高中生物 第二章 第3節(jié)生物技術(shù)藥物和疫苗的生產(chǎn)課件 北師大版選修2

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1、 第3節(jié) 生物技術(shù)藥物和疫苗的生產(chǎn) 學(xué)習(xí)導(dǎo)航 1.簡(jiǎn)述生物技術(shù)藥物的產(chǎn)生。 重、難點(diǎn) 2.概述生物技術(shù)疫苗的產(chǎn)生。重點(diǎn)新知初探新知初探思維啟動(dòng)思維啟動(dòng)一、生物技術(shù)藥物一、生物技術(shù)藥物生物技術(shù)藥物的含義：指應(yīng)用生物技術(shù)藥物的含義：指應(yīng)用_工工程技術(shù)生產(chǎn)的蛋白質(zhì)、多肽、酶、激素、生程技術(shù)生產(chǎn)的蛋白質(zhì)、多肽、酶、激素、生長(zhǎng)因子及單克隆抗體等藥物，主要用于疾病長(zhǎng)因子及單克隆抗體等藥物，主要用于疾病的的_。 1.生物技術(shù)藥物制備原理生物技術(shù)藥物制備原理基因基因預(yù)防、診斷和治療預(yù)防、診斷和治療(1)原理：將原理：將_在體外進(jìn)行人工在體外進(jìn)行人工剪切并和載體剪切并和載體(質(zhì)粒、噬菌體、病毒質(zhì)粒、噬菌體、病毒

2、)DNA連連接，然后引入受體細(xì)胞內(nèi)，使轉(zhuǎn)入的基因在接，然后引入受體細(xì)胞內(nèi)，使轉(zhuǎn)入的基因在細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)_，生產(chǎn)所需的藥物。，生產(chǎn)所需的藥物。(2)圖示圖示目的基因目的基因高效表達(dá)高效表達(dá)導(dǎo)入受體細(xì)胞導(dǎo)入受體細(xì)胞連接連接(3)實(shí)例：實(shí)例：將目的基因轉(zhuǎn)入微生物細(xì)胞內(nèi)，將目的基因轉(zhuǎn)入微生物細(xì)胞內(nèi)，利用微生物生長(zhǎng)條件利用微生物生長(zhǎng)條件_的特的特點(diǎn)，大量生產(chǎn)所需的藥物。如胰島素的生點(diǎn)，大量生產(chǎn)所需的藥物。如胰島素的生產(chǎn)。產(chǎn)。將目的基因轉(zhuǎn)入動(dòng)植物細(xì)胞，經(jīng)過(guò)動(dòng)植物將目的基因轉(zhuǎn)入動(dòng)植物細(xì)胞，經(jīng)過(guò)動(dòng)植物細(xì)胞的細(xì)胞的_培養(yǎng)生產(chǎn)所需的藥物。如用培養(yǎng)生產(chǎn)所需的藥物。如用來(lái)治療貧血的促紅細(xì)胞生成素的產(chǎn)生。來(lái)治療貧血的促紅

3、細(xì)胞生成素的產(chǎn)生。簡(jiǎn)單、繁殖快簡(jiǎn)單、繁殖快體外體外將轉(zhuǎn)入目的基因的動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)成為將轉(zhuǎn)入目的基因的動(dòng)植物細(xì)胞培養(yǎng)成為_，更方便、快捷地生產(chǎn)藥物。，更方便、快捷地生產(chǎn)藥物。如用轉(zhuǎn)基因綿羊的乳汁來(lái)治療肺氣腫和囊性如用轉(zhuǎn)基因綿羊的乳汁來(lái)治療肺氣腫和囊性纖維變性等疾病正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。纖維變性等疾病正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)。動(dòng)植物體動(dòng)植物體 判一判 (1)目的基因直接導(dǎo)入受體細(xì)胞產(chǎn)生基因工程藥物。() (2)將目的基因?qū)肴魏蝿?dòng)物細(xì)胞均可以獲得產(chǎn)生轉(zhuǎn)基因藥物的動(dòng)物。() (3)生物技術(shù)藥物制備離不開基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程等現(xiàn)代生物技術(shù)。()2.生物技術(shù)藥物的應(yīng)用生物技術(shù)藥物的應(yīng)用目前，生物技術(shù)藥物已被

4、廣泛應(yīng)用于目前，生物技術(shù)藥物已被廣泛應(yīng)用于_、肝炎、貧血、巨人癥、腫瘤等、肝炎、貧血、巨人癥、腫瘤等疾病的治療。疾病的治療。 二、生物技術(shù)疫苗二、生物技術(shù)疫苗1.疫苗概述疫苗概述(1)概念：是一類可以引起機(jī)體概念：是一類可以引起機(jī)體_的預(yù)防性藥物。的預(yù)防性藥物。糖尿病糖尿病特異免疫特異免疫(2)原理：人類可以通過(guò)注射或口服疫苗產(chǎn)生原理：人類可以通過(guò)注射或口服疫苗產(chǎn)生_，或直接通過(guò)注射某些，或直接通過(guò)注射某些_，預(yù)防傳染病的感染。，預(yù)防傳染病的感染。(3)類型：用減毒和滅活病原微生物制備的疫類型：用減毒和滅活病原微生物制備的疫苗分別稱做苗分別稱做_疫苗和疫苗和_疫苗。疫苗?？茖W(xué)家根據(jù)病原微生物的

5、科學(xué)家根據(jù)病原微生物的_也也能引起人體產(chǎn)生特異性抗體的特點(diǎn)，利用基能引起人體產(chǎn)生特異性抗體的特點(diǎn)，利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)出了因工程技術(shù)生產(chǎn)出了_。 特異性抗體特異性抗體抗體抗體減毒減毒滅活滅活某些組分某些組分生物技術(shù)疫苗生物技術(shù)疫苗2.生物技術(shù)疫苗的生產(chǎn)生物技術(shù)疫苗的生產(chǎn)(1)乙肝疫苗乙肝疫苗生產(chǎn)原理生產(chǎn)原理乙肝病毒乙肝病毒(HBV)主要由兩部分組成，內(nèi)部為主要由兩部分組成，內(nèi)部為DNA，外部有一層外殼蛋白質(zhì)，稱為乙肝病，外部有一層外殼蛋白質(zhì)，稱為乙肝病毒表面抗原毒表面抗原(HbSAg)HbSAg可以激活機(jī)體免可以激活機(jī)體免疫系統(tǒng)，產(chǎn)生能與乙肝病毒結(jié)合的抗體，起疫系統(tǒng)，產(chǎn)生能與乙肝病毒結(jié)合的抗體

6、，起到預(yù)防作用。到預(yù)防作用。生產(chǎn)過(guò)程：利用基因工程技術(shù)，將表達(dá)調(diào)生產(chǎn)過(guò)程：利用基因工程技術(shù)，將表達(dá)調(diào)控控HbSAg的基因剪裁下來(lái)，轉(zhuǎn)入到一個(gè)表達(dá)的基因剪裁下來(lái)，轉(zhuǎn)入到一個(gè)表達(dá)載體中，再把這種表達(dá)載體轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞載體中，再把這種表達(dá)載體轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞內(nèi)，如動(dòng)物細(xì)胞或酵母菌等，最后再通過(guò)這內(nèi)，如動(dòng)物細(xì)胞或酵母菌等，最后再通過(guò)這些動(dòng)物細(xì)胞或酵母菌的生長(zhǎng)繁殖，生產(chǎn)出大些動(dòng)物細(xì)胞或酵母菌的生長(zhǎng)繁殖，生產(chǎn)出大量我們所需要的量我們所需要的_，再通，再通過(guò)提純制成乙肝疫苗。過(guò)提純制成乙肝疫苗。HbSAg抗原蛋白抗原蛋白(2)疫苗類型：可以是微生物、動(dòng)物細(xì)胞，還疫苗類型：可以是微生物、動(dòng)物細(xì)胞，還可以是可以是

7、_。動(dòng)物體和植物體動(dòng)物體和植物體 想一想想一想被狗咬傷后注射狂犬疫苗所起的作用是什被狗咬傷后注射狂犬疫苗所起的作用是什么？么？【提示提示】 抗原作用。抗原作用。要點(diǎn)突破要點(diǎn)突破講練互動(dòng)講練互動(dòng)要點(diǎn)一要點(diǎn)一生物技術(shù)藥物生物技術(shù)藥物1.基因工程藥物基因工程藥物(1)基本方法：將目的基因用基本方法：將目的基因用DNA重組的方法重組的方法連接到載體上，然后將重組載體導(dǎo)入靶細(xì)胞連接到載體上，然后將重組載體導(dǎo)入靶細(xì)胞(微生物、哺乳動(dòng)物或人體靶細(xì)胞微生物、哺乳動(dòng)物或人體靶細(xì)胞)，使目的，使目的基因在靶細(xì)胞中得到表達(dá)，再用大規(guī)模發(fā)酵基因在靶細(xì)胞中得到表達(dá)，再用大規(guī)模發(fā)酵生產(chǎn)的方法培養(yǎng)這些靶細(xì)胞，生產(chǎn)的方法培養(yǎng)

8、這些靶細(xì)胞，最后從大量培養(yǎng)的靶細(xì)胞中分離、純化表達(dá)最后從大量培養(yǎng)的靶細(xì)胞中分離、純化表達(dá)的目的蛋白質(zhì)，然后制成制劑，從而得到蛋的目的蛋白質(zhì)，然后制成制劑，從而得到蛋白質(zhì)藥物。白質(zhì)藥物。(2)基本過(guò)程：獲得目的基因基本過(guò)程：獲得目的基因構(gòu)建基因工構(gòu)建基因工程程菌菌工程菌大規(guī)模培養(yǎng)工程菌大規(guī)模培養(yǎng)產(chǎn)物分離純化產(chǎn)物分離純化除菌過(guò)濾除菌過(guò)濾半成品檢測(cè)半成品檢測(cè)成品加工成品加工成品檢成品檢測(cè)。測(cè)。其中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是構(gòu)建工程菌。構(gòu)建工其中，最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是構(gòu)建工程菌。構(gòu)建工程菌可以高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成程菌可以高效率地生產(chǎn)出各種高質(zhì)量、低成本的藥品。本的藥品。 2.細(xì)胞工程藥物細(xì)胞工程藥物 特別提

9、醒特別提醒(1)目的基因的受體細(xì)胞可以是微生物、植物目的基因的受體細(xì)胞可以是微生物、植物細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞。細(xì)胞、動(dòng)物細(xì)胞。(2)克隆技術(shù)可用于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)生藥物。克隆技術(shù)可用于轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)生藥物。 干擾素是治療癌癥的重要藥物，它干擾素是治療癌癥的重要藥物，它必須從血液中提取，每升人血中只能提取必須從血液中提取，每升人血中只能提取0.5 g干擾素，所以價(jià)格昂貴。美國(guó)加利福尼亞干擾素，所以價(jià)格昂貴。美國(guó)加利福尼亞的某生物制品公司用如下圖所示方法生產(chǎn)干的某生物制品公司用如下圖所示方法生產(chǎn)干擾素。擾素。從上述方式中可以看出該公司生產(chǎn)干擾素運(yùn)從上述方式中可以看出該公司生產(chǎn)干擾素運(yùn)用的方法是用的方法是()A

10、個(gè)體間的雜交個(gè)體間的雜交B基因工程基因工程C細(xì)胞融合細(xì)胞融合 D器官移植器官移植【解析解析】由圖可以看出，此方法屬于轉(zhuǎn)基由圖可以看出，此方法屬于轉(zhuǎn)基因技術(shù)，即將人的淋巴細(xì)胞中控制合成干擾因技術(shù)，即將人的淋巴細(xì)胞中控制合成干擾素的基因取出后借助細(xì)菌質(zhì)粒，將人干擾素素的基因取出后借助細(xì)菌質(zhì)粒，將人干擾素基因轉(zhuǎn)移到酵母菌體內(nèi)?；蜣D(zhuǎn)移到酵母菌體內(nèi)。【答案答案】B變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練科學(xué)家已能運(yùn)用生物工程技術(shù)，讓羊合成并科學(xué)家已能運(yùn)用生物工程技術(shù)，讓羊合成并分泌人的抗體。下列相關(guān)敘述不正確的是分泌人的抗體。下列相關(guān)敘述不正確的是()A該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異該技術(shù)將導(dǎo)致定向變異B受精卵是理想的受體細(xì)胞受精卵是

11、理想的受體細(xì)胞C垂體分泌的催乳素能促進(jìn)效應(yīng)垂體分泌的催乳素能促進(jìn)效應(yīng)B細(xì)胞產(chǎn)生細(xì)胞產(chǎn)生抗體抗體D宜采用人工合成法獲得目的基因宜采用人工合成法獲得目的基因 解析：選解析：選C。該題考查的是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的一。該題考查的是轉(zhuǎn)基因技術(shù)的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，屬于基因工程，因而具有基因個(gè)應(yīng)用實(shí)例，屬于基因工程，因而具有基因工程特點(diǎn)，即能夠產(chǎn)生定向變異。轉(zhuǎn)到受精工程特點(diǎn)，即能夠產(chǎn)生定向變異。轉(zhuǎn)到受精卵中，能夠使整個(gè)個(gè)體的細(xì)胞含有該抗體基卵中，能夠使整個(gè)個(gè)體的細(xì)胞含有該抗體基因。由于目的基因來(lái)自人本身，所以宜采用因。由于目的基因來(lái)自人本身，所以宜采用人工合成法獲得目的基因。垂體分泌的催乳人工合成法獲得目的基因。垂體分

12、泌的催乳素能促進(jìn)乳腺分泌乳汁，而不是促進(jìn)效應(yīng)素能促進(jìn)乳腺分泌乳汁，而不是促進(jìn)效應(yīng)B細(xì)細(xì)胞產(chǎn)生抗體。胞產(chǎn)生抗體。 要點(diǎn)二生物技術(shù)疫苗 1.疫苗的概念 疫苗一般指用于預(yù)防接種的抗原制劑，或用于各免疫預(yù)防的制劑。 2.疫苗的作用 疫苗是一種特殊的藥物，它不是用于治療疾病，而是用于預(yù)防疾病。 而生物技術(shù)疫苗具有的優(yōu)點(diǎn)是可刪除細(xì)菌和病毒中抗原物質(zhì)的基因或基因片段。 3.疫苗的類型 (1)傳統(tǒng)疫苗 其中，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代謝產(chǎn)物，接種到動(dòng)物、雞胚、組織或細(xì)胞培養(yǎng)物中， 經(jīng)生長(zhǎng)繁殖后，用化學(xué)(丙酮、甲醛、酚等)或物理(加熱、紫外線照射)等方法將病原體殺

13、死的疫苗，又稱為“死”疫苗。減毒疫苗是通過(guò)適當(dāng)方法，以降低毒性或無(wú)毒的病原體為抗原的疫苗。而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。 (2)新型疫苗 新型疫苗主要包括基因工程疫苗和核酸疫 苗。根據(jù)它們的特征，可分為活疫苗和滅活疫苗兩大類。 利用基因工程可以刪除作為抗原的細(xì)菌和病毒的致病基因或基因片段，具有減毒更徹 底、遺傳特性更穩(wěn)定、不易發(fā)生毒力回復(fù)、安全性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。 其生產(chǎn)過(guò)程是將病原體的某個(gè)或某幾個(gè)抗原基因轉(zhuǎn)入適當(dāng)?shù)乃拗骷?xì)胞，進(jìn)行表達(dá)，獲得的表達(dá)產(chǎn)物就可以作為疫苗。如轉(zhuǎn)乙肝抗原基因番茄、DNA疫苗等。 利用基因工程獲得的疫苗與傳統(tǒng)疫利用基因工程獲得的疫苗與傳統(tǒng)疫苗相比，其

14、優(yōu)點(diǎn)包括苗相比，其優(yōu)點(diǎn)包括(多選多選)()A不易發(fā)生毒力回復(fù)不易發(fā)生毒力回復(fù) B安全性強(qiáng)安全性強(qiáng)C遺傳特性穩(wěn)定遺傳特性穩(wěn)定 D便于大量生產(chǎn)便于大量生產(chǎn)【解析解析】利用基因工程可以刪除細(xì)菌和病利用基因工程可以刪除細(xì)菌和病毒中抗原物質(zhì)的基因或基因片段，獲得減毒毒中抗原物質(zhì)的基因或基因片段，獲得減毒更徹底、遺傳特性更穩(wěn)定、不易發(fā)生毒力回更徹底、遺傳特性更穩(wěn)定、不易發(fā)生毒力回復(fù)、安全性強(qiáng)的疫苗。復(fù)、安全性強(qiáng)的疫苗。【答案答案】ABCD變式訓(xùn)練變式訓(xùn)練下列不屬于生物技術(shù)新型疫苗的是下列不屬于生物技術(shù)新型疫苗的是()ADNA疫苗疫苗 BRNA疫苗疫苗C多肽疫苗多肽疫苗 D卡介苗卡介苗解析：選解析：選D。D

15、NA疫苗和疫苗和RNA疫苗屬于核酸疫苗屬于核酸疫苗，多肽疫苗屬于基因工程疫苗，而卡介疫苗，多肽疫苗屬于基因工程疫苗，而卡介苗屬于傳統(tǒng)疫苗。苗屬于傳統(tǒng)疫苗。 對(duì)基因工程與細(xì)胞工程藥物區(qū)分不清對(duì)基因工程與細(xì)胞工程藥物區(qū)分不清 以下不是用基因工程方法生產(chǎn)的藥物以下不是用基因工程方法生產(chǎn)的藥物是是()A干擾素干擾素 B白細(xì)胞介素白細(xì)胞介素C紫杉醇紫杉醇 D乙肝疫苗乙肝疫苗【解析解析】基因工程藥物主要有細(xì)胞因子、基因工程藥物主要有細(xì)胞因子、抗體、疫苗、激素等。抗體、疫苗、激素等。如白細(xì)胞介素、干擾素、乙肝疫苗等，是利如白細(xì)胞介素、干擾素、乙肝疫苗等，是利用基因工程技術(shù)將外源基因?qū)爰?xì)菌，使其用基因工程技

16、術(shù)將外源基因?qū)爰?xì)菌，使其高效表達(dá)得到的。紫杉醇是應(yīng)用植物細(xì)胞培高效表達(dá)得到的。紫杉醇是應(yīng)用植物細(xì)胞培養(yǎng)的方法制取的藥物，屬于細(xì)胞工程藥物。養(yǎng)的方法制取的藥物，屬于細(xì)胞工程藥物?！敬鸢复鸢浮緾【糾錯(cuò)筆記糾錯(cuò)筆記】(1)基因工程藥物是指應(yīng)用基因基因工程藥物是指應(yīng)用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的用于防治各種疾病的藥物，工程技術(shù)生產(chǎn)的用于防治各種疾病的藥物，其中活性蛋白質(zhì)藥物其中活性蛋白質(zhì)藥物最為引人關(guān)注。下面最為引人關(guān)注。下面為基因工程藥物生產(chǎn)為基因工程藥物生產(chǎn)示意圖：示意圖：(2)細(xì)胞工程藥物細(xì)胞工程藥物主要是利用細(xì)胞工程技術(shù)來(lái)生產(chǎn)藥物。動(dòng)物主要是利用細(xì)胞工程技術(shù)來(lái)生產(chǎn)藥物。動(dòng)物細(xì)胞比大腸桿菌細(xì)胞具有更加優(yōu)良的產(chǎn)物加細(xì)胞比大腸桿菌細(xì)胞具有更加優(yōu)良的產(chǎn)物加工性能，更適合來(lái)自人和高等動(dòng)物的基因的工性能，更適合來(lái)自人和高等動(dòng)物的基因的表達(dá)，因而可用于生產(chǎn)各種重要的生物制表達(dá)，因而可用于生產(chǎn)各種重要的生物制品，如乙肝疫苗、狂犬病疫苗和脊髓灰質(zhì)炎品，如乙肝疫苗、狂犬病疫苗和脊髓灰質(zhì)炎疫苗等疫苗，以及干擾素、白細(xì)胞介素、腫疫苗等疫苗，以及干擾素、白細(xì)胞介素、腫瘤壞死因子等藥物。瘤壞死因子等藥物。