)等。特點(diǎn)等?!净?dòng)探究互動(dòng)探究】(1)圖解中的能量流動(dòng)過(guò)程中能量圖解中的能量流動(dòng)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化形式是怎樣的?的轉(zhuǎn)化形式是怎樣的?BC過(guò)程中又是怎樣轉(zhuǎn)化過(guò)程中又是怎樣轉(zhuǎn)化的?的?(2)B營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體數(shù)量一定比營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物個(gè)體數(shù)量一定比A少嗎?舉例說(shuō)少嗎?
10、舉例說(shuō)明。明?!咎崾咎崾尽?1)光能光能有機(jī)物中的化學(xué)能有機(jī)物中的化學(xué)能熱能,熱能,有機(jī)物中的化學(xué)能有機(jī)物中的化學(xué)能熱能和有機(jī)物中的化學(xué)能。熱能和有機(jī)物中的化學(xué)能。(2)不一定,如不一定,如A為一棵樹,為一棵樹,B為樹上植食性昆蟲。為樹上植食性昆蟲。跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練(2010年高考山東卷年高考山東卷)以下表示動(dòng)物利用以下表示動(dòng)物利用食物的過(guò)程。食物的過(guò)程。正確的分析是正確的分析是()A恒溫動(dòng)物的恒溫動(dòng)物的/值一般高于變溫動(dòng)物值一般高于變溫動(dòng)物B哺乳動(dòng)物的哺乳動(dòng)物的/值一般為值一般為10%20%C提高圈養(yǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)量一般需提高提高圈養(yǎng)動(dòng)物生長(zhǎng)量一般需提高/值值D食肉哺乳動(dòng)物的食肉哺乳動(dòng)物的/值一般
11、低于食草哺乳動(dòng)物值一般低于食草哺乳動(dòng)物解析:解析:選選C。恒溫動(dòng)物相對(duì)于變溫動(dòng)物來(lái)說(shuō),代。恒溫動(dòng)物相對(duì)于變溫動(dòng)物來(lái)說(shuō),代謝強(qiáng),所以呼吸代謝消耗量相對(duì)多,有機(jī)物積累謝強(qiáng),所以呼吸代謝消耗量相對(duì)多,有機(jī)物積累少,少,/值一般低于變溫動(dòng)物;相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)值一般低于變溫動(dòng)物;相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量傳遞效率是的能量傳遞效率是10%20%,哺乳動(dòng)物與其上,哺乳動(dòng)物與其上一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)(食物食物)之間的傳遞效率應(yīng)表示為之間的傳遞效率應(yīng)表示為/(未獲取量未獲取量);提高圈養(yǎng)動(dòng)物的生長(zhǎng)量應(yīng)該提高;提高圈養(yǎng)動(dòng)物的生長(zhǎng)量應(yīng)該提高/值,這樣才能促使有機(jī)物積累;食肉動(dòng)物與值,這樣才能促使有機(jī)物積累;食肉動(dòng)物與食草動(dòng)
12、物的食草動(dòng)物的/值無(wú)法比較。值無(wú)法比較。1計(jì)算某一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)一段時(shí)間的能量變化計(jì)算某一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)一段時(shí)間的能量變化輸入輸出未利用。輸入輸出未利用。輸入:該營(yíng)養(yǎng)級(jí)全部個(gè)體同化的能量。輸入:該營(yíng)養(yǎng)級(jí)全部個(gè)體同化的能量。輸出:呼吸消耗的能量被分解者分解釋放的能輸出:呼吸消耗的能量被分解者分解釋放的能量傳遞給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量。量傳遞給下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量。2計(jì)算某一個(gè)生物群落一段時(shí)間的能量變化計(jì)算某一個(gè)生物群落一段時(shí)間的能量變化輸入輸出未利用。輸入輸出未利用。輸入:該生物群落中生產(chǎn)者固定的全部太陽(yáng)能。輸入:該生物群落中生產(chǎn)者固定的全部太陽(yáng)能。輸出:該生物群落中所有生物輸出:該生物群落中所有生物(包括分解者包括
13、分解者)的呼的呼吸作用釋放的能量。吸作用釋放的能量。生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)能量的計(jì)算生態(tài)系統(tǒng)有關(guān)能量的計(jì)算3溫帶地區(qū)一年四季中生物群落的能量波動(dòng)溫帶地區(qū)一年四季中生物群落的能量波動(dòng)春末秋初:生物群落總能量逐漸增加。春末秋初:生物群落總能量逐漸增加。秋末來(lái)年早春:生物群落總能量逐漸減少。秋末來(lái)年早春:生物群落總能量逐漸減少。4在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)中,長(zhǎng)期來(lái)看,在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的生態(tài)系統(tǒng)中,長(zhǎng)期來(lái)看,各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量輸入基本等于能量輸出,即生物各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量輸入基本等于能量輸出,即生物群落內(nèi)總能量基本穩(wěn)定。群落內(nèi)總能量基本穩(wěn)定。5(1)若一食物網(wǎng)中,已知最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)增重為若一食物網(wǎng)中,已知最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)增重為N:
14、要求最多需第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多少時(shí),按最長(zhǎng)食物鏈,要求最多需第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多少時(shí),按最長(zhǎng)食物鏈,最低傳遞效率計(jì)算。最低傳遞效率計(jì)算。要求至少消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多少時(shí),按最短食物要求至少消耗第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)多少時(shí),按最短食物鏈,最高傳遞效率計(jì)算。鏈,最高傳遞效率計(jì)算。(2)若一食物網(wǎng)中,已知第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)重量若一食物網(wǎng)中,已知第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)重量M:要求最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)最多獲得多少能量時(shí),應(yīng)按最要求最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)最多獲得多少能量時(shí),應(yīng)按最短食物鏈,最高傳遞效率計(jì)算。短食物鏈,最高傳遞效率計(jì)算。要求最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)最少獲得多少能量時(shí),應(yīng)按最要求最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)最少獲得多少能量時(shí),應(yīng)按最長(zhǎng)食物鏈,最低傳遞效率計(jì)算。長(zhǎng)食物鏈,最低傳遞效率計(jì)算。以上措施可
15、表述為:以上措施可表述為:如圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖,如圖所示為某生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)簡(jiǎn)圖,若若E種群含有的總能量為種群含有的總能量為5.8109kJ,B生物種群生物種群所含有的能量為所含有的能量為1.6108kJ,從理論上分析,從理論上分析,A生物種群獲得的總能量最多是生物種群獲得的總能量最多是()A2.0108kJB2.32108kJC4.2108kJD2.26108kJ【嘗試解答嘗試解答】A【解析解析】本題考查能量流動(dòng)的計(jì)算。從圖中可本題考查能量流動(dòng)的計(jì)算。從圖中可以看出,以看出,E的能量傳遞有三條途徑,但只有兩條的能量傳遞有三條途徑,但只有兩條途徑能傳遞到途徑能傳遞到A。所以。所
16、以C和和D獲得的總能量為獲得的總能量為5.8109kJ20%1.61081109kJ,所以,所以A獲得的能量最多為獲得的能量最多為110920%2.0108kJ?!疽?guī)律方法規(guī)律方法】有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的能量計(jì)算問(wèn)題有有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)的能量計(jì)算問(wèn)題有食物鏈如下:食物鏈如下:ABC。如果已知如果已知A求求C,計(jì)算至少,計(jì)算至少(至多至多)獲得的能量,則獲得的能量,則用用A的能量連續(xù)乘以的能量連續(xù)乘以10%(20%);如果已知;如果已知C求求A,計(jì)算至少計(jì)算至少(至多至多)需要的能量,則用需要的能量,則用C的能量連續(xù)除的能量連續(xù)除以以20%(10%)。跟蹤訓(xùn)練跟蹤訓(xùn)練在如圖所示的食物網(wǎng)中,假如貓頭鷹在如圖所示
17、的食物網(wǎng)中,假如貓頭鷹的食物有的食物有2/5來(lái)自于兔子,來(lái)自于兔子,2/5來(lái)自于鼠,來(lái)自于鼠,1/5來(lái)自來(lái)自于蛇,那么貓頭鷹若增加于蛇,那么貓頭鷹若增加20g體重,最少需要消體重,最少需要消費(fèi)植物費(fèi)植物()A600gB900gC1600gD5600g解析:解析:選選B。通過(guò)食物鏈。通過(guò)食物鏈(植物植物兔兔貓頭鷹貓頭鷹),貓頭鷹增重貓頭鷹增重20g2/58g,最少需要消費(fèi)植,最少需要消費(fèi)植物的量為物的量為8g55200g;通過(guò)食物鏈;通過(guò)食物鏈(植物植物鼠鼠貓頭鷹貓頭鷹),貓頭鷹增重,貓頭鷹增重20g2/58g,最少需要消費(fèi)植物的量為最少需要消費(fèi)植物的量為8g55200g;通過(guò)食物鏈通過(guò)食物鏈(
18、植物植物鼠鼠蛇蛇貓頭鷹貓頭鷹),貓頭鷹,貓頭鷹增重增重20g1/54g,最少需要消費(fèi)植物的量,最少需要消費(fèi)植物的量為為4g555500g。所以合計(jì)需要消費(fèi)植。所以合計(jì)需要消費(fèi)植物物200g200g500g900g。類類型型項(xiàng)目項(xiàng)目能量金字塔能量金字塔數(shù)量金字塔數(shù)量金字塔生物量金字塔生物量金字塔形狀形狀特點(diǎn)特點(diǎn)正金字塔形正金字塔形一般為正金字塔形,有一般為正金字塔形,有時(shí)會(huì)再現(xiàn)倒金字塔形時(shí)會(huì)再現(xiàn)倒金字塔形一般為正金字塔一般為正金字塔形形象征含象征含義義能量沿食物鏈流能量沿食物鏈流動(dòng)過(guò)程中具有逐動(dòng)過(guò)程中具有逐級(jí)遞減的特性級(jí)遞減的特性生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈生物個(gè)體數(shù)目在食物鏈中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)中隨營(yíng)養(yǎng)級(jí)升高而逐級(jí)遞減遞減生物量生物量(現(xiàn)存生物現(xiàn)存生物有機(jī)物的總質(zhì)量有機(jī)物的總質(zhì)量)沿食物鏈流動(dòng)逐沿食物鏈流動(dòng)逐漸遞減漸遞減每一
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