美本專業(yè)精選：生物技術(shù)與生物信息類專業(yè)

曾幾何時，“生化環(huán)材”被普遍戲稱為“天坑”專業(yè)，許多人對此類專業(yè)畢業(yè)生的就業(yè)前景持懷疑態(tài)度，尤其是生物專業(yè)，更是被頻繁勸退。但實際情況是，疫 情爆發(fā)后，大量資金投入了大健康、干細胞、癌癥研究等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域迫切需要相關(guān)專業(yè)人才，導致生物專業(yè)人才的需求量急劇增加！

從CRISPR基因編輯（又稱“基因剪刀”）精準剪切致病DNA，到人工智能僅憑基因序列預測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)；從mRNA疫苗以“數(shù)字設計”速度迎戰(zhàn)新冠病毒的突變，到合成生物學工廠用微生物生產(chǎn)替代石油的可持續(xù)材料——生物技術(shù)與生物信息學的融合，正在重塑醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、能源乃至人類對生命本質(zhì)的認知。

據(jù)《自然》雜志預測，到2030年，全球生物經(jīng)濟規(guī)模將突破30萬億美元，其中基因組學、AI驅(qū)動藥物研發(fā)、合成生物學三大領(lǐng)域?qū)⒇暙I超60%的增長動能。生物技術(shù)與生物信息學已從邊緣交叉學科躍升為大國科技競逐的戰(zhàn)略高地，全球范圍內(nèi)的生物高端復合型人才缺口。據(jù)麥肯錫預測，到2030年，僅合成生物學與AI制藥領(lǐng)域的人才需求就將超過200萬，而當前教育體系培養(yǎng)的畢業(yè)生數(shù)量可能不足需求量的三分之一。

對于希望前往美國攻讀本科學位的高中生來說，選擇一個具有廣闊前景的領(lǐng)域至關(guān)重要。那么，有哪些新興專業(yè)是理想之選？這些專業(yè)涵蓋了哪些知識，又將如何應用于不同的行業(yè)？有哪些大學開設這些專業(yè)？在準備申請的過程中，又該如何制定計劃？以下將針對生物技術(shù)與生物信息類專業(yè)作出詳細解答。

▍研究什么，應用哪些領(lǐng)域

生物技術(shù)研究如何通過直接操控生物體（基因、細胞、蛋白質(zhì)等），開發(fā)工具和技術(shù)解決實際問題。

部分核心研究方向舉例：基因編輯，利用技術(shù)精準修改DNA，用于治療遺傳病或改良作物；人造器官，3D生物打印構(gòu)建可移植的組織或器官；生物制藥與疫苗開發(fā)，研發(fā)靶向抗癌藥物，快速開發(fā)疫苗（如新冠疫苗）或個性化腫瘤疫苗；轉(zhuǎn)基因作物：抗蟲玉米、耐鹽水稻提升糧食產(chǎn)量。生物修復：工程菌降解石油污染或吸收重金屬等。

生物信息學研究如何通過計算和統(tǒng)計學方法分析生物數(shù)據(jù)，揭示生命規(guī)律。部分核心研究方向舉例：測序與組裝，解析人類、動植物或病原體的基因組，結(jié)合數(shù)據(jù)研究疾病機制；臨床與健康數(shù)據(jù)分析，根據(jù)患者基因匹配個性化治療方案等。

兩個方向有許多交叉融合相輔相成的地方，生物技術(shù)生成數(shù)據(jù)（如測序結(jié)果），生物信息學解析數(shù)據(jù)（如發(fā)現(xiàn)突變基因）。拿新冠疫 情抗疫舉例，生物技術(shù)能夠快速研發(fā)mRNA疫苗，而生物信息學可以分析病毒基因組變異，預測傳播趨勢。更多應用領(lǐng)域如癌癥治療，可持續(xù)能源發(fā)展，生物防御，國防與生物安全，DNA數(shù)據(jù)存儲，甚至瀕危物種復活和太空農(nóng)業(yè)等等。

▍可選擇哪些美國院校？

生物技術(shù)或生物信息學專業(yè)作為較為新興的交叉融合學科，美國大學在本科階段只有少數(shù)院校直接開設，加州戴維斯分校作為少數(shù)本科開設生物技術(shù)專業(yè)的大學將此專業(yè)放在農(nóng)學和環(huán)境科學學院下。

也有不少學校即使開設也會放在工程學院大類下，比如加州大學圣地亞哥分校的專業(yè)會把”生物技術(shù)”或“生物信息學”放在生物工程后表示傾向性。

*圖源UCSD官網(wǎng)

但作為傳統(tǒng)專業(yè)的生物學（理學院）或生物工程學（工程學院）大部分美國大學都會開設，并且會開設與生物技術(shù)和信息學的相關(guān)課程，比如下圖伊利諾伊大學香檳分校的生物工程學課程中就可以選擇生物信息學的課程。

*圖源UIUC官網(wǎng)

關(guān)于生物信息和技術(shù)的排名我們其實也可以參考U.S.News的2025生物工程本科專業(yè)排名。從下圖可看出，有一些院校雖然綜合排名并不高但在此專業(yè)排名上實力上榜，對于專業(yè)傾向明確的同學不要忽略這些學校哦。

▍生物工程領(lǐng)域美國本科強校

*排名來自U.S.NEWS官網(wǎng)

選擇院校時除了考慮專業(yè)的排名，也可以參考美國生物產(chǎn)業(yè)發(fā)達的地區(qū)，比如根據(jù)PhRMA（美國藥品研究與制造協(xié)會）2023年發(fā)布的報告，下圖可看出美國各州生物制藥企業(yè)的數(shù)量情況，排在前四的是加州、紐約州，賓州和新澤西州，因此在選校時，地理位置也可以優(yōu)先考慮這些專業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)達的地方。

▍該專業(yè)學習什么？

我們以加州大學圣地亞哥分校(UCSD)的生物技術(shù)課程介紹為例，看下生物技術(shù)專業(yè)領(lǐng)域的課程設置。官網(wǎng)描述“生物技術(shù)專業(yè)涉及的生物工程主題包括生物化學、新陳代謝、動力學、生物運輸、生物系統(tǒng)、生物反應器、生物分離、組織工程以及細胞生理學的補充領(lǐng)域。課程以生化工藝應用為重點。”具體的課程設置如下：

*圖源UCSD官網(wǎng)

可從上表看出，課程設置包括需要學生在大一大二學習扎實的人文社科課程和本科工程學所必需的數(shù)學和科學知識，在后續(xù)進修生物技術(shù)專業(yè)的重點以及高級設計和其他技術(shù)類選修課等等。

生物信息學，我們則以本科開設此專業(yè)的匹茲堡大學為例，該專業(yè)會提供課程會為學生打下堅實的化學、生物學、計算機科學、數(shù)學和統(tǒng)計學基礎(chǔ)。通過培訓，學生將能掌握應用計算機工具解決當代生物學和醫(yī)學問題的必要技能。具體課程選擇如下：

*圖源匹茲堡大學官網(wǎng)

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▍如何規(guī)劃？

接下來我們從美本申請要素的標化，活動，競賽要求來分析，未來想申請美國本科的生物技術(shù)與生物信息學及相關(guān)專業(yè)的高中生應該如何規(guī)劃。

? 分數(shù)：整體分數(shù)需根據(jù)目標院校的要求來定，申請專業(yè)及綜合排名越高的院校分數(shù)要求越高。

托福：80-115。SAT：Test Optional，如申請TOP30院校最好分數(shù)在1550+，GPA:3.5+。

? 高中選課：總體原則應注重理科，重視數(shù)學，統(tǒng)計，化學生物課程的成績。以AP課程選課為例：推薦選擇AP Biology，AP Calculus AB，AP Chemistry，AP Calculus BC，AP Physics C，Electricity and Magnetism，AP Physics C: Mechanics。

? 國際競賽：推薦參加數(shù)學競賽，物理，化學，生物類學科個人或團隊競賽，以及項目研究制競賽展示基礎(chǔ)理科實力及問題解決能力。例如：USABO生物奧賽；USNCO生化奧賽；AMC12 5%+AIME；CTB創(chuàng)新研究項目大挑戰(zhàn)，iGEM基因工程，Brainbee腦科學大賽等。

? 課外活動：推薦參加生化/生物醫(yī)藥課題的科研，生化實驗或項目，健康類公益主題活動體現(xiàn)自身的強烈興趣和關(guān)注。例如：公共衛(wèi)生環(huán)保相關(guān)志愿者活動；校內(nèi)編程社團-生物數(shù)據(jù)分析；自學生物技術(shù)入門大學課程；開展本地流行病調(diào)研；加入高中/大學實驗室參與導師課題等。

未來的生物技術(shù)將不再局限于實驗室的瓶瓶罐罐，而是會與人工智能、大數(shù)據(jù)、納米技術(shù)深度融合，創(chuàng)造出治愈絕癥的基因療法、解決糧食危機的合成生物學方案，甚至實現(xiàn)人類與地球生態(tài)的可持續(xù)共生。

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