【大国粮策】生物化学与分子生物学：从分子解析生命，用技术改变世界

　　你是否好奇过，一颗小小的种子是如何长成枝叶繁茂的大树？为什么有些稻穗结实累累，而有些却粒少瘦小？这些生命奇迹的背后，藏着一门探索微观世界的学科——生物化学与分子生物学。这是一门 “从分子解析生命，用技术改变世界” 的专业，今天让我们一起从植物的视角，来了解生物化学与分子生物学的宇宙吧！

　　生物化学与分子生物学是什么？

　　生化与分子生物学既是生命科学的基础，也是生命科学的前沿，主要从分子水平探讨生命的本质，即研究生物体的分子结构与功能、物质代谢与调节。从植物角度来说，生化与分子生物学就是一门研究植物生长过程中，信号分子和基因的“表达网络”是什么样的学科。说得通俗一点，就是揭秘植物是如何“从一颗种子长到参天大树”的过程，也包含研究它的叶片形状、它一生中会开多少花、结出多少果实等细节。

　　生物化学与分子生物学要学什么？

　　主要是学习生物的分子像DNA、RNA、蛋白质的结构功能，以及一个基因是怎么在生物体内引起作用，在这个过程中基因又是怎么表达性状的，还有如何操作、调控基因改良作物的性状等。因此，生化与分子生物学可说是从微观的分子角度揭示生命的奥秘。同时，该专业也涉及物理、化学、数学、生物学等多学科的交叉，渗透于生物学的其他专业中，属于基础性研究专业。

　　生物化学与分子生物学是一切的基础：

　　1、生物化学与分子生物学系的主干学科

　　2、大部分农学专业、园艺学专业等专业的基础学科

　　3、部分学校考研会考的基础专业知识

　　4、未来研究生做科研时需必备的基本功

　　生物化学与分子生物学的就业方向有哪些？

　　1、科学研究领域：基础学术研究、企业应用研究

　　2、医药行业：药物研发、药品质量控制与监管

　　3、生物技术行业：基因工程领域、蛋白质工程领域、合成生物学领域等方向

　　4、食品与农业领域：食品安全与营养研究、农业生物技术应用

　　5、环境与能源领域：环境修复、生物能源开发

　　6、企业管理与创业领域：产品管理与市场营销、创业与创新

　　植物的全能干细胞是什么？

　　你知道在生物化学与分子生物学科所研究的内容中，有个厉害的细胞叫植物的“全能干细胞”吗？那它的名字里有“全能”是不是代表“非常厉害、什么都能做到”的意思？

　　其实植物中的“全能干细胞”就像动物的受精卵一样，说它“全能”是因为它可以分化成植物所需的一切器官，也是植物的根、茎、叶、花、果实、种子这些器官的原始细胞。科学家也可以通过调控其中的基因，提升细胞活性、增加作物种子、提升产量等。

　　举个例子：大家生活中常见的小麦，是制作面粉的原材料，而小麦的生长也可以透过操控植物干细胞来决定，通过研究干细胞的活性来控制麦穗的长度、开花的数量，进而影响麦穗产出的种子数量，提高作物产量。

　　图片来源：Pexels

　　除此之外，大豆、玉米等农作物也都可以通过对干细胞的调控来影响其发育，提升产量。

　　研发要多久？

　　那么找到这个能控制作物性状的关键基因需要很久的时间吗？

　　这是当然的，在科研上也常说十年磨一剑，因此花几十年的时间去解析一条调控通路，或找到一个关键基因都是常有的事。

　　如果一颗豆子就要花几十年，那人们什么时候才能吃到科学家辛苦研究出的美味成果啊？不会等到我们已经变老、牙齿都掉光了还吃不到吧？

　　不会那么久啦！现在已经有智能分子育种了，可以通过基因编辑的手段直接把最关键的基因应用到育种中，这样就能很高效地改良作物性状啦，用不了多久，人人都能品尝到美味！

　　从分子到种子，从基因到果实，生化与分子生物学正悄悄改变我们的农业与餐桌。虽然一个品种的诞生可能需要数十年，但随着科技进步，我们离“定制农作物”的未来正越来越近，而我们吃到口中的每一口美味，或许都来自一段看不见的分子旅程。

　　加入分子生物学的研究，成为用科学改变未来的其中一员，带给人们体验更多的美食盛宴。

策划：林佳欣 武玥彤

文案、制作：林佳欣 林雅宸（实习）

审核专家：苏英华山东农业大学生命科学学院副院长、教授

部分图片由AI生成

出品单位

中国科协科普部

光明网

农业农村部人力资源开发中心

中国农学会