[shēng wù gōng chéng]  

生物工程

(综合性应用学科)

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生物工程,是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科,90年代诞生了基于系统论的生物工程,即系统生物工程的概念。
所谓生物工程,一般认为是以生物学(特别是其中的分子生物学、微生物学、遗传学、生物化学和细胞学)的理论和技术为基础,结合化工、机械、电子计算机等现代工程技术,充分运用分子生物学的最新成就,自觉地操纵遗传物质,定向地改造生物或其功能,短期内创造出具有超 远缘性状的新物种,再通过合适的生物反应器对这类“工程菌”或“工程细胞株”进行大规模的培养,以生产大量有用代谢产物或发挥它们独特生理功能一门新兴技术
生物工程是分子遗传学、微生物学、细胞生物学、生物化学、化学工程和能源学等各学科的结合,其应用范围十分广泛,包括医药、食品、农林、园艺、化工、冶金、采油、发酵罐新技术和新底物的环保等方面。许多现有的以微生物学为基础的工业,依靠基因工程、利用而得以改进,同时还缓解了环境污染等社会问题。不久的将来,光生物反应器和生物燃料将会变为实现,像木质素纤维素这类结构复杂但能再生的底物会变成为发酵工业的原料,也很可能会为塑料工业和聚合物工业提供起始成分。可以说,基因工程和细胞工程是生物工程的基础,重组DNA 技术和酶固定化技术是生物工程的两个最富有特色和潜力的技术,而发酵工程与细胞和组织培养技术是目前较为成熟和广泛应用的技术。
中文名
生物工程
外文名
bioengineering
兴起时间
20世纪70年代
类别包含
微生物学生物化学、分子生物学
社会应用
控制和消灭传染病、药物研发
应用拓展
非传染病领域、农业畜牧业
修业年限
四年
学    位
工学学士工学硕士、工学博士

生物工程发展历程

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中国的生物工程事业始于20世纪初。1919年成立了中央防疫处,这是中国第一所生物工程研究所,规模很小,只有牛痘苗狂犬病疫苗,几种死菌疫苗、类毒素和血清都是粗制品。中华人民共和国成立后,先后在北京、上海、武汉、成都、长春和兰州成立了生物制品研究所,建立了中央(现为中国)生物制品检定所,它执行国家对生物制品质量控制、监督,发放菌毒种和标准品。后来,在昆明设立中国医学科学院医学生物学研究所,生产研究脊髓灰质炎疫苗。生物制品现已有庞大的生产研究队伍,成为免疫学应用研究和计划免疫科学技术指导中心。汤飞凡1957年证明沙眼病原体非病毒,他对中国生物制品事业有很大贡献。
在控制和消灭传染病方面,接种预防生物制品效果显著,在公共卫生措施方面收益最佳,这不仅是一个国家或地区,而且是世界性的措施。世界卫生组织(WHO)1966年发表宣言,提出10年内全球消灭天花,1980年正式宣布天花在地球上被消灭。1978年 WHO又作出扩大免疫规划(EPI),目的是对全球儿童实施免疫。EPI是用四种疫苗预防六种疾病,即卡介苗预防结核病;麻疹活疫苗预防麻疹;脊髓灰质炎疫苗预防脊髓灰质炎;百白破三联预防百日咳、白喉和破伤风,有计划地从儿童开始,使世界儿童都得到免疫。1981年,中国响应WHO的号召,实行计划免疫,按要求用国产四种疫苗预防六种疾病。1988年以省为单位达到了85%的疫苗接种覆盖率。1990年以县为单位,儿童达到85%的接种覆盖率。诊断制剂品种的增多和方法的改进,促进了试验诊断水平的提高;现已应用到血清流行病学以及疾病的监测。中国生产血液制剂已有30多年的历史,品种在逐年增加。
随着微生物学、免疫学和分子生物及其他学科的发展,研究生物工程已改变了传统概念。对微生物结构、生长繁殖、传染基因等,也从分子水平去分析,现已能识别蛋白质中的抗原决定簇,并可分离提取,进而可人工合成多肽疫苗。对微生物的遗传基因已有了进一步认识,可以用人工方法进行基因重组,将所需抗原基因重组到无害而易于培养的微生物中,改造其遗传特征,在培养过程中产生所需的抗原,这就是所谓基因工程,由此可研制一些新的疫苗。70年代后期,杂交瘤技术兴起,用传代的瘤细胞与可以产生抗体的脾细胞杂交,可以得到一种既可传代又可分泌抗体的杂交瘤细胞,所产生的抗体称为单克隆抗体,这一技术属于细胞工程。这些单克隆抗体可广泛应用于诊断试剂,有的也可用于治疗。科学的突飞猛进,使生物制品不再单纯限于预防、治疗和诊断传染病,而扩展到非传染病领域,如心血管疾病、肿瘤等,甚至突破了免疫制品的范畴。
(bioengineering;bion)
1994年曾邦哲提出系统生物工程(中科院Zeng BJ)的概念,基于系统生物学的生物工程技术(包括合成生物学开发细胞计算机、生物反应器与生物能源技术等)成为了21世纪的前沿技术。
生物工程包括五大工程,即遗传工程(基因工程)、细胞工程、微生物工程(发酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反应器工程。在这五大领域中,前两者作用是将常规菌(或动植物细胞株)作为特定遗传物质受体,使它们获得外来基因,成为能表达超远缘性状的新物种——“工程菌”或“工程细胞株”。后三者的作用则是这一有巨大潜在价值的新物种创造良好的生长与繁殖条件,进行大规模的培养,以充分发挥其内在潜力,为人们提供巨大的经济效益和社会效益。
生物工程的应用领域非常广泛,包括农业、工业、医学、药物学、能源、环保、冶金、化工原料、动植物、净化等。它必将对人类社会的政治、经济、军事和生活等方面产生巨大的影响,为世界面临的资源、环境和人类健康等问题的解决提供美好的前景。
2012年12月28日,早老素同源蛋白PSH的晶体结构。
2015年10月3日,DNA中有最强防疫力的尿蛋白,尿蛋白+1,尿蛋白+2,尿蛋白+3,DNA methylation patterns and epigenetic memory,Precious conch 等应用案例写入脱氧核核糖酸,卫生防疫等医学卫生领域。

生物工程主要课程

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高等数学线性代数无机化学与化学分析植物组织培养技术、有机化学、生物化学、化工原理、物理化学、化学工程、生化工程生物分离工程微生物学细胞生物学、遗传学、胚胎工程分子生物学、基因工程、细胞工程蛋白质工程微生物工程生物工程下游技术、发酵工程设备、概率论与数理统计、生物统计学、免疫学、动物生理学、生态学、生物药剂学及药物动力学、生物制药工程、生物分离工程、药物分析、仪器分析等。
教学实践
军训、生产实习、化工原理课程设计、工艺实验、专业课程设计、毕业实习、毕业作业等,共安排35周左右。

生物工程相近专业

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生物工程专业培养

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生物工程目标

掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论,基本技能,能在生物技术与工程领域从事设计生产管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。

生物工程要求

本专业学生主要学习微生物学、生物化学、化学工程、发酵工程等方面的基本理论和基本知识,受到生物细胞培养与选育、生物技术与工程等方面的基本训练,具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力。

生物工程专业分析

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生物工程优势

社会认可度高,对本专业有较高期望
知识范围广,生物学基础强,工科知识扎实,二者有机结合
基础扎实,应用广泛,可以很容易的转到生物科学方向或其他相关应用专业,比如食品科学,制药科学
理性思维强,善于分析问题解决问题;注重动手操作能力,可以进行独立课题实验,并提交专业论文
保研考研比率很大,很多学生有机会出国继续深造
善于解读分析数据,能够敏锐的从阅读中获取有价值的信息,利用生物学分析数据得出结论。
日常生活中,对于健康保健等方面拥有独到的见解

生物工程劣势

专业课设置不是很成熟,各学校参差不齐,部分学校不具备相应教学条件
生物科学专业课和工科知识学习均深度有限
所要求的科目较多,课业较重,想要学好学精必须投入大量精力,所以课余时间不是很充足
本科毕业工作前景不是十分明朗,相关就业领域要求更高学历

生物工程机遇

培养高级科研和技术人才学科,出国比例大,各大有名高校都十分注重其发展
专业适用面广,易转专业,可以进一步学习上游的生命科学,也可以学习下游的实用工程学科。就业领域广泛,比如制药,食品,科研,或技术开发等
把先进高端的生命科学和应用联系起来,是非常火的专业,前景十分看好

生物工程挑战

相对口专业要求更高学历,本科毕业后工作相对难找,为此很多学生进一步深造学习,就业的一般从事层次较低的技术工作或干脆放弃本专业而转行。
如果有志与从事相关科研工作,需要培养扎实的钻研探索精神,并注重锻炼动手能力,进一步深造学习,定会成为该方面的高级科学人才。

生物工程出路

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生物工程出国

生物工程属于综合交叉发展学科,且与应用有紧密的结合,国外很多著名大学都很注意其发展,所以出国深造机遇很大,也会有更大的发展空间。
可以转向学习生命科学,这方面在国外有更先进的发展研究,中国的著名高校一般都与国外大学建立了友好交流关系,会推荐此类专业的很多学生出国学习。
如果转专业学习与工程联系紧密的学科,如食品发酵等。荷兰,日本等国家也是比较理想的去处。

生物工程读研

读研比例很大,若想要在本学科有所建树或想从事高级技术工作必须读研进一步深造,一般有一半以上的学生会选择读研
读研选择余地大,可以转向很多相关领域,如生物,制药,食品等;保研几率比较大,且各学校,各科研院所交叉保送机会很大
读研如选择生命科学类,则向理科研究方向发展,一般会一直从事研究工作,如继续本专业或转向发酵工程,制药工程,食品科学等,硕士毕业后会有很好的就业前景。

生物工程找工作

适宜于医药、食品、环保、商检等部门中生物产品 的技术开发、工程设计、生产管理及产品性能检测分析等工作及教学部门的研究与教学工作
本科生直接从事科研方面工作的可能性不大,部分毕业生转向其它行业,部分毕业生从事相关专业的下游技术工作
毕业直接在医药,食品等方向就业,工作内容一般较单调的技术工作,且需要进一步的经验积累和实践操作能力培养。

生物工程具备能力

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1.掌握微生物学、生物化学、化学工程、发酵工程等学科的基本理论和基本知识;
2.掌握生物细胞培养与选育、生物技术与工程等方面的基本技术;
3.具备在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的基本能力;
4.熟悉与生物工业有关的方针、政策和法规;
5.了解当代生物工业发展动态和应用前景;
6.掌握文献检索、资料查询的基该方法,具有一定的科学研究和实际工作能力

生物工程开办院校

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河北:燕山大学河北大学河北工业大学河北农业大学、河北中医学院、河北化工医药学院、河北经贸大学、河北科技大学
山西:太原工业学院山西大学太原理工大学中北大学、山西农业大学、太原科技大学
辽宁 [2]  大连理工大学东北大学、辽宁科技大学、辽宁工程技术大学、辽宁石油化工大学、沈阳化工大学大连工业大学沈阳农业大学沈阳药科大学沈阳大学、、大连大学、大连民族学院。
新疆:新疆大学
海南:海南大学
现代生物技术(生物工程)是指对生物有机体在分子、细胞或个体水平上通过一定的技术手段进行设计操作,为达到目的和需要,以改良物种质量和生命大分子特性或生产特殊用途的生命大分子物质等。包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程,其中基因工程为核心技术。由于生物技术将会为解决人类面临的重大问题如粮食、健康、环境、能源等开辟广阔的前景,它与计算器微电子技术、新材料、新能源、航天技术等被列为高科技,被认为是21世纪科学技术的核心。目前生物技术最活跃的应用领域是生物医药行业,生物制药被投资者认为是成长性最高的产业之一。世界各大医药企业瞄准目标,纷纷投入巨额资金,开发生物药品,展开了面向21世纪的空前激烈竞争。
生物技术的发展可以划分为三个不同的阶段:传统生物技术、近代生物技术、现代生物技术。传统生物技术的技术特征是酿造技术,近代生物技术的技术特征是微生物发酵技术,现代生物技术的技术特征就是以基因工程为首要标志。本文所说的生物技术,是指现代生物技术,也可称之为生物工程。现代生物技术在70年代开始异军突起,近一、二十年来发展极为神速。它与微电子技术、新材料技术和新能源技术并列为影响未来国计民生的四大科学技术支柱,被认为是21世纪世界知识经济的核心。
生物技术的应用范围十分广泛,主要包括医药卫生、食品轻工、农牧渔业、能源工业、化学工业、冶金工业、环境保护等几个方面。其中医药卫生领域是现代生物技术最先登上的舞台,也是目前应用最广泛、成效最显著、发展最迅速、潜力也最大的一个领域。
生物技术在医药卫生领域的应用主要有以下三个方面:
1.是解决了过去用常规方法不能生产或者生产成本特别昂贵的药品的生产技术问题,开发出了一大批新的特效药物,如胰岛素、干扰素(IFN)、白细胞介素-2(IL-2)、组织血纤维蛋白溶酶原激活因子(TPA)、肿瘤坏死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)、人生长激素(HGH)、表皮生长因子(EGF)等等,这些药品可以分别用以防治诸如肿瘤、心脑肺血管、遗传性、免疫性、内分泌等严重威胁人类健康的疑难病症,而且在避免毒副作用方面明显优于传统药品。
2.是研制出了一些灵敏度高、性能专一、实用性强的临床诊断新设备,如体外诊断试剂、免疫诊断试剂盒等,并找到了某些疑难病症的发病原理和医治的崭新方法。中国的单克隆抗体诊断试剂市场前景良好。
3.是基因工程疫苗、菌苗的研制成功直至大规模生产为人类抵制传染病的侵袭,确保整个群体的优生优育展示了美好的前景。中国开发重点是乙肝基因疫苗。
现代生物技术以再生的生物资源为原料生产生物药品,从而可获得过去难以得到的足够数量用于临床的研究与治疗。如1克胰岛素(h-Insulin)要从7.5公斤新鲜猪或牛胰脏组织中提取得到,而世界上糖尿病患者有6000万人,每人每年约需1克胰岛素,这样总计需从45亿公斤新鲜胰脏中提取,这实际上办不到的,而生物技术则很容易解决这一难题,利用基因工程的"工程菌"生产1克胰岛素,只需20升发酵液,它的价值是不能用金钱来计算的。

生物工程专业学校排名

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生物工程国外院校排名

1 约翰霍普金斯大学[Johns Hopkins University] 综合排名:第14名
2 佐治亚理工学院[Georgia Institute of Technology] 综合排名:第35名
3 加利福尼亚大学圣地亚哥分校[University of California–San Diego] 综合排名:第38名
4 华盛顿大学[University of Washington] 综合排名:第42名
5 杜克大学[Duke University] 综合排名:第8名
6 波士顿大学[Boston University] 综合排名:第57名
7 宾夕法尼亚大学[University of Pennsylvania] 综合排名:第5名
8 麻省理工学院[Massachusetts Institute of Technology (MIT)] 综合排名:第7名
9 莱斯大学[Rice University] 综合排名:第17名
10 华盛顿天主教大学[Case Western Reserve University] 综合排名:第41名
11 密歇根大学-安娜堡分校[University of Michigan–Ann Arbor] 综合排名:第25名
12 西北大学[Northwestern University] 综合排名:第14名
13 圣路易斯华盛顿大学[Washington University in St. Louis] 综合排名:第12名
14 斯坦福大学[Stanford University] 综合排名:第4名
15 加州大学伯克利分校[University of California–Berkeley] 综合排名:第21名
16 匹兹堡大学[University of Pittsburgh] 综合排名:第59名
17 弗吉尼亚大学[University of Virginia] 综合排名:第23名
18 德克萨斯大学奥斯汀分校[University of Texas–Austin] 综合排名:第44名
19 哥伦比亚大学[Columbia University] 综合排名:第9名
20 犹他州大学[University of Utah ] 三级国家大学
21 范德堡大学[Vanderbilt University] 综合排名:第19名
22 加州理工学院[California Institute of Technology] 综合排名:第5名
23 威斯康星大学麦迪逊分校[University of Wisconsin–Madison] 综合排名:第38名
24 普渡大学西拉法叶校区[Purdue University,West Lafayette] 综合排名:第64名
25 卡内基美隆大学[Carnegie Mellon University] 综合排名:第22名
26 加州大学戴维斯分校[University of California–Davis] 综合排名:第42名
27 明尼苏达大学Twin Cities分校[University of Minnesota—Twin Cities] 综合排名:第71名
28 康乃尔大学[Cornell University] 综合排名:第12名
29 伦斯勒理工学院[Rensselaer Polytechnic Institute] 综合排名:第44名
30 德州农工大学[Texas A&M University–College Station] 综合排名:第62名
31 南加州大学[University of Southern California] 综合排名:第27名
32 宾州州立帕克校区[Pennsylvania State University–University Park] 综合排名:第48名
33 亚利桑那州立大学[Arizona State University] 综合排名:第124名
34 爱荷华州立大学[Iowa State University] 综合排名:第85名
35 纽约州立大学石溪分校[Stony Brook University SUNY] 综合排名:第96名
36 北卡罗来纳州立大学[North Carolina State University,Raleigh] 综合排名:第85名
37 纽约城市大学[CUNY–Queens College] 四级国家大学
38 罗切斯特大学[University of Rochester] 综合排名:第35名
39 耶鲁大学[Yale University] 综合排名:第3名
40 加州大学欧文分校[University of California–Irvine] 综合排名:第44名
41 阿拉巴马大学[University of Alabama] 综合排名:第91名
42 罗格斯大学新伯朗士威校区[Rutgers,the State University of New Jersey–New Brunswick] 综合排名:第59名
43 马凯特大学[Marquette University] 综合排名:第82名
44 德雷塞尔大学[Drexel University] 综合排名:第108名
45 哈佛大学[Harvard University] 综合排名:第2名
46 布朗大学[Brown University] 综合排名:第14名
47克莱姆森大学[Clemson University] 综合排名:第67名
48 加州大学洛杉机分校[University of California–Los Angeles (UCLA)] 综合排名:第25名
49 亚利桑那大学[University of Arizona] 综合排名:第96名

生物工程国内院校排名

2012-2013年生物工程类专业排名
排 名
学校名称
星 级
学校数
1
5★
223
2
5★
223
3
5★
223
4
5★
223
5
5★
223
6
5★
223
7
5★
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8
5★
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10
5★
223
11
5★
223
12
4★
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13
4★
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14
4★
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15
4★
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16
4★
223
17
4★
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4★
223
19
4★
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20
4★
223
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参考资料
  • 1.    桂林电子科技大学现有本科专业设置一览表  .桂林电子科技大学本科教学服务网[引用日期2014-06-19]
  • 2.    生物工程  .辽宁省本科信息平台[引用日期2016-04-28]
  • 词条标签:
    大学 学科 医学术语