工业上如何生产核酸

A. 怎样提取核酸中DNA,RNA

高中生物必修2中有DNA的粗提取实验，你可以去看看。
DNA：1.实验材料必须准备充足。本实验所用的实验材料是鸡血细胞液,由活鸡的鲜血经沉淀后获得。每组(2个学生)需用5 mL 鸡血细胞液,则每班(50人)至少需要130 mL,而鸡血细胞液与鸡血的体积比为1:3,这样每班至少需要390 mL 鸡血细胞液。宰杀1只中等大小的活鸡,一般可得120 mL 左右的鲜血,因此,1个班实验需要买4只活鸡。如果不具备购买活鸡的条件,也可以到市场售活鸡处去索取鸡血,但所带烧杯中必须提前放入抗凝剂。

2.盛放鸡血细胞液的容器,最好是塑料容器。鸡血细胞破碎以后释放出的DNA,容易被玻璃容器吸附,由于细胞内DNA的含量本来就比较少,再被玻璃容器吸附去一部分,提取到的DNA就会更少。因此,实验过程中最好使用塑料的烧杯和试管,这样可以减少提取过程中DNA的损失。

3.获取较纯净的DNA的关键步骤。

(1)充分搅拌鸡血细胞液DNA存在于鸡血细胞的细胞核中。将鸡血细胞液与蒸馏水混合以后,必须用玻璃棒沿一个方向快速搅拌,使鸡血细胞加速破裂,并释放出DNA。

(2)沉淀DNA时必须用冷酒精实验前必须准备好大量的体积分数为95%的酒精,并在冰箱(至少5S以下)中至少存放24 h。

(3)正确搅拌含有悬浮物的溶液实验步骤3、5、7,都需要用玻璃棒搅拌。教师应提醒学生注意,在进行步骤3、5时,玻璃棒不要直插烧杯底部,而且搅拌要轻缓,以便获得较完整的DNA分子。进行步骤7时,要将玻璃棒插入烧杯中溶液的中间,用手缓慢转动510 min。

RNA：酵母RNA的提制（浓盐法）
一、目的
学习和掌握从酵母中提制RNA的原理和方法，以加深对核酸性质的认识。
二、原理
酵母含 RNA 2.67％～10.0％，DNA很少（0.03％～0.516％），而且菌体容易收集，RNA也易于分离，所以选用酵母为实验材料。
RNA提制过程是先使RNA从细胞中释放，并使它和蛋白质分离，然后将菌体除去。再根据核酸在等电点时溶解度最小的性质，将pH调至2.0～2.5，使RNA沉淀，进行离心收集。
提取RNA的方法很多，在工业生产上常用的是稀碱法和浓盐法。前者利用稀碱溶解细胞壁，使RNA释放出来，这种方法提取时间短，但RNA在此条件下不稳定，容易分解；后者在加热的条件下，利用高浓度的盐改变细胞膜的透性，使RNA释放出来，此法易掌握，产品颜色较好。
三、仪器、试剂和材料
1．仪器
（1）量筒（50ml）
（2）三角瓶（100ml）
（3）烧杯（250ml，50ml，10ml）
（4）布氏漏斗（40mm）
（5）吸滤瓶（125ml）
（6）表面皿（6cm）
（7）751型分光光度计
（8）离心机（4000r／min）
（9）恒温水浴
（10）药物天平
（11）烘箱
2．试剂
（l）NaCl（化学纯）
（2）6mol／L HCI
（3）95％乙醇（化学纯）
3．材料
鲜酵母或干酵母；pHO.5～5.0的精密试纸。
四、操作步骤
1．提取
称取鲜酵母 159或干酵母粉 2.5g，倒入 100ml三角瓶中，加 NaCl 2.5g，水25ml，搅拌均匀，置于沸水浴中提取lh。
2．分离
将上述提取液用自来水冷却后，装入大离心管内，以4000r／min离心10min，使提取液与菌体残渣等分离。
3．沉淀RNA
将离心得到的上清液倾于50ml烧杯内，并置入放有冰块的250ml烧杯中冷却．待冷至10℃以下时，用6mol／L HCI 小心地调节pH值至2.0～2.5（注意严格控制pH）。调好后继续于冰水中静置10min，使沉淀充分，颗粒变大。
4．洗涤和抽滤
上述悬浮液以 4000r／min离心 10min，得到 RNA沉淀。将沉淀物放在 10ml小烧杯内，用95％的乙醇 5～10ml充分搅拌洗涤，然后在布氏漏斗上用射水泵抽气过滤，再用 95％乙醇5～10ml淋洗 3次。
5．干燥
从布氏漏斗上取下沉淀物，放在6cm表面皿上，铺成薄层，置于80℃烘箱内干燥。将干燥后的RNA制品称重，存放于干燥器内。
6．含量测定
将干燥后RNA产品配制成浓度为 10—50pg／ml的溶液，在751型分光光度
计上测定其260nm处的吸光度，按下式计算RNA含量：

式中，A260为260nm处的吸光度；L为比色杯光径（cm）；0.024为lml溶液含lμg
RNA的吸光度。
五、结果处理
根据含量测定的结果按下式计算提取率

六、注意事项
1．用浓盐法提取RNA时应注意掌握温度，避免在20～27℃之间停留时间过长，因为这是磷酸二酯酶和磷酸单酯酶作用活跃的温度范围，会使RNA降解而降低提取率。
2．加热至90～100℃使蛋白质变性，破坏两类磷酸酯酶，有利于RNA的提取。

B. 工业上怎么生产钠

应该是电解熔融氯化钠。因为需求量不大，所以不必太追求产量和能耗吧。

C. 如何利用微生物的生长规律来指导工业生产

1．缩短延滞期
在工业发酵和科学研究中，延滞期将延长生产周期而降低设备的利用率，通常采用一定的措施来缩短延滞期：
① 用遗传学方法改变菌种的遗传特性，使该菌延滞期缩短；
② 采用指数生长期的健壮菌种接种培养，可以缩短乃至消除延滞期；
③ 尽量使发酵培养基的组成接近种子培养基，并且适当丰富些，或在种子培养基中加入发酵培养基的成分，实验证实，接种到营养丰富的天然培养基中的微生物比接种到营养单调的组合培养基中的延滞期短；
④ 适当增加接种量，发酵工业上通常采用V种子：V培养基＝1∶20，最多达1∶10，利用较大的接种量以缩短甚至消除延迟期。
2．把握对数期
对数期期间，菌数增加最快，生长速率最大，在发酵工业中通过连续流加或补加发酵原料，使菌体随着营养浓度增加而提高生长速率，可以获得更多的菌体。
3．延长稳定期
微生物处于稳定期的长短与菌种特性和环境条件有关，在发酵工业中为了获得更多的菌体或代谢产物，还可以通过补料，调节pH值、温度或通气量等措施来延长稳定期。向发酵体系中连续流加营养物、移走代谢产物的培养方式即为连续培养。
微生物发酵形成产物的过程与微生物细胞生长的过程并不总是一致的。一般认为微生物的初级代谢是释放生物能量和生成中间产物的过程，初级代谢生成的中间产物称为初级代谢产物，如氨基酸、核苷酸、乙醇等，它们对微生物的生存是必需的，各种微生物产生种类相似的初级代谢产物，并且这些产物的形成往往与微生物细胞的形成过程同步。在微生物分批培养过程中，微生物生长的稳定期是这些产物的最佳收获时机。另有一些代谢产物与微生物的生存、生长和繁殖无关，称为次级代谢产物，如抗生素、生长激素、生物碱、维生素、色素和毒素等。这些代谢产物的形成过程往往与微生物细胞生长过程不同步。在分批培养中，它们形成的高峰往往在微生物生长的稳定期后期或衰亡期。通过连续培养等方式，可以延长稳定期，提高次级代谢物的产量。
4．监控衰亡期
工业发酵中尽量阻止衰亡期的到来，但出现衰亡期是不可避免的，一旦进入衰亡期，积累的微生物代谢毒物可能与代谢产物发生反应或影响提纯，必须在合适的时候结束发酵。

D. 怎么补充核酸

脱氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）对生命的重要性不言而喻。但国际上一些生物学专家和营养学专家指出，直接服用核酸对改善健康并没有用处，过多服用还可能有害。

现代生物学指出，正常人不存在核酸匮乏的问题，人体所需要的DNA和RNA等核酸都由自身合成。人每天都会从饮食中摄取大量核酸，它们并不是必需的营养物质。

世界卫生组织在2000年底发布的《建立世界范围的人类营养需求方案》报告中，列出了人类所需的全部营养物质名称，包括蛋白质、脂肪和碳水化合物、维生素、微量元素等，其中并无核酸一项。

针对一些声称“世界卫生组织呼吁成年人每天补充外源核酸1克至1．5克”的报道，世界卫生组织营养部的负责人克拉斯登博士在接受本社记者采访时再三强调：“本组织从未说过人体需要额外补充核酸的话”。

英国剑桥大学分子生物学实验室的核酸研究专家迈克尔·盖特对本社记者说：“核酸在人体细胞中大量存在，人体并不需要额外的核酸。服用外源核酸对健康没有作用，至少我没有听说过任何研究表明这有什么效果。”

美国食品和药物管理局在1999年发布的关于营养品工业的报告中，对核酸制剂的评价是“口服的核酸在被吸收之前，在肠道内就会被改变或摧毁。核酸缺乏症并不存在。核酸制剂对人体既无效也无影响。”

专家指出，饮食中的动植物核酸进入体内，并不能被人体直接利用，而是将被彻底分解成核苷、核苷酸等正常人都不缺的普通小分子。事实上，假如外源核酸直接在人体中发挥作用，有可能会用其它动植物的遗传信息扰乱人体本身的遗传信息，导致基因突变，引起机体功能混乱。

目前生物医学界的主流观点认为，核酸和它分解后产生的核苷酸并不是必需营养物。个别学者认为，哺乳期的婴儿和特定病人补充一些核苷酸可能有用，但没有任何可信证据表明额外的核苷酸具有增强人体免疫力等功能。

相反，如果人体摄入的核酸过多，将会分解形成过多的嘌呤类核苷酸，进而有可能促使尿酸过量生成，引起痛风。联合国大学《食品与营养通报》就警告说，为了防止尿酸生成过多，必须对人类食物中的核酸含量加以限制。

E. 工业上是如何生产食盐中的碘酸钾

为了预防碘缺乏症，国家规定每千克食盐中应含40mg~50mg碘酸钾。碘酸钾晶体有较高的稳定性，但在酸性溶液中，碘酸钾是一种较强的氧化剂，能跟某些还原剂作用生成碘；在碱性溶液中，碘酸钾能被氯气、次氯酸等强氧化剂氧化为更高价的碘的含氧酸盐。

工业上生产碘酸钾的流程如下：

碘酸钾的生产流程

F. 工业上怎么生产SO2

含硫化合物，主要是含硫矿物的高温煅烧
如，4FeS2 + 11O2 =高温= 2Fe2O3 + 8SO2
这是我国生产硫酸的第一步

也可以来自S的燃烧，生成SO2

G. 工业上是如何生产苯的

工业制备
苯可以由含碳量高的物质不完全燃烧获得。自然界中，火山爆发和森林火险都能生成苯。苯也存在于香烟的烟中。煤干馏得到的煤焦油中，主要成分为苯。
直至二战，苯还是一种钢铁工业焦化过程中的副产物。这种方法只能从1吨煤中提取出1千克苯。1950年代后，随着工业上，尤其是日益发展的塑料工业对苯的需求增多，由石油生产苯的过程应运而生。现在全球大部分的苯来源于石油化工。工业上生产苯最重要的三种过程是催化重整、甲苯加氢脱烷基化和蒸汽裂化。
从煤焦油中提取
在煤炼焦过程中生成的轻焦油含有大量的苯。这是最初生产苯的方法。将生成的煤焦油和煤气一起通过洗涤和吸收设备，用高沸点的煤焦油作为洗涤和吸收剂回收煤气中的煤焦油，蒸馏后得到粗苯和其他高沸点馏分。粗苯经过精制可得到工业级苯。这种方法得到的苯纯度比较低，而且环境污染严重，工艺比较落后。
从石油中提取
在原油中含有少量的苯，从石油产品中提取苯是最广泛使用的制备方法。
烷烃芳构化
重整这里指使脂肪烃成环、脱氢形成芳香烃的过程。这是从第二次世界大战期间发展形成的工艺。
在500-525°C、8-50个大气压下，各种沸点在60-200°C之间的脂肪烃，经铂-铼催化剂，通过脱氢、环化转化为苯和其他芳香烃。从混合物中萃取出芳香烃产物后，再经蒸馏即分出苯。也可以将这些馏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烃以及石脑油、重柴油等石油组份生产烯烃的一种过程。其副产物之一裂解汽油富含苯，可以分馏出苯及其他各种成分。裂解汽油也可以与其他烃类混合作为汽油的添加剂。
裂解汽油中苯大约有40-60%，同时还含有二烯烃以及苯乙烯等其他不饱和组份，这些杂质在贮存过程中易进一步反应生成高分子胶质。所以要先经过加氢处理过程来除去裂解汽油中的这些杂质和硫化物，然后再进行适当的分离得到苯产品。

H. 工业上怎样生产较纯氮气

空气中主要成分是氮气和氧气，将空气压缩成液态，根据各个气体的沸点不同，氧气沸点小于氮气，升到适当温度，使氧气先蒸发出来，余下的就是较纯的液态氮气.

I. 工业上如何生产乙烷

一般应该是从石油中分馏出汽油，再使汽油裂化得乙烷，需要提纯的。当然也可以乙稀加成得乙烷。具体哪种，我也说不好。

J. 工业上如何生产稀有气体

氩气是分离液化空气制得的，空气中含量比二氧化碳高；氦气空气中几乎没有。氦气靠采矿得来，主要产自美国。所以氦气是很贵的。