1. 生物化学与分子生物学

　　生物化学与分子生物学是生命科学的关键基础学科，同时也是当前的前沿研究领域。其中，生物化学聚焦于探究生物机体的分子构成、生命活动中的化学变化，以及机体信息传递的分子路径;而这一专业作为数理科学与生命科学的交叉学科，还搭建了两大领域沟通的桥梁。

　　学科研究范围

　　该专业以生物大分子的结构、功能及生物分子间的相互关系为核心研究对象，具体涵盖多个方向：

　　生物大分子的结构、功能及彼此间的相互作用机制

　　糖生物化学、分子生物学、基因工程与蛋白质工程技术

　　代谢过程与调控机制、分子遗传学原理

　　生物分子的进化规律与实验进化研究、分子免疫学应用等

　　申请角度

　　这是美国研究生申请中最易获得奖学金的专业之一。一方面，申请人数多，另一方面院校招收名额也相对充足，因此成为中国学生申请美国留学的热门选择。

　　代表院校

　　哈佛大学、斯坦福大学、麻省理工学院、加州理工学院、加州大学伯克利分校、加州大学旧金山分校

　　2. 微生物学

　　微生物学是生命科学领域的重要分支，主要研究病毒、细菌、真菌等微生物的生命活动规律，以及它们与自然环境的关系。随着分子生物学的发展，微生物学已全面进入分子研究阶段，发展速度快、影响力大，成为生命科学主流领域的前沿学科之一。

　　进入21世纪后，微生物学与化学、物理学、数学、微电子学等基础科学，以及化学工程、环境工程、制药工程等工程科学深度融合，催生出一系列新兴边缘学科。这不仅推动微生物学基础理论向微观领域深入、向宏观领域拓展，还让微生物技术与产业朝着目标更明确、应用范围更广、可控性更强、收益更高的方向发展。

　　主要研究方向

　　资源生物技术与工程：侧重微生物资源的开发与工程化应用，比如工业微生物的筛选与改造

　　环境生物技术与工程：聚焦微生物在污染治理、生态修复中的应用，例如利用微生物降解土壤污染物

　　生物化工：研究微生物在化工产品合成中的技术，像微生物发酵生产生物燃料

　　申请角度

　　微生物学属于美国研究生申请中难度较高的专业。一方面，奖学金名额极少;另一方面，竞争主要来自美国本土学生，国际学生尤其是中国学生需要更强的背景才能脱颖而出。

　　代表院校

　　斯坦福大学、哈佛大学、威斯康星大学麦迪逊分校

　　3. 遗传学

　　遗传学主要研究生物体遗传与变异的规律，是生命科学领域的核心学科，核心任务是确定遗传物质的结构与功能，以及遗传信息的传递与表达机制。和其他学科相比，遗传学有4个鲜明特点：

　　它是一门推理性学科，而非描述性学科。研究方法通常是根据自然现象或实验结果提出假说，再通过进一步实验验证假说的合理性

　　具有多学科交叉融合的特性，会涉及生物化学、细胞生物学、动物学等多个学科的知识

　　发展速度快，新理论、新技术、新成果不断涌现，比如CRISPR基因编辑技术的应用就是遗传学领域的重大突破

　　应用性强，转化为生产力的周期短，以遗传学为基础已派生出遗传育种、基因治疗等多个应用学科

　　研究方向

　　植物细胞遗传：研究植物细胞层面的遗传规律，比如作物染色体变异与性状的关系

　　植物遗传资源：聚焦植物遗传资源的收集、保存与利用，例如珍稀植物基因库的建立

　　人类细胞遗传：探索人类细胞的遗传特征，比如染色体异常与遗传病的关联

　　微生物遗传：分析微生物的遗传机制，比如细菌耐药基因的传递规律

　　申请角度

　　遗传学不同研究方向的申请难度差异较大。其中，偏植物和动物方向的遗传研究申请难度较低，属于美国研究生申请中的“潜力方向”，但对相关研究经历有一定要求;而涉及微生物和人类细胞的遗传研究则是热门方向，竞争较为激烈。

　　代表院校

　　斯坦福大学、哈佛大学、威斯康星大学麦迪逊分校

　　4. 免疫学

　　免疫学起源于微生物学，主要研究免疫反应的本质，以及机体免疫系统的组织结构与功能，是生物医学领域的前沿学科。它与基础医学、预防医学、临床医学、中医药学等多个学科交叉渗透，形成了免疫生物学、分子免疫学、免疫遗传学、肿瘤免疫学、移植免疫学等多个分支学科。 

　　同时，免疫学既是医学基础课程，也是生命科学的三大前沿学科之一。在生命科学领域，许多生命现象和规律的研究都以免疫学为基础;而在现代医学的各个领域，免疫学既是学科发展的基础，也是重要的研究归宿。目前，免疫学主要分为基础免疫学(如免疫生物学、分子免疫学)和临床免疫学(如肿瘤免疫学、移植免疫学)两部分。

　　申请角度

　　免疫学因与医学关联紧密，成为美国留学的热门专业之一。由于美国医学院的设置与中国不同，绝大多数中国医学生都会选择申请免疫学;同时，美国本土学生也非常偏好这个专业，导致竞争异常激烈。

　　代表院校

　　哈佛大学、斯坦福大学、耶鲁大学

　　5. 神经科学

　　神经科学与分子生物学、细胞生物学、生理学、生物化学、物理学、计算机科学、心理学，甚至神经病学、精神病学等相邻学科都有着密切的内在联系。该专业的研究对防治人类神经和精神疾病(如阿尔茨海默病、抑郁症)至关重要，同时还能有力推动智能研究与开发。 

　　学科研究范围

　　神经科学主要研究神经系统在分子、细胞、系统和整体水平的结构与机能特点，以及神经系统对机体其他功能的整合与调控作用。具体研究方向包括：

　　与神经系统相关的形态学、生物物理学、生物化学研究

　　神经系统的生理学、药理学机制

　　神经科学领域的分子生物学、细胞生物学、发育生物学研究

　　不同物种神经系统的比较生物学分析

　　申请角度

　　神经科学是美国研究生申请中的冷门专业，国内申请人数极少，因此整体申请难度较低，属于“高性价比”方向。

　　6. 生态和进化

　　生态学是研究个体、种群、群落、生态系统与生物圈等多个层次生物与环境相互关系及作用的学科。近百年来，人类面临着环境、人口、资源等危及自身生存与发展的重大社会问题，而解决这些问题必须依靠生态学原理——

　　比如通过生态学方法保育有益生物、控制有害生物，提高生态系统的持续生产力，促进资源、人口与人类生存环境的协调可持续发展。

　　学科研究范围

　　生态学的研究范围正在不断拓宽。从学科关系来看，它以生物学科为主要基础，同时与地球科学、环境科学密切相关;从学科发展来看，它既向微观领域(如分子生态学)深入，也向宏观领域(如全球生态学)拓展，且微观与宏观研究不断融合。

　　申请角度

　　生态和进化是美国研究生申请中的冷门专业，很少有中国学生申请。但需要注意的是，该专业的研究方向多偏向理论或公益领域，因此奖学金名额极少，属于“没钱但好申”的方向。

　　代表院校

　　斯坦福大学、加州大学戴维斯分校、加州大学伯克利分校、哈佛大学

　　7. 生物信息学

　　生物信息学是一门新兴的交叉学科，很多人误以为它内容广泛，但其实它的内涵非常具体、范围明确——它伴随基因组研究而产生，研究内容也紧密围绕基因组研究发展。