专业篇丨生物工程类：时代显学
用知识改变阶层
写在前面
在这个世界上，只有我们，我们人类，能够反抗自私的复制基因的暴政。
——理查德·道金斯《自私的基因》
这一讲我们介绍生物工程类专业。说到生物工程，人们自然而然就会联想到基因工程、基因编码、靶向药、癌症特效药，以及流行病特效药和疫苗等高精尖的工程技术；生物工程所属的生命科学是21世纪最有可能产生有重大发现的专业之一，加之近年的诺贝尔奖得主的研究方向均向生命科学方向倾斜，生物工程在科学殿堂里愈发熠熠生辉。
然而现实则十分幻灭——本科生的知识储备是无法接触到上述高精尖的工作的。而且，生物工程专业本科生就业情况很不乐观，50%的本科毕业生选择继续深造，这也是在本专业内相比于其他工作较好的归宿。
作为一级学科的生物工程大类，可分为生物工程和生物制药两个具体专业。生物工程，即以微生物学、遗传学、生物化学和细胞学等生物学理论为基础，结合机械、化工和计算机等现代工程技术，完成改造物种，满足人类需求的专业。具体又可分为五个研究方向：遗传工程（基因工程）、细胞工程、微生物学工程（发酵工程）、酶工程（生化工程）和生物反应器工程。而生物制药则主要从事医药产品开发生产等工作。
从课程层面看，生物工程与生物制药绝大部分相同，都大致包含以下核心课程：
生物化学。生物化学主要研究生物体的分子组成结构与功能、物质代谢与调节、遗传信息的传递与调控，以及其在生命活动中的作用。它所涉及的内容不仅是学习生物学领域其他课程最重要的基础，在学生今后的科学研究中，生物化学的知识可以直接用来设计实验方案，解释获得的实验数据，从而得出相应的科学结论。该课程中会介绍很多专业名词，这些名词我们在去医院做抽血化验时会常常看到。从学习难度层面讲，该课程难度较小，主要依靠记忆即可通过考试。该课程一般作为考研的专业课进行考察，因而重要性较高。
微生物学。微生物学需要一定基础，一般是在学过生物化学之后才会学习该课程。该课程主要介绍了微生物的种类、构造与功能、微生物的代谢生长与控制、微生物的遗传和变异，以及微生物的用途。课程的难度较小，没有太多需要理解的地方。
生化工程。该课程是化学工程与生物科学两个学科的交叉，因此需要生物化学和微生物学的知识储备作为基础。课程主要讲述了生物生化反应的相关内容，课程中会使用计算机作为辅助工具，计算微生物生长及发酵反应的数学模型。该课程难度适中，有许多地方需要深入理解。
发酵工程原理与技术。该课程主要讲述了微生物的代谢调节和发酵规律，解释了影响发酵过程的各种因素，培养学生分析发酵过程的思维能力和计算能力。该课程涉及到多个学科，而且理论性和实践性都很强，可以缩短基础理论与生产实践的距离。学好该课程可以提高动手能力、更好地运用理论知识分析解决工程实际问题。
基因工程技术与原理。该课程主要介绍了基因克隆和DNA分析的技术原理，以及基因工程技术在多个领域的应用。现在转基因植物已经非常普遍，可以满足人们不同需求，克隆动物技术也比较成熟。基因工程在将来大有用武之地，如克隆出人体器官，以消除人体对异物的免疫作用等等，因此值得深入学习。该课程学习难度较小，简单了解即可。
蛋白质工程。该课程主要介绍蛋白质工程的基本理论和研究方法，以及蛋白质工程的应用，以便为将来的学习和工作奠定理论和实践基础。该课程学习难度较小，大部分内容只需做到详细了解即可。
代谢工程与合成生物学。该课程系统地介绍了代谢工程与合成生物学两门课程的内在联系。学习该课程可以详细了解新生产物（例如：酶分子、基因环路，甚至生命）的研究流程及策略。该课程涉及的知识面很广，但大多数只需了解，学习难度较小。
细胞与分子生物学。该课程会讲述细胞的组成结构，与高中生物的内容差不多，所以学习难度不大，但每部分结构都会讲得非常详尽。此外，还会讲述一些生物工程方面的新技术，如：胚胎干细胞、基因测序等内容。这些新技术看上去很高大上，但是本科生一般无法真正接触到这些新兴技术。
生物分离技术。该课程主要讲述了动植物和微生物的分离提纯技术理论，因为分离技术要不断进行工艺改进及优化，该课程还同时培养学生的创新能力。其学习难度较小，凭借记忆通过考试难度不大。
上述课程主要是理论课程。生物工程类属于工科门类，做实验是本专业同学非常重要的基本功。在本科阶段，一方面，可以跟着老师做课程中的实验；另一方面，也可以申请师兄师姐的实验助手，以学习实验经验、积累实验数据，为毕业论文做准备。
生物工程类专业学习的课程很多，所学知识的系统性也很强，所以要想学好生物工程类专业，需要经常泡图书馆，逐渐积累专业知识。同时，还可以多参加一些竞赛，获得含金量高的名次和证书，无论将来是读研继续深造还是工作，这些都将成为重要的筹码。此外，计算机与数学也是生物工程类的重要课程。
应用方面，生物工程类专业主要与医学药品和食品打交道。我们生活中经常接触到的食物都是经过发酵的，比如葡萄酒、啤酒以及中国本土的白酒。此外，药品、疫苗和治疗糖尿病的人工合成胰岛素等医药产品均需要生物工程专业领域的人才进行研发生产。
值得一提的是，生物工程类与生物医学工程类是有区别的，二者分别是不同的一级学科。生物医学工程类专业主要与医学仪器打交道，比如研究制造医院中的CT和B超，以及这次为治疗新冠肺炎病人而使用的呼吸机等设备。先进的仪器设备首先需要满足医学功能和需求，因此精密医学设备的设计制造与机械、自动化等传统工科分不开，这是生物医学工程类专业区别于生物工程类专业的特点。
以下是教育部阳光高考信息平台对生物工程、生物制药专业的官方解析：
网址链接：
https://gaokao.chsi.com.cn/zyk/zybk/specialityDetail.action?specialityId=73384828
网址链接：
https://gaokao.chsi.com.cn/zyk/zybk/specialityDetail.action?specialityId=164210703
要点总结：
1. 生物工程类一级学科可具体分为生物工程与生物制药两个专业，两个专业都将学习生物和化学等相关理学知识；
2. 生物工程类专业属于工科，与实验密不可分，大量实验也是大学期间学习的重点；
3. 生物工程类与生物医学工程类并不相同，生物医学工程类专业更偏向于医疗仪器与设备的研究。
下期预告：
下一讲，我们将介绍化工与制药类一级学科下的制药工程专业。我们下一讲见。