《高中生物 第3章 生物科學(xué)與工業(yè) 3.3 生物技術(shù)藥物與疫苗課件 新人教選修2(00001)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中生物 第3章 生物科學(xué)與工業(yè) 3.3 生物技術(shù)藥物與疫苗課件 新人教選修2(00001)（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、第第3節(jié)節(jié) 生物技術(shù)藥物與疫苗生物技術(shù)藥物與疫苗 課程目標課程目標 導(dǎo)航導(dǎo)航 1.簡述生物技術(shù)藥物的概念簡述生物技術(shù)藥物的概念。 2.舉例說明基因工程藥物舉例說明基因工程藥物、細胞工程藥物的生產(chǎn)原理和意義細胞工程藥物的生產(chǎn)原理和意義。 3.舉例說明生物技術(shù)疫苗的生產(chǎn)原理和意義舉例說明生物技術(shù)疫苗的生產(chǎn)原理和意義。 4.進一步體驗科學(xué)技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程及理解科學(xué)進一步體驗科學(xué)技術(shù)是一個不斷發(fā)展的過程及理解科學(xué)、技術(shù)技術(shù)、社會三者間的關(guān)系社會三者間的關(guān)系。 知識點知識點1 生物技術(shù)藥物生物技術(shù)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(shù)或其他技術(shù)或其他

2、生產(chǎn)的藥物生產(chǎn)的藥物。 包括包括 工程藥物工程藥物、酶工程藥物酶工程藥物、發(fā)酵工程藥物發(fā)酵工程藥物、 工程藥物等工程藥物等。 DNA重組重組 生物技術(shù)生物技術(shù) 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(gòu)建構(gòu)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半成品檢測檢測成品加工成品加工成品檢測成品檢測。 (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)量地生產(chǎn)各種高質(zhì)量、低成本的藥品低成本的藥品。 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(gòu)建基因工程菌構(gòu)建基因工程菌 高效率高效率 4.細

3、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：植物細胞株固體培固體培養(yǎng)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(yīng)用：細胞培養(yǎng)生產(chǎn)藥用植物如人參應(yīng)用：細胞培養(yǎng)生產(chǎn)藥用植物如人參、甘草甘草、 、黃連黃連、銀杏銀杏、紫草和長春花等紫草和長春花等。通過動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)如通過動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)如 疫苗疫苗、狂犬病疫苗狂犬病疫苗、 疫苗等疫苗疫苗等疫苗，以及干擾素以及干擾素、白細胞介素白細胞介素、腫瘤壞死因子等藥物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(xué)成分是什么基因工程藥物的化學(xué)成分是什么？ 提示：提示：

4、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(xué)活用活學(xué)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基因工程藥物主要有細胞因子、抗體抗體、疫苗疫苗、激素等激素等，如白細胞介素如白細胞介素2、干擾素干擾素、乙肝疫苗等乙肝疫苗等，是利用基因工程技是利用基因工程技術(shù)將外源基因?qū)爰毦g(shù)將外源基因?qū)爰毦?，使其高效表達得到的使其高效表達得到的。紫杉醇是應(yīng)用紫杉醇是應(yīng)用植物

5、細胞培養(yǎng)的方法制取的藥物植物細胞培養(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(guān)于基因工程藥物的敘述中下列關(guān)于基因工程藥物的敘述中，不正確的是不正確的是( ) A.基因工程藥物的優(yōu)點是質(zhì)量高基因工程藥物的優(yōu)點是質(zhì)量高、成本低成本低 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(guān)鍵環(huán)節(jié)是構(gòu)建工程菌基因工程藥物的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是構(gòu)建工程菌 D.基因工程藥物毒性高基因工程藥物毒性高、副作用大副作用大 解析解析 考查基因工程藥物的生產(chǎn)及特點考查基因工程藥物的生產(chǎn)及特點。 答案答案 D 歸納總結(jié)歸納總結(jié) 1.基因工程藥物基因工程

6、藥物 (1)基因基因、轉(zhuǎn)基因與基因工程藥物轉(zhuǎn)基因與基因工程藥物 人類的所有疾病幾乎都與基因有關(guān)人類的所有疾病幾乎都與基因有關(guān)，因此因此，早在早在“人類基因組人類基因組”計劃還未付諸實踐的時候計劃還未付諸實踐的時候，科學(xué)家們就已經(jīng)在研制基因工程藥科學(xué)家們就已經(jīng)在研制基因工程藥物了物了。他們把通過克隆取得的外源目的基因他們把通過克隆取得的外源目的基因(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)整合到動物受精卵的染色體內(nèi)，使之在動物體內(nèi)得到表達并能使之在動物體內(nèi)得到表達并能穩(wěn)定地遺傳給后代穩(wěn)定地遺傳給后代，這種含有外源基因的動物就叫做轉(zhuǎn)基因動這種含有外源基因的動物就叫做轉(zhuǎn)基因動物物。一

7、頭轉(zhuǎn)基因動物就是一座天然基因藥物制造廠一頭轉(zhuǎn)基因動物就是一座天然基因藥物制造廠。利用轉(zhuǎn)基利用轉(zhuǎn)基因動物來生產(chǎn)基因藥物是一種全新的生產(chǎn)模式因動物來生產(chǎn)基因藥物是一種全新的生產(chǎn)模式，與傳統(tǒng)的制藥與傳統(tǒng)的制藥技術(shù)相比具有無可比擬的優(yōu)越性技術(shù)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(gòu)建基因工程菌構(gòu)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)物分產(chǎn)物分離純化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(shù)與基因工程藥物生產(chǎn)技術(shù)的比較傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)與基因工程藥物生產(chǎn)技術(shù)的比較 使用傳統(tǒng)技

8、術(shù)使用傳統(tǒng)技術(shù)，從動物臟器提取這些物質(zhì)因含量太低從動物臟器提取這些物質(zhì)因含量太低、成本成本太高太高，使其應(yīng)用受到限制；此外使其應(yīng)用受到限制；此外，在提取過程中還可能造成藥在提取過程中還可能造成藥物被病毒感染物被病毒感染，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)源蛋白質(zhì)，長期使用會產(chǎn)生免疫反應(yīng)等長期使用會產(chǎn)生免疫反應(yīng)等。 用基因工程可直接使用來源于人的基因生產(chǎn)藥物用基因工程可直接使用來源于人的基因生產(chǎn)藥物，可以從根可以從根本上解決上述問題本上解決上述問題。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

9、種生理活性的蛋白質(zhì)和多肽藥物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，為為臨床應(yīng)用提供保證臨床應(yīng)用提供保證，還可以深入研究它們的生理還可以深入研究它們的生理、生化特性和生化特性和結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)，從而擴大這些物質(zhì)的應(yīng)用范圍從而擴大這些物質(zhì)的應(yīng)用范圍，發(fā)現(xiàn)和挖掘出更多的生發(fā)現(xiàn)和挖掘出更多的生理活性物質(zhì)理活性物質(zhì)。通過基因工程對基因進行改造通過基因工程對基因進行改造，可以生產(chǎn)出性能可以生產(chǎn)出性能更加優(yōu)良的藥物更加優(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，它它使用的是活細胞使用的是活細胞，產(chǎn)品又多是大分子的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和生理功產(chǎn)

10、品又多是大分子的具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)和生理功能的蛋白質(zhì)能的蛋白質(zhì)，因而基因表達因而基因表達、宿主菌生長宿主菌生長、產(chǎn)品精制產(chǎn)品精制、產(chǎn)品質(zhì)產(chǎn)品質(zhì)量和藥效等量和藥效等，都可能因為原料都可能因為原料、生產(chǎn)工藝生產(chǎn)工藝、條件條件，甚至環(huán)境等甚至環(huán)境等生產(chǎn)過程的每一步的變化而受到影響生產(chǎn)過程的每一步的變化而受到影響。因此因此，嚴格控制生產(chǎn)過嚴格控制生產(chǎn)過程的每一步和進行嚴格的檢測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(shù)來生產(chǎn)的藥物主要是利用細胞工程技術(shù)來生產(chǎn)的藥物

11、。 (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的矛盾 傳統(tǒng)動植物藥物的特點：高效傳統(tǒng)動植物藥物的特點：高效、低毒低毒、副作用少副作用少。 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危動植物，隨著這些藥物的需求量日益增大隨著這些藥物的需求量日益增大，人們對野生生物人們對野生生物資源進行大規(guī)模獵取資源進行大規(guī)模獵取、采集和開發(fā)采集和開發(fā)，導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境和物種資導(dǎo)致了生態(tài)環(huán)境和物種資源的破壞源的破壞。 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

12、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提取純化產(chǎn)物產(chǎn)物藥物制劑藥物制劑 植物細胞培養(yǎng)的應(yīng)用植物細胞培養(yǎng)的應(yīng)用 一是許多藥用植物一是許多藥用植物(人參人參、甘草甘草、紅豆杉紅豆杉、黃連黃連、銀杏銀杏、紫草紫草和長春花等和長春花等)的細胞培養(yǎng)均獲得成功：二是利用紅豆杉細胞培的細胞培養(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)紫草素利用紫草細胞培養(yǎng)生產(chǎn)紫草素。 (3)動物細胞培養(yǎng)及應(yīng)用動物細胞培養(yǎng)及應(yīng)用 基

13、本培養(yǎng)流程：基本培養(yǎng)流程： 動物胚胎或出生不久的幼動物胚胎或出生不久的幼齡動物齡動物提供提供培養(yǎng)的細胞或組織培養(yǎng)的細胞或組織用胰蛋白酶處理用胰蛋白酶處理單 個 細 胞單 個 細 胞 培養(yǎng)培養(yǎng)原 代 培 養(yǎng)原 代 培 養(yǎng) 傳 代 培 養(yǎng)傳 代 培 養(yǎng)4050代代細胞株細胞株變異變異細胞系細胞系(具有癌變特點具有癌變特點) 動物細胞比大腸桿菌細胞具有更加優(yōu)良的產(chǎn)物加工性能動物細胞比大腸桿菌細胞具有更加優(yōu)良的產(chǎn)物加工性能，更適合更適合來自人和高等動物的基因的表達來自人和高等動物的基因的表達，因而可用于生產(chǎn)各因而可用于生產(chǎn)各種重要的生種重要的生物制品，如乙肝疫苗、狂犬病疫苗和脊髓灰質(zhì)炎疫苗等，以及干物

14、制品，如乙肝疫苗、狂犬病疫苗和脊髓灰質(zhì)炎疫苗等，以及干擾素、白細胞介素、腫瘤壞死因子等。擾素、白細胞介素、腫瘤壞死因子等。 知識點知識點2 生物技術(shù)疫苗生物技術(shù)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 用于治療用于治療疾病疾病，而是用于而是用于 疾病疾病。 2.DNA疫苗又稱疫苗又稱 ，在某些腫瘤在某些腫瘤、艾滋病和肝炎艾滋病和肝炎等疾病的等疾病的 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(yù)防預(yù)防 核酸疫苗核酸疫苗 預(yù)防預(yù)防 活學(xué)活用活學(xué)活用 疫苗與人類的身體健康關(guān)系密切疫苗與人類的身體健康關(guān)系密切。下列有關(guān)疫苗的敘述不正確下列有關(guān)疫苗的敘述

15、不正確的是的是( ) A.疫苗不是用于治療疾病疫苗不是用于治療疾病，而是用于預(yù)防疾病而是用于預(yù)防疾病 B.疫苗能刺激人體疫苗能刺激人體，使人產(chǎn)生相應(yīng)的抗體使人產(chǎn)生相應(yīng)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(dǎo)圖：思維導(dǎo)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它可以通過口服或注射進入人體進入人體，可以在人體不患病的情況下激活其免疫系統(tǒng)可以在人體不患病的情況下激活其免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生產(chǎn)生相應(yīng)的抗體相應(yīng)的抗體，通過抗體控制和消滅進入人體的某些病

16、原體通過抗體控制和消滅進入人體的某些病原體，從從而達到預(yù)防疾病的目的而達到預(yù)防疾病的目的，故故A、B、C項均正確項均正確。人類接種牛痘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(yù)防脊髓灰質(zhì)炎要預(yù)防脊髓灰質(zhì)炎，需要使用脊髓灰質(zhì)炎疫苗需要使用脊髓灰質(zhì)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疫苗是經(jīng)過減毒或滅毒的病原微生物，在免疫學(xué)上在免疫學(xué)上屬于抗原屬于抗原。機體接種某種疫苗機體接種某種疫苗，機體內(nèi)則可產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和機體內(nèi)則可產(chǎn)生相應(yīng)的抗體和記憶細胞等記憶細胞等，從而起到預(yù)防該種病原微生物的作用從而

17、起到預(yù)防該種病原微生物的作用。 歸納總結(jié)歸納總結(jié) 傳統(tǒng)疫苗與新型疫苗傳統(tǒng)疫苗與新型疫苗 用于預(yù)防疾病的疫苗有細菌性疫苗用于預(yù)防疾病的疫苗有細菌性疫苗、病毒性疫苗和類毒素疫苗病毒性疫苗和類毒素疫苗。從疫苗的生產(chǎn)技術(shù)來說從疫苗的生產(chǎn)技術(shù)來說，疫苗分為傳統(tǒng)疫苗和新型疫苗兩大類疫苗分為傳統(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)疫苗包括滅活疫苗傳統(tǒng)疫苗包括滅活疫苗、減毒疫苗和亞單位疫苗減毒疫苗和亞單位疫苗。滅活疫苗是滅活疫苗是用致病的微生物或其代謝產(chǎn)物用致病的微生物或其代謝產(chǎn)物，接種到動物接種到動物、雞胚雞胚、組織或細組織或細胞培養(yǎng)物中胞培養(yǎng)物中，經(jīng)生長繁殖后經(jīng)生長繁殖后，用化學(xué)用化學(xué)(丙

18、酮丙酮、甲醛甲醛、酚等酚等)或物或物理理(加熱加熱、紫外線照射紫外線照射)等方法將病原體殺死要獲得的疫苗等方法將病原體殺死要獲得的疫苗，因因此此，又稱為又稱為“死死”疫苗疫苗。減毒疫苗是通過適當方法減毒疫苗是通過適當方法，以降低毒以降低毒性或無毒的全病原體為抗原的疫苗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用天然微生物的某些成分的亞單位作為疫苗的的亞單位作為疫苗的，稱為亞單位疫苗稱為亞單位疫苗。 (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新型疫苗主要包括基因工程疫苗和核酸疫苗?；蚬こ桃呙绨蚬こ桃呙绨ɑ騺唵挝灰呙缋ɑ騺唵挝灰呙?、基因工程載體疫苗基因工

19、程載體疫苗、基因缺失活疫苗基因缺失活疫苗、合合成肽疫苗和抗獨特型抗體疫苗成肽疫苗和抗獨特型抗體疫苗。核酸疫苗包括核酸疫苗包括DNA疫苗和疫苗和RNA疫苗疫苗。根據(jù)它們的基本特征根據(jù)它們的基本特征，也可分為活疫苗也可分為活疫苗 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)疫苗疫苗 生物體生物體或其血或其血液液 免疫免疫反應(yīng)反應(yīng) 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(fù)毒性突變易產(chǎn)生回復(fù)毒性突變 滅活、減毒程度難控滅活、減毒程度難

20、控制制制劑組成復(fù)雜，需制劑組成復(fù)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(zhuǎn)錄、內(nèi)轉(zhuǎn)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

21、因片段因片段 和載體和載體 構(gòu)建而構(gòu)建而 成成 基因基因工程、工程、免疫免疫反應(yīng)反應(yīng) 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(fù)制后致病的問沒有病原體在體內(nèi)復(fù)制后致病的問題，也不存在回復(fù)突變和毒力返祖題，也不存在回復(fù)突變和毒力返祖問題問題 免疫應(yīng)答全面免疫應(yīng)答全面 單次接種可誘導(dǎo)長期或終身免疫單次接種可誘導(dǎo)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(yīng)答，促進能夠完善嬰兒的機體應(yīng)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(dǎo)抑制介導(dǎo)抑制 刺激機體免疫反刺激機體免疫反應(yīng)的能力較弱的、應(yīng)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(dǎo)入人體的外源導(dǎo)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，易引起許多弊端弊端