生物化学工程及现代生物技术产业化共22页

现代生物技术种类及应用
现代生物技术主要包括基因工程技术、细胞工程技术、蛋白质工程技术、抗体工程技术、生物芯片技术、基因组学、蛋白质组学等。

基因工程技术是指通过人工手段改变生物体的基因组成，可用于基因治疗、基因筛查、转基因植物和转基因动物等领域。

细胞工程技术是利用重组 DNA 技术设计和生产特定的蛋白质，可用于制药业、生命科学研究和生物工程产业。

蛋白质工程技术是通过改变蛋白质结构来改变其功能和性质，可用于生产更高效的药物和酶。

抗体工程技术是针对单克隆抗体进行工程改造，以制备出具有特定效果的抗体，可用于肿瘤治疗、炎症治疗等领域。

生物芯片技术是利用微电子技术将生物化学反应和分离过程集成在微小芯片上，可用于快速检测疾病的基因和蛋白质标志物。

基因组学是指利用高通量测序技术对重要生物体的基因组进行测序和分析。

蛋白质组学是利用复杂的分析技术来研究蛋白质所构成的系统的性状和功能。

现代生物技术在医药、农业、生态环境保护等领域都有广泛的应用和发展前景。

生物化学与生物工程生物化学与生物工程是现代科学领域中两个重要的学科，它们在生物科技和医药领域的发展中起到了关键作用。

本文将从它们的定义、研究内容和应用领域三个方面来探讨生物化学与生物工程的重要性和发展趋势。

一、定义生物化学是研究生物体内生物大分子结构、组成、功能和调控的学科，它是化学和生物学的交叉领域。

通过对生物体内各种生物大分子的分离纯化、结构解析和功能研究，生物化学揭示了生命的基本原理和生物过程的机制。

生物工程是运用生物学、化学和工程学的原理和方法，利用生物体系进行生物大分子或生物体的制备、改造和利用的学科。

生物工程以合成生物学、基因工程和蛋白工程为核心技术，通过改造生物体的基因组、代谢网络和蛋白质表达系统，实现对生物体功能的改良和优化。

二、研究内容生物化学主要研究生物大分子的结构与功能之间的关系，包括蛋白质、核酸、多糖和脂类的结构解析、活性位点的识别和功能调控机制的研究。

生物化学在药物研发、病理机制解析和生物能源开发方面有重要应用，如通过对酶的研究和优化，提高药物疗效和降低副作用。

生物工程主要研究利用生物技术进行生物体的合成和改造，包括基因工程、合成生物学和蛋白工程等领域。

通过对生物体的基因组进行编辑和改写，实现对特定代谢途径和产物的优化和增强。

同时，通过合成生物学的方法，构建人工生物体系，实现对生化反应和产物的精确控制和生产。

三、应用领域生物化学和生物工程的应用广泛涉及医药、农业、环境和能源等多个领域。

在医药领域，生物化学和生物工程为新药研发提供了技术支持。

手段包括蛋白质工程、抗体工程和基因治疗等，可以合成和改造药物分子，提高药物的效力和使用安全性。

此外，通过基因工程技术，研制出多种重组蛋白，如重组胰岛素、重组血液凝块酶等，用于临床治疗。

在农业领域，生物化学和生物工程可以改良作物品质和抗逆性。

通过基因编辑技术和转基因技术，可以提高作物的耐病性、耐逆性和产量。

同时，生物化学的研究也为植物病原微生物的防控提供了新的思路和策略。

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生物化工简介 １．　定义　１．１　生物化学（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）　：用化学的原理和方法，研究生命现象的学科。

通　过研究生物体的化学组成、代谢、营养、酶功能、遗传信息传递、生物膜、细胞　结构及分子病等阐明生命现象。

　１．２　生物技术（Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）　：应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对　生物或生物的成分进行改造和利用的技术。

现代生物技术综合分子生物学、生物　化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机　等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。

　１．３　生物化工（Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）是生物学、化学、工程学等多学科组成　的交叉学科，研究有生物体或生物活性物质参与的过程中的基本理论和工程技　术。

它是一级学科“化学工程与技术”中的一个重要分支和重点发展的二级学科，　在生物技术产业化过程中起着关键作用。

　生物化工学科起始于第二次世界大战时期，　以抗生素的深层发酵和大规模生　产技术的研究为标志。

２０　世纪　６０　年代末至　８０　年代中期，精基因技术、生物催　化与转比技术、动植物细胞培养技术、新型生物反应器和新型生物分离技术等开　发和研究的成功，使本学科进入了新的发展时期，学科体系逐步完善。

２０　世纪　后期，随着以基因工程为代表的高新技术的迅速崛起，为本学科的进一步发展开　辟了新领域。

２　生物化工的特点　生物化工是生物学技术和化学工程技术相互融合的新型学科，它以生物来源　的物质为原料，通过生物活性物质为催化剂使其转化，或用其他生物技术进行制　备、纯化，从而得到我们预期的产品。

　目前世界面临着粮食、环境和能源三大危机，这也是制约各国发展的瓶颈。

　生物化工的任务不仅是要把生命科学上游技术的发展转化为实际的产品以满足　社会需要，而且在创造新物质、新材料、设计新过程、生产新产品、创建新产业　中也将起到关键作用，对可持续发展将做出巨大贡献。

生物化学与生物技术生物化学与生物技术是现代生物科学领域中重要的学科，它们紧密相关但又各自独立。

本文将对生物化学和生物技术进行介绍和探讨。

一、生物化学生物化学是研究生物体内生物分子的结构、组成、功能和代谢等方面的科学。

生物化学的主要研究对象包括蛋白质、核酸、多糖和生物膜等生物分子，以及其在生物体内的相互作用和调控。

1. 蛋白质蛋白质是生物体内非常重要的生物分子，它们是由氨基酸组成的。

生物化学研究揭示了蛋白质的结构与功能之间的关系，从而使我们更好地理解了生物体内各种生理过程的发生机制。

2. 核酸核酸是生物体内存储遗传信息的分子，包括DNA和RNA。

生物化学的研究使我们对DNA与RNA的结构和功能有了更全面的认识，使得我们能够深入探究基因的遗传规律以及基因的表达调控。

3. 代谢代谢是生物体内发生的化学反应的总和，包括合成代谢和分解代谢两个方面。

生物化学的研究揭示了生物体内各种代谢途径的机制，从而深化了我们对生命活动的认识。

二、生物技术生物技术是一门利用生物体和生物分子进行实验和应用的技术。

它利用生物体的自然特性和生物分子的特异性以及科学家对其认识的深入，创造出许多在医药、农业、环境保护等领域具有重大影响的新技术。

1. 基因工程基因工程是生物技术中最重要的分支之一。

它通过改造和重组生物体的基因，创造出了许多在农业和医药领域具有巨大潜力的新型生物体和药物。

2. 发酵工程发酵工程利用微生物的发酵能力来生产生物制品，比如酒精、乳酸、抗生素等。

它为食品工业、制药工业等提供了高效、低成本的生产方法。

3. 细胞培养技术细胞培养技术是通过体外培养细胞来研究细胞生物学、制备生物制品等的技术。

它在医学研究、疫苗制备、组织工程等方面发挥着重要作用。

生物化学与生物技术的交叉和融合带来了许多重要的科学成果和技术突破。

它们对于解决人类面临的食品安全、环境保护、疾病治疗等问题具有重大意义。

综上所述，生物化学和生物技术都是生物科学领域中不可或缺的学科，它们在深化对于生物体内生物分子的认识、解决实际问题等方面具有重要意义。

生物化学工程的发展现状与未来趋势分析近年来，生物化学工程领域呈现出蓬勃发展的势头，其在医药、食品、环境等各个领域的应用得到了广泛关注。

本文将对生物化学工程的发展现状进行分析，并探讨其未来的趋势。

一、生物化学工程的发展现状生物化学工程作为一门交叉学科，涵盖了生物学、化学、工程学等多个学科的知识。

随着科技的不断进步，生物化学工程在基础研究和应用方面都取得了重要突破。

首先，在基础研究方面，生物化学工程在分子生物学、基因工程等领域的进展十分显著。

通过利用生物体重组技术，可以对人类基因进行调控和修饰，从而提高药物的疗效和安全性。

此外，生物化学工程还在蛋白质工程、酶工程等方面做出了重要贡献，为生物制药和食品工业的发展提供了有力支持。

其次，在应用方面，生物化学工程有着广泛的应用领域。

例如，在医药领域，生物化学工程可以应用于生产生物药物，如抗体药物、重组蛋白等，为疾病的治疗提供了新的方向。

在食品领域，生物化学工程可以用于食品添加剂的研发，提高食品的安全性和品质。

此外，生物化学工程还可以应用于环境保护领域，利用微生物技术对废水和废气进行处理，实现资源的回收利用。

二、生物化学工程的未来趋势随着生物技术的快速发展，生物化学工程在未来将迎来更广阔的发展空间。

首先，随着基因组学和蛋白质组学的研究深入，个性化医疗将成为生物化学工程的重要方向。

通过对个体基因组的分析，可以实现针对性的治疗和药物设计，提高治疗效果和降低药物副作用。

同时，基于蛋白质组学的研究也能为疾病的早期诊断提供新的手段。

其次，生物化学工程在农业领域的应用将得到进一步拓展。

通过基因编辑和转基因技术，可以增加作物的抗病性和耐逆性，提高农作物产量和品质。

此外，利用生物技术改良畜禽的育种方法，也能提高畜禽养殖的效益和环境友好性。

最后，在能源领域，生物化学工程将扮演重要角色。

利用生物质能转化技术，可以将农作物秸秆等有机废弃物转化为生物燃料和生物化学品，实现资源和能源的可持续利用。

生物技术科技名词定义中文名称：生物技术英文名称：biotechnology定义：应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。

现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。

所属学科：生物化学与分子生物学（一级学科）；方法与技术（二级学科）本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片生物技术概念图生物技术（biotechnology）也译成生物工程，生物学研究与应用的技术方面，包括，基因工程、细胞工程、发酵工程和酶工程，现代生物技术发展到高通量组学（omics）芯片技术、基因与基因组人工设计与合成生物学等系统生物技术。

目录生物技术的定义业务培养要求生物技术毕业生主干学科主要课程主要实践性教学环节修业年限授予学位生物技术的定义业务培养要求生物技术毕业生主干学科主要课程主要实践性教学环节修业年限授予学位•生物技术与信息技术的关系•生物技术及应用专业•报考“生物技术”专业•生物技术的现代技术•生物技术的应用和前景展开编辑本段生物技术的定义生物技术[1]生物技术（biotechnology），有时也称生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。

生物技术是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品来为社会服务的技术。

它主要包括发酵技术和现代生物技术。

因此，生物技术是一门新兴的，综合性的学科。

编辑本段业务培养要求细胞工程[2]本专业学生主要学习生物技术方面的基本理论、基本知识，受到应用基础研究和技术开发方面的科学思维和科学实验训练，具有较好的科学素养及初步的教学、研究、开发与管理的基本能力。

生物技术是现代生物学发展及其与相关学科交差融和的产物，其核心是以DNA重组技术为中心的基因工程，还包括微生物工程、生化工程、细胞工程及生物制品等领域。

神奇的生物化工1、什么是生物化工生物化学工程（又叫生化工程或生物化工）是化学工程与生物技术相结合的产物，是利用生物技术(酶、微生物、细胞及细胞组织)结合化学工程原理进行化学品的加工生产过程，是生物技术的重要分支。

2、生物化工的特点：②要以可再生资源作原料；③反应条件温和，多为常温、常压、能耗低、选择性好、效率高的生产过程；④环境污染较少；⑤投资较小；⑥生产目前不能生产的或用化学法生产较困难的性能优异的产品。

3、发展现状目前全球已拥有年销售额大于10亿美元的生物技术产品数10个。

到本世纪末，全球生物化工工业产品销售额可达1伽X〕亿美元。

仅美国从事生物技术制品生产的公司约1300多家，其中较大的生物制药公司有225家，年工业投资达350亿美元。

90年代初，日本生物技术产业总产值占国民经济总值的5%以上，计划至2005年，生物技术创造的产值将是国民经济总产值的10%左右。

生物化工是生物技术产业化的关键，目前生物技术主要在医药、农业及保健食品领域，但是生物化工在化学品的制备中发展是最快的，每年以18%的速度发展，许多过去以化学法生产的化学品如丙烯酞胺等都开始采用生物法生产，可见生物化工在化学工业中的重要作用。

4、发展中存在的问题（1）上游技术中,研究细胞构建技术,提高加工技术效率和扩大其实用性的方法,其中包括基因工程构建技术菌种、筛选和变异等。

（2)大规模细胞培养的工程学。

（3)生物反应器及过程检测与控制技术,主要是大规模细胞培养及酶反应过程的工业装置及测控技术。

5、发展前景与趋势在生物化工的今后发展中学科交叉是发展趋势,生物化工与生命科学、能源及环境科学的交叉将使其更加欣欣向荣,尤其生物化工与生命科学的交叉,是当今生物化工领域的前沿学科,今后十年以生物制药为引领的生物化工工业是生物技术中实现产业化经济的领域。

利用生物技术发展绿色化学工业、开发新能源、实现环境保护,关系到人类的可持续发展,是最潜力的工业。

生物化学的发展生物化学是研究生物体内化学成分及其相互作用的学科，是化学与生物学的交叉学科。

本文将从生物化学的起源，发展历程以及对现代生物科学的贡献等方面进行探讨。

1. 生物化学的起源生物化学的起源可以追溯到古代，当时人们对生物体的化学成分和化学反应已有初步认识。

然而，真正的生物化学学科的诞生可以追溯到19世纪末和20世纪初。

当时，研究者开始发现生物体内存在着许多特殊的化学物质，如蛋白质、核酸、碳水化合物等，并开始关注这些分子在生物系统中的功能和相互作用。

2. 生物化学的发展历程生物化学的发展历程可以概括为以下几个关键阶段：2.1 早期研究早期的生物化学研究主要集中在对生物体中大分子物质的分析和纯化上。

通过将细胞和组织进行破碎和提取，研究者们成功地分离出了许多重要的生物大分子，从而奠定了后续生物化学研究的基础。

2.2 酶的研究和酶动力学的兴起20世纪初，对酶的研究成为了生物化学的热点。

研究者们发现酶是生物体内许多代谢反应的催化剂，同时还提出了酶动力学的概念。

这一发现推动了生物化学研究向更深层次的方向发展，并为后来对代谢通路和能量转化的研究奠定了基础。

2.3 分子生物学的兴起20世纪50年代和60年代，分子生物学的兴起推动了生物化学的快速发展。

DNA的发现与结构、RNA的功能和蛋白质的合成等问题开始成为研究的热点。

分子生物学的方法和技术为生物化学研究提供了强有力的工具。

2.4 基因工程和蛋白质工程的发展20世纪末，基因工程和蛋白质工程的发展推动了生物化学的新一轮突破。

通过基因重组技术，人们可以精确地合成和改造基因，从而生产出各种重要的蛋白质和生物制品。

这一技术的发展使得生物化学在科学研究和产业应用上都有了巨大的进步。

3. 生物化学对现代生物科学的贡献生物化学的发展对现代生物科学做出了许多重要的贡献，主要包括：3.1 揭示生命的分子基础生物化学的研究揭示了生命现象的分子基础，从分子水平解释了生物学现象。

现代生物技术概论作业名词解释：1.酶工程:是酶学和工程学相互渗透结合形成的一门新的技术科学。

从应用目的出发研究酶，在一定的生物反应装置中利用酶的催化性质，将相应原料转化成有用的物质。

2. 分批发酵:是指在一个密闭系统内投入有限数量的营养物质后，接入少量的微生物菌种进行培养，使微生物生长繁殖，在特定的条件下只完成一个生长周期的微生物培养方法。

3. 细胞工程:是指应用细胞生物学和分子生物学的原理和方法，通过细胞水平或细胞器水平上的操作，按人们的意愿来改变细胞内的遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。

4. 单克隆抗体:将产生抗体的淋巴细胞与肿瘤细胞融合所形成的称为单克隆抗体。

5.细胞融合:细胞融合（cell fusion）又称细胞杂交（cell hybridization），是指两个或两个以上的细胞融合形成一个细胞的过程6.原代培养:是指直接从有机体获得的组织或将其分散成细胞后开始的培养。

7.核移植：利用显微操作技术将细胞核与细胞质分离，然后再将不同来源的核与质重组，形成杂种细胞。

8. 生物技术：生物技术（biotechnology），也称生物工程(bioengineering)，是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其他基础学科的科学原理，利用生物体或其体系或他们的衍生物来制造人类所需要的各种产品或达到某种目的的一门新兴的综合性的学科。

9.PCR：聚合酶链式反应（polymerase chain reaction, PCR），也称为DNA扩增，PCR技术的原理并不复杂，实质为体内DNA复制的体外模拟。

当双链DNA变性为单链后，DNA聚合酶以单链DNA为模板，并利用反应混合物的四种dNTPs，以与模板互补的核苷酸为引物，合成新生的DNA互补链。

10.cDNA文库：某种生物基因组转录的全部mRNA经反转录产生的各种cNDA片段分别与克隆载体重组，贮存在一种受体菌克隆子群体之中，这样的群体称为cDNA文库。

目录第一节现代生物技术的形成与发展 (2)一、现代生物技术的定义 (2)二、现代生物技术的主要内容 (2)三、生物技术的形成与发展 (3)第二节医药生物技术与生物技术药物 (4)一、生物药物与生物技术药物的范畴 (4)二、生物技术药物的分类 (6)三、目前主要的生物技术药物 (6)四、生物技术药物的应用举例 (8)1、重组人红细胞生成素 (8)2、白介素-2(白细胞介素-2) (8)3、干扰素 (9)4、乙肝疫苗 (10)第三节生物技术药物的研究发展趋势 (11)一、生物技术药物的发展已进入蛋白质工程药物的新时期 (11)二、新的高效表达系统的研究与应用 (12)三、将基因组研究成果转化为生物技术新药的研究与开发 (12)四、研究与开发生物技术药物的新剂型 (14)第一节现代生物技术的形成与发展一、现代生物技术的定义生物技术又称生物工程，是利用生物有机体（动物、植物和微生物）或其组成部分（包括器官、组织、细胞或细胞器等）发展各种生物新产品或新工艺的一种技术体系。

生物技术一般包括基因工程（含蛋白质工程），细胞工程，发酵工程和酶工程。

其中以基因工程为核心以及具备基因工程和细胞工程内涵的发酵工程和酶工程才被称为现代生物技术，这样以示与传统的生物技术相区别。

二、现代生物技术的主要内容基因工程主要包括基因的分离、制备、体外剪切、重组、扩增、表达与产物的纯化技术；细胞工程则包括一切生物类型的基本单位――细胞或器官、组织的离体培养、繁殖、再生、融合以及细胞核、细胞质、染色体、线粒体和叶绿体等的移植与改建等操作技术；发酵工程也叫微生物工程，是在最适条件下，对单一菌种进行培养，获取某些生物特定产品的一种生物工艺；酶工程是指酶的工业化生产及其固定化技术以及由酶制剂构成的生物反应器和生物传感器等新技术、新装置的研究应用。

现代生物技术的核心内容是重组DNA技术和单克隆抗体技术。

重组DNA技术的操作过程主要包括：目的基因的获取、基因载体的选择与构建、目的基因与载体的拼接、重组DNA导入受体细胞、筛选并无性繁殖含重组分子的受体细胞、工程菌的大量培养与目的产品蛋白的生产。

生物化学工程生物化学工程，这一融合了生物学和化学原理的学科领域，正在以惊人的速度改变着我们的生活和世界。

简单来说，生物化学工程就是利用生物和化学的知识来解决实际问题、创造有价值的产品和服务。

它不仅仅是在实验室里进行的高深研究，更是与我们的日常生活息息相关。

想象一下，我们每天使用的各种清洁用品、化妆品，其中很多成分都是通过生物化学工程的方法生产出来的。

再比如，医药领域中的很多药物，从常见的感冒药到治疗严重疾病的特效药，其生产过程也离不开生物化学工程的技术支持。

在农业方面，生物化学工程发挥着重要作用。

通过研究生物的代谢过程和化学物质的作用机制，科学家们能够开发出更高效、更环保的农药和化肥。

这些新型的农业化学品能够精准地作用于目标生物，减少对环境的污染，同时提高农作物的产量和质量。

生物化学工程在食品工业中也有广泛的应用。

食品添加剂的研发和生产，食品保鲜技术的改进，以及新型功能性食品的开发，都离不开这一学科的支持。

例如，通过生物技术改良微生物，能够生产出更美味、更健康的发酵食品，如酸奶、酱油等。

生物化学工程的核心在于对生物体内的化学反应和过程的深入理解和操控。

细胞，作为生命的基本单位，其内部进行着无数复杂而精密的化学反应。

生物化学工程师们致力于研究这些反应的机制，找出其中的关键控制点，然后利用各种技术手段来优化和调控这些反应，以实现特定的目标。

为了实现这些目标，生物化学工程师需要掌握一系列的专业知识和技能。

他们不仅要精通化学、生物学、物理学等基础学科，还要熟悉工程学的原理和方法，如化工原理、反应工程、分离工程等。

同时，他们还需要具备良好的实验设计和数据分析能力，能够从大量的实验数据中提取有价值的信息，为进一步的研究和开发提供依据。

在研究和开发过程中，生物化学工程师们常常会用到各种先进的技术和设备。

例如，基因编辑技术可以让他们对生物体的基因进行精准改造，从而赋予生物体新的特性和功能。

生物反应器则可以为细胞和微生物提供适宜的生长环境，实现大规模的生物生产。

生物工程专业介绍Bioengineering生物工程专业研究涉及微生物工程、生化工程、基因工程、细胞工程、发酵工程和工艺及生物制药、环境治理等方面，主要解决工程菌的挑选、细胞的大规模培育、生物大分子的分离、发酵工艺的设计和进程控制和基因工程在发酵、化工、制药、环境生物治理等方面的应用问题，生物工程及其相关产业在新产品的开发、科研功效的转化和产业化进程中具有举足轻重的作用。

培育目标本专业培育具有系统、扎实的生物工程基础理论、基础知识和实践能力，能从事生物工程进程设计、控制、研究和新技术、新工艺开发与应用的高层次工程科技人材和管理人材。

同时也为研究生教育输送合格人材。

课程设置在学习高等数学、化学、物理和运算机等基础理论知识的基础上，本专业主要学习化工原理、生物化学、微生物学、生化工程、细胞工程、生物工艺学、发酵工程与设备、基因工程、生物制药和环境生物学等专业基础知识和专业知识。

同时，安排赴发酵、制药企业和环境保护基地进行熟悉实习、生产实习、科研训练、生物工艺设计、毕业设计和管理能力的训练。

培育特色本专业从2001年招生，前后有三届学生毕业。

本专业投资了数百万元成立了微生物与环境生物学、生物化学与分子生物学、细胞工程和发酵工程等四个实验室，具有良好的实验条件和仪器设备。

本专业注重综合素质和创新精神的培育，注重理论知识和实践操作能力的培育，专门是成立的发酵企业、化工厂、生物药厂和环境治理等实习基地，为学生的设计能力、管理能力和创新能力的培育提供了平台。

就业深造本专业有生物化工硕士授予权，学生能够进一步深造。

近两年毕业生46%-50%被录取为研究生，另一部份出国深造或到高校、研究所、企业及工程技术部门和国家机关从事本专业或相邻专业的教学、科研、技术开发和管理工作，就业形势良好。

业务培育目标：本专业培育掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术进程和工程设计等基础理论、大体技术，能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人材。