生物工程概述
生物工程导论
第一章绪论生物工程是生命科学和工程科学的交叉科学。
生物工程学科的任务是促进和实现生命科学的实验室研究成果向应用领域的转化。
1.1生物工程的学科基础以生物科学和生物技术为基础，结合化学工程、机械工程、控制工程、环境工程等工程学科，研究和发展利用生物体系或其中的一部分生产有益于社会的产品或达到一定社会目标的过程工程科学。
生物工程的研究对象包括活的生物体或它们的一部分。
生物工程的任务就是为细胞的生长和目标产物积累创造最好的条件，研究开发最适合的工艺路线和设备,实现工业化生产以满足社会需要.1。
2生物工程的研究领域生物工程的研究领域包括:基因工程、细胞工程、酶工程、微生物工程（发酵工程）及生物分离工程。
1.2.1基因工程DNA是遗传的物质基础，1967年第一个基因工程产品—-人胰岛素通过定位突变的方法使所表达的蛋白质产物的结构和功能发生变化,根据需要设计新的蛋白质氨基酸序列,已经发展成为一门新的交叉学科-—蛋白质工程。
1.2.2细胞工程细胞是构成包括人类、动物、植物和微生物在内的几乎所有生物的基本单元。
哺乳动物的干细胞(即未分化的细胞）也具有全能性和无限繁殖的能力。
发酵工程和生物分离技术的进步则是提高细胞培养工程和目标产物回收过程效率的可靠保障。
1。
2。
3酶工程几乎所有的酶都是蛋白质，酶又具有催化剂的功能,即能够降低化学反应的活化能、加快反应速率,在反应中不消耗，反应结束时恢复到原来的状态.酶工程是研究酶的分离、提纯及利用酶作为生物催化剂，实现化学转化,合成各种产物或达到人类所需社会目标的工程科学。
酶催化反应的特点是很高的效率和专一性1.2。
4发酵工程发酵工程已经泛指所有细胞(动物、植物、微生物及基因工程细胞）的大规模培养并获得目标产物的过程。
1.2。
5生物分离工程与其他分离过程类似,生物技术产品的分离方法也是根据被分离对象及主要杂质的物理化学性质设计分离提纯流程,但是生物技术产品的分离也具有其特殊性，主要表现：(1）目标产物的浓度低（2）目标产物和杂质的物理和化学性质十分接近，而且成分非常复杂(3)目标产物往往具有生物活性（4）在许多应用领域,生物技术产品有很高的纯度和安全性要求。
生物工程概论
生物工程概论●生物学工程、生物技术工程学、生物工程学(包括生物系统工程学)，是生物学(以及其它学科，例如物理、化学、数学、计算机等)概念和方法的应用，目的是解决生命科学自身发展过程中的现实问题，或者是解决生命科学应用过程中的现实问题。
生物工程学采用工程学自身所特有的分析和合成方法学，以及工程学长期以来所坚持的对解决方案的经济性和实用性准则。
●传统的工程学运用物理和数学来分析、设计并且制造无生命的工具、结构、过程，而生物工程则主要运用迅速发展的分子生物学的知识来研究、促进生命活体的应用。
●生物工程与生物医学工程之间的不同是不明确的，所以现在很多大学将生物工程与生物医学工程这一术语交替使用。
生物医学工程专门将生物或者其他科学技术应用到医学的创新上，然而生物工程主要应用生物技术——不一定应用在医学上。
生物工程与生物医学工程不一定都包含其他一个，因为用于医学需求的非生物产品和非医学需求的生物产品是存在的。
●因此，生物工程是一门建立在以生物科学为基础的学科。
就正如化学工程，电气工程和机械工程这些学科一样相应地建立在化学，电学和电磁学，和经典力学。
●生物工程可以从纯生物学和经典工程学的根源分化出来。
生物工程的研究经常是依循简化论方法来展开的。
它在尽可能小的规模里评估一个系统，所以通常会使用到一种工具——功能基因组学。
使用经典设计视角的工程方法，可以从组件的概念建立新的设备,方法和技术。
生物工程和谐地利用两种方法，依靠简化论方法来区分，了解和合成那些会被组合从而产生新东西的基本单位。
此外，因为是一门工程学科，生物工程不仅是一门基础科学，而且关系到科学知识的实际应用，以此用一钟有经济效益的方法来解决现实生活的问题。
●生物工程师是用生物学原理和工程工具去创造可用的，有形的和有显著经济效益的产品的科学人才。
生物工程运用的事一系列的学科知识和专业技术如质量和传热,动力学,生物催化剂、生物力学、生物信息学、分离和纯化过程, 生物反应器设计、表面科学、流体力学、热力学、高分子科学。
《生物工程概述》 学历案
《生物工程概述》学历案一、什么是生物工程在当今科技飞速发展的时代，生物工程无疑是一颗璀璨的明星。
那到底什么是生物工程呢？简单来说，生物工程是一门综合了生物学、化学、工程学等多学科知识的领域，它旨在通过对生物体及其细胞、组织、器官等的改造和利用，来解决人类面临的各种问题，创造新的产品和服务。
生物工程不是孤立存在的，它与我们的生活息息相关。
从医疗保健到农业生产，从环境保护到工业制造，生物工程的应用无处不在。
比如，我们常见的疫苗生产，就是生物工程的杰作之一。
通过对微生物的研究和改造，科学家们能够生产出预防各种疾病的疫苗，保护我们的健康。
二、生物工程的主要分支生物工程涵盖了众多的分支领域，每个分支都有其独特的研究重点和应用方向。
1、基因工程基因工程可以说是生物工程中最为核心和关键的分支之一。
它通过对生物体基因的重组、改造和转移，实现对生物性状的定向改变。
例如，科学家们可以将特定的基因导入到农作物中，使其具有抗病虫害、抗逆等优良性状，从而提高农作物的产量和质量。
在医疗领域，基因工程也发挥着重要作用，比如生产胰岛素、生长激素等药物。
2、细胞工程细胞工程则主要关注细胞的培养、改造和融合等技术。
通过细胞工程，我们可以实现细胞的大规模培养，生产出各种生物制品，如抗体、疫苗等。
同时，细胞融合技术还可以创造出新的细胞类型，为疾病的治疗提供新的途径。
3、发酵工程发酵工程利用微生物的生长和代谢活动，生产出各种有用的物质。
常见的发酵产品包括酒精、酱油、酸奶等食品，以及抗生素、维生素等药物。
发酵工程不仅能够提高生产效率，还能够减少环境污染。
4、蛋白质工程蛋白质工程是对蛋白质的结构和功能进行改造和优化。
通过改变蛋白质的氨基酸序列，我们可以设计出具有特定功能的蛋白质，应用于药物研发、工业催化等领域。
5、生物信息学随着生物技术的发展，产生了大量的数据。
生物信息学就是利用计算机技术和数学方法对这些生物数据进行处理和分析，从而揭示生物体内的规律和机制。
生物技术中的生物工程研究
生物技术中的生物工程研究一、生物工程概述生物工程是依据生物科学和工程技术原理，将生物体或其组分通过改变其遗传物质或代谢途径，达到一定目的的一种综合性科学技术。
生物工程研究是指应用生物学和生物技术手段对生物工程问题进行探索解决的研究过程。
生物工程研究可以涉及到利用微生物，动植物细胞及其组织，工程技术手段，改善生物体生存条件和改造生物基因等方面。
二、生物工程的应用生物工程在生物药物研发，生物芯片制备，生物反应器（包括大肠杆菌表达工程和酵母表达工程），生物制品的制造和转基因等方面均得到了广泛应用。
在临床医学领域，生物工程研究已经取得了显著成果。
生物药物如生长激素、EPO、干扰素、白血病干细胞等已经在医学领域得到了极大的应用。
生物芯片作为一种高通量并发细胞生物学的新工具，在癌症治疗，药物筛选和分析方面的研究得到了广泛的应用。
同时，生物反应器已经成为生产抗生素、激素、酶等生物制品的高效工具。
三、生物工程中的生物化学研究生物化学研究在生物工程领域中起到了举足轻重的作用。
生物化学研究主要涉及到生物机制研究、酶工程研究和代谢工程研究。
1.生物机制研究生物机制解析对于指导后续的基因工程和代谢工程有重要意义。
生物机制研究的目的是揭示生物体的生物学特性以及生命活动的相关机理。
在细胞／分子水平上研究微生物生长和发育、代谢途径及信号转导等生物学问题。
2.酶工程研究酶工程研究是指研究酶的结构、功能、工作机制等方面，并应用工程技术方法对酶进行优化改造的研究。
酶工程研究的目的是开发高纯度、高效稳定的新型酶催化体系，使其能适应工业化生产的要求。
3.代谢工程研究代谢工程是在静态或动态生理条件下对微生物进行代谢调控和再设计，从而达到获得所需产物的目的。
代谢工程研究的主要内容包括代谢通路的调控、表达向量的构建、代谢穴位的分析和代谢产物的评价等方面。
四、生物工程中的细胞与分子生物学研究在生物工程领域中，细胞与分子生物学研究是一个重要领域。
生物工程
生物工程生物工程（biological engineering；bion）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。
所谓生物工程，一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、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。
主要课程：有机化学、生物化学、化工原理、生化工程、微生物学、细胞生物学、遗传学、生物化学、分子生物学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。
主要实践性教学环节：包括教学实习、生产实习和毕业论文(设计等，一般安排10-20周。
修业年限：四年授予学位：工学学士相近专业：生物科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工程生物安全开办院校：北京北京航空航天大学中国农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天津天津大学天津理工大学天津科技大学天津商学院天津农学院上海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农业大学重庆工商大学重庆工学院河北燕山大学河北大学河北工业大学河北农业大学河北科技大学河北经贸大学河南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山东山东大学中国海洋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烟台师范学院莱阳农学院山东建筑大学泰山医学院山西山西大学太原理工大学中北大学山西农业大学安徽合肥工业大学安徽大学淮北煤炭师范学院安徽工程科技学院安徽技术师范学院合肥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江苏东南大学中国矿业大学苏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盐城工学院浙江浙江大学浙江工业大学宁波大学浙江工商大学浙江万里学院中国计量学院浙江中医学院浙江科技学院湖州师范学院湖北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孝感学院武汉生物工程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广东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州大学广东医学院广州医学院嘉应学院广西广西大学桂林电子科技学院广西工学院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理工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北大学西北农林科技大学陕西科技大学西安工程科技学院陕西理工学院西安生物医药技术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辽宁大连理工大学东北大学沈阳农业大学沈阳药科大学沈阳大学辽宁石油化工大学辽宁科技大学大连大学沈阳化工学院大连轻工业学院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工程技术现代生物技术(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。
《生物工程》课件
酶的稳定性
酶在一定的条件下可以保持 稳定，但在某些条件下可能 会失活。
酶工程的基本技术
01
酶的分离与纯化
通过物理、化学或生物的方法将 酶从原料中分离出来，并进行纯
化，得到高纯度的酶。
03
酶的修饰
通过化学或基因工程技术对酶进 行修饰，以提高其稳定性、改变 其催化特性或降低生产成本。
02
酶的固定化
将游离酶或细胞固定在一定载体 上，使其保持活性并可重复使用
总结词
细胞工程的应用包括制备单克隆抗体、干细胞治疗、 转基因动物和植物的培育等。
详细描述
制备单克隆抗体是细胞工程的重要应用之一，通过杂 交瘤技术将免疫细胞与肿瘤细胞融合，制备出能够产 生单一抗体的杂交瘤细胞。干细胞治疗是利用干细胞 的分化能力，将干细胞移植到病变组织中，以修复和 替代受损的细胞和组织。转基因动物和植物的培育是 通过基因转移技术，将外源基因导入动物或植物的受 精卵中，培育出具有新性状的转基因动物或植物。
资源环境问题
生物工程在生产过程中可能产生环境 污染和资源浪费问题。
如何应对生物工程的挑战
加强伦理道德规范
制定严格的伦理道德规范，确保生物工程技 术的合理应用。
加强技术监管
建立完善的技术监管体系，防止技术误用或 滥用。
完善知识产权制度
制定合理的知识产权制度，保护创新成果， 促进技术转移转化。
推动可持续发展
04
CATALOGUE
酶工程
酶工程的定义与原理
酶工程的定义
酶工程是利用酶的催化性质 ，通过生物技术手段将原料 转化为有用物质的一门技术 。
酶工程的基本原理
酶是一种具有高效催化能力 的蛋白质，能够在温和的条 件下催化化学反应，具有高 度的专一性和选择性。
什么是生物工程
什么是生物工程
生物工程是一门利用生物学原理和工程技术相结合的学科，旨在应用于生物系
统和生物体的改良、定向进化或合成。
生物工程结合了生物学、化学、物理学、数学、信息技术等多学科的知识，通过对生物系统中基本生物学和工程学原理的研究，开发出新的生物技术和产品，改善人类生活质量，促进医疗保健、农业和环境保护等领域的发展。
在生物工程领域，科学家们利用基因工程技术对生物体进行基因改造，以实现
特定的功能或性状。
基因工程技术能够通过修改或插入特定基因来改变生物体的遗传特性，例如增强植物对病虫害的抵抗力、提高农作物产量、改良家畜品质等。
基因工程技术的应用不仅可以提高农业生产效率，还可以为医学疾病治疗和诊断提供新的途径，如基因治疗、疾病诊断等。
此外，生物工程还包括生物制药工程、生物材料工程、生物信息工程等领域。
生物制药工程是利用生物技术生产药物、血清、疫苗等生物制品的一种工程技术，生物材料工程则关注生物材料的设计、合成和应用，生物信息工程致力于利用信息技术来解决生物学和生物工程中的复杂问题。
总的来说，生物工程作为一门蓬勃发展的学科，已经在各个领域展现出广泛的
应用前景。
通过生物工程技术，我们有望解决医学、农业、环境等领域的难题，为人类社会的可持续发展做出贡献。
在未来，随着技术的不断进步和创新，生物工程必将为人类带来更多的福祉和惊喜。
生物工程的定义
生物工程的定义生物工程是一门涉及生物学、化学、物理学、计算机科学等多个学科的交叉学科，其主要目的是利用现代科技手段对生物体进行改造和利用，以满足人类的需求。
生物工程的应用范围非常广泛，包括医学、农业、环境保护、食品工业等领域。
在医学领域，生物工程的应用主要集中在基因工程、细胞工程和蛋白质工程等方面。
基因工程是指通过改变生物体的基因序列，使其产生新的物质或具有新的性质。
细胞工程则是利用细胞培养技术，将细胞进行改造，使其具有特定的功能。
蛋白质工程则是通过改变蛋白质的结构和功能，使其具有更好的性质和应用价值。
在农业领域，生物工程的应用主要集中在转基因技术和组织培养技术等方面。
转基因技术是指将外源基因导入到植物或动物的基因组中，使其具有新的性状或功能。
组织培养技术则是利用细胞培养技术，将植物或动物的细胞进行培养和繁殖，以获得更多的种苗或幼苗。
在环境保护领域，生物工程的应用主要集中在生物降解技术和生物修复技术等方面。
生物降解技术是指利用微生物等生物体对有机物进行降解和分解，以减少环境污染。
生物修复技术则是利用植物或微生物等生物体对环境中的有害物质进行修复和清除，以恢复环境的自然状态。
在食品工业领域，生物工程的应用主要集中在发酵技术和酶工程等方面。
发酵技术是指利用微生物对食品原料进行发酵，以产生新的物质或改善食品的口感和品质。
酶工程则是利用酶对食品原料进行加工和改良，以提高食品的营养价值和品质。
总的来说，生物工程的应用范围非常广泛，其主要目的是利用现代科技手段对生物体进行改造和利用，以满足人类的需求。
随着科技的不断发展和进步，生物工程的应用前景也越来越广阔，将为人类带来更多的福利和利益。
生物工程的主要内容
生物工程的主要内容一、引言生物工程是一门集生命科学、工程学和技术学于一体的交叉学科，其主要目的是利用生物技术和工程方法来解决生物领域的问题，推动生物科学的发展和应用。
本文将从生物工程的基本概念、研究领域、应用方向等方面介绍其主要内容。
二、基本概念生物工程是一门以生物学为基础，运用工程学的原理和方法来研究和开发生物材料、生物系统及其组件的学科。
生物工程的研究对象包括生物分子、细胞、组织、器官等，通过改变其结构和功能，实现对生物过程的控制和优化。
三、研究领域1. 基因工程基因工程是生物工程的重要分支，主要研究基因的结构、功能和调控等问题。
通过基因工程技术，可以对生物体的基因进行改造和调控，实现对生物体性状的改变和优化。
常见的基因工程技术包括基因克隆、基因转导、基因敲除等。
2. 细胞工程细胞工程是生物工程的另一个重要领域，主要研究细胞的结构、功能和调控等问题。
通过细胞工程技术，可以改变细胞的生理状态、代谢途径和功能表达，实现对细胞的定向培养和应用。
常见的细胞工程技术包括细胞培养、细胞转染、细胞凋亡等。
3. 生物材料工程生物材料工程是生物工程的又一重要领域，主要研究生物材料的合成、改性和应用等问题。
通过生物材料工程技术，可以开发新型生物材料，用于组织工程、药物传递、生物传感等领域。
常见的生物材料工程技术包括纳米材料合成、生物降解材料制备、材料表面改性等。
四、应用方向1. 医学应用生物工程在医学领域的应用非常广泛，可以用于疾病诊断、治疗和预防等方面。
例如，通过基因工程技术可以研发新型药物和疫苗，通过细胞工程技术可以实现组织修复和再生，通过生物材料工程技术可以开发人工器官和组织工程材料。
2. 农业应用生物工程在农业领域的应用主要集中在改良作物品种、提高农产品质量和增加农产品产量等方面。
通过基因工程技术可以改良作物抗病性、抗虫性和逆境适应性，通过细胞工程技术可以实现植物组织培养和快速繁殖，通过生物材料工程技术可以开发新型农药和肥料。
生物工程概念
生物工程概念生物工程是一门综合性的学科，它是将生物学、化学、物理学、工程学等多学科综合应用于生物系统中，通过合理的设计、操作和控制，实现对生物体的改良和利用。
生物工程的目的是对生物体进行基因、细胞、器官、组织和生态系统的改造，以满足人类的需求。
生物工程包括生物制造、微生物学、生物分离和分析、生物反应器设计、分子生物学和生物信息学等领域。
生物工程在现代医药、食品、化工、环保和能源产业等领域中具有重要的应用和发展前景。
生物工程的主要研究内容包括：1. 基因工程基因工程是通过对基因结构的改变和调控，实现对生物体的基因改良和控制。
基因工程的主要研究内容包括克隆、重组DNA技术、基因突变、基因表达与调控、基因治疗等。
基因工程的应用领域包括新药研发、生产生物工艺、家畜养殖等。
2. 蛋白工程蛋白工程是通过基因工程技术，人工合成和改造蛋白质的结构和功能，以生产出具有更优性能和更高效率的蛋白质。
蛋白工程的主要研究内容包括工程酶、重组蛋白的制备与改造、蛋白质结构研究等。
蛋白工程的应用领域包括生物制药、工业酶制备、食品加工等。
3. 细胞工程细胞工程是通过基因工程技术，对生物细胞进行改良和控制，以实现对生物体的定向进化和物质转化。
细胞工程的主要研究内容包括细胞培养、细胞工厂的建立、细胞改良等。
细胞工程的应用领域包括制药、化工、食品、环保和能源等产业。
4. 生物反应器设计生物反应器是生物工程中最重要的实验工具之一，它是一种可以控制生物过程的系统，能够提供合适的条件，使生物体在此过程中表现出最佳的生长和生产性能。
生物反应器设计的主要研究内容包括传质、反应动力学、旋转式生物反应器、膜分离技术等。
生物反应器广泛应用于制药、食品、化工、环保和能源等产业。
5. 生物信息学生物信息学是一门涉及计算机科学、统计学、生物学等多学科的交叉学科，主要研究生物信息的存储、处理、分析和解释。
生物信息学的主要研究内容包括基因组学和蛋白质组学，以及网络分析和系统生物学等。
生物工程(综合性应用学科)
专业学校排名
国外院校排名
国内院校排名
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
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、中国计量大 学、浙江中医药大学、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
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、北京工业大学、北京农学院
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。
生物工程的主要内容
生物工程的主要内容生物工程是一门综合性的学科，涉及到生物学、化学、工程学等多个领域的知识和技术。
其主要内容包括基因工程、酶工程、发酵工程、生物材料与生物医学工程等。
基因工程是生物工程的重要组成部分，它运用生物学、化学和分子生物学的理论和技术，对生物体或生物体的基因进行人为的改造和重组。
其中，基因克隆、DNA重组与修饰、基因组编辑等是基因工程的主要技术手段。
基因工程有着广泛的应用领域，包括农业、医学、环境等。
在农业领域，通过基因工程可以改善作物的抗病性、抗逆性和营养特性；在医学领域，可以生产重组蛋白药物、基因治疗和细胞治疗等；在环境领域，可以应用基因工程技术解决环境污染问题。
酶工程是利用生物体内产生的酶催化反应的特性，通过改造和优化酶的结构和功能，实现对废水处理、食品加工、药物合成等过程的控制和优化。
酶工程的研究内容包括酶的筛选、改造、表达和纯化等。
目前，酶工程已经在多个领域中得到应用，例如生物燃料的生产、酶催化有机合成反应等。
发酵工程是利用微生物进行代谢反应的工程方法。
通过调节培养基的营养成分、环境条件和微生物种类，实现微生物代谢产物的生产与优化。
发酵工程在食品、药物、酒精、生物柴油等领域中应用广泛。
例如，通过发酵工程可以生产出大豆蛋白、乳酸菌饮料、抗生素等产品。
生物材料与生物医学工程是将生物学和工程学的原理应用于材料的开发和生物医学领域的研究。
生物材料的研究涉及到材料的生物相容性、组织工程、生物传感和纳米技术等方面，可以应用于人工关节、医用材料、修复和再生医学等领域。
生物医学工程则是通过工程学的手段设计和开发医疗设备，如人工器官、生物医学传感器、医学成像装置等，用于诊断、治疗和监测。
总之，生物工程作为一门综合性的学科，其主要内容包括基因工程、酶工程、发酵工程和生物材料与生物医学工程等。
这些内容涵盖了生物学、化学和工程学等多个领域的知识和技术，为解决农业、医学、环境等领域的问题提供了新的思路和方法。
生物工程的简介
生物工程的简介一、引言生物工程，也被称为生物技术，是一门应用生物学、化学、工程学等学科原理来设计和制造产品的综合性科学。
它利用微生物、动植物细胞、酶等生物物质，通过生物转化过程，生产出人们所需的工业产品或实现特定目标的技术手段。
本文将详细介绍生物工程的基本概念、应用领域和发展前景。
二、基本概念生物工程主要涉及基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程和蛋白质工程等领域。
这些领域相互交叉，形成了一个完整的生物工程技术体系。
通过基因工程技术，人们可以改良生物的性状，创造新的品种；细胞工程则通过细胞培养和繁殖实现生产；酶工程和发酵工程利用酶和微生物的特性进行物质转化；蛋白质工程则关注蛋白质的结构和功能，以开发新的药物和治疗方法。
三、应用领域生物工程在许多领域都有广泛的应用，包括医药、农业、工业、环保等。
在医药领域，生物工程技术被用于开发新药物、诊断试剂和治疗手段。
在农业领域，基因工程和细胞工程技术可用于改良作物品种，提高产量和抗逆性。
在工业领域，生物工程技术可用于生产食品、化学品、生物材料等。
此外，生物工程在环保领域也有重要应用，如废物处理、污染物降解等。
四、发展前景随着科技的不断发展，生物工程的应用前景越来越广阔。
未来，生物工程技术有望在解决能源危机、粮食短缺、环境污染等方面发挥重要作用。
同时，随着基因编辑技术的发展，如CRISPR-Cas9系统，人们可以更精确地编辑生物基因，为疾病治疗和新品种开发提供更多可能性。
五、面临的挑战尽管生物工程带来了巨大的潜力和机会，但也面临着一些挑战和问题。
首先，生物工程的应用可能对环境和生态系统产生影响，例如基因污染和生态失衡。
因此，在应用生物工程技术时，需要充分考虑其对环境的影响，并采取相应的保护措施。
其次，生物工程的发展也涉及到伦理和法律问题。
例如，基因编辑技术可能会对人类的基因进行修改，这涉及到伦理和道德的考量。
因此，需要制定相应的法律和伦理规范，以确保技术的合理应用和发展。
生物工程与基因改造技术
05
基因改造技术的挑战与前景
伦理道德问题
人类基因编辑的边界
基因改造技术如CRISPR-Cas9等，理论上可以编辑人类胚胎基因，但这种技术应用于哪些基因、何时应用等边界 问题引发伦理争议。
基因优化的道德考量
基因改造技术可能被用于优化人类身体特征，如智力、体力等，这种“设计婴儿”的做法是否符合伦理道德，引 发广泛讨论。
将目的基因插入到载体中，形 成重组DNA分子。
受体细胞转化
将重组DNA分子导入受体细 胞，并使其在受体细胞内复制
和表达。
筛选与鉴定
对转化后的受体细胞进行筛选 和鉴定，确保目的基因成功导
入并表达。
基因改造技术的应用领域
农业
医学
工业
环境
改良农作物性状，提高 产量和抗逆性。
用于基因治疗、药物研 发和疾病模型的建立。
02
基因改造技术基础
基因改造技术的定义与原理
基因改造技术定义
基因改造技术是指通过人工操作 对生物体的基因组进行修饰，以 达到改变其性状或功能的目的。
基因改造技术原理
基因改造技术基于分子生物学和 遗传学原理，通过基因克隆、转 录、表达等手段实现对生物体的 遗传信息的精确调控。
基因改造技术的工具与载体
工具
基因改造技术需要一系列的工具，包括限制性核酸内切酶、DNA连接酶、聚合 酶等，用于切割、连接和转录DNA分子。
载体
载体是基因改造技术中用于将目的基因导入受体细胞的媒介，常用的载体有质 粒、病毒等。
基因改造技术的操作流程
01
02
03
04
目的基因获取
通过基因克隆技术从生物体中 获取目的基因。
载体构建
社会公平与资源分配
生物工程专业认识
生物工程专业认识简介生物工程是一门综合性学科，涉及生物学、化学、工程学等多个学科领域的交叉研究。
其主要目标是通过利用生物技术手段，应用生物学的原理和方法来解决生物学和工程学之间的问题。
专业内容1.概述：生物工程是通过改变生物体内的基因或其表达来实现控制和改进生物体的功能和性能。
其研究包括基因工程、生物材料、细胞工程、酶工程、分子生物学等方面。
2.基因工程：基因工程是生物工程的核心领域之一，主要研究如何通过改变生物体的遗传信息来改变其性状。
例如通过基因重组技术，将外源基因导入到目标生物体中，从而实现特定蛋白质的合成或生物体的特定功能改造。
3.生物材料：生物材料是指通过生物工程手段制造的具有特定功能和性能的材料。
生物材料广泛应用于医学、农业等领域，可用于组织工程、药物传递、生物传感器等。
4.细胞工程：细胞工程主要研究如何通过改变细胞结构、功能和代谢途径来实现对细胞的控制和改造。
细胞工程可应用于药物生产、酶工程等方面。
5.酶工程：酶工程是通过改变酶的结构和功能来实现对酶的改造和优化。
酶工程可应用于食品工业、制药工业等领域，用于生产特定酶以及优化生产过程。
6.分子生物学：分子生物学是生物工程的基础，研究生物体内分子的结构、功能和相互作用。
通过分子生物学研究，可以深入理解生物体的生理、生化过程，为生物工程的应用提供基础。
专业发展与应用1.医学应用：生物工程在医学领域具有广泛应用。
例如通过基因工程技术，可以制造具有特殊功能的药物，用于治疗特定疾病；生物材料在组织工程方面有着重要应用，可用于修复组织和器官。
2.工业应用：生物工程在工业领域也有着重要应用。
例如生物材料可用于食品工业、纺织工业等领域，用于改善产品性能；酶工程可用于制药工业、酿酒工业等领域，用于优化生产过程。
3.环境应用：生物工程在环境保护领域也发挥着重要作用。
例如通过生物降解技术，可以去除废水中的有害物质；通过基因工程技术，可以制造具有吸附污染物能力的植物。
生物工程专业介绍
生物工程专业介绍简介生物工程是一门融合生物学、化学、工程学和计算机科学的交叉学科，致力于应用工程技术解决生物学相关问题。
生物工程的发展旨在改善人类生活质量，推动医药、农业和环境保护等领域的创新。
学科内容基础知识生物工程专业的学科内容主要包括生物学、化学、物理学和工程学等基础知识。
学生将研究生物学中的细胞学、遗传学、分子生物学和生物化学等基础知识，同时也要掌握相关的工程学科知识，如工程设计、过程控制、生产规划和质量管理等。
实验技术生物工程专业的学生需要掌握各种实验技术，如基因工程技术、细胞培养技术、蛋白质纯化技术等。
这些实验技术在生物制药、农业育种和环境保护等领域中起到重要作用。
应用领域生物工程的应用领域广泛，包括但不限于生物医药、农业、食品科学和环境科学等。
生物工程专业的毕业生可以从事药物研发、基因治疗、生物农药研发、食品安全检测和环境污染治理等工作。
就业前景随着生物技术的迅猛发展，生物工程专业的就业前景十分广阔。
生物制药、农业生物技术和环境保护等领域对生物工程专业人才的需求量逐年增加。
毕业生可以选择就业于制药公司、生物技术企业、农业科研单位、环保部门等。
发展趋势生物工程作为一门新兴的学科，其发展前景非常广阔。
未来，随着科技的不断进步，生物工程将在医学、农业和环境领域发挥更大的作用。
而生物工程与人工智能、信息技术的结合也将带来更多创新和机遇。
生物工程专业是一门结合科学和工程的学科，其研究内容丰富多样，未来的发展前景充满潜力。
无论是从事科研工作，还是从事工程实践，都需要具备跨学科的综合知识和实践技能。
通过研究生物工程专业，可以为推动社会的发展和改善人民生活质量做出贡献。
生物工程导论知识要点
生物工程导论知识要点一、概论1.生物工程的概念：利用工程学的方法，将生命科学和技术的研究成果应用于生产实践或达到其他社会目标二、基因工程2.现代生物技术的核心：基因工程3.基因工程的定义：基因工程就是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞（也称宿主细胞或寄主细胞）内，使这个基因能在受体细胞内复制、转录、翻译表达的操作。
基因工程的核心内容是在分子水平上对生物的遗传特性进行有目的的改造。
4.基因工程的基本步骤包括：1.带有目的基因的DNA片段的获取2.目的基因与载体的体外重组3.重组DNA分子导入受体细胞4.含重组体的细胞群体的繁殖扩增5.重组体的筛选6.目的基因的表达5.基因工程的实施的四个基本要素（1）基因（2）载体（3）工具酶（4）受体细胞6.基因工程的类似名称：遗传工程、基因工程、基因操作、重组DNA技术、分子克隆、基因克隆7.工具酶：限制性核酸内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶以及DNA和RNA的一些修饰酶8.II类限制性内切酶的特点1）识别特定的核苷酸序列，其长度一般为4-8个核苷酸，且具回文序列（双轴对称性）2）具有特定的酶切位点，产生特定的酶切末端（专一性）3）没有甲基化修饰酶功能，不需要ATP和SAM作为辅助因子，一般只需要Mg2+9.DNA连接酶：用于将两段乃至数段DNA片段拼接起来的酶。
基因工程中最常用的连接酶是T4DNA连接酶。
它催化DNA 5’磷酸基与3’羟基之间形成磷酸二酯键。
除T4DNA连接酶外，还有大肠杆菌的DNA连接酶，其催化反应基本与T4DNA连接酶相同，只是催化反应需要辅助因子NAD+参与。
10.基因工程载体：用于携带目标基因并使其能在特定细胞中稳定复制的DNA分子11.载体种类：质粒载体、噬菌体载体、病毒载体按功能：克隆载体、表达载体、穿梭载体12.质粒：是能自主复制的双链环状DNA分子，它们在细菌中以独立于染色体之外的方式存在。
（一个质粒就是一个DNA分子，1~200kb）可分为天然质粒和经过人工修饰的质粒载体。
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疫苗
干细胞与组织工程
胚胎干细胞的多能性为发育生物学和医学提供了很多可能的应用，但是 提取干细胞通常会毁坏胚胎，这项研究引发了生物伦理的激烈讨论。 2006年，日本研究人员报告一个能避开人体胚胎干细胞实际与伦理问题。 他们将4个基因（Oct4, Sox2, Klf4 和c-Myc）导入在培养皿中生长的小鼠 尾部细胞，得到了外表和作用与干细胞十分相似的新细胞—iPS细胞（诱
世界上第一次发明了细菌照相法； 第一次发现证明了炭疽热的病原细菌——炭疽杆菌； 第一次提出纯培养技术并设计多种培养基； 第一次发明了蒸汽杀菌法 提出 科赫法则 等等…… 罗伯特· 科赫
发展期（1897年-1953年）
Buchner
（生物化学奠基人）
Fleming 1928年
发现青霉素对 细菌的抑制作 用,青霉素发 现推动微生物 工业化培养技 术猛进
生物工程概论
享学课堂
1.生物工程发展历史
朦胧阶段（9000年前-1676年）
有考古证据证明在公元7000年前， 我们的祖先就开始 酿酒作为饮品。
公元前2300年， 埃及人酿造啤酒 （左图） 其他以微生物发酵为基础的 生产，如发酵乳制品（包括乳 酪、酸奶等）和各种东方食品 如酱油、印尼豆酵饼等同样有 着古老的渊源
发酵工程
基因工程
酶
酶工程 产品
动植物个体或细胞
细胞工程
优良动植物品种
生物工程主要领域之间相互关系示意图
生物工程的特点 [高效性和经济性]： 基因工程应用举例 与医药卫生 （1）生产基因工程药品 ①优点：高质量、低成本 ②举例：胰岛素、干扰素、 乙肝疫苗等 （2）用于环境监测：用DNA探针可检测饮水中病毒的含量 ①方法：使用一 个特定的DNA片段制成探针，与被检测的病毒DNA杂交，从而把病毒检测 出来。 ②特点：快速、灵敏 （3）基因治疗 ①含义：把健康的外源基因导入有基因缺陷的细胞中，达到 治疗疾病的目的。 ②举例：半乳糖血症（病因、研究成果） ③发展前景： 许多遗传病及疑难病症将被人类征服。 细胞工程作为科学研究的一种手段，已经渗入到生物工程的各个方面，成为 必不可少的配套技术。在农林、园艺和医学等领域中，细胞工程正在为人类 做出巨大的贡献。利用细胞工程技术进行作物育种，是迄今人类受益最多的 一个方面。我国在这一领域已达到世界先进水平，以花药单倍体育种途径， 培育出的水稻品种或品系有近百个，小麦有30个左右。其中河南省农科院培 育的小麦新品种，具有抗倒伏、抗锈病、抗白粉病等优良性状。 [清洁和低耗][强调技术设计][可遗传和可扩散] [对人类伦理道德观念有影响]
综合利用
工业酶制剂是重要的大宗发酵产品，也是实现绿色化 学的重要工具。是基因工程、蛋白质工程、发酵工程的融 合。 例如：碱性甘露聚糖酶（水解纤维素）的高表达与产业开发 1
完成高温、酸性 、碱性、以及耐 盐碱的甘露聚糖 酶、纤维素酶、 淀粉酶、葡萄糖 苷酶等多种极端 酶产生菌的分离 ，获得146株极 端微生物；
组织工程皮肤获得 产品注册证书
防钙化生物瓣膜获 得国家生产批号
基因工程
转基因植物
我国建立了水稻高效规模化的转基因技术的 体系，形成年转化5000个基因的技术能力， 并已经对上千个基因进行了转化和功能分析， 构建了面向全国的开放平台。 我国转基因水稻涉及抗虫、抗病、抗逆、品 质、养分高效利用和高产等，在国际顶级学 术刊物上发表数篇重要科技论文。
Watson和Crick （分子生物学奠基人）
20世纪70年代 推动生命科 学的发展促 进许多重大 理论问题的 突破
基因工程 的发展
工程菌的构 建更促进了 生物工程发 展
人类基因 组计划
人类基因组计划
人类基因组包括分布于46条染色体的 30 000-35 000个基因。
人类基因组计划最终目的是测定基因组全部序列，弄清整个 基因组的结构、功能以及表达产物，彻底了解人类生命活动的本 质。它具有非常重大的意义，推动了整个生命科学的发展。
生物工程 细胞工程
基因工程
综合性应用
发酵工程
酶工程
生物反 应器工程
生物工程，一般认为是以生物学(特别是其中的微生物学、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。
2
克隆表达30余个 极端工业酶基因 ，完成18个极端 酶的纯化与表征 ；阐述了极端酶 的结构位点和适 应机制；
3
甘露聚糖酶和乳 糖酶在酵母中高 效表达，建成生 产示范装置；
上海交通大学发现了新型结肠癌术后转移、复发 的分子标记物—IMP3，对血样本直接检测，通过 对癌细胞的捕获计数，能够实现对患者预后的评 估。
酶工程
清华大学与湖南海纳百川生物 工程有限公司合作，建成了 全球套酶法工业化生产生物柴 油装置，运行结果表示该酶法 新工艺在经济上与目前的化学 工艺相比具有很强的竞争力。
发酵反应器工程
菱花和阜丰集团采用绿色制造新技术发酵生产谷氨酸，并 自主研发了一种新型大型的谷氨酸发酵罐，将产率提高了0.5%， 且降低了能耗和设备成本。
我国人口众多，水稻是主要的粮食， 而水稻病虫害是未来粮食安全问题 的重大隐患。
研制了“华恢1号”和“Bt汕优63” 高抗多种虫害，在整个水稻种植季 节中可以基本不打农药，较非抗虫 水稻增产6%~12%。
利用修饰豌豆胰蛋白酶抑制剂基因SCK，研制出 的抗虫水稻及其配制的杂交稻组合Ⅱ优科丰6号 对二化螟、三化螟和稻纵卷叶螟等鳞翅目害虫的 抗虫效率不低于95%，且表现明显的增产效果。
Avery 1944年
肺炎球菌转化实 验，确定DNA是 遗传物质
1897年
无细胞酵母菌 “酒化酶”推翻 巴斯德胚种学说
生物工程发 展的里程碑： 进入生化水 平研究阶段
标志着分子生 物学的形成
生化工程的发展
1946~1948年
最佳溶氧条件对生物发酵产业（青霉素 的发酵）起了极大的促进作用。
Elmer L. Gaden 生化工程之父
导性多功能干细胞）。
2008年，科学家们用基因技术彻底消除细胞的发育“记忆”，从而使其 回到原始胚胎状态，这就是细胞重编程（reprogramming cell），被 Science杂志评为2008年十大科学进展之首。
我国干细胞研究于2009年在iPS细胞（研究、重大疾病干细胞治疗 技术与产品研发等领域取得了多项学术界广泛认可的重大成果。
东南大学研制的纳米生物器件可以快速的检测 肝癌、肺癌、白血病敏感和白细胞耐药等细胞， 有望实现癌症的早期诊断。
生物工程的主要领域
生命 科学
生物 工程 主要 领域
工程 科学
发酵 工程
基 因 工 程
主要服
细胞 工程
酶 工程
务领域
人类 健康
工农 业
资 源
能 源
环 境
生物工程的学科基础及主要领域
微生物
工程菌
发酵工程
现代啤酒的发酵生产工艺
纯培养厌氧分批 补料发酵技术
分批补料发酵生产乳酸， 使得乳酸的发酵水平达 200g/L，光学纯度达97.4% 可满足聚乳酸的生产需要；
生物高分子材料生产
绿色可降解环保型聚 乳酸树脂具有环境友 好型的优势，并能够 胜任大部分合成塑料； 建成一条我国第一， 世界第二的年产5000t 绿色可降解环保型聚 乳酸树脂工业示范线， 收率达到理论收率的 90%，分子量大于10 万。
转基因动物
抗蓝耳病（猪繁殖与呼吸综合症PRRS）转基因猪
抗CD20单克隆抗体是治疗B淋巴细胞瘤的特效药，价格 昂贵，一个疗程需要1.6万美元。
世界首批抗CD20单克隆抗体转基因牛 中国农业大学培养的转基因牛产抗CD20单克隆抗体达到 2g/L,能够大大降低药物价格，为此类癌症患者带来福音。
从生物质到生物柴油 北京化工大学开发的酶法发酵生 产生物柴油已在秦皇岛和上海实 现了生物柴油的万吨级产业化； 生物酶法生产生物柴油产业化装置
iPS细胞在生物和医学领域 具有广泛的应用前景，但 是iPS细胞是否真的拥有与 胚胎干细胞一样的全能性 还未被证实。中国科学院 研究所首次利用iPS细胞通 过四倍体囊胚注射得到存 活并具有繁殖能力的小鼠 “小小”，并于12月8日入 选了《时代周刊》公布的 通过四倍体囊胚注射得到存活 2009年十大医学突破。 《时代周刊》公布的2009 并具有繁殖能力的小鼠“小小” 年十大医学突破。
我国肥料资源十分匮乏， 例如：再过20年中高品 位磷矿开采殆尽； 化肥肥效易下降且会造 成大量氮、磷污染地下水。
生物肥料提供氮素， 转化难溶磷钾，促 进作物生长； 生物肥料环境友好。
生物肥料关键技术突破： • 生物肥料高效菌种资源库的不断充实； • 突破秸秆快速腐熟技术； • 高密度发酵工业； • 生物肥料高效载体研究的突破。
初步发展（1676-1861年）
Edward Jenner 首创接种牛 痘预防天花，是免疫学发 展的代表，但当时解释不 了其机制。 列文虎克发明显微镜
奠定阶段（1861-1897年） 彻底否定了“自然发生学说”； 证实细菌能利用糖和铵合成蛋白质； 杰 出 贡 献 “工业微生物学之父” “生物工程之父” 证实了发酵是由细菌引起的； 在免疫学上提出预防接种; 提出巴氏消毒法等等……
2006年6月26日克林顿宣布人类基因组草图绘制完成
人类基因组研究结论
1. 基因数量少得惊人 2. 人类基因组中存在“热点”和大片“荒漠”更高
人类基因组研究结果更为现代刑侦破案，人 类疫苗开发提供了有力的依据。
2. 我国生物工程技术进展
生物燃料
目前生物法生产乙烯新增产值5.76亿，新增利润7654万 元乙烯的生物炼制技术的成熟促使一系列大宗化学用品的 生物法的发展。