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生物工程(綜合性應用學科)

生物工程,是20世紀70年代初開始興起的一門新興的綜合性應用學科,90年代誕生了基于系統論的生物工程,即系統生物工程的概念。

所謂生物工程,一般認為是以生物學(特別是其中的分子生物學、微生物學、遺傳學、生物化學和細胞學)的理論和技術為基礎,結合化工、機械、電子計算機等現代工程技術,充分運用分子生物學的最新成就,自覺地操縱遺傳物質,定向地改造生物或其功能,短期內創造出具有超 遠緣性狀的新物種,再通過合適的生物反應器對這類“工程菌”或“工程細胞株”進行大規模的培養,以生產大量有用代謝產物或發揮它們獨特生理功能一門新興技術。

生物工程是分子遺傳學、微生物學、細胞生物學、生物化學、化學工程和能源學等各學科的結合,其應用范圍十分廣泛,包括醫藥、食品、農林、園藝、化工、冶金、采油、發酵罐新技術和新底物的環保等方面。許多現有的以微生物學為基礎的工業,依靠基因工程、利用而得以改進,同時還緩解了環境污染等社會問題。不久的將來,光生物反應器和生物燃料將會變為實現,像木質素纖維素這類結構復雜但能再生的底物會變成為發酵工業的原料,也很可能會為塑料工業和聚合物工業提供起始成分。可以說,基因工程和細胞工程是生物工程的基礎,重組DNA 技術和酶固定化技術是生物工程的兩個最富有特色和潛力的技術,而發酵工程與細胞和組織培養技術是目前較為成熟和廣泛應用的技術。

中國的生物工程事業始于20世紀初。1919年成立了中央防疫處,這是中國第一所生物工程研究所,規模很小,只有牛痘苗和狂犬病疫苗,幾種死菌疫苗、類毒素和血清都是粗制品。中華人民共和國成立后,先后在北京、上海、武漢、成都、長春和蘭州成立了生物制品研究所,建立了中央(現為中國)生物制品檢定所,它執行國家對生物制品質量控制、監督,發放菌毒種和標準品。后來,在昆明設立中國醫學科學院醫學生物學研究所,生產研究脊髓灰質炎疫苗。生物制品現已有龐大的生產研究隊伍,成為免疫學應用研究和計劃免疫科學技術指導中心。湯飛凡1957年證明沙眼病原體非病毒,他對中國生物制品事業有很大貢獻。

在控制和消滅傳染病方面,接種預防生物制品效果顯著,在公共衛生措施方面收益最佳,這不僅是一個國家或地區,而且是世界性的措施。世界衛生組織(WHO)1966年發表宣言,提出10年內全球消滅天花,1980年正式宣布天花在地球上被消滅。1978年 WHO又作出擴大免疫規劃(EPI),目的是對全球兒童實施免疫。EPI是用四種疫苗預防六種疾病,即卡介苗預防結核病;麻疹活疫苗預防麻疹;脊髓灰質炎疫苗預防脊髓灰質炎;百白破三聯預防百日咳、白喉和破傷風,有計劃地從兒童開始,使世界兒童都得到免疫。1981年,中國響應WHO的號召,實行計劃免疫,按要求用國產四種疫苗預防六種疾病。1988年以省為單位達到了85%的疫苗接種覆蓋率。1990年以縣為單位,兒童達到85%的接種覆蓋率。診斷制劑品種的增多和方法的改進,促進了試驗診斷水平的提高;現已應用到血清流行病學以及疾病的監測。中國生產血液制劑已有30多年的歷史,品種在逐年增加。

隨著微生物學、免疫學和分子生物及其他學科的發展,研究生物工程已改變了傳統概念。對微生物結構、生長繁殖、傳染基因等,也從分子水平去分析,現已能識別蛋白質中的抗原決定簇,并可分離提取,進而可人工合成多肽疫苗。對微生物的遺傳基因已有了進一步認識,可以用人工方法進行基因重組,將所需抗原基因重組到無害而易于培養的微生物中,改造其遺傳特征,在培養過程中產生所需的抗原,這就是所謂基因工程,由此可研制一些新的疫苗。70年代后期,雜交瘤技術興起,用傳代的瘤細胞與可以產生抗體的脾細胞雜交,可以得到一種既可傳代又可分泌抗體的雜交瘤細胞,所產生的抗體稱為單克隆抗體,這一技術屬于細胞工程。這些單克隆抗體可廣泛應用于診斷試劑,有的也可用于治療。科學的突飛猛進,使生物制品不再單純限于預防、治療和診斷傳染病,而擴展到非傳染病領域,如心血管疾病、腫瘤等,甚至突破了免疫制品的范疇。

(bioengineering;bion)

1994年曾邦哲提出系統生物工程(中科院Zeng BJ)的概念,基于系統生物學的生物工程技術(包括合成生物學開發細胞計算機、生物反應器與生物能源技術等)成為了21世紀的前沿技術。

生物工程包括五大工程,即遺傳工程(基因工程)、細胞工程、微生物工程(發酵工程)、酶工程(生化工程)和生物反應器工程。在這五大領域中,前兩者作用是將常規菌(或動植物細胞株)作為特定遺傳物質受體,使它們獲得外來基因,成為能表達超遠緣性狀的新物種“工程菌”或“工程細胞株”。后三者的作用則是這一有巨大潛在價值的新物種創造良好的生長與繁殖條件,進行大規模的培養,以充分發揮其內在潛力,為人們提供巨大的經濟效益和社會效益。

生物工程的應用領域非常廣泛,包括農業、工業、醫學、藥物學、能源、環保、冶金、化工原料、動植物、凈化等。它必將對人類社會的政治、經濟、軍事和生活等方面產生巨大的影響,為世界面臨的資源、環境和人類健康等問題的解決提供美好的前景。

2012年12月28日,早老素同源蛋白PSH的晶體結構。

2015年10月3日,DNA中有最強防疫力的尿蛋白,尿蛋白+1,尿蛋白+2,尿蛋白+3,DNA methylation patterns and epigenetic memory,Precious conch 等應用案例寫入脫氧核核糖酸,衛生防疫等醫學衛生領域。

高等數學、線性代數、無機化學與化學分析、植物組織培養技術、有機化學、生物化學、化工原理、物理化學、化學工程、生化工程、生物分離工程、微生物學、細胞生物學、遺傳學、胚胎工程、分子生物學、基因工程、細胞工程、蛋白質工程、微生物工程、生物工程下游技術、發酵工程設備、概率論與數理統計、生物統計學、免疫學、動物生理學、生態學、生物藥劑學及藥物動力學、生物制藥工程、生物分離工程、藥物分析、儀器分析等。

教學實踐

軍訓、生產實習、化工原理課程設計、工藝實驗、專業課程設計、畢業實習、畢業作業等,共安排35周左右。

生物科學、遺傳學、生物技術、生物信息學、生物信息技術、生物科學與生物技術、動植物檢疫、生物化學與分子生物學、醫學信息學、植物生物技術、動物生物技術、生物安全、計算生物學、化學生物學、合成生物學、生物醫學工程、生物制藥、發酵工程、細胞生物學、發育生物學、微生物學、微生物與生化藥學、生物化工

掌握生物技術及其產業化的科學原理、工藝技術過程和工程設計等基礎理論,基本技能,能在生物技術與工程領域從事設計生產管理和新技術研究、新產品開發的工程技術人才。

本專業學生主要學習微生物學、生物化學、化學工程、發酵工程等方面的基本理論和基本知識,受到生物細胞培養與選育、生物技術與工程等方面的基本訓練,具備在生物技術與工程領域從事設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的基本能力。

社會認可度高,對本專業有較高期望

知識范圍廣,生物學基礎強,工科知識扎實,二者有機結合

基礎扎實,應用廣泛,可以很容易的轉到生物科學方向或其他相關應用專業,比如食品科學,制藥科學

理性思維強,善于分析問題解決問題;注重動手操作能力,可以進行獨立課題實驗,并提交專業論文

保研考研比率很大,很多學生有機會出國繼續深造

善于解讀分析數據,能夠敏銳的從閱讀中獲取有價值的信息,利用生物學分析數據得出結論。

日常生活中,對于健康保健等方面擁有獨到的見解

專業課設置不是很成熟,各學校參差不齊,部分學校不具備相應教學條件

生物科學專業課和工科知識學習均深度有限

所要求的科目較多,課業較重,想要學好學精必須投入大量精力,所以課余時間不是很充足

本科畢業工作前景不是十分明朗,相關就業領域要求更高學歷

培養高級科研和技術人才學科,出國比例大,各大有名高校都十分注重其發展

專業適用面廣,易轉專業,可以進一步學習上游的生命科學,也可以學習下游的實用工程學科。就業領域廣泛,比如制藥,食品,科研,或技術開發等

把先進高端的生命科學和應用聯系起來,是非常火的專業,前景十分看好

相對口專業要求更高學歷,本科畢業后工作相對難找,為此很多學生進一步深造學習,就業的一般從事層次較低的技術工作或干脆放棄本專業而轉行。

如果有志與從事相關科研工作,需要培養扎實的鉆研探索精神,并注重鍛煉動手能力,進一步深造學習,定會成為該方面的高級科學人才。

生物工程屬于綜合交叉發展學科,且與應用有緊密的結合,國外很多著名大學都很注意其發展,所以出國深造機遇很大,也會有更大的發展空間。

可以轉向學習生命科學,這方面在國外有更先進的發展研究,中國的著名高校一般都與國外大學建立了友好交流關系,會推薦此類專業的很多學生出國學習。

如果轉專業學習與工程聯系緊密的學科,如食品發酵等。荷蘭,日本等國家也是比較理想的去處。

讀研比例很大,若想要在本學科有所建樹或想從事高級技術工作必須讀研進一步深造,一般有一半以上的學生會選擇讀研

讀研選擇余地大,可以轉向很多相關領域,如生物,制藥,食品等;保研幾率比較大,且各學校,各科研院所交叉保送機會很大

讀研如選擇生命科學類,則向理科研究方向發展,一般會一直從事研究工作,如繼續本專業或轉向發酵工程,制藥工程,食品科學等,碩士畢業后會有很好的就業前景。

適宜于醫藥、食品、環保、商檢等部門中生物產品 的技術開發、工程設計、生產管理及產品性能檢測分析等工作及教學部門的研究與教學工作

本科生直接從事科研方面工作的可能性不大,部分畢業生轉向其它行業,部分畢業生從事相關專業的下游技術工作

畢業直接在醫藥,食品等方向就業,工作內容一般較單調的技術工作,且需要進一步的經驗積累和實踐操作能力培養。

1.掌握微生物學、生物化學、化學工程、發酵工程等學科的基本理論和基本知識;

2.掌握生物細胞培養與選育、生物技術與工程等方面的基本技術;

3.具備在生物技術與工程領域從事設計、生產、管理和新技術研究、新產品開發的基本能力;

4.熟悉與生物工業有關的方針、政策和法規;

5.了解當代生物工業發展動態和應用前景;

6.掌握文獻檢索、資料查詢的基該方法,具有一定的科學研究和實際工作能力

浙江省:浙江萬里學院、浙江大學、浙江工業大學、浙江科技學院、寧波大學、浙江工商大學、中國計量學院、浙江中醫學院、浙江科技學院、湖州師范學院、臺州學院、嘉興學院、浙江樹人學院(浙江樹人大學)

北京:北京航空航天大學、中國農業大學、北京林業大學、北京理工大學、北京化工大學、北京工商大學、北京聯合大學、首都師范大學、北京師范大學、北京化工大學、北京工業大學、北京農學院

天津:天津大學、天津理工大學、天津科技大學、天津商業大學、天津天獅學院、天津農學院

上海:復旦大學、上海交通大學、華東理工大學、上海大學、東華大學

重慶:重慶大學、西南大學、重慶工商大學、重慶理工大學

河北:燕山大學、河北大學、河北工業大學、河北農業大學、河北中醫學院、河北化工醫藥學院、河北經貿大學、河北科技大學

河南:鄭州大學、周口師范學院、平頂山工學院、河南大學、河南師范大學、河南農業大學、河南工業大學、鄭州輕工業學院、南陽師范學院、河南科技學院、商丘師范學院、河南科技大學

山東:山東輕工業學院、山東大學、中國海洋大學、青島科技大學、山東農業大學、山東科技大學、曲阜師范大學、山東理工大學、青島科技大學、聊城大學、煙臺大學、魯東大學(原煙臺師范學院) 、青島農業大學、山東建筑大學、菏澤學院、泰山醫學院、聊城大學東昌學院、德州學院、齊魯工業大學

山西:太原工業學院、山西大學、太原理工大學、中北大學、山西農業大學、太原科技大學

安徽:合肥工業大學、安徽大學、淮北師范大學、安徽工程大學、安徽科技學院、合肥學院、蚌埠學院、巢湖學院

江西:南昌大學、江西師范大學、江西農業大學、江西理工大學、江西中醫學院、宜春學院、東華理工大學

江蘇:江蘇科技大學、揚州大學、東南大學、中國礦業大學、蘇州大學、常州大學、南京理工大學、南京農業大學、南京工業大學、江南大學、中國藥科大學、南京林業大學、淮海工學院、徐州工程學院、鹽城工學院、鹽城師范學院、南通大學、常熟理工學院

湖北:湖北生物科技職業學院、華中科技大學、華中農業大學、湖北大學、長江大學、武漢科技大學、三峽大學、中南民族大學、湖北工業大學、武漢工程大學、武漢科技學院、武漢工業學院、湖北民族學院、武昌理工學院、孝感學院、武漢生物工程學院、荊楚理工學院、武漢工商學院

湖南:中南大學、中南林業科技大學、湘潭大學、長沙理工大學、湖南農業大學、長沙大學、湖南城市學院、吉首大學、湖南理工學院、湖南中醫學院、湖南工程學院、邵陽學院、懷化學院、湖南科技學院、湖南科技大學/湖南環境生物學院

廣東:中山大學、廣東石油化工學院、華南理工大學、華南師范大學、華南農業大學、廣東工業大學、廣東海洋大學、廣州大學、仲愷農業工程學院、廣東醫學院、廣州醫學院、嘉應學院、深圳大學

廣西:廣西大學、桂林電子科技大學

云南:昆明理工大學

貴州:貴州大學、貴州工業大學、遵義醫學院

四川:四川大學、成都大學、西南交通大學、成都信息工程大學、成都理工大學、西南科技大學、西南石油大學、四川農業大學、西華大學、四川理工學院、宜賓學院、攀枝花學院

陜西:西安交通大學、西安工程大學、西北大學、西北農林科技大學 陜西科技大學、陜西理工學院、西安生物醫藥學院、陜西學前師范學院

黑龍江:哈爾濱工業大學、黑龍江大學、東北林業大學、東北農業大學、齊齊哈爾大學、哈爾濱商業大學、黑龍江八一農墾大學

吉林:吉林大學、長春理工大學、吉林農業大學、延邊大學、長春工業大學、東北電力大學、吉林工程技術師范學院、吉林化工學院、東北師范大學、吉林醫藥學院、北華大學、長春大學

遼寧 大連理工大學、東北大學、遼寧科技大學、遼寧工程技術大學、遼寧石油化工大學、沈陽化工大學、大連工業大學、沈陽農業大學、沈陽藥科大學、沈陽大學、、大連大學、大連民族學院。

新疆:新疆大學

內蒙古:內蒙古大學、內蒙古農業大學、內蒙古科技大學、內蒙古工業大學

海南:海南大學

福建:廈門大學、福州大學、福建師范大學、華僑大學、集美大學、福建師范大學閩南科技學院、福州大學至誠學院

甘肅:蘭州理工大學、蘭州交通大學、甘肅農業大學、西北民族大學

現代生物技術(生物工程)是指對生物有機體在分子、細胞或個體水平上通過一定的技術手段進行設計操作,為達到目的和需要,以改良物種質量和生命大分子特性或生產特殊用途的生命大分子物質等。包括基因工程、細胞工程、酶工程、發酵工程,其中基因工程為核心技術。由于生物技術將會為解決人類面臨的重大問題如糧食、健康、環境、能源等開辟廣闊的前景,它與計算器微電子技術、新材料、新能源、航天技術等被列為高科技,被認為是21世紀科學技術的核心。目前生物技術最活躍的應用領域是生物醫藥行業,生物制藥被投資者認為是成長性最高的產業之一。世界各大醫藥企業瞄準目標,紛紛投入巨額資金,開發生物藥品,展開了面向21世紀的空前激烈競爭。

生物技術的發展可以劃分為三個不同的階段:傳統生物技術、近代生物技術、現代生物技術。傳統生物技術的技術特征是釀造技術,近代生物技術的技術特征是微生物發酵技術,現代生物技術的技術特征就是以基因工程為首要標志。本文所說的生物技術,是指現代生物技術,也可稱之為生物工程。現代生物技術在70年代開始異軍突起,近一、二十年來發展極為神速。它與微電子技術、新材料技術和新能源技術并列為影響未來國計民生的四大科學技術支柱,被認為是21世紀世界知識經濟的核心。

生物技術的應用范圍十分廣泛,主要包括醫藥衛生、食品輕工、農牧漁業、能源工業、化學工業、冶金工業、環境保護等幾個方面。其中醫藥衛生領域是現代生物技術最先登上的舞臺,也是目前應用最廣泛、成效最顯著、發展最迅速、潛力也最大的一個領域。

生物技術在醫藥衛生領域的應用主要有以下三個方面:

1.是解決了過去用常規方法不能生產或者生產成本特別昂貴的藥品的生產技術問題,開發出了一大批新的特效藥物,如胰島素、干擾素(IFN)、白細胞介素-2(IL-2)、組織血纖維蛋白溶酶原激活因子(TPA)、腫瘤壞死因子(TNF)、集落刺激因子(CSF)、人生長激素(HGH)、表皮生長因子(EGF)等等,這些藥品可以分別用以防治諸如腫瘤、心腦肺血管、遺傳性、免疫性、內分泌等嚴重威脅人類健康的疑難病癥,而且在避免毒副作用方面明顯優于傳統藥品。

2.是研制出了一些靈敏度高、性能專一、實用性強的臨床診斷新設備,如體外診斷試劑、免疫診斷試劑盒等,并找到了某些疑難病癥的發病原理和醫治的嶄新方法。中國的單克隆抗體診斷試劑市場前景良好。

3.是基因工程疫苗、菌苗的研制成功直至大規模生產為人類抵制傳染病的侵襲,確保整個群體的優生優育展示了美好的前景。中國開發重點是乙肝基因疫苗。

現代生物技術以再生的生物資源為原料生產生物藥品,從而可獲得過去難以得到的足夠數量用于臨床的研究與治療。如1克胰島素(h-Insulin)要從7.5公斤新鮮豬或牛胰臟組織中提取得到,而世界上糖尿病患者有6000萬人,每人每年約需1克胰島素,這樣總計需從45億公斤新鮮胰臟中提取,這實際上辦不到的,而生物技術則很容易解決這一難題,利用基因工程的"工程菌"生產1克胰島素,只需20升發酵液,它的價值是不能用金錢來計算的。

1 約翰霍普金斯大學[Johns Hopkins University] 綜合排名:第14名

2 佐治亞理工學院[Georgia Institute of Technology] 綜合排名:第35名

3 加利福尼亞大學圣地亞哥分校[University of CaliforniaSan Diego] 綜合排名:第38名

4 華盛頓大學[University of Washington] 綜合排名:第42名

5 杜克大學[Duke University] 綜合排名:第8名

6 波士頓大學[Boston University] 綜合排名:第57名

7 賓夕法尼亞大學[University of Pennsylvania] 綜合排名:第5名

8 麻省理工學院[Massachusetts Institute of Technology (MIT)] 綜合排名:第7名

9 萊斯大學[Rice University] 綜合排名:第17名

10 華盛頓天主教大學[Case Western Reserve University] 綜合排名:第41名

11 密歇根大學-安娜堡分校[University of MichiganAnn Arbor] 綜合排名:第25名

12 西北大學[Northwestern University] 綜合排名:第14名

13 圣路易斯華盛頓大學[Washington University in St. Louis] 綜合排名:第12名

14 斯坦福大學[Stanford University] 綜合排名:第4名

15 加州大學伯克利分校[University of CaliforniaBerkeley] 綜合排名:第21名

16 匹茲堡大學[University of Pittsburgh] 綜合排名:第59名

17 弗吉尼亞大學[University of Virginia] 綜合排名:第23名

18 德克薩斯大學奧斯汀分校[University of TexasAustin] 綜合排名:第44名

19 哥倫比亞大學[Columbia University] 綜合排名:第9名

20 猶他州大學[University of Utah ] 三級國家大學

21 范德堡大學[Vanderbilt University] 綜合排名:第19名

22 加州理工學院[California Institute of Technology] 綜合排名:第5名

23 威斯康星大學麥迪遜分校[University of WisconsinMadison] 綜合排名:第38名

24 普渡大學西拉法葉校區[Purdue University,West Lafayette] 綜合排名:第64名

25 卡內基美隆大學[Carnegie Mellon University] 綜合排名:第22名

26 加州大學戴維斯分校[University of CaliforniaDavis] 綜合排名:第42名

27 明尼蘇達大學Twin Cities分校[University of MinnesotaTwin Cities] 綜合排名:第71名

28 康乃爾大學[Cornell University] 綜合排名:第12名

29 倫斯勒理工學院[Rensselaer Polytechnic Institute] 綜合排名:第44名

30 德州農工大學[Texas A&M UniversityCollege Station] 綜合排名:第62名

31 南加州大學[University of Southern California] 綜合排名:第27名

32 賓州州立帕克校區[Pennsylvania State UniversityUniversity Park] 綜合排名:第48名

33 亞利桑那州立大學[Arizona State University] 綜合排名:第124名

34 愛荷華州立大學[Iowa State University] 綜合排名:第85名

35 紐約州立大學石溪分校[Stony Brook University SUNY] 綜合排名:第96名

36 北卡羅來納州立大學[North Carolina State University,Raleigh] 綜合排名:第85名

37 紐約城市大學[CUNYQueens College] 四級國家大學

38 羅切斯特大學[University of Rochester] 綜合排名:第35名

39 耶魯大學[Yale University] 綜合排名:第3名

40 加州大學歐文分校[University of CaliforniaIrvine] 綜合排名:第44名

41 阿拉巴馬大學[University of Alabama] 綜合排名:第91名

42 羅格斯大學新伯朗士威校區[Rutgers,the State University of New JerseyNew Brunswick] 綜合排名:第59名

43 馬凱特大學[Marquette University] 綜合排名:第82名

44 德雷塞爾大學[Drexel University] 綜合排名:第108名

45 哈佛大學[Harvard University] 綜合排名:第2名

46 布朗大學[Brown University] 綜合排名:第14名

47克萊姆森大學[Clemson University] 綜合排名:第67名

48 加州大學洛杉機分校[University of CaliforniaLos Angeles (UCLA)] 綜合排名:第25名

49 亞利桑那大學[University of Arizona] 綜合排名:第96名

2012-2013年生物工程類專業排名

排 名

學校名稱

星 級

學校數

1

華中農業大學

5★

223

2

中國農業大學

5★

223

3

武漢大學

5★

223

4

江南大學

5★

223

5

浙江大學

5★

223

6

四川大學

5★

223

7

貴州大學

5★

223

8

南京林業大學

5★

223

9

西北農林科技大學

5★

223

10

福建農林大學

5★

223

11

海南大學

5★

223

12

華僑大學

4★

223

13

西安交通大學

4★

223

14

華東理工大學

4★

223

15

天津大學

4★

223

16

浙江工業大學

4★

223

17

華南理工大學

4★

223

18

合肥工業大學

4★

223

19

華南農業大學

4★

223

20

中國藥科大學

4★

223

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