生物科學類專業包含哪些分支？職業方向有哪些？

地球形成於(yu) 約46億(yi) 年前，而當前發現的，曆史最為(wei) 久遠的生命化石存在於(yu) 約35億(yi) 年前。這種小小的，來自於(yu) 海底熱泉中的微生物如何形成，我們(men) 不得而知。但我們(men) 可以想象的是，地球見證了無數生命的演化：它們(men) 塑造細胞結構，細胞分化成各類形態，組合出各種組織器官，成為(wei) 多細胞生命，這無數物種在時間長河中經曆著誕生，繁衍，進化和滅亡。

而人類，作為(wei) 一個(ge) 年輕的物種，正在努力探索著生命的規則。這條探索的路徑，就是生物科學的發展史。

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生物學的進化樹

生物科學在不同院校中有著不同偏好的命名，包括biology, life sciences, biological sciences等，這樣一些名字是可以劃上約等號的，同屬於(yu) 自然科學的一支，而並沒有本質的區別。

真正與(yu) 這些有著區分的專(zhuan) 業(ye) 是biological engineering——也就是屬於(yu) 工科範疇的生物工程。前後兩(liang) 者的區別與(yu) 其他科學和工程學科的區別一樣，科學更關(guan) 注自然規律的探索，而工程更關(guan) 注生活生產(chan) 上的技術應用。我們(men) 今天關(guan) 注的內(nei) 容更多在於(yu) 生物科學（biological sciences）專(zhuan) 業(ye) 。

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Nature biology某期封麵

作為(wei) 自然科學，生物科學或者說生命科學所囊括的範圍越發廣泛：宏觀角度可以大到生態學（ecology），微觀角度可以小到生物化學（biochemistry）。這一專(zhuan) 業(ye) 幾乎研究與(yu) 生物有關(guan) 的一切：起源、演化、分布、構造、發育、功能、行為(wei) 、與(yu) 環境的相互關(guan) 係等等。

PART 1專(zhuan) 業(ye) 分支

生物科學屬於(yu) 自然科學下的一個(ge) 大類，而它本身的專(zhuan) 業(ye) 分支十分繁雜，每個(ge) 國家，甚至每個(ge) 院校都有著自己的分類習(xi) 慣。這裏我們(men) 使用一種更直觀的規律來看“一部分”的生物科學分支。

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自然科學的分支

01、生態學Ecology

生物科學下“尺度最大”的分支可能就是生態學。它是一門研究生物與(yu) 其周圍環境相互關(guan) 係的科學。

“周圍環境”這個(ge) 說法的不確定性，決(jue) 定了生態學的宏觀程度：小的周圍環境可以是一個(ge) 水坑或一個(ge) 花園，而最大的周圍環境可以大到生物圈——地球上所有生態係統的總和。

生態學的學習(xi) 與(yu) 研究者關(guan) 注的其中一個(ge) 方向就是生物多樣性，這又會(hui) 包括遺傳(chuan) 、物種與(yu) 生態的多樣性。

02 、生理學Physiology

相比於(yu) 生態學，生理學的研究尺度就要小一些了。生理學研究者的目光就集中到了種群中的某一個(ge) 個(ge) 體(ti) 上。它會(hui) 研究某個(ge) 生物體(ti) 的結構與(yu) 組成部分，以及體(ti) 內(nei) 的生理活動等。

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The Journal of Physiology 某期封麵

如果要追根溯源的話，甚至可以一直追到遙遠的古希臘時期：亞(ya) 裏士多德與(yu) 克勞狄烏(wu) 斯·蓋倫(lun) 的體(ti) 液學說和對解剖學的貢獻，使得他們(men) 成為(wei) 了生理學史上的先驅者。現代的生理學還會(hui) 區分到動物生理學和植物生理學兩(liang) 大類。當然，人類生理學其實也有被提出，作為(wei) 一個(ge) 單獨的分支。

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03、細胞生物學、分子生物學與(yu) 生物化學

Cell/cellular biology, molecular biology and biochemistry

聚焦到微觀的世界裏，細胞、大分子和小分子是一個(ge) 物體(ti) 能夠稱為(wei) 生命的基石。這三者放在一起，可能細胞生物學是其中起名最直白的學科：其實就是研究細胞的生物學。

細胞生物學會(hui) 研究與(yu) 細胞有關(guan) 的一切，細胞的生老病死，細胞的結構組成，細胞之間的溝通方式等等。這一分支的研究對象不僅(jin) 有細菌之類的單細胞生物，也包括了多細胞生物的細胞，例如人體(ti) 那些不同種類的細胞。

分子生物學主要研究對象的大小就進入了納米級，它會(hui) 研究生物體(ti) 內(nei) 的那些大分子。例如我們(men) 常聽到的核酸和蛋白質。他們(men) 在分子生物學家眼中不僅(jin) 是一個(ge) 個(ge) 大分子，更代表著遺傳(chuan) 信息的流轉。上世紀被提出的中心法則（Central Dogma），引領了一大批當代生物學家的研究方向。

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中心法則（Central Dogma）

如今無數的新興(xing) 生物技術和產(chan) 品，都建立在人們(men) 對中心法則認識的一次次加深上。

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新冠病毒的蛋白質外殼

生物化學貌似也是一個(ge) 看名字就能明白在做什麽(me) 的學科：它研究生物體(ti) 中的化學進程。相比於(yu) 分子生物學，生物化學更加關(guan) 注生物大分子的化學性質。無論是生物體(ti) 的代謝還是信號傳(chuan) 導，無論是物質的合成、分解或是運輸，都屬於(yu) 生物化學的研究範疇。生物化學的研究範圍是非常寬廣的，食品與(yu) 營養(yang) 、特效藥和疫苗、生物能源或是環境毒素，都是生物化學的研究對象。

事實上，生物科學的分支遠遠不止這些，還有例如免疫學、微生物學、發育生物學、進化生物學等等。他們(men) 雖然被劃分到不同的分支當中，但卻有許多研究內(nei) 容是相互交叉的。這是由生物科學繁複的特點所決(jue) 定的。

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