生物工程（综合性应用学科）
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更新时间：2023-05-24
生物工程
本词条是多义词，共4个义项
综合性应用学科
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。
发展历程
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，只有牛痘苗和狂犬病疫苗，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）
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。
主要课程
相近专业
生物科学、遗传学、生物技术、生物信息学、生物信息技术、生物科学与生物技术、动植物检疫、生物化学与分子生物学、医学信息学、植物生物技术、动物生物技术、生物安全、计算生物学、化学生物学、合成生物学、生物医学工程、生物制药、发酵工程、细胞生物学、发育生物学、微生物学、微生物与生化药学、生物化工
专业培养
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。
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。
专业分析
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
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
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
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
挑战
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。
出路
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。
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。
具备能力
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
开办院校
浙江省：浙江万里学院、浙江大学、浙江工业大学、浙江科技学院、宁波大学、浙江工商大学、中国计量学院、浙江中医学院、浙江科技学院、湖州师范学院、台州学院、嘉兴学院、浙江树人学院（浙江树人大学）
北京：北京航空航天大学、中国农业大学、北京林业大学、北京理工大学、北京化工大学、北京工商大学、北京联合大学、首都师范大学、北京师范大学、北京化工大学、北京工业大学、北京农学院
天津：天津大学、天津理工大学、天津科技大学、天津商业大学、天津天狮学院、天津农学院
上海：复旦大学、上海交通大学、华东理工大学、上海大学、东华大学
重庆：重庆大学、西南大学、重庆工商大学、重庆理工大学
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
河南：郑州大学、周口师范学院、平顶山工学院、河南大学、河南师范大学、河南农业大学、河南工业大学、郑州轻工业学院、南阳师范学院、河南科技学院、商丘师范学院、河南科技大学
山东：山东轻工业学院、山东大学、中国海洋大学、青岛科技大学、山东农业大学、山东科技大学、曲阜师范大学、山东理工大学、青岛科技大学、聊城大学、烟台大学、鲁东大学（原烟台师范学院） 、青岛农业大学、山东建筑大学、菏泽学院、泰山医学院、聊城大学东昌学院、德州学院、齐鲁工业大学
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
安徽：合肥工业大学、安徽大学、淮北师范大学、安徽工程大学、安徽科技学院、合肥学院、蚌埠学院、巢湖学院
江西：南昌大学、江西师范大学、江西农业大学、江西理工大学、江西中医学院、宜春学院、东华理工大学
江苏：江苏科技大学、扬州大学、东南大学、中国矿业大学、苏州大学、常州大学、南京理工大学、南京农业大学、南京工业大学、江南大学、中国药科大学、南京林业大学、淮海工学院、徐州工程学院、盐城工学院、盐城师范学院、南通大学、常熟理工学院
湖北：湖北生物科技职业学院、华中科技大学、华中农业大学、湖北大学、长江大学、武汉科技大学、三峡大学、中南民族大学、湖北工业大学、武汉工程大学、武汉科技学院、武汉工业学院、湖北民族学院、武昌理工学院、孝感学院、武汉生物工程学院、荆楚理工学院、武汉工商学院
湖南：中南大学、中南林业科技大学、湘潭大学、长沙理工大学、湖南农业大学、长沙大学、湖南城市学院、吉首大学、湖南理工学院、湖南中医学院、湖南工程学院、邵阳学院、怀化学院、湖南科技学院、湖南科技大学/湖南环境生物学院
广东：中山大学、广东石油化工学院、华南理工大学、华南师范大学、华南农业大学、广东工业大学、广东海洋大学、广州大学、仲恺农业工程学院、广东医学院、广州医学院、嘉应学院、深圳大学
广西：广西大学、桂林电子科技大学
云南：昆明理工大学
贵州：贵州大学、贵州工业大学、遵义医学院
四川：四川大学、成都大学、西南交通大学、成都信息工程大学、成都理工大学、西南科技大学、西南石油大学、四川农业大学、西华大学、四川理工学院、宜宾学院、攀枝花学院
陕西：西安交通大学、西安工程大学、西北大学、西北农林科技大学陕西科技大学、陕西理工学院、西安生物医药学院、陕西学前师范学院
黑龙江：哈尔滨工业大学、黑龙江大学、东北林业大学、东北农业大学、齐齐哈尔大学、哈尔滨商业大学、黑龙江八一农垦大学
吉林：吉林大学、长春理工大学、吉林农业大学、延边大学、长春工业大学、东北电力大学、吉林工程技术师范学院、吉林化工学院、东北师范大学、吉林医药学院、北华大学、长春大学
辽宁大连理工大学、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
内蒙古：内蒙古大学、内蒙古农业大学、内蒙古科技大学、内蒙古工业大学
海南：海南大学
福建：厦门大学、福州大学、福建师范大学、华侨大学、集美大学、福建师范大学闽南科技学院、福州大学至诚学院
甘肃：兰州理工大学、兰州交通大学、甘肃农业大学、西北民族大学
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。
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。
专业学校排名
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
4 华盛顿大学[University of Washington] 综合排名：第42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
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
18 德克萨斯大学奥斯汀分校[University of Texas–Austin] 综合排名：第44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
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
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
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
48 加州大学洛杉机分校[University of California–Los Angeles (UCLA)] 综合排名：第25名
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 | 华中农业大学 | 5★ | 223 |
2 | 中国农业大学 | 5★ | 223 |
3 | 武汉大学 | 5★ | 223 |
4 | 江南大学 | 5★ | 223 |
5 | 浙江大学 | 5★ | 223 |
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参考资料
[1]
生物工程 · 辽宁省本科信息平台[引用日期2016-04-28]
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