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。
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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
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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。
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**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。
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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。
研发时长
-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!
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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
来源: 科普中国-光明网
内容资源由项目单位提供