教授带你“逛“专业

专业名称:生物工程

专业导游:化学工程与生物工程学院张林教授


 

Q1:生物工程专业的学习(研究)对象是什么?

生物工程的学习和研究对象从微观的生物分子(如氨基酸、蛋白质、核酸等),到微生物的个体或群体(如细胞、细菌、病毒等);再到复杂的生命个体(如动物、植物和人);直到宏观的生态环境(如生态修复、环境生物工程等)。既有利用现代分子生物技术和基因工程对生物分子和生物体的改造,例如利用分子级别的基因通过一系列生物工程技术手段培育出克隆羊“多利”和克隆猴“中中”“华华”这样的生命体;也有利用工程技术将生物科学的发现变成产品,最经典的实例是青霉素的生产。在青霉素发现之初,大规模制备很困难,其昂贵的价格让普通人难以承受,正是生物工程的知识解决了青霉素大规模制备过程的各种问题,包括大规模液体发酵、产物的高效分离与纯化等等,使青霉素成为我们生活中最常用的重要抗生素之一。

从传统领域看,生物工程产品涵盖了我们的衣食住行,举例来说:衣——牛仔裤制造过程中的水洗工艺利用的是纤维素酶;食——味精、酒、面包等都是通过微生物发酵而来的;住——皮革制品等的生产都需要用到生物工程的相关知识;行——燃料乙醇、燃料丁醇、生物柴油都得益于生物工程的进步。从现代发展成果看,主要的抗肿瘤药物、各种疫苗、基因芯片,利用生物法将木质纤维素等废弃物制备成各种有价值的物质等都离不开生物工程的知识。近年来,更有通过对细胞进行改造,利用细胞的代谢活动制备我们所需要产品的“细胞工厂”的概念。

总之,学生需要以人类生物产品需求为导向,通过学习生物学、化学、物理学和工程学的理论与方法,系统性地设计、优化和改造生物体系与功能,着重解决生命科学研究成果在产业化过程中所面临的技术与工程问题,将生命科学的研究发现转化为实际产品或过程和系统,以满足社会的需要。

Q2:生物工程专业本科核心课程有哪些?

生物工程专业本科核心课程有:生物化学、有机化学、分子生物学与基因工程、工业微生物学、合成生物学、酶(蛋白质)工程、生物反应工程、生物分离工程、过程工程原理。

Q3:学生物工程专业的学生需要具备什么特质?

生物工程涉及很多产品的制备,其工艺流程和设备是重要的学习和研究内容,因此需要学生具有良好的形象思维能力。工艺设计包括很多细节问题需要考虑,因此希望学生的个性相对沉稳细致一些。很多工程问题需要有良好的数学功底,其涉及的应用基础研究需要学生思维活跃,有创新意识。另外,工程科学研究的是系统科学问题,涉及的学科和知识点比较复杂,工程的完成需要合作与分工,因此无论是在学习过程中还是未来就业后都需要学生具备良好的团队合作精神。

Q4:在生物工程专业学习过程中,有可能遇到的困难是什么?

学生在过去一直接受的是基础科学教育,容易混淆生物科学和生物工程这两个专业,对工程问题和工程概念的认识不够深刻,往往只注意生物科学基础知识的学习,忽视对工程设计能力的培养。另外,在针对工程问题时,学生容易把生物工程与化学工程混为一谈,忽视了化学工程与生物工程的研究对象不同,化学工程的应用体系是无生命的化学物质,而生物工程的研究对象更为特殊、体系更为复杂。

Q5:社会上是否存在对生物工程专业的理解误区?

生物产业是朝阳产业,很多大型制药、能源和环境公司都属于生物工程领域。目前,社会上对生物工程专业还有一定的认识误区,认为其毕业学生的就业存在一定的困难。实际上,造成“就业难”认识误区的主要原因是生物产业作为新兴产业,前些年很多办学条件不够好的高校大量扩招,学生的培养质量不过关,导致短时间内毕业学生超出行业需求,或者就业后难以满足行业要求,加上媒体对就业的过度报道使得生物工程专业“就业难”这个问题被放大。近年来,随着专业的调整,学生就业难的现象已经完全得到了改善。浙江大学生物工程专业办学早、知名度高,毕业学生在行业内的评价高,不存在就业难的问题。

Q6:现实中有哪些问题需要通过生物工程专业的人才来解决?

随着社会的发展和进步,环境、资源、能源、疾病和效率是当前困扰我们的最大问题,生物工程的很多知识和方法在未来解决这些问题中都将发挥重要的作用。例如,利用工程菌来解决突发的环境污染问题;利用秸秆等生物质为原料解决资源短缺问题并生产清洁的生物能源;各种抗癌药物的规模化制备;采用生物工程的手段低成本、低能耗地制备各种常见的化学产品;等等。

Q7:生物工程专业的毕业生,主要面向哪些行业就业?

制药、食品、环境、能源、日化、生物医学等行业是生物工程专业毕业生的主要就业方向。根据统计,本专业的本科毕业生超过50%选择继续深造,其中约一半出国,另一半留在国内高校或科研院所。就业学生中很多是在国际知名的大企业工作,近些年有相当数量的毕业学生被默沙东、拜耳、宝洁、欧莱雅等公司录用。

 

生物工程吸引我的——

  

生物技术已经发展到一个相当高的水平了,如何利用生物技术的成果造福于民是生物工程的重要任务,因此在工作中看着新的生物产品从实验室走向普通民众是让我最感快乐的事情。此外,利用生物工程的技术制备产品具有环境友好的特点,不会对环境造成很大的破坏,其过程遵循自然法则和自然规则,通常都是利用生物质作为原料,利用微生物、酶、细胞等生物催化剂进行绿色加工得到目标产品。这个特点是吸引我从事这个行业的最主要原因。未来,随着化石资源的日趋枯竭,以生物质为原料,以生物工程为主要方法的绿色制造业将成为未来解决我们资源与能源短缺的重要途径。

我校生物工程专业有“工业生物催化国家地方联合工程实验室”、“工业生物催化浙江省工程实验室”等国家和省部级的研究平台;有国家精品视频公开课“生物工程导论”,并已经在“爱课程网”上线;有省级精品课程“生物反应工程”;既有面向基础研究的“973”计划项目,也有直接面向应用的“863”计划项目。这些资源为培养学生的各种综合素质提供了有力的保障。

——张林教授

记得高考选专业的时候,因为酷爱生物,非常希望未来能够从事与其相关的行业。转眼,我进入生物工程这个细分领域已经十多个年头了。我很欣慰,在浙大的生物工程专业,我系统地学习了一个合格工程师所需具备的数理化及工程基础,培养了自己的思辨精神和终身学习的习惯;并有机会在生物工程这个分支持续探索,聚焦于生物设计这个交叉领域,以生物工程为核心,将工程、科学、医学、设计和艺术有机地结合在一起。从现在到未来,将是生物工程的时代——最火爆的CRISPR基因编辑技术、最有前景的生物质清洁能源技术、最实用的人造组织医用技术,都是生物工程的范畴。我相信,你我将一起见证生物工程改造世界。

——2002级本科生王文

冲着“21世纪是生物学的世纪”这句话,当年我毅然选择了生物工程专业。入学的时候,老师们就跟我们说生物工程专业是生物、化学和工程学相交叉的学科,与我们生活中的衣食住行医都有着密切的关系。毕业后,同学们大多选择继续深造,逐渐分散到生物工程相关的各个领域,包括生物材料、环保微生物工程、生物能源、生物医药等。本科阶段的专业学习为我们从事相关行业打下了扎实的基础,生工所团结奋进的氛围也让我们受益良多。现在我虽然在药学院继续从事科研工作,但也跟我们的生物工程专业密不可分。生物工程相关的产业近些年也得到了快速的发展,祝愿生物工程专业的未来越来越美好!

——2003级本科生周展

生物工程是一个基础性很强、覆盖面很广的专业。其吸引人之处就在于,这个专业不仅对逻辑思维能力和动手能力有严格训练,还提供了扎实而综合的知识背景。当初在了解到生物工程专业的课程设置时,我就发现,它既包含了生命科学最重要的基础知识,又囊括了实践中所需的工程背景。因此学生毕业后,无论是在公司就业,还是在学术界从事科研,都会有很好的发展。而且生物工程专业的研究领域十分广泛,包括药物筛选和输送、基因改造、酶催化反应、分离技术等许多当今世界热门的研究方向。在今后的工作中运用所学知识,解决上述重大的科学问题是十分令人神往的一件事。所以,我选择了生物工程作为本科专业。

——2008级本科生黄懿可

生物工程是融合工程学和尖端生命科学以发展新技术为人类带来福祉的学科,涉及能源、环境、农业、医学、药学等诸多领域,要求学生既要有工程师的实验操作能力,又要有生物学家的逻辑思维能力和探索精神。近几年的学习让我了解到生物工程是目前发展最为迅速的前沿学科之一,已经广泛深入人们的日常生活之中:新型生物材料以及生物能源正致力于解决全世界共同面临的环境污染和能源短缺,基因工程应用于农业让无数人免于饥饿,生物制药及新兴生物技术使诊断并治愈不治之症成为可能,可以说生物工程对于我们的生活已如空气一样不可缺少,而且本专业众多的发展方向使得我在毕业之后有充分的选择余地,能让自身有更长远的发展,所以我选择生物工程专业进行学习。

                                                      ——2014级本科生王佳峰