生物同步人教選修二生物技術藥物與疫苗

1、知識點知識點1生物技術藥物生物技術藥物 知識梳理知識梳理 1.概念概念 2.種類種類 一般是指利用一般是指利用技術或其他技術或其他 生產(chǎn)的藥物。生產(chǎn)的藥物。 包括包括工程藥物、酶工程藥物、發(fā)酵工程藥物、工程藥物、酶工程藥物、發(fā)酵工程藥物、工程藥物工程藥物 等。等。 DNA重組重組生物技術生物技術 基因基因 細胞細胞 3.基因工程藥物基因工程藥物 (1)生產(chǎn)過程：獲得生產(chǎn)過程：獲得構建構建 工程菌大規(guī)模培養(yǎng)工程菌大規(guī)模培養(yǎng)產(chǎn)物產(chǎn)物除菌過濾除菌過濾半成品檢測半成品檢測成品加工成品加工成品檢成品檢 測。測。 (2)最主要的環(huán)節(jié)：最主要的環(huán)節(jié)：。 (3)特點：特點：地生產(chǎn)各種高質(zhì)量、低成本的藥品。地生

2、產(chǎn)各種高質(zhì)量、低成本的藥品。 目的基因目的基因 基因工程菌基因工程菌 分離純化分離純化 構建基因工程菌構建基因工程菌 高效率高效率 4.細胞工程藥物細胞工程藥物 (1)植物細胞培養(yǎng)制取藥物的生產(chǎn)過程：植物細胞株植物細胞培養(yǎng)制取藥物的生產(chǎn)過程：植物細胞株固體培養(yǎng)固體培養(yǎng) 培養(yǎng)培養(yǎng)細胞細胞提取提取 產(chǎn)物產(chǎn)物藥物制劑。藥物制劑。 (2)應用：細胞培養(yǎng)生產(chǎn)藥用植物如人參、甘草、應用：細胞培養(yǎng)生產(chǎn)藥用植物如人參、甘草、黃連、銀杏、紫、黃連、銀杏、紫 草和長春花等。通過動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)如草和長春花等。通過動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)如疫苗、狂犬病疫苗、疫苗、狂犬病疫苗、 疫苗等疫苗，以及干擾素、白細胞介素、腫瘤壞死因

3、子等藥物。疫苗等疫苗，以及干擾素、白細胞介素、腫瘤壞死因子等藥物。 思維激活思維激活基因工程藥物的化學成分是什么？基因工程藥物的化學成分是什么？ 提示：提示：蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)。 液體懸浮液體懸浮收集收集純化純化 紅豆杉紅豆杉 乙肝乙肝脊髓灰質(zhì)炎脊髓灰質(zhì)炎 活學活用活學活用 1.以下不是用基因工程方法生產(chǎn)的藥物是以下不是用基因工程方法生產(chǎn)的藥物是() A.干擾素干擾素 B.B.白細胞介素白細胞介素 C.紫杉醇紫杉醇 D.D.乙肝疫苗乙肝疫苗 解析解析基因工程藥物主要有細胞因子、抗體、疫苗、激素等基因工程藥物主要有細胞因子、抗體、疫苗、激素等，如白細胞介素如白細胞介素2、 干擾素、乙肝疫苗等干擾素、

4、乙肝疫苗等，是利用基因工程技術將外源基因?qū)爰毦抢没蚬こ碳夹g將外源基因?qū)爰毦?，使其高效表達得使其高效表達得 到的。紫杉醇是應用植物細胞培養(yǎng)的方法制取的藥物到的。紫杉醇是應用植物細胞培養(yǎng)的方法制取的藥物，屬于細胞工程藥物。屬于細胞工程藥物。 答案答案C 2.下列關于基因工程藥物的敘述中，不正確的是下列關于基因工程藥物的敘述中，不正確的是() A.基因工程藥物的優(yōu)點是質(zhì)量高、成本低基因工程藥物的優(yōu)點是質(zhì)量高、成本低 B.基因工程藥物解決了受原料來源的限制基因工程藥物解決了受原料來源的限制 C.基因工程藥物的關鍵環(huán)節(jié)是構建工程菌基因工程藥物的關鍵環(huán)節(jié)是構建工程菌 D.基因工程藥物毒性高、副作

5、用大基因工程藥物毒性高、副作用大 解析解析考查基因工程藥物的生產(chǎn)及特點?？疾榛蚬こ趟幬锏纳a(chǎn)及特點。 答案答案D 歸納總結歸納總結 1.基因工程藥物基因工程藥物 (1)基因、轉基因與基因工程藥物基因、轉基因與基因工程藥物 人類的所有疾病幾乎都與基因有關，因此，早在人類的所有疾病幾乎都與基因有關，因此，早在“人類基因組人類基因組”計劃還未付諸實踐計劃還未付諸實踐 的時候，科學家們就已經(jīng)在研制基因工程藥物了。他們把通過克隆取得的外源目的的時候，科學家們就已經(jīng)在研制基因工程藥物了。他們把通過克隆取得的外源目的 基因基因(一般是人的一般是人的DNA)，整合到動物受精卵的染色體內(nèi)，使之在動物體內(nèi)得到表

6、達，整合到動物受精卵的染色體內(nèi)，使之在動物體內(nèi)得到表達 并能穩(wěn)定地遺傳給后代，這種含有外源基因的動物就叫做轉基因動物。一頭轉基因并能穩(wěn)定地遺傳給后代，這種含有外源基因的動物就叫做轉基因動物。一頭轉基因 動物就是一座天然基因藥物制造廠。利用轉基因動物來生產(chǎn)基因藥物是一種全新的動物就是一座天然基因藥物制造廠。利用轉基因動物來生產(chǎn)基因藥物是一種全新的 生產(chǎn)模式，與傳統(tǒng)的制藥技術相比具有無可比擬的優(yōu)越性。生產(chǎn)模式，與傳統(tǒng)的制藥技術相比具有無可比擬的優(yōu)越性。 (2)基因工程藥物生產(chǎn)的大致過程基因工程藥物生產(chǎn)的大致過程 獲得目的基因獲得目的基因構建基因工程菌構建基因工程菌工程菌大規(guī)模培養(yǎng)工程菌大規(guī)模培養(yǎng)產(chǎn)

7、物分離純化產(chǎn)物分離純化除菌過濾除菌過濾 半成品檢測半成品檢測成品加工成品加工成品檢測。成品檢測。 (3)傳統(tǒng)生產(chǎn)技術與基因工程藥物生產(chǎn)技術的比較傳統(tǒng)生產(chǎn)技術與基因工程藥物生產(chǎn)技術的比較 使用傳統(tǒng)技術，從動物臟器提取這些物質(zhì)因含量太低、成本太高，使其應用受到使用傳統(tǒng)技術，從動物臟器提取這些物質(zhì)因含量太低、成本太高，使其應用受到 限制；此外，在提取過程中還可能造成藥物被病毒感染，制成的藥物會對病人產(chǎn)生限制；此外，在提取過程中還可能造成藥物被病毒感染，制成的藥物會對病人產(chǎn)生 嚴重后果；作為非人源蛋白質(zhì)，長期使用會產(chǎn)生免疫反應等。嚴重后果；作為非人源蛋白質(zhì)，長期使用會產(chǎn)生免疫反應等。 用基因工程可直接

8、使用來源于人的基因生產(chǎn)藥物，可以從根本上解決上述問題。用基因工程可直接使用來源于人的基因生產(chǎn)藥物，可以從根本上解決上述問題。 其最大的好處是：不僅可以大量生產(chǎn)過去難以獲得的來源于人的各種生理活性的蛋其最大的好處是：不僅可以大量生產(chǎn)過去難以獲得的來源于人的各種生理活性的蛋 白質(zhì)和多肽藥物，為臨床應用提供保證，還可以深入研究它們的生理、生化特性和白質(zhì)和多肽藥物，為臨床應用提供保證，還可以深入研究它們的生理、生化特性和 結構，從而擴大這些物質(zhì)的應用范圍，發(fā)現(xiàn)和挖掘出更多的生理活性物質(zhì)。通過基結構，從而擴大這些物質(zhì)的應用范圍，發(fā)現(xiàn)和挖掘出更多的生理活性物質(zhì)。通過基 因工程對基因進行改造，可以生產(chǎn)出性能

9、更加優(yōu)良的藥物。因工程對基因進行改造，可以生產(chǎn)出性能更加優(yōu)良的藥物。 基因工程藥物生產(chǎn)與傳統(tǒng)意義上的藥物生產(chǎn)有許多不同，它使用的是活細胞，產(chǎn)基因工程藥物生產(chǎn)與傳統(tǒng)意義上的藥物生產(chǎn)有許多不同，它使用的是活細胞，產(chǎn) 品又多是大分子的具有復雜結構和生理功能的蛋白質(zhì)，因而基因表達、宿主菌生長、品又多是大分子的具有復雜結構和生理功能的蛋白質(zhì)，因而基因表達、宿主菌生長、 產(chǎn)品精制、產(chǎn)品質(zhì)量和藥效等，都可能因為原料、生產(chǎn)工藝、條件，甚至環(huán)境等生產(chǎn)品精制、產(chǎn)品質(zhì)量和藥效等，都可能因為原料、生產(chǎn)工藝、條件，甚至環(huán)境等生 產(chǎn)過程的每一步的變化而受到影響。因此，嚴格控制生產(chǎn)過程的每一步和進行嚴格產(chǎn)過程的每一步的變化

10、而受到影響。因此，嚴格控制生產(chǎn)過程的每一步和進行嚴格 的檢測，確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全有效是基因工程藥物生產(chǎn)中必不可少的。的檢測，確保產(chǎn)品質(zhì)量和安全有效是基因工程藥物生產(chǎn)中必不可少的。 2.細胞工程藥物細胞工程藥物 主要是利用細胞工程技術來生產(chǎn)的藥物。主要是利用細胞工程技術來生產(chǎn)的藥物。 (1)細胞工程藥物解決了傳統(tǒng)動植物藥物生產(chǎn)與生物資源保護的矛盾細胞工程藥物解決了傳統(tǒng)動植物藥物生產(chǎn)與生物資源保護的矛盾 傳統(tǒng)動植物藥物的特點：高效、低毒、副作用少。傳統(tǒng)動植物藥物的特點：高效、低毒、副作用少。 傳統(tǒng)動植物藥物生產(chǎn)的不足：這些藥物有許多是來自珍稀瀕危動植物，隨著這些傳統(tǒng)動植物藥物生產(chǎn)的不足：這些藥物有

11、許多是來自珍稀瀕危動植物，隨著這些 藥物的需求量日益增大，人們對野生生物資源進行大規(guī)模獵取、采集和開發(fā)，導致藥物的需求量日益增大，人們對野生生物資源進行大規(guī)模獵取、采集和開發(fā)，導致 了生態(tài)環(huán)境和物種資源的破壞。了生態(tài)環(huán)境和物種資源的破壞。 細胞工程解決了傳統(tǒng)動植物藥物生產(chǎn)的不足。細胞工程解決了傳統(tǒng)動植物藥物生產(chǎn)的不足。 (2)植物細胞培養(yǎng)制取藥物植物細胞培養(yǎng)制取藥物 制取藥物的流程制取藥物的流程 植物細胞株植物細胞株固體培養(yǎng)固體培養(yǎng)液體懸浮培養(yǎng)液體懸浮培養(yǎng)收集細胞收集細胞提取純化產(chǎn)物提取純化產(chǎn)物藥物制劑藥物制劑 植物細胞培養(yǎng)的應用植物細胞培養(yǎng)的應用 一是許多藥用植物一是許多藥用植物(人參、甘草

12、、紅豆杉、黃連、銀杏、紫草和長春花等人參、甘草、紅豆杉、黃連、銀杏、紫草和長春花等)的細胞培的細胞培 養(yǎng)均獲得成功：二是利用紅豆杉細胞培養(yǎng)生產(chǎn)抗癌藥物紫杉醇，利用紫草細胞培養(yǎng)養(yǎng)均獲得成功：二是利用紅豆杉細胞培養(yǎng)生產(chǎn)抗癌藥物紫杉醇，利用紫草細胞培養(yǎng) 生產(chǎn)紫草素。生產(chǎn)紫草素。 知識點知識點2生物技術疫苗生物技術疫苗 知識梳理知識梳理 1.疫苗是一種特殊的疫苗是一種特殊的，它，它用于治療疾病，而是用于治療疾病，而是 用于用于疾病。疾病。 2.DNA疫苗又稱疫苗又稱，在某些腫瘤、艾滋病和肝炎等疾病的，在某些腫瘤、艾滋病和肝炎等疾病的 上可以發(fā)揮獨特的作用。上可以發(fā)揮獨特的作用。 藥物藥物不是不是 預防

13、預防 核酸疫苗核酸疫苗 預防預防 活學活用活學活用 疫苗與人類的身體健康關系密切。下列有關疫苗的敘述不正確的是疫苗與人類的身體健康關系密切。下列有關疫苗的敘述不正確的是() A.疫苗不是用于治療疾病，而是用于預防疾病疫苗不是用于治療疾病，而是用于預防疾病 B.疫苗能刺激人體，使人產(chǎn)生相應的抗體疫苗能刺激人體，使人產(chǎn)生相應的抗體 C.疫苗可通過注射或口服進入人體疫苗可通過注射或口服進入人體 D.人類通過接種牛痘疫苗消滅了脊髓灰質(zhì)炎人類通過接種牛痘疫苗消滅了脊髓灰質(zhì)炎 思維導圖：思維導圖： 解析解析疫苗是經(jīng)過處理的病原微生物疫苗是經(jīng)過處理的病原微生物，它可以通過口服或注射進入人體它可以通過口服或注

14、射進入人體，可以在人可以在人 體不患病的情況下激活其免疫系統(tǒng)體不患病的情況下激活其免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生相應的抗體產(chǎn)生相應的抗體，通過抗體控制和消滅進入人通過抗體控制和消滅進入人 體的某些病原體體的某些病原體，從而達到預防疾病的目的從而達到預防疾病的目的，故故A、B、C項均正確。人類接種牛痘項均正確。人類接種牛痘 疫苗疫苗，身體內(nèi)會產(chǎn)生抵抗天花病毒的抗體身體內(nèi)會產(chǎn)生抵抗天花病毒的抗體，要預防脊髓灰質(zhì)炎要預防脊髓灰質(zhì)炎，需要使用脊髓灰質(zhì)需要使用脊髓灰質(zhì) 炎疫苗炎疫苗，故故D項錯誤。項錯誤。 答案答案D 反思感悟反思感悟疫苗是經(jīng)過減毒或滅毒的病原微生物，在免疫學上屬于抗原。機體接種疫苗是經(jīng)過減毒或滅毒的病

15、原微生物，在免疫學上屬于抗原。機體接種 某種疫苗，機體內(nèi)則可產(chǎn)生相應的抗體和記憶細胞等，從而起到預防該種病原微生某種疫苗，機體內(nèi)則可產(chǎn)生相應的抗體和記憶細胞等，從而起到預防該種病原微生 物的作用。物的作用。 歸納總結歸納總結 傳統(tǒng)疫苗與新型疫苗傳統(tǒng)疫苗與新型疫苗 用于預防疾病的疫苗有細菌性疫苗、病毒性疫苗和類毒素疫苗。從疫苗的生產(chǎn)技術用于預防疾病的疫苗有細菌性疫苗、病毒性疫苗和類毒素疫苗。從疫苗的生產(chǎn)技術 來說，疫苗分為傳統(tǒng)疫苗和新型疫苗兩大類。來說，疫苗分為傳統(tǒng)疫苗和新型疫苗兩大類。 (1)傳統(tǒng)疫苗傳統(tǒng)疫苗 傳統(tǒng)疫苗包括滅活疫苗、減毒疫苗和亞單位疫苗。滅活疫苗是用致病的微生物或其傳統(tǒng)疫苗包括

16、滅活疫苗、減毒疫苗和亞單位疫苗。滅活疫苗是用致病的微生物或其 代謝產(chǎn)物，接種到動物、雞胚、組織或細胞培養(yǎng)物中，經(jīng)生長繁殖后，用化學代謝產(chǎn)物，接種到動物、雞胚、組織或細胞培養(yǎng)物中，經(jīng)生長繁殖后，用化學(丙丙 酮、甲醛、酚等酮、甲醛、酚等)或物理或物理(加熱、紫外線照射加熱、紫外線照射)等方法將病原體殺死要獲得的疫苗，因等方法將病原體殺死要獲得的疫苗，因 此，又稱為此，又稱為“死死”疫苗。減毒疫苗是通過適當方法，以降低毒性或無毒的全病原體疫苗。減毒疫苗是通過適當方法，以降低毒性或無毒的全病原體 為抗原的疫苗。用天然微生物的某些成分的亞單位作為疫苗的，稱為亞單位疫苗。為抗原的疫苗。用天然微生物的某些

17、成分的亞單位作為疫苗的，稱為亞單位疫苗。 (2)新型疫苗新型疫苗 新型疫苗主要包括基因工程疫苗和核酸疫苗?；蚬こ桃呙绨ɑ騺唵挝灰呙?、新型疫苗主要包括基因工程疫苗和核酸疫苗?；蚬こ桃呙绨ɑ騺唵挝灰呙?、 基因工程載體疫苗、基因缺失活疫苗、合成肽疫苗和抗獨特型抗體疫苗。核酸疫苗基因工程載體疫苗、基因缺失活疫苗、合成肽疫苗和抗獨特型抗體疫苗。核酸疫苗 包括包括DNA疫苗和疫苗和RNA疫苗。根據(jù)它們的基本特征，也可分為活疫苗疫苗。根據(jù)它們的基本特征，也可分為活疫苗 和滅活疫苗兩大類。和滅活疫苗兩大類。 (3)三種疫苗比較三種疫苗比較 名稱名稱來源來源原理原理優(yōu)點優(yōu)點不足不足 傳統(tǒng)傳統(tǒng) 疫苗疫

18、苗 生物體生物體 或其血或其血 液液 免疫免疫 反應反應 人類認識早，人類認識早， 利用較早利用較早培培 養(yǎng)過程簡單養(yǎng)過程簡單 必須大量培養(yǎng)病原體必須大量培養(yǎng)病原體 易泄漏易泄漏 易產(chǎn)生回復毒性突變易產(chǎn)生回復毒性突變 滅活、減毒程度難控滅活、減毒程度難控 制制制劑組成復雜，需制劑組成復雜，需 進行抗原純化進行抗原純化 基因基因 工程工程 疫苗疫苗 抗原基抗原基 因在宿因在宿 主細胞主細胞 內(nèi)轉錄、內(nèi)轉錄、 翻譯的翻譯的 產(chǎn)物產(chǎn)物 基因工基因工 程、基程、基 因的表因的表 達達 可以制取任何具有可以制取任何具有 免疫原性的蛋白質(zhì)和免疫原性的蛋白質(zhì)和 多肽，用來制疫苗多肽，用來制疫苗 可以將免疫原

19、性的可以將免疫原性的 多肽與載體耦聯(lián)，以多肽與載體耦聯(lián)，以 增強其免疫原性增強其免疫原性 對人體危害作用小對人體危害作用小 生產(chǎn)成本生產(chǎn)成本 高高 單次接種單次接種 后很難產(chǎn)生后很難產(chǎn)生 長期免疫長期免疫 不易保存不易保存 核核 酸酸 疫疫 苗苗 由病原由病原 體中抗體中抗 原的基原的基 因片段因片段 和載體和載體 構建而構建而 成成 基因基因 工程、工程、 免疫免疫 反應反應 制備的疫苗具有天然抗原形式，制備的疫苗具有天然抗原形式， 沒有病原體在體內(nèi)復制后致病的問沒有病原體在體內(nèi)復制后致病的問 題，也不存在回復突變和毒力返祖題，也不存在回復突變和毒力返祖 問題問題 免疫應答全面免疫應答全面

20、單次接種可誘導長期或終身免疫單次接種可誘導長期或終身免疫 生產(chǎn)迅速簡便，成本低生產(chǎn)迅速簡便，成本低 易于保存運輸易于保存運輸 有利于制成聯(lián)合疫苗有利于制成聯(lián)合疫苗 能夠完善嬰兒的機體應答，促進能夠完善嬰兒的機體應答，促進 細胞內(nèi)抗原的清除，防止母體抗體細胞內(nèi)抗原的清除，防止母體抗體 介導抑制介導抑制 刺激機體免疫反刺激機體免疫反 應的能力較弱的、應的能力較弱的、 目的基因表達水目的基因表達水 平往往不高平往往不高 在體內(nèi)，抗原蛋在體內(nèi)，抗原蛋 白的表達能夠持續(xù)白的表達能夠持續(xù) 多久還不清楚多久還不清楚 導入人體的外源導入人體的外源 DNA有整合錯誤的有整合錯誤的 危險，易引起許多危險，易引起許

21、多 弊端弊端 3.基因工程藥物基因工程藥物 (1)生產(chǎn)過程：獲得生產(chǎn)過程：獲得構建構建 工程菌大規(guī)模培養(yǎng)工程菌大規(guī)模培養(yǎng)產(chǎn)物產(chǎn)物除菌過濾除菌過濾半成品檢測半成品檢測成品加工成品加工成品檢成品檢 測。測。 (2)最主要的環(huán)節(jié)：最主要的環(huán)節(jié)：。 (3)特點：特點：地生產(chǎn)各種高質(zhì)量、低成本的藥品。地生產(chǎn)各種高質(zhì)量、低成本的藥品。 目的基因目的基因 基因工程菌基因工程菌 分離純化分離純化 構建基因工程菌構建基因工程菌 高效率高效率 活學活用活學活用 1.以下不是用基因工程方法生產(chǎn)的藥物是以下不是用基因工程方法生產(chǎn)的藥物是() A.干擾素干擾素 B.B.白細胞介素白細胞介素 C.紫杉醇紫杉醇 D.D.乙

22、肝疫苗乙肝疫苗 解析解析基因工程藥物主要有細胞因子、抗體、疫苗、激素等基因工程藥物主要有細胞因子、抗體、疫苗、激素等，如白細胞介素如白細胞介素2、 干擾素、乙肝疫苗等干擾素、乙肝疫苗等，是利用基因工程技術將外源基因?qū)爰毦抢没蚬こ碳夹g將外源基因?qū)爰毦蛊涓咝П磉_得使其高效表達得 到的。紫杉醇是應用植物細胞培養(yǎng)的方法制取的藥物到的。紫杉醇是應用植物細胞培養(yǎng)的方法制取的藥物，屬于細胞工程藥物。屬于細胞工程藥物。 答案答案C 活學活用活學活用 疫苗與人類的身體健康關系密切。下列有關疫苗的敘述不正確的是疫苗與人類的身體健康關系密切。下列有關疫苗的敘述不正確的是() A.疫苗不是用于治療疾病，而是用于預防疾病疫苗不是用于治療疾病，而是用于預防疾病 B.疫苗能刺激人體，使人產(chǎn)生相應的抗體疫苗能刺激人體，使人產(chǎn)生相應的抗體 C.疫苗可通過注射或口服進入人體疫苗可通過注射或口服進入人體 D.人類通過接種牛痘疫苗消滅了脊髓灰質(zhì)炎人類通過接種牛痘疫苗消滅了脊髓灰質(zhì)炎 思維導圖：思維導圖： 解析解析疫苗是經(jīng)過處理的病原微生物疫苗是經(jīng)過處理的病原微生物，它可以通過口服或注射進入人體它可以通過口服或注射進入人體，可以在人可以在人 體不患病的情況下激活其免疫系統(tǒng)體不患病的情況下激