工業上如何生產核酸

A. 怎樣提取核酸中DNA,RNA

高中生物必修2中有DNA的粗提取實驗，你可以去看看。
DNA：1.實驗材料必須准備充足。本實驗所用的實驗材料是雞血細胞液,由活雞的鮮血經沉澱後獲得。每組(2個學生)需用5 mL 雞血細胞液,則每班(50人)至少需要130 mL,而雞血細胞液與雞血的體積比為1:3,這樣每班至少需要390 mL 雞血細胞液。宰殺1隻中等大小的活雞,一般可得120 mL 左右的鮮血,因此,1個班實驗需要買4隻活雞。如果不具備購買活雞的條件,也可以到市場售活雞處去索取雞血,但所帶燒杯中必須提前放入抗凝劑。

2.盛放雞血細胞液的容器,最好是塑料容器。雞血細胞破碎以後釋放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,由於細胞內DNA的含量本來就比較少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取到的DNA就會更少。因此,實驗過程中最好使用塑料的燒杯和試管,這樣可以減少提取過程中DNA的損失。

3.獲取較純凈的DNA的關鍵步驟。

(1)充分攪拌雞血細胞液DNA存在於雞血細胞的細胞核中。將雞血細胞液與蒸餾水混合以後,必須用玻璃棒沿一個方向快速攪拌,使雞血細胞加速破裂,並釋放出DNA。

(2)沉澱DNA時必須用冷酒精實驗前必須准備好大量的體積分數為95%的酒精,並在冰箱(至少5S以下)中至少存放24 h。

(3)正確攪拌含有懸浮物的溶液實驗步驟3、5、7,都需要用玻璃棒攪拌。教師應提醒學生注意,在進行步驟3、5時,玻璃棒不要直插燒杯底部,而且攪拌要輕緩,以便獲得較完整的DNA分子。進行步驟7時,要將玻璃棒插入燒杯中溶液的中間,用手緩慢轉動510 min。

RNA：酵母RNA的提制（濃鹽法）
一、目的
學習和掌握從酵母中提制RNA的原理和方法，以加深對核酸性質的認識。
二、原理
酵母含 RNA 2.67％～10.0％，DNA很少（0.03％～0.516％），而且菌體容易收集，RNA也易於分離，所以選用酵母為實驗材料。
RNA提制過程是先使RNA從細胞中釋放，並使它和蛋白質分離，然後將菌體除去。再根據核酸在等電點時溶解度最小的性質，將pH調至2.0～2.5，使RNA沉澱，進行離心收集。
提取RNA的方法很多，在工業生產上常用的是稀鹼法和濃鹽法。前者利用稀鹼溶解細胞壁，使RNA釋放出來，這種方法提取時間短，但RNA在此條件下不穩定，容易分解；後者在加熱的條件下，利用高濃度的鹽改變細胞膜的透性，使RNA釋放出來，此法易掌握，產品顏色較好。
三、儀器、試劑和材料
1．儀器
（1）量筒（50ml）
（2）三角瓶（100ml）
（3）燒杯（250ml，50ml，10ml）
（4）布氏漏斗（40mm）
（5）吸濾瓶（125ml）
（6）表面皿（6cm）
（7）751型分光光度計
（8）離心機（4000r／min）
（9）恆溫水浴
（10）葯物天平
（11）烘箱
2．試劑
（l）NaCl（化學純）
（2）6mol／L HCI
（3）95％乙醇（化學純）
3．材料
鮮酵母或乾酵母；pHO.5～5.0的精密試紙。
四、操作步驟
1．提取
稱取鮮酵母 159或乾酵母粉 2.5g，倒入 100ml三角瓶中，加 NaCl 2.5g，水25ml，攪拌均勻，置於沸水浴中提取lh。
2．分離
將上述提取液用自來水冷卻後，裝入大離心管內，以4000r／min離心10min，使提取液與菌體殘渣等分離。
3．沉澱RNA
將離心得到的上清液傾於50ml燒杯內，並置入放有冰塊的250ml燒杯中冷卻．待冷至10℃以下時，用6mol／L HCI 小心地調節pH值至2.0～2.5（注意嚴格控制pH）。調好後繼續於冰水中靜置10min，使沉澱充分，顆粒變大。
4．洗滌和抽濾
上述懸浮液以 4000r／min離心 10min，得到 RNA沉澱。將沉澱物放在 10ml小燒杯內，用95％的乙醇 5～10ml充分攪拌洗滌，然後在布氏漏鬥上用射水泵抽氣過濾，再用 95％乙醇5～10ml淋洗 3次。
5．乾燥
從布氏漏鬥上取下沉澱物，放在6cm表面皿上，鋪成薄層，置於80℃烘箱內乾燥。將乾燥後的RNA製品稱重，存放於乾燥器內。
6．含量測定
將乾燥後RNA產品配製成濃度為 10—50pg／ml的溶液，在751型分光光度
計上測定其260nm處的吸光度，按下式計算RNA含量：

式中，A260為260nm處的吸光度；L為比色杯光徑（cm）；0.024為lml溶液含lμg
RNA的吸光度。
五、結果處理
根據含量測定的結果按下式計算提取率

六、注意事項
1．用濃鹽法提取RNA時應注意掌握溫度，避免在20～27℃之間停留時間過長，因為這是磷酸二酯酶和磷酸單酯酶作用活躍的溫度范圍，會使RNA降解而降低提取率。
2．加熱至90～100℃使蛋白質變性，破壞兩類磷酸酯酶，有利於RNA的提取。

B. 工業上怎麼生產鈉

應該是電解熔融氯化鈉。因為需求量不大，所以不必太追求產量和能耗吧。

C. 如何利用微生物的生長規律來指導工業生產

1．縮短延滯期
在工業發酵和科學研究中，延滯期將延長生產周期而降低設備的利用率，通常採用一定的措施來縮短延滯期：
① 用遺傳學方法改變菌種的遺傳特性，使該菌延滯期縮短；
② 採用指數生長期的健壯菌種接種培養，可以縮短乃至消除延滯期；
③ 盡量使發酵培養基的組成接近種子培養基，並且適當豐富些，或在種子培養基中加入發酵培養基的成分，實驗證實，接種到營養豐富的天然培養基中的微生物比接種到營養單調的組合培養基中的延滯期短；
④ 適當增加接種量，發酵工業上通常採用V種子：V培養基＝1∶20，最多達1∶10，利用較大的接種量以縮短甚至消除延遲期。
2．把握對數期
對數期期間，菌數增加最快，生長速率最大，在發酵工業中通過連續流加或補加發酵原料，使菌體隨著營養濃度增加而提高生長速率，可以獲得更多的菌體。
3．延長穩定期
微生物處於穩定期的長短與菌種特性和環境條件有關，在發酵工業中為了獲得更多的菌體或代謝產物，還可以通過補料，調節pH值、溫度或通氣量等措施來延長穩定期。向發酵體系中連續流加營養物、移走代謝產物的培養方式即為連續培養。
微生物發酵形成產物的過程與微生物細胞生長的過程並不總是一致的。一般認為微生物的初級代謝是釋放生物能量和生成中間產物的過程，初級代謝生成的中間產物稱為初級代謝產物，如氨基酸、核苷酸、乙醇等，它們對微生物的生存是必需的，各種微生物產生種類相似的初級代謝產物，並且這些產物的形成往往與微生物細胞的形成過程同步。在微生物分批培養過程中，微生物生長的穩定期是這些產物的最佳收獲時機。另有一些代謝產物與微生物的生存、生長和繁殖無關，稱為次級代謝產物，如抗生素、生長激素、生物鹼、維生素、色素和毒素等。這些代謝產物的形成過程往往與微生物細胞生長過程不同步。在分批培養中，它們形成的高峰往往在微生物生長的穩定期後期或衰亡期。通過連續培養等方式，可以延長穩定期，提高次級代謝物的產量。
4．監控衰亡期
工業發酵中盡量阻止衰亡期的到來，但出現衰亡期是不可避免的，一旦進入衰亡期，積累的微生物代謝毒物可能與代謝產物發生反應或影響提純，必須在合適的時候結束發酵。

D. 怎麼補充核酸

脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）對生命的重要性不言而喻。但國際上一些生物學專家和營養學專家指出，直接服用核酸對改善健康並沒有用處，過多服用還可能有害。

現代生物學指出，正常人不存在核酸匱乏的問題，人體所需要的DNA和RNA等核酸都由自身合成。人每天都會從飲食中攝取大量核酸，它們並不是必需的營養物質。

世界衛生組織在2000年底發布的《建立世界范圍的人類營養需求方案》報告中，列出了人類所需的全部營養物質名稱，包括蛋白質、脂肪和碳水化合物、維生素、微量元素等，其中並無核酸一項。

針對一些聲稱「世界衛生組織呼籲成年人每天補充外源核酸1克至1．5克」的報道，世界衛生組織營養部的負責人克拉斯登博士在接受本社記者采訪時再三強調：「本組織從未說過人體需要額外補充核酸的話」。

英國劍橋大學分子生物學實驗室的核酸研究專家邁克爾·蓋特對本社記者說：「核酸在人體細胞中大量存在，人體並不需要額外的核酸。服用外源核酸對健康沒有作用，至少我沒有聽說過任何研究表明這有什麼效果。」

美國食品和葯物管理局在1999年發布的關於營養品工業的報告中，對核酸制劑的評價是「口服的核酸在被吸收之前，在腸道內就會被改變或摧毀。核酸缺乏症並不存在。核酸制劑對人體既無效也無影響。」

專家指出，飲食中的動植物核酸進入體內，並不能被人體直接利用，而是將被徹底分解成核苷、核苷酸等正常人都不缺的普通小分子。事實上，假如外源核酸直接在人體中發揮作用，有可能會用其它動植物的遺傳信息擾亂人體本身的遺傳信息，導致基因突變，引起機體功能混亂。

目前生物醫學界的主流觀點認為，核酸和它分解後產生的核苷酸並不是必需營養物。個別學者認為，哺乳期的嬰兒和特定病人補充一些核苷酸可能有用，但沒有任何可信證據表明額外的核苷酸具有增強人體免疫力等功能。

相反，如果人體攝入的核酸過多，將會分解形成過多的嘌呤類核苷酸，進而有可能促使尿酸過量生成，引起痛風。聯合國大學《食品與營養通報》就警告說，為了防止尿酸生成過多，必須對人類食物中的核酸含量加以限制。

E. 工業上是如何生產食鹽中的碘酸鉀

為了預防碘缺乏症，國家規定每千克食鹽中應含40mg~50mg碘酸鉀。碘酸鉀晶體有較高的穩定性，但在酸性溶液中，碘酸鉀是一種較強的氧化劑，能跟某些還原劑作用生成碘；在鹼性溶液中，碘酸鉀能被氯氣、次氯酸等強氧化劑氧化為更高價的碘的含氧酸鹽。

工業上生產碘酸鉀的流程如下：

碘酸鉀的生產流程

F. 工業上怎麼生產SO2

含硫化合物，主要是含硫礦物的高溫煅燒
如，4FeS2 + 11O2 =高溫= 2Fe2O3 + 8SO2
這是我國生產硫酸的第一步

也可以來自S的燃燒，生成SO2

G. 工業上是如何生產苯的

工業制備
苯可以由含碳量高的物質不完全燃燒獲得。自然界中，火山爆發和森林火險都能生成苯。苯也存在於香煙的煙中。煤干餾得到的煤焦油中，主要成分為苯。
直至二戰，苯還是一種鋼鐵工業焦化過程中的副產物。這種方法只能從1噸煤中提取出1千克苯。1950年代後，隨著工業上，尤其是日益發展的塑料工業對苯的需求增多，由石油生產苯的過程應運而生。現在全球大部分的苯來源於石油化工。工業上生產苯最重要的三種過程是催化重整、甲苯加氫脫烷基化和蒸汽裂化。
從煤焦油中提取
在煤煉焦過程中生成的輕焦油含有大量的苯。這是最初生產苯的方法。將生成的煤焦油和煤氣一起通過洗滌和吸收設備，用高沸點的煤焦油作為洗滌和吸收劑回收煤氣中的煤焦油，蒸餾後得到粗苯和其他高沸點餾分。粗苯經過精製可得到工業級苯。這種方法得到的苯純度比較低，而且環境污染嚴重，工藝比較落後。
從石油中提取
在原油中含有少量的苯，從石油產品中提取苯是最廣泛使用的制備方法。
烷烴芳構化
重整這里指使脂肪烴成環、脫氫形成芳香烴的過程。這是從第二次世界大戰期間發展形成的工藝。
在500-525°C、8-50個大氣壓下，各種沸點在60-200°C之間的脂肪烴，經鉑-錸催化劑，通過脫氫、環化轉化為苯和其他芳香烴。從混合物中萃取出芳香烴產物後，再經蒸餾即分出苯。也可以將這些餾分用作高辛烷值汽油。
蒸汽裂解
蒸汽裂解是由乙烷、丙烷或丁烷等低分子烷烴以及石腦油、重柴油等石油組份生產烯烴的一種過程。其副產物之一裂解汽油富含苯，可以分餾出苯及其他各種成分。裂解汽油也可以與其他烴類混合作為汽油的添加劑。
裂解汽油中苯大約有40-60%，同時還含有二烯烴以及苯乙烯等其他不飽和組份，這些雜質在貯存過程中易進一步反應生成高分子膠質。所以要先經過加氫處理過程來除去裂解汽油中的這些雜質和硫化物，然後再進行適當的分離得到苯產品。

H. 工業上怎樣生產較純氮氣

空氣中主要成分是氮氣和氧氣，將空氣壓縮成液態，根據各個氣體的沸點不同，氧氣沸點小於氮氣，升到適當溫度，使氧氣先蒸發出來，餘下的就是較純的液態氮氣.

I. 工業上如何生產乙烷

一般應該是從石油中分餾出汽油，再使汽油裂化得乙烷，需要提純的。當然也可以乙稀加成得乙烷。具體哪種，我也說不好。

J. 工業上如何生產稀有氣體

氬氣是分離液化空氣製得的，空氣中含量比二氧化碳高；氦氣空氣中幾乎沒有。氦氣靠采礦得來，主要產自美國。所以氦氣是很貴的。