生物工程学

学科

又称生物工艺学或生物技术。应用生物学和工程学的原理，对生物材料、生物所特有的功能，定向地组建成具有特定性状的生物新品种的综合性的科学技术。生物工程学是70年代初，在分子生物学、细胞生物学等的基础上发展起来的，包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程等，他们互相联系，其中以基因工程为基础。

注解

生物工程学亦称生物技术或生物工艺学。尚无一致公认的定义和内容范围。一般认为，作为一门应用科学，生物工程学是应用生物科学和工程学的原理，通过加工生物和生物加工来为人类社会服务的综合性科学技术体系。

义

biological engineering， biotechnology，bioengineering

研究方向

在狭义上，指将工程知识应用于生物学领域内，利用生物体的机能生产物质，以提供商品为人类服务的一项技术。生物工程学是70年代初，在分子生物学、细胞生物学等的基础上发展起来的，包括基因工程、细胞工程、酶工程和发酵工程四个技术体系（或再包括生化工程、蛋白质工程，称六大技术体系）。上述技术体系相互依赖、相辅相成，以基因工程为主导，形成了DNA重组技术、细胞融合技术、细胞大量培养技术、生物反应器技术，酶及蛋白质的人工修饰改造和人工合成技术，非基因操作型的生物体直接利用技术等领域。

在广义上，凡以生物为对象的一般工程学，包括介于生物学、医学与工程学之间的医学工程学，人造器官、假肢等生物医学工程学，人类工程学，仿生学以及这些学科中对生物体进行的结构和功能的工程学分析，均属生物工程学的范畴。生物工程学是70年代初在分子生物学、分子遗传学和细胞生物学基础上发展起来的一门新学科。在解决全人类所面临的能源危机、粮食紧缺、环境污染和疑难病症的诊断治疗中已发挥重大作用。人们将其与能源科学、信息科学与材料科学并称为第四次产业革命的“四大技术”。有关研究

医学上通过生物工程可以生产出大量廉价的防治人类疾病的药物，如入胰岛素、干扰素、生长激素、乙型肝炎疫苗等。生物工程在食品、轻工中的应用面也很广。1983年美国用生物工程生产的用于制作饮料的高果糖浆的年产量达600万吨，从而使蔗糖的消耗量减少一半。采用生物工程技术，使育种工作发生了很大变化，如把抗病基因转移到烟草中去，已培育出防止害虫的烟草新品种；把低等生物根瘤菌的固氮基因转移到高等作物的细胞中，使之能自己制造氮肥，也取得了一定成果，以及转基因动物开发乳腺生物反应器、禽类输卵管生物反应器等。世界各国对生物工程十分重视，我国也把生物工程列为重点发展的科研项目之一。生物工程学的研究将对人类的生产方式和生活方式产生巨大的影响。

发展

21世纪系统生物科学与工程的发展，2003年美国贝克莱大学J.Keasling成立了世界上第一家合成生物学系 -系统生物学基础的遗传工程，采用酵母细胞表达天然植物药箐篙素分子，实现工程微生物代谢工程制药，并开展植物光合作用代谢路径的研发。同时许多计算机、微电子技术、纳米化学、医学工程科学家与工程师转入生物工程的研发，采用计算机软件辅助设计技术、人工合成全基因乃至基因组技术，将细胞作为计算机来进行重新设计，因而进入了合成生物技术时代。中国曾邦哲（曾杰）在中科院《转基因动物通讯》1994年6月发表“论系统生物工程范畴”的文章，宣称21世纪是系统生物科学与系统生物工程的时代，将计算机科学与生命科学从理论到技术的整合，将基因工程与细胞仿生工程结合，并于2002年提出细胞计算机模型（cell automatics, the bio-computer, genbrain biosystem network 2002）。系统生物技术整合了生物纳米技术、生物计算技术，开始走向生物工程人工设计生命系统的生物医学应用，并将带来细胞制药厂和细胞生物分子计算机的产业化，2007年英国皇家工程院士R.I.Kitney称“系统生物学与合成生物学偶合，将产生第3次工业革命”，欧美科技机构有称基因工程、转基因动物与分子生物技术时代已经转向了合成生物学、系统生物工程时代，2008年开始，国际国内的系统生物工程（systems bioengineering, systems biological engineering）研究机构纷纷建立了起来。

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