生物技术制药课后习题答案.pdf
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1、第 一 章 绪 论 1 生 物 技 术 是 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 有 预 期 性 状 的 新 物 种 或 新 品 系,并 与 工 程 相 结 合,进 行 加 工 生 产,为 社 会 提 供 商 品 和 服 务 的 一 个 综 合 性 的 技 术 体 系。2 生 物 技 术 的 主 要 内 容:P1基 因 工 程、细 胞 工 程、酶 工 程、发 酵 工 程 蛋 白 质 工 程:运 用 基 因 工 程 全 套 技 术 改 变 蛋 白 质 结 构 的 技 术。染 色 体 工 程:探 索
2、基 因 在 染 色 体 上 的 定 位,异 源 基 因 导 入、染 色 体 结 构 改 变。生 化 工 程:生 物 反 应 器 及 产 品 的 分 离、提 纯 技 术。3 生 物 技 术 制 药 采 用 现 代 生 物 技 术 人 为 创 造 条 件,借 助 微 生 物、植 物 或 动 物 来 生 产 所 需 的 医 药 品 过 程 被 称 为 4 生 物 技 术 药 物 采 用 D N A重 组 技 术 或 其 它 生 物 新 技 术 研 制 的 蛋 白 质 或 核 酸 类 药 物 才 能 被 称 为 5 生 物 药 物 生 物 技 术 药 物 与 天 然 生 化 药 物、微 生 物 药 物
3、、海 洋 药 物 和 生 物 制 品 一 起 归 类 为 PPT复 习 题 第 二 章 基 因 工 程 制 药 1、简 述 基 因 工 程 制 药 的 基 本 程 序。P162、说 明 基 因 工 程 技 术 用 于 制 药 的 三 个 重 要 意 义。P 15第 一 段 第 一 行 3、采 用 哪 两 种 方 法 来 确 定 目 的 cDNA克 隆?P18(7 目 的 基 因 cDN A的 分 离 和 鉴 定)核 酸 探 针 杂 交 法 用 层 析 法 或 高 分 辨 率 电 泳 技 术(蛋 白 质 双 向 电 泳 技 术 或 质 谱 技 术)分 离 出 确 定 为 药 物 的 蛋 白 质,
4、氨 基 酸 测 序,按 照 密 码 子 对 应 原 则 合 成 出 单 链 寡 聚 核 苜 酸,用 做 探 针,与 c D N A文 库 中 的 每 一 个 克 隆 杂 交。这 个 方 法 的 关 键 是 分 离 目 的 蛋 白,免 疫 反 应 鉴 定 法(酶 联 免 疫 吸 附 检 测)4、说 明 用 大 肠 杆 菌 做 宿 主 生 产 基 因 工 程 药 物 必 须 克 服 的 6 个 困 难。原 核 基 因 表 达 产 物 多 为 胞 内 产 物,必 须 破 胞 分 离,受 胞 内 其 它 蛋 白 的 干 扰,纯 化 困 难;原 核 基 因 表 达 产 物 在 细 胞 内 多 为 不 溶
5、 性(包 含 体,inclusion body),必 须 经 过 变 性、复 性 处 理 以 恢 复 药 物 蛋 白 的 生 物 学 活 性,工 艺 复 杂;没 有 翻 译 后 的 加 工 机 制,如 糖 基 化,应 用 上 受 到 限 制;产 物 的 第 一 个 氨 基 酸 必 然 是 甲 酰 甲 硫 氨 酸,因 无 加 工 机 制,常 造 成 N-M et冗 余,做 为 药 物,容 易 引 起 免 疫 反 应;细 菌 的 内 毒 素 不 容 易 清 除;细 菌 的 蛋 白 酶 常 常 把 外 源 基 因 的 表 达 产 物 消 化;5、用 蓝 藻 做 宿 主 生 产 基 因 工 程 药 物
6、 有 什 么 优 越 性?蓝 藻:很 有 前 途 的 药 物 基 因 的 宿 主 细 胞 有 内 源 质 粒,美 国 W olk实 验 室 已 构 建 1200种 人 工 质 粒,可 用 做 基 因 载 体。载 体 转 化 蓝 藻 不 需 要 诱 发 感 受 态 就 可 以 做 到;外 源 基 因 产 物 不 形 成 包 含 体,分 离 与 纯 化 工 艺 可 以 大 大 被 简 化;可 以 直 接 食 用,等 于 直 接 口 服 药 物 6、结 合 pBG-2说 明 选 择 用 于 E.c o/i细 胞 宿 主 中 的 载 体 的 6 项 原 则。P 2 3与 pBV220优 点 类 似,原
7、 则 P227、简 述 基 因 工 程 菌 中 质 粒 不 稳 定 的 两 个 指 标?P 3 2如 何 计 算 质 粒 的 稳 定 性?P 3 3质 粒 稳 定性 分 析 方 法(ST=出 现 的 菌 落 数/100)8、简 述 提 高 质 粒 稳 定 性 的 两 步 培 养 法 P 33分 阶 段 控 制 培 养 普 遍 使 用 的 两 步 培 养 法,是 在 接 种 后 只 让 菌 体 细 胞 快 速 分 裂,这 一 步 培 养 过 程 中,外 源 基 因 不 表 达;然 后 再 诱 导 载 体 上 的 药 物 基 因 以 最 高 效 率 表 达,积 累 药 物 蛋 白。9、简 述 基
8、因 工 程 药 物 分 离 纯 化 工 艺 设 计 中 必 须 考 虑 的 药 物 的 5 个 特 点。P46(I 摘 自 PPT)在 初 始 物 料 中 的 含 量 低:药 物 分 离 困 难。外 源 基 因 表 达 尽 管 是 在 菌 体 生 长 对 数 期 被 诱 导 的,在 与 菌 体 生 长 过 程 中 的 代 谢 产 物 比 较,在 发 酵 产 物 的 初 始 物 料 中 含 量 也 是 很 低 的。初 始 物 料 的 成 分 复 杂:不 利 于 药 物 蛋 白 的 分 离 与 纯 化。除 了 药 物 基 因 产 物 外,菌 体 细 胞、代 谢 产 物、残 留 的 培 养 基、无
9、机 盐,尤 其 是 药 物 蛋 白 的 类 似 物。药 物 蛋 白 的 稳 定 性 差:分 离 与 纯 化 条 件 相 对 苛 刻。容 易 失 活 或 变 性,对 各 种 物 理 化 学 因 素 十 分 敏 感。(4)分 离 与 纯 化 的 技 术 差 异 大:基 因 工 程 药 物 种 类 繁 多、结 构 复 杂。不 同 的 药 物 分 离 与 纯 化 必 须 考 虑 其 分 子 特 征。对 不 同 药 物 的 质 量 和 纯 度 有 不 同 的 要 求:药 品 质 量 标 准 是 根 据 药 物 的 应 用 制 定 的,没 有 统 一 的 制 备、分 离、纯 化 的 标 准。第 三 章 动
10、 物 细 胞 工 程 制 药 1、解 释 动 物 细 胞 的 两 种 培 养 方 式。动 物 细 胞 培 养 大 致 可 分 为 两 种:群 体 培 养(mass culture)是 把 一 定 数 量 的 细 胞 悬 浮 液 置 于 培 养 瓶 中,让 细 胞 贴 壁 生 长,汇 合(confluence)后 形 成 单 细 胞 层。克 隆 培 养(clonal culture)是 将 高 度 稀 释 的 游 离 细 胞 悬 浮 液 置 于 培 养 瓶 中,各 个 细 胞 贴 壁 后 彼 此 距 离 较 远,经 过 生 长 增 殖,每 一 个 细 胞 集 落 均 来 源 于 一 个 细 胞
11、祖 先,称 为 一 个“克 隆”(clone)。2、举 例 说 明 三 种 细 胞 培 养 特 征。P801、贴 壁 细 胞:生 长 须 有 贴 附 的 支 持 物 表 面;贴 附 因 子 来 自 培 养 基 或 细 胞 自 身 分 泌。有 两 种 细 胞 类 型:成 纤 维 细 胞 型、上 皮 细 胞 型。2、悬 浮 细 胞:生 长 不 依 赖 支 持 物 表 面,在 培 养 液 中 悬 浮 生 长,如 淋 巴 细 胞。3、兼 性 贴 壁 细 胞:生 长 对 贴 壁 支 持 物 表 面 要 求 不 严 格。如 中 国 地 鼠 卵 巢 细 胞(C H O),小 鼠 L929细 胞。3、细 胞
12、系 与 细 胞 株 的 区 别 是 什 么?细 胞 系(cell line):从 原 代 培 养 经 传 代 培 养 后 得 到 的 一 群 不 均 一 的 细 胞,可 以 连 续 培 养,即 这 些 细 胞 具 备 培 养 条 件 下 的 无 限 增 殖 能 力。细 胞 株(cell strain):通 过 选 择 或 克 隆 化,从 原 代 培 养 的 细 胞 群 获 得 的、具 有 特 殊 遗 传/生 化 性 质 或 特 异 性 标 记 的 细 胞 群。细 胞 株 强 调 培 养 的 细 胞 的 单 一 性 特 征,即 克 隆 本 质;而 细 胞 系 并 不 强 调 细 胞 的 纯 度,
13、可 以 包 含 多 种 细 胞,但 主 类 细 胞 占 大 多 数。4、说 明 动 物 细 胞 培 养 生 产 药 物 的 优 缺 点。缺 点:培 养 条 件 苛 刻、成 本 高、产 量 低。优 点:分 泌 胞 外、纯 化 方 便、翻 译 后 修 饰 糖 基 化,与 天 然 产 品 一 致。5、如 何 获 得 二 倍 体 细 胞 株?P F 8 6何 为 二 倍 体 细 胞 株 从 动 物 胚 胎 组 织 中 获 得 从 各 国 细 胞 库 或 有 关 机 构 获 取(P87第 二 段)6、举 例 说 明 两 类 基 因 工 程 细 胞。A.病 毒 教 体:牛 痘 病 毒、腺 病 毒、反 转
14、录 病 毒、杆 状 病 毒B.质 粒 载 体:穿 梭 质 粒 载 体 7、简 单 但 全 面 叙 述 杆 状 病 毒 一 昆 虫 细 胞 表 达 系 统。(需 总 结 概 括)杆 状 病 毒(Baculoviruses)是 昆 虫 病 毒,128 k b双 链 D N A基 因 组。优 点 P88杆 状 病 毒 基 因 组 比 较 大,一 般 用 同 源 重 组 方 法 引 入 外 源 基 因。构 建 过 程:插 入 位 点:多 角 体 蛋 白 基 因 启 动 子 的 后 面;操 作 方 式:重 组 质 粒 与 杆 状 病 毒 共 同 转 染 昆 虫 细 胞,获 得 发 生 同 源 性 重 组
15、 的、含 有 外 源 基 因 的 病 毒 颗 粒;导 入 细 胞:重 组 病 毒 载 体 感 染 昆 虫 细 胞(如 Sf-9细 胞 株)(如 果 用 的 是 B m N P V,可 以 直 接 感 染 家 蚕,获 得 转 基 因 动 物。)8、构 建 基 因 工 程 细 胞 选 择 质 粒 载 体 所 考 虑 的 4个 问 题。P88最 后 一 段 9、说 明 动 物 血 清 在 细 胞 培 养 中 的 作 用。提 供 生 长 因 子 和 激 素 提 供 贴 壁 因 子 和 伸 展 因 子 提 供 结 合 蛋 白 提 供 必 需 脂 肪 酸 和 微 量 元 素 10、细 胞 大 量 培 养
16、为 什 么 必 须 使 用 无 血 清 培 养 基?提 高 细 胞 培 养 的 可 重 复 性,避 免 血 清 差 异 的 影 响;减 少 血 清 带 来 的 污 染;供 应 及 时、稳 定、充 足;细 胞 产 品 容 易 纯 化;避 免 血 清 某 些 成 分 对 细 胞 的 毒 性;减 少 血 清 蛋 白 对 生 物 测 定 的 干 扰。第 四 章 抗 体 制 药 1、画 图 说 明 抗 体 分 子(IgG)的 结 构,指 出 Fab、Fv、F c和 Fd P1512、说 明 单 克 隆 抗 体 在 医 疗 和 研 究 中 的 三 个 用 途。详 见 P143单 克 隆 抗 体 作 为 抗
17、 体 制 剂,在 临 床 上 主 要 用 与 疾 病 的 诊 断 和 治 疗。如 1.利 用 单 克 隆 抗 体 检 测 与 某 些 疾 病 有 关 的 抗 原,辅 助 临 床 诊 断。2.用 放 射 性 核 素 标 记 单 克 隆 抗 体 进 行 肿 瘤 显 像,做 免 疫 定 位 诊 断。3.单 克 隆 抗 体 制 剂 也 用 于 临 床 治 疗,如 针 对 T淋 巴 细 胞 共 有 的 分 化 抗 原 CD3的 单 克 隆 抗 体,因 其 对 器 官 移 植 排 斥 反 应 有 显 著 的 抑 制 效 果,用 作 免 疫 抑 制 剂 已 在 美 国 标 准 上 市。3、获 得 单 克 隆
18、 抗 体 为 什 么 必 须 使 用 杂 交 瘤 技 术?度 娘 杂 交 瘤 技 术 杂 交 瘤 技 术 的 基 本 原 理 是 通 过 融 合 两 种 细 胞 而 同 时 保 持 两 者 的 主 要 特 征。这 两 种 细 胞 分 别 是 经 抗 原 免 疫 的 小 鼠 脾 细 胞 和 小 鼠 骨 髓 瘤 细 胞。被 特 异 性 抗 原 免 疫 的 小 鼠 脾 细 胞(B 淋 巴 细 胞)的 主 要 特 征 是 它 的 抗 体 分 泌 功 能,但 不 能 在 体 外 连 续 培 养,小 鼠 骨 髓 瘤 细 胞 则 可 在 培 养 条 件 下 无 限 分 裂、增 殖,即 具 有 所 谓 永 生
19、 性。在 选 择 培 养 基 的 作 用 下,只 有 B 细 胞 与 骨 髓 瘤 细 胞 融 合 的 杂 交 细 胞 才 能 具 有 持 续 培 养 的 能 力,形 成 同 时 具 备 抗 体 分 泌 功 能 和 保 持 细 胞 永 生 性 两 种 特 征 的 细 胞 克 隆。4、什 么 是 H A T 选 择?P146最 后 一 段 5、说 明 检 测 杂 交 瘤 的 细 胞 学 方 法 的 原 理。P148动 物 的 染 色 体 制 片 技 术 相 对 简 单,在 普 通 光 学 显 微 镜 下 就 可 以 确 定 染 色 体 核 型(chromosomekaryotype)。小 鼠 的
20、染 色 体 全 部 都 是 端 部 着 丝 点 染 色 体,2n=40;骨 髓 瘤 细 胞 染 色 体 数 目 大 于 40,2n40,并 且 有 骨 髓 瘤 特 有 的 标 记 染 色 体。所 以,杂 交 瘤 细 胞 的 染 色 体 数 目 应 该 是 两 种 细 胞 染 色 体 数 之 和。由 于 有 HAT选 择 在 前,用 核 型 分 析 确 定 杂 交 瘤 细 胞 只 有 一 个 条 件:2 n 2 8 0。6、说 明 对 鼠 原 性 单 克 隆 抗 体 改 造 的 两 个 原 则。降 低 免 疫 原 性、降 低 分 子 量。7、说 明 CD4-Ig抗 H I V 的 原 理。H I
21、V感 染 就 是 其 g p l2 0专 一 性 结 合 淋 巴 T 细 胞 巨 噬 细 胞 表 面 的 细 胞 受 体 CD4(C D 4是 T 细 胞 重 要 的 活 化 因 子),使 T 细 胞 和 巨 噬 细 胞 失 去 对 H IV和 其 它 病 原 体 的 免 疫 攻 击 能 力。CD4-IgG是 把 分 化 抗 原 C D 4结 合 到 IgG的 F C区,称 免 疫 黏 连 素。H IV表 面 的 g p l2 0只 有 一 个 与 C D 4结 合 的 位 点,只 要 免 疫 黏 连 素 CD4-IgG 分 子 与 gp l2 0结 合,H IV就 失 去 了 感 染 能 力
22、。10、说 明 细 胞 因 子 IL-1和 IL-2的 免 疫 学 功 能。爱 咋 咋 地 H、为 什 么 噬 菌 体 表 面 展 示 和 P C R 技 术 是 抗 体 库 构 建 的 两 项 分 子 生 物 学 技 术 基 础。噬 菌 体 表 面 展 示 技 术(phage display)被 广 泛 应 用 于 抗 体 库 构 建,成 为 目 前 使 用 的 噬 菌 体 抗 体 库 技 术(phage antibody library)0噬 菌 体 表 面 展 示,即 将 外 源 蛋 白 分 子 或 多 肽 的 基 因 克 隆 到 丝 状 噬 菌 体 基 因 组 中,与 噬 菌 体 外
23、膜 蛋 白 融 合 表 达,展 示 在 噬 菌 体 颗 粒 的 表 面 由 于 外 源 蛋 白 或 多 肽 的 基 因 型 和 表 型 统 一 在 同 一 噬 菌 体 颗 粒 内,因 此,通 过 表 型 筛 选 就 可 以 获 得 它 的 编 码 基 因。噬 菌 体 抗 体 库 技 术,克 服 了 人 体 不 能 随 意 免 疫 的 缺 点,用 人 的 外 周 血 制 备 抗 体 文 库,从 而 获 得 人 源 性 基 因 工 程 抗 体,并 且 将 抗 体 基 因 克 隆 和 表 达 融 为 一 体,同 在 一 种 载 体 上 进 行,将 抗 体 基 因 表 达 在 载 体 的 表 面,用
24、固 相 化 抗 原 对 表 达 产 物 的 载 体 进 行 淘 筛,在 数 日 内 即 可 筛 出 阳 性 克 隆,从 而 能 构 建 出 大 库 容(108)文 库 囊 括 天 然 全 套 抗 体 基 因,使 抗 体 工 程 的 设 想 成 为 现 实。第 五 章 植 物 细 胞 制 药 1、解 释:初 级 代 谢 产 物、次 生 代 谢 产 物、外 植 体 P1782、说 明 培 养 基 中 的 碳、氮、无 机 盐 和 生 长 因 素。PI863、说 明 植 物 细 胞 培 养 基 中 的 碳 源 来 源 及 其 作 用。PI954、说 明 常 用 的 植 物 生 长 素 与 细 胞 分
25、裂 素。PI895、培 养 基 中 生 长 素 与 细 胞 分 裂 素 的 配 比 的 效 应。生 长 素/细 胞 分 裂 素:高,有 利 于 根 和 愈 伤 组 织 的 形 成.适 中,有 利 于 根 芽 的 分 化.低,有 利 于 芽 的 形 成 6、举 例 说 明 诱 导 子 在 培 养 中 的 作 用。P2047、举 例 说 明 什 么 是 前 体 饲 养?P206第 七 章 发 酵 工 程 制 药 1、现 代 生 物 技 术 改 造 传 统 制 药 工 业 体 现 在 哪 四 个 方 面?(1)抗 生 素 生 产:分 离 抗 生 素 合 成 酶 基 因,提 高 产 量、得 到 杂 合
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