生物工程药物和疫苗浙科选修

生物工程药物和疫苗浙科选修第1页/共41页1、根据酶在生物体内存在的部位，可分为胞内酶和胞外酶，下列酶中属于胞外酶的是A．呼吸酶 B．光合酶 C．胰蛋白酶 D．解旋酶复习第2页/共41页3、（2005年黄冈模拟）图是含有淀粉的琼脂块上的实验装置，将该装置放在37℃的温度下，培养24h后，用碘液冲洗圆点处，各琼脂块的处理方法和实验结构见下表。下列说法正确的是圆点处理方法结果A加入新鲜的唾液红棕色B接种面包霉红棕色C加入煮沸的唾液蓝黑色D加入蔗糖酶？E加入新鲜唾液与质量分数为10％的盐酸的混合液蓝黑色ABEDCA、面包霉能分泌淀粉酶，酶可在细胞外发挥作用B、温度能影响酶的活性，温度越高，酶的催化活性越强C、酶不仅具有高效性，还具有专一性，实验E就是最好的证明D、酶的催化需要适宜的pH，据此推断表中的“？”处应该是蓝黑色第3页/共41页

．人们为了尽快、彻底地去除衣物上的油渍污垢，常常使用加酶洗衣粉，请回答下列问题：（1）为洗去衣服上的奶渍，在加酶洗衣粉中加入哪些酶?__________________。（2）用加酶洗衣粉时，为何用温水而不用沸水?____________________________________________。（3）加酶洗衣粉属于_____________，它的生产包括________________________________步骤。（4）加酶洗衣粉的使用是否可以降低洗衣粉、洗涤剂对环境的污染程度?为什么?______。

_______________________________________________。（5）加酶洗衣粉的使用属于酶制剂应用中的__________________。蛋白质酶和脂肪酶

酶需要适宜催化作用的温度条件，温度过高使酶失活

固体酶制剂

酶的生产提取、分离纯化、合成酶制剂

可以加酶洗衣粉比普通洗衣粉用量少、效率高，酶可在自然环境中降解直接利用

第4页/共41页P56页思索与练习1．酶在生物体内的含量一低，工业生产所用的酶是如何获得的?

酶在生物界普遍存在，因而可以从动物、植物、微生物等各种原料中提取酶，如从动物胰脏中可以提取胰蛋白酶、淀粉酶、核糖核酸酶，从木瓜中提取木瓜蛋白酶，从菠萝皮中提取菠萝蛋白酶。但动物、植物的来源总是有限的，不能适应生产上大量用酶的需要，所以目前工业上大多采用微生发酵法来获得大量的酶制剂。此法的优点在于微生物人工培养不受气候、地理等条件的限制，繁殖速度快，还可以根据需要选育菌种来提高产酶率。第5页/共41页2．在工业生产上，用酶催化的反应取代传统的化学反应，如用’酶法生葡萄糖取代酸解淀粉生产葡萄糖工艺，这对生产效率、产业工人和环境有什么意义?

用酶法生产葡萄糖，可使粉状葡萄糖得率达100％，结晶葡萄糖率达80％，提高了葡萄糖的质量和产量，减轻了产业工人的工作量，减轻了对环境污染，对保护环境有重大意义。第6页/共41页第一课生物工程药物第7页/共41页一、生物工程药物概念：一般是指利用DNA重组技术或其他生物技术生产的药物。如：基因工程药物；细胞工程药物；发酵工程药物；酶工程药物等。第8页/共41页（一）基因工程药物传统制药业中胰岛素制备方法是怎样的？有何明显的不足？

有何比较好的方法来解决这个问题？请叙述该方法的大致过程？

若从猪、牛等动物的胰脏中提取；产量有限，价格昂贵，可能导致过敏反应

利用基因工程、发酵工程进行生产第9页/共41页（一）基因工程药物科技人员成功研制“基因重组人胰岛素”我国生产的部分用胰岛素产品第10页/共41页基因工程药物生产的大致过程第11页/共41页基因工程药物生产的大致过程基本过程概述：获取目的基因→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

→成品检测最主要环节：构建工程菌第12页/共41页基因工程药物

转入基因的生物细菌、动物、植物第13页/共41页（一）基因工程药物生产干扰素的车间我国自行生产的重组白细胞介素第14页/共41页（二）细胞工程药物传统动植物药物的优点和面临的问题：优点：高效、低毒、副作用少等面临的问题：随着人产对来自珍稀濒危动植物的药物需求量增大，人们对野生生物资源的大规模猎取，采集和开发，导致了生态环境和环境和物种资源的破坏。人们有没有找到解决这一矛盾的新方法？第15页/共41页细胞工程药物

指在细胞水平上的遗传操作，即通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术，改造并筛选特定的细胞株或细胞糸，再通过规模培养获得药物。概念第16页/共41页悬浮细胞培养药物制剂提取纯化产物细胞培养的人参愈伤组织人参1、植物细胞工程制药（细胞株）第17页/共41页2、动物细胞工程制药第18页/共41页2、动物细胞工程制药1、制药中应用到的工程技术：动物细胞培养技术、基因工程、细胞融合技术等2、动物细胞工程药物乙肝疫苗给流动儿童喂服小儿麻痹糖丸第19页/共41页练习1、控制细菌合成抗生素的基因、控制放线菌主要性状的基因、控制病毒抗原特异性的基因依次在（）①核区大型环状DNA ②质粒上③细胞染色体上④衣壳内的核酸上A、①③④ B、①②④ C、②①③ D、②①④D第20页/共41页2、生产单克隆抗体要用到的生物工程是（）①基因工程②细胞工程③发酵工程④酶工程

A．①②③④ B．②③④

C．①②④ D．①③④B用大肠杆菌生产胰岛素需应用的生物工程的组合是（）

①基因工程②细胞工程③发酵工程④酶工程

A.①②③

B．①②④

C．①③④D．②③④C第21页/共41页3、干扰素是治疗癌症的重要药物，它必须从血中提取，每升人血只能提取0.05μg，所以价格昂贵。现在美国加利福尼亚的基因公司用如下图的方式生产干扰素，试分析其原理和优点。第22页/共41页（1）从人的淋巴细胞中取出___________，使它同细菌质粒相结合，然后移植到酵母菌的细胞里，让酵母菌___________。（2）酵母菌能用___________繁殖，速度很快，能大量生产___________，不但提高了产量，也降低了成本。（3）酵母菌能产生干扰素，这个事实说明，人和酵母菌共用一套_________。干扰素基因

表达干扰素

出芽生殖

密码子干扰素第23页/共41页科研人员在观察SARS病毒灭活疫苗细胞生长情况科研人员观察SARS病毒灭活疫苗第二课疫苗第24页/共41页生物工程疫苗2、传统疫苗减毒疫苗丧失致病能力,毒性减弱或基本无毒的活菌或病毒。常用的有卡介苗、牛痘疫苗等。接种一次且接种量少,免疫时间长,效果好。1、疫苗

是一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物制品第25页/共41页强抗原病原微生物用理化方法灭活后制而成。常用的有：伤寒疫苗、狂犬疫苗等。灭活疫苗制备简单，保存时间长且相对较安全。接种量大且需多次接种。第26页/共41页传统疫苗的不足：

解决之道

有些是用化学或物理方法，使病原微生物灭活制成的，但灭活的适宜程度不好把握；有些是让病毒先感染一种动物，使病毒的毒力减弱而制成的，但这样制备的疫苗，可能因病毒的回复突变，毒力增强而引起感染基因工程疫苗第27页/共41页

利用基因工程可以删除细菌和病毒中抗原物质的基因或基因片段，获得更彻底、遗传特性更稳定、不易发生毒力回复、安全性强的疫苗。基因工程疫苗第28页/共41页基因工程疫苗的生产1、利用基因工程技术，将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的宿主细胞，进行表达，获得的表达产物，经分离、纯化后，用福马林和AL（OH）3吸附就可以作为疫苗使用。如：乙肝疫苗第29页/共41页

利用基因工程技术，将病原体的抗原基因转移到植物细胞的染色体DNA中，并使其表达，从而培育出生产疫苗的转基因植物，达到预防和治疗疾病的目的。2、基因工程疫苗的生产：第30页/共41页小结生物技术药物基因工程药物细胞工程药物植物细胞工程药物动物细胞工程药物基因工程疫苗核酸疫苗生物技术疫苗传统疫苗生产基因工程疫苗生产减毒疫苗灭活疫苗第31页/共41页练习1、流感病毒有不同的亚型，现有多种流感疫苗，有人注射了一种流感疫苗后，在流感流行期间未患流感，但流感再次流行时，却患了流感。可能的原因是：（）①流感病毒发生了突变②抗体在体内存留的时间短③流行的流感病毒与注射的流感疫苗不是同种类型④流感使人的免疫系统受损A．①②③B．①②④C．①③④D．①②A第32页/共41页2、下列关于疫苗的叙述，正确的是（）A．所有的疫苗都是安全的B．一次使用疫苗可以预防一生C．疫苗能迅速激发机体免疫反应D．疫苗即可预防疾病，也可治疗疾病c第33页/共41页3、利用基因工程获得疫苗与传统疫苗相比优点不包括（）A．易发生毒力回复B．安全性强C．遗传特性稳定D．便于大量生产A第34页/共41页P64页思考与练习1．为什么说重组DNA技术是基因工程药物生产中的核心技术?

重组DNA技术是指在基因水平上的遗传工程。它的基本原理是用人工的方法将需要的某一种供体生物的遗传物质DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后把需要部分(即目的基因)与作为载体的DNA部分连接起来，或用人工方法合成目的基因与载体连接起来，然后与载体一起导人某一易生长、繁殖的受体细胞或微生物中，使之在新的遗传背景下进行功能性表达，生产出人类所需要的物质。如人胰岛素、人生长激素、干扰素、红细胞生成素等。因此，重组DNA技术是基因工程药物生的核心技术。第35页/共41页

2．利用细胞工程生产药物的优势是什么?

利用细胞工程生产药物，除了能将特定的动、植物细胞在离体情况下大量培养并从中获得所需要的产物外，更重要的是通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术，将遗传物质转移到受体细胞中形成杂交细胞，使之具有特殊的功能，同时避免了繁琐的分离、提纯、剪切、拼接等基因操作，提高效率。第36页/共41页3．你认为传统疫苗与基因工程疫苗各有什么优势?基因工程疫苗能取代传统疫苗吗?

传统的病毒疫苗是以完整的病毒作为材料的。用于疫苗材料的病毒是经过减毒或灭活处理的，这样既可以达到刺激人体免疫系统产生抗体等具有保护效应的物质，又不引起疾病。减毒疫苗一般只需要接种一次且接种量少，而免疫持续时间长，效果好；灭活疫苗每次接种剂量大且需要多次接种，免疫力较差，但制备简单，保存时间较长，且相对较安全。第37页/共41页

基因工程疫苗比传统疫苗的免疫途径更安全，不需要注射器之类的设备，可以避免因使用了消毒不彻底的注射器而使通过血液传染的疾病如艾滋病和乙型病毒性肝炎等大面积传播。应用转基因植物生产基因工程疫苗还具有以下优点：①疫苗抗原基因转入可食用的植物后，可供直接服用或饲喂动物，不需要像生产传统疫苗那样需要许多仪器设备，生产成本显著降低；②比传统免疫途径更有效，因为植物细胞中的疫苗抗原通过胃内的酸性环境时可受到细胞壁的保护，直接到达肠内黏膜诱导位