《生物技術(shù)制藥》理論教學(xué)大綱（供四年制本科生物工程專業(yè)使用）

《生物技術(shù)制藥》理論教學(xué)大綱（供四年制本科生物工程專業(yè)使用）Ⅰ前言生物技術(shù)制藥以醫(yī)藥生物技術(shù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)介紹生物技術(shù)藥物的研發(fā)、開發(fā)和制造方法，反映生物技術(shù)制藥領(lǐng)域的新進(jìn)展。內(nèi)容包括緒論、基因工程制藥、動(dòng)物細(xì)胞制藥、植物細(xì)胞制藥、抗體制藥、酶工程制藥和發(fā)酵工程制藥共7章。分42學(xué)時(shí)理論課，使學(xué)生能夠系統(tǒng)地掌握生物技術(shù)藥物研發(fā)和規(guī)模化生產(chǎn)過程，培養(yǎng)和提高學(xué)生從事生物技術(shù)藥物研發(fā)和生產(chǎn)的能力。本教材是“生物技術(shù)和生物工程專業(yè)規(guī)劃教材”之一，可作為生物技術(shù)、生物工程與生物質(zhì)藥等專業(yè)的專業(yè)課教材，也可作為生物化工與其它要學(xué)類專業(yè)的參考教材，還可作為生物醫(yī)藥科技人員的參考書。本課程的性質(zhì)和任務(wù)：生物技術(shù)制約2/3用于醫(yī)藥，現(xiàn)代生物技術(shù)大量用于新型藥物的研制與開發(fā)。生物技術(shù)制藥是應(yīng)用基因工程、發(fā)酵工程、細(xì)胞工程、酶工程等現(xiàn)代生物技術(shù)研制蛋白質(zhì)或核酸類藥物。生物技術(shù)制藥和中藥現(xiàn)代化是國家新藥研究開發(fā)的“重中之重”。本課程介紹生物藥物的類型和性質(zhì)，生物技術(shù)制藥的主要原理和主要技術(shù)，著重討論生物技術(shù)新藥設(shè)計(jì)思路、基因工程等技術(shù)研制新藥的基本原理和方法，突出“生物技術(shù)”與“藥物”的有機(jī)結(jié)合。使學(xué)生對(duì)生物技術(shù)制藥理論和實(shí)驗(yàn)技術(shù)能獲得全面和系統(tǒng)的了解，為培養(yǎng)學(xué)生今后從事生物制藥行業(yè)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本課程總的目的和要求：了解生物技術(shù)制藥的基本概念，熟悉基因工程制藥、動(dòng)植物細(xì)胞工程制藥、抗體工程制藥、酶工程制藥、發(fā)酵工程技術(shù)概論，掌握重要的生物藥物得制備流程。其目標(biāo)是使學(xué)生掌握與制藥有密切關(guān)系的幾種技術(shù)的基本原理、方法，并了解如何利用這些新技術(shù)研究和生產(chǎn)新型藥物，為培養(yǎng)富有創(chuàng)造、創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)精神和實(shí)踐能力的高素質(zhì)的生物技術(shù)復(fù)合人才提供重要保障。本大綱適用于四年制本科生物工程專業(yè)使用?，F(xiàn)將大綱使用中有關(guān)問題說明如下：一了使教師和學(xué)生更好地掌握教材,大綱每一章節(jié)均由教學(xué)目的、教學(xué)要求和教學(xué)內(nèi)容三部分組成。教學(xué)目的注明教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)要求分掌握、熟悉和了解，教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)要求對(duì)應(yīng)，并統(tǒng)一標(biāo)示(核心內(nèi)容即知識(shí)點(diǎn)以下劃實(shí)線，重點(diǎn)內(nèi)容以下劃虛線，一般內(nèi)容不標(biāo)示)便于學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習(xí)。二教師在保證大綱核心內(nèi)容的前提下，可根據(jù)不同教學(xué)手段，講授重點(diǎn)內(nèi)容和介紹一般內(nèi)容，有的內(nèi)容可采取翻轉(zhuǎn)課堂的授課形式進(jìn)行。三總教學(xué)參考學(xué)時(shí)為42學(xué)時(shí)。四教材：《生物技術(shù)制藥》，高等教育出版社，夏煥章、熊宗貴，2版，2006年。Ⅱ正文第一章緒論一教學(xué)目的掌握生物技術(shù)制藥與生物技術(shù)藥物的概念、生物藥物的分類與現(xiàn)狀，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)生物技術(shù)藥物研究的興趣。二教學(xué)要求掌握生物技術(shù)的概念、生物技術(shù)藥物的分類、生物技術(shù)制藥的特性、特征、生物技術(shù)制藥開發(fā)。熟悉生物技術(shù)的主要發(fā)展和進(jìn)展。了解生物技術(shù)在制藥中的應(yīng)用、我國生物技術(shù)制藥現(xiàn)狀和發(fā)展前景。三教學(xué)內(nèi)容（一）生物技術(shù)發(fā)展史：生物技術(shù)的概念、生物技術(shù)的發(fā)展簡史、現(xiàn)代生物技術(shù)；（二）生物技術(shù)藥物：生物藥物的分類、生物技術(shù)制藥的特征；（三）生物技術(shù)制藥：生物技術(shù)制藥的特征和生物技術(shù)在制藥中的應(yīng)用；（四）我國生物技術(shù)制藥現(xiàn)狀和發(fā)展前景；（五）理解生物藥物的特性、分類與制備；（六）理解人體來源類藥物、動(dòng)物來源類藥物、植物來源類藥物以及海洋生物藥物的特點(diǎn)、種類和用途；（七）了解人體來源類藥物、動(dòng)物來源類藥物、植物來源類藥物以及海洋生物藥物的的研究前景；（八）掌握新型生物技術(shù)藥物的概念、種類、原理、優(yōu)勢(shì)及市場(chǎng)前景?；蚬こ讨扑幰唤虒W(xué)目的通過對(duì)基因工程制藥的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握目的的基因的獲得、基因表達(dá)、工程菌的培養(yǎng)、工業(yè)化生產(chǎn)，使學(xué)生掌握基因工程制藥的基本流程。二教學(xué)要求（一）掌握：掌握真核生物目的基因分離的原理和基本方法；掌握幾種常用的、新型的原核、真核表達(dá)系統(tǒng)的特點(diǎn)、影響藥用目的基因表達(dá)的主要因素。（二）熟悉基因工程藥物的分離純化、質(zhì)量控制、制造實(shí)例。（三）了解基因工程菌的代謝特點(diǎn)、不穩(wěn)定性、以及培養(yǎng)過程、發(fā)酵過程。三教學(xué)內(nèi)容（一）概述：基因工程藥物的分類、基因工程藥物的優(yōu)點(diǎn)。（二）基因工程藥物生產(chǎn)的過程。（三）目的基因的獲得：反轉(zhuǎn)錄法、反轉(zhuǎn)錄-聚合酶反應(yīng)法、化學(xué)合成法、篩選基因的新方法、對(duì)已發(fā)現(xiàn)基因的改造。（四）基因表達(dá)：宿主菌的選擇、宿主菌應(yīng)滿足的條件、表達(dá)載體影響因素真核基因在大腸桿菌中表達(dá)的形式、酵母體系中的基因表達(dá)。（五）基因工程菌生長代謝的特點(diǎn)：菌體生長與能量的關(guān)系、菌體生長和前體供應(yīng)的關(guān)系。（六）基因工程菌的不穩(wěn)定性：質(zhì)粒的不穩(wěn)定性、提高質(zhì)粒穩(wěn)定性的方法。（七）基因工程菌中試：工程菌選擇、反應(yīng)器（發(fā)酵罐）設(shè)計(jì)、發(fā)酵培養(yǎng)基組成、工藝最佳化與參數(shù)監(jiān)測(cè)控制、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用。（八）重組基因工程菌的培養(yǎng)：培養(yǎng)方式、培養(yǎng)工藝、培養(yǎng)設(shè)備。（九）高密度發(fā)酵：影響高密度發(fā)酵的原因、實(shí)現(xiàn)方法。（十）基因工程藥物的分離純化：生物藥物分離純化基本方法，基因工程藥物分離純化的影響因素、基本過程、細(xì)胞的破脆方法、固液分離、重組蛋白的分離純化、非蛋白質(zhì)類雜志的去除。（十一）變性蛋白的復(fù)性：包涵體形成的原因、分離與溶解、復(fù)性方法。（十二）基因工程藥物的質(zhì)量控制：質(zhì)量控制的一般特點(diǎn)、生物材料的質(zhì)量控制、培養(yǎng)過程的質(zhì)量控制、純化過程的質(zhì)量控制、目標(biāo)產(chǎn)品的質(zhì)量控制、產(chǎn)品的保存。（十三）基因工程藥物的制造實(shí)例。動(dòng)物細(xì)胞工程制藥一教學(xué)目的通過對(duì)細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞工程的了解，使學(xué)生掌握細(xì)胞培養(yǎng)的基本技術(shù)、掌握生產(chǎn)常用的幾種動(dòng)物細(xì)胞的特點(diǎn)及其大規(guī)模培養(yǎng)方法，為以后從事細(xì)胞制藥打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二教學(xué)要求（一）掌握細(xì)胞工程的概念、DNA導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞的常用方法、動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本方法、動(dòng)物細(xì)胞生物反應(yīng)器的檢測(cè)控制系統(tǒng)、動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)品的制造實(shí)例。（二）熟悉動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)條件和培養(yǎng)基、大量培養(yǎng)的方法和操作方法。（三）了解細(xì)胞的形態(tài)和生理特性、生產(chǎn)用動(dòng)物細(xì)胞的要求和獲得、動(dòng)物細(xì)胞生物反應(yīng)器、動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)品的純化方法和質(zhì)量要求、動(dòng)物細(xì)胞制藥的前景與展望。三教學(xué)內(nèi)容（一）概述：細(xì)胞工程的概念、組織培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)。（二）動(dòng)物細(xì)胞的形態(tài)和生理特性：動(dòng)物細(xì)胞的形態(tài)、區(qū)別、化學(xué)組成、代謝、生理特點(diǎn)。（三）生產(chǎn)用動(dòng)物細(xì)胞的要求和獲得：生產(chǎn)用動(dòng)物細(xì)胞的要求、獲得、基因工程細(xì)胞的構(gòu)建和篩選、常用生產(chǎn)用細(xì)胞的特性、細(xì)胞庫的建立。（四）動(dòng)物細(xì)胞的培養(yǎng)條件和培養(yǎng)基：培養(yǎng)條件、培養(yǎng)基的組成和種類。（五）動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的基本方法：細(xì)胞分離、細(xì)胞計(jì)數(shù)、細(xì)胞傳代、細(xì)胞的凍存和復(fù)蘇。（六）動(dòng)物細(xì)胞大量培養(yǎng)的方法和操作方式：培養(yǎng)方法、操作方式。（七）動(dòng)物細(xì)胞生物反應(yīng)器：基本要求、反應(yīng)器基本結(jié)構(gòu)、動(dòng)物細(xì)胞生物反應(yīng)器的檢測(cè)控制系統(tǒng)。（八）動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)品的純化方法和質(zhì)量要求：純化方法、質(zhì)量要求。（九）動(dòng)物細(xì)胞產(chǎn)品的制造實(shí)例分析。（十）動(dòng)物細(xì)胞制藥的前景與展望：改進(jìn)表達(dá)載體，提高表達(dá)水平和產(chǎn)量、利用代謝工程，改進(jìn)培養(yǎng)工藝，降低生產(chǎn)成本、抑制細(xì)胞凋亡，延長培養(yǎng)周期、采用糖基化工程，提高產(chǎn)品質(zhì)量、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的研究、組織工程的研究?？贵w制藥一教學(xué)目的掌握單克隆抗體的制備、利用噬菌體呈現(xiàn)技術(shù)研制基因工程抗體的原理方法，熟悉抗體診斷試劑及抗體導(dǎo)向藥物的研發(fā)思路。二教學(xué)要求（一）掌握單克隆抗體的概念、制備過程、常用骨髓瘤細(xì)胞、HAT選擇原理、前體藥物、噬菌體技術(shù)在抗體中的應(yīng)用、熒光抗體的制備、免疫組化。（二）熟悉Ig分子結(jié)構(gòu)、抗體類型、抗體診斷試劑。（三）了解多功能抗體及其制備、抗體治療藥物。三教學(xué)內(nèi)容（一）概述：發(fā)展史、單克隆抗體、單克隆抗體和多克隆。（二）單克隆抗體及其制備：開展單抗制備的視頻教學(xué)、關(guān)鍵步驟的講解；常用骨髓瘤細(xì)胞（表）、HAT選擇原理、鑒定、單克隆抗體的大量制備、純化。（三）基因工程抗體及其制備：Ig分子結(jié)構(gòu)、改形抗體、Fab與Fv抗體、單鏈抗體。（四）多功能抗體及其制備：雙功能抗體、多功能抗體、抗體融合蛋白、前體藥物。（五）抗體工程：噬菌體抗體庫技術(shù)的基本方法、噬菌體抗體庫技術(shù)的特點(diǎn)、基因工程抗體的表達(dá)。（六）抗體診斷試劑：血清學(xué)鑒定用的抗體試劑、免疫標(biāo)記用的抗體試劑、熒光抗體的組制備、免疫抗體診斷試劑、導(dǎo)向診斷藥物、CD單克隆抗體系列。（七）抗體治療藥物：放射性同位素標(biāo)記的抗體治療藥物、抗癌藥物偶聯(lián)的抗體藥物、毒素偶聯(lián)的抗體藥物。植物細(xì)胞工程制藥一教學(xué)目的植物細(xì)胞工程主要由上游工程和下游工程兩部分組成，植物細(xì)胞工程所涉及的內(nèi)容和范圍相當(dāng)廣泛，本章節(jié)的內(nèi)容以老師引導(dǎo)，學(xué)生自學(xué)為主。二教學(xué)要求（一）掌握植物細(xì)胞工程定義、組成、基本概念、植物細(xì)胞的基本技術(shù)、培養(yǎng)方法、影響植物次級(jí)代謝產(chǎn)物累積的因素。（二）熟悉植物、動(dòng)物、微生物細(xì)胞的比較、植物細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器。（三）了解植物細(xì)胞工程發(fā)展史、植物細(xì)胞的形態(tài)以及生理特性、進(jìn)展與展望。三教學(xué)內(nèi)容（一）植物細(xì)胞的形態(tài)和生理特點(diǎn)。（二）細(xì)胞培養(yǎng)的基本技術(shù)。（三）影響植物次級(jí)代謝產(chǎn)物積累的因素。（四）細(xì)胞培養(yǎng)的生物反應(yīng)器。（五）植物細(xì)胞制藥的進(jìn)展與展望。酶工程制藥一教學(xué)目的掌握酶和細(xì)胞固定化技術(shù)的原理、利用酶工程的方法，熟悉酶工程藥物的研發(fā)思路。掌握酶的分離、提純、大批量生產(chǎn)以及應(yīng)用開發(fā)，熟悉模擬酶、合成酶及酶分子的人工設(shè)計(jì)、合成的研究。酶工程技術(shù)研究的深入和應(yīng)用，使其在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、食品和醫(yī)藥等方面發(fā)揮著極其重要的作用。二教學(xué)要求（一）掌握酶工程的概念、研究方向、利用微生物產(chǎn)酶的優(yōu)點(diǎn)、產(chǎn)酶菌的要求、來源、酶在醫(yī)藥領(lǐng)域的應(yīng)用、固定化酶的概念、特點(diǎn)、技術(shù)和方法、常用的酶和細(xì)胞的固定化載體、固定化細(xì)胞、固定化酶的性質(zhì)、人工模擬酶、酶的化學(xué)修飾、方法、抗體酶、制造實(shí)例。（二）熟悉固定化方法與載體的選擇依據(jù)、反應(yīng)器的類型和特點(diǎn)、選擇類型。（三）了解評(píng)價(jià)固定化酶（細(xì)胞）的指標(biāo)、模擬酶的理論基礎(chǔ)、分類、酶工程研究的進(jìn)展。三教學(xué)內(nèi)容（一）概述：酶工程、酶工程的演劇內(nèi)容、酶的來源、利用微生物產(chǎn)酶的優(yōu)點(diǎn)、酶的生產(chǎn)菌、酶在醫(yī)要領(lǐng)域的應(yīng)用。（二）酶和細(xì)胞的固定化：固定化酶的定義、特點(diǎn)、制備的方法與技術(shù)、常用的酶和細(xì)胞的固定化載體、固定化細(xì)胞的定義、特點(diǎn)、評(píng)價(jià)固定化酶。（三）固定化酶和固定化細(xì)胞的反應(yīng)器：反應(yīng)器的類型和特點(diǎn)、反應(yīng)器的選擇依據(jù)。（四）酶的人工模擬：模擬酶的概念、模擬酶的理論基礎(chǔ)、模擬酶的分類、人工模擬酶的研究意義及展望。（五）酶的化學(xué)修飾：概念、方法、修飾酶的特性、酶化學(xué)修飾的應(yīng)用及其局限性、酶化學(xué)修飾的前景。（六）酶工程研究的進(jìn)展：核酶和脫氧核酶、抗體酶。（七）酶工程產(chǎn)品的制造實(shí)例分析。發(fā)酵工程技術(shù)概論一教學(xué)目的發(fā)酵工程又稱微生物工程，是利用微生物制造工業(yè)原料與工業(yè)產(chǎn)品并提供服務(wù)的技術(shù)。通過對(duì)酶發(fā)酵的過程了解，使學(xué)生掌握發(fā)酵工程的研究內(nèi)容、發(fā)展過程。二教學(xué)要求（一）掌握發(fā)酵工程的定義、發(fā)酵工程的研究內(nèi)容、優(yōu)良菌種的選育、誘變育種示意圖、發(fā)酵的基本過程、發(fā)酵方式、發(fā)酵設(shè)備。（二）熟悉發(fā)酵工藝控制、發(fā)酵產(chǎn)物的提取。（三）了解發(fā)酵工程的4個(gè)階段、基因工程在抗生素生產(chǎn)中的作用。三教學(xué)內(nèi)容（一）概論：發(fā)酵工程的概念、發(fā)酵工程發(fā)展的4個(gè)階段、發(fā)酵工程的研究內(nèi)容。（二）優(yōu)良菌種的選育：物質(zhì)基礎(chǔ)、自然選育、誘變育種、誘變育種流程、原生質(zhì)體融合。（三）發(fā)酵的基本過程：菌種、種子的制備、發(fā)酵、產(chǎn)物提取。（四）發(fā)酵方式：分批發(fā)酵、補(bǔ)料發(fā)酵、連續(xù)發(fā)酵。（五）發(fā)酵工藝控制：培養(yǎng)基的培養(yǎng)及其控制、溫度的影響及其控制、溶氧的影響及其控制、pH的影響及其控制。（六）發(fā)酵產(chǎn)物的提取：吸附法、沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法。（七）發(fā)酵設(shè)備：設(shè)備得基本要求。（八）發(fā)酵工程產(chǎn)品的制造實(shí)例：青霉素、氨基酸、維生素B2。（九）基因工程在抗生素生產(chǎn)中的作用：在抗生素中的應(yīng)用、青霉素、改進(jìn)抗生素生產(chǎn)工藝、基因工程在氨基酸生產(chǎn)中的應(yīng)用、在維生素中的應(yīng)用。（十）發(fā)酵工程的發(fā)展展望。Ⅲ教學(xué)組織與方法一實(shí)施機(jī)構(gòu)：由生物工程教研室執(zhí)行二組織內(nèi)容：教案講義審核、集體教學(xué)備課、教學(xué)方法研究、教學(xué)