生物工程專業(yè)可以分為如下幾個(gè)研究方向:細(xì)胞工程,酶工程,基因工程,發(fā)酵工程,生物反應(yīng)器工程。
細(xì)胞工程是生物工程的重要內(nèi)容,它是以細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)為理論基礎(chǔ),將人類預(yù)先設(shè)計(jì)好的改造方法,在細(xì)胞水平上進(jìn)行細(xì)胞改造和大規(guī)模細(xì)胞培養(yǎng),獲得人類需要的生物產(chǎn)品。其中涉及細(xì)胞融合,細(xì)胞培養(yǎng)等技術(shù)。
又稱DNA重組技術(shù),以分子生物學(xué)和生物遺傳學(xué)為基礎(chǔ),利用現(xiàn)代基因生物學(xué)技術(shù),將不同來源的基因序列整合到一個(gè)生物體遺傳物質(zhì)中,以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品。
又稱蛋白質(zhì)工程,是指利用酶能加快化學(xué)反應(yīng)速率的催化特性,創(chuàng)造適應(yīng)的反應(yīng)條件,在反應(yīng)器中催化生物反應(yīng),使之生產(chǎn)出人類需要的生物產(chǎn)品。它包括酶制劑的制備,酶的固定化,酶的修飾與改造及酶反應(yīng)器等方面。
利用微生物的生物學(xué)特性(如酵母菌發(fā)酵制啤酒、面包;乳酸菌發(fā)酵制奶酪、酸奶;真菌大規(guī)模生產(chǎn)青霉素),為人類生產(chǎn)有用的生物學(xué)產(chǎn)品,或者將微生物作為工業(yè)生產(chǎn)的參與者,調(diào)控者。發(fā)酵工程的內(nèi)容包括菌種的選育、培養(yǎng)基的配制、滅菌、擴(kuò)大培養(yǎng)和接種、發(fā)酵過程和產(chǎn)品的分離提純等方面。
生物反應(yīng)器是生物工程中的一種重要設(shè)備,不同的生物反應(yīng)需要不同的生物反應(yīng)器,一個(gè)好的生物反應(yīng)器對(duì)工業(yè)生產(chǎn)有巨大的幫助,生物反應(yīng)器工程旨在研究各種生物反應(yīng)的特性及各種生物反應(yīng)器的特性,建立二者之間的關(guān)系,如其結(jié)構(gòu)和操作方式、操作條件對(duì)細(xì)胞形態(tài)、生長(zhǎng)、產(chǎn)物形成的關(guān)系。它與生物反應(yīng)工程結(jié)合,共同解決各種生物反應(yīng)的最佳生物反應(yīng)器、最佳操作條件的選擇問題。

徐洵
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海洋生物工程專家,中國(guó)工程院院士,自然資源部第三海洋研究所研究員、博士生導(dǎo)師。徐洵首次將基因技術(shù)應(yīng)用于海洋環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域,解決了海洋病毒污染快速檢測(cè)的難題 。

楊勝利
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生物技術(shù)專家,中國(guó)工程院院士,中國(guó)科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院研究員、博士生導(dǎo)師,中國(guó)科學(xué)院合成生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)委員會(huì)主任 。楊勝利長(zhǎng)期從事于基因工程在酶、發(fā)酵和制藥工業(yè)中的應(yīng)用研究和開發(fā)。
任職院校 :貴州大學(xué)Guizhou University

李校堃
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微生物與生物技術(shù)藥學(xué)專家,中國(guó)工程院院士、教授、博士生導(dǎo)師,溫州醫(yī)科大學(xué)黨委副書記、校長(zhǎng)、藥學(xué)學(xué)科帶頭人,基因工程藥物國(guó)家工程研究中心首席專家,中國(guó)殘疾人聯(lián)合會(huì)第八屆主席團(tuán)副主席(兼),溫州醫(yī)科大學(xué)中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院名譽(yù)院長(zhǎng)。

管華詩
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中國(guó)工程院院士,中國(guó)海洋大學(xué)校務(wù)委員會(huì)名譽(yù)主席、學(xué)術(shù)委員會(huì)主任,教授、博士生導(dǎo)師,國(guó)家海洋藥物工程技術(shù)研究中心主任,青島海洋生物醫(yī)藥研究院院長(zhǎng)。
任職院校 :中國(guó)海洋大學(xué)Ocean University of China

王曉東
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任職院校:浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院。博士,浙江大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究所研究員、博士生導(dǎo)師。2011年4月博士畢業(yè)于德國(guó)馬克斯?普朗克精神病學(xué)研究所/慕尼黑大學(xué)生物學(xué)專業(yè);2011年5月至2012年11月于德國(guó)馬克斯?普朗克精神病學(xué)研究所繼續(xù)從事博士后研究;2013年1月至2013年10月于北京大學(xué)第六醫(yī)院開展研究工作,任助理研究員、副研究員;2013年11月加盟浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院。
任職院校 :浙江大學(xué)Zhejiang University

施一公
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清華大學(xué)生物系任教。1967年5月5日出生于河南省鄭州市,1989年畢業(yè)于清華大學(xué),1995年在美國(guó)約翰霍普金斯大學(xué)獲博士學(xué)位。中國(guó)科學(xué)院院士、結(jié)構(gòu)生物學(xué)家、清華大學(xué)教授?,F(xiàn)任中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)第九屆全國(guó)委員會(huì)副主席,清華大學(xué)副校長(zhǎng)。[2] 主要從事細(xì)胞凋亡及膜蛋白兩個(gè)領(lǐng)域的研究。在Smad對(duì)TGF-?的調(diào)控機(jī)理、磷酸酶PP2A的結(jié)構(gòu)生物學(xué)方面做出過有國(guó)際影響的工作。曾獲國(guó)際賽克勒生物物理學(xué)獎(jiǎng)、香港求是科技基金會(huì)杰出科學(xué)家獎(jiǎng)、談家楨生命科學(xué)終身成就獎(jiǎng)、瑞典皇家科學(xué)院頒發(fā)的2014年度愛明諾夫獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。美國(guó)藝術(shù)與科學(xué)院院士、美國(guó)國(guó)家科學(xué)院外籍院士、歐洲分子生物學(xué)組織外籍成員。
任職院校 :清華大學(xué)Tsinghua University

李明定
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美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)任教,博士,現(xiàn)任浙大“千人計(jì)劃”國(guó)家特聘教授,博導(dǎo)。主要工作經(jīng)歷及職務(wù)包括美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)助理教授;美國(guó)田納西大學(xué)助理教授、副教授和終身教授;美國(guó)德克薩斯大學(xué)圣安東尼奧健康科學(xué)研究中心副教授及終身教授,藥物成癮基因組學(xué)和生物信息學(xué)部主任
任職院校 :浙江大學(xué)Zhejiang University
生物反應(yīng)工程 是一門以生物學(xué)、化學(xué)、工程學(xué)、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)等多學(xué)科為基礎(chǔ)的交叉學(xué)科,它以生物反應(yīng)動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ),將傳遞過程原理、設(shè)備工程學(xué)、過程動(dòng)態(tài)學(xué)及最優(yōu)化原理等化學(xué)工程學(xué)方法與生物反應(yīng)過程的反應(yīng)特性方面的知識(shí)相結(jié)合,進(jìn)行生物反應(yīng)過程分析與開發(fā),以及生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、操作和控制等。生物反應(yīng)工程主要研究生物反應(yīng)過程中帶有共性的工程技術(shù)問題。本課程為生物工程專業(yè)本科生的專業(yè)必修課。
微生物遺傳育種即菌種改良,是運(yùn)用遺傳學(xué)原理和技術(shù)對(duì)某種具有特定生產(chǎn)目的的菌株進(jìn)行改造,去除不良性質(zhì),增加有益新性狀,以提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量的一種育種方法,使我們獲得所需要的高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)和低耗的菌種,其目的是改良菌種的特性,使其符合工業(yè)生產(chǎn)的要求。微生物遺傳育種是生物技術(shù)專業(yè)一門應(yīng)用性很強(qiáng)的限選課。以微生物的遺傳變異為基礎(chǔ),講述微生物菌種的選育和菌種的優(yōu)化。
細(xì)胞工程指以細(xì)胞為對(duì)象,應(yīng)用生命科學(xué)理論,借助工程學(xué)原理與技術(shù),有目的地利用或改造生物遺傳性狀,以獲得特定的細(xì)胞、組織產(chǎn)品或新型物種的一門綜合性科學(xué)技術(shù)。細(xì)胞工程是現(xiàn)代生物工程與生物技術(shù)的重要組成部分,在醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、能源、環(huán)境等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
酶工程就是將酶或者微生物細(xì)胞,動(dòng)植物細(xì)胞,細(xì)胞器等在一定的生物反應(yīng)裝置中,利用酶所具有的生物催化功能,借助工程手段將相應(yīng)的原料轉(zhuǎn)化成有用物質(zhì)并應(yīng)用于社會(huì)生活的一門科學(xué)技術(shù)。該課程程是生物工程專業(yè)的一門重要課程,其作用是為該專業(yè)在專業(yè)課方面提供必要的酶工程的基本理論知識(shí)和實(shí)際運(yùn)用酶技術(shù)的能力。
該課程是生物工程專業(yè)必修的專業(yè)主干課程,它是生物工程中最重要的課程之一,它以分子遺傳學(xué)理論為基礎(chǔ),以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段而建立起來的一門技術(shù)學(xué)科?;蚬こ叹褪窃谏矬w外,通過對(duì)DNA分子進(jìn)行人工剪切和拼接,對(duì)生物的基因進(jìn)行改造和重新組合,然后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行無性繁殖,使重組基因在受體細(xì)胞內(nèi)表達(dá),產(chǎn)生出人類所需要的基因產(chǎn)物或定向的創(chuàng)造生物的新性狀,使之穩(wěn)定地遺傳給子代。
《分子細(xì)胞生物學(xué)》是研究核酸等生物大分子的功能、形態(tài)結(jié)構(gòu)特征及其重要性和規(guī)律性的科學(xué),是生命科學(xué)的帶頭學(xué)科,已滲透到包括醫(yī)學(xué)在內(nèi)的生命科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域,帶動(dòng)了各基礎(chǔ)學(xué)科的全面發(fā)展。通過課程的學(xué)習(xí),應(yīng)掌握核酸的基本結(jié)構(gòu)、功能、遺傳信息的傳遞、基因表達(dá)與調(diào)控的一般規(guī)律、基因與發(fā)育等;了解分子生物學(xué)研究方法、核酸與人類健康、基因組與基因組計(jì)劃;了解分子生物學(xué)發(fā)展方向與最新進(jìn)展及熱點(diǎn)問題,為將來從事生命科學(xué)的基因工程相關(guān)研究工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。分子生物學(xué)的主要先修課為生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳學(xué)等課程,并為后續(xù)的基因工程等課程的學(xué)習(xí)打下良好基礎(chǔ)。
分子生物學(xué)是研究核酸、蛋白質(zhì)等所有生物大分子的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特征及其重要性、規(guī)律性和相互關(guān)系的科學(xué)。它是人類從分子水平上真正揭開生物世界的奧秘,由被動(dòng)地適應(yīng)自然界轉(zhuǎn)向主動(dòng)地改造和重組自然界的基礎(chǔ)科學(xué)。
分子生物學(xué)是當(dāng)代生物學(xué)研究的主題之一,是發(fā)展最迅速,最具活力和生氣的領(lǐng)域,特別是近年來隨著分子生物學(xué)研究技術(shù)的發(fā)展,分子生物學(xué)的研究更是得到了迅猛發(fā)展。而且,它與遺傳學(xué)、生物化學(xué)等其它學(xué)科互相滲透,互相推動(dòng)。掌握分子生物學(xué)的基本原理和技術(shù)對(duì)于學(xué)習(xí)遺傳學(xué)、生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)等其它學(xué)科是非常重要的。
該課程主要講解遺傳信息的分子傳遞及表達(dá),分別對(duì)染色體結(jié)構(gòu)、DNA的復(fù)制形式與特點(diǎn)、DNA的轉(zhuǎn)座、遺傳密碼的破譯、蛋白質(zhì)的合成和運(yùn)轉(zhuǎn)、基因表達(dá)調(diào)控的原理、癌癥與癌基因活化、免疫缺損病毒(HIV)的分子機(jī)制等現(xiàn)代分子生物學(xué)基本問題作了全面系統(tǒng)的介紹。
微生物學(xué)是一門研究細(xì)菌、真菌和病毒等各類微生物的基礎(chǔ)課程,主要介紹微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)、繁殖方式、營(yíng)養(yǎng)、代謝、生長(zhǎng)特點(diǎn)、遺傳變異,以及傳染與免疫及其在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。
生物化學(xué)是研究生命過程中化學(xué)現(xiàn)象和機(jī)理的基礎(chǔ)課程。主要內(nèi)容包括氨基酸及其基本性質(zhì)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能;核酸分子的結(jié)構(gòu)與功能;糖和脂類的結(jié)構(gòu)和功能;酶的分類、酶反應(yīng)速度動(dòng)力學(xué)和酶的催化機(jī)制;維生素和輔酶以及激素的功能;物質(zhì)的跨膜運(yùn)輸、糖酵解、檸檬酸循環(huán)、三羧酸循環(huán)、電子轉(zhuǎn)移與氧化磷酸化、糖原代謝、脂肪酸代謝、氨基酸代謝途徑等。
生物分離工程是研究生化工業(yè)中生物制品分離和純化的工程技術(shù)學(xué)科,課程主要講授傳質(zhì)與生化分離工程的原理和應(yīng)用,以及生化分離過程中一些主要的分離單元操作和分離工程領(lǐng)域的研究進(jìn)展及其動(dòng)態(tài)
技能與實(shí)驗(yàn)
生化試驗(yàn),分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn),動(dòng)物實(shí)驗(yàn),微生物實(shí)驗(yàn)