生物制药工艺教案-.pdf

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1、生物制药工艺教案1/76 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院课时教案讲 授 人方绪凤课时2 学时序号1 课题内容第一章绪论教学时间教学方法课堂讲授教学课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的1、掌握生物药物的性质和特点。2、熟悉现代生物药物的分类和用途。3、了解生物药物的现状和发展前景。重点难点重点1、生物药物的性质和特点。2、现代生物药物的分类和用途。难点1、生物药物的性质和特点。2、现代生物药物的分类参考资料生物制药工艺学，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社，2009 制药工艺学，陈平等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工艺学第

2、二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物合成药物学，褚志义主编，化学工业出版社，2000 第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）情境导入：制药工业的历史大约只有60 多年，但从开始就发展很快，目前全世界制药企业超过10000 家，生产制造 5000 多种药物，其中约100 家为跨国公司。现代制药工业的发展可追溯到20 世纪之交，那时只有4 种药物：洋地黄用于治疗各种心血管疾病，奎宁用于治疗疟疾，吐根属植物提取物（活性成分为生物碱）用于治疗痢疾，水银用于治疗梅毒，但当时缺乏安全性和有效性。随着生物学和有机化学的发展，能人工合成某些具有治疗作用化合物。1800：阿司匹

3、林，从而导致了药物化学公司的诞生，Bayer 和 Hoechst 公司。直到 1930生物制药工艺教案2/76 教学进程年代，制药工业才开始大发展。磺胺类药物的发现和化学合成是最初标志，能有效治疗很多细菌的感染。大规模工业化生产胰岛素也成为现实。1940 年代大规模生产青霉素，此时，建立了很多现代的领头制药企业，如Eli Lilly、Wellcome、Glaxo、Roche等。早期的制药几乎都是化学合成的。设计意图：首先引入制药工业的历史，引领学生进入现代生物制药工艺情境中。第二部分：学习新内容（时间：84 钟）第一节生物制药的概念和研究内容一、生物制药的概念生物制药是指利用生物体或生物过程生

4、产药物的技术。二、生物制药的研究内容发酵工程制药基因工程制药细胞工程制药酶工程制药第二节生物药物的性质与类别一、生物药物的性质与特点（一）药理学(pharmacology)特性：1、活性强:体内存在的天然活性物质。2、治疗针对性强,基于生理生化机制。3、毒副作用一般较少，营养价值高。4、可能具免疫原性或产生过敏反应。(二)理化特性：1.含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高；2.组成结构复杂，具严格空间结构，才有生物活性。对多种物理、化学、生物学因素不稳定。3.活性高，有效剂量小，对制品的有效性，安全性要严格要求（包括标准品的制订）。二、生物药物的分类现代生物药物分四大类：生物制药工艺教

5、案3/76 教学进程（续）（1）重组 DNA 药物（又称基因工程药物）（2）基因药物：以遗传物质DNA、RNA 为物质基础制造的药物一般把采用 DNA 重组技术或单克隆抗体技术或其他生物技术制造的蛋白质、抗体或核酸类药物统称为生物技术药物(biotech drug)，在我国又统称为生物制品。（3）天然生物药物（4）合成或半合成生物药物第三节生物制药的发展历史和概况一、生物制药的发展历史1.传统生物制药技术阶段：指从生物材料粗加工制成粗制剂阶段。2.近代生物制药发展阶段（1）脏器制药与微生物制药时期（2）生化制药工业时代3.现代生物制药阶段：特点是以基因工程为主导，包括细胞工程、发酵工程、酶工程

6、和组织工程为技术基础。二、生物制药的发展概况基因工程细胞工程微生物工程酶工程教师活动：增加有趣的实例，介绍生物制药的典型产品。课堂小结：本章内容及讲授的改进意见增加具体操作的录像材料，提高学生的感性理解。第三部分：布置作业、说清楚作业的要求（时间：1 分钟）1、简述生物制药工艺学的性质和任务2、生物药物有哪几类？DNA重组药物与基因药物有什么区别？3、生物药物发展过程有哪几个阶段？简述生物药物的发展方向。4、生物药物有哪些作用特点？5、DNA重组药物主要有哪几类？举例说明之。生物制药工艺教案4/76 6、术语：药物与药品，生物药物，DNA重组药物，基因药物，生化药物，微生物药物，生物制品教学后

7、记生物制药工艺教案5/76 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院课时教案讲 授 人方绪凤课时2 学时序号2 课题内容第二章微生物发酵制药技术第一节第二节教学时间教学方法课堂讲授教 学 课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的1、掌握微生物菌种的选育及保藏，培养基制备及灭菌操作技术2、了解微生物发酵药物的分类重点难点重点：微生物菌种的选育及保藏、培养基制备及灭菌操作技术难点：微生物发酵药物的分类参考资料制药工艺学，陈平等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工艺学第二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物制药工艺学，陈电容，朱照

8、静主编，人民卫生出版社，2009 生物合成药物学，褚志义主编，化学工业出版社，2000第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）情境导入：抗生素作为微生物发酵的典型实例，首先给学生进行讲解，提问学生为什么可以进行微生物发酵生产抗生素？微生物发酵制药需要哪些技术？设计意图：首先了解学生学习发酵工程这门课的程度，然后根据学生掌握的情况重点介绍微生物发酵制药的特点和优势。生物制药工艺教案6/76 教学进程第二部分：学习新内容（时间：84 钟）第二章微生物发酵制药技术第一节概述一、微生物发酵制药的发展简史第一阶段1676 年制成第一台显微镜微生物的存在1857 年巴斯德证明了酒精是由活的

9、酵母发酵引起的1897 年毕希纳发现磨碎的酵母仍使糖发酵形成酒精酶第二阶段对发酵技术的认识起始于19 世纪末，主要来自于厌氧发酵，如利用酵母菌、乳酸菌生产酒精、乳酸和各种发酵食品。第三阶段20 世纪 40 年代初，第二次世界大战爆发，青霉素迅速工业大规摸生产。深层培养、生产大规模化、多种抗生素、氨基酸、核酸发酵成功。第四阶段20 世纪 50 年代，利用代谢调控发酵氨基酸、核酸。20 世纪 70 年代，利用固定化酶或细胞连续发酵。20 世纪 80 年代，基因工程、蛋白质工程、细胞融合技术等高新技术应用阶段。发酵工程制药的特点发展趋势利用 DNA重组技术和细胞工程技术的发展、新的工程菌和新型微生物

10、的开发新型的生理活性多肽和蛋白质类药物：干扰素、白介素促红细胞生成素等；新型菌体制剂和疫苗。二、微生物发酵制药研究的内容利用微生物技术，通过高度工程化的新型综合技术，以利用微生物反应过程为基础，依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物，通过分离纯化进行提取精制，生物制药工艺教案7/76 教学进程（续）并最终制剂成型来实现药物产品的生产。三、微生物发酵药物的来源微生物菌体发酵、微生物酶发酵、微生物代谢产物发酵、微生物转化发酵四、微生物发酵药物的分类按其化学本质和化学特征进行分类：抗生素类药、氨基酸类药、核苷酸类药、维生素类药、甾体类激素治疗酶及酶抑制剂第二节制药微生物与产物的

11、生物合成一、常见的制药用微生物：细菌、放线菌、真菌二、制药微生物菌种的选育生产力：能在廉价的培养基上迅速生长，所需的代谢产物的产量高，其它类似代谢产物少操作性：培养条件简单，发酵易控制，产品易分离稳定性：抗噬菌体能力强，菌种纯粹，遗传性状稳定、不易变异退化安全性：非病源菌，不产有害生物活性物质或毒素三、制药微生物菌种的保藏目的：保证菌种经过较长时间后仍保持生活能力，防止被杂菌污染，形态特征和生理形状尽可能不发生变异。菌种保藏三要素典型菌种的优良纯种的休眠体；创造有利于种子休眠的环境（低温、干燥、缺氧、避光、缺少营养）；尽可能采用多种不同的手段保藏同一菌株。课堂小结：制药用微生物将会通过图片形式

12、详细给学生做个讲解，并且加以总结。第三部分：布置作业、说清楚作业的要求（时间：1 分钟）1、什么是自然育种和诱变育种？生物制药工艺教案8/76 2、菌种保藏的方法有哪些？3、何谓菌种退化？如何检查菌种退化？教学后记湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院课时教案讲 授 人方绪凤课时2 学时序号3 课题内容第二章微生物发酵制药技术第三节教学时间教学方法课堂讲授教 学 课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的1、熟悉微生物代谢产物的生物合成2、了解发酵工艺条件的确定生物制药工艺教案9/76 重点难点重点：微生物代谢产物的生物合成难点：发酵工艺条件的确定

13、参考资料制药工艺学，陈平等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工艺学第二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物制药工艺学，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社，2009 生物合成药物学，褚志义主编，化学工业出版社，2000教学进程第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）课堂提问：什么是自然育种和诱变育种？菌种保藏的方法有哪些？第二部分：学习新内容（时间：84 钟）情境导入：上节课详细介绍了微生物发酵制药的发展历史，研究内容，以及微生物发酵药物的来源制药等内容，这节课讲继续讲解微生物与产物的生物合成、发酵工艺条件的确定以及发酵工程制药的过程与控制，学生可能在发酵

14、工程这门课中有所学习，故通过提问一些相关问题来了解学生掌握的情况。设计意图：首先了解学生学习发酵工程这门课的程度，然后根据学生掌握的情况重点介绍微生物发酵制药的工艺过程与控制。第二章微生物发酵制药技术四、微生物代谢产物的生物合成（一）微生物合成的初级代谢产物生物制药工艺教案10/76 教学进程（续）（二）微生物次级代谢产物的生物合成次级1、微生物合成的次级代谢产物的基本特征（1）次级代谢产物具有种特异性（2）分批发酵时产生菌生长周期有三个时期（3）次级代谢产物不少是结构相似的混合物（4）次级代谢产物的合成受多基因控制（三）微生物生物合成的主要调节机制1、初级代谢产物生物合成中的主要调控机制2、

15、次级代谢产物生物合成中的主要调控机制第三节发酵工艺条件的确定一、培养基及其制备（一）培养基的成分（二）培养基的种类与选择（三）影响培养基质量的因素二、灭菌操作技术（一）灭菌原理和灭菌操作（二）无菌检查与染菌的处理三、微生物发酵的三种主要操作方式分批发酵、补料分批发酵、连续发酵四、发酵过程中的主要参数及控制（一）发酵过程的主要控制参数（二）基质对发酵的影响及补料的控制（三）温度对发酵的影响及其控制（四）pH对发酵的影响及其控制生物制药工艺教案11/76（五）溶氧对发酵的影响及其控制（六）二氧化碳的影响及其控制（七）泡沫的影响及其控制（八）发酵终点的确定（九）异常发酵的处理教师活动：引导学生举出实

16、际例子，并通过单个实例延伸出微生物发酵制药的工艺技术，及总结特点。课堂小结：微生物发酵制药需要的工艺条件及其控制方法学习方法体会：1、学习灭菌操作技术时，必须知道灭菌的方法主要包括化学灭菌、辐射灭菌、热灭菌、过滤除菌等四种，同时要清楚各种灭菌方法的适用范围。2、要理解发酵过程中主要控制参数是如何影响发酵过程，同时还要利用这些参数控制对工艺进行优化。第三部分：布置作业、说清楚作业的要求（时间：1 分钟）1、发酵过程中的主要参数如何控制？2、异常发酵有哪几种现象？如何处理？3、影响培养基质量的因素4、染菌如何防治？教学后记生物制药工艺教案12/76 生物制药工艺教案13/76 湖 北 生 物 科

17、技 职 业 学 院课时教案讲 授 人方绪凤课时2 学时序号4 课题内容第三章基因工程制药技术第一节第二节教学时间教学方法课堂讲授教 学 课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的1、掌握基因工程制药的基本概念2、掌握基因工程制药的基本生产过程和方法重点难点重点：基因工程制药的过程难点：基因工程菌株的培养、基因工程菌发酵条件及分离纯化技术方法参考资料制药工艺学，陈平等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工艺学第二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物制药工艺学，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社，2009 生物合成药物学，褚志义主

18、编，化学工业出版社，2000第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）情境导入：干扰素的生产什么是干扰素？传统方法：从人血液中的白细胞内提取每 300L 血液才能提取1mg 基因工程：将干扰素基因转移到大肠杆菌中，每千克培养液可提取20-40 mg 设计意图：通过干扰素的实例开始介绍基因工程制药的特点。首生物制药工艺教案14/76 教学进程先培养学生对基因工程的兴趣，从实际生活出发，由浅入深，从实际应用到理论学习。第二部分：学习新内容（时间：84 钟）第三章基因工程制药技术第一节概述一、基因工程制药传统制药存在的问题：A、材料来源困难或制造技术问题而无法付诸应用；B、从动物脏器中

19、提取出来，也因造价太高，或因来源困难而供不应求；C、由于免疫抗原等缘故，使它们在使用上受到限制。基因工程技术生产药品的优点 a.可大量生产过去难以获得的生理活性多肽和蛋白质，为临床使用提供有效的保障；b.可以提供足够数量的生理活性物质，以便对其生理生化和结构进行深入的研究，从而扩大这些物质的应用范围；c.利用基因工程技术可以发现、挖掘更多的内源性生理活性物质；d.内源性生理活性物质在作为药物使用时存在的不足之处，可以通过基因工程和蛋白质工程进行改造；e.利用基因工程技术可获得新型化合物，扩大药物筛选来源。基因工程药物的分类1.按结构著称的不同,可分为蛋白多肽类药物、基因工程疫苗和核酸类药物;2

20、.按作用方式可将基因工程药物分为基因水平作用药物、转录水平药物、蛋白质水平药物;3.按基因工程药物作用机理也可分为三类，其一,蛋白或多肽药品;其二,基因工程疫苗;其三,反义核酸、核酶和RNAi.4.激素和多肽类二、基因工程制药的发展三、我国基因工程药物的现状起步较晚，基础较差。1b 型基因工程干扰素是由我国自行研制开发的具有国际先进水平的生物高科技成果，于1997 年 通过期临床，并获得国家一类新药证书，成为“863”计划生物技术领域第一个实现产业化的基因工程药物。目前我国已批准15 种基因工程药物和疫苗上市，在研究开发中的也有10 余种。第二节重组 DNA技术的基本过程一、概述基因操作的过程

21、示意图：分切接转筛表二、目的基因的获得（一）从基因文库中获取目的基因（二）PCR（三）化学合成法生物制药工艺教案15/76 教学进程（续）三、载体及其改造作用：将外源基因送入受体细胞特点：举例：质粒、噬菌体和动植物病毒四、体外DNA重组教师活动：向学生提问目的DNA与载体的连接策略有哪些？连接策略：1.粘端 DNA间的连接1)同一限制性内切酶切割位点连接2)不同限制性内切酶切割位点连接2.平端 DNA间的连接1）同聚物加尾连接2）人工接头连接五、重组DNA的转化教师活动：问题：重组DNA常用的转化方法有哪两种？六、重组体的筛选鉴定与目的基因的表达筛选与鉴定的方法1、抗抗生素基因2、酶活性3、限

22、制性内切酶酶切图谱分析：外源片段通过特定的酶切位点插入到载体上，因此，可以通过这些限制性酶酶切重组质粒，电泳分析插入片段长度是否正确。4、核酸杂交5、免疫反应6、PCR 7、DNA序列分析目的基因的表达利用基因操作技术克隆目的基因，使其在一个适宜的体系中高效表达，最终获得有价值的蛋白质产品，这一过程包括目的基因的复制、表达及其表达产物的加工、分离纯化和检测等。目的 DNA受体菌的表达是基因操作技术中最后也是十分关键的一步。目的 DNA能否高效表达，除与表达载体自身特点及诱导条件(如温度、pH和诱导物等)有关外，还取决于受体细胞容许目的 DNA表达的多个层次。来源:21 世纪教育网 课堂小结：基

23、因工程的主要步骤：分、切、接、转、筛、表第三部分：布置作业、说清楚作业的要求（时间：1 分钟）1.简述重组DNA 技术的基本原理，如何获得目的基因？生物制药工艺教案16/76 2.常见的基因载体有哪些？如何构建基因重组体？3.DNA 重组体主要有哪几种表达系统？各有什么特点？教学后记生物制药工艺教案17/76 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院课时教案讲 授人方绪凤课时2 学时序号5 课题内容第三章基因工程制药技术第三节第四节教学时间教学方法课堂讲授教学课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的1、了解基因工程中常用的工具酶、载体和表达体系2、

24、掌握基因工程制药的生产，能够理论联系实际重点难点重点：基因工程制药的生产难点：基因的获得、载体的选择、目的基因和载体的连接等技术参考资料制药工艺学，陈平等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工艺学第二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物制药工艺学，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社，2009 生物合成药物学，褚志义主编，化学工业出版社，2000生物制药工艺教案18/76 教学进程第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）复习提问：1、基因工程菌的构建过程？2、基因工程制药的基本过程？第二部分：学习新内容（时间：84 钟）情境导入：基因工程药物常分为四类：激素

25、和多肽类、酶、重组疫苗及单克隆抗体。留心生活中接触到的基因工程产品，分析其所属类型、应用，进一步了解其生产方法，生产过程并将其系统化，加深印象。设计意图：将抽象的理论知识联系实际，使学生增加学习兴趣，并能解决实际问题。第三节基因工程工具酶和载体一、基因工程的常用酶（一）限制性内切酶（二）连接酶（三）其他基因工程工具酶二、常用的克隆载体（一）概述（二）克隆载体三、基因工程中常用的表达系统（一）原核表达体系1、大肠埃希菌表达系统2、芽孢杆菌3、链霉菌（二）真核生物表达体系1、酵母表达体系2、昆虫细胞表达体系3、哺乳动物细胞表达体系4、植物细胞表达系统（三）转基因植物（四）转基因动物教师活动：学习目

26、的基因的获得、载体的选择、目的基因和载体的连接等方法时，在此基础上了解重组载体转入宿主细胞、重组子的筛选、目的基因在宿主细胞中的表达、生物制药工艺教案19/76 教学进程（续）基因工程药物的分离纯化方法。第四节基因工程药物的生产一、基因工程菌株的培养（一）培养基的组成（二）培养温度（三）培养方式二、基因工程菌的发酵条件（一）培养基（二）接种量（三）温度（四）溶解氧实例分析：HBsAg重组酵母 Pichia pastoris的高密度培养三、基因工程药物的分离纯化（一）影响基因工程产物分离纯化工艺的主要因素（二）主要的分离技术（三）纯化方法四、各种产物表达形式采用的分离纯化方法（一）细胞内不溶性表

27、达产物-包涵体（二）分泌型表达产物（三）大肠埃希菌细胞内可溶性表达产物（四）大肠埃希菌细胞周质表达蛋白五、基因工程药物的质量控制教师活动：学习基因工程药品的生产工艺这一主线时，适当扩大学习内容范围，重点掌握基本技能操作。课堂小结：第三部分：布置作业、说清楚作业的要求（时间：1 分钟）1、简述影响基因工程菌发酵的因素。2、简述基因工程药物的分离、纯化方法。生物制药工艺教案20/76 3、结合本章基因工程药物探讨分析艾滋病基因工程疫苗的制备思路。教学后记生物制药工艺教案21/76 生物制药工艺教案22/76 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院课时教案讲 授人方绪凤课时2 学时序号6 课题内容第

28、四章细胞工程制药技术第一节第二节教学时间教学方法课堂讲授教学课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的1、掌握原生质体的制备和促进细胞、原生质体融合的方法及影响2、熟悉杂交瘤技术、单克隆抗体特点重点难点重点：原生质体的制备和促进细胞、原生质体融合的方法及影响难点：杂交瘤技术、单克隆抗体特点参考资料制药工艺学，陈平等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工艺学第二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物制药工艺学，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社，2009 生物合成药物学，褚志义主编，化学工业出版社，2000生物制药工艺教案23/7

29、6 教学进程第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）情境导入：通过图片展开介绍细胞工程制药技术的建立和发展及相关实验室设备与生物反应器类型。设计意图：让学生通过学习为有计划、大规模地培养生物组织和细胞以及获得生物及其产品奠定基础。第二部分：学习新内容（时间：84 钟）第一节概述细胞工程的概念：所涉及的主要技术有：动植物组织和细胞培养技术、细胞融合技术、细胞器移植技术和细胞重组技术、体外受精技术、染色体工程技术、DNA 重组技术第二节细胞融合技术一、细胞融合技术的建立和发展（一）细胞融合（cell fusion)，又称体细胞杂交（somatic hybridiazation），是

30、指两个或更多个相同或不同细胞通过膜融合形成单个细胞的过程。（二）细胞融合研究进展教师活动：以时间为轴介绍细胞融合研究发展的过程细胞融合的意义二、动物细胞融合和体细胞杂交（一）促进细胞融合的方法1、仙台病毒法2、聚乙二醇（PEG）法3、电融合法（二）杂交瘤技术概念：只针对某一抗原决定簇的抗体分子称为单克隆抗体。单克隆抗体技术的核心是用骨髓瘤细胞(myeloma cell)与经特定抗源免疫刺激的 B淋巴细胞(antigen stimulated B lymphoblast)融合得到杂交瘤细胞(hybridoma cell)，杂交瘤细胞既能象骨髓瘤细胞那样在体外无限增殖，又具有B淋巴细胞产生特异性抗

31、体的能力。因此，单克隆抗体技术又称为杂交瘤技术(hybridoma technology）。教师活动：详细讲解杂交瘤技术及单克隆抗体的概念，务必让学生理解，再进一步讲解单克隆抗体的制备过程，从而加深学生的理解程度。生物制药工艺教案24/76 教学进程（续）三、植物原生质体融合和体细胞杂交植物原生质培养和细胞融合可用产生远缘杂种；是目前植物细胞及基因工程的核心技术。植物原生质体培养通过一定方法除去细胞壁，而得到一个裸露的植物细胞，即为原生质体(Protoplast)。游离的原生质体像正常的植物细胞那样具有全能性，在一定条件下培养可以重新再生出完整植株。原生质体培养包括原生质体的分离、培养、植株再

32、生等过程。(一)原生质体的制备：1、材料来源与预处理：（1）材料来源：（2）预处理：2.制备原生质体的酶类：3原生质体分离及纯化4原生质体活力测定（二）原生质体培养：1.培养方法：（1）固体培养：平板培养法，1.2%琼脂。（2）液体培养：2.培养条件：密度：平板培养 103104个/ml,液体培养 104105个/ml 温度：多数为 25-28 oC,少数 1637 oC 光照：500 lx,18h 或 2800 lx 连续光照多数要求黑暗或弱光3.细胞壁再生及细胞分裂：4、愈伤组织或胚状体形成5.植株再生（三）原生质体培养的目的：（四）原生质体融合：在外界因素作用下，两个或两个以上植物细胞合

33、并成一个多核细胞的过程称为植物细胞融合，或植物体细胞杂交。四、微生物原生质体融合（一）标记菌种筛选和稳定性鉴定（二）原生质体制备与再生（三）原生质体融合教师活动：首先要学生了解细胞融合是指在立体条件下用人生物制药工艺教案25/76 工的方法把两个或两个以上的体细胞合并在一起的技术，因此实用性很强，让学生学会对比学习动物细胞、植物与微生物原生质体融合的异同和应用。课堂小结：细胞融合技术包括动物细胞融合、植物原生质体融合以及微生物原生质体融合。第三部分：布置作业、说清楚作业的要求（时间：1 分钟）1、有关名词解释杂交瘤技术单克隆抗体细胞融合技术原生质体融合2、简述分离细胞的方法。3、单细胞培养的基

34、本方法有几种？4、简述植物原生质培养及细胞融合的作用。教学后记生物制药工艺教案26/76 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院课时教案讲 授 人方绪凤课时2 学时序号课题内容第四章细胞工程制药技术第三节第四节教学时间教学方法课堂讲授教 学 课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的1、学会动物细胞培养技术2、学会植物细胞培养技术重点难点重点：掌握体外细胞培养、培养液的类型和组成；植物细胞培养的特性与营养及植物细胞悬浮培养、固定化培养技术难点：动物细胞的培养，植物细胞培养的类型参考资料制药工艺学，陈平等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工

35、艺学第二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物制药工艺学，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社，2009 生物合成药物学，褚志义主编，化学工业出版社，2000第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）情境导入：学会了细胞融合技术，下面就分别介绍动物细胞培养技术及植物细胞培养技术第二部分：学习新内容（时间：84 钟）第三节动物细胞培养技术一、动物细胞培养的产物生物制药工艺教案27/76 教学进程二、体外细胞培养（一）体内、外细胞的差异?教师活动：针对体内、外细胞的差异做个比较，让学生体会到体外培养需要的技术和条件。（二）动物细胞的特点（三）体外培养动物细胞类型?1.贴附型

36、：贴附于支持物表面，生长中形成汇片。大多数细胞属此型。失去在体内特有形态。成纤维细胞型、上皮细胞型、游走型、多形型?2.悬浮型：悬浮生长，单个分散或成团。各种源自血液的细胞、骨髓、脾细胞。三、培养细胞的生存条件?培养细胞所需营养物质基本营养：与体内相同，包括糖、氨基酸、无机离子、维生素、微量元素（1640，F10，F12，DMEM 等等）生长因子：动物血清（小牛血清，胎牛血清）基本培养液（8090）血清（1020）抗生素：双抗（青霉素-链霉素）终浓度为每毫升100 单位特殊条件：高糖、胰岛素、PHA 根据自己实验特殊需要?培养环境温度：3537湿度：恒湿生物制药工艺教案28/76 教学进程（续

37、）气体：95%空气/5%CO2，N2 酸碱度：pH 7.27.4 （酚红指示）渗透压：=血浆渗透压 290 Osm/kg 支持物：玻璃、塑料、饲养层、微载体四、动物细胞及组织培养（一）灌注悬浮培养（二）贴壁细胞培养（三）固定化细胞培养第四节植物细胞培养技术?植物细胞培养（plant cell culture）：指对植物器官或愈伤组织上分离出来的单细胞(或小细胞团)进行培养，形成单细无性系或再生植物的技术。植物细胞的悬浮培养(cell suspension culture)是指将游离的植物细胞按一定的细胞密度，悬浮在液体培养基中进行培养的方法。适宜于大规模培养，细胞工程产业的技术基础。教师活动：

38、学习植物细胞培养时，通过对比微生物与植物细胞的形态、植物细胞培养液的性质、植物细胞培养中的传递状态的不同之处，加深对细胞的营养成分及其培养基也不同的理解。课堂小结：细胞融合技术，动物细胞培养技术、植物细胞培养技术第三部分：布置作业、说清楚作业的要求（时间：1 分钟）生物制药工艺教案29/76 1、植物体外培养所需要的生长调节物质有哪些？2、血清在动物系八婆培养中的利、弊有哪些？3、与液体培养细胞相比，固定化细胞有哪些？教学后记生物制药工艺教案30/76 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院课时教案讲 授人方绪凤课时2 学时序号课题内容第五章酶工程制药技术第一节第二节教学时间教学方法课堂讲授教

39、学课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的1、学会药物的酶法生产2、酶和细胞的固定化原理与技术重点难点重点：酶工程的基本概念和基本技术，酶和细胞的固定化技术难点：影响工程制药酶活性的因素及工程制药酶的来源参考资料制药工艺学，陈平等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工艺学第二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物制药工艺学，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社，2009 生物合成药物学，褚志义主编，化学工业出版社，2000生物制药工艺教案31/76 教学进程第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）一、情境导入：设

40、计意图：第二部分：学习新内容（时间：84 钟）第五章酶工程制药技术第一节概论一、酶的特性酶的定义和分类酶是生物体内具有生物催化功能的生物大分子，包括蛋白质和核酸等。酶的分类-分为 6 大类1、氧化-还原酶2、转移酶3、水解酶4、裂合酶5、异构酶6、连接酶（合成酶）酶的特性1、专一性强2、催化效率高3、反应条件温和4、酶活性的调控机制复杂酶的来源（一）来源类别（二）利用微生物生产酶制剂的优点（三）各种能够生产酶的微生物酶的生产菌种1、对生产菌种的要求2、目前常用的产酶微生物产酶菌株的制备和优化1、产酶菌株的培养条件2、菌种的分离筛选3、菌种的变异诱导技术生物制药工艺教案32/76 教学进程（续）

41、4、原生质体诱导实际生产例子蛋白酶产生菌种之间的原生质体融合共分为7 步：A、使用的亲本菌株二亲本为：（1）枯草杆菌 AS1.398（2）地衣芽孢杆菌 AS1.807 二者都是野生型，对利福平和链霉素敏感。B、菌株标记的获得采用紫外线进行诱变，筛选营养缺陷型菌株、和抗药性菌株，经过十代以上传代，形成稳定的突变菌株。C、原生质体的制备二亲本接种入完全培养基，37摇瓶培养 20 小时离心收集菌体，悬浮于0。55mol 的 NaCl 溶液中经 4000r/min 离心 15 分钟，洗涤 2-3 次，离心，弃去上清液菌体细胞悬浮于 SMM 缓冲液中加入采用 SMM 液配制的溶菌酶 1000 单位/ml

42、，置恒温水浴溶解细胞壁，定时取样镜检，并用计数板计数。待原生质球形成之后，以4000-6000r/min 离心 2 次，每次 15 分钟，洗涤 2-3 次、离心放于无菌蒸馏水中，使原生质体膨胀适当稀释，涂布于完全培养基上32下、培养 20 小时得原生质体D、细胞的再生取原生质体，放入0.55mol 的 NaCl 溶液之中生物制药工艺教案33/76 适当稀释，涂布于完全培养基上32下、培养 24 小时得原生质体再生的细胞E、原生质的融合取等量的二亲本原生质体、加入SMM 溶液混匀经 4000r/min 离心 25 分钟，弃上清液加入由 SMM 配制的、含 30%的、分子量为 6000的 PEG2

43、-4ml 在 40下搅匀、保温2-3 分钟。加入 3-10 倍量的 SMM 缓冲液取适量（0.1-0.25ml/皿）涂布到含有二种抗生素的高渗完全培养基上，链霉素含量为 2000 单位/ml，利福平含量为 10 单位/ml，32下、培养 20-36 小时得初步的原生质体融合子F、融合子的继代培养和检验和生产性能将初步的原生质体融合子在含有链霉素+利福平的平板培养基上连续传代，可以检测出稳定的原生质体融合子。融合菌株的生产性能比亲株高出30%。第二节 药用酶的生产一、激肽释放酶二、双链酶三、超氧化物歧化酶四、链激酶五、链道酶六、弹性酶七、胰酶八、含糖蛋白酶九、糜胰蛋白酶生物制药工艺教案34/76

44、 十、淀粉酶十一、菠萝蛋白酶十二、-半乳糖苷酶十三、天门冬酰胺酶十四、尿激酶教师活动：课堂小结：第三部分：布置作业、说清楚作业的要求（时间：1 分钟）教学后记生物制药工艺教案35/76 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院课时教案讲 授 人方绪凤课时2 学时序号课题内容第六章酶工程制药技术第三节教学时间教学方法课堂讲授教学课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的1、学会药物的酶法生产2、酶和细胞的固定化原理与技术重点难点重点：酶工程的基本概念和基本技术，酶和细胞的固定化技术难点：影响工程制药酶活性的因素及工程制药酶的来源参考资料制药工艺学，陈平

45、等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工艺学第二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物制药工艺学，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社，2009 生物合成药物学，褚志义主编，化学工业出版社，2000第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）情境导入：设计意图：第二部分：学习新内容（时间：84 钟）第三节固定化酶工程生物制药工艺教案36/76 教学进程一、酶和细胞的固定化（一）固定化酶的定义（二）固定化生物催化剂的特点（三）酶固定化的方法分类（四）细胞固定化的方法分类（五）固定化技术所用载体二、固定化酶的制备技术（一）固定化酶的制备（二）固定化酶的形状和性质（三）

46、固定化酶的活力测定方法三、固定化细胞的制备技术1、固定化细胞的制备2、固定化细胞的形状和性质四、固定化生物反应器1、酶反应器?用于酶催化反应的装置称为酶反应器，?它可用于溶液酶、也可用于固定化酶。2、固定化反应器的类型和特点（1）间歇式搅拌反应罐（BSTR）（2）连续流动搅拌反应罐（CSTR）（3）填充式反应罐（PBR）（4）流化床反应器（FBR）（5）循环反应器（RCR）（6）连续流动搅拌超滤膜反应器（CSTR/UF）（7）其它反应器3、固定化反应器的选择依据（1）根据固定化酶的形状来选择。（2）根据底物的物理性质来选择。（3）根据外界环境条件对于酶的稳定性来选择。（4）根据操作要求和固定化

47、酶反应器的投资费用来选择。第四节 酶工程应用实例一、L-天门冬酸生产工艺二、固定化细胞法生产6-氨基青霉烷酸三、固定化酶法生产5-复合单核苷酸注射液四、固定化酶法生产L-氨基酸五、r-氨基丁酸的生产工艺生物制药工艺教案37/76 教学进程（续）六、L-多巴的生产工艺实例 1、酶 工程产品益生源，用于饲料添加剂例 2、酶工程产品万寿胶囊，用于补充人体营养物质例 3、生态复合酶制剂，用于改善环境例 4、酶工程药品和化妆品原料例 5、膜反应器，用于污水处理第五节 酶工程研究进展一、酶的化学修饰二、酶的人工模拟三、有机相中的酶反应四、基因工程酶的构建（略）一、酶的化学修饰1、关于酶的化学修饰2、常用的

48、化学修饰剂3、化学修饰方法4、修饰酶所具有的新特征二、酶的人工模拟根据酶的作用原理，采用人工方法合成的，具有活性中心和催化反应作用的、非蛋白质结构的化合物，称为人工模拟酶。人工模拟酶的构成条件：（1）具有能够识别底物的分子结构，（2）具有酶活性部位的催化基团。三、有机相中的酶反应?通常情况下，作为蛋白质的酶反应只能在水溶液中进行。20 世纪 80 年代开始，有学者开始试验在非水介质中进行酶催化反应，即进行有机溶液相中的酶反应。?有机相中的酶反应-酶在具有有机溶剂存在的介质中所进行的催化反应，称为有机相中的酶反应。（一）有机相中的酶反应的优点（二）酶反应有机相的构建四、基因工程酶的构建?由于这部

49、分内容涉及基因工程技术，技术上主要是将产酶蛋白质的基因通过克隆形成表达体系，然后进行发酵生产。教师活动：课堂小结：生物制药工艺教案38/76 第三部分：布置作业、说清楚作业的要求（时间：1 分钟）教学后记生物制药工艺教案39/76 湖 北 生 物 科 技 职 业 学 院课时教案讲 授 人方绪凤课时2 学时序号课题内容第十二章第一节抗生素类药物教学时间教学方法课堂讲授教 学 课型理论实验习题实践复习其它教学手段采用课堂讲授方式进行，以PPT为主，板书为辅教学目的掌握抗生素类药物的生产工艺、提取和精制工艺熟悉抗生素类药物的通用生产工艺了解抗生素药物的结构和理化性质重点难点重点：掌握抗生素类药物的生

50、产工艺，学会控制工艺要点难点：针对目标体系，熟练选择合适的分离技术和制备工艺参考资料制药工艺学，陈平等主编，湖北科学技术出版社，2008 生物制药工艺学第二版，吴梧桐主编，中国医药科技出版社，2006 生物制药工艺学，陈电容，朱照静主编，人民卫生出版社，2009 生物合成药物学，褚志义主编，化学工业出版社，2000第一部分：组织教学和复习上次课主要内容（时间：5 分钟）一、情境导入：设计意图：第二部分：学习新内容（时间：84 钟）第一节抗生素类药物一、抗生素工业生产及工艺抗生素的生产方法一般地说有三大类：生物合成法、全化学合成法和半合成法二、抗生素药物的生产工艺控制生物制药工艺教案40/76