專業篇丨化學生物學：科研路上，無處回頭

聞道識荊21:29

寫在前面

化學生物學是一個比較適合搞科研的學科。

今天將要介紹的是一門看起來像是生物學的化學類學科，化學生物學。化學生物學是利用化學理論和方法研究生命過程中的化學基礎的學科，是一門由化學和生物學交叉而來的學科。雖然名稱的落腳點是在生物學上，但是由於化學生物學主要依靠的是化學的理論和方法，因此這還是一門化學的二級學科。

眾所周知，生命的維持是一個複雜的過程，生物體就像一台精密的機器，其間發生著諸多化學反應。從呼吸作用到植物的光合作用，從遺傳物質的合成到細胞完成分裂，化學反應無時無刻不在發生。而化學生物學的任務就是通過化學方法搞清楚在生物體內發生的化學反應的反應機理，以促進對於生命現象的理解。

與化學生物學相似的是生物化學，和生物化學悠久的歷史相比，化學生物學還是一門年輕的學科，從概念提出至今不過四十餘年。此外，名稱倒裝的同時也使得研究領域發生了微妙的變化，生物化學的研究對象是生物體內的化學反應，其關注重點在於生物體內化學反應的機制，而化學生物學則擅於創造研究方法和工具，重點在於如何更好地利用化學理論和方法促進生物學的發展。

要想探索生命的奧秘，本科的同學需要修習的課程主要有以下課程（以清華大學為例）。

首先是理工科學生都要學習的數理基礎課程，如微積分、線性代數、大學物理等，在此不再贅述。

其次是一系列化學課程，包括無機化學、有機化學、物理化學、分析化學、生物化學、結構化學和高分子化學導論。

無機化學就是研究無機化合物的化學分支，學習無機化學的重點在於理解微觀如離子鍵理論、宏觀如化學平衡等諸多理論和主要元素的性質，其間雜有些許計算，但是並不算複雜。

有機化學就是研究有機化合物的化學，學習過程的重點依舊在於理解記憶，需要理解的是各種有機反應的機理和影響反應進行的酸堿理論、平衡控制等諸多理論，需要記憶的是各種有機化合物的物理、化學性質及其制備轉變的條件和規律。

物理化學是以物理學的原理和實驗技術研究化學的一門學科，學習過程中要求學生理解相關物理定律，並掌握相關計算。加入物理學的計算就比較複雜了，這也對數理邏輯能力提出了較高的要求。

分析化學是一門研究分析方法的學科，為化學學科研究提供了方法上的指導，學習過程的重點就是各種化學分析方法，比如酸堿滴定法、光譜分析法等，需要掌握的是各種分析方法的原理和測定方法，以及對測定數據的處理等。

生物化學，正如前面所說，這門學科的研究對象是發生在生物體內的化學反應，因此學習的主要內容包括生物體內各種主要物質的結構和化學性質，比如糖類、蛋白質、核酸等等，以及各類主要反應，比如糖類蛋白質的代謝、核酸的合成等等。學習這門課程以理解記憶為主，計算較少。

高分子化學導論中的高分子指的是相對分子質量達到幾千甚至上百萬的化合物，其形成是由成千上萬個小分子通過化學反應合成而來，因此這門課程所研究的就是如何將小分子相互連接形成高分子。學習內容包括高分子的結構和性質以及合成高分子的各種化學反應的機理，主要依靠理解記憶，並沒有很多計算。

接下來是生物學課程，包括普通生物學、化學生物學、分子生物學、細胞生物學和遺傳學。

普通生物學是生物學的基礎課程，其目標就是系統介紹生物學的基礎概念、基本規律等，內容也涵蓋了生物學發展至今的各個領域，從而使同學們對這門科學有一個籠統的認識。學習內容以大量的概念、原理為主，對記憶的要求比較高。

化學生物學是直接和本專業相關的課程，其研究領域如前所述。學習的主要內容是在普通生物學的基礎上進一步延伸，從化學理論的視角介紹糖類、蛋白質等生物分子的結構和性質。重點在於掌握化學方法，學習過程還是以理解記憶為主。

分子生物學中的分子指的是生物學中重要的生物大分子，包括DNA和蛋白質等，因此這門課程的主要內容就是生物大分子的結構、性質及其合成過程。

細胞生物學的研究對象就是構成生物體的細胞，主要介紹的內容有細胞的構成部分以及各部分的功能，還有細胞的生命周期規律等。學習的重點在於對概念和原理的理解記憶。

遺傳學是一門探究生物遺傳和變異規律的學科，主要介紹的內容包括遺傳學的原理、遺傳物質的結構和功能以及遺傳信息的傳遞和表達等。學習過程注重理解記憶，計算並不多。

就業方面，作為一門踩了生化環材四大天坑中的兩個坑的學科，就不要指望就業情況會令人滿意了。作為一門新興的交叉學科，化學生物學在科研方面確實有著廣泛的應用，但是在就業方面反而會比較尷尬，原因在於交叉也導致對口需求更為狹窄，而對於對口化學專業或生物專業的就業崗位而言，化學生物學的競爭力又不如化學專業和生物專業。總之，化學生物學是一個比較適合搞科研的學科，而能不能出成果就看個人造化了。

要點總結：

1. 化學生物學是一門化學和生物學的交叉學科；

2. 化學生物學專業開設的課程包括化學類課程和生物類課程，較為偏重理解記憶；

3. 化學生物學專業較為適合科研，就業方面的競爭力不強。

下期預告：

下一講我們將介紹化學類的院校篇。我們下一講見。