生物化工 分子生物學

【專家解說】：生物化工是生物學、化學、工程學等多學科組成的交叉學科，研究有生物體或生物活性物質參與的過程中的基本理論和工程技術。它是一級學科“化學工程與技術”中的一個重要分支和重點發(fā)展的二級學科，在生物技術產業(yè)化過程中起著關鍵作用。 生物化工是一門以實驗研究為基礎、理論和工程應用并重，綜合遺傳工程、細胞工程、酶工程與工程技術理論，通過工程研究、過程設計、操作的優(yōu)化與控制，實現生物過程的目標產物。因此它在生物技術中有著重要地位。本學科也是生物技術的一個重要組成部分，將為解決人類所面臨的資源、能源、食品、健康和環(huán)境等重大問題起到積極的作用。 生物化工學科起始于第二次世界大戰(zhàn)時期，以抗生素的深層發(fā)酵和大規(guī)模生產技術的研究為標志。20世紀60年代末至80年代中期，精基因技術、生物催化與轉比技術、動植物細胞培養(yǎng)技術、新型生物反應器和新型生物分離技術等開發(fā)和研究的成功，使本學科進入了新的發(fā)展時期，學科體系逐步完善。20世紀后期，隨著以基因工程為代表的高新技術的迅速崛起，為本學科的進一步發(fā)展開辟了新領域。 [編輯本段]二、培養(yǎng)目標 1．博士學位應具有堅實寬廣的生物化工的理論基礎、實驗知識和廣闊的學術視野，對本學科及化學、生物學和化學工程等相關學科的某些領域的現狀、發(fā)展趨勢和研究前沿具有系統深入的了解，能熟練掌握、運用本學科的理論分析方法、實驗研究方法以及計算機技術，具有創(chuàng)造性地。獨立地從事本學科領域的科學研究的能力。至少掌握一門外國語，能熟練地閱讀本專業(yè)的外文資料，具有一定的寫作能力和進行國際學術交流的能力。能勝任高等院校、科研院所、企業(yè)和其它單位的教學、科研或技術管理工作。 2．碩士學位應具有系統的生物化工的理論基礎、實驗知識。了解本學科及化學、生物學和化學工程等相關學科某些領域的現狀和發(fā)展趨勢。掌握本學科的現代實驗技能、研究方法和計算機技術，具備生物化工方面的科學研究能力。較為熟練地掌握一門外國語，能閱讀本專業(yè)的外文資料。能承擔高等院校、科研院所、企業(yè)和其它單位的教學、科研和技術管理工作。 [編輯本段]三、業(yè)務范圍 1．學科研究范圍 生物化工學科的主要研究方向包括生物反應和反應器工程、生物分離工程、生物加工工藝、動植物細胞培養(yǎng)工程、生物過程檢測與控制、生物制藥工程等。 2．課程設置 （1）博士學位 基礎理論課 高等應用數學。 專業(yè)課 生物化工前沿，其他相關學科課程。 （2）碩士學位 基礎理論課 應用數學，計算機技術，細胞生理與遺傳學，高等生物化學，傳遞現象。 專業(yè)課 生物反應及反應器理論，生物分離工程，生化過程技術經濟；根據具體研究方向設置的課程。 [編輯本段]四、主要相關學科 除化學工程與技術一級學科中其池二級學科外，還有以下相關學科：生物學、化學、藥學、環(huán)境科學與工程、植物保護和農業(yè)資源應用、控制科學和工程．以及食品科學、發(fā)酵工程學等。 [編輯本段]五、我國發(fā)展生物化工能前景廣闊 生物能源一直是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統中占有重要地位。有關專家估計，生物質能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統的組成部分，到下世紀中葉，采用新技術生產的各種生物質替代燃料將占全球總能耗的40%以上。 當前，能源緊張和環(huán)保問題日益成為制約我國經濟可持續(xù)發(fā)展的主要瓶頸，迫切需要建構一個穩(wěn)定、經濟、清潔和安全的能源供應體系。因此，補充替代能源的選擇勢在必行。 全世界每年通過光合作用生成的生物質能約為50億噸，其中僅1%用作能源，但它已為全球提供了14%的能源。生物質能利用主要包括生物質能發(fā)電和生物燃料。生物質能發(fā)電方面，主要是直接燃燒發(fā)電和利用先進的小型燃氣輪機聯合循環(huán)發(fā)電。生物燃料是指通過生物資源生產的石油替代能源，包括生物乙醇、生物柴油、ETBE(乙基叔丁基醚)、生物氣體、生物甲醇與生物二甲醚。 目前，國外的生物質能技術和裝置多已實現了規(guī)?；a業(yè)經營。美國、瑞典和奧地利生物質轉化為高品位能源利用方面已具有相當可觀的規(guī)模，分別占該國一次能源消耗量的4%、16%和10%。 目前，生物質能利用技術主要有直接燃燒、生物化學轉化和熱化學轉化三大類。目前許多農村地區(qū)普遍采用爐灶燃燒，而鍋爐燃燒熱效率較高，熱電聯產時可達90%以上。生物化學轉化主要指以厭氧發(fā)酵和生物酶技術為主，將工業(yè)有機廢液和人畜糞便等非固體生物質分解為沼氣；而生物酶技術是把生物質生化轉化為乙醇。 生物質能與傳統化石能源相比具有可再生性、低污染性、分布廣泛性和儲量豐富的特點。生物質屬可再生資源，通過植物的光合作用可以再生，與風能、太陽能等同屬可再生能源，資源豐富，可保證能源的永續(xù)利用。生物質的硫含量、氮含量低，燃燒過程中生成的SOX、NOX較少，因而可有效地減輕溫室效應。生物質能儲量豐富，根據專家家估算，地球陸地每年生產1000-1250億噸生物質；海洋年生產500億噸生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量，相當于目前世界總能耗的10倍。