生物技术药物与疫苗课件
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第3节 生物技术药物与疫苗
举例说明生物工程技术药物和疫苗的生产原理。
1．简述生物技术药物的概念。 2．举例说明基因工程药物、细胞工程药物的生产原理和意
义。
3．举例说明生物技术疫苗的生产原理和意义。 4．进一步体验科学技术是一个不断发展的过程及理解科学、 技术、社会三者间的关系。
生物技术药物
1．概念 DNA 重组 生物技术 一般是指利用________ 技术或其他 _________生产的药物。 2．种类 基因 包括_____ 工程药物、酶工程药物、发酵工程药物、 _____工程药物等。 细胞
【巩固1】 下列关于基因工程药物的叙述中，不正确的是
( A．基因工程药物的优点是质量高、成本低 B．基因工程药物解决了受原料来源的限制 C．基因工程药物的关键环节是构建工程菌 D．基因工程药物毒性高、副作用大 )。
解析 考查基因工程药物的生产及特点。
答案 D
生物技术疫苗
药物 不是 1．疫苗是一种特殊的_____，它____ 用于治疗疾病，而是
草素。
(3)动物细胞培养及应用 基本培养流程： 提供 动 物 胚 胎 或 出 生 不 久 的 幼 龄 动 物 ――→ 培 养 的 细 胞 或 组 织 用胰蛋白酶处理 培养 ――――――――→ 单 个 细 胞 ――→ 原 代 培 养 ―→ 传 代 培 养 40～50代 变异 ――→ 细胞株――→细胞系(具有癌变特点) 动物细胞比大肠杆菌细胞具有更加优良的产物加工性能，更适合 来自人和高等动物的基因的表达，因而可用于生产各种重要的生 物制品，如乙肝疫苗、狂犬病疫苗和脊髓灰质炎疫苗等，以及干 扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等。
态环境和物种资源的破坏。
③细胞工程解决了传统动植物药物生产的不足。
(2)植物细胞培养制取药物 ①制取药物的流程 植物细胞株―→固体培养―→液体悬浮培养―→收集细胞―→提取纯化产物―→药物 制剂 ②植物细胞培养的应用 一是许多药用植物(人参、甘草、红豆杉、黄连、银杏、紫草和长春花等)的细胞培养均
获得成功；二是利用红豆杉细胞培养生产抗癌药物紫杉醇，利用紫草细胞培养生产紫
预防 用于_____ 疾病。 核酸疫苗 2．DNA疫苗又称_________ ，在某些肿瘤艾滋病和肝炎的 预防 _____ 上可以发挥独特的作用。
1． 传统疫苗与新型疫苗
用于预防疾病的疫苗有细菌性疫苗、病毒性疫苗和类毒素疫苗。从疫苗的生产技术来 说，疫苗分为传统疫苗和新型疫苗两大类。 (1)传统疫苗 传统疫苗包括灭活疫苗、减毒疫苗和亚单位疫苗。灭活疫苗是用致病的微生物或其代 谢产物，接种到动物、鸡胚、组织或细胞培养物中，经生长繁殖后，用化学(丙酮、甲 醛、酚等)或物理(加热、紫外线照射)等方法将病原体杀死而获得的疫苗，因此，又称 为“死”疫苗。减毒疫苗是通过适当方法，以降低毒性或无毒的全病原体为抗原的疫 苗。而用天然微生物的某些成分的亚单位作为疫苗的，称为亚单位疫苗。
天然基因药物制造厂。利用转基因动物来生产基因药物是一种全新的生产模式，与传
统的制药技术相比具有无可比拟的优越性。
(2)基因工程药物生产的大致过程 获得目的基因―→构建基因工程菌―→工程菌大规模培养―→产物分离纯化―→除菌 过滤―→半成品检测―→成品加工―→成品检测。 (3)传统生产技术与基因工程药物生产技术的比较 ①使用传统技术，从动物脏器提取这些物质因含量太低、成本太高，使其应用受到限 制；此外，在提取过程中还可能造成药物被病毒感染，制成的药物会对病人产生严重
2． 细胞工程药物
主要是利用细胞工程技术来生产的药物。 (1)细胞工程药物解决了传统动植物药物生产与生物资源保护的矛盾。 ①传统动植物药物的特点：高效、低毒、副作用少。 ②传统动植物药物生产的不足：这些药物有许多是来自珍稀濒危动植物，随着这些药 物的需求量日益增大，人们对野生生物资源进行大规模猎取、采集和开发，导致了生
3． 基因工程药物 目的基因 基因工程菌 (1)生产过程：获得_________―→ 构建___________―→工程菌大规模培养 ―→产物 分离纯化 _________―→除菌过滤―→半成品检测 ―→成品加工―→成品检测。
(2)最主要的环节：______________。
构建基因工程菌 (3)特点：_______地生产各种高质量、低成本的药品。
后果；作为非人源蛋白质，长期使用会产生免疫反应等。
②用基因工程可直接使用来源于人的基因生产药物，可以从根本上解决上述问题。其最大的 好处是：不仅可以大量生产过去难以获得的来源于人的各种生理活性的蛋白质和多肽药物， 为临床应用提供保证，还可以深入研究它们的生理、生化特性和结构，从而扩大这些物质的 应用范围，发现和挖掘出更多的生理活性物质。通过基因工程对基因进行改造，可以生产出 性能更加优良的药物。 ③基因工程药物生产与传统意义上的药物生产有许多不同，它使用的是活细胞，产品又多是 大分子的具有复杂结构和生理功能的蛋白质，因而基因表达、宿主菌生长、产品精制、产品 质量和药效等，都可能因为原料、生产工艺、条件，甚至环境等生产过程的每一步的变化而 受到影响。因此，严格控制生产过程的每一步和进行严格的检测，确保产品质量和安全有效 是基因工程药物生产中必不可少的。
高效率 细胞工程药物
4．
(1)植物细胞培养制取药物的生产过程：植物细胞株―→____培养―→________培养 ―→____细胞―→提取____产物―→药物制剂。
固体 纯化
液体悬浮
收集
红豆杉 (2)应用：细wenku.baidu.com培养生产药用植物如人参、甘草、_______、黄连、银杏、紫草和长春花
等。通过动物细胞培养生产如_____疫苗、狂犬病疫苗、___________疫苗等疫苗，以及干
乙肝 脊髓灰质炎 扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等药物。
基因工程药物的化学成分是什么？
[思维激活 ] 提示 蛋白质。
1． 基因工程药物
(1)基因、转基因与基因工程药物 人类的所有疾病几乎都与基因有关，因此，早在“人类基因组”计划还未付诸实现的时 候，科学家们就已经在研制基因工程药物了。他们把通过克隆取得的外源目的基因(一 般是人的DNA)，整合到动物受精卵的染色体内，使之在动物体内得到表达并能稳定地 遗传给后代，这种含有外源基因的动物就叫做转基因动物。一头转基因动物就是一座
举例说明生物工程技术药物和疫苗的生产原理。
1．简述生物技术药物的概念。 2．举例说明基因工程药物、细胞工程药物的生产原理和意
义。
3．举例说明生物技术疫苗的生产原理和意义。 4．进一步体验科学技术是一个不断发展的过程及理解科学、 技术、社会三者间的关系。
生物技术药物
1．概念 DNA 重组 生物技术 一般是指利用________ 技术或其他 _________生产的药物。 2．种类 基因 包括_____ 工程药物、酶工程药物、发酵工程药物、 _____工程药物等。 细胞
【巩固1】 下列关于基因工程药物的叙述中，不正确的是
( A．基因工程药物的优点是质量高、成本低 B．基因工程药物解决了受原料来源的限制 C．基因工程药物的关键环节是构建工程菌 D．基因工程药物毒性高、副作用大 )。
解析 考查基因工程药物的生产及特点。
答案 D
生物技术疫苗
药物 不是 1．疫苗是一种特殊的_____，它____ 用于治疗疾病，而是
草素。
(3)动物细胞培养及应用 基本培养流程： 提供 动 物 胚 胎 或 出 生 不 久 的 幼 龄 动 物 ――→ 培 养 的 细 胞 或 组 织 用胰蛋白酶处理 培养 ――――――――→ 单 个 细 胞 ――→ 原 代 培 养 ―→ 传 代 培 养 40～50代 变异 ――→ 细胞株――→细胞系(具有癌变特点) 动物细胞比大肠杆菌细胞具有更加优良的产物加工性能，更适合 来自人和高等动物的基因的表达，因而可用于生产各种重要的生 物制品，如乙肝疫苗、狂犬病疫苗和脊髓灰质炎疫苗等，以及干 扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等。
态环境和物种资源的破坏。
③细胞工程解决了传统动植物药物生产的不足。
(2)植物细胞培养制取药物 ①制取药物的流程 植物细胞株―→固体培养―→液体悬浮培养―→收集细胞―→提取纯化产物―→药物 制剂 ②植物细胞培养的应用 一是许多药用植物(人参、甘草、红豆杉、黄连、银杏、紫草和长春花等)的细胞培养均
获得成功；二是利用红豆杉细胞培养生产抗癌药物紫杉醇，利用紫草细胞培养生产紫
预防 用于_____ 疾病。 核酸疫苗 2．DNA疫苗又称_________ ，在某些肿瘤艾滋病和肝炎的 预防 _____ 上可以发挥独特的作用。
1． 传统疫苗与新型疫苗
用于预防疾病的疫苗有细菌性疫苗、病毒性疫苗和类毒素疫苗。从疫苗的生产技术来 说，疫苗分为传统疫苗和新型疫苗两大类。 (1)传统疫苗 传统疫苗包括灭活疫苗、减毒疫苗和亚单位疫苗。灭活疫苗是用致病的微生物或其代 谢产物，接种到动物、鸡胚、组织或细胞培养物中，经生长繁殖后，用化学(丙酮、甲 醛、酚等)或物理(加热、紫外线照射)等方法将病原体杀死而获得的疫苗，因此，又称 为“死”疫苗。减毒疫苗是通过适当方法，以降低毒性或无毒的全病原体为抗原的疫 苗。而用天然微生物的某些成分的亚单位作为疫苗的，称为亚单位疫苗。
天然基因药物制造厂。利用转基因动物来生产基因药物是一种全新的生产模式，与传
统的制药技术相比具有无可比拟的优越性。
(2)基因工程药物生产的大致过程 获得目的基因―→构建基因工程菌―→工程菌大规模培养―→产物分离纯化―→除菌 过滤―→半成品检测―→成品加工―→成品检测。 (3)传统生产技术与基因工程药物生产技术的比较 ①使用传统技术，从动物脏器提取这些物质因含量太低、成本太高，使其应用受到限 制；此外，在提取过程中还可能造成药物被病毒感染，制成的药物会对病人产生严重
2． 细胞工程药物
主要是利用细胞工程技术来生产的药物。 (1)细胞工程药物解决了传统动植物药物生产与生物资源保护的矛盾。 ①传统动植物药物的特点：高效、低毒、副作用少。 ②传统动植物药物生产的不足：这些药物有许多是来自珍稀濒危动植物，随着这些药 物的需求量日益增大，人们对野生生物资源进行大规模猎取、采集和开发，导致了生
3． 基因工程药物 目的基因 基因工程菌 (1)生产过程：获得_________―→ 构建___________―→工程菌大规模培养 ―→产物 分离纯化 _________―→除菌过滤―→半成品检测 ―→成品加工―→成品检测。
(2)最主要的环节：______________。
构建基因工程菌 (3)特点：_______地生产各种高质量、低成本的药品。
后果；作为非人源蛋白质，长期使用会产生免疫反应等。
②用基因工程可直接使用来源于人的基因生产药物，可以从根本上解决上述问题。其最大的 好处是：不仅可以大量生产过去难以获得的来源于人的各种生理活性的蛋白质和多肽药物， 为临床应用提供保证，还可以深入研究它们的生理、生化特性和结构，从而扩大这些物质的 应用范围，发现和挖掘出更多的生理活性物质。通过基因工程对基因进行改造，可以生产出 性能更加优良的药物。 ③基因工程药物生产与传统意义上的药物生产有许多不同，它使用的是活细胞，产品又多是 大分子的具有复杂结构和生理功能的蛋白质，因而基因表达、宿主菌生长、产品精制、产品 质量和药效等，都可能因为原料、生产工艺、条件，甚至环境等生产过程的每一步的变化而 受到影响。因此，严格控制生产过程的每一步和进行严格的检测，确保产品质量和安全有效 是基因工程药物生产中必不可少的。
高效率 细胞工程药物
4．
(1)植物细胞培养制取药物的生产过程：植物细胞株―→____培养―→________培养 ―→____细胞―→提取____产物―→药物制剂。
固体 纯化
液体悬浮
收集
红豆杉 (2)应用：细wenku.baidu.com培养生产药用植物如人参、甘草、_______、黄连、银杏、紫草和长春花
等。通过动物细胞培养生产如_____疫苗、狂犬病疫苗、___________疫苗等疫苗，以及干
乙肝 脊髓灰质炎 扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等药物。
基因工程药物的化学成分是什么？
[思维激活 ] 提示 蛋白质。
1． 基因工程药物
(1)基因、转基因与基因工程药物 人类的所有疾病几乎都与基因有关，因此，早在“人类基因组”计划还未付诸实现的时 候，科学家们就已经在研制基因工程药物了。他们把通过克隆取得的外源目的基因(一 般是人的DNA)，整合到动物受精卵的染色体内，使之在动物体内得到表达并能稳定地 遗传给后代，这种含有外源基因的动物就叫做转基因动物。一头转基因动物就是一座