生物工程专业主要学习以下方面的知识和技能：

一、基础课程

生物学基础

微生物学：

研究微生物（如细菌、真菌、病毒等）的形态、结构、生理功能、生长繁殖规律以及微生物与环境的相互关系等。这是生物工程的重要基础，因为微生物在生物发酵、生物制药等众多领域有着广泛的应用。

细胞生物学：

探讨细胞的结构与功能，包括细胞膜、细胞质、细胞核等细胞器的组成和作用机制，以及细胞的信号传导、细胞分裂和分化等生命活动过程。这有助于理解生物工程中的细胞培养、基因操作等技术原理。

生物化学：

涉及生物体内化学分子（如蛋白质、核酸、糖类、脂质等）的结构、性质、合成与代谢途径。例如，了解蛋白质的合成过程对于基因工程中目的蛋白的表达和纯化具有重要意义。

化学基础

有机化学：

主要学习有机化合物的结构、性质、合成方法和反应机制。生物工程中的许多天然产物提取、药物合成以及生物分子修饰等工作都依赖于有机化学知识。

无机化学：

讲述无机物质的组成、性质、结构和反应规律，包括元素周期律、酸碱平衡、氧化还原反应等内容。在生物工程实验中，无机化学知识用于试剂的配制、反应条件的控制等方面。

二、专业核心课程

基因工程

这是生物工程的关键领域之一。学生学习基因的克隆、重组DNA技术、基因表达系统等内容。例如，通过基因工程技术可以将特定的功能基因导入微生物或植物细胞中，实现外源基因的表达，生产出具有药用价值或工业价值的蛋白质。

细胞工程

包含植物细胞工程和动物细胞工程。植物细胞工程方面涉及植物组织培养、植物体细胞杂交等技术，可用于快速繁殖优良植物品种、培育转基因植物等；动物细胞工程则包括动物细胞培养、动物细胞核移植、单克隆抗体的制备等技术，在生物制药、疾病诊断等领域有着重要应用。

发酵工程

主要研究微生物发酵的基本原理、工艺过程和控制技术。包括发酵原料的选择与处理、微生物菌种的选育与培养、发酵条件的优化（如温度、pH值、溶氧量等）以及发酵产物的分离和提纯等内容。发酵工程在食品、医药、化工等行业生产多种产品，如抗生素、氨基酸、啤酒等。

酶工程

学习酶的生产、催化作用机制、酶反应器以及酶的应用等方面的知识。酶工程可以将酶应用于工业生产过程，如在食品加工中利用淀粉酶生产葡萄糖，在洗涤剂工业中使用蛋白酶提高去污能力等。

三、工程技术与实践课程

生物分离工程

这是将生物工程产品从复杂的生物反应体系中分离、纯化和精制的技术课程。包括细胞破碎、沉淀、过滤、萃取、色谱分离等多种单元操作，旨在获得高纯度、高质量的生物产品。

生物工程设备

介绍生物工程生产过程中所使用的各种设备，如发酵罐、离心机、培养箱、高效液相色谱仪等的结构、原理、操作规范和维护保养知识。学生需要了解这些设备的性能特点，以便在实际生产和科研工作中合理选用和操作。

实习与毕业设计

生物工程专业通常安排有生产实习、实验室实习等实践环节。通过实习，学生可以深入企业或科研机构，将所学理论知识应用于实际生产和科研项目中。毕业设计则要求学生综合运用所学知识，针对一个具体的生物工程问题进行研究和设计，如开发一种新的生物制药工艺或设计一个发酵生产流程等。