《生物技术制药》

第一章绪论选择题1.生物技术的核心和关键是（A ）A 细胞工程B 蛋白质工程C 酶工程D 基因工程2. 第三代生物技术（ A ）的出现，大大扩大了现在生物技术的研究范围A 基因工程技术B 蛋白质工程技术C 海洋生物技术D细胞工程技术3.下列哪个产品不是用生物技术生产的（D ）A 青霉素B 淀粉酶C 乙醇D 氯化钠4. 下列哪组描述（A ）符合是生物技术制药的特征A高技术、高投入、高风险、高收益、长周期B高技术、高投入、低风险、高收益、长周期C高技术、低投入、高风险、高收益、长周期D高技术、高投入、高风险、低收益、短周期5. 我国科学家承担了人类基因组计划（C ）的测序工作A10% B5% C 1% D 7%名词解释1.生物技术制药采用现代生物技术可以人为的创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医学药品，称为生物技术制药。

2.生物技术药物一般说来，采用DNA重组技术或其它生物新技术研制的蛋白质或核酸来药物称为生物技术药物。

3.生物药物生物技术药物是重组产品概念在医药领域的扩大应用，并与天然药物、微生物药物、海洋药物和生物制品一起归类为生物生物药物。

简答题1.生物技术药物的特性是什么？生物技术药物的特征是：（1）分子结构复杂（2）具有种属差异特异性（3）治疗针对性强、疗效高（4）稳定性差（5）免疫原性（6）基因稳定性（7）体内半衰期短（8）受体效应（9）多效应和网络效应（10）检验特殊性2.简述生物技术发展的不同阶段的技术特征和代表产品？（1）传统生物技术的技术特征是酿造技术，所得产品的结构较为简单，属于微生物的初级代谢产物。

代表产品如酒、醋、乙醇，乳酸，柠檬酸等。

（2）近代生物技术阶段的技术特征是微生物发酵技术，所得产品的类型多，不但有菌体的初级代谢产物、次级代谢产物，还有生物转化和酶反应等的产品，生产技术要求高、规模巨大，技术发展速度快。

代表产品有青霉素，链霉素，红霉素等抗生素，氨基酸，工业酶制剂等。

《生物技术制药》课程笔记第一章：绪论一、生物技术的发展史1.1 生物技术概述生物技术是指人们利用微生物、动植物体对物质、能量、信息进行操纵的技术。

它广泛应用于食品、农业、环境保护、能源、医药等领域。

1.2 生物技术的发展简史生物技术的发展可以分为三个阶段：（1）传统生物技术阶段：早在公元前22世纪，中国就开始了酿酒、制酱、制醋等传统生物技术应用。

此后，世界各国也逐渐发展了各自的发酵技术。

（2）现代生物技术阶段：20世纪初，科学家们开始研究酶和微生物，发现了遗传物质DNA和RNA，并逐步揭示了生物体的遗传密码。

这一阶段的代表性成果包括抗生素的发现、遗传工程的创立以及生物制品的生产。

（3）生物技术革命阶段：20世纪70年代末，基因工程技术的发展使生物技术进入了一个新的时代。

基因克隆、基因编辑、基因组学等技术的突破，为生物技术在医药、农业、能源等领域的应用开辟了广阔前景。

二、生物技术药物1.2.1 生物技术药物概述生物技术药物是指利用生物技术方法生产的药物，主要包括蛋白质药物、抗体、疫苗、寡核苷酸药物等。

1.2.2 生物技术药物的特性生物技术药物具有以下特点：（1）高特异性：生物技术药物针对性强，能够精确作用于疾病相关分子。

（2）低毒性：生物技术药物通常来源于自然界中的生物体，毒副作用较低。

（3）复杂性：生物技术药物的结构复杂，生产过程需要严格控制条件。

（4）生产成本高：生物技术药物的生产设备、工艺和原材料成本较高。

三、生物技术制药1.3.1 生物技术制药概述生物技术制药是指利用生物技术方法生产药物的过程。

它主要包括基因工程、细胞培养、蛋白质工程等技术。

1.3.2 生物技术制药特征生物技术制药具有以下特征：（1）生产过程高度自动化、精确化。

（2）药物作用机制明确，针对性强。

（3）生产周期较长，生产成本较高。

（4）药物质量和安全性要求严格。

1.3.3 生物技术在制药中的应用生物技术在制药领域的应用主要包括：（1）生产生物技术药物，如蛋白质药物、抗体、疫苗等。

第一章绪论一、概述1、生物药物泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次极代谢产物或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品。

生物制品是指用细菌疫苗制成的供预防、治疗和诊断特定传染病的药品。

2、生物技术制药采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品。

3、生物技术药物采用DNA重组技术、单克隆抗体技术或其它生物新技术研制的蛋白质、治疗性抗体或核酸类药物。

4、生物技术以生命科学为基础，利用生物体（或生物组织、细胞及其组分）的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，并与工程相结合，利用这样的新物种（品系）进行加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系。

5、生物技术的内容基因、细胞、酶、发酵、生化、蛋白质、抗体、糖链工程和海洋生物技术。

6、生物技术的相关学科生物学（微生物学、分子生物学、遗传学）化学（生物化学、无机、有机、分析、物理化学）工程学（化学工程、电子工程）医学、药学、农学。

7、生物技术的应用（1）、医药1977年出现第一个重组的生长激素抑制因子后，美国成立了第一家遗传工程公司—Genetech，进行小牛和小猪的生长激素的开发研究，与其他公司合作开发了干扰素，从此以后出现许多生物技术公司，1981年第一个诊断用单克隆抗体首先在美国上市。

利用基因治疗人类疾病的技术取得了突破性进展，原来用于治疗单基因缺陷的遗传病的治疗技术，现在已快速扩展到癌症、爱滋病、乙型肝炎、心血管病，此外，诊断试剂、酶试剂、动植物医药产品、核酸类药物也取得了很大进展。

（2）、农业转基因动植物的新品种，大幅度提高产量和质量。

（3）、食品氨基酸（天冬氨酸、半胱氨酸），有机酸（苹果酸、酒石酸），做食品添加剂，香料，葡萄糖，果糖，淀粉酶。

（4）、工业农药、香料、饲料、工业酶、有机酶、皮革工业脱毛软化、丝绸脱胶、加酶洗衣粉。

（5）、环境净化利用微生物或酶处理废物和废水。

生物技术制药试题1. 生物技术制药:生物技术制药是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法进行药物制造的技术。

2. 基因表达:基因表达(gene expression)是指细胞在生命过程中,把储存在DNA顺序中遗传信息经过转录和翻译,转变成具有生物活性的蛋白质分子.生物体内的各种功能蛋白质和酶都是同相应的结构基因编码的。

3. 质粒的分裂不稳定:通常将质粒不稳定性分为两类:一类是结构不稳定性,也就是质粒由于碱基突变、缺失、插入等引起的遗传信息变化;另一类是分离不稳定性,指在细胞分裂过程中质粒不能分配到子代细胞中,从而使部分子代细胞不带质粒(即P-细胞)。

在连续和分批培养过程中均能观察到此两类现象发生。

一般情况下具有质粒的细胞(即P＋细胞)需要合成较多的DNA、RNA和蛋白质,因此其比生长速率低于P-细胞,从而P-细胞一旦形成能较快速地生长繁殖并占据培养物中的大多数。

4. 补料分批培养:发酵培养基发酵培养基是供菌种生长、繁殖和合成产物之用。

它既要使种子接种后能迅速生长，达到一定的菌丝浓度，又要使长好的菌体能迅速合成需产物。

因此，发酵培养基的组成除有菌体生长所必需的元素和化合物外，还要有产物所需的特定元素、前体和促进剂等。

但若因生长和生物合成产物需要的总的碳源、氮源、磷源等的浓度太高，或生长和合成两阶段各需的最佳条件要求不同时，则可考虑培养基用分批补料来加以满足。

5. 人-鼠嵌合抗体:嵌合抗体（ chimeric atibody ）是最早制备成功的基因工程抗体。

它是由鼠源性抗体的 V 区基因与人抗体的 C 区基因拼接为嵌合基因，然后插入载体，转染骨髓瘤组织表达的抗体分子。

因其减少了鼠源成分，从而降低了鼠源性抗体引起的不良反应，并有助于提高疗效。

6. 悬浮培养:非贴壁依赖性细胞的一种培养方式。

1.绪论1.1首次代表性药物——第一个动物疫苗药（美—基因工程药—DNA重组技术生产—1982欧洲被批用）：重组人胰岛素1.2（名词解释1）生物技术药物：采用DNA重组技术/其他生物新技术研制的蛋白质/核酸药物。

（包括——细胞因子、重组蛋白质药物、抗体、疫苗、寡苷酸药物…….）生物技术制药：以生物体、组织、细胞等为原料，利用物理、化学、生物化学、生物技术、微生物学、药学等科学的原理和方法进行药物制造的技术。

生物技术制药特性/特点：高技术、高投入、长周期、高风险、高收益2.基因工程制药2.1基因工程技术的优点：①大量生产，为临床使用建立有效的保障。

②提供足够数量的生理活性物质③挖掘更多内源生理活性物质④获得新型化合物，扩大药物筛选来源2.2什么叫基因工程药（技术）？将目的基因插入载体、拼接、转入新宿主细胞，构建工程菌/细胞，实现遗传物质的重新组合，并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。

基因工程：将外源基因经体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。

2.3工作流程上游——（实验室）——分离目的基因，构建工程菌/细胞下游——（实验室产品产业化）——（大规模培养）产品分离纯化，质量控制等2.4目的基因获得——反转录法（制取真核生物目的基因常用方法）①mRNA纯化——得到目的基因的mRNA特点：真核细胞中mRNA的3’端常含有一多聚腺苷酸polyA②cDNA第一链合成模板：蛋白质真核细胞的mRNA；反转录酶作用下，合成互补的DNA③cDNA第二链合成模板：cDNA（只反映基因表达转录及加工后产物携带信息—只与基因编码序列相关，不含内含子）反转录酶/DNA聚合酶1/Klenow酶大片段作用下，最终合成双链DNA序列得蛋白质多肽的DNA序列④cDNA克隆载体：质粒DNA/噬菌体DNA连接方法：加同聚尾；加人工接头⑤重组体导入宿主细胞⑥cDNA文库鉴定——表型筛选⑦目的cDNA克隆的分离与鉴定方法：核酸探针杂交法；免疫反应鉴定法2.5基因表达①常用宿主菌细胞及优缺点（目前最常用——大肠杆菌、酿酒酵母）1）原核细胞（大肠杆菌、枯草芽孢杆菌、链霉素-可糖基化）P222）真核细胞（酵母、丝状真菌、哺乳动物细胞）优点：可糖基化缺点：合成复杂②宿主菌的要求1）具有高浓度、高产量、高产率2）能利用廉价原料而得3）不致病、不产生内毒素4）发热量低、需氧低，适当发酵温度和细胞形态（培养条件温和）5）易代谢调控、易进行重组DNA技术6）产物易提取纯化③影响基因在大肠杆菌中表达的因素：1）表达质粒的拷贝数和稳定性（一定范围内，表达和拷贝数成正比；载体越小，稳定性越好）2）外源基因的表达效率3）表达产物的稳定性4）细胞代谢负荷5）工程菌的培养条件2.6（名词解释2）基因工程的不稳定性：传代过程中出现的质粒不稳定现象，质粒不稳定分为分裂不稳定和结构不稳定，（稳定性至少维持25代），分裂不稳定指工程菌分裂时出现一定比例的不含质粒的子代菌现象（整个重组DNA分子从受体细胞中逃逸）；结构不稳定指DNA从质粒上丢失/碱基重排、缺失所致工程菌性能改变（导致其表观生物学功能丧失）。

十堰职业技术学院生物化工专业生物技术制药课程教学大纲(60-70学时)邓斌编一、课程的任务性质《生物技术制药》是生物化工专业生物制药方向的一门重要的专业课程。

它是将现代生物技术应用于药物的制取，内容包括基因工程制药、抗体工程制药、酶工程制药等。

既阐述了各种制药技术的原理方法和影响因素，又用实例说明了将这些新技术应用于新型药物的生产和开发。

在教学中应以各种技术的原理和方法为基础，以应用为重点，着力培养学生应用主要生物技术进行药物制备的能力。

教学中应注意理论和实践的紧密结合，以提高学生的动手能力和分析解决问题的能力。

二、课程的基本要求1、了解生物技术制药的发展方向。

2、掌握基因技术、酶工程技术在生物技术制药中的应用原理和方法。

3、熟练掌握传统生物制药技术。

三、课程内容1、绪论教学内容：生物技术的发展简史；医药生物技术的新进展；我国的医药生物技术；医药生物技术发展展望。

教学要求：了解医药生物技术的新近展和展望2、生物药物概述教学内容：生物药物的来源、特性、分类与制备；人体来源的药物；动物来源的药物；植物来源的药物；海洋生物药物。

教学要求：掌握生物药物的来源、特性、分类。

3、基因工程制药教学内容：基因工程药物生产的基本过程；目的基因的获得；基因表达；基因工程菌的稳定性；基因工程菌生长代谢的特点；基因工程发酵；基因工程药物的分离纯化；基因工程药物的质量控制；基因工程药物制造实例。

教学要求：掌握基因工教学内容：教学内容：程菌的稳定性和生长代谢特点。

教学重点：基因工程药物的分离纯化。

教学难点：基因工程药物的质量控制。

4、抗体制药教学内容：单克隆抗体；鼠源性单克隆抗体的改造；基因工程抗体和抗体工程；抗体诊断试剂；抗体治疗药物。

教学要求：掌握抗体制药的整个生产过程。

教学重点：单克隆抗体。

教学难点：基因工程抗体和抗体工程。

5、酶工程制药；教学内容：酶工程简介；酶的来源和生产；酶和细胞的固定化；固定化酶和固定化细胞的反应器；酶工程在医药工业中的应用；酶工程研究的进展。

《生物技术制药》教学大纲课程编码：(0304012A-生)适用专业：生命科学与技术基地班一、前言《生物技术制药》是研究利用现代生物技术研制和生产药物的一门课程，主要内容是基因工程制药、细胞工程制药、抗体制药、酶工程制药、发酵工程制药，本课程要求学生掌握生物技术药物制备和生产的基本方法、制造工艺及其控制原理。

熟悉生物技术药物的质量控制。

了解生物技术制药的新进展。

总学时为32，学分2。

教材选用夏焕章、熊宗贵主编《生物技术制药》（第二版），高等教育出版社2006年出版。

二、课程内容与要求第一章绪论（2学时）[基本内容]生物技术与医药工业的关系，生物技术药物的分类和特性，生物技术在制药工业中的应用。

[基本要求]掌握：生物技术药物的分类和特性，熟悉生物技术制药的任务。

熟悉：生物技术药物在预防、诊断、治疗中的应用。

第二章基因工程制药（10学时）[基本内容]基因工程技术在药品生产中的应用，基因工程制药的基本过程，目的基因获得的方法，基因表达体系，不同表达体系的特点及高效表达的措施基因工程菌的稳定性，不稳定的表现及提高稳定性的方法。

基因工程菌培养培养方式和设备，基因工程药物的分离纯化的基本过程，分离纯化技术。

基因工程药物的质量控制及产品质量分析。

[基本要求]掌握：基因工程菌发酵影响因素及控制方法，不稳定的表现及提高稳定性的方法，基因工程药物分离纯化方法。

熟悉：基因工程药物的质量控制。

了解：基因工程制药的基本过程。

难点：基因工程菌的代谢。

第三章动物细胞工程制药（8学时）[基本内容]动物细胞的形态、细胞的结构和功能、细胞的化学组成和代谢、细胞的分裂和周期，生产用动物细胞的要求和获得。

基因工程细胞株的构建和筛选。

细胞的培养技术和要求。

器材的清洗和消毒。

细胞培养的基本方法。

生物反应器的基本要求，生物反应器的检测控制系统，培养过程中需检测的主要参数。

[基本要求]掌握：生产用动物细胞的要求和获得方法，动物细胞培养的技术和要求。

生物技术制药一、绪论1.生物技术制药（biotech drug）：利用DNA重组技术或其他生物新技术研制的蛋白质或核2.酸类药物。

3.生物药物（biopharmaceutics）：生物技术药物与天然生化药物、微生物药物、海洋药物和生物制品的统称。

4.生物技术药物的特性：①分子结构复杂；②具有种属特异性；③治疗针对性强、疗效高；④稳定性差；⑤基因稳定性；⑥免疫原性；⑦体内的半衰期短；⑧受体效应；⑨多效性和网络性效应；⑩生产系统复杂性以及质量控制的特殊性。

5.生物技术制药特征：高技术、高投入、长周期、高风险、高收益。

6.生物技术在制药中的应用：基因工程重组蛋白质及多肽药物、基因工程抗体、基因工程疫苗（蛋白质）、基因疫苗（核酸）、基因诊断、基因治疗、动植物基因工程药物……二、基因工程制药表一基因工程药物1.基因表达1.1宿主菌的选择：高浓度、高产量、高产率；原料廉价；不致病、不产内毒素；发热量低，需氧低，适当的发酵温度和细胞形态；易进行代谢调控；易进行重组DNA技术；产物易提纯。

1.2大肠杆菌体系中的基因表达(3)必备条件：①载体能独立复制；②有克隆位点和筛选标记；③有强启动子，能为大肠杆菌的RNA聚合酶所识别；④有阻遏子；⑤强终止子；⑥产生的mRNA含AUG和SD序列。

(5)影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素①表达质粒的拷贝数和稳定性③表达产物的稳定性增加蛋白酶作用底物；组建融合基因；加入信号肽；改变真核蛋白二硫键位置；采用缺陷型大肠杆菌。

④细胞的代谢负荷将细胞的生长和外源基因的表达分成两个阶段。

⑤工程菌的培养条件(6)真核基因在大肠杆菌中表达的形式1.3酵母体系中的基因表达(7)外源基因的剂量/拷贝数(8)外源基因的表达效率①启动子②分泌信号的效率常用酿酒酵母的A因子信号（alpha）和毕赤酵母酸性磷酸酶信号肽。

③终止序列的影响ADH1、CYC1、MF1和PGK(9)优化基因内部结构(10)外源蛋白的糖基化可发生N-糖苷键（天冬氨酰连接）和O-糖苷键（丝氨酸和苏氨酸连接）连接的两种不同的糖基化。

（完整版）生物技术制药复习资料《生物技术制药》复习资料（Biotechnological Pharmaceutics）第一章绪论一、概述1.概念：生物药物（生物制药）是泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品。

|采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品，叫做生物技术制药。

2.技术范畴：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程以及后来衍生出来的第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程、糖链工程和海洋生物技术等。

3.相关学科：有生物学（含微生物学、分子生物学、遗传学等）、化学、工程学（化学工程、电子工程等）、医学、药学、农学等。

但从基础学科来讲，生物学、化学和工程学是其主要的学科。

4.应用范围：（1）医药；（2）农业；（3）食品；（4）工业；（5）环境净化；（6）能源。

二、生物技术的发展简史1.传统生物技术阶段主要产品：乳酸、酒精、丙酮、丁酸、柠檬酸、淀粉酶。

生产的特点：过程简单，大多属兼气发酵或表面培养，生产设备要求不高，产品化学结构简单，属初级代谢产物。

2.近代生物技术阶段主要产品：抗生素、维生素、甾体、氨基酸；食品工业的工业酶制剂、食用氨基酸、酵母、啤酒；化工业的酒精、丙酮、丁醇、沼气；农林业的农药；环境保护业的生物治理污染。

生物技术的特点：（1）产品类型多，初级（氨基酸、酶、有机酸）、次级（抗生素）、生物转化（甾体）；（2）生物技术要求高，纯种、无菌、通气，产品质量要求也高；（3）生产设备规模大；（4）技术发展速度快。

3.现代生物技术主要产品：胰岛素、干扰素、生长激素等。

生物技术的内容包括：（1）重组DNA技术及其它转基因技术（基因工程）；（2）细胞和原生质体融合技术（细胞工程）；（3）酶或细胞的固定化技术（酶工程）；（4）植物脱毒和快速繁殖技术；（5）动物细胞大量培养技术；（6）动物胚胎工程技术；（7）现代发酵技术；（8）现代生物反应工程和分离工程技术；（9）蛋白质工程技术；（10）海洋生物技术。