植物生物技术71(1)
植物生物技术考试重点
植物生物技术考试重点1、生物技术？现代生物技术主要包括哪几个方面的技术？生物技术(biotechnology)，也称生物工程, 是指以现代生命科学为基础,结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理, 按照预先的设计改造生物体或加工生物原料, 为人类生产出所需要的产品或达到某种目的的一系列技术。
先进的工程技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等新技术。
改造生物体：获得优良的动植物品种。
为人类生产所需的产品：食品、医药、能源、原料等。
生物技术的产生以DNA重组技术的建立为标志。
现代植物生物技术包括：植物组织培养技术、人工种子技术、细胞工程技术、基因工程技术。
2、什么是胚培养？有什么意义？无菌条件下将胚从胚珠或种子中分离出来，置于培养基上进行离体培养的方法。
意义：克服远缘杂交不亲和性和杂种不育性，获得种间或属杂种。
种间或属杂交中，受精作用能正常完成，胚也能进行早期的发育，但由于胚乳发育不良，杂种胚最终将夭折，因而不能形成有发芽能力的种子。
3、什么是基本培养基？仅能满足微生物野生型菌株生长需要的培养基4、什么是转基因沉默？5、什么是逆转录酶？6、植物组织培养？将植物的离体器官（如根、茎、叶、花、果实、种子等）、组织（如花药、胚珠、形成层、皮层、胚乳等）、细胞（如体细胞、生殖细胞花粉等）以及去除细胞壁的原生质体，甚至幼小的植株，在人工控制的无菌环境下，应用人工培养基创造适宜的培养条件，使其生长、分化并成长为完整植株的过程。
也称为离体培养或试管培养。
7、愈伤组织的形成的过程？8、愈伤组织的定义和特点？愈伤组织（Callus）：离体的植物器官、组织或细胞，在培养一段时间以后，通过细胞分裂，形成一种高度液泡化、无定形状态、由薄壁细胞组成的排列疏松的组织。
细胞分裂快，结构疏松，颜色浅而透明9、阐述外植体的成苗途径。
10、植物组织培养常用的培养基及各自的特点？据其营养水平分：基本培养基、完全培养基据其态相分：固体培养基、液体培养基据其作用分：诱导培养基、增殖培养基、生根培养基据培养物的培养过程分：初代培养基、继代培养基组织培养中常用的培养基主要有：MS、White、N6、B5、Heller、Nitsch、Miller、KM-8P培养基种类固体培养基：加凝固剂（多为琼脂）的培养基；液体培养基：不加凝固剂的培养基。
植物生物技术知识重点
生物技术: 是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其它基础科学的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需要的产品或达到某种目的的一系列技术。
生物技术种类:基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程植物生物技术（Plant Biotechnology）: 是指对植物品质和性状进行改造的生物技术核心技术：植物组织培养、基因克隆与转基因植物生产、分子标记及辅助育种应用植物组织培养：在无菌和人为控制外因条件下，培养、研究植物组织器官，甚至进而从中分化、发育出整体植株的技术植物细胞工程: 以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖，或人为地使细胞某些生物学特性按人们的意愿生产某种物质的过程。
植物组织培养种类：植株培养、胚胎培养、器官培养、组织培养、细胞培养、原生质体培养植物组织培养的应用：（1）快速繁殖和规模化生产（2）培养无病毒植株（3）培育转基因植物（4）制成人工种子（5）应用于育种植物组织培养实验室必须具备的设施：洗涤室、培养基室、接种室、培养室、显微观察室主要设备：1、超净工作台 2、显微镜3、培养箱4、干燥箱5、纯化装置6、冰箱7、冷冻储存器8、离心机9、天平10、高压消毒锅11、消毒器凝固剂：琼脂(agar)是固体培养基的必要成分，琼脂是一种由海藻中提取的高分子碳水化合物，本身并不提供任何营养。
琼脂能溶解在热水中，成为溶胶，冷却至40℃即凝固为固体状凝胶。
植物胚胎培养是指使胚及具胚的器官（如子房、胚珠）在离体无菌培养条件下发育成幼苗的技术胚培养的意义：1、克服远缘杂交不亲和性和杂种不育性，获得种间或属间杂种2.获得单倍体植株3.克服种子休眠，提早结实4.缩短育种周期，提高育种效率5、种子生活力的快速测定6.稀有植物的繁殖(使种子无生活力或胚发育不全的植物获得后代)操作过程：取材和消毒胚的剥离接种（看护）培养看护培养：将未成熟的杂种幼胚接种到含有同一物种或另一相近物种的离体胚乳的培养基上培养胚乳培养的意义：胚乳是研究淀粉、蛋白质和脂类这些天然产物代谢过程的一个理想系统。
植物生物技术
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植物基因工程技术目前已成为一种广泛且 有效的培育植株抗逆性的手段。 通过基因工程技术获得的植物称为转基因 通过基因工程技术获得的植物称为转基因 植物(transgenic 植物(transgenic plant)
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1、 抗除草剂作物
实例1 实例1： 草甘膦(glyphosate)：广谱除草剂，无毒、易分解，无残 草甘膦(glyphosate)：广谱除草剂，无毒、易分解，无残 留和不污染环境等特点。 其靶位是植物叶绿体中内丙酮莽草酸磷酸合成酶EPSP 其靶位是植物叶绿体中内丙酮莽草酸磷酸合成酶EPSP ， 草甘膦通过抑制EPSP活性而阻断了芳香族氨基酸的合 草甘膦通过抑制EPSP活性而阻断了芳香族氨基酸的合 成，最终导致受试植株的死亡。 细菌含有抗草甘膦的EPSP合成酶突变基因。 细菌含有抗草甘膦的EPSP合成酶突变基因。 把抗草甘膦基因引入植物，使其获得抗草甘膦的能力。 此时若用草甘膦除草，则可选择性地除掉杂草，而这种 作物因不受损害而生长。 美国已获得具有抗草甘磷能力烟草。
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二、植物抗逆性研究 二、植物抗逆性研究
不利的环境条件不利的环境条件-植物消亡。 许多品系遗传变异许多品系遗传变异-适应恶劣条件， 抗逆性：抗寒、抗冻、抗盐、抗虫害、抗 病毒、抗真菌等。
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自然条件，植物自发遗传变异以达到抗逆 性的过程，漫长且效率较低； 逆性环境，特别是病虫害造成农业大面积 的减产。 需要利用现代生物技术的方法来培育抗逆 性植物。
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3、 昆虫病毒
昆虫病毒杀虫剂的特点： 昆虫病毒杀虫剂的特点： 特异性强、毒力高、稳定性能好、安全无害等。 研究领域 病毒的活体增殖、提取、昆虫病毒复合剂、基因 工程病毒杀虫剂等。 已进入大田试验的昆虫病毒约有50余种，多为 已进入大田试验的昆虫病毒约有50余种，多为 杆状病毒， 目前研究较多，应用较广的是核型多角体病毒、 颗粒体病毒和质型多角体病毒。
植物生物技术实验一 植物培养基的配制灭菌和保存
实验一植物培养基的配制、灭菌与保存一、实验目的1、学习和了解相关仪器的操作步骤和注意事项；2、学习和了解培养基母液的配制方法；3、掌握培养基的配制方法；4、学习和了解培养基、器皿和相关设备的灭菌方法。
二、主要用具和仪器设备烧杯（1000mL 、500mL 、100mL 、50mL ）；量筒（2000mL 、1000mL 、500mL 、250mL 、100mL 、50mL 、25mL 、10mL ）；容量瓶（1000mL 、500mL 、250mL 、100mL 、50mL 、25mL ）；试剂瓶（1000mL 、500mL 、200mL 、100mL 、50mL ）；培养基瓶（三角瓶）（1000mL 、500mL 、200mL ）；玻璃棒等。
1、玻璃器皿二、主要用具和仪器设备油性标记笔、药勺、称量纸、棉塞、锡箔纸、移液枪（5mL 、1mL 、200µL 、100µL ）和对应的枪头、移液管（5mL 、2mL 、1mL 、0.5mL ）和洗耳球、电子天平（感量为0.1 mg 、10 mg ）、pH 计、灭菌锅、微波炉、磁力搅拌器、电磁炉、超净工作台、冰箱、冰柜等。
2、用具和仪器设备三、实验药品NH4NO3、KNO3、KH2PO4、MgSO4·7H2O、CaCl2·2H2O、Na2EDTA、FeSO4·7H2O、甘氨酸、盐酸硫氨素（V-B1）、·4H2O、盐酸吡哆素（V-B6）、烟酸、肌醇、MnSO4ZnSO4·7H2O、H3BO3、KI、Na2MoO4·2H2O、CuSO4·5H2O、CoCl2·6H2O、NAA、6-BA、KT、2,4-D、琼脂、蔗糖、NaOH、HCl。
四、实验内容培养基配制方案MS1（500mL）：MS基本培养基+2,4-D 2 mg/L + KT 0.5 mg/L+蔗糖30 g/L、琼脂8 g/L（烟草愈伤组织诱导）;MS2（800mL）：MS基本培养基+NAA 0.2 mg/L + 6-BA1 mg/L+蔗糖30 g/L、琼脂8 g/L（烟草苗的微繁殖）;MS3（500mL）：MS基本培养基+NAA 1 mg/L + KT 0.5 mg/L+蔗糖30 g/L（烟草细胞悬浮培养）。
大学植物生物技术导论教案x
获得转基因植株。
基因编辑技术
03
利用CRISPR/Cas9等基因编辑技术对植物基因组进行定点修饰
，实现基因功能研究或性状改良。
植物基因工程应用实例分析
农作物品质改良
通过转基因技术将优质基因导入农作物，提高其产量、品 质和抗逆性。例如，转基因抗虫棉、抗除草剂大豆等。
生物农药创制
利用植物基因工程技术培育能够表达生物农药的植株，用 于防治病虫害。例如，表达Bt蛋白的抗虫玉米、水稻等。
02 植物生物技术基 本概念与原理
植物生物技术定义及分类
植物生物技术的定义
利用生物学、生物化学、分子生物学 等学科的原理和技术手段，对植物进 行遗传改良、繁殖、种质创新以及产 品开发等的技术体系。
植物生物技术的分类
包括基因工程、细胞工程、发酵工程 、酶工程等。
植物细胞全能性与基因工程原理
植物细胞全能性
次生代谢产物生产
利用组织培养过程中的突变现象，可以筛 选具有优良性状的突变体，为育种提供新 材料。
通过植物细胞培养技术，可以生产药用植 物中的次生代谢产物，如紫杉醇、青蒿素 等。
植物体细胞杂交技术及应用前景
植物体细胞杂交技术
通过诱导不同植物原生质体的融合，实现遗传物质的重组和转移，创造新的植物类型或培育新品种。
随着基因工程、细胞工程等技术的不断发展，植物生物技术已经成为解决粮食安全 、生态环境等问题的有效手段。
本课程旨在让学生了解植物生物技术的基本原理、方法及应用，培养学生的实验技 能和创新能力，为未来的科研和工作打下基础。
教学目标与要求
掌握植物生物技术的基本概念和原理，了解其发展历史 及现状。
了解植物生物技术在农业、林业、园艺等领域的应用及 前景。
植物生物学教案生物技术
一、生物技术概述1. 教学目标：（1）了解生物技术的基本概念；（2）掌握生物技术的分类及其应用；（3）了解生物技术在植物生物学领域的地位和作用。
2. 教学内容：（1）生物技术的定义；（2）生物技术的分类：基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程、发酵工程等；（3）生物技术在植物生物学领域的应用：转基因植物、植物组织培养、植物繁殖等。
3. 教学方法：（1）采用讲授法，介绍生物技术的基本概念和分类；（2）采用案例分析法，分析生物技术在植物生物学领域的应用；（3）开展小组讨论，探讨生物技术的发展前景。
二、基因工程1. 教学目标：（1）了解基因工程的基本概念；（2）掌握基因工程的基本技术；（3）了解基因工程在植物生物学领域的应用。
2. 教学内容：（1）基因工程的概念及其发展历程；（2）基因工程的基本技术：基因克隆、基因编辑等；（3）基因工程在植物生物学领域的应用：转基因植物、抗病抗虫植物等。
3. 教学方法：（1）采用讲授法，介绍基因工程的基本概念和技术；（2）开展实验操作，学习基因克隆和基因编辑的基本方法；（3）分析转基因植物的实例，了解基因工程在植物生物学领域的应用。
三、植物组织培养1. 教学目标：（1）了解植物组织培养的基本概念；（2）掌握植物组织培养的技术要点；（3）了解植物组织培养在植物生物学领域的应用。
2. 教学内容：（1）植物组织培养的概念及其发展历程；（2）植物组织培养的技术要点：外植体选择、激素调节、无菌操作等；（3）植物组织培养在植物生物学领域的应用：微型繁殖、脱毒、人工种子等。
3. 教学方法：（1）采用讲授法，介绍植物组织培养的基本概念和技术要点；（2）开展实验操作，学习植物组织培养的方法；（3）分析植物组织培养在植物生物学领域的应用实例，探讨其前景。
四、植物繁殖生物技术1. 教学目标：（1）了解植物繁殖生物技术的基本概念；（2）掌握植物繁殖生物技术的基本技术；（3）了解植物繁殖生物技术在植物生物学领域的应用。
园艺作物生物技术原理
绪论园艺植物生物技术的含义和内容定义：园艺植物生物技术是园艺学和生物技术的交叉技术学科，是以园艺植物为材料，利用生物技术，创造或改良种质或生产生物制品的一门技术。
生物技术(biotechnology)，也称生物工程，是指以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础科学的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需要的产品或达到某种目的的一系列技术。
细胞工程：通过细胞培养、融合等细胞水平的操作，以及包含有多细胞的植物结构的离体培养或操作，实现以细胞全能性为基础的改良品种或生产生物产品的目的。
基因工程：是指通过重组DNA技术，获得转基因再生植物，从而定向地改变植物性状，使之更符合人类的要求。
园艺植物的特点：多为无性繁殖，再生性强，但易积累病毒，因此脱毒与快繁的研究特别活跃；杂合性强，不易获得纯系；单位面积效益较高，有较高的研究和应用价值；多年生园艺植物遗传背景复杂，童期比较长，导致其分子生物学基础研究薄弱。
园艺植物生物技术（细胞全能性）：离体培养体细胞和生殖细胞的培养和操作原生质体技术基因操作技术分子标记技术19世纪30年代，德国的植物学家Schleiden和动物学家Schwann.1858年，德国细胞病理学家Virchow提出细胞学说。
1901年，Morgan首次使用全能性（totipotency）一词。
1902年，德国植物学家Haberlandt，<关于单离的植物细胞培养实验>，主要涉及无菌技术、植物材料和培养基三方面。
Fitting,1910年提出“荷尔蒙” （Hormone美国的Knudson1922年采用胚培养方法获得兰花幼苗。
(Knudson1884-1958，Cornell硕士)他发现了前人研究中的疏忽。
李继侗和沈同，胚乳提取物，银杏胚。
1960年，Morel（法国）发表了＜生产无病毒兰花＞――利用组织培养消除兰花营养繁殖中的病毒感染问题，进而发现了大量的快繁技术。
植物生物技术
3、甘露醇预处理：可提高成功率
。
三、花药培养
（一）培养基
碳源：高浓度蔗糖不利于体细胞的生长，但不妨碍花药
的生长
氮源：有机氮源对细胞初级培养的早期生长有利
植物生长调节剂：生长素和细胞分裂素比例适
当，能促进孢子体的小孢子发育
（二）培养条件 （三）培养过程
。
四、影响花药培养效率的因素
（一）供试材料的基因型 （二）供试材料的生理状态 （三）花粉的发育时期
花粉悬浮液
500~800r/min离心3min
弃上清
三次
花粉密度调整至1*104~5*104个/mL
离心
机械分离对花粉造成损伤较大
（二）散落花粉法：花药
液体培养基悬浮
花粉自然释放
取走花药
。
四、花粉培养的方法
花粉培养的方法主要有液体培养、双层培养பைடு நூலகம்看护培养、微室培养。
（一）液体培养
液体浅层培养法：悬浮花粉在培养皿中形成一浅薄膜 优点：易于添加新鲜培养基，可以镜检
液体悬浮培养法：花粉分散接种于液体培养基中 优点：营养吸收和环境条件好，大规模培养
（二）双层培养法：在琼脂培养基上部加入薄层液体花粉培养液进行培养。可以保持良
好湿度，利于花粉生长。
（三）看护培养：将单个花粉接种于滤纸上，再置于愈伤组织之上培养。优点是操作简
便，成功率高；缺点是不能再显微镜下直接观察。
。
五、花药单倍体植株的再生与鉴定
花药发育成小植株有愈伤组织和胚状体两种发育途径。再生 植株并非完全由小孢子发育而来。
鉴定再生植株的来源： ➢遗传学，一般是通过染色体数量来确定植物的倍性 ➢形态学层次，观察不同倍体植株生长发育时的形态特征差异，间接确定植物倍 性 ➢分子生物学层次，流式细胞仪测定基因组DNA含量，直接确定再生植株倍性 ➢细胞学层次，染色体计数直接鉴定法和叶片保卫细胞叶绿体计数间接鉴定法
植物学中的植物生理学和植物生物技术
植物学中的植物生理学和植物生物技术植物学是研究植物的科学，主要研究植物的形态、结构、生长、发育、繁殖、代谢、遗传、进化等方面的现象和规律。
植物学包含许多子学科，其中植物生理学和植物生物技术是两个重要的方向。
一、植物生理学植物生理学是研究植物生理现象和生理过程的学科。
它主要包括植物的营养、代谢、生长、发育、适应等方面内容。
植物生理学的研究对象为植物的各种器官，如根、茎、叶、花、果实等。
1. 植物的代谢植物的代谢是指植物体内各种物质和能量的交流和利用过程。
包括光合作用、呼吸作用、合成作用、分解作用等。
其中，光合作用是植物体内最重要的代谢过程。
它是指植物叶绿素吸收太阳能后，通过化学反应把二氧化碳和水转化为有机物质，同时释放出氧气。
植物对环境的适应是指植物在不同环境条件下的生理和形态上的改变。
例如，植物在水分缺乏的情况下，通过减少水分蒸腾，降低光合速率等适应措施来保证生长发育。
3. 植物的生长和发育植物的生长和发育是指植物体内各种物质和能量的交流和利用过程。
包括光合作用、呼吸作用、合成作用、分解作用等。
其中，光合作用是植物体内最重要的代谢过程。
它是指植物叶绿素吸收太阳能后，通过化学反应把二氧化碳和水转化为有机物质，同时释放出氧气。
二、植物生物技术植物生物技术是指利用先进的生物学技术对植物进行改良和利用的学科。
它包括遗传改良、分子生物学、细胞培养等技术，可以用于改良植物的性状、抗病性、适应性等方面。
植物遗传改良是指通过人工手段来改变植物的遗传性质，达到提高产量、改善品质和提高抗病能力等目的。
它可以通过多种途径实现，如交配、杂交、突变等。
2. 分子生物学分子生物学是指研究生物体分子结构、功能和相互作用的学科，可以为植物生物技术提供理论基础和实验支持。
例如，研究植物基因结构、表达规律，可以在植物遗传改良中提供帮助。
3. 细胞培养细胞培养是指将植物体内的细胞移到人工培养基上进行繁殖和生长的技术。
细胞培养可以在植物遗传改良、繁殖和繁殖性植物的保育中发挥重要作用。
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生物大分子的体外操作
新生命有机体
产品
转化
物质转化
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遗传性状改良
利用生物个体或生物器官、组织、细胞的特性和功能，构建 具有预期性状的新物种或新品系（包括细胞系）
用生物体做生物反应器生产需要的产品 与工程原理相结合进行产品加工生模地利用生物体系制备生物产品 培养
目的基因的分离、克隆 目的基因的亚克隆、表达载 体构建
重组细胞的筛选、培养 转基因植株培育
植物细胞转化
目的基因在受体植 物中的表达
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3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/11/20
植物生物技术71(1)
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植物基因工程: 对目的基因进行体外操作与重组； 通过外源基因的转 移、整合、表达和传代，对植物的遗传物质进行修饰、 更新和改造。
改良植物的遗传性状 用植物细胞做生物反应器，生产有用的产品
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植物基因工程过程：
生物学基础研究、基因功能 研究、鉴定
受体植株的组织细胞 培养体系的建立
上游技术：外源基因重组、克隆和表达的设计与构建（狭 义基因工程）
下游技术： 含有外源基因的生物细胞（基因工程菌或细 胞）的大规模培养以及外源基因的表达、分 离、纯化过程。
基因克隆、表达载体构建、基因转化、原核生物与真核 生物基因基因表达系统、细胞与组织培养技术。
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技术上的三大发现 限制性内切酶和DNA连接酶的发现 载体的使用 逆转录酶的发现(1970年)
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联合国粮农组织《生物多样性公约》中对生物技术的定 义：
利用生物系统、活生物体或其衍生物，为特定用 途而生产或改变产品或过程的任何技术应用。
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我国高科技发展纲要定义： 基因工程 细胞工程 发酵工程 酶工程 蛋白质工程
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现代生物技术 改变细胞的遗传组成，生产人们需要的新品种
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2020/11/20
植物生物技术71(1)
生物技术的内涵
Biotechnology
was coined in 1919 by Karl Ereky The means or way of manipulating life forms (organisms) to provide desirable products for man's use.
植物生物技术71(1)
-1977年Boyer等首先将人工合成的生长激素释放抑制因子14肽的基 因重组入质粒，成功地在大肠杆菌中合成得到这14肽； -1979年美国基因技术公司用人工合成的人胰岛素基因重组转入大肠 杆菌中合成人胰岛素；
“工程微生物”生产人类所必需的药品 ( 胰岛素、干扰素、乙肝疫苗)
细胞 → 产品 ( 抗生素、蛋白质、次生代谢产物） 以生物化学工程代替化学工程生产制备工业产品
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DNA重组技术、淋巴细胞杂交瘤技术、酶或细胞固定化技术、细胞 原生质体融合技术、细胞大规模培养技术、生物反应器技术、植物 快速繁殖技术、动植物转基因技术、蛋白质工程技术、动物胚胎工 程技术、动植物生物反应器技术、动物克隆技术、基因组测序分析 技术、基因治疗技术、DNA扩增技术、生物芯片技术，RNAi等一 系列技术的建立，形成了一个全新的现代生物技术群。
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基因工程概述
基因工程的概念 用现代遗传学及分子生物学的理论与方法，按照特定的目 的和需要，对生物基因组的结构或组成进行人为修饰或改 造，从而实现受体生物的定向改造，以便更经济、更有效 地生产人类所需要的物质和产品。
改良遗传性状 以重组细胞为生物反应器生产需要的 物质
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