生物学研究领域
一、基础生物学(聚焦生命本质的核心研究对象)
- 分子生物学
- 研究对象:生物大分子(DNA、RNA、蛋白质、酶、糖类、脂质)
- 核心方向:大分子结构与功能、遗传信息传递(复制/转录/翻译)、基因表达调控、分子相互作用、表观遗传修饰
- [2dn-11-40-110-0mulu]
- 细胞生物学
- 研究对象:细胞(原核细胞、真核细胞)及细胞器(线粒体、叶绿体、核糖体等)
- 核心方向:细胞结构与分工、细胞代谢、分裂(有丝/减数分裂)、分化、凋亡、自噬、细胞信号传导、细胞膜运输机制
- [2dn-11-40-120-0mulu]
- 遗传学
- 研究对象:基因、染色体、遗传物质(核酸)
- 核心方向:遗传规律(分离/自由组合定律)、基因传递与变异、基因突变与重组、群体遗传结构、基因定位与克隆、基因编辑
- [2dn-11-40-130-0mulu]
- 发育生物学
- 研究对象:生物个体(从受精卵到成熟个体)、胚胎、器官原基
- 核心方向:胚胎发育(卵裂、分化、器官发生)、再生机制、发育调控网络(基因/激素)、个体发育与进化的关联
- [2dn-11-40-140-0mulu]
- 进化生物学
- 研究对象:生物类群(物种、种群)、遗传变异库、化石
- 核心方向:生物起源、物种形成、演化规律(趋同/趋异进化)、系统发育关系、进化动力(自然选择/遗传漂变)、分子进化
- [2dn-11-40-150-0mulu]
- 生理学
- 生物化学
- 研究对象:生命活动中的化学物质(代谢底物、产物、酶、辅酶)
- 核心方向:物质代谢通路(糖/脂/蛋白/核酸代谢)、酶促反应机制、代谢调控、生物能量转换(光合作用/呼吸作用)
- [2dn-11-40-170-0mulu]
二、分类生物学(按生物类群划分的研究对象)
- 微生物学
- 研究对象:微生物(细菌、古菌、病毒、真菌、原生生物、放线菌)
- 核心方向:微生物分类与鉴定、代谢机制、致病性与耐药性、生态分布、工业应用(发酵、产酶)、微生物组互作
- [2dn-11-40-210-0mulu]
- 植物学
- 研究对象:植物(藻类、苔藓、蕨类、裸子植物、被子植物)
- 核心方向:植物分类与系统发育、光合作用、激素调控、抗逆性(抗旱/抗虫)、生殖发育、植物与环境互作
- [2dn-11-40-220-0mulu]
- 动物学
- 研究对象:动物(无脊椎动物:昆虫、环节动物等;脊椎动物:鱼、两栖、爬行、鸟、哺乳类)
- 核心方向:动物分类、行为学(迁徙/繁殖/社会行为)、生理适应性、免疫机制、物种保护
- [2dn-11-40-230-0mulu]
- 人类生物学
三、应用生物学(面向实际需求的研究对象与应用方向)
- 医学/临床医学
- 研究对象:人类疾病(感染性疾病、遗传病、肿瘤等)、人体组织/细胞、药物靶点
- 核心方向:疾病机制解析、诊断技术(分子诊断/影像诊断)、治疗方案(药物/手术/基因治疗)、疫苗研发、病理分析
- 农业生物学
- 研究对象:农作物、畜禽、农业病虫害、土壤微生物
- 核心方向:作物/畜禽育种(杂交/转基因/基因编辑)、病虫害生物防治、抗逆作物培育、肥料高效利用、农产品品质改良
- 生物技术/生物工程
- 研究对象:工程菌、细胞系(CHO细胞、干细胞等)、生物大分子(重组蛋白/抗体)、代谢通路
- 核心方向:基因工程改造、细胞工程(培养/融合)、发酵工程(产物规模化生产)、酶工程(酶固定化/改造)、生物制药/生物燃料生产
- 生物信息学
- 研究对象:生物大数据(基因组序列、转录组数据、蛋白质结构数据)
- 核心方向:序列比对与分析、基因功能预测、蛋白质结构建模、生物数据库构建、数据分析算法开发
- 法医遗传学
- 研究对象:人体遗传标记(DNA片段、STR位点)、法医物证(血液、毛发等)
- 核心方向:DNA指纹鉴定、亲子鉴定、嫌疑人溯源、物证保存与检测
- 食品科学
- 研究对象:食品原料、食品微生物、食品添加剂、营养成分
- 核心方向:食品加工工艺优化、保鲜技术、微生物污染控制、营养强化、食品安全性评估
四、生态与环境生物学(生物与环境的相互作用研究)
- 生态学
- 研究对象:生物个体、种群、群落、生态系统(森林、草原、海洋等)、非生物环境(气候、土壤、水)
- 核心方向:种群动态(增长/衰退)、群落演替、生态系统能量流动与物质循环、种间关系(捕食/竞争/共生)、景观生态格局
- 环境生物学
- 研究对象:环境污染物(重金属、有机物、塑料)、受污染环境中的生物、生物监测指标生物
- 核心方向:生物对污染物的响应机制、生物降解与环境修复(植物/微生物修复)、环境毒理学评估、生物监测技术
- 保护生物学
- 研究对象:濒危物种、生物多样性(基因/物种/生态系统多样性)、自然保护区
- 核心方向:物种濒危机制、保护策略(迁地/就地保护)、保护区规划、生物入侵防治、生物多样性评估与监测
- 全球变化生物学
- 研究对象:全球变化因子(气候变暖、CO₂浓度升高、酸雨)、受影响的生物类群与生态系统
- 核心方向:生物对全球变化的适应性进化、物种分布变迁、生态系统韧性、碳循环调控
五、交叉学科与前沿领域(多学科融合的研究对象)
- 合成生物学
- 研究对象:人工设计的生物模块、合成细胞、重构代谢通路
- 核心方向:生物体系人工设计与合成、生物传感器构建、生物制造(定制化产物)、人工酶设计
- 组学领域(基因组学/转录组学/蛋白质组学/代谢组学)
- 研究对象:全基因组、转录组(mRNA/非编码RNA)、蛋白质组、代谢物组
- 核心方向:全组学测序与分析、基因/蛋白/代谢物网络调控、疾病标志物筛选
- 单细胞生物学
- 研究对象:单个细胞(体细胞、免疫细胞、肿瘤细胞等)
- 核心方向:单细胞测序、细胞异质性分析、胚胎发育单细胞追踪、肿瘤细胞分型
- 神经科学
- 研究对象:神经系统(大脑、脊髓、神经细胞)、神经信号、行为活动
- 核心方向:神经细胞结构与功能、神经信号传导、认知/记忆/情绪的神经机制、脑机接口、神经退行性疾病
- 生物物理学
- 研究对象:生物大分子、细胞膜、细胞骨架、生物电信号
- 核心方向:生物大分子结构解析(X射线晶体学/NMR)、生物力学特性、生物电现象、分子马达机制
- 生物数学
- 研究对象:生命现象(种群增长、疾病传播、生物节律)
- 核心方向:数学模型构建(微分方程/统计模型)、生命过程定量分析、预测与模拟
- 计算生物学
- 研究对象:生物数据、蛋白质/核酸结构、生物网络
- 核心方向:人工智能辅助蛋白质结构预测、药物分子设计、生物图像分析、调控网络建模
六、关键技术支撑领域(服务于各研究的技术对象与方向)
- 研究对象:基因编辑工具(CRISPR-Cas9、碱基编辑器)、测序设备与试剂、成像仪器(冷冻电镜、超分辨显微镜)、细胞培养体系(培养基、类器官)、生物信息学软件(BLAST、SAMtools)
- 核心方向:技术优化与创新、高灵敏度检测方法开发、实验流程标准化、工具的通用性与特异性提升