生物化工作为过程工程学科的重要分支,其研究体系融合了生物学、化学工程学、分子生物学等多学科交叉知识。中科院过程工程研究所近年来在生物制造、合成生物学和绿色化学等领域持续深化研究,考博复习需重点把握以下核心内容。代谢工程方向重点涉及代谢通量分析、代谢通路重构技术,建议系统学习《生物工程原理》(张伟民主编)第三章与《代谢工程导论》(李继承著)第五章,关注动态平衡模型与稳态优化算法在工业菌株改造中的应用。生物催化领域需深入理解酶定向进化(参考《酶工程》第三版第四章)与固定化技术(重点研究《生物催化剂设计与应用》中的连续流固定化体系),特别是手性催化不对称合成在药物中间体制备中的创新案例。
发酵工程部分要掌握分批发酵动力学(以《工业发酵过程优化》第二章为例)与过程强化技术,重点分析连续发酵中溶氧调控与代谢流耦合机制。基因工程方面需熟练运用CRISPR-Cas9在代谢途径重构中的精准编辑策略,结合《基因工程与生物技术》第七章案例,理解多基因协同表达调控网络构建。研究方法学应涵盖13C代谢组学(参考《代谢组学技术原理与应用》)、生物信息学分析(重点掌握KEGG与MetaCyc数据库)及过程系统建模(推荐《化工过程模拟与优化》中的AspenPlus应用实例)。
考博真题常涉及前沿交叉领域,如人工智能辅助的酶分子设计(需关注《Nature Biotechnology》2022年AI预测酶活性研究进展),生物炼制耦合电化学系统(参考《绿色化学工程》第四章)以及合成生物学回路组装技术(重点分析《合成生物学:方法与应用》中的模块化设计原则)。建议考生建立"基础理论-技术方法-产业应用"三维知识框架,通过研读《生物制造前沿技术》等专著掌握最新研究动态,同时关注《Bioresource Technology》《Biotechnology and Bioengineering》等顶刊近三年高被引论文。实验设计能力需重点训练代谢工程菌株构建(包括质粒载体筛选与基因表达验证)与生物反应器中试放大(需掌握规模效应分析模型)。跨学科能力考核常涉及生物-化学耦合过程的热力学分析(推荐《化工热力学》第四章)与生命周期评价(LCA)方法在生物基材料开发中的应用。