合成生物学与基因工程

1/1合成生物学与基因工程第一部分基因工程与合成生物学之概念区分 2第二部分合成生物学的历史发展及主要技术 4第三部分合成生物学与基因工程之关联性 7第四部分合成生物学与基因工程之差异性 9第五部分合成生物学对基因工程之影响 13第六部分基因工程对合成生物学之启发 15第七部分合成生物学与基因工程的协同前景 18第八部分合成生物学与基因工程的潜在风险 21

第一部分基因工程与合成生物学之概念区分关键词关键要点基因工程与合成生物学之概念起源

1.基因工程起源于分子生物学的发展，其核心是通过改变基因序列来改变生物体的性状。

2.合成生物学起源于系统生物学的发展，其核心是通过设计和构建新的生物系统来实现特定的生物学功能。

3.基因工程和合成生物学都属于生物技术领域，但两者的侧重点不同，基因工程侧重于改变现有生物的基因序列，而合成生物学侧重于创建全新的生物系统。

基因工程与合成生物学之技术手段

1.基因工程的技术手段主要包括基因克隆、基因沉默、基因编辑等。

2.合成生物学的手段主要包括DNA合成、分子组装、生物系统设计等。

3.基因工程和合成生物学都涉及到DNA的操作，但基因工程通常对DNA进行小范围的修改，而合成生物学则可能对DNA进行大范围的改造。

基因工程与合成生物学之应用领域

1.基因工程在医学、农业、工业等领域都有广泛的应用。

2.合成生物学的应用领域主要集中在医疗、能源、环境等领域。

3.基因工程和合成生物学都有望对人类社会产生重大影响，但两者的应用领域有所不同，基因工程更多地应用于现有生物的改良，而合成生物学更多地应用于创建全新的生物系统。

基因工程与合成生物学之伦理问题

1.基因工程和合成生物学都涉及到基因的操作，因此不可避免地会引发伦理问题。

2.基因工程的伦理问题主要集中在基因改造生物的安全性和伦理性方面。

3.合成生物学的伦理问题主要集中在人工生命创造的可能性以及对自然生态系统的潜在影响方面。

基因工程与合成生物学之发展前景

1.基因工程和合成生物学都是快速发展的领域，具有广阔的发展前景。

2.基因工程有望在疾病治疗、作物改良、工业生产等领域取得重大突破。

3.合成生物学有望在医疗、能源、环境等领域创造出全新的生物系统，对人类社会产生重大影响。

基因工程与合成生物学之关键技术

1.基因工程的关键技术包括基因克隆、基因沉默、基因编辑等。

2.合成生物学的主要技术包括DNA合成、分子组装、生物系统设计等。

3.基因工程和合成生物学都依赖于分子生物学、遗传学、生物信息学等学科的发展。基因工程与合成生物学之概念区分

1.定义

基因工程：是指利用分子生物学技术对生物体基因组进行改造的技术。其核心技术是将外源基因导入目标生物体中，使其表达出所需蛋白质，从而改变生物体的性状。

合成生物学：是指利用工程学原理，设计并构建具有新功能或特性的生物系统或元件的技术。其核心目标是通过对生物体基因组进行设计和改造，使其能够按照预先设定的方式发挥作用。

2.目标

基因工程：基因工程的目标是改良现有生物体或创造出新的生物体，以满足人类的特定需求。例如，基因工程技术已被用于生产转基因作物、抗生素等。

合成生物学：合成生物学的目标是创造出具有新功能或特性的生物系统或元件，从而实现生物技术的创新应用。例如，合成生物学技术已被用于构建用于生产生物燃料、药物或材料的生物系统。

3.方法

基因工程：基因工程技术主要包括基因克隆、基因转移和基因表达调控等。

合成生物学：合成生物学技术主要包括基因组设计、基因合成、基因编辑和基因组装配等。

4.应用

基因工程：基因工程技术已广泛应用于农业、医药、工业和环境等领域。

合成生物学：合成生物学技术仍处于早期发展阶段，但其潜在应用领域十分广泛，包括生物燃料、医药、材料、农业和环境等。

5.伦理问题

基因工程：基因工程技术引发了诸多伦理问题，例如转基因食品的安全性和环境影响等。

合成生物学：合成生物学技术也引发了伦理问题，例如人造生物体的安全性、环境影响和伦理边界等。

6.发展趋势

基因工程：基因工程技术将继续发展，并将在农业、医药、工业和环境等领域发挥越来越重要的作用。

合成生物学：合成生物学技术将迎来快速发展，并将在生物技术领域掀起一场新的革命。第二部分合成生物学的历史发展及主要技术关键词关键要点【合成生物学的发展历史】：

1.起源：合成生物学概念源于20世纪70年代，融合了系统生物学、代谢工程和基因组学等学科。

2.早期进展：20世纪90年代，合成生物学研究取得突破性进展，如合成最简单的细胞基因组和首次实现人工合成染色体。

3.技术成熟期：进入21世纪后，合成生物学领域技术不断成熟，合成基因网络、生物燃料和药物分子等成为现实。

【合成生物学的主要技术】：

#合成生物学的历史发展及主要技术

合成生物学概念的提出

合成生物学（Syntheticbiology）是一门新兴的交叉学科，它将工程学原理应用于生物系统的设计和构建，以创造具有预期功能的新生物体或生物系统。合成生物学的主要目标是设计和构建能够解决人类面临的各种挑战的生物系统，例如疾病、环境污染和能源短缺等。

合成生物学的发展历程

合成生物学源于20世纪90年代基因工程的发展。在基因工程领域，科学家们已经能够通过基因操作来改变生物体的遗传物质，从而改变生物体的性状。然而，传统的基因工程通常只能改变生物体现有的基因，而无法创造出新的基因或生物系统。

合成生物学则不同，它不仅仅局限于改变生物体现有的基因，而是致力于构建新的生物系统，这些生物系统具有前所未有的功能。为了实现这一目标，合成生物学家们需要利用各种工程学原理，包括代谢工程、蛋白质工程、基因组工程等。

合成生物学的主要技术

合成生物学的主要技术包括：

*代谢工程：代谢工程是一种通过改变生物体的代谢途径来改变生物体产物的技术。科学家们可以通过代谢工程来设计和构建能够产生特定产物的生物体，例如生物燃料、药物和化学品等。

*蛋白质工程：蛋白质工程是一种通过改变蛋白质的结构和功能来改变蛋白质活性的技术。科学家们可以通过蛋白质工程来设计和构建具有特定功能的蛋白质，例如催化特定反应的酶、抗体和受体等。

*基因组工程：基因组工程是一种通过改变生物体的基因组来改变生物体性状的技术。科学家们可以通过基因组工程来设计和构建具有特定基因组的生物体，例如转基因生物、基因敲除生物和基因沉默生物等。

合成生物学的应用前景

合成生物学具有广阔的应用前景，它可以应用于各个领域，例如：

*医药：合成生物学可以用于设计和构建能够产生新药的生物体，例如抗生素、抗癌药和疫苗等。

*能源：合成生物学可以用于设计和构建能够产生生物燃料的生物体，例如藻类和细菌等。

*环境：合成生物学可以用于设计和构建能够降解污染物的生物体，例如细菌和真菌等。

*农业：合成生物学可以用于设计和构建能够提高农作物产量和抗病性的生物体，例如转基因作物和基因编辑作物等。

结束语

合成生物学是一门新兴的交叉学科，它将工程学原理应用于生物系统的设计和构建，以创造具有预期功能的新生物体或生物系统。合成生物学具有广阔的应用前景，它可以应用于各个领域，为人类解决各种挑战提供新的解决方案。第三部分合成生物学与基因工程之关联性关键词关键要点【合成生物工程】：

1.合成生物学是利用工程学原理和技术来设计和构建生物系统，使之具有特定功能。它与基因工程密切相关，因为基因工程是合成生物学的重要工具之一。

2.基因工程是通过改变生物体的基因组来使其具有新功能或改变其现有功能。基因工程技术可以用来合成新基因、修改现有基因或删除基因。

3.合成生物学和基因工程的结合可以实现对生物体的更精细和更可控的改造，从而创造出具有全新功能的生物系统。

【代谢工程】：

合成生物学与基因工程之关联性

一、概念及历史渊源

1.合成生物学：

-合成生物学是一门新兴的交叉学科，旨在通过工程设计和构建生物系统来实现特定的功能或目标。

-它借鉴了基因工程、生物工程、化学工程和计算机科学等学科的知识，以期创造出具有新功能的生物系统和人工生命。

2.基因工程：

-基因工程是指通过人为手段对生物体的基因组进行修饰或改造，以改变其遗传特性或生物学功能。

-它通常涉及对基因序列的编辑、插入、删除或替换，从而实现特定的目的，如提高农作物的产量、增强动物的抗病性或开发新的药物。

二、技术关联性

1.基因工程是合成生物学的基础：

-合成生物学很大程度上依赖于基因工程技术来实现其目标。

-基因工程提供了对基因序列进行操作和编辑的能力，从而使合成生物学家能够设计和构建具有新功能的生物系统。

2.合成生物学拓展了基因工程的应用：

-合成生物学将基因工程的应用扩展到更广泛的领域，如生物燃料生产、环境治理和药物开发等。

-它使科学家能够设计和构建新的生物系统来解决这些领域中的挑战。

三、共同目标

1.创造具有新功能的生物系统：

-合成生物学和基因工程的共同目标都是创造具有新功能的生物系统，以解决人类面临的各种挑战。

-这些新功能可能包括提高作物产量、增强动物抗病性、开发新药物或环境治理等。

2.推动生物技术的发展：

-合成生物学和基因工程都是推动生物技术发展的关键力量。

-它们为生物技术提供了新的工具和方法，使科学家能够更好地了解和控制生物系统，并开发出新的生物技术产品和服务。

四、互补性

-合成生物学和基因工程是互补性的学科。

-合成生物学为基因工程提供了新的设计理念和构建方法，而基因工程则为合成生物学提供了必要的技术工具和基础知识。

-两者的结合将推动生物技术的发展，并为人类带来更多的益处。

五、共同面临的挑战

-合成生物学和基因工程都面临着一些共同的挑战。

-这些挑战包括：

-公共安全问题。

-环境安全问题。

-伦理问题。

-只有解决好这些挑战，合成生物学和基因工程才能可持续发展，并为人类带来更大的益处。第四部分合成生物学与基因工程之差异性关键词关键要点合成生物学和基因工程的目标差异性

1.合成生物学旨在设计和构建新的生物系统，以实现特定的功能或特性。

2.基因工程则主要集中在对现有生物系统进行改造，以使其具有新的或增强的功能。

3.合成生物学往往需要从头开始设计和构建新的生物系统，而基因工程则可以通过修改现有生物系统来实现。

合成生物学和基因工程的技术手段差异性

1.合成生物学利用分子生物学、生物化学、遗传学和计算生物学等多种学科的技术手段，从头设计和构建新的生物系统。

2.基因工程则主要利用分子生物学和遗传学等学科的技术手段，对现有生物系统进行改造。

3.合成生物学中常用的技术手段包括DNA合成、基因组编辑、代谢工程和生物传感器等，而基因工程中常用的技术手段包括重组DNA技术、基因敲除和转基因等。

合成生物学和基因工程的应用领域差异性

1.合成生物学在医学、能源、环境、材料和农业等多个领域具有广泛的应用前景。

2.基因工程在医学、农业、工业和环境等领域也具有广泛的应用前景。

3.合成生物学更注重于从头设计和构建新的生物系统，而基因工程更注重于对现有生物系统进行改造。

合成生物学和基因工程的伦理和社会影响差异性

1.合成生物学由于其创造新生命的潜力，在伦理和社会方面引发了广泛的讨论。

2.基因工程也存在伦理和社会影响，例如转基因生物的安全性和环境影响等问题。

3.合成生物学和基因工程都可能对人类社会产生深远的影响，因此需要对其进行严格的伦理和社会监管。

合成生物学和基因工程的未来发展趋势差异性

1.合成生物学正朝着更加系统化、模块化和自动化方向发展，以实现更复杂生物系统的构建。

2.基因工程正朝着更加精确、高效和可控的方向发展，以实现对生物系统的更精细改造。

3.合成生物学和基因工程的结合可能会催生出新的生物技术革命，对人类社会产生深远的影响。

合成生物学和基因工程的前沿研究领域差异性

1.合成生物学的前沿研究领域包括人工细胞、合成基因组和生物计算等。

2.基因工程的前沿研究领域包括基因编辑、转基因技术和基因治疗等。

3.合成生物学和基因工程的前沿研究领域相互交叉，共同推动着生物学的进步。合成生物学与基因工程之差异性

#一、定义与目标

*合成生物学（SyntheticBiology）：

*是一门新兴的交叉学科，旨在通过工程学原理设计、构建和优化生物系统，以实现特定的功能或目标。

*合成生物学的主要目标是创建人工生物系统，或改造现有生物系统，使其具有新的或增强的功能。

*基因工程（GeneticEngineering）：

*是利用分子生物学技术对生物体的基因组进行改变，以获得具有新性状或功能的生物体。

*基因工程的主要目标是通过改变生物体的遗传物质，使其具有新的或增强的特征。

#二、方法和技术

*合成生物学：

*合成生物学主要利用以下方法和技术：

*DNA合成和组装：将人工合成的DNA片段组装成更大的DNA分子。

*基因组编辑：使用分子工具对生物体的基因组进行修改。

*代谢工程：改造生物体的代谢途径，使其能够产生新的或增强的产物。

*生物传感器设计：创建能够检测特定分子或环境条件的生物传感器。

*基因工程：

*基因工程主要利用以下方法和技术：

*限制性内切酶：将DNA分子切割成特定的片段。

*DNA连接酶：将DNA片段连接在一起。

*质粒载体：将外源基因导入生物体。

*转基因技术：将外源基因导入生物体的细胞中。

#三、应用领域

*合成生物学：

*合成生物学在以下领域具有广泛的应用前景：

*生物燃料生产：利用合成生物学技术改造微生物，使其能够将生物质转化为生物燃料。

*医药生产：利用合成生物学技术改造微生物，使其能够生产药物和疫苗。

*环境保护：利用合成生物学技术改造微生物，使其能够降解污染物并修复环境。

*生物传感：利用合成生物学技术创建能够检测特定分子或环境条件的生物传感器。

*基因工程：

*基因工程在以下领域具有广泛的应用前景：

*农业：利用基因工程技术改造农作物，使其具有抗病虫害、耐除草剂、高产等优良性状。

*畜牧业：利用基因工程技术改造牲畜，使其具有快速生长、抗病、高产等优良性状。

*医药：利用基因工程技术改造微生物或动物细胞，使其能够生产药物和疫苗。

*工业：利用基因工程技术改造微生物，使其能够生产酶、抗生素等工业产品。

#四、差异性总结

*合成生物学与基因工程的区别主要在于其目标、方法和技术以及应用领域。

*合成生物学旨在创建人工生物系统或改造现有生物系统，使其具有新的或增强的功能。

*基因工程则旨在改变生物体的遗传物质，使其具有新的或增强的特征。

*合成生物学主要利用DNA合成和组装、基因组编辑、代谢工程和生物传感器设计等方法和技术。

*基因工程则主要利用限制性内切酶、DNA连接酶、质粒载体和转基因技术等方法和技术。

*合成生物学的应用领域包括生物燃料生产、医药生产、环境保护和生物传感等。

*基因工程的应用领域包括农业、畜牧业、医药和工业等。第五部分合成生物学对基因工程之影响关键词关键要点合成生物学对基因工程的研究领域的影响

1.帮助识别和设计新的基因元件，如启动子、终止子和调节序列，这些元件可以用来构建更有效的基因工程系统。

2.合成生物学的研究帮助人们开发新的基因工程技术，如CRISPR-Cas9基因编辑系统，以及新的基因工程应用，如合成生物燃料和合成生物药。

3.通过合成生物学，人们可以设计和构建新的生物系统，这有助于研究生物系统的工作原理，并开发新的生物技术应用，为基础科学研究和应用开辟了新的可能。

合成生物学对基因工程的文献数据库的影响

1.合成生物学的研究成果为基因工程研究提供了新的文献数据库，为基因工程研究人员提供了新的研究资料和研究思路。

2.合成生物学中积累的大量数据，促使基因工程研究人员开始重视数据分析和建模，从而促进基因工程研究方法的转变，帮助基因工程研究人员更好地理解基因工程系统的工作原理，并设计出更有效的基因工程系统。

3.合成生物学的研究成果推动了基因工程文献数据库的建设，为基因工程研究人员提供了更加丰富和全面的信息资源，促进基因工程研究的发展。合成生物学对基因工程的影响

合成生物学是一门新兴的学科，它利用工程学原理和方法来设计和构建新的生物系统。基因工程是合成生物学的重要组成部分，它可以用来改变生物体的基因组，从而使其获得新的特性。

合成生物学对基因工程产生了深远的影响，主要表现在以下几个方面：

1.提高了基因工程的效率

合成生物学为基因工程提供了新的工具和方法，从而提高了基因工程的效率。例如，合成生物学家开发了新的基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统，该系统可以快速、准确地对基因组进行修改。此外，合成生物学家还开发了新的基因合成技术，该技术可以快速、低成本地合成所需基因。这些新工具和方法使基因工程变得更加容易和快速，从而促进了基因工程的广泛应用。

2.扩大了基因工程的应用范围

合成生物学将基因工程的应用范围从传统医学、农业和畜牧业扩展到能源、环境、材料等领域。例如，合成生物学家开发了利用微生物合成生物燃料的技术，该技术可以降低生物燃料的生产成本，从而使生物燃料更加具有竞争力。此外，合成生物学家还开发了利用微生物降解污染物的技术，该技术可以有效地减少环境污染。

3.促进了基因工程的安全性

合成生物学为基因工程的安全评估提供了新的工具和方法，从而促进了基因工程的安全性。例如，合成生物学家开发了新的计算机模拟技术，该技术可以预测基因工程生物的安全风险。此外，合成生物学家还开发了新的实验方法，这些方法可以快速、准确地评估基因工程生物的安全性。这些新工具和方法使基因工程的安全评估变得更加全面和可靠，从而提高了基因工程的安全性。

综上所述，合成生物学对基因工程产生了深远的影响，它提高了基因工程的效率、扩大了基因工程的应用范围、促进了基因工程的安全性。合成生物学与基因工程的结合，将为人类带来更多新的生物技术和产品，造福人类社会。第六部分基因工程对合成生物学之启发基因工程对合成生物学的启发

基因工程是一门利用分子生物学技术对生物体基因进行改造的学科，其主要技术包括基因克隆、基因表达调控、基因敲除等。基因工程已在农业、医学、工业等领域发挥了重要作用并成为合成生物学的基础。

一、基因工程的起源与发展

基因工程的起源可以追溯到1970年代初，当时科学家们成功地将大肠杆菌的基因转移到酵母菌中，从而使酵母菌获得了大肠杆菌的某些特性。1973年，科学家们又成功地将兔子的基因转移到小鼠中，从而使小鼠获得了兔子的某些特征。这些早期成功的基因工程实验为这一领域的发展奠定了基础。

二、基因工程的技术原理

基因工程的核心技术原理是基因克隆。基因克隆是指将目的基因从一个生物体的基因组中分离出来，并将其转移到另一个生物体的基因组中。这一过程通常涉及以下几个步骤：

1.提取目的基因：从供体生物体的基因组中提取出目的基因。这通常是通过使用限制性内切酶将DNA切割成小片段来实现的。

2.将目的基因插入载体：将目的基因插入到载体DNA中。载体是一个能够在受体生物体内自我复制的DNA分子。

3.将载体DNA转移到受体生物体内：将载体DNA转移到受体生物体内。这通常是通过使用转化、转染或病毒感染等方法来实现的。

4.选择转基因生物：筛选出已经成功整合载体DNA的受体生物体。这通常是通过对受体生物体进行相应的检测来实现的。

三、基因工程在合成生物学中的作用

基因工程为合成生物学提供了许多重要的技术手段。以下是一些常见的例子：

1.基因克隆：基因克隆可以用于克隆感兴趣的基因，以便对其进行进一步的研究或应用。

2.基因表达调控：基因表达调控可以用于控制转基因生物中基因的表达水平。这使得研究人员能够对转基因生物的特性进行精细的调控。

3.基因敲除：基因敲除可以用于研究基因的功能。通过敲除特定基因，研究人员可以观察基因的缺失对生物体产生的影响。

4.基因工程菌株的构建：基因工程菌株是通过基因工程技术改造过的微生物。这些菌株通常具有新的或增强的特性，使其能够用于生产有价值的化学物质或进行环境修复等。

四、基因工程的应用前景

基因工程在合成生物学中具有广阔的应用前景。以下是一些可能的应用方向：

1.新药研发：基因工程可以用于开发新的药物。例如，通过基因工程技术，科学家们可以设计出能够靶向特定疾病的蛋白质或抗体。

2.工业生产：基因工程可以用于生产有价值的化学物质。例如，通过基因工程技术，科学家们可以设计出能够生产生物燃料或塑料的可再生微生物。

3.环境保护：基因工程可以用于环境保护。例如，通过基因工程技术，科学家们可以设计出能够分解污染物的微生物。

4.农业生产：基因工程可以用于提高农作物的产量和抗病性。例如，通过基因工程技术，科学家们可以设计出能够抵抗害虫或疾病的转基因农作物。

结语

基因工程作为一门强大的生物技术，为合成生物学提供了许多重要的技术手段。基因工程在合成生物学中的应用已取得了显著的成果，并在新药研发、工业生产、环境保护和农业生产等领域具有广阔的应用前景。随着基因工程技术的不断发展，相信其在合成生物学中的应用潜力将得到进一步的挖掘。第七部分合成生物学与基因工程的协同前景关键词关键要点合成生物学与基因工程的协同创新

1.合成生物学与基因工程的协同创新可以解决全球性挑战，如疾病、气候变化和粮食安全等。

2.两者结合可以创造出新的生物系统和产品，如新型药物、生物燃料和生物材料等。

3.协同创新可以推动基础科学研究和技术创新的发展，为人类福祉带来积极影响。

合成生物学与基因工程的融合应用

1.合成生物学与基因工程可以融合应用于生物制造、生物医药、农业和能源等领域。

2.两者结合可以提高生物制造的效率和产量，降低生产成本，并减少对环境的影响。

3.协同应用可以促进生物医药的发展，为疾病诊断和治疗提供新的手段。

合成生物学与基因工程的伦理和社会影响

1.合成生物学与基因工程的伦理和社会影响是一个备受关注的问题。

2.两者结合可能带来生物安全、知识产权和社会公平等方面的挑战。

3.需要建立合理的伦理和监管框架，以确保合成生物学与基因工程的安全和负责任发展。

合成生物学与基因工程的国际合作

1.合成生物学与基因工程的国际合作对于应对全球性挑战至关重要。

2.国际合作可以促进知识和技术的共享，提高研究效率，并降低成本。

3.协同合作可以促进不同国家和地区之间的交流与合作，为人类共同发展做出贡献。

合成生物学与基因工程的人才培养

1.合成生物学与基因工程的人才培养是支撑其发展的重要基础。

2.需要培养具有跨学科知识和技能的复合型人才，以满足合成生物学与基因工程领域的需求。

3.人才培养应注重理论知识与实践技能的结合，以提高学生的创新能力和解决问题的能力。

合成生物学与基因工程的未来发展趋势

1.合成生物学与基因工程的未来发展趋势包括合成生物学与人工智能、大数据、物联网等前沿技术的融合。

2.未来合成生物学与基因工程的研究将更加注重系统生物学、代谢工程和基因组编辑等领域。

3.合成生物学与基因工程的未来发展将为人类社会带来新的机遇和挑战。合成生物学与基因工程的协同前景

#1.协同融合，优势互补

合成生物学与基因工程是生命科学领域的两大前沿学科，两者在分子水平上理解和改造生物体的功能有着共同的目标。

-合成生物学致力于从头设计和构建新的生物系统，而基因工程则侧重于对现有生物系统的遗传物质进行改造。

-两者可以相互协同，优势互补，共同推进对生物体的理解和改造。

-合成生物学为基因工程提供了新的工具和技术，例如，合成生物学可以帮助设计和构建更具特异性和效率的基因工程工具，从而提高基因编辑的精度和效率。

-基因工程为合成生物学提供了丰富的生物资源和经验，例如，基因工程可以帮助合成生物学家获得所需的基因或蛋白质，从而加快合成生物学系统的构建和优化。

#2.应用广阔，潜力巨大

合成生物学与基因工程的协同融合，在多个领域展现出广阔的应用前景和巨大的发展潜力。

-医药健康：可以设计和构建新的生物系统，包括微生物、细胞和组织，用于诊断、治疗和预防疾病。例如，可以工程改造微生物以生产抗生素或疫苗，或者工程改造细胞以治疗癌症或再生受损组织。

-生物能源：可以设计和构建新的生物系统，利用可再生资源或废弃物生产生物燃料。例如，可以工程改造微生物以发酵糖类或纤维素，产生生物乙醇或生物柴油。

-环境保护：可以设计和构建新的生物系统，用以修复污染的土壤和水，或降解有毒物质。例如，可以工程改造微生物以降解石油泄漏或重金属污染。

-工业生产：可以设计和构建新的生物系统，用于生产新的材料或化学品。例如，可以工程改造微生物以生产生物塑料