生物转化法制备9αOHAD
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甾体化合物的概述
甾体化合物（steroids）又称类固醇化合物，是环戊烷多氢菲类化合物的总称[2]。其普遍存在于动物、植物组织和微生物细胞中。甾体化合物一般都含有一个由四个环A、B、C和D稠合组成的基本骨架，A、B、C环为六元环，D环为五元环，这个骨架就是甾族化合物的母核，即环戊烷多氢菲。将17个碳原子按特定顺序编号。通常A/B环稠合处和C/D环稠合处各有一个角甲基，在D环17位有侧链[3]。第3、11、17位可能有酮基（-C=O）或羟基（-OH），A环或B 环存在部分双键，大多数甾体化合物由于甾体母核上取代基、双键位置和立体构型等的不同，形成了一系列具有独特生理功能的化合物。[4,5]其结构通式为：图1-1 甾体化合物的结构通式
Fig 1-1 The basic structure of steroids
随着甾体类药物在医药领域需求量的不断增大，其制备技术也得到了越来越广泛和深入的研究。甾体类药物大多为在医药上占有重要地位的激素类药
物，如氢化可的松（又名皮质醇，Hydroeortisone），皮质酮（Corticosterone），睾酮（Testosterone）、雄酮（Androsterone）、雌二酮（oestradiol）和孕酮（progesterone）等，对机体起着非常重要的调节作用，如肾上腺皮质激素能缓解或治疗胶原性疾病、过敏性休克等危险或难治的疾病，以及治疗阿狄森氏病等内分泌疾病。各种性激素药是治疗雄性器官衰退和妇科疾病的主要药物，是治疗前列腺癌、乳腺癌的辅助治疗药物，同样也是近年来市场需求旺盛的口服避孕药的主要成分。因此，甾体类药物在临床医学上占有重要地位。其大致分类如下：
（一）类皮质激素（Corticoid），如：氢化可的松、可的松、地塞米松、强的松、泼尼松、氟轻松等。按其生理功能又可分为两类：（l）盐皮质激素（Mineralocorticoids），主要作用于水盐代谢，对维持机体的体液容量和电解质平衡起着重要的作用；（2）糖皮质激素（Glueocorticoid），对糖、脂肪和蛋白质三大类物质代谢都具有重要的调节作用，并且能提高机体对不良刺激的抵抗力。
（二）性激素，主要包括雄性激素和雌性激素两类，主要是由睾丸和卵巢分泌的物质，临床上经常用于治疗妇科疾病、消耗疾病、贫血等，对生育功能及第二
性征的改变都有决定性的作用。
（三）蛋白同化激素（Androgenic-naboliec steroids），是从睾酮衍生物中分离出来的药物，主要有7α-甲基去氢睾丸素、苯丙酸诺龙等。其性激素的作用已经大为减弱，而蛋白的同化作用仍然保留或增强，因此使用安全。主要生理功能是促进蛋白质合成、抑制蛋白质异化，促进骨组织的生长和钙化，刺激骨髓造血的功能，增加红血球量，促进组织新生以及肉芽的形成，降低胆固醇等。
另外，甾体类药物还被开发为抗细菌药、麻醉药、抗心率失常药、抗凝血剂、抗胆碱酯酶药、抗真菌药、抗肿瘤药、胆汁分泌剂、抗原生动物药、诊断剂、神经调节阻断剂、止血剂、钙调节剂、胆石分散剂、脂调节剂、神经病治疗药、安定药、泻药等。因为甾体类药物不可取代的功能及其治疗适应症的不断增大，越来越引起人们的重视和开发。[6]
微生物转化法制备甾体化合物
甾体化合物广泛存在于动、植物组织和微生物中，但是从自然界获取的天然甾体化合物，活性较低，必须对其进行结构上的改造，克服其毒副作用，增强其治疗活性。早期的甾体药物生产主要集中在化学合成方面，但是单一地应用化学方法时，往往合成步骤
繁多，且得率低，价格昂贵。1946年，Merck公司的sarett等科学家曾经尝试这项艰难的工作[7]，他们一共用了1270磅脱氧胆酸作为原料，经历了两年的时间，通过三十余步的化学反应，但最终仅合成了938mg 醋酸可的松，经济效益几乎为零。微生物转化是由微生物生长代谢的一种或几种酶作为生物催化剂而进行的一种或几种化学反应。微生物转化应用于生产后，甾体药物的生产主要采用化学法和微生物转化法相结合的方法。而微生物转化在整个生产工艺过程中占有及其重要的地位。
微生物转化法制备甾体化合物的优点
与传统的化学合成方法相比，微生物转化方法具有以下优点：[8,9]
减少了合成步骤，缩短了生产周期。比如，用化学合成方法需30多步反应而将孕酮合成可的松，而微生物转化法只需要3步就可以完成。
反应条件温和，避免使用一些强酸、强碱和有毒原料，公害少，设备简单，生产安全。
反应具有区域选择性和立体选择性。比如，羟化反应可以专一地在9、11位等羟化，选择合适的微生物也可以实现α或β位的转化。
提高收率，减少副反应。
比较复杂和难以进行的有机化学反应，采用微生物转化法可以迅速地、专一的完成。
微生物转化法制备甾体化合物的工艺过程
甾体化合物微生物转化的过程可以用以下方式表示：
甾体化合物的微生物转化一般分为两个阶段，第一个阶段是：菌体的培养，为了提高转化率一般都要将菌体培养到一定的浓度，菌体、酶活等都处于较好的阶段时将其转入第二阶段。第二个阶段是：底物的加入，因为一般底物在水中的溶解度较低，导致底物与菌体接触不好，影响转化率和发酵周期，所以要采取相应的措施，增加底物的溶解性，进而提高转化率。这也是微生物甾体转化工业中的最主要的问题之一。[10-12]
微生物转化甾体化合物的反应类型
微生物对甾体每一个位置（包括甾体母核和侧链）上的基团或原子都有可能进行微生物转化，因此微生物转化的反应类型是多种多样的。[13]主要反应类型有：氧化、羟化、脱氢、芳构化、环氧化、酮基还原成羟基、双键的氢化等。其中9α羟基化反应是在甾体化合物微生物转化反应中的重要反应类型。
甾体的C9α-羟基化反应
甾体的羟基化作用在微生物转化中是广泛存在的，在甾体中间体的代谢中起着重要作用，可以使甾体母环相关位置发生置换并消除母环相关位置的空间位阻效应使其可以发生其它反应。[14-16]C9α-羟基化是重要的甾体转化反应之一，对于甾体化合物的合成和结构的改造具有重要意义。C9α-羟基化是甾体药物合成过程中的一个关键步骤，它不仅与甾体的选择性降解有密切的关系，还为甾体药物合成提供了关键中间体。由于9α-OH的存在，大大地提高了反应活性，且更易于合成其他糖皮质激素类药物。
微生物转化植物甾醇制备9α-OH-AD的反应原理植物甾醇，是从玉米、大豆中经过物理提纯而得，具有营养价值高、生理活性强等特点。其具有甾体激素所需的具有甾体激素所需的环戊烷多氢菲母核部分，而且都具有A/B, C /D角甲基，其4个环结构合乎激素立体化学排布的要求，易于转变为甾体激素所需的Δ4-3-酮的结构。[17]
甾醇的发酵降解断侧链, 产生C-17酮甾体（AD （ D ），9α-OH-AD）是一个复杂的微生物多酶体系分解代谢过程。[18]微生物先将植物甾醇氧化成甾酮，再将C链末端氧化成羧酸通过β氧化去掉侧链形成AD。微生物物发酵降解植物甾醇的侧链，在酶抑制剂
的存在下对甾体的侧链进行选择性降解，防止甾体母核的破裂。
3-甾酮-9α-羟基化酶（KSH）是甾体微生物代谢的一个关键酶，该酶在微生物中广泛存在。KSH负责在甾体的多元环的第9位上引入一个羟基（9α-OH）。科学家们通过同位素示踪法证明了，转化到甾体上的羟基是直接取代原来碳骨架上的氢的位置，并且在取代过程中并没有发生立体构象的改变。经过18O2，D2O和H2O18分别实验发现，羟基化反应的氧不是来自自来水中的氢氧根而是来自空气中的氧，这也解释了为什么制备9α-OH-AD的时候需要的转速较高。
[19]微生物转化制备9α-OH-AD的过程如图1-2所示。
图1-2微生物转化法制备9α-OH-AD
Microbial transformation of 9α-hydroxy-androst-4-ene-3,17-dione
微生物转化植物甾醇制备9α-OH-AD难题的解决方法
近年来，虽然在微生物转化方法制备甾体类药物方面已经取得了显著的成果，但是仍然迫切需要一种快速、高效的微生物转化方法来制备有价值的甾体化合物。[20]在微生物转化方法中，除了底物在水中的溶解度低外还存在其他的一些问题，其中最主要的
就是底物的溶解度过低，1-100μM。[21]由于过低的溶解度直接影响底物与生物酶的接触，直接影响转化率和发酵周期。表1-1中列举了一些提高微生物转化甾体化合转化率的方法。
表1-1提高转化率的方法
Methods to improve the conversion rate
方法名称方法明细
底物微粉将底物进行粉碎，制成及其微小的颗粒，超声波与分散剂相结合的方式
双水相系统用正己烷、丁醇等有机溶剂将底物进行溶解，增加底物的溶解性
使用能与水混
溶的有机溶剂
使用能与水混溶的有机溶剂能有效地克服了底物与菌体接触不好的问题
基于非离子表面活性剂的浊点系统此方法是一种全新的两相系统，应用于全细胞转化的过程中，降低了底物与产物的抑制作用，也阻止了产物的降解。
基于液态聚合物的系统使用硅油、聚丙二醇、聚甲基硅氧烷等液态聚合物来溶解底物，有效积累甾体化合物
环糊精环糊精的使用不仅提高了底物的溶解度，并且提升了细胞膜的通透性
提高细胞膜的通透性甘氨酸、卵磷脂、抗生素、D/L-正亮氨酸等均可提高细胞膜的通透性
设计合理的发酵培养基及培养条件培养基的营养成分搭配合理、温度、pH值等条件均影响转化率
固定化细胞常用海藻酸盐凝胶等，有利于生物催化剂和产物的分离以及细胞的重复利用，采用疏水性介质提高底物及产物的分散和传质
甾体类药物的国内外研究动态
甾体类药物是临床需要的重要药物，有着稳定的市场。美国、日本、欧洲和我国是世界甾体激素类药物的主要产国。但是我国的低档产品产量高，而高档产品产量太低的结构缺陷，导致我国缺乏国际竞争力。国际市场一方面吸收我国的低档产品，另一反面倾销高档产品到我国，大量的皂素资源被消耗，我国甾体药物生产想挽回劣势，势必应及早开发价廉易得的新型甾体资源。[22]
国外甾体激素类药物制造业，特别是性激素避孕药的生产过程，由于可通过植物甾醇发酵降解，产物AD（D）作为半合成中间体，故该类甾体激素药物的生产工艺已经发生了很大的改进，使传统的由薯蓣
皂素制造性激素避孕药物工艺已经被工业化规模生产的AD（D）的流程所取代。早在1979年美国普强制药公司报道利用偶发分枝杆菌突变株发酵谷甾醇断侧链，有效积累有用中间体9α-OH-AD，以此中间体经7步化学合成，制得乙酸氢化可的松，总收率达% [ 23]。
本论文的研究意义
如今，甾体类药物已成为仅次于抗生素的第二大类药物[24]。医药界的需求量日益上涨，找到一种高效、低耗、绿色的方法来制备甾体化合物已经迫在眉睫。
20世纪30年代中期，日本人藤井胜也、家本赳夫等从山蓖鲜中分离出了薯蓣皂素，为生产甾体类药物奠定了基础。薯蓣皂素作为合成甾体药物的良好原料，在相当长的一段时期内，占据着主导地位，当前世界各国用来制取甾体药物的天然资源仍大多数是薯蓣皂素（约占70%），我国基本上全部以薯蓣皂素为原料。[25-28]由于自然资源的逐渐匮乏，化学合成工艺路线繁长、“三废”污染严重，上世纪60年代人们开始采用微生物转化广泛存在于动、植物体内的甾醇。
[29]
由于甾体药工业对薯蓣皂素的需求日增，而薯
蓣资源日渐枯竭，迫使公司努力开拓新资源。植物甾醇作为甾体化合物制备的一种新原料，对其进行开发利用，无疑有效改变了我国甾体激素药物半合成原料薯蓣皂素的短缺局面，实现了甾体激素药物半合成原料多元化，科学合理利用我国甾体植物资源具有重要的意义。[30, 31]
基于以上原因，本论文研究了以植物甾醇作为转化底物，通过菌种的诱变筛选出活性和转化率均较高的菌株，并且优化了发酵培养成分及发酵转化的条件，克服了实验中的种种障碍，大大提升了转化率。获得了一种简单、高效、环保的方法成功地将植物甾醇转化成了9α-OH-AD。为以后应用微生物转化法制备9α-OH-AD的工业化发展奠定了坚实的基础。
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1、说出三种蛋白质的测定方法，若你选择，你会选择哪一种？为什么？ 答：双缩脲法、lowry改良法、考马斯亮蓝（Bradford）法、BCA（二喹啉甲酸）法、紫外线分光光度法。我会选择BCA法。双缩脲法灵敏度差，特异性不高。Lowry改良法对样品的溶解度要求高、易受物质干扰且容易产生测量误差。紫外线分光光度法的精确度差。而BCA 法则能较好地弥补以上方法的缺点。它具有操作便捷快捷、精确度高、抗干扰能力强、能使用于微板孔等特点。 2、western blot印记中封闭液的作用？ 答：封闭液可以结合非相关蛋白的位点以降低非特异性结合的背景。 3、γ球蛋白的提取过程。 答：（1）盐析—中性盐沉淀： 通过加入半包和硫酸铵可以使球蛋白沉淀，清蛋白留在溶液中。得到γ球蛋白粗制 品。 （2）脱盐—凝胶柱层析： 经过凝胶柱层析，使得大分子的蛋白质和小分子的盐分离。 （3）纯化—DEAE纤维素阴离子交换层析 用阴离子交换层析可以把在PH=6.3的缓冲液中的带负电的α、β球蛋白和带正电的 γ球蛋白分离。使γ球蛋白被洗脱出来被纯化。 （4）经过浓缩得到浓度高的γ球蛋白 4、离子交换剂的原理 答：离子交换剂是一种在高分子的不溶性载体上结合有若干活性基团，这些活性基团含可解离的离子并和溶液中的其他离子进行交换。 5、如果western blot中出现两条带，是否说明有杂质？为什么？ 答：并不说明有杂质。因为在实验中我们的检测对象是人血清IgG，IgG是由两条轻链和两条重链通过二硫键结合起来，变形后轻、重链分开，形成两条带（21KD、57KD） 6、分别简述DNA提取中蛋白酶K、SDS、无水乙醇、RNase的作用 答：蛋白酶K：将蛋白质降解成小肽或氨基酸，使DNA分子完整地分离出来。 SDS：破坏细胞的细胞膜、核膜并使组织蛋白和DNA分子分离 无水乙醇：可以使DNA沉淀 RNase：可以去除溶液中的RNA （EDTA：抑制细胞中的DNase活性） 7、试述转化质粒蓝白筛选的原理。 答：载体质粒DNA带有b-半乳糖苷酶N端146个氨基酸残基（α片段）的编码信息，经过改造的宿主菌含有b-半乳糖苷酶C端（ω片段）的序列。只有当两个片段都存在的时候才能形成有活性的b-半乳糖苷酶（这种现象称为α-互补）。b-半乳糖苷酶在IPTG的存在下可以使底物X-gal转变为蓝色产物，使菌落变为蓝色。当外源DNA片段插入载体的多克隆位点后。便不能表达α片段，转化细菌后不能分解底物，结果使菌落呈现白色。α互补筛选又称为蓝白筛选。 8、简述RT-PCR原理及核酸类型。 答：首先，经逆转录酶的作用从RNA合成cDNA，再以cDNA为模板，扩增合成目的片段。
现代生物技术概论复习题 一、名词解释 1、生物技术：也称生物工程，是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 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，为人类生产出所需产品或达到某种目的的一门新兴的、综合性的学科。 2、基因组ＤＮA文库:将某一种基因DNA用适当的限制酶切断后，与载体DNA重组，再 全部转化宿主细胞，得到含全部基因组DNA的种群,称为基因组DＮA文库。 3、蛋白质工程是指:利用基因工程的手段,在目标蛋白的氨基酸序列上引入突变，从而改变 目标蛋白的空间结构，最终达到改善其功能的目的。 4、基因工程:在体外将外源基因进行切割并与一定的载体连接,构成重组ＤNＡ分子并导入 相应受体细胞，使外源基因在受体细胞中进行复制、表达，使目的基因大量扩增或得到相应基因的表达产物或进行定向改造生物性状。简单概括,就是将外源目的基因与载体重组后再进入宿主细胞的过程。 5、发酵工程: 是发酵原理与工程学的结合,是研究由生物细胞（包括动植物、 微生物)参与的工艺过程的原理和科学,是研究利用生物材料生产有用物质，服务于人类的一门综合性科学技术。 6、基因和基因组DNA分子中具有特定生物学功能的片段称为基因（gｅne)。一个生 物体的全部DNA序列称为基因组(gｅnoｍe） ５、载体：把一个有用的目的DNA片段通过重组DNA技术，送进受体细胞中去进行繁殖或表达的工具称为载体。 6、cDNA文库:即由mＲＮA经过反转录成cＤNA，然后来构建文库，构建的文库不包含内 含子。 7、转化:外源DＮA导入宿主细胞的过程称之为转化。 8、重叠基因：一个基因序列中，含有另一基因的部分或全部序列。 9、基因组文库:把某种生物基因组的全部遗传信息通过载体贮存在一个受体菌克隆子群体中,这个群体即为这种生物的基因组文库。 1０、细胞工程：以生物细胞、组织或器官为研究对象,运用工程学原理，按照预定目标，改变生物性状,生产生物产品,为人类生产或生活服务的科学。 １1、.外植体：指用于离体培养的活的植物组织、器官等材料。 12、愈伤组织：在离体培养过程中形成的具有分生能力的一团不规则细胞，多在外植体切面上产生。 13、体细胞杂交:（原生质体融合)指在人工控制条件下不经过有性过程，两种体细胞原生质体相互融合产生杂种的方法。 14、悬浮培养:是将植物游离细胞或细小的细胞团,在液体培养基中进行培养的方法。 1５、原生质体:指除去细胞壁的细胞或是说一个被质膜所包围的裸露细胞。 １6、传代：将细胞从一个培养瓶转移到另外一个培养瓶即称为传代或传代培养。 17、原代培养:也称初代培养期。从体内取出组织接种在培养瓶中培养到第一次传代前阶段，一般持续1-４周。 18、细胞系:经过再培养后而形成的具有增殖能力、特性专一、类型均匀的培养细胞。 1９、细胞株：将所得到的纯净细胞群,以一定的密度接种在lmｍ厚的薄层固体培养基上,进行平板培养，使之形成细胞团,尽可能地使每个细胞团均来自一个单细胞，这种细胞团称为“细胞株”。 20、干细胞：干细胞是一类具有自我复制能力的多潜能细胞，它可以化成多种功能细胞。
食品技术进展讲座报告
【摘要】生物质的生物转化与利用在生物质能源开发、生物质材料制备和生物活性药物制取等领域已取得了丰厚的研究成果，本文以上几个方面进行了综述，并对生物质资源生物转化的方式与途径进行了分析。 【关键词】生物质生物转化生物能源生物材料生物活性药物 【前言】建立在石油、煤炭及天然气等化石资源基础上的现代化学工业，一度成为满足人类生活和保障社会经济发展的重要基础工业。但由于化石资源的过度开发与利用累计的效应，相继也出现了诸多问题，化石资源储量的有限性，诱发了化石资源的渐趋枯竭问题；化石资源转化过程中产生的环境污染物，导致区域性和全球性环境、生态问题；另外，众多由化石资源而来的化学合成品的不可降解性，使用之后的残留物成为危害环境的世界性公害。为控制或减少化石资源的使用、降低环境和生态成本，各国政府纷纷颁布政策法规，鼓励开发利用可再生资源，尤其是生物质资源[1]，因此生物质资源的转化与利用也成为当今各国化学化工领域研究的热点问题 [2]。从理论上讲，生物质资源的转化与利用主要有以下4种方式：生物质资源的物理转化与利用、生物质资源的物理化学转化与利用、生物质资源的化学转化与利用和生物质资源的生物转化与利用。实践证明，前3种方式都不同程度地存在着转化与利用条件苛刻、资源利用率较低和环境污染等问题，而生物质资源的生物转化与利用的条件比较温和，并能实现多级循环利用，不仅不会对环境造成危害，而且还有利于改善已经被破坏了的环境与生态。本文主要从生物质资源的生物转化与利用在生物质能源开发、生物质材料制备和生物活性药物制取等领域研究现状进行了概述和前瞻。 【正文】 1 生物质生物转化生物质能源 生物质资源是由生物直接或间接利用绿色植物光合作用而形成的有机物。它包括所有的植物、动物或微生物，以及由这些生物产生的排泄物和代谢物。各种生物质资源中都含有能量，可以转化为能与环境协调发展的可再生能源，即生物质能。利用生物转化技术能将生物质资源转化为各种洁净的“含能体能源”，如沼气、燃料乙醇、生物氢和生物油等。因此，对生物质资源生物转化能源的研究成为目前能源研究领域的重要课题。 1.1生物质资源生物转化沼气[3]-[6] 沼气是有机物在厌氧条件下经微生物分解发酵而生成的一种可燃性气体。主要原料：人畜禽粪便、秸秆、农业有机废弃物、农副产品加工的有机废水、工业废水、城市污水和垃圾、水生植物和藻类等有机物质。 在各种可供开发的生物质资源中，农作物秸秆是最为丰富的一种富含有机质(80％—90％的生物质资源)。早在20世纪80年代，我国以植物秸秆为发酵原料生产沼气的技术就在户用沼气池中有过应用，后来由于产气效果不理想及出料难等问题没有解决而逐渐停滞。近年来，随着生物技术的进步以及农业主产区秸秆资源的过剩和部分地区农民就地焚烧秸秆带来环境问题，植物秸秆生物转化沼气研究重新引起重视。以沼气为纽带综合开发利用生物质资源的途径，即种、养、沼、加工业相结合的物质循环模式是最有实效的，三个效益（经济、社会、生态环境）的观点是开发农业废弃物资源化全过程的出发点和归宿。[3] 如今的沼气建设重点是由户用沼气池转移到大中型沼气池，沼气工程以产气为主要发展为处理有机废弃物治理环境，沼气残留综合利用为主。在沼气残留物综合利用的研究中，要从单纯的有机肥效果向饲料添加剂和提取生物粪活性物质发展。用高科技方法研究沼气工作的设计、设备、发酵工艺及综合利用。使之成
生物化学——克隆 学校： 院系:生物技术 班级：xxx班 学号：xx 姓名：songxw
克隆 克隆是英文"clone"或"cloning"的音译，而英文"clone"则起源于希腊文"Klone"，原意是指以幼苗或嫩枝插条，以无性繁殖或营养繁殖的方式培育植物，如扦插和嫁接。在大陆译为“无性繁殖”在台湾与港澳一般意译为复制或转殖或群殖。中文也有更加确切的词表达克隆，“无性繁殖”、“无性系化”以及“纯系化”。克隆是指生物体通过体细胞进行的无性繁殖，以及由无性繁殖形成的基因型完全相同的后代个体组成的种群。通常是利用生物技术由无性生殖产生与原个体有完全相同基因组织后代的过程。另有相关书籍和影视作品以此为题。 克隆的历史： 鲤鱼:1963年，中国科学家童第周早在1963年就通过将一只雄性鲤鱼的遗传物质注入雌性鲤鱼的卵中从而成功克隆了一只雌性鲤鱼，比多利羊的克隆早了33年。 绵羊:1996年，多利（Dolly） 猕猴:2000年1月，Tetra，雌性 猪:2000年3月，5只苏格兰PPL小猪；8月，Xena，雌性 牛:2001年，Alpha和Beta，雄性猫:2001年底，CopyCat（CC），雌性鼠:2002年兔:2003年3-4月分别在法国和朝鲜独立地实现； 骡:2003年5月，爱达荷Gem，雄性；6月，犹他先锋，雄性 鹿:2003年，Dewey 马:2003年，Prometea，（普罗米修斯）雌性 狗:2005年，韩国首尔大学实验队，史纳比 猪:2005年8月8日，中国第一头供体细胞克隆。 克隆的定义： 1963 年J.B.S.Haldane在题为“人类种族在未来二万年的生物可能性”的演讲上采用“克隆(Clone)”的术语。科学家把人工遗传操作动物繁殖的过程叫“克隆”，这门生物技术叫“克隆技术”，其本身的含义是无性繁殖（中国大陆的翻译），即由同一个祖先细胞分裂繁殖而形成的纯细胞系，该细胞系中每个细胞的基因彼此相同。 克隆也可以理解为复制、拷贝和翻倍（港澳台的意译），就是从原型中产生出同样的复制品，它的外表及遗传基因与原型完全相同，但大多行为思想不同。时至今日，“克隆”的含义已不仅仅是“无性繁殖”，凡是来自同一个祖先，无性繁殖出的一群个体，也叫“克隆”。这种来自同一个祖先的无性繁殖的后代群体也叫“无性繁殖系”，简称无性系。简单讲就是一种人工诱导的无性繁殖方式。但克隆与无性繁殖是不同的。克隆是指人工操作动物繁殖的过程，无性繁殖是指：不经过两性生殖细胞的结合由母体直接产生新个体的生殖方式，常见的有孢子生殖、被子生殖出芽生
生物技术概论复习题 一、名词解释 1、细胞融合：两个或多个细胞相互接触后，其细胞膜发生分子重排，导致细胞合并、染色体等遗传物质重组的过程。P55 2、干细胞：动物胚胎及某些器官中具有自我复制和多向分化潜能的原始细胞，是重建、修复病损或衰老组织、器官功能的理想种子细胞。P81 3、原生质体：脱去细胞壁的细胞叫原生质体P60 4、目的基因：在基因工程设计和操作中，被用于基因重组、改变受体细胞性状和获得预期表达产物的基因。P37 5、固定化酶技术：将酶素服在特殊的相上，让它既保持酶的特有活性，又能长期稳定反复使用，同时又可以实现生产工艺的连续化和自动化。方法大致可以分为三类，即载体结合法、共价交联法和包埋法。P126 6、工程菌：用基因工程的方法，使外源基因得到高效表达的菌类细胞株系一般称为“工程菌”。P114 7、转化：通过生物学、物理学和化学等方法使外源裸露DNA进入受体细胞，并在受体细胞内稳定维持和表达的过程。P43 8、胚胎分割；借助显微操作技术或徒手操作方法切割早期胚胎成二、四等多等份再移植给受体母畜，从而获得同卵双胎或多胎的生物学新技术。173 9、限制性内切核酸酶：是一类能识别双链DNA中特殊核苷酸序列，并在合适的反应条件下使每条链一定位点上的磷酸二脂键断开，产生具有5’-磷酸基（-P）和3’-羧酸（-OH）的DNA片段的内切脱氧核糖核酸酶。P21 10、SCP ：单细胞蛋白，生产蛋白质的生物大都是单细胞或丝状微生物个体，而不是多细胞复杂结构的生物。P184 11、外植体：即能被诱发产生无性增殖系的器官或组织切段。P56 12、生物传感器：用生物活性物质做敏感器件，配以适当的换能器所构成的分析工具。P136 13、基因芯片：利用反相杂交原理，使用固定化的的探针阵列样品杂交，通过荧光扫描和计算机分析，获得样品中大量基因及表达信息的一种高通量生物信息分析技术。又称为DNA芯片P49 14、脱毒植物：用脱毒剂除去寄生病毒的植物。P68 15、植物次级代谢产物：许多植物在受到病原微生物的侵染后，产生并大量积累次生代谢产物，以增强自身的免疫力和抵抗力。植物次生代谢途径是高度分支的途径，这些途径在植物体内或细胞中并不全部开放，而是定位于某一器官、组织、细胞或细胞器中并受到独立的调控。 16、基因治疗：指将目的基因导入靶细胞，以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，以达到治疗目的。P240 17、生物能源： 18、单克隆抗体:利用细胞融合技术，在体外大量培养融合细胞，由融合细胞产生大量的抗体。（优点：特异性强、成分均一、灵敏度高、产量大和容易标准化生产。）P226 19、RNA反义技术：天然存在的或人工合成的一类RAN分子，它不能编码蛋白质，但它的核苷酸顺序与某种mRNA可互补配对，所以这种反义RNA可与mRNA结合配对从而干扰mRNA的翻译，使相应的基因不能表达。P243 20、HGP：人类基因组计划，旨在为30多亿个碱基对构成的人类基因组精确测序，发现所有人类基因并搞清其在染色体上的位置，破译人类全部遗传信息。P245 二、基础知识 1、基因工程研究的理论依据是什么？P12 ①不同基因具有相同的物质基础；②基因是可以切割的；③基因是可以转移的；④多肽与基因之间存在对应关系；⑤遗传密码是通用的；⑥基因可以通过复制把遗传信息传递给下一代。
生物化学技术练习题 一、单选题 1. 血脂测定血液标本的采集应在（） A、餐后4h B、餐后12h C、餐前1h D、可随时采集 2. 铁主要分布于（） A、肌红蛋白 B、血红蛋白 C、含铁酶类 D、铁蛋白 3.免疫球蛋白属于（） A、α1-球蛋白 B、α2-球蛋白 C、β-球蛋白 D、γ-球蛋白 4. 胆红素测定（改良J-G法）加入叠氮钠的作用是（） A、使紫色的偶氮胆红素变为蓝色 B、增加呈色的稳定性 C、破坏剩余的重氮试剂 D、提高显色的灵敏度 5. 原子吸收分光光度法所用的光源是（） A、钨灯 B、氢灯 C、卤钨灯 D、空心阴极灯 6. 核酸探针目前常用的放射性核素标记物是（） A、32P B、3H C、35S D、125I 7. 血清总蛋白测定，目前临床上的常规方法是（） A、凯氏定氮法 B、双缩脲法 C、酚试剂法 D、染料结合法 8. 临床上用于同工酶、血浆脂蛋白分离常用的电泳技术是（） A、PE B、CAE C、AGE D、PAGE 9. 血气酸碱分析标本所用的抗凝剂是（） A、草酸钠 B、枸橼酸钠 C、肝素钠 D、EDTA－Na2 10. 下列哪种物质不是由肾分泌的（） A、肾素 B、促红素 C、前列腺素 D、醛固酮 11. 肾上腺皮质激素的母体是（） A、孕烷 B、雄烷 C、雌烷 D、以上都不是 12. Trinder反应中最常用的色原是（） A、联苯胺 B、邻联茴香胺 C、4-AAP和酚 D、2、4-二氯苯酚 13.正常情况下，运铁蛋白只有多少和血清铁结合（） A、1/4 B、1/3 C、1/2 D、2/3 14.黄疸发生的机制不包括（） A. 胆红素生成过多和肝细胞摄取障碍 B. 肝细胞处理胆红素能力降低 C. 肝细胞对胆红素的排泄增多 D. 胆红素在肝外排泄障碍，逆流入血 15.下列哪一种部件是离心式自动分析仪的特有部件（） A、比例泵 B、稀释器 C、转头 D、透析器 16. V要达到Vmax的90%以上，[S]应为Km的（） A、2倍 B、5倍 C、10倍 D、100倍 17. 国产化学试剂分析纯的符号是（） A、GR B、CP C、LR D、AR 18. 静脉采血的常用部位是（） A、手背静脉 B、肘静脉 C、腘静脉 D、外踝静脉 19.紫外光的波长范围是（） A、200～400nm B、200～700nm C、400～760nm D、500～800nm 20. 聚丙烯酰胺凝胶电泳的英文缩写是（）
生物化学BIOCHEMISTRY 绪论Prolegomena What is BIOCHEMISTRY? CHEMISTRY：the branch of science which deals with the identification of the substances of which matter is composed, the investigation of their properties and the ways in which they interact, combine, and change, and the use of these processes to form new substances Biochemistry: the branch of science concerned with the chemical and physic-chemical processes which occur within living organisms Including: The chemistry of the components in living organisms (static biochemistry) The principles for the chemical changes in living organisms (dynamic biochemistry) The chemistry of metabolism and cell functions (functional biochemistry) 生物化学的主要分支： 按化学的研究范畴划分：生物无机化学（bioinorganic chemistry），生物有机化学（bioorganic chemistry），生物物理化学（biophysical chemistry） 按生物学的研究领域划分：动物生物化学（animal biochemistry），植物生物化学（plant biochemistry），微生物生物化学（microbe biochemistry） 按研究对象划分：蛋白质化学（protein chemistry），核酸化学（nucleate chemistry） 按与生产、生活关系划分：生理生化（physiological biochemistry），工业生化（industrial biochemistry），农业生化（agricultural biochemistry），医药生化（medicinal biochemistry） 生物化学的使命：揭示生命现象的本质，促进生命科学发展；改善人类健康水平和生活质量；促进物种的改良和优化；带动工、农业的发展和变革 分子生物学Molecular biology： 什么是分子生物学：在分子水平上研究生物大分子的结构与功能，从而阐明生命现象本质的科学 主要研究领域：蛋白质体系，蛋白质-核酸体系，蛋白质-脂质体系 分子生物学的三个支柱学科：生物化学，遗传学，微生物学 分子生物学的地位：由学科分支成长为主流前沿，殊途同归的集大成者，生物学科走向统一的前驱 古代生物化学（在化学中萌芽）： 19世纪以前：A.L. Lavoisier, “呼吸作用的本质和燃烧是一样的”；C.W. Scheele, 多种生化物质的分离；J.von.Liebig, 新陈代谢（stoff wechsel)；Hoppe Seyler, 1877年，提出“biochemie”近代生物化学（由静态走向动态）： 19世纪中叶——20世纪50年代，相关学科的蓬勃发展：1804，John Dalton 提出原子论；1859，Port Darwin 进化论；1865，Gregor Mendel 遗传定律；1869，D.L.Mendelyeev 元素周期律 生物化学的发展： 1848, Helmhoitz & Bernard，肝脏的生糖功能；1869，J.F. Michel 分离“核素”（核酸）；1897，Bucher ，酵母榨出液可使蔗糖发酵生成乙醇；1902，D.A. Leeven，从核酸中分离胞嘧啶；1904，Knoop ，脂肪酸的 -氧化；1907，E.H. Fischer ，蛋白质的降解与合成；1912，F.G. Hopkins，确立维生素概念，形成剑桥生物化学学派；1921，F.G.班廷和C.H.贝斯特，分离纯胰岛素；1926，J.B. Sumner 分离脲酶，并证明其是蛋白质；1929，Lohmann & Fiske ，ATP的能量功能；1931，Warburg 制得呼吸酶并研究其生物氧化作用；1937，Krebs，三羧
生化实验五大技术 一.分光光度技术 1.定义:根据物质对不同孩长的光线具有选择性吸收,每种物质都具有其特异的吸收光语。而建立起来的一种定t 、定性分析的技术。 2.基本原理:（图1-1光吸收示意） 透光度T=It/lo 吸光度A=lg(lo/ I1) 朗伯-比尔(lambert-Beeri)定律:A=KLc K 为吸光率，L 为溶液厚度(em), c 为溶液浓度 (mol/L)] 摩尔吸光系数日ε:1摩尔浓度的溶液在厚度为 I.cm 的吸光度。 c=A/ε 3. 定量分析: (1)标准曲线(工作曲线)法 (2) 对比法元-KCLCx (3)计算法: e=A/ε (4)差示分析法(适用于浓度过浓成过稀) (5) 多组分湖合物测定 4.技术分类 分子吸收法&原子吸收法:
可见光(400-760 nm) &紫外光(200~ 40m) &红外光(大于760 nm)分光光度法； 5.应用方向 有机物成分分析&结构分析红外分光光度法测定人体内的微量元囊原子吸收分光光度法 二电脉技术 1.定义:带电荷的供试品在情性支持介质中，在电场的作用下，向其对应的电 极方向按各自的速度进行脉动。使组分分离成族窄的区带，用透宜的检洲方法记录其电泳区带图请或计算其百分含量的方法。 2.基本原理: 球形质点的迁移率与所带电成正比，与其半径及介质粘度成反比。v=Q/6xrη 3.影响电泳迁移率的因素: 电场强度电场强度大，带电质点的迁移率加速 溶液的PH值: 溶液的pH离pl越远，质点所带净电荷越多，电泳迁移幸越大 溶液的离子强度:电泳液中的高子浓度增加时会引起质点迁移率的降低 电渗:在电场作用下液体对于固体支持物的相对移动称为电渗 4:技术分类: 自由电泳(无支持体) 区带电泳(有支持体):法纸电泳(常压及高压)，博层电泳(薄膜及薄板).凝波电泳(琼脂，琼脂糖、淀粉胶、柔丙烁配胶凝胶)等 5. 电泳分析常用方法及其特点: 小分子物质滤纸、纤维素、硅胶薄膜电泳复杂大分子物质凝胶电泳 ⑴醋酸纤维素薄膜电泳 ①这种薄顺对蛋白质样品吸阴性小，消除纸电沫中出现的“拖尾”现象 ②分离理应快，电泳时间短 ③样品用最少: ④经过冰最酸乙醉溶液或其它看明液处理后可使膜透明化有利丁对电泳图潜的光吸收措测店和爱的长期保 ------别适合于病理情况下微量异常蛋白的检测(胰岛素、游菌酶、胎儿甲种球
生物技术论文 班级：食品与生物技术系学号：1102040220 姓名：何海慧 摘要：本文主要介绍生物技术的含义、生物技术的概况以及生物技术的发展前景。 关键词：生物技术基因工程细胞工程酶工程发酵工程 生物技术是21世纪的核心技术，是多学科共同努力取得的重大成果，被广泛地应用于农业、医药、食品、能源、环保、化工等多个领域，显示出了十分广阔的发展前景。因此，它必将成为21世纪增强综合国力的支柱产业之一。我国同世界其他国家一样已把生物技术列为高新技术之一，并积极组织力量进行研究和攻关。不过，生物技术并不是一个完全的新兴学科，它是由传统生物技术和现代生物技术两部分构成的。传统生物技术是指制造酱、醋、酒、面包、奶酪、酸奶及其他食品的传统工艺；现代生物技术则是指近几十午发展起来的，以现代生物学研究成果为基础，以基因工程为核心的新兴学科。 一、生物技术的含义 生物技术，也称生物工程。是指以现代生命科学为基础，结合其他学科的科学原理，采用先进的工程技术手段，按照人们的预先设计改造生物体或加工生物原料，来生产人们所需要的产品或达到某种目的。它是一门新兴的、综合性的学科。先进的工程技术手段指的是基
因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等新技术。改造生物体是指获得优良的动物、植物及微生物品系或品种。 大规模培养技术是以工业化生产为目的，从大量培养的细胞中获得药物或其他有用物质。植物大规模培养技术是以工业化生产为目的，从大量培养生物原料则指生物体的某一部分或生长过程产生的能利用的物质，如淀粉、糖、纤维素等有机物，也包括一些无机化学品，甚至某些矿石。生产人们所需要的产品包括粮食、医药、食品、化工原料、能源、金属等。达到某种目的则包括疾病的预防、诊断与治疗，食品的检验以及环境污染的检测和治理等。生物技术是由多学科综合集成的一门新兴学科。 根据研究对象的不同，需要以下各个学科的知识作支撑，即普通生物学、分子遗传学和细胞生物学；人类遗传学和分子医学：病毒学、微生物学和生物化学等学科。尤其是现代分子生物学的最新理论成果更是生物技术发展的基础。生命科学的快速发展已经在分子、亚细胞、细胞、组织与个体等不同层次上，揭示了生物的结构与功能的相互关系，进而使人们能够应用其研究成果对生物进行不同层次的设计、控制、改造乃至模拟，同时，产生了巨大的生产效能。 二、现代应用生物技术的内容 现代应用生物技术是在基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程等先进的现代应用生物技术手段基础上产生和发展起来的。这些先进的现代生物技术手段构成了现代应用生物技术的重要内容。
生化分离方法：离心、层析、电泳和膜分离等 生化分析方法：重量法、化学法、分光光度法、酶法、色谱法 生化制备方法：生物大分子制备的前处理、分离纯化、浓缩与干燥、超临界流体提取法、萃取与相分离、结晶、样品的保存 生化分离方法，常用的方法有：离心技术、层析技术、电泳技术和膜分离技术等。 1 离心技术 1.1 基本原理 离心技术（centrifugal technique）是根据颗粒在作匀速圆周运动时受到一个外向的离心力的行为而发展起来的一种分离技术。 应用：各种生物样品的分离和制备。如分离收集细胞、细胞器及生物大分子物质；提纯、鉴定生物大分子；分离化学反应的沉淀物。 生物样品悬浮液在离心力作用下使悬浮的微小颗粒以一定速度沉降，从而与溶液分离，其沉降速度与颗粒的质量、大小和密度相关。 相对离心力 离心力因离心半径不同而不同，因此用“相对离心力” （relative centrifugal force，RCF）表示离心力，若RCF值不变，一个样品可在不同的离心机上获得相同的结果。RCF(×g)=1.119×10-5×r×rpm2。 1.2 离心分类 根据离心原理，按照实际工作的需要，设计了许多离心方法，大致可分三类：差速离心法(differential velocity centrifugation)速率区带离心法（rate zonal centrifugation）等密度离心法（isopycnic centrifugation） 1.2.1 差速离心法 利用不同的粒子在离心力场中沉降的差别，在同一离心条件下，沉降速度不同，通过不断增加相对离心力，使一个非均匀混合液内的大小、形状不同的粒子分部沉淀。 操作过程中一般是在离心后用倾倒的办法把上清液与沉淀分开，然后将上清液加高转速离心，分离出第二部分沉淀，如此往复加高转速，逐级分离出所需要的物质。 差速离心的分辨率不高，沉淀系数在同一个数量级内的各种粒子不容易分开，常用于其他分离手段之前的粗制品提取。 关键是选择适合于各分离物的离心力。例如差速离心分离细胞组分 1.2.2 速率区带离心法 速率区带离心法是在离心前于离心管内先预装密度梯度介质（如蔗糖、甘油、CsCl等），将待分离的样品铺一薄层在梯度液的顶部进行离心。 离心后在近旋转轴处（r1）的介质密度最小，离旋转轴最远处（r2）介质的密度最大； 但最大介质密度必须小于样品中粒子的最小密度，即ρP＞ρm。 根据分离的粒子在梯度液中沉降速度的不同，使具有不同沉降速度的粒子处于不同的密度梯度层内分成一系列区带，达到彼此分离的目的。 梯度液在离心过程中以及离心完毕后，取样时起着支持介质和稳定剂的作用，避免因机械振动而引起已分层的粒子再混合。 由于ρP＞ρm可知S＞0，因此该离心法的离心时间要严格控制。 如果离心时间过长，所有的样品可全部到达离心管底部；离心时间不足，样品还没有有足够的时间使在介质中分离形成区带。 由于此法是一种不完全的沉降，沉降受物质本身大小的影响较大，一般是应用在物质大小相异而密度相同的情况。 常用的梯度液有聚蔗糖（Ficoll）、硅溶胶（例如，Percoll）及蔗糖。 离心时，由于离心力的作用，颗粒离开原样品层，按不同沉降速率向管底沉降。离心一定时间后，沉降的颗粒逐渐分开，形成一系列界面清楚的不连续区带。 沉降系数越大，沉降越快。离心必须在沉降最快的颗粒（大颗粒）到达管底前或刚到达管底时
《生物技术概论》复习重点 一、名词解释 1．生物技术（biotechnology） 生物技术（biotechnology），也称生物工程(bioengineering)，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他基础学科的科学原理，利用生物体或其体系或他们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达到某种目的的一门新兴的综合性的学科。 2．细胞工程 细胞工程是指应用细胞生物学和分子生物学的方法，通过类似于工程学的步骤，在细胞整体水平或细胞器水平上，按照人们的意愿来改变细胞内的遗传物质以获得新型生物或一定细胞产品的一门综合性科学技术。 3.载体 分子克隆载体是一类可供外源DNA插入并携带重组DNA分子进入适当宿主细胞的DNA分子。 4.培养基 培养基是提供微生物生长繁殖和生物合成各种代谢产物所需要的、按一定比例配制的多种营养物质的混合物。 5.基因文库 将大分子量的染色体组DNA分子经酶切形成大小合适的DNA片段群，或是经过反转录合成不同大小适合于基因克隆的cDNA分子群体，连接到载体分子上，转入受体细胞后得到的克隆的集合体，叫基因文库。 6. DNA 变性与复性 变性：在高温及强碱条件下，双链DNA分子氢键断裂，两条链完全分离，形成单链DNA分子 复性：降低温度、pH及增加盐浓度可使变性的DNA分子重新形成天然的DNA 7.重叠基因 随着DNA核苷酸序列测定技术的发展，人们已经在一些噬菌体和动物病毒中发现，不同核苷酸序列是彼此重叠的，称这样的两个基因为重叠基因（overlapping genes）,或嵌套基因（nest gene）8.植物组织培养 是指从有机体内取出组织或细胞，在体外进行培养，使之生存或生长成组织。 9.限制性内切酶 限制性内切酶是一类能够识别双链DNA分子中的某种核苷酸序列，并由此切割DNA双链结构的核酸内切酶。 10.断裂基因 在基因编码序列中有与氨基酸编码无关的DNA间隔序列，使一个基因分隔成不连续的若干区段11.多克隆位点 DNA载体序列上人工合成的一段序列，含有多个限制内切酶识别位点。能为外源DNA提供多种可插入的位置或插入方案。 12. PCR 聚合酶链式反应（polymerase chain reaction, PCR），也称为DNA扩增
生物转化在中药中的应用概述中药的开发长期以来都局限于从现有药材中寻找有效成分，但是随着药物筛选技术的发展，特别是高通量筛选技术的出现，从现有资源中发现结构新颖并有药用价值的化合物已经越来越难了。此外，一部分中药有效成分的水溶性或稳定性不好，又或者毒副作用太强，严重影响了它们的应用。要解决以上问题,最有效的途径便是进行中药化学成分的结构转化。 1.生物转化 传统的中药化学成分的结构转化方法为化学转化，但是由于中药化学成分的结构比较复杂，分子中往往有多个手性中心，用化学方法进行结构转化选择性差，极易发生氧化、环化和聚合等副反应。近年来，中药有效成分的生物转化方法由于其自身的种种优点而被广泛采用。药物生物转化是指药物在体内经历的化学结构的变化过程。大部分药物经生物转化后药理活性降低甚至消失，最终随尿和粪便排除体外，但也有一些药物通过生物转化后药理活性增强或毒性增加。因此，药物生物转化不仅影响药物作用的强弱和持续时间的长短，而且还会影响药物治疗的安全性，具有重要的现实意义。对于创新药物，需了解其在体内的生物转化情况。通过药物生物转化研究，发现并确定产生药理作用的物质基础，掌握药物生物转化规律，对于设计更合理的给药途径、给药方法、给药剂量，以及对制剂处方的设计、工艺改革和临床都具有指导意义。药物生物转化的主要部位在肝脏，肝外生物转化场所有：消化道、肺、皮肤、脑、鼻黏膜、肾脏等，也可被肠内细菌转化。肝脏外器官的生物转化活性比肝脏要低得多，所以至今为止对药物生物转化的研究大多以肝脏为主。 1.1 生物转化的研究方法 一般的生物转化研究过程是先将所使用的生物体系接种于培养液中进行预培养,调节生物体的生长状态,使其中的酶系具有较高的反应活性,然后投加底物。底物可以固体粉末的形式加入,亦可以适量的溶剂溶解后加入。若底物为脂溶性成分,可以用乙醇、丙酮、二甲基亚砜等有机溶剂溶解,但有机溶剂在培养液中的终浓度不宜超过1%,以免影响酶的活性。底物的加入量一般为每升培养液中加入30-100mg。转化时间一般为2-8d,有的则需持续十余天。生物转化是一个动
班级姓名学号 第十四届学术科技节之生物化学实验技能大赛初赛试卷将正确答案按题号填写到下列表格中：
一、判断题（每题1分，共30题） 1.（）90%乙醇是指100ml乙醇中含有90g乙醇。 2.（）6.78950修约为四位有效数字是：6.790。 3.（）滴定分析中，为了减少滴定管读数误差，滴定体积越大越好。 4.（）酸式滴定管既可以用来盛装酸类溶液，也可以盛装氧化性溶液。 5.（）抽样检查中，抽取的样本数越多越好。 6.（）采样时必须注意样品的生产日期、批号、代表性和均匀性。 7.（）我国化学试剂分为优级纯、分析纯、化学纯和实验试剂。 8.（）天平的分度值越大灵敏度越高。 9.（）使用干燥箱时，试剂和玻璃仪器应该分开烘干。 10.（）在使用酒精灯时，当灯内的酒精少于1/3时也没有关系，当不用灯时，直接把灯帽盖上就可以了。 11.（）酵母菌发酵糖时，通常会产生二氧化碳。 12.（）革兰氏染色时最好选择处于稳定期的微生物细胞进行染色。 13.（）使用高压灭菌器时，在冷气排尽后，压力上升至15磅，温度是121℃。 14.（）若在紫外光区对样品进行分光光度分析，应使用玻璃比色皿。 15.（）用漏斗过滤时漏斗中的液面不要超过滤纸的 2/3。 16.（）配制盐酸标准滴定溶液可以采用直接配制方法。 17.（）金属离子指示剂H3In与金属离子的配合物为红色，它的H2In呈蓝色，其余存在形式均为橙红色，则该指示剂适用的酸度范围为pKa1 第１４卷第１５期２００６年８月６日 精细与专用化学品 ＦｉｎｅａｎｄＳｐｅｅｉａｌｔｙＣｈｅｍｉｃａｌｓ Ｖ０１．１４．Ｎｏ．１５ ·１５· 生物转化法生产２，３一丁二醇的研究 马成伟４杜彤孙亚琴修志龙 （大连理工大学环境与生命学院，辽宁大连１１６０２４） 摘要：介绍国内外关于生物转化法生产２，３一丁二醇的研究情况，其中包括转化过程中菌种的选择及其改造、发酵底物的选择、发酵条件及产量、产物的分离提纯方法等。并对该生物转化过程提出一些新的改进方法，以期降低生产成本，解决日益严重的能源危机和环境污染等问题。 关键词：２，３一丁二醇；１，３一丁二烯；葡萄糖；生物转化 ＳｔｕｄｙｏｎＰｒｏｄｕｃｔｉＯｎ０ｆ２，３－ＢｕｔａｎｅｄｉｏｌｂｙＢｉｏｃｏｎＶｅｒｓｉＯｎ ＭｅｔｈＯｄ ＭＡＣｈｅｎｇ一１＾）ｅｔ，ＤＵＴｏｎｇ，ｓＵＮＹｏ—ｑｉｎ，ＸｌＵｚｈｔ－Ｉｏｎｇ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＢｉｏｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＢｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｓｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒＤｎｍｅｎｔａｌａｎｄＢｉｏｌｏｇｉｃａｌｓｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｄａｌｉａｎ１１６０２４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｎｐＩＤｄｕｃｔｉｏｎｏｆ２，３－ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌｂｙｂｉｏｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｉｎｗｈｉｃｈｉｎｃｌｕｄｅｄｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｓｔｍｉｎａｎｄｉｔｓｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ，ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｍａｔｒｉｘ，ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓｆｏｒｆｅｒｍｅｎｔａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｓｅｐａｒａｔｉｏｎａｎｄｐｕｒｉｎｃａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｆｉｎａｌｐｒｏｄｕｃｔ．Ｓｏｍｅｎｅｗｉｄｅａｓｗｅｒｅａｌｓｏｉｎ咖ｄｕｃｅｄｓｏａｓｔｏｒｅ—ｄｕｃｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｃｏｓｔａｎｄｓｏｌｖｅｔｈｅｓｅｖｅｒｅｐｒｏｂｌｅｍｓｏｎｅｎｅｒｇｙｃｒｉｓｉｓａｎｄｅｎＶｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：２，３一ｂｕｔａｎｅｄｉｏｌ；１，３一ｂｕｔａｄｉｅｎｅ；ｇｌｕｃｏｓｅ；ｂｉｏｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ２，３．丁二醇是一种极具价值的液体燃料，其燃烧值为２７１９８Ｊ／ｇ，可与甲醇（２２０８１Ｊ／ｇ）、乙醇（２９００５Ｊ／ｇ）相媲美…。２，３一丁二醇可以用来制备重要的工业有机溶剂甲乙酮；还可以用来生产２－丁烯和１，３－丁二烯等橡胶单体；酯化形式的２，３一丁二醇是合成聚亚胺的前体，可应用于药物、化妆品、洗液等；通过催化脱氢得到的二乙酰化形式的２，３一丁二醇可以用做具有高价值香料的食品添加剂。２，３一丁二醇自身可以作为单体用来合成高分子化合物；左旋形式的２，３．丁二醇由于其较低的凝固点可用做抗冻剂；此外，２，３．丁二醇还在染料、炸药、香水、药物载体等领域显示出潜在的应用价值旧１。 从最初Ｈａｒｄｅｎ和ｗａｌｐ０１ｅ研究生物转化法生产２，３．丁二醇¨ｏ至今已有近百年的历史。二战期间，为了弥补１，３．丁二醇的稀缺，２，３．丁二醇的生产倍受关注Ｈ’。近年来，随着工业生产的蓬勃发展， ＋收稿日期：２００６－０４旬５ 作者简介：马成伟（１９８４－），男，在读大学本科。２，３．丁二醇的需求量逐年增加。目前，２，３．丁二醇的工业生产主要是生物转化法。有关该生产工艺的研究，国外进行的较早，取得的成绩也较显著，而国内还尚属初级阶段。以木质纤维素的水解液为原料，通过细菌将碳水化合物转化为２，３－丁二醇有望进一步降低生产成本。本文通过介绍目前有关生物转化法生产２，３．丁二醇的研究情况，并提出一些新的研究想法，旨在推动国内在该领域研究的进步。 １菌种及其改造 目前，用来发酵生产２，３－丁二醇的微生物主要是细菌类，包括＾ｒｆｅ夙ｉｅ耽ｐｎＰｕｍｏｎｉ口ｅ¨。、刚ｅ夙ｉｅ讹ｏｚｙ￡ｏｃｏＬ６。、曰ｏｃｉＺＺＭｓｐｏｆｙ，ｎ，ｙｘ口。川、Ａｅｒｏ，ｎｏ凡口ｓ＾ｙｄ，．０Ｐ＾ｉＺ一施旧’、Ｐ口ｅｎ汤ｏｃ垅“ｓｐＤ），ｍ＂ｎ∽’等。这些细菌在发酵生成目标产物２，３．丁二醇的同时还会产生乙偶姻、乙醇、乙酸、乳酸等副产物。其中乙偶姻是２，３一丁 第一章生命大分子物质的制备 某一骨骼肌的无细胞粗抽提液每毫升含蛋白质32mg，在适宜条件下，10／-l该抽提液以每分钟O．14,umol 的速度催化一个反应。用硫酸铵沉淀法分级分离50ml上述抽提液，将饱和度为20% - 40%的沉淀物重新溶于10ml溶液中，测得其蛋白质含量为50rng/m1’取ioy.i该溶液催化一反应，其速度为每分钟o．65弘mol。试计算纯化倍数和回收率。(2. 97，92.8%) 第二章沉淀法 1．兔肌醛缩酶的p常数与盐析常数（在离子强度为摩尔浓度时）分别为6.30和2. 84。试求硫酸铵浓度分别为2mol/L、3mol/L时的溶解度。(4.2mg/ml，6.03 X10-3 mg/ml) 2．含25%硫酸铵饱和度的细胞色素c溶液150ml，需加多少克硫酸铵或多少毫升饱和硫酸铵溶液，才能使其达55%饱和度? (28. 95g, 100ml) .10．某一蛋白质的盐析范围为饱和硫酸铵30%-60%，试简述具体操作（若有500ml盐析液）。 第三章吸附层析 7. 利用薄层层析如何确定蛋白质的纯度？ 第四章疏水层析 1．疏水作用层析的固定相和流动相与普通吸附层析有何区别？为什么？(P63 , T1) 第五章离子交换层析 1．离子交换剂由哪几部分组成？何为阳离子和阴离子交换剂？ 2．弱酸性和弱碱性的纤维素离子交换剂分别适宜在哪些pH范围内应用？为什么？ 7．影响离子交换剂膨胀度的因子有哪些？其中哪个为关键因子？为什么？ 8．在层析柱中污染杂质后应如何处理？为什么某些亲水性离子交换剂在含乙醇的乙酸盐溶液中可以防止微生物污染？ 9．试设计利用离子交换剂分离一种含等电点分别为4．0、6.0、7.5和9.0的蛋白质合液的方案，并简述理由。并绘制洗脱曲线。 10．梯度溶液的变化速率、交换剂的膨胀程度、装柱的均匀度等因子，对样品的分辨率有何影响？11．梯度溶液的变化速率是受哪些因素控制的？试举例说明如何借助速率变化来提高分离效果？13．用离子交换剂测定蛋白质的等电点时，为什么一定要用强性离子交换剂？生物转化法生产23丁二醇的研究
生化技术原理
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