高中生物 3.3 生物技术药物与疫苗课件 新人教版选修2.pptVIP

第3章生物科学与工业 第3节生物技术药物与疫苗 基础自主梳理 核心要点突破 课标领航 知能过关演练 第3节 课标领航 1 掌握生物技术药物的概念 2 说明基因工程药物 细胞工程药物与生物技术疫苗的生产原理 情景导引目前 糖尿病已成为威胁人类健康的严重疾病 治疗糖尿病要依靠胰岛素 如果单纯依靠从动物胰脏中提取胰岛素 不仅价格昂贵 而且也远远不能满足人们的需求 生物技术药物的产生 上述问题已有了明显的缓解 你知道胰岛素的生产过程吗 基础自主梳理 一 生物技术药物1 生物技术药物 一般是指利用 技术或其他 生产的药物 2 种类 基因工程药物 酶工程药物 发酵工程药物 细胞工程药物等 dna重组 生物技术 3 基因工程药物 1 生产过程 获得 构建基因工程菌 工程菌大规模培养 产物 除菌过滤 半成品检测 成品加工 成品检测 2 主要环节 构建基因工程菌 3 特点 地生产各种高质量 低成本的药品 目的基因 分离纯化 高效率 4 细胞工程药物 1 生产过程 植物细胞株 培养 液体悬浮培养 收集细胞 提取 产物 药物制剂 2 应用 药用植物如人参 甘草 红豆杉 黄连 银杏 紫草 长春花等 药用动物如乙肝疫苗 狂犬病疫苗 脊髓灰质炎疫苗 以及干扰素 白细胞介素 肿瘤坏死因子等 固体 纯化 二 生物技术疫苗1 生物技术疫苗 主要指 疫苗 2 种类 1 减毒疫苗 利用基因工程删除细菌和病毒中抗原物质的基因或基因片段 2 乙肝疫苗 利用基因工程将抗原的 转入适当的宿主细胞 进行表达 获得表达产物作疫苗 基因工程 某个基因 3 dna疫苗 是将致病微生物中 能够编码引起机体免疫反应的 与适当载体结合 导入宿主细胞 通过宿主细胞表达抗原 引起机体 抗原基因 免疫反应 核心要点突破 1 基因工程药物是指应用基因工程技术生产的用于防治各种疾病的药物 其中活性蛋白质药物最为引人关注 下面为基因工程药物生产示意图 2 部分基因工程药物 利用基因工程生产蛋白质药物 经历了三个发展阶段 第一阶段 将人的基因转入细菌细胞 第二阶段 将人的基因转入小鼠等动物细胞 前两个阶段都是进行细胞培养 提取药物 第三阶段 将人的基因转入活的动物体 饲养这些动物 从乳汁或尿液中提取药物 请回答 1 将人的基因转入异种动物的细胞或个体内 能够产生药物蛋白的原理是 2 人类基因能和异种生物的细胞或个体中的基因拼接在一起 是因为它们的dna都具有 结构 都是由四种 构成 基因中的碱基都能够 3 人的基因在异种生物细胞中表达成蛋白质时 需要经过 和 两个步骤 第一步的模板是 原料是 提供的 第二步的模板是 原料是 4 利用转基因牛 羊乳汁可以提取药物 甚至可以直接饮用治病 因为其乳汁中含有 尝试解答 1 基因控制蛋白质的合成 并且不同生物共用一套密码子 2 双螺旋脱氧核苷酸互补配对 3 转录翻译人的一段dna异种生物核糖核苷酸特定的一段信使rna氨基酸 4 药物蛋白质 解析 将人的基因转入异种生物的细胞内 仍然能够控制合成蛋白质 这是因为基因能够控制蛋白质的合成 也说明不同生物共用一套密码子 不同生物的dna能够连接起来 说明它们的结构相同 都是规则的双螺旋结构 都是由四种碱基构成 并且基因中的碱基能够互补配对 在转入基因表达的过程中 需要经过转录和翻译两个步骤 转录的模板是人的一段dna分子 或基因 由于转录形成的是rna 所以原料是由异种生物提供的核糖核苷酸 第二步是翻译 其模板是特定的一段信使rna 由于翻译是合成蛋白质的过程 则所需要的原料是氨基酸 由于转基因牛 羊的乳汁中含有药物蛋白质 所以直接饮用可以治疗某些疾病 跟踪训练干扰素是治疗癌症的重要药物 它必须从血液中提取 每300l人血中只能提取0 3mg 所以价格昂贵 美国加利福尼亚的某生物制品公司用如下方法生产干扰素 如图所示 从上述方法中可以看出 该公司生产干扰素运用的方法是 a 个体间的杂交b 基因工程c 细胞融合d 器官移植解析 选b 由图示知 形成重组质粒后导入酵母菌再得到目的基因产物 此方法属于基因工程 主要是利用细胞工程技术来生产药物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的大规模猎取 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多个细胞动物细胞培养技术与基因工程 细胞融合等技术结合 会生产更多的细胞工程药物 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达 因而可用于生产各种重要的生物制品 如乙肝疫苗 狂犬病疫苗和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 特别提醒单克隆抗体的生产过程 甲流 h1n1 在世界各地大面积蔓延 有些国家还出现了死亡病例 科学家已分离出h1n1病毒 一种rna病毒 某制药厂根据下面流程图生产预防和治疗甲流的抗体 请据图回答有关问题 1 若a细胞是小鼠骨髓瘤细胞 则b细胞是取自感染病毒的人体内的 细胞 促进d过程的常用诱导剂是 2 假设仅考虑某两个细胞的融合 则可形成 种类型的c细胞 因此需用培养基筛选出 填特点 的d细胞用于培养 d细胞的名称是 3 理论上 注射了该抗体的人群不能长期对甲流免疫 试分析原因 4 不同种动物的体细胞融合 相比诱变育种和杂交育种方法 具有 等突出的优点 5 请说明单克隆抗体的主要作用 尝试解答 1 b淋巴 效应b 聚乙二醇 peg 灭活的病毒 2 3既能无限增殖又能产生特异性抗体杂交瘤细胞 杂交细胞 3 引起甲流的病毒不断发生变异 意思相同则可 4 目的性强 克服远缘杂交不亲和性 能有效地打破物种的生殖隔离界限 意思相同即可 任写一点 5 作为诊断试剂 用于治疗疾病和运载药物 意思相同即可 解析 1 由于本题的目的是制备用于预防和治疗甲流的单克隆抗体 所以b细胞只能是取自感染h1n1病毒的动物或人体内的b淋巴细胞 经诱导剂聚乙二醇或灭活的病毒等诱导融合 得到的杂交瘤细胞才能用于生产预防和治疗甲流的单克隆抗体 2 仅考虑两个细胞的融合 则可形成a细胞 a细胞 b细胞 b细胞 a细胞 b细胞3种类型的c细胞 为了从中筛选出a细胞 b细胞 必须用特定的选择培养基进行筛选 筛选出的d细胞 杂交瘤细胞 既能无限增殖又能产生特异性抗体 3 因为单链dna容易发生变异 一旦变异后体内的记忆细胞和抗体就不能对其发挥作用 5 单克隆抗体可用于诊断疾病 药物导向治疗等方面 跟踪训练 2010年高考江苏卷 明党参是我国珍稀药用植物 对其进行保护性开发利用的方法有 多选 a 设计细胞培养反应器 实现药用成分的工厂化生产b 大量培养愈伤组织 直接提取药用成分c 大规模栽培组织培养苗 获取药用成分d 利用组织培养获得胚状体 制成人工种子 解析 选abcd 保护珍稀药用植物 可利用植物组织培养技术 获取试管苗或人工种子 通过栽培或种植 获得药用成分 也可以培养到愈伤组织阶段后 直接提取药用成分 或通过处理得到细胞悬液 利用细胞培养反应器进行药用成分工厂化生产 故四个选项都正确 1 疫苗的概念疫苗一般指用于预防接种的抗原制剂 或用于各免疫预防的制剂 2 疫苗的作用疫苗是一种特殊的药物 它不是用于治疗疾病 而是用于预防疾病 实践证明 某些疾病只有通过接种疫苗才能够彻底控制和消灭 例如 人类通过接种牛痘疫苗已经消灭了天花 脊髓灰质炎也即将被消灭 特别提醒注射或口服疫苗可以激活人体免疫系统 产生相应的抗体 从而保护人体免受相应病原体的侵染 3 疫苗的分类 下列属于新型疫苗的是 多选 a 灭活疫苗b 亚单位疫苗c 抗独特型抗体疫苗d dna疫苗 尝试解答 cd 解析