植物细胞工程应用
植物细胞工程技术的应用
植物细胞工程技术的应用植物细胞工程技术是指通过体外培养植物细胞、组织和器官，并利用生物功效物质转运或者遗传工程技术改变生物的遗传性状的一种综合性科学技术。
它的应用领域广泛，包括农业生产、食品工业、药品工业等。
下面，就让我们来了解一下植物细胞工程技术的应用。
一、农业生产由于其高效、经济的特点，植物细胞工程技术在农业生产中得到广泛应用。
例如，在作物育种中，人们可以通过外源基因转化来构建耐盐、耐热、抗虫等功能强大的高产作物。
另外，在植物组织培养中，还可以通过植物植物生长因子的人工调控促进抗旱、抗寒、提高产量等方面研究。
此外，植物细胞工程技术还可以用于制造一些有益的生物化学物质，如蔗糖、维生素C等。
二、食品工业植物细胞工程技术在食品工业中也有广泛的应用。
例如，人们可以通过外源基因转化来提高食用植物中的营养成分含量，例如维生素、蛋白质等。
此外，通过植物细胞培养技术还可以制造细菌外组蛋白，将其作为饮料和食品的防腐剂，并且可以将其用于生产抗生素和食品调味品等。
三、药品工业植物细胞工程技术在药品工业中的应用早已见到其成效。
它可以用于合成一些传统药物和新型药物。
如，从植物细胞中提取大量天然药物，如阿斯匹林，可达到减少天然物源短缺的功能。
此外，植物细胞工程技术还可以研究生产新型药物，如重组DNA和蛋白质药物等。
结语植物细胞工程技术的应用广泛，不仅可以改变植物的遗传性状，提高农业生产效率，而且可以生产具有药理学意义的天然产物和高效新型药物，还可为食品工业提供新产品。
虽然面临着一些技术难点和挑战，但是随着科技的不断发展，植物细胞工程技术的应用前景也变得愈加广阔。
希望未来能够有更多的植物细胞工程技术应用，让我们的生活更加美好。
植物细胞工程在高中生物教案中的应用方法
植物细胞工程在高中生物教案中的应用方法随着生物科技的不断发展，植物细胞工程技术已经成为了生物领域中的一项重要技术。
在高中生物教育中，植物细胞工程的应用已经被广泛地普及和推广。
它不仅有助于高中生物学科知识的理解，还可以帮助学生更好地了解生物技术在未来的应用和发展前景。
本篇文章就针对植物细胞工程在高中生物教学中的应用方法进行详细介绍。
一、植物细胞工程技术的概述植物细胞工程技术是指以体外培养的方式，将植物细胞通过生物特定的操作方式来改造，从而实现对植物遗传物质的编辑和修改。
植物细胞工程技术主要包括基因工程、转化技术、细胞培养和鉴定等方面。
在现代生物科技研究中，植物细胞工程技术已经成为了植物生物学和生物技术学科发展中不可或缺的重要手段。
二、植物细胞工程在高中生物教育中的应用方法1、利用基因工程技术培养学生的实验技能基因工程技术是植物细胞工程技术中最为关键的环节之一。
在高中生物教育中，基因工程技术可以被运用到很多的实验教学中。
例如生物转化实验、农业转基因实验等。
这些实验能够帮助学生更好地掌握实验技能和实验操作方法，从而增强实验能力和科研能力。
2、引导学生了解生物技术的发展历史和实际应用植物细胞工程技术的应用是与人类社会的发展息息相关的。
在高中生物教育中，植物细胞工程技术的实际应用可以被用来引导学生学习生物技术在不同领域的实际应用，如农业、医疗等方面。
通过了解植物细胞工程技术的发展历史，学生能够对生物科技的未来发展趋势和前景有更深入的了解。
3、在高中生物课程中引入植物细胞工程实验植物细胞工程实验是开展植物细胞工程技术研究的有力手段之一。
在高中生物课程中，引入植物细胞工程实验可以帮助学生了解植物细胞工程技术的实验方法和操作流程，加深对生物技术的理解和认识。
同时，通过实验，学生也能够更好地掌握科学研究中的实际操作技能，提高实验能力和探究精神。
三、植物细胞工程技术在高中生物教育中的教学效果1、培养学生的实验能力和实践能力基于植物细胞工程技术的实验设计，更加注重培养学生的实验能力和实践能力。
植物细胞工程的应用教案
植物细胞工程的应用教案一、教学目标：1. 让学生了解植物细胞工程的基本概念和原理。
2. 使学生掌握植物组织培养、植物繁殖的新技术。
3. 培养学生运用植物细胞工程技术解决生产和生活问题的能力。
二、教学内容：1. 植物细胞工程的基本概念2. 植物组织培养技术3. 植物繁殖的新技术4. 植物细胞工程在农业生产中的应用5. 植物细胞工程在生活中的应用三、教学重点与难点：1. 教学重点：植物细胞工程的基本概念、原理及应用。
2. 教学难点：植物组织培养技术的过程和条件。
四、教学方法：1. 采用问题驱动法，引导学生主动探究植物细胞工程的奥秘。
2. 利用多媒体课件，展示植物细胞工程技术的实际应用场景。
3. 开展小组讨论，培养学生团队合作精神。
4. 进行实践操作，提高学生动手能力。
五、教学过程：1. 导入新课：通过展示植物组织培养的图片，引发学生对植物细胞工程的兴趣。
2. 讲授新课：讲解植物细胞工程的基本概念、原理及应用。
3. 案例分析：分析植物细胞工程在农业生产中的应用实例，如脱毒苗的培养、突变体的筛选等。
4. 小组讨论：让学生探讨植物细胞工程在生活中的应用，如植物繁殖、食品加工等。
5. 实践操作：指导学生进行植物组织培养的实验操作，巩固所学知识。
6. 总结与反思：对本节课的内容进行总结，引导学生思考植物细胞工程的发展前景。
六、教学评价：1. 评价学生对植物细胞工程基本概念的理解程度。
2. 评价学生对植物组织培养技术的掌握情况。
3. 评价学生对植物细胞工程在农业和生活中的应用的了解。
4. 评价学生在实践操作中的动手能力和问题解决能力。
七、教学拓展：1. 介绍植物细胞工程在其他领域的应用，如植物基因工程、植物育种等。
2. 探讨植物细胞工程技术在未来的发展趋势。
3. 引导学生关注植物细胞工程技术在解决实际问题中的作用，如食品安全、环境保护等。
八、教学资源：1. 教材：《植物细胞工程》等相关教材。
2. 多媒体课件：植物细胞工程的原理、应用及相关图片。
《植物细胞工程的应用》 说课稿
《植物细胞工程的应用》说课稿尊敬的各位评委老师：大家好！今天我说课的题目是《植物细胞工程的应用》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析《植物细胞工程的应用》是高中生物选修 3 现代生物科技专题中的重要内容。
在此之前，学生已经学习了植物细胞工程的基本技术，如植物组织培养和植物体细胞杂交等，为本节内容的学习奠定了基础。
本节课主要介绍了植物细胞工程在植物繁殖、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等方面的应用，不仅能够让学生进一步理解植物细胞工程的原理和技术，还能够让学生体会到生物科学技术在生产生活中的重要作用，激发学生对生物科学的兴趣和探索欲望。
二、学情分析授课对象为高中学生，他们已经具备了一定的生物学基础知识和思维能力，对生物科学技术充满好奇和探索欲望。
但是，学生对于植物细胞工程的应用还缺乏系统的认识和深入的理解，需要通过具体的实例和实践操作来加深对知识的掌握。
三、教学目标1、知识目标（1）举例说明植物细胞工程在植物繁殖新途径、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等方面的应用。
（2）了解植物细胞工程应用的成果和发展前景。
2、能力目标（1）通过对植物细胞工程应用实例的分析，培养学生的信息获取能力、逻辑思维能力和语言表达能力。
（2）通过小组讨论和合作探究，培养学生的团队合作能力和创新思维能力。
3、情感态度与价值观目标（1）体会生物科学技术在生产生活中的重要作用，增强学生对生物科学的兴趣和热爱。
（2）培养学生的社会责任感和创新意识，激发学生为推动生物科学技术的发展而努力学习的热情。
四、教学重难点1、教学重点（1）植物细胞工程在植物繁殖新途径、作物新品种培育、细胞产物的工厂化生产等方面的应用。
（2）植物细胞工程应用的实例分析。
2、教学难点（1）植物细胞工程在作物新品种培育中的原理和方法。
（2）植物细胞工程应用中的伦理和社会问题。
植物细胞工程的应用
抗毒苗：是把某抗病基因导入到受体植 株中，并通过一定的方法培养形成的，属于 基因工程的范畴。
【实例2】如何利用高杆抗病DDTT和矮杆感病ddtt品种培育
矮杆抗病ddTT品种？
杂交育种
单倍体育种
P 高杆抗病 ×矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
1第 年PFra bibliotek高杆抗病× 矮杆感病
DDTT ↓ ddtt
1
第 年
F1
高杆抗病 DdTt
↓×
F2 D_T_
D_tt ddT_
矮抗
第 F1
2
年
ddtt
配子
高杆抗病
DdTt
↓
DT Dt dT
↓ 花药离体培养→
第单倍体幼苗DT
↓
Dt
↓
dT
dt
↓
dt
2
第 年
3~6
×
ddTT
↑
矮抗品种
年 ↓ 秋水仙素→ ↓ ↓ ↓
3、实例 教材P39
（二）作物脱毒
1.作物脱毒的原因: 长期进行无性繁殖的作物，易积累感染的
病毒，导致产量降低，品质变差
2.作物脱毒的材料:分生区细胞 3.作物脱毒的方法:植物组织培养 4.作物脱毒的结果：获得脱毒苗 5.作物脱毒的优点：提高作物的产量和品质。
• [思维激活] 脱毒苗与抗毒苗有何区别？
三、细胞产物的工厂化生产
1、细胞产物类型 P41 相关信息
2、过程
脱分化
外植体
愈伤组织
分散开 细胞悬液
发酵、 细胞 提取 产物
3、优点 不占用耕地，几乎不受季节、天气等的限制。
植物细胞工程的应用
银杏
细胞产物： 蛋白质、脂肪、糖类、药物、 香料、生物碱等。
6～7年
人参皂甙干粉
20～30天 发酵罐
利用植物组织培养技术生产细胞产物
植物细胞工程的优点： 取材少、繁殖快，生产周期短， 后代变异性低，能保持亲本的一 切优良性状
开辟植物繁殖新途径
1.微型繁殖技术
快速繁殖优良品种的植物组织培养技术
优点:
1）保持优良品种的遗传特性 2）高效快速地实现种苗的大量繁殖
3）不受自然生长季节的限制
例：用一个兰花茎尖就可以在一年内生产出
400万株兰花苗。
非常适合于大规模产业化生产
产业化育苗
微型繁殖 的应用：
生菜
杨树
兰花
无籽西瓜
荷兰花卉
作物栽培
工业化生产
生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、 产量高、价格高等特点
长期采用无性繁殖，容易感染多种病毒病
2.作物脱毒
植物的分生区一般不会感染病毒，用分生区的细
胞进行组织培养，就能得到大量的脱毒苗。
组织培 受外界影响 养过程
突变
筛选有利 突变体
培育新 抗病、抗盐、 含高蛋白、高产。 品种
白三叶草
用于细胞产物的工业化生产
人参
人参皂苷：具有增加白细胞数量、提高人体免 疫力、促进物质代谢、抗疲劳、抗衰老等作用
紫杉
紫杉醇：具有特的抗肿瘤作有用
紫草
紫草素：是治疗烫伤的特效药物
三七
具有显著的活血化瘀、消肿定痛功效来自用物农作物新品种的培育
单倍体育种
优点： 明显缩短 育种年限
P F1
配子
高杆抗病 DDTT
×矮杆感病
↓ ↓
ddtt
植物细胞工程在农业中的应用
植物细胞工程在农业中的应用已经成为了一个备受人们关注的话题。
这是因为，植物细胞工程可以帮助我们提高农作物的产量和品质，同时也能够增强病虫害抵御能力，为人们的健康和生活水平带来更多的保障。
在农业领域里，植物细胞工程被广泛应用于遗传改良、抗病性和品质提升等方面。
以下将从研究目的、方法和应用三个方面，探讨。
一、研究目的植物细胞工程的主要研究目的是利用现代生物技术手段，通过对植物细胞遗传物质的调控，来实现对植物生长和发育过程的控制，以及对其特定性状的调整，从而达到对农业生产的优化和控制的目的。
秉持这一目的，我们可以通过对植物细胞的种种操作，比如轮式转化、质粒导入、基因敲入等，来实现对植物物质代谢、能量代谢、机体形态、生理生化过程等方面的调控与调整。
二、研究方法植物细胞工程在农业中应用的核心是分子生物学技术，如基因克隆、基因敲入、基因转录、基因调控、蛋白质表达等。
通过这些技术，我们可以实现对植物体内的生物过程的控制，从而实现对植物生长、发育、代谢等的调节。
同时，我们还可以利用转基因技术来增强植物的抗病害能力，提高抗寒、抗湿、抗旱等特定性状，从而实现对植物品质和产量的提升。
三、应用领域领域极为广泛，包括基因改良、抗虫性和抗病性、转基因作物的应用等。
在基因改良方面，植物细胞工程技术已经被成功地用于水稻、玉米、大豆、小麦、蔬菜等农作物的遗传改良中。
在抗虫害和抗病害方面，植物细胞工程技术可以通过对植物基因进行调控，来实现对植物抗虫害、抗病害的加强和增强。
此外，植物细胞工程技术还可以被广泛应用于转基因作物的培育和推广，以达到提高农作物产量和品质，增加农民收入，推动农村经济发展的目的。
总而言之，植物细胞工程技术在农业领域中的应用非常广泛，在提高农作物产量和品质、增强病虫害抵御能力等方面，都有较为明显的优势。
尽管这一技术还存在一系列的争议和风险，但在正确的研究和应用方法下，植物细胞工程技术将更好地为人类的生活和健康带来福祉。
【高中生物】高中生物知识点：植物细胞工程的实际应用
【高中生物】高中生物知识点：植物细胞工程的实际应用植物细胞工程的实际应用：植物细胞工程的实际应用：植物微繁殖、作物脱毒、人工种子、单倍体育种、突变体利用、细胞产品（蛋白质、脂肪、糖、药物、香料、生物碱等）的工业化生产。
1、微型繁殖（1）概念：指用于优良品种快速繁殖的植物组织培养技术，也称快速繁殖技术。
（2）实质：植物组织培养（3）原理：植物细胞的全能性（4）完成植物的微型繁殖技术的生理过程：细胞分裂和细胞分化。
（5）优点：保持父母的优秀品质；它能迅速培养出大量的新个体，有利于产业化培育；选材少，培养周期短，繁殖率高，便于自动化管理。
（6）成功应用举例：优良的观赏植物、经济林木、无性繁殖作物等。
2.培育脱毒植物（1）原理：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种的严重退化、减产和降低品质。
利用植物分生组织（刚刚产生，病毒很少，甚至无毒）进行培养可以使新长成的植株脱去病毒。
（2）常用部位：茎尖组织。
（3）操作过程：切取一定大小的茎尖进行组织培养，再生的植株就有可能不带病毒，从而获得脱毒苗。
（4）成功应用的例子：土豆、草莓、甘蔗、菠萝、香蕉等。
利用微型繁殖和作物脱毒都是离体快繁技术，离体快繁技术的优点：繁殖速度快；幼苗遗传背景均一，重复性好；不受季节和地区限制。
3.人工制种（1）概念：人工种子是指以植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽和腋芽等为材料，经过人工薄膜包装得到的种子。
（2）人工种子结构：由胚状体、作为保护壳的人工种皮和为发育提供营养的人工胚乳组成。
（3）与天然种子相比较，其优越性有：可使在自然条件下不结实或种子昂贵的植物得以繁殖；固定杂种优势；是一种快捷高效的繁殖方式；可人为控制植物的生长发育和抗逆性等。
（4）成功应用的例子：用芹菜、花椰菜、桉树和水稻的胚胎制成的人工种子。
（5）结构：4.单倍体育种单倍体育种：① 过程：植物（AABB）通过减数分裂获得花粉（AB，AB，AB，AB）；花粉离体花药培养（技术为植物组织培养）；获得单倍体植株；秋水仙碱处理在苗期进行；获得正常纯合子二倍体植株（AABB，AABB，AABB，AABB）。
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微型繁殖 的应用：
兰花
生菜
杨树
无籽西瓜 9
荷兰花卉 作物栽培
工业化生产
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生姜是药食两用的经济作物，具有栽培容易、产 量高、价格高等特点，近年在各地发展很快。但是 生姜在生产上长期采用无性繁殖，容易感染多种病 毒病，使生姜品质变差，叶子皱缩，生长缓慢，一 般减产30%～50%。
病毒容易沿植物体的维管组织传播， 而分生组织区中缺乏维管系统，因此不含 病毒。用做组织培养的植物材料可以是植 物体任何类型的组织细胞。怎样利用植物 组织培养技术解决？
一 植物繁殖的新途径
（三）神奇的人工种子 1.天然种子的局限 1）培育周期长 2）优良杂种的后代会发生性状分离而丧 失其优良特性 3）生产会受到季节、气候和地域的限制， 并且需要占用大量的土地实现制种
种子的结构
胚
自然种子 种皮
胚乳
（三）神奇的人工种子 2.人工种子
胚状体
（三）神奇的人工种子 讨论 P40
过程
选择 亲本
有性
杂交 F1代
花粉离பைடு நூலகம்体培养
单倍体 植株
选择所 需类型
优点
可育
诱变
纯合子 染色体加倍
•后代都是纯合子，能稳定遗传
•明显缩短育种年限，加速育种进程
28
29
应用：
烟草
小麦
柏树
水稻 30
二 作物新品种的培育
（二）突变体的利用
1.产植生物：组织培养过程中，由于培养细胞一直处 于不断的分生状态，易受到培养条件和外界 压力的影响而产生突变
2.1.2植物细胞工程的实际应用
原理？ 过程？
植物细胞工程的基本技术包括 植物组织培养技术和植物体细 胞杂交技术。
2
离体的植物器官、组织或细胞
避光、诱导培养基 脱分化
愈伤组织
见光、分化培养基 再分化
胚状体或丛芽
完整植株
3
4
亲本植物细胞A 原生质体Ａ
去壁
亲本植物细胞B 原生质体Ｂ融合
新的原生质体
再生细胞壁
杂种植株
杂种细胞
组织培养
5
（一）植物繁殖新途径：属于无性繁殖 微型繁殖
概念:是快速高效实现种苗繁植培育优良植物 品种的植物组织培养技术
6
讨论：该技术与传统繁殖技术相比，有何特 点？
——愈伤组织可以传代培养，获得大量愈伤 组织，所以繁殖快速；（繁殖速度快） ——全过程中细胞进行有丝分裂，不涉及减 数分裂和受精作用，可以保持亲本优良特性； （高保真-无性繁殖） ——在室内生产，不受自然环境条件限制。
14
一 植物繁殖的新途径 （作二物）脱作毒物脱毒
1.作物脱毒的原因: 长期阿进行无性繁殖的作物，易积累感染的病 毒，导致产量降低，品质变差
2.作物脱毒的材料: 分生区（如茎尖）的细胞
3.作物脱毒的方法: 进行组织培养
4.作物脱毒的结果: 获得脱毒苗
脱毒 草莓
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脱毒产品
香蕉
菠
萝
甘蔗
马铃薯
17
◆ 第二步，将第一步选择到的细胞株在发酵罐 中的适合培养液中进行液体培养，增加细胞 数量。
◆ 第三步，将发酵罐中培养的细胞进行破碎， 从中提取人参皂甙。
讨论∶
怎样拯救红豆杉并且生产大量紫杉醇？
38
思考：1、高效抗癌的药物紫杉醇，虽然能 造福人类，但却为濒危的红豆杉带来一场灭 顶之灾。以“我们能否利用植物组织培养技 术大量生产紫杉醇，从而拯救红豆杉”为题， 与同学展开讨论，说出植物组织培养技术在 节约资源、保护环境方面的重要意义。
基因的自由组合定律，优良的基因自 由组合。
P
AARR
×
aarr
有芒抗病
无芒不抗病
配子
AR
ar
F1
AaRr
有芒抗病
F2 A_R_ : A_rr : aaR_ : aarr
有抗 : 有不抗 : 无抗 : 无不抗
9:
3
:3:
1
自交并 选育多代
aaRR
结果: 通过基因重组，把两亲本的优良性状组
合在同一后代中
缺点:要不断进行(多年)纯化和选择，才 得到一种符合理想要求的新品种
二 作物新品种的培育
（一）单倍体育种 1.单倍体定义： 体细胞中含有本物种配子染色体数目的个体 2.单倍体形成： 由配子不经过受精作用而直接发育成的个 体。例：蜜蜂中的雄蜂
3.单倍体植株的特点：
长得弱小，而且高度不育
1、单倍体育种
可以利用植物组织培养技术来大量生产紫杉醇。 现在国内外的科学家们正在研究利用植物细胞 培养技术来大量培育红豆杉细胞，希望利用这 种方法来大量生产紫杉醇。国内外许多实验室 开展了用组织培养法生产紫杉醇的研究，红豆 杉属的11种植物现都在进行组织培养。ESC Agenetics公司宣布他们用细胞培养法所得紫 杉醇的含量是树皮的2～5倍。国内外在分化细 胞株系和培养条件方面做了不少工作，摸索了 外植体、光照、培养基组成等因素对细胞培养 及紫杉醇生成的影响。现在工艺条件已基本摸 清，正研究反应的放大技术等，有望实现通过 细胞培养进行工业化生产紫杉醇的目标。
1）优点：
①培植周期短 ②后代无性状分离 ③不受气候,季节和地域限制 ④可以很方便地贮藏和运输
2）人工种皮的有效成分
加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、 抗生素、有益菌、植物生长调节剂等
22
人工种子应用
水稻
花椰菜
桉树
芹菜 23
二.作物的新品种培育
复习: 1传统方法 (杂 交) 杂交育种依据的原理是:
体细胞胚的机械化包裹 ↓
贮藏或种植 42
3.请查阅相关文献，设计出一种植物花 药组织培养和染色体加倍的实验流程。
花药 织 植株
花粉细胞培养 分化出小植物
正常植株
愈伤组 单倍体
43
植物细胞工程的实际应用
1、植物繁殖的新途径
1）微型繁殖 2）作物脱毒 3）神奇的人工种子
2、作物新品种的培育
1）单倍体育种 2）突变体的利用
1.种类： 蛋白质，脂肪，糖类，
药物，香料，生物碱等。 2.技术：
植物的组织培养
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工厂化生产人参皂甙的基本过程是什么？
◆ 第一步，选择人参根作为外植体进行培养， 产生愈伤组织，经过培养选择找到增殖速度 快而且细胞内人参皂甙含量高的细胞株作为 种质，其中一部分作为保存用，以备下一次 生产用，一部分进行发酵生产。
2.利用： 筛选对人们有利突变体,进而培育新品种
3.成就：20世纪70年代以来，各国的科学家用 这种方法已经筛选到抗病、抗盐、含高蛋白， 以及高产的突变体，有的已用于生产。
突变体的利用
组织培 受外界影响 养过程
突变
筛选有利 突变体
白三叶草
抗病、抗盐、 培育新 含高蛋白、高产。 品种
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三、细胞产物的工厂化生产
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◆ 1．植物组织培养技术在我们生活中的 另外一些应用 ：
◆ a. 拯救濒危植物；
◆ b. 提供食品制作的原料；
◆ c. 转基因植物的培育,也要用到植物 组织培养的方法.
2.请查阅植物人工种子制备技术的详细过程， 设计出制备技术的主要流程图。
提示：诱导植物愈伤组织 ↓
体细胞胚的诱导 ↓
体细胞胚的成熟 ↓