本科生物&化学专业介绍

化学专业介绍及分支应用

化学学科，从初中的时候就已经开始接触化学，还有生物，属于理工科里面比较基础的学科。基本上学习到的内容涉及到像无机化学，有机化学，生物化学；像物理化学以及分析化学是到了本科才会学习到的专业知识。

以上是化学学科专业分支，每个学校他们的分支都会有一定的不同。以加州伯克利为例，化学专业分支分成三个方向，一个是chemistry化学，一个是chemical biology，也就是我们的化学生物学，一个是chemical engineering，也就是我们的化学工程这三个专业。

化学专业的学生，还有化学生物学专业的学生，可以在自己大三的时候选择去往更为细化的一个方向去进行学习和发展。比如说像材料化学，顾名思义，它就和材料会更为相关一些计算化学也就是会和计算更为相关一些，所以它可以有这样的两个方向去进行发展。

首先，我们先来看一下无机化学，比如说一个最简单的问题，到底什么是无机化学，什么是有机化学，这两个东西你能不能分得清？最简单的一种分类，就是无机化学，它研究的是无碳化合物的结构，比如说像二氧化碳，一氧化碳或者是碳酸盐，它里面其实也是含有碳元素更多的无机化学，它研究的就是除了碳氢化合物以外的物质，比如说像金属、陶瓷、强酸，强碱，还有石墨，这些其实都是常见的一些无机物。

它的应用领域，在这个建筑领域当中常见的钢筋混凝土，它们其实就是这个金属，或者说是无机物。 在能源领域，比如说我们去制造一个电池的时候，这个电池里面是会存在电极电解液，那这里面我们再去选择电极材料，然后以及电解液的组成成分的时候，其实大部分用到的也是无机物。

那在环境保护当中，比如说像水处理这个方向，有一些水废水里面其实是会包含一些离子，一些杂质离子的，有的时候我们就需要用到化学反应，尤其是会用到无机化去吸附这里面的一些杂质离子。

再比如说像这个电子行业的话，我们去制造一个芯片，电导电的这样的一个作用，更多的也要依靠的是无机化学相关的内容。最后，比如说像航空航天，以及交通运输领域，飞机、汽车的外伸，用到的材料像金属材料合金材料，其实也是无机物。

给大家举出了这样的一些应用领域的目的是什么，可以通过应用领域来反推说我们需要学习什么样子的化学课程，如果对建筑特别感兴趣，对建筑材料特别感兴趣，或者说对电池新能源，电动汽车特别感兴趣，那这个时候我们反推过来，在一个电池里面，它更多的需要体现的是什么样子的一些内容。

它更多的是需要无机化学，电化学相关的一些知识，所以通过孩子的兴趣，咱们就可以反推回来说我们需要学习什么样子的一些知识。

第二个部分，就是有机化学，它研究的就是含碳元素的一些化学，或者说是碳氢化合物的一些内容，比如常见的经典物质，家里面都有的天然气、醋、棉花、石油，还有塑料，它都是一些常见的有机物。

主要应用领域，比如说在药物当中，在食品的包装当中，在香精香料化妆品当中。以及像农业化肥里面其实常见有机物是非常见的。所以孩子们如果说，以后想从事化妆品领域的话，尤其研发部门，一定会学习到有机化学的知识。

第三，就是生物化学，它研究的主要是跟生物相关的一些化学结构和功能。比如常见的一些生化试剂，像抗体抗血清，人工合成蛋白诱变剂激素，它主要研究的内容是蛋白质，糖类，脂质核酸，这个相关的一些化学式。

高中阶段一般很少接触物理化学，到了本科阶段，会学习的比较多。首先表面化学。表面化学研究的是物体的表面这一层所发生的事情，比如说它可以解释这个露水，为什么会停留在叶子上而透不进去，但是这个露水如果说滴在了泥土里面，它就会浸润进去。这就是露水最外面这一层和这个叶子最外面这一层，它们之间是存在一定化学性质的一些关联，导致了露水不会透过叶子，这就是研究表面的化学。

它最大的一个应用领域，比如说我们经常家长们也有在用护肤品这个精华，或者说是这个面霜，会发现一擦你就吸收了，因为面霜它所里面所用到的表面化学的物质，或者说是这个结构，它做的特别的好，所以才能导致它的这个透皮吸收能力这么的强。所以这方面用到的主要是物理化学。第二个研究的内容就是比如说像钻石英或者是盐这种晶体里面，它的结构以及它的化学性质。

第三个方面研究的就是化学，对于一个化学反应来说，从最开始的反应物到后面的产物，整个的反应过程速度有多快，以及是到底是什么因素影响了这种速度，也就是化学动力学所主要研究的内容。

它的应用领域就比较广泛了，比如说在电池里面，或者说是在这种能源利用，像这种燃烧反应，或者说是在一些环保方面，这个尾气处理方面，从一开始的反应物能让它快速的变为产物，怎么样去影响这个速度，这其实也是物理化学所研究的内容。

我们经常会把化学专业和化学工程专业会有一定的混淆，但实际上化学工程专业，它会更偏工程这个领域，化学工程它其实更多的是将新材料，新工艺能够应用于市场当中，扩大产能，提升效率。从装置就能看出来，它们两个之间非常不一样的地方，就是化学反应装置很小，就涉及到了一些瓶瓶罐罐、导管、酒精灯。

但是对于化工反应装置来说，都是需要一个很大的车间的。应用领域也是应用于这些需要大规模生产的一些领域，比如说像石化炼油。比如说像天然气加工。在食品行业的话，会用于比如说像发酵，然后以及食品添加剂的生产。

在医药领域，像一些日化产品的生产，以及像抗生素解热镇痛药的生产，都是要依赖化学工程专业。  

生物专业介绍及分支应用

接下来说一下生物这个学科的分支，按照学科来进行划分，会分为像动物学，植物学，微生物学与免疫学，遗传学，分子生物学，细胞生物学，神经生物学，生理学，生态学，还有生物化学这样的几个分类。

但是对于专业分支来说，以加州伯克利为例，生物学专业会分为整合生物学，分子细胞生物学，生物化学发育生物学，遗传学免疫学，神经生物学，还会有一些像公共卫生生物工程相关的内容。

对于动物植物学来说，更多的是研究植物的育种，另外可能会有一些转基因的植物研究。动物学研究动物的饲养后代繁殖配方设计，甚至还有一些克隆动物或者是转基因动物的一些研究和发育，是动物植物学所主要研究的内容。

微生物学与免疫学这两个东西为什么会放在一起，比如说感冒其实就会分为这个病毒性感冒，还有细菌性感冒，就会发现这种微生物对于我们人体的一个入侵，其实是会引起我们人体免疫系统的一定的反应的，所以这两个东西它们之间是离不开的，所以也会经常放在一起去进行学习。

微生物会分为，细菌，真菌病毒，然后支原体，然后以及螺旋体，原生动物等等相关的一些内容，主要应用领域，比如食品行业。酿酒酿造酱油其实都是依靠着微生物发酵，然后进行酿造的这样一个过程。以及像污水处理这个行业里面，水里面有的时候经常也是会存在一些微生物的，也是需要微生物学去对它进行一定的处理和降解污水。

对于免疫学来说，疫苗是免疫学这个方向最为热门的一个研究领域。那像孩子的话，从小开始就已经打过像牛痘天花这方面的一些疫苗，疫苗对于每个人的生活来说，其实都是必不可少的。所以像疫苗设计这个方向也属于免疫学，它的一个非常前沿或者说是非常热门的这样的一个就业领域。

接下来是遗传学，它主要研究生物遗传，变异。对于我们家族方面的一些遗传，这就是群体遗传学所学习到的内容。对于一些细胞，这个细胞离开了我们的人体去进行培养，它可能会进行分裂，会进行分化，那这方面其实就是细胞遗传学所研究的内容。再比如说我们去研究DNA的复制，还有M RNA的转录的时候，它其实就是我们分子遗传学所研究的内容了。

我们常见的一些遗传疾病，比如说像红绿色盲，先天性的耳聋，抗维生素D，佝偻病以及白化病，这些其实都是比较常见的遗传疾病，对于这种遗传疾病比较感兴趣的孩子，咱们后面再去进行选课，或者说是再去选专业的时候，可以更多的往遗传学这个方向去进行学习。

接下来是分子生物学，还有细胞生物学。这两个东西为什么会放在一起给大家讲，因为它其实从它的命名结构或者说是命名方式，我们就能感觉得到它研究的内容，其实都是生物结构及生物功能，只不过它们研究的尺度是不一样的。

分子生物学研究的是分子尺度上面的内容，比如说像蛋白质，像核酸像DNA，我们研究的是这种内容。细胞生物学，它研究的就是细胞尺度上的一些内容，而这些分子是存在于细胞之内的。

其实细胞生物学的尺度，它是要大于分子生物学这个尺度的。分子生物学这个方向，它是一个很容易获得诺奖的这样的方向。我们从1901年开始像自然科学领域，诺贝尔奖大概有550名获奖者，大概有200位诺奖者，都是涉及生物化学和分子生物学的。

神经生物学，研究的主要就是神经系统，会研究神经的结构功能发育，遗传生理相关的一些内容，比如说一些常见的神经系统疾病，你像帕金森，偏头痛，还有重症肌无力比如说像阿兹海默。

如果学生要学习医学，护理学，生理学都是必要学习的一个模块，它可以说是一个最基础的模块，因为它主要研究的就是机体正常活动。生理学它更多的是解答我们日常生活当中的一些比较常见的问题。

你比如说跑步的时候，心脏为什么会跳的更快？为什么我们吃饱了之后会犯困？我们是怎么样看到东西的？这个东西到底是怎么到达我们的眼睛当中的？还有我们的脚，它是不是会随着年龄的增长而变大？最后像常温的咖啡，它为什么反应味道会这么差？这都是我们生理学当中会给大家解决的一些问题，所以如果对这种问题比较感兴趣的话，咱们也可以多看一看生理学方面的一些知识书籍。  

课程设置

下面从课程设置方面再来解答一下这两个专业。以加州伯克利为例，像化学这个专业，提供的是一些全面的基础知识，通识这是主要的两个特点，所以关于化学方面的基础课程，它肯定是都要学的无机有机物化以及仪器分析。除此之外，数理化他们之间是不分家的，所以其实如果你要学好化学的话，物理和数学的基础也是需要打的。

所以像数学方面，会学习一些微积分现代微分方程相关的内容。物理学专业，我们也是会学习大学物理相关的一些内容。那这个专业的学生，其实也是我们刚才有讲到说他其实是可以在大三的时候去选择更为细致的方向的。

比如说我们学习材料化学的话，从大三开始，我们可能更多的要去学习关于材料高分子材料相关的一些课程，那如果我要选择计算化学的话，我们可能更多的要学习计算机数学相关的一些课程。它的侧重点就会有所不同。

化学生物学专业课程设置也是化学，生物学，顾名思义，它研究的其实就是化学，还有生物学这两大模块。除了像化学比较基础的有机无机物化来说，还需要学习一些生化生命系统当中的无机化学。

生物学，我们还会学习像普通生物学分子生物学与细胞生物学相关的内容。并且化学生物学专业相关的学生，他大三的时候也可以选择转专业，不能叫转专业，就是那个往更为细致的方向去发展。

最后化学工程专业的话，课程设置除了像化学，还有数学这些基础的学科之外，还会去学习化工方面的一些专业课程。比如说像反应动力学。化工运输过程控制以及化工设计化工原理相关的一些课程，它更多的会放在工程的领域。

对于生物学专业来说，整合生物学，细胞生物学等，其实都是跟你生物学专业的课程设置其实是差不多的，首先你基础的生物专业的课程肯定是都要学的。

生态学，遗传学，生化生理细胞生物学以及相关的一些实验课程，其实都是会进行学习的，它更多的其实也都是我们会更多的是往这种通识性的基础课程。除了生物知识之外，还会要学习化学数学，物理统计。

生物工程专业的话，以麻省理工为，需要具备扎实的基础科学，还有数学背景，以及我们需要一些工程相关的入门课程，还有计算机编程相关的内容，所以他会学习到的课程，像生物工程设计合成生物学，流行病学，微生物学基因组学，免疫学，生物工程，遗传学，分子细胞与组织生物力学，还有物理，生物学这样的几个方向。

就业前景

化工专业，就业领域以及薪资其实都是非常好的。以美国权威研究生信息网，薪资排名前十的最佳博士学位里面就包含了生物化学工程。

以一些头部企业，它的岗位的要求来给大家举一个例子，比如说像宁德时代，做新能源电池的，它的电池技术工程师对于学生的要求是博士学历优先，具有一定的研究能力和基础，需要具有科研能力和创新能力，还要有中英文的书面表达，还有口头表达的能力，以及可以撰写报告，并参与国际交流。

生物专业就业，首先在生物制药这个领域，像这个制药基因，医疗器械方向，其实都需要生物专业的学生。生物化工行业，比如说一些材料的研发环境方面的一些评估监测，这方面也是需要生物专业的学生的。再比如说，其实在互联网行业，尤其是这种医药健康类，像京东健康，阿里健康这个医药健康类的互联网企业也是需要生物专业的学生。

还有就是快销，相比于刚才的这个化学专业，化学专业的快销是更偏日化这个领域，那对于生物这个专业来说的话，快销就会更偏食品这个行业，你比如说像雀巢，蒙牛这种我们常见的快消食品类的行业是需要生物专业的人才的。

另外咨询的行业其实也是会有一些生物医药，生物化工的企业来去进行咨询，所以也需要生物专业的学生。 像文化出版行方向，我们可以去做一些生物编辑或者是医学评论等等相关的一些方向，以及最后他也是可以在公务员，事业单位，高校，科研院所就业。

申请要求

以加州伯克利化学专业的申请要求为例，包括100分以上的托福成绩，平均绩点在3.4以上，另外会考察学生的综合素质，包括活动、领导力、个人品格。这些东西是怎么考察的？这些东西就是通过你写的文书，你提交的材料，或者面试当中去体现的内容。所以这些软实力的提升，学生背景和经历一定要多样。

首先，学生需要描述自己的学习兴趣，可以为斯坦福带来什么。还有需要从自己之前的经历当中来表现出你自己的个人品质和学术潜力。

这方面在写的时候，如果说本身的经历比较单薄，可能更多的关注于像这个学习这方面的时候，你再去写这篇essay的时候，其实就会贫乏很多。你有很多的背景，相关的一些经历，比如说我做过一个什么样子的科研项目，那我担任的是小组leader的角色，何教授交流学习，我收获了独立思考的能力，通过科研背景，再去写论文的时候，就有理可据。