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合成生物学_合成生物学本科专业

美考君

2024-10-29

来源：52艺考网

合成生物学（Synthetic Biology）是中国普通高等学校本科专业。该专业的修业年限是四年。

合成生物学是一门综合性科学，它结合了生物学、工程学、化学、信息学和物理学等多个学科的原理和技术，旨在设计和构建新的生物部件（如酶、遗传回路、细胞等）、生物系统和生物机器。这一领域的核心目标是创建具有预定功能的生物体或生物系统，以及重新设计现有的自然生物体，以实现特定的应用目标。

学科门类：工学

专业类别：生物工程类

开设时间：2020年

中文名称：合成生物学

外文名称：Synthetic Biology

专业代码：083003（T）

修业年限：四年

授予学位：工学学士

专业层次：本科

2020年2月21日，《教育部关于公布2019年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》（教高函〔2020〕2号），公布“2019年度普通高等学校本科专业备案和审批结果”的“新增审批本科专业名单”有新专业“合成生物学专业”。

专业介绍

合成生物学（Synthetic Biology）‌是生物科学在21世纪出现的一个分支学科，由Hobom B.于1980年提出。与传统生物学通过解剖生命体研究其内在构造不同，合成生物学从最基本的要素开始，逐步建立人工生物系统，让它们像电路一样运行。合成生物学成为继“DNA双螺旋结构”、“基因组技术”之后的第三次生物科技革命。

合成生物学是一门科学，致力于“编程”活的细胞，让它们完成我们所需要的任务。你可以把它想象成一门生物版的工程学，就像工程师可以设计和制造机器，合成生物学家也可以设计和制造新的生物系统。合成生物学的核心是通过重新排列和编辑 DNA 中的“指令”，来创建新的功能和特性。

这个过程首先涉及基因合成，类似于用化学方法“打印”出 DNA 序列，然后把它们拼接在一起。这样，我们可以从零开始构建我们所需的基因，这些基因就像是生命的“代码”，控制着细胞的行为。其次，合成生物学还包括基因电路设计，这就像给细胞安装了一个“电路板”，通过设计基因的开关和连接方式，控制细胞在特定条件下执行特定功能。这种方法可以让细胞响应环境变化，比如发光或生产特定的化学物质。

此外，代谢途径工程是合成生物学的另一重要部分。这就像优化一条生产线，通过调整细胞内的化学反应路径，让它们高效地制造出所需的产品。例如，我们可以改造酵母，使其能够生产药物青蒿素，这种方法比传统提取方法更快捷、更便宜。

合成生物学分类及优势

目前，按照合成方式可以分为基于细胞的合成生物学和无细胞合成生物学。

基于细胞的合成生物学是在细胞内进行生物合成途径的组装，利用底盘细胞来合成目标产物，包括天然微生物的筛选和诱变育种、重组工程细/菌株改造等；无细胞合成生物学是在细胞外通过程序设计实现基因转录和蛋白质翻译，无需活细胞参与，反应体系细胞提取物体系，纯化体系及多酶体系等三类。

相比于传统化学合成，合成生物学具备产品成本低、反应条件温和、对环境污染较小等明显的产业优势，有望推动下一场制造业革命，如替代原有制造路线（化学合成或者天然提取），提高生产效率和经济效益；创造新产品包括疗效更好的药品、性能优越的化学品或材料等；实现可持续的“循环”生产模式，使用可再生生物质原料，显著减少对化石燃料的依赖。

培养目标

培养适应社会主义现代化建设需要、德智体美全面发展，具备良好职业道德，具备合成生物技术基本理论和专业知识，并能分析和解决重大环保、能源、生物医药、信息、轻工、食品、和军工等应用领域的工程问题的能力，具有创新精神、和较好的国际交流能力的高级工程技术人才。

该专业旨在培养基础理论深厚、专业知识扎实、研究能力、实践能力和终身学习能力突出的复合型创新人才。学生将通过专业学习能够胜任在生物医药、生物监测、生物农业、生物材料、生物能源、生物信息和生物环保等领域的科研和实际应用工作。

核心课程

合成生物学、生物化学、有机合成化学、代谢工程、生物信息学、化学生物学、基因工程、生物制药工程、环境生物技术，能源生物技术等，以及相关实验。

核心课程包括合成生物学导论、基因工程、人工细胞工厂、生物信息学、合成基因组学、生物技术前沿、生物化学、微生物学、代谢工程、分子生物学、生物分离工程和能源合成生物学等。

发展前景

发展趋势

未来，合成生物学将在科学研究和工业应用中展现出无限可能。在科学研究方面，个性化医疗、合成生命形式和生物计算等方向将取得突破，推动基础生物学的进步。在工业应用中，合成生物学将促进绿色制造和个性化生物产品的开发，支持环境修复和新材料的创新。此外，通过设计和优化生物系统，合成生物学有望提升全球粮食安全和应对气候变化带来的挑战。

应用服务

合成生物学的重要性体现在以下几个方面：

医疗健康：合成生物学可以用于开发新型疫苗、生物药物和治疗方法，为治疗遗传性疾病、癌症和传染病等提供新的策略。

生物制造：通过合成生物学技术，可以构建微生物细胞工厂，生产化学品、生物燃料和生物材料，推动可持续工业生产和减少环境污染。

农业发展：合成生物学可以用于培育耐旱、抗病虫害、营养丰富的转基因作物，提高农业生产效率和食品安全。

环境修复：合成生物学有助于开发能够处理污染物和修复环境的生物系统，如利用微生物降解塑料和石油泄漏造成的污染。

科学研究：合成生物学为生物学基础研究提供了新的工具和方法，推动了对生命本质和复杂生物系统的理解。

经济发展：合成生物学的商业应用有助于创造新的经济增长点，促进高科技产业的发展和就业机会的增加。

开设院校