2018版高中生物 第3章 生物科学与工业 第3节 生物技术药物与疫苗学案 新人教版选修2

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1、第3节　生物技术药物与疫苗[课程目标]·导航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。知识点1　生物技术药物[知识梳理]1.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。2.种类包括基因工程药物、酶工程药物、发酵工程药物、细胞工程药物等。3.基因工程药物(1)生产过程：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。(2)最主要的环节：构建基因工程菌。(3)特点：高

2、效率地生产各种高质量、低成本的药品。4.细胞工程药物(1)植物细胞培养制取药物的生产过程：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)应用：细胞培养生产药用植物如人参、甘草、红豆杉、黄连、银杏、紫草和长春花等。通过动物细胞培养生产如乙肝疫苗、狂犬病疫苗、脊髓灰质炎疫苗等疫苗，以及干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等药物。[思维激活]　基因工程药物的化学成分是什么？提示：蛋白质。[活学活用]1.以下不是用基因工程方法生产的药物是(　　)A.干扰素B.白细胞介素C.紫杉醇D.乙肝疫苗解析　基因工程药物主要有细胞因子、抗体、疫苗、激素等，如白细胞介素－2、干扰素、乙

3、肝疫苗等，是利用基因工程技术将外源基因导入细菌，使其高效表达得到的。紫杉醇是应用植物细胞培养的方法制取的药物，属于细胞工程药物。答案　C2.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[归纳总结]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”计划还未付诸实践的时候，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

4、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后果；作

5、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

6、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。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

7、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草素。(3)动物细胞培养及应用基本培养流程：动物胚胎或出生不久的幼龄动物培养的细胞或组织单个细胞原代培养―→传代培养细胞株细胞系(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