离子交换发酵液

㈠ 微生物发酵产物离子交换提取法原理

90、稳态：神经系统、体液和免疫系统调节下，内环境的相对稳定
温度、pH、渗透压，水、无机盐、血糖等化学物质含量
血浆 7.35—7.45 缓冲对 NaHCO3/H2CO3 Na2HPO4/NaH2PO4
2/3细胞内液 组织液

91、65%体液 1/3细胞外液 血浆 淋巴
（内环境） 不是血液 血液>血浆>血清
食物 排尿
92、体内水来源 饮水 水排出途径 出汗 皮肤
代谢水（有氧呼吸）面虫、骆驼 呼气 肺
（氨基酸脱水缩合） 排遗 消化道
93、K不吃也排 不经过出汗排
肾上腺分泌醛固酮（固醇） 保Na排K
高温工作、重体力劳动、呕吐、腹泻→→应特别注意补充足够的水、Na（食盐）
细胞外液渗透压下降，出现四肢发冷、血压下降、心率加快
K对细胞内液细胞渗透压起决定作用，维持心肌紧张、心肌正常兴奋性 K心
94、血糖三来源（食物、分解、转化） 三去向
糖的主要功能：供能
胰岛素 唯一降血糖激素；增加糖的去路，减少糖的来源 胰高血糖素、 肾上腺素 升血糖
胰高血糖素促进胰岛素分泌，胰岛素却抑制胰高血糖素分泌
血 糖 升 高
↓ ↑ ↑
下丘脑某区域→胰岛B细胞 胰高血糖素↑ 肾上腺素↑
↓ ↑ ↑
胰岛素↑ 胰岛A细胞 肾上腺髓质
↓ ↑ ↑ 下丘脑另一区域
血 糖 降 低
<50-60 低早 <45 低晚 >130高 >160-180糖尿
一次性摄糖过多，暂时尿糖 持续糖尿不一定糖尿病，如肾炎重吸收不行
糖尿病 血糖高且有糖尿 验尿验血 三多一少症状？
不吃少吃多吃含膳食纤维多的粗粮和蔬菜
95、营养物质：
蛋白质不足：婴幼儿、儿童、少年生长发育迟缓、体重过轻 成年人浮肿
提供能量
营养物质功能 提供构建和修复机体组织的物质
提供调节机体生理功能的物质
维生素：维持机体新陈代谢、某些特殊生理功能

VA：夜盲症
维生素 VB：脚气病
VC：坏血病
VD：佝偻病、骨软化病、骨质疏松症
96、温度感受器分为冷觉感受器和温觉感受器（分布皮肤、粘膜、内脏器官）
体温来自代谢释放热量（不是ATP提供），体温恒定是产热量，散热量动态平衡结果
寒冷 炎热
↓ ↓
皮肤冷觉感受器 温觉感受器 血管
↓传入神经 ↓ 立毛肌
下丘脑体温调节中枢 下丘脑 骨骼肌
传出神经 ↓ 汗
皮肤血管收缩 骨骼肌战粟（产能特多） 血管舒张
皮肤立毛肌收缩 皮肤立毛肌收缩 汗液分泌增多
↓鸡皮疙瘩 肾上腺素↑
缩小汗毛孔 甲状泉激素↑
减少散热 增加产热 散热量增加 不能减少产热
调节水分、血糖、体温
97、下丘脑 分泌激素：促激素释放激素 抗利尿激素
感受刺激：下丘脑渗透压感受器
传导兴奋：产生渴觉
第一道防线：皮肤、粘膜等
非特异性免疫（先天免疫）第二道防线：体液中杀菌物质、吞噬细胞
98、免疫 特异性免疫（获得性免疫） 第三道防线：体液免疫和细胞免疫
在特异性免疫中发挥免疫作用的主要是淋巴细胞
淋巴细胞的起源和分化：胸腺—T 骨髓—B
免疫细胞：B、T
免疫系统的物质基础 免疫器官：扁桃体、淋巴结、脾
免疫物质：抗体、淋巴因子（白介素、干扰素）
99、抗原特点：①一般异物性 但也有例外：如癌细胞、损伤或衰老的细胞
②大分子性
③特异性 抗原决定簇（病毒的衣壳）
100、体液免疫： 记忆细胞
↓ ↓再次受相同抗原刺激
抗原→→吞噬细胞→→T细胞→→B细胞→→→效应B细胞→→→抗体
↑ （摄取处理） （呈递） （识别）
感应阶段 反应阶段 效应阶段
效应B细胞产生：抗体(免疫球蛋白)、抗毒素、凝集素
效应T细胞产生：淋巴因子、干扰素、白细胞介素
识别抗原：B细胞、效应T细胞、记忆B/T
效应B细胞获得有三途径（直接、间接、记忆）
记忆细胞受相同抗原再次刺激后引起的二次免疫反应：更迅速、更强
再次接受过敏原（概念）
过敏反应 抗体分布 细胞表面
组织胺：体液调节
101、免疫失调引起的疾病 自身免疫疾病：风湿…类风湿…系统性红斑狼疮
先天性：先天性胸腺发育不全
免疫缺陷病 获得性：艾滋病、肺炎、气管炎
（人类免疫缺陷病毒） HIV↓攻击T细胞
（AIDS） 获得性免疫缺陷综合症
102、色素吸收、传递、转换光能 色素不能储存光能
蛋白质、氨基酸也不能储存
少数特殊状态叶绿素a 最终电子供体：水
高能量、易失电子 光能→ 电能 最终电子受体:NADP+
103、C4植物：玉米、高梁、甘庶、苋菜
既C3又C4 CO2固定能力强 先CO2+C3→C4
C3、C4叶肉细胞都含正常叶绿体
选修 C3维管束鞘细胞无叶绿体
图 C4维管束鞘细胞含无基粒的叶绿体 不进行光反应
(P29) C4植物花环型结构 里圈：维管束鞘细胞 外圈：部分叶肉细胞
降低呼吸消耗 增加净光合量
104、提高产量 延长光合作用时间 光：光质、强度、长短
提高农作物对 增大光合作用面积 温度：影响酶的活性
光能利用率 提高光合作用效率 水
矿质元素 N、P、K、Mg
CO2 农家肥、CO2发生器
105、生物固氮：N2 → NH3
根瘤菌的特异性：蚕豆根瘤菌侵入蚕豆、菜豆、豇豆；大豆根瘤菌侵入大豆。
N素
根瘤菌 有机物 豆科植物 异养需氧
共生固氮菌 根瘤 薄壁细胞 愈伤组织
固氮菌 自生≠自养 根瘤菌拌种 豆科植物绿肥
自生固氮菌：圆褐固氮菌（固氮+激素）
生物固氮（主：根瘤菌） 工业固氮 高能固氮
106、N循环 硝化、反硝化、氨化作用
反硝化：氧气不足NO3-→N2
自生固氮菌的分离原理：无氮培养基对固氮菌的选择生长
物质基础：线粒体、叶绿体中的DNA（质基因）
…线粒体
107、细胞质遗传 典型代表 …叶绿体 花斑植株→三种
特点 母系遗传（受精卵中的细胞质几乎全来自卵细胞）
后代性状不出现一定分离比
（形成配子时，质基因不均等分配）
编码区：编码蛋白质 连续的
原核细胞 非编码区 编码区上游：RNA聚合酶结合位点
基因结构 调控 编码区下游
108、基因的结构 真核细胞 非编码区
基因结构 编码区 内含子：非编码序列
外显子：能编码蛋白质内含子>外显子
原核基因无外显子内含子之说
主要分布于微生物
剪刀：限制性内切酶 特异性（专一性）
（200多种） 获得粘性末端
109、基因的操作工具 针线：DNA连接酶：扶手（磷酸二脂键）不是踏板（氢键）
条件①复制保存②多切点③标记基因
种类：质粒、病毒
运输工具：运载体 ①染色体外小型环状DNA
②存在于细菌、酵母菌
质粒特点 ③质粒是常用的运载体
④最常用：大肠杆菌
⑤对宿主细胞的生存无
基因工程 (基因拼接技术、DNA重组技术、转基因技术) 决定性作用
直接分离 常用鸟枪法
提取目的基因 人工合成（反转录法、根据已知AA序列合成DNA）
目的基因与运载体结合 同一种限制酶
110、基因操作步骤 将目的基因导入受体细胞→细菌、酵母菌、动植物
CaCl2处理细胞壁 （ 受精卵好 繁殖速度快）
目的基因的检测和表达：标记基因、目的基因是否表达？
逆转录 碱基互补配对
mRNA 单链DNA 双链DNA
推测 推测 合成
氨基酸序列 mRNA序列 DNA碱基序列 目的基因
药（胰岛素、干扰素、白细胞介素、乙肝疫苗）
111、基因工程的成果 治病：基因诊断与基因治疗（基因替换）
新品种（转基因） 食品工业（食物）
环境监测（DNA分子杂交 探针）
生物固氮、基因诊断、基因治疗、单细胞蛋白（微生物菌体本身）、
单克隆抗体、生物导弹（单抗+抗癌药物）
112、 间接联系 核心 核膜
高尔基体 内质网 细胞膜
线粒体膜
间接（具膜小泡） （内吞外排说明双向）
分泌蛋白：抗体、蛋白质类激素、胞外酶（消化酶）等分泌到细胞外
粗面内质网上的核糖体 内质网运输加工 高尔基体加工 成熟蛋白质 胞外
113、生物膜系统（不等于生物膜）：细胞膜、核膜及由膜围绕而成的细胞器
离体→营养物质+激素 适宜温度+无菌
植物组织培养 离体→愈伤组织→根芽（胚状体）→植物体
选无病毒 尖（生长点） 紫草素
114、植物细胞工程 两种不同→杂种细胞→新植物体
植物体细胞 去掉细胞壁→原生质体→杂种细胞→新植物体
杂交 种间存在生殖隔离 不能有性杂交
好处：克服远源杂交不亲和障碍 培育新品种
是其它动物细胞工程技术的基础
动物细胞培养 液体培养基：动物血清
115、 动 取自动物胚胎或出生不久的幼龄动物的器官或组织
物 用胰蛋白酶处理
细 原代培养→传代培养（细胞株→细胞系 遗传物质发生改变）
胞 灭活的病毒做诱导剂+物理、化学方法
工 动物细胞融合 最重要用途：制备单克隆抗体
程 理论基础：细胞膜的流动性
单克隆抗体→指单个B淋巴细胞经克隆形成的细胞群产生的化学性质单一、特异性强的抗体（优点：特异性强、灵敏度高）。每一个B淋巴细胞只分泌一种特异性抗体（共百万种） *杂交瘤细胞 *生物导弹
116、微生物包含了除植物界和动物界以外的所有生物
质粒（小型环状DNA）控制抗药性、固氮、抗生素生成
核区（大型环状DNA）控制主要遗传性状 有的细菌有荚膜、芽孢、鞭毛
碳源：无机/有机碳源 自养/异养
117、 微生物生长 氮源：加不加额外的氮源
所需的营养物质 生长因子：（维生素、氨基酸、碱基→构成酶和核酸）
水：
无机盐：
固体培养基：分离、鉴定、计数
物理性质 半固体培养基：运动、保藏菌种
液体培养基：工业生产
118、培养基 天然培养基：工业生产
化学性质 合成培养基：分类鉴定
选择培养基 青霉素→选出酵母菌、霉菌等真菌
用途 NaCl：金黄色葡萄球菌
鉴定培养基：伊红美蓝→大肠杆菌→深紫色和金属光泽
自己设计实验：把混合在一起的圆褐固氮菌、硝化细菌、大肠杆菌区分开，并筛选纯种。

酶合成的调节 诱导酶：基因和诱导物控制
119、微生物代谢调节 酶活性的调节 结构改变 可逆 快速 准确
必需物质，一直产生 氨基酸、核苷酸、维生素
初级代谢产物 无种的特异性 多糖、脂类
120、代谢产物 非必需物质，一定阶段 抗生素、毒素
次级代谢产物 有种的特异性 四素 色素、激素
121、微生物群体生长曲线： 3

2 4
1

（1）调整期：代谢活跃，开始合成诱导酶 初级代谢产物收获的最佳时期
（2）对数期：形态和生理特性稳定，代谢旺盛；科研用菌种，接种最佳时期
（3）稳定期：次级代谢产物收获最佳时期，芽孢生成（种内斗争最剧烈）
及时补充营养物质，可以延长稳定期
（4）衰亡期：多种形态，出现畸形，释放次级代谢产物 生存环境恶劣
与无机环境斗争最激烈的是4衰亡期。
营养物质消耗有害代谢产物积累PH不适宜导致3.4时期的出现。
注意：前三个时期类似“S”型增长曲线，但是多了衰亡期
122、影响微生物生活的环境因素
PH值：影响酶的活性、细胞膜的稳定性，从而影响微生物对营养物质的吸收
温度：影响酶和蛋白质的活性
O2浓度：产甲烷杆菌
123、高压蒸汽灭菌法：1/5、1/2、2/3、75% 由里向外、细密、不重复
溶化后分装前必须要 调节pH
细菌培养的过程：培养基的配制→灭菌→搁置斜面→接种→培养观察
实例：谷氨酸发酵（黄色短杆菌、谷氨酸棒状杆菌）
概念：
菌种选育：诱变育种、基因工程、细胞工程
培养基的配制：成分、比例，pH适宜
124、发酵工程 内容 灭菌：去除杂菌
扩大培养和接种：菌种多次培养达到一定数量
发酵过程：（中心阶段）控制各种条件，生产发酵产品
分离提纯 菌体：过滤、沉淀（单细胞蛋白即微生物菌体本身）
代谢产物：蒸馏、萃取、离子交换
应用 医药工业：生产药品和基因工程药品
食品工业：传统发酵产品、食品添加剂、单细胞蛋白等
125、 C/N=4/1 菌体大量繁殖但产生的谷氨酸少(P79)
记住 C/N=3/1 菌体繁殖受抑制，但谷氨酸的合成量大增
溶氧不足： 产生乳酸或琥珀酸
pH呈酸性： 产生乙酰谷氨酰胺（P95）
专家提供：

㈡ 改善发酵液过滤特性的方法有哪些

发酵工业中用于改善发酵液过滤性能的方法通常有：等电点、
蛋白
质变性、吸附、凝聚和絮凝、加入助滤剂、直接在发酵液中形成填充-凝固剂、酶解作用。
（1）过滤助剂
助滤剂是一种不可压缩的多孔微粒，它能使滤饼疏松，滤速增大。
过滤助剂可解决两个问题
①滤饼的可压缩性问题
②小粒子如菌丝碎片和细菌细胞，会渗入到转鼓真空过滤预覆盖层内部。使得预覆盖层的部分孔被堵塞，影响了渗透性。加入助滤剂可以解决这一问题
常用的过滤助剂有：硅藻土、珍珠岩、磨碎的木浆、淀粉
助滤剂的加入有两种方法：
①在滤布上预先铺一层助滤剂(1~2mm)，该方法，会使滤速降低，但滤液透明度
②直接加入发酵液中（助滤剂的用量，有一条经验规则可供参考，即助滤剂用量若等于悬浮液中固体含量时，滤速最快。）。
（2）填充-凝固剂
改善过滤性能较好的方法是加入一些反应剂，它们能相互作用，或和某些溶解性盐类发生反应生成不溶解的沉淀(CaSO4，AlPO4等)。生成的沉淀能防止菌丝体粘结，使菌丝具有块状结构，沉淀本身即可作为助滤剂，并且还能使胶状物和悬浮物凝固，如新生霉素发酵液中加入氯化钙和磷酸钠，生成的磷酸钙可作为填充-凝固剂。一方面作为助滤剂，另一方面还可使某些蛋白质凝固。又如环丝氨酸发酵液用氧化钙和磷酸处理，生成的磷酸钙沉淀，能使悬浮物凝固。多余的磷酸根离子，还能除去钙、镁离子。并且在发酵液中不会引入其它阳离子而影环环丝氨酸的离子交换吸附。正确选择反应剂和反应条件，能使过滤速度提高3~10倍。
（3）酶解作用
如发酵液中有不溶解的多糖存在则最好用酶将它转化为单糖，以提高过滤速度。例如万古霉素用淀粉作培养基，加入淀粉酶后，能使过滤速度加快。

㈢ 离子交换法提取的谷氨酸怎么结晶呢

离子交换法提取谷氨酸是利用离子交换树脂对发酵液中谷氨酸与其它同性离子吸附能力的差别 将这些离子选择性地吸附到树脂上 然后用洗脱剂先后洗脱 从而得到谷氨酸
谷氨酸是一种两性电解质 其等电点 为pH3.22.当pH^3.2时 谷氨酸带正电荷 呈阳离子状态 它能被阳离子交换树脂交换吸附
三 仪器与试剂（一）实验器材 （1）玻璃层析柱 （2）试管 （3）移液管 （4）恒压洗脱瓶 （5）部分收集器 （6）水浴锅 （7）分光光度计 （8）电炉
（二）材料与试剂（1）苯乙烯磺酸钠型树脂（100～200目）（2）2mo1/L盐酸溶液（3）2mo1/L氢氧化钠溶液（4）标准氨基酸溶液 将天门冬氨酸和赖氨酸分别配成2mg/mL的0.1m1/L盐酸溶液（5）显色剂。2克水茚三酮溶于95%乙醇中 加水至100毫升
四 操作步骤
（1）树脂的准备 树脂过夜㓎泡 使树脂膨胀 加2mo1/L NaOH至上述树脂中搅拌2号倾弃碱液 用蒸馏水洗涤至中性 加25m1 12mo1/L HC1搅拌2h 倾弃酸液 用蒸馏水充洗涤树脂至中性
（2）层析柱的准备 将强酸性阳离子交换树脂用HC1处理成H*型后洗至中性 搅拌1小时后装入层析柱 使之自然降沉到一定高度
（3）加样分离 将液面缓慢放至贴近层析柱表面 由柱上端仔细加入pH4.5的发酵液离心液3毫升 同时开始收集流出液 每管收集1毫升 测量收集液pH 洗脱液加入速度控制在0.5m1/mim 当样品液弯月面靠近树脂顶端时 立即加入发酵液 如此重复 不断测量收集液的PH值 直至树脂吸附饱和
（4）洗脱 加样完毕后 用滴管小心注入60·C4%（或2%）氢氧化钠溶液（切勿搅动床面）用试管收集洗脱液 每管收集1毫升 同时测量收集液pH 直至收集液

㈣ 发酵液进离子交换柱前后钙、镁、铁、氯、硫酸根等离子的含量测定方法

仅供参考，专业不强
钙，硫酸根 沉淀法，测吸光度值确定含量
铁 加氰化物，测吸光度评价含量
氯 有点忘记了，好像是用银离子沉淀，不过先用硝酸清洗所有要用的器械，测吸光度……当时学药物分析时候学的……查好了告诉你

㈤ 从离子交换角度出发，自己设计一个方案用离子交换吸附法从链霉素发酵液中分离纯化链霉素

P133-134 8、说明离子交换剂的再生方法。P134-135 9、参阅思考题8(P137),设计采用离子交换吸附法从链霉素发酵液的过滤液 中分离纯化链霉素的方法

㈥ 离子交换法制取碳酸氢钠收率为什么低于100%

在反应平衡的角度来讲：在碳酸氢钠溶液中，碳酸氢根既能电离又能水解版，碳酸氢根水解、权碳酸氢根电离、都是碳酸氢钠收率为什么低于100%的原因。

离子交换借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。

(6)离子交换发酵液扩展阅读：

一、离子交换主要类型有：

1、搅拌槽，适用于处理粘稠液体。当单级交换达不到要求时，可用多级组成级联。

2、固定床离子交换器，也称离子交换柱，是用于离子交换的固定床传质设备，应用最广。

3、移动床离子交换器，用于离子交换的移动床传质设备，由于技术上的困难尚未得到工业应用。

二、离子交换的作用：水处理(软化和纯化)；溶液（如糖液）的精制和脱色；从矿物浸出液中提取铀和稀有金属；从发酵液中提取抗生素以及从工业废水中回收贵金属等。

㈦ 离子交换树脂提取生物碱的原理是什么

通过离子交换树脂的聚合多孔性及官能团进行吸附，由于这一交换过程速度很快，离子交换树脂对生物碱的亲和性也很好，水处理填料树脂因此在这个过程中，有机物对离子交换树脂的污染很小。吸附饱和后，再用稀浓度的酸液进行分布洗脱，稀的酸液洗下的是正电荷很弱的杂质，它们可以与活性官能键结合，但是不稳定，然后再用较高浓度的酸液将吸附的生物碱洗脱，最后用高浓度的酸液洗脱与活性官能团结合很牢固的阳离子杂质。为了确保离子交换树脂的吸附容量，往往在使用到一定周期后，会采用NaOH溶液进行逆转型复苏。

㈧ 离子交换的介绍

早在1850年就发现了土壤吸收铵盐时的离子交换现象,但离子交换作为一种现代分离手段专,是在20世纪40年代人工合属成了离子交换树脂以后的事。离子交换操作的过程和设备，与吸附基本相同，但离子交换的选择性较高，更适用于高纯度的分离和净化。
目离子交换主要用于水处理(软化和纯化)；溶液（如糖液）的精制和脱色；从矿物浸出液中提取铀和稀有金属；从发酵液中提取抗生素以及从工业废水中回收贵金属等。

㈨ 离子交换树脂提取生物碱的原理是什么

离子交换树脂提取生物碱的原理是利用离子交换作用吸附生物碱。
借助于固体离子交换剂中的离子与稀溶液中的离子进行交换，以达到提取或去除溶液中某些离子的目的，是一种属于传质分离过程的单元操作。离子交换是可逆的等当量交换反应。离子交换主要用于水处理(软化和纯化)；溶液（如糖液）的精制和脱色；从矿物浸出液中提取铀和稀有金属；从发酵液中提取抗生素以及从工业废水中回收贵金属等。

㈩ 发酵液提取工艺有哪些，比较常用的

●溶媒萃取法在目前的微生物药物尤其抗生素生产中的应用较为普遍，特点是产品纯
度、颜色等质量特征较好，尽管离子交换技术已比较发达，但还不能完全替代溶媒萃取法。
需要注意的是一定要关注溶剂的安全性，
选用毒性低的溶剂如常用乙酸乙酯、
乙酸丁酯和丁
醇等，
用到的溶剂要在质量标准中进行残留量的严格控制，
一般不选用
1
类和
2
类溶剂；
另
外，
所用溶剂对目标物应具有较好的溶解性和选择性，
少量即可提取完全，
并使目标物和杂
质良好分离。
乳化现象是溶媒萃取法中需要克服障碍，
如使用去乳化剂，
应考虑其安全性以
及从终产品中的残留情况，必要时检测其残留量。

●离子交换法因成本低、
设备简单、
不用或少用有机溶剂等优点，
已成为提取抗生素的
重要方法之一，
如许多氨基糖苷类抗生素和多粘菌素等多用此法提取。
但有时产品质量特征
稍不如意，另外，此种提取过程中
pH
变化较大，不适于稳定性较差目标物如青霉素等的提
取。解吸附时常用水、稀酸、盐或其他络合剂等，一般说来，酸性吸附碱性洗脱，碱性吸附
酸性洗脱，为防止洗脱过程
pH
变化过大，避免影响目标物稳定性，可选用缓冲液洗脱剂，
有时还会用到含有机溶剂的洗脱剂以提高洗脱效果，需要考虑的是洗脱剂对目标物的影响、
洗脱剂的安全性及其在终产品中的残留情况，如
NH4+
和链霉素反应会生成毒性很大的二链
霉胺，故吸附链霉素后的饱和树脂不可使用氨水洗脱。

●吸附法在早期的微生物药物如青霉素、林可霉素以及维生素
B12
等的提取中应用较多
,
吸附剂为活性炭、
酸性白土以及弱酸性离子交换树脂等，
按原理可分为物理吸附、
化学吸附
和交换吸附等类型。
因选择性差、收率不高等缺点，在后来的生产中渐被其它方法取代，但
近期随着大孔网状聚合物吸附剂的合成和发展，
重又得到重视和应用。
使用时需要关注溶液
pH
对目标物稳定性的影响以及解吸附剂的安全性及其在终产品中的残留情况。

●沉淀法提取目标物在国内应用较为广泛，
尤其在四环类抗生素的生产中应用较多，
一
般可分为间接沉淀和直接沉淀两种类型。
如用到沉淀剂，
需要考虑其安全性、
对目标物稳定
性的影响以及在终产品中的残留情况。
另外，
沉淀法得到的产品一般颗粒粗大，
必要时要经
过粉碎、重新溶解结晶等措施，控制产品一定的粒度，保证临床有效性。
希望对你有帮助
望采纳