自考02087分子生物学考试大纲(2025年版)

📍 湖南 📚 课程代码:02087 📅 版本:2025年版

湖南省高等教育自学考试课 程考 试大 纲分子生物学 (课程代码:02087) 湖南省教育考试院组编 2025 年 6 月高等教育自学考试课程考试大纲课程名称:分子生物学课程代码:02087

第一部分

课程性质与目标

一、课程性质与特点

分子生物学是高等教育自学考试药学专业的选考课程。它是以核酸和蛋白质等生物大分子为研究对象,在分子水平和整体水平上研究生命现象、生命本质、生命活动及其规律的一门学科。该课程从生物大分子的结构出发,整合信号通路和基因表达调控的特点,解析疾病发生发展的分子机制,并利用分子生物学技术和手段进行药物研发、疾病的基因诊断和治疗等应用。课程不仅涵盖了分子生物学的基本理论,还包括了实验技术和基本应用等内容,具有鲜明的交叉学科性质和实践导向特点。掌握这门学科能让学生在药物发现、精准医疗和生物技术产业中具备更强的竞争力。

二、课程目标与基本

要求通过本课程的学习,考生应掌握分子生物学核心概念:包括 DNA 复制、转录、翻译、基因表达调控、信号转导等基础理论,能解释其与药物作用(如抗生素抑制翻译) 的关联。理解分子生物学技术原理:包括核酸提取与鉴定、印迹技术、PCR、重组 DNA 技术等,明确这些技术在药物研发中的应用逻辑。基本要求:

1.掌握分子生物学的基本概念;

2.了解分子生物学的基本技术;

3.能将分子生物学知识迁移至药物设计(如基于受体结构的药物筛选)、基因治疗(如 CRISPR/Cas9)等场景。

三、与本专业其他课程的关系

本课程的先修课程为生物化学,该课程中糖、脂、蛋白质、核酸等大分子的代谢及其调节,为本课程的学习提供了分子互作的化学与酶学基础。

第二部分考核内容与考核目标绪论

(不作考核要求)

第一章 基因和基因组

通过本章的学习,考生需掌握基因和基因组的基本概念、DNA 的结构特征及其生物学意义、RNA 的组成、结构、分类及功能;理解不同生物基因组以及特殊基因组(如线粒体 DNA、质粒)的特点、核酶的概念和化学本质、DNA 多态性的类型与应用。重点掌握基因的分类、真核生物基因组的结构特点及 DNA 多态性分析方法。了解基因组学的研究方法及前沿进展、DNA 多态性分析及意义。

(一)DNA 的结构和功能(重点)识记:1.DNA 的一级结构

2.DNA 的二级结构理解:1.DNA 的超螺旋结构

2.染色体结构与组成

3.染色体外 DNA 的特点(二)RNA 的结构和功能(重点)识记:1. tRNA 的二级结构

2.核酶的定义及典型类型(如锤头状核酶、发夹状核酶)

理解:1.tRNA 二级结构(三叶草形)与三级结构(L 形)的功能关联

2.核酶的催化机制及其与蛋白质酶的差异应用:分析不同 RNA 在基因表达中的协同作用(如 mRNA、tRNA、rRNA 在翻译中的功能)

(三)基因(重点)

识记:结构基因、断裂基因、顺反子、转座子的概念理解:1.基因的基本结构

2.转座子和基因家族(四)基因组(一般)识记:1.不同生物(病毒、原核、真核)基因组的组成

2.真核生物基因组中重复序列的分类(高度重复、中度重复、单一序列)

3.端粒、着丝粒的结构与功能理解:1.真核生物与原核生物基因组的主要区别(如基因密度、复制起点数量)

2. C 值矛盾和 G 值矛盾的含义应用:结合人类基因组序列分析,说明编码序列与非编码序列的比例及功能(五)DNA 多态性和遗传标记(不作考核要求)

第二章 DNA 的生物合成通过本章的学习,考生应掌握 DNA 生物合成的基本过程及相关机制,理解 DNA 复制、修复、重组等重要生物学过程的原理和特点,能够运用所学知识分析和解决与 DNA 生物合成相关的问题。本章的难点内容为 DNA 的半不连续复制机制、DNA 修复的具体途径。

(一)DNA 复制的基本特征(重点)识记:1. DNA 复制的概念及意义

2.半保留复制、双向复制、半不连续复制、前导链、后随链、冈崎片段的定义

3.复制起点、复制子、复制叉的概念理解:1.半保留复制的实验证据(Meselson – Stahl 实验)

2.双向复制的过程及原核生物与真核生物复制起点的差异

3.半不连续复制中前导链和后随链的合成区别(二)大肠杆菌 DNA 的复制合成(重点)识记:1. DNA 复制所需的原料、模板、酶及其他蛋白质因子

2.大肠杆菌 DNA 聚合酶的种类(PolⅠ、PolⅡ、Pol

Ⅲ等

)及其功能

3.解链、解旋酶类(如 DNA 解旋酶、拓扑异构酶)的作用理解:1. DNA 聚合酶的催化特点(需要模板、引物,合成方向为 5’→3’等)

2.复制过程中各种酶和蛋白质因子的功能及协同作用

3.复制起始、延伸、终止三个阶段的主要事件应用:解释 DNA 聚合酶校对功能的机制及意义(三)真核生物 DNA 的复制合成(次重点)识记:1.真核生物染色体 DNA 复制的特点(每个细胞周期只复制一次;染色质解离与重塑;复制速度慢;多起点复制、冈崎片段短等)

2.真核生物 DNA 聚合酶(α、δ、ε、γ等)的功能

3.端粒的结构及端粒酶的作用理解:1. 真核生物与原核生物 DNA 复制的差异及原因

2. 端粒合成的机制及端粒对染色体稳定性的意义

3. 复制起始复合物的组装过程应用:1. 分析真核生物 DNA 复制速度慢的原因

2. 探讨端粒酶与肿瘤发生的关系(四)病毒 DNA 的复制合成(不作考核要求)

(五)DNA 损伤与修复(次重点)识记:1.DNA 损伤的类型(错配、插入缺失、重排、共价交联等)

2.导致 DNA 损伤的因素(物理、化学、生物因素)

3.常见的 DNA 修复系统(错配修复、切除修复、直接修复等)

理解:1.不同类型 DNA 损伤的形成机制

2.各修复系统的修复过程及关键酶的作用

3.DNA 修复的生物学意义应用:1.分析 DNA 损伤与基因突变、肿瘤发生的关系

2.解释某些遗传病与 DNA 修复缺陷的关联(六)DNA 重组(不作考核要求)

(七)DNA 的逆转录合成(一般)识记:1.逆转录的概念及逆转录酶的特性

2.逆转录病毒的基因组结构

3.前病毒 DNA 的概念及形成过程理解:1.逆转录过程的步骤及关键反应

2.逆转录酶的催化功能

3.逆转录在中心法则中的地位和意义

4.解释逆转录病毒的致癌机制

第三章 RNA 的生物合成通过本章的学习,考生应理解 RNA 生物合成的基本过程,掌握原核生物与真核生物 RNA 合成的异同,以及 RNA 病毒 RNA 复制和 RNA 合成抑制剂的相关知识。本章的难点内容为转录过程的分子机制以及 RNA 转录后加工的复杂过程。

(一)转录的基本特征(重点)识记:1.转录的概念及在中心法则中的地位

2.转录的四个基本特征:选择性转录、不对称转录、连续性转录和转录后加工

3.模板链、编码链的定义及特点理解:1.基因上下游的含义

2.不对称转录中模板链在双链 DNA 上的分布特点

3.基因序列的书写和编号规则(二)RNA 聚合酶(重点)识记:1.RNA 聚合酶的全称、催化反应的原料

2.原核生物大肠杆菌 RNA 聚合酶全酶的组成及各亚基功能

3.真核生物细胞核内 RNA 聚合酶的种类、转录产物及亚细胞定位,对α-鹅膏蕈碱的敏感性理解:RNA 聚合酶与 DNA 聚合酶的异同点应用:分析不同 RNA 聚合酶抑制剂的作用靶点及机制(三)原核生物 RNA 的合成(重点)识记:1.原核生物 RNA 转录的四个阶段:起始、延伸、终止和后加工

2.启动子的定义及包含的元件:-35 区、-10 区、转录起始位点和上游元件

3.转录终止子的类型:不依赖 ρ 因子和依赖 ρ 因子的终止子理解:1.原核生物转录起始过程中闭合复合物和开放复合物的形成

2.转录延伸阶段转录泡的结构及 RNA 链的延伸方式

3.转录终止过程中发夹结构和 ρ 因子的作用机制应用:1.比较原核生物 mRNA、tRNA 和 rRNA 前体加工的异同

2.分析原核生物转录(四)真核生物 RNA 的合成(次重点)识记:1.真核生物 RNA 聚合酶 II 的启动子结构

2.通用转录因子的种类及功能

3.真核生物 mRNA 前体加工的步骤

4.选择性剪接的概念理解:1.真核生物转录起始过程中前起始复合物的组装

2.转录延伸阶段核小体对转录的影响

3.选择性剪接对基因表达多样性的贡献应用:1.解释真核生物 mRNA 加帽和加尾的生物学意义

2.分析 RNA 编辑如何改变基因的编码信息(五)RNA 病毒 RNA 的复制合成(不作考核要求)

(六)RNA 合成的抑制剂(一般)识记:1.常见 RNA 合成抑制剂的种类:碱基类似物、核苷类似物、模板干扰剂和RNA 聚合酶抑制剂

2.利福霉素、鹅膏蕈碱等抑制剂的作用对象及效果理解:各类抑制剂抑制 RNA 合成的作用机制应用:分析临床药物利用 RNA 合成抑制剂治疗疾病的原理

第四章 蛋白质的生物合成

通过本章的学习,考生应掌握蛋白质合成系统中的各组分及功能;理解蛋白质生物合成的基本过程;了解原核生物与真核生物蛋白质合成的异同,以及翻译后修饰和蛋白质定向运输的相关知识。

(一)蛋白质合成系统(重点)识记:1.翻译的概念

2. mRNA 的结构组成,开放阅读框的概念

3.密码子的定义、种类、起始密码子、终止密码子、密码子的特点

4.tRNA 的结构特点及反密码子的功能

5.核糖体的组成及功能位点(A 位、P 位、E 位)

理解:1.tRNA 译码的摆动性及摆动假说

2.核糖体的结构与功能的关系应用:1.能根据反密码子的序列推出密码子的序列

2.解释摆动性对翻译准确性和效率的影响(二)氨基酸负载(重点)识记:1.氨基酸负载的概念及化学反应本质

2.氨酰 tRNA 合成酶的作用及特点

3.起始蛋氨酰 tRNA 的种类及原核生物中的甲酰化修饰理解:1.氨酰 tRNA 合成酶的编辑功能及对翻译保真性的意义

2.第二遗传密码的概念及 tRNA 识别机制(三)原核生物蛋白质的生物合成(重点)识记:1.翻译起始起始复合物的形成过程

2.翻译延伸的三个步骤:进位、成肽、移位

3.核糖体循环的概念理解:1.原核生物核糖体结合位点(SD 序列)的作用

2.翻译延伸因子 EF-Tu、EF-Ts、EF-G 的功能

3.翻译终止机制及释放因子的识别作用应用:分析抗生素对原核生物蛋白质合成的抑制机制(四)真核生物蛋白质的生物合成(次重点)识记:1.真核生物翻译起始的扫描模型及 Kozak 序列的作用

2.翻译起始、延伸和终止的特点

3.硒蛋白合成的特殊机制理解:1.真核生物 mRNA5’帽子结构和 poly(A)尾对翻译的调控作用

2.真核生物与原核生物翻译延伸的异同(五)蛋白质的翻译后修饰(一般)识记:1.翻译后修饰的主要类型,包括肽键水解、氨基酸修饰、糖基化、泛素化等

2.常见的氨基酸修饰方式,如磷酸化、甲基化、乙酰化、羟基化等

3.蛋白质折叠的概念及分子伴侣的作用理解:1.翻译后修饰对蛋白质结构和功能的影响

2.分子伴侣在蛋白质折叠中的作用机制

3.蛋白质构象病的成因及典型疾病

4.分析某一特定翻译后修饰对蛋白质功能的调控机制(六)真核生物蛋白质的定向运输(不作考核要求)

(七)蛋白质合成的抑制剂(次重点)识记:1.常见抗生素对蛋白质合成的抑制位点及机制

2.毒素如白喉毒素、蓖麻毒素的作用原理理解:抑制剂对原核生物和真核生物蛋白质合成的选择性抑制作用应用:分析某一蛋白质合成抑制剂在医学或科研中的应用

第五章 原核基因表达调控

通过本章的学习,考生应理解原核基因表达调控的基本方式和特点,掌握原核基因在转录和翻译水平上的调控机制,转录调控中的正负调控机制以及典型操纵子的调控模型。本章的难点内容为操纵子的结构与功能关系以及翻译调控中的多种调控因素相互作用。

(一)基因表达的方式(重点)识记:1.组成性表达、管家基因的概念

2.调节性表达的分类:诱导性表达、抑制性表达

3.协同表达的概念及实例理解:组成性表达与调节性表达的区别(二)原核基因表达的特点(重点)识记:1.原核基因表达的条件特异性

2.操纵子的结构组成

3.σ因子在转录特异性中的作用

4.转录与翻译偶联的特点理解:操纵子作为转录单位的优势(三)原核基因表达调控的特点(次重点)识记:1.基因表达调控的多环节性

2.转录因子的类型:阻遏蛋白、激活蛋白

3.协同调控、转录衰减、应急反应调控的概念(四)DNA 调控(不作考核要求)

(五)转录调控(重点)识记:1.调控元件:启动子、操纵基因、激活蛋白结合位点的结构与功能

2.调节因子:阻遏蛋白、激活蛋白的分类与作用特点

3.乳糖操纵子的结构组成、各基因产物的功能

4.色氨酸操纵子的转录抑制和衰减机制

5.调节子的概念及实例理解:1.调控的四种模式(诱导负调控、诱导正调控、抑制负调控、抑制正调控)

2.乳糖操纵子的双重调控机制(诱导负调控与激活正调控)

3.色氨酸操纵子的转录衰减应用:1.分析乳糖操纵子在不同碳源条件下的表达情况

2.解释色氨酸浓度变化对其操纵子转录的影响识记:1.mRNA 稳定性对翻译的影响

2.密码子偏好性的概念及实例

3.翻译抑制、反义 RNA 的调控机制理解:1.核糖开关如何通过配体结合调控翻译

2.反义 RNA 对 mRNA 翻译的抑制机制

3.密码子偏好性与翻译效率的关系应用:探讨反义 RNA 在基因表达调控中的应用潜力

第六章 真核基因表达调控

通过本章的学习,考生应理解真核基因表达调控的特点及各调控层次的机制,掌握染色质调控、转录调控、转录后加工调控、翻译调控及翻译后调控的具体方式和实例。

本章的难点内容为染色质重塑的分子机制、转录因子的结构与功能关系以及 RNA 干扰在基因表达调控中的作用机制。

(一)基因表达的特点(重点)识记:1.真核基因表达的条件特异性、时间特异性和空间特异性的概念

2.组织特异性基因的定义及实例

3.珠蛋白基因簇表达的时间和空间特异性理解:真核基因表达特异性与原核基因的差异(二)真核基因表达调控的特点(次重点)识记:1.真核基因表达调控的多环节性(染色质、转录、转录后加工等)

2.转录调控以正调控为主的特点

3.调控元件复杂多样且可远离转录区的特征理解:1.染色质结构对基因表达的影响

2.联合调控的含义

(三)染色质调控(重点)识记:1.染色质重塑的概念及主要方式(核小体移动、修饰等)

2.组蛋白修饰的主要方式(乙酰化、甲基化等)及修饰位点

3. DNA 甲基化的定义及主要发生位点(CpG 序列)

4. 基因重排、基因扩增的概念及实例(免疫球蛋白基因、非洲爪蟾 rRNA基因)

理解:1.染色质重塑复合物的作用机制

2.组蛋白修饰如何影响染色质结构和基因转录

3.DNA 甲基化与基因沉默的关系应用:解释 DNA 甲基化水平与肿瘤发生的关联(四)转录调控(重点)识记:1.真核基因调控元件的种类(启动子、增强子、沉默子、绝缘子)

2.转录因子的分类(通用转录因子、转录激活因子、共调节因子、结构转录因子等)

3.转录因子的结构域(DNA 结合域、转录激活域等)及典型基序(锌指、亮氨酸拉链)

4.调控 RNA(IncRNA、miRNA)的概念及作用理解:1.增强子的作用特点及机制

2.转录因子与 DNA 结合的特异性机制

3. IncRNA 在基因转录调控中的作用方式应用:探讨转录因子结构异常对疾病发生的影响(五)转录后加工调控(不作考核要求)识记:选择性剪接的概念及对基因表达的影响理解:1.选择性剪接如何导致基因产物多样性

2.mRNA 稳定性调控的分子机制应用:分析 Tau 蛋白 mRNA 剪接异常与阿尔茨海默病的关系识记:1.影响 mRNA 稳定性的因素(5’UTR、3’UTR 结构,RNA 结合蛋白)

2.翻译起始复合物形成的调控点(eIF-2α磷酸化、Kozak 序列)

3. RNA 干扰(RNAi)的概念及相关小分子 RNA(miRNA、piRNA、siRNA)

理解:1.RNA 干扰的机制

2.RNAi 介导基因沉默的基本过程(七)翻译后调控(不作考核要求)

第七章 信号转导

(不作考核要求)

第八章 细胞周期和程序性细胞死亡

通过本章的学习,考生应理解细胞周期的概念、阶段划分及调控机制,掌握程序性细胞死亡的主要类型(如细胞凋亡、程序性坏死、焦亡)的特征和分子机制。

本章的难点内容为细胞周期检查点的调控机制、不同程序性细胞死亡方式的区别与联系。

(一)细胞周期(重点)识记:1.细胞周期的定义及四个阶段(G₁期、S 期、G₂期、M 期)的三个核心事

2.细胞周期中 G₀期、核内复制、多核体的概念

3.细胞增殖类型(增殖细胞、静止期细胞、终末分化细胞)及特点

4.Rb 蛋白在细胞周期中的主要作用

5.黏连蛋白、分离酶、APC/C 泛素连接酶在姐妹染色单体分离中的作用

6.ATM、ATR 蛋白激酶在 DNA 损伤检测中的作用理解:1.细胞周期调控中 CDK、cyclin、CDK 抑制因子的作用机制

2.细胞周期检查点(G₁期检查点、M 期检查点、DNA 损伤检查点)的功能及意义

3.cyclin D-CDK4/6、cyclin E-CDK2 复合物的激活过程及正反馈环的形成

4.纺锤体检查点的调控机制及 Mad2 蛋白的功能

5.Chk1/2 激酶激活后对 Cdc25 磷酸酶和 p53 通路的调控应用:1.分析细胞周期调控异常与肿瘤发生的关系

2.设计实验研究某药物对细胞周期的影响

3.解释 p16、p21 等 CDK 抑制因子在细胞周期阻滞中的作用

4.分析 M 期检查点异常对染色体分离的影响

5.阐述 p53 缺失为何会导致基因组不稳定性增加(二)程序性细胞死亡(次重点)识记:1.细胞凋亡的形态学特征

2.程序性坏死的形态学特征及与凋亡、坏死的区别

3.焦亡的炎症性特征及 GSDMD 成孔蛋白的作用理解:1.人半胱天冬酶(caspase)的功能分类及级联激活机制

2.RIPK1、RIPK3、MLKL 在坏死小体形成中的作用

3.经典焦亡途径(Caspase-1 介导)与非经典途径(Caspase-4/5 介导)的机应用:1.比较内源性(线粒体途径)和外源性(死亡受体途径)凋亡途径的异同

2.分析细胞因子诱导的程序性坏死在炎症反应中的意义

3.解释焦亡在抗感染免疫中的防御功能

第九章 肿瘤分子生物学

通过本章的学习,考生应掌握肿瘤的基本概念、特征及发生的分子基础,理解原癌基因和抑癌基因的作用机制及其在肿瘤发生中的意义,了解非编码 RNA、生长因子与肿瘤的关系。

本章的难点内容为原癌基因激活与抑癌基因失活的分子机制,以及肿瘤发生的多步骤过程和信号转导异常的核心作用。

(一)概述(次重点)识记:1.肿瘤的定义及良恶性肿瘤的区别

2.恶性肿瘤细胞的主要特征

3.导致 DNA 损伤的环境因素(电离辐射、化学致癌物、肿瘤病毒)

理解:1.肿瘤发生的多步过程及体细胞突变与生殖细胞突变的作用

2.肿瘤发生的分子基础(DNA 损伤、基因突变、基因表达异常)

应用:分析环境因素与肿瘤发生的相关性(二)原癌基因(重点)识记:1.原癌基因、癌基因、病毒癌基因的定义

2.原癌基因被激活为癌基因后的异常

3.常见原癌基因(HER2、Ras、ABL、Myc)的功能及相关肿瘤理解:1.原癌基因激活导致细胞恶性转化的分子机制

2.慢作用逆转录病毒与转导逆转录病毒致癌机制的区别

3.HPV 病毒蛋白(E5、E6、E7)激活原癌基因的方式应用:1.解释 Ras 基因点突变(如 Gly12Val)导致其组成性激活的机制

2.分析 HER2 基因扩增在乳腺癌发生中的作用及靶向治疗原理(三)抑癌基因(重点)识记:1.抑癌基因的定义及主要产物功能(Rb、p53、PTEN、p16 等)

2.抑癌基因的失活机制(缺失、点突变、高甲基化、癌基因产物抑制等)

3.常见抑癌基因(RB1、p53、PTEN、p16)的突变类型及相关肿瘤理解:1.Rb 蛋白调控细胞周期 G₁期检查点的机制

2.p53 作为 “基因组卫士” 在 DNA 损伤应答中的三重作用(细胞周期停滞、DNA 修复、凋亡诱导)

3.PTEN 通过拮抗 PI3K-Akt 途径抑制肿瘤的机制应用:1.分析 p53 基因突变(如显性负突变)与肿瘤发生的关系

2.解释 APC 基因失活在家族性腺瘤性息肉病中的作用(四)非编码 RNA 与原癌基因、抑癌基因(一般)识记:1.致癌 miRNA 和抑癌 miRNA 的作用

2.lncRNA 在肿瘤发生中的双重作用(促进或抑制肿瘤)

理解:1. miRNA 调控原癌基因和抑癌基因表达的机制

2. lncRNA (DINO )稳定 p53 蛋白的正反馈环路

3.举例说明 miRNA 作为肿瘤诊断标志物的潜在价值(五)生长因子(一般)识记:1.生长因子的分类及主要功能(EGF、VEGF、PDGF 等)

2.生长因子的作用机制(内分泌、旁分泌、自分泌)

理解:1.VEGF 促进肿瘤血管生成的机制及临床靶向治疗(如贝伐珠单抗)

2.分析缺氧环境下 HIF-1α 调控 VEGF 表达的生物学意义

第十章 疾病分子生物学

通过本章的学习,考生应掌握遗传性疾病和感染性疾病的分子生物学基础,理解常见单基因遗传病(如血友病 A)、多基因遗传病(如高血压)、染色体病的发病机制, 了解病毒(如 HBV、HIV)和细菌的致病机制及相关疾病(如乙型肝炎、艾滋病)的分子基础。

本章的难点内容为遗传性疾病的分子机制、病毒致病的分子过程及多基因疾病的遗传与环境互作机制。

(一)概述(重点)

识记:1.疾病的定义及致病因素分类(先天因素、后天因素)

2.遗传性疾病的分类(基因病、染色体病、线粒体遗传病)

3.感染性疾病的定义及病原体类型理解:1.遗传性疾病的特征(家族性、终身性等)

2.感染性疾病中病原体致病的决定因素(毒力、机体免疫力)

应用:区分先天性疾病与遗传性疾病的概念差异(二)血友病 A(一般)识记:1.血友病定义和分子基础

2.F

Ⅷ 基因结构和功能

3.F

Ⅷ 基因突变类型理解

:1.血友病 A 出血程度与 FⅧ 活性的关系

2.F

Ⅷ 的激活过程

3.分析血友病 A 的分子基础(F

Ⅷ 基因突变类型及影响

(三)高血压(一般)识记:1.高血压的分类,包括原发性高血压和单基因遗传性高血压

2.原发性高血压的候选基因,如 NEDD4L、ADD、AGT、AGTR1、ACE 等理解:1.原发性高血压中遗传因素与环境因素的相互作用

2.单基因遗传性高血压的典型疾病及分子机制,如 Liddle 综合征、家族性醛固酮增多症

3.解释某原发性高血压候选基因的多态性与高血压发病的关系(四)脂血症(次重点)识记:1.脂血症的定义和分类

2.与脂血症相关的基因,如 APOB、APOC2、APOE、LDLR 等理解:APOB、APOE、LDLR 基因突变导致脂血症的分子机制应用:分析 LDLR 基因突变与家族性高胆固醇血症的关系(五)糖尿病(次重点)识记:1.糖尿病的定义和分类

2.1 型糖尿病和

2 型糖尿病的特征理解:1 型糖尿病的免疫介导机制及 2 型糖尿病的胰岛素抵抗和β细胞功能障碍机应用:区分 1 型糖尿病和 2 型糖尿病的分子生物学差异(六)乙型肝炎(一般)识记:1.乙型肝炎病毒(HBV)的形态结构,包括 Dane 颗粒、小球形颗粒和纤维状颗粒

2.HBV 基因组结构及基因产物理解:解释 HBV 基因检测在乙型肝炎诊断中的意义(七)艾滋病(一般)识记:1.艾滋病病毒(HIV)的形态结构和基因组结构

2. HIV 的感染与复制过程理解:1.HIV 的致病机制及感染检测方法,如血清学检测、核酸检测

2.分析 HIV 蛋白酶抑制剂在艾滋病治疗中的作用机制

第十一章 核酸提取与鉴定

通过本章的学习,考生应理解核酸提取与鉴定的基本原理,掌握质粒、真核生物基因组 DNA、转录组 RNA 等不同类型核酸的提取方法,熟悉核酸纯度鉴定、电泳分析及DNA 测序技术的原理和应用。

本章的难点内容为不同核酸提取方法的操作流程及关键步骤的原理,以及核酸电泳和测序技术的影响因素与结果分析。

(一)核酸提取(重点)识记:1.核酸提取的原则:尽可能避免核酸断裂,保持一级结构完整性

2.核酸提取的主要步骤:裂解细胞、去除杂质、分离核酸、去除其他杂质

3.质粒的定义及在重组 DNA 技术中的作用

4.真核生物基因组 DNA 的存在形式及提取注意事项

5.RNA 提取的特殊要求:建立无 RNase 环境理解:1.质粒提取的不同方法(碱裂解法、煮沸裂解法、氯化铯密度梯度离心法、聚乙二醇沉淀法)的原理及适用场景

2.真核生物基因组 DNA 提取中蛋白酶 K 法和 CTAB 法的原理及操作步骤

3.总 RNA 提取的常用方法(异硫氰酸胍 – 酚 – 氯仿法、异硫氰酸胍 – 氯化铯密度梯度离心法等)的原理及特点

4.mRNA 提取的原理:利用真核生物 mRNA 的 poly (A) 尾进行分离

5.分光光度技术鉴定核酸纯度和浓度的原理应用:1.根据不同实验需求选择合适的质粒提取方法,并解释操作步骤中的关键试剂作用(如溶液 I、II、III 在碱裂解法中的作用)

2.分析真核生物基因组 DNA 提取过程中避免 DNA 断裂的措施

3.设计 RNA 提取实验方案,阐述抑制 RNase 活性的具体方法

4.根据核酸样品的 A₂₆₀/A₂₈₀和 A₂₆₀/A₂₃₀比值,判断样品的纯度及可能存在的杂质(二)核酸电泳(次重点)识记:琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳的支持物特点及适用范围理解:1.琼脂糖凝胶电泳中凝胶浓度、DNA 长度和构型对迁移率的影响

2.聚丙烯酰胺凝胶电泳的高分辨率原理及变性与非变性电泳的区别

3.毛细管电泳的原理及特点应用:1.分析琼脂糖凝胶电泳结果,比较不同 DNA 构型(共价闭合环状、开环、线性)的迁移率差异

2.选择合适的电泳方法对核酸样品进行分子量测定和纯度分析(三)DNA 测序(次重点)识记:1.第一代 DNA 测序技术的主要方法:链终止法(双脱氧法)、化学降解法和毛细管电泳测序

2. 第二代

DNA 测序技术的代表性技术: Roche/454 测序技术、 Illumina/Solexa 测序技术、SOLiD 测序技术

3.第三代 DNA 测序技术的特点:单分子测序,无需 PCR 扩增理解:1.链终止法的原理:利用 ddNTP 终止 DNA 链合成,通过电泳分离不同长度的片段

2.焦磷酸测序的原理及在第二代测序技术中的应用

3.桥式 PCR 在 Illumina/Solexa 测序技术中的作用

4.纳米孔测序和单分子实时测序(SMRT)的基本原理应用:1.解释链终止法中四个反应体系的作用,及如何通过电泳结果读序

2.比较不同代次 DNA 测序技术的优缺点,根据实验需求选择合适的测序技术

3.分析测序深度、覆盖度、读长等指标对测序结果的影响

第十二章 印记杂交与芯片技术

通过本章的学习,考生应理解分子杂交的基本原理,掌握 DNA 印迹法、RNA 印迹法、蛋白质印迹法等常用印迹杂交技术的操作流程和应用场景,熟悉核酸探针的种类、 标记方法以及生物芯片的基本概念和类型。

本章的难点内容为不同印迹杂交技术的原理差异、核酸探针标记的具体方法及生物芯片技术的高通量分析机制。

(一)分子杂交原理(重点)识记:1.分子杂交技术的定义及分类,包括核酸杂交和蛋白质杂交

2.核酸变性、复性、杂交的概念及相关特性

3.解链温度(Tm)的定义及影响因素

4.核酸探针的标记物类型

5.常见的核酸探针标记方法理解:1.核酸杂交的基本原理,包括变性与退火的条件控制

2.固相杂交和液相杂交的区别及应用场景

3.核酸探针的种类及其特点

4.不同标记物的优缺点及适用场景

5.酶促标记法的原理应用:1.根据核酸序列计算 Tm 值,并设计合适的杂交温度

2.针对不同实验需求选择合适的核酸探针类型

3.设计实验选择合适的标记物及标记方法制备核酸探针

4.分析标记探针的检测结果,判断标记效率和特异性(二)常用杂交技术(次重点)识记:1.DNA 印迹法的基本步骤

2.RNA 印迹法与 DNA 印迹法的区别

3.蛋白质印迹法的基本流程

4.斑点杂交法和狭缝杂交法特点及应用场景

5.菌落杂交法和噬菌斑杂交法在基因工程筛选阳性克隆中的作用理解:1.限制性内切酶消化 DNA 的作用,以及印迹膜选择的依据

2.RNA 提取过程中防止 RNase 污染的措施

3.WB 一抗和二抗的作用机制,以及酶标抗体的显色原理

4.荧光原位杂交(FISH)的原理及在染色体定位中的应用应用:1.运用 DNA 印迹法分析基因缺失、扩增或突变

2.通过 RNA 印迹法检测 mRNA 表达水平,研究基因表达调控

3.利用蛋白质印迹法检测特定蛋白质的表达,如肿瘤标志物的鉴定(三)生物芯片技术(一般)识记:1.基因芯片的定义、分类(表达谱芯片、测序芯片、诊断芯片)及基本操作流程(样品制备、杂交、检测)

2.蛋白芯片的概念及与基因芯片的区别

3.组织芯片的制备方法及分类(低密度、中密度、高密度)

4.固相支持物的种类(硝酸纤维素膜、尼龙膜、聚偏氟乙烯膜)及其性能特点

5.电转移和毛细管转移的原理及操作差异理解:1.基因芯片的高通量原理,如寡核苷酸探针的固定方式和荧光标记的双色检测系统

2.蛋白芯片在蛋白质 – 蛋白质相互作用研究中的应用,如抗体芯片检测肿瘤标志物

3.组织芯片在肿瘤标志物筛选和临床病理研究中的应用价值

4.运用基因芯片分析基因表达谱差异

5.根据实验需求选择合适的印迹方法和固相支持物

第十三章 聚合酶链反应技术

通过本章的学习,考生应理解聚合酶链反应(PCR)的基本原理,掌握 PCR 反应体系的组成及各成分的作用,熟悉 PCR 条件优化的方法及常见 PCR 技术的应用场景。

本章的难点内容为 PCR 反应的具体操作流程、不同 PCR 技术的原理差异以及 PCR 产物的鉴定方法。

(一)PCR 基本原理(重点)识记:1.PCR 的定义及发明时间、发明人

2.PCR 的三个基本步骤:变性、退火、延伸的温度和时间要求

3.扩增子、目的 DNA、引物对的概念理解:1.每次 PCR 循环后目的 DNA 拷贝数的变化规律

2.引物与模板特异性结合的机制应用:1.计算 PCR 循环 n 次后的理论扩增倍数

2.解释 PCR 反应中变性温度、退火温度和延伸温度设置的依据(二)PCR 特点(次重点)识记:PCR 反应主要特点理解:如何提高 PCR 反应特异性应用:PCR 对样品的要求(三)PCR 反应体系(重点)识记:1.PCR 反应体系的主要成分

2.Taq DNA 聚合酶的来源、特点及活性温度范围

3.引物设计的基本原则:长度、GC 含量、3′ 端要求等理解:1.Mg²⁺浓度对 PCR 反应的影响

2.不同 DNA 聚合酶的校对功能及适用场景

3.dNTP 浓度对 PCR 扩增效率和特异性的影响应用:1.针对特定目的 DNA 设计合适的引物对

2.分析 PCR 反应体系中各成分浓度不当可能导致的问题(四)PCR 条件优化(次重点)识记:1.预变性的目的及常用温度、时间

2.退火温度的计算方法(如 Tm 值计算公式)

3.循环次数对 PCR 产物的影响理解:1.热启动 PCR 的目的及实现方法

2.延伸时间与目的 DNA 长度的关系

3.平台期形成的原因应用:1.设计实验优化某一特定 PCR 反应的退火温度

2.根据初始模板量确定合适的 PCR 循环次数(五)PCR 产物鉴定(重点)识记:1.PCR 产物鉴定的常用方法

2.琼脂糖凝胶电泳分析 PCR 产物的原理理解:1.不同鉴定方法的优缺点及适用场景

2.酶切分析鉴定 PCR 产物的原理及步骤应用:1.选择合适的方法对 PCR 产物进行鉴定

2.分析电泳结果中 PCR 产物条带异常的可能原因(六)常用 PCR 技术(一般)识记:1.RT – PCR 的定义及联合应用的技术

2.qPCR 的原理及荧光试剂的种类

3.多重 PCR 的定义及特点

4.原位 PCR 原理及在病原体检测中的应用理解:1.逆转录引物的种类及选择依据

2.TaqMan 探针法的工作机制

3.多重 PCR 在基因诊断中的应用优势

4.设计 RT – PCR 实验流程用于 mRNA 的定量分析

5.解释 qPCR 动力学曲线的含义并进行初始模板定量

6.设计多重 PCR 反应体系用于同时扩增多个靶序列

第十四章 重组

DNA 技术通过本章的学习,考生应理解重组 DNA 技术的基本概念和原理,掌握该技术所需的工具酶、载体类型及基本操作过程,熟悉目的基因表达系统的特点及应用场景。

本章的难点内容为工具酶的作用机制、载体的构建原理以及重组 DNA 技术的具体操作流程。

(一)工具酶(重点)识记:1.限制性内切酶的定义、分类及识别位点特点

2.DNA 连接酶的种类及作用机制

3.DNA 聚合酶在重组 DNA 技术中的应用

4.修饰酶(末端转移酶、碱性磷酸酶等)的功能理解:1.限制性内切酶切割 DNA 产生黏性末端和平末端的机制

2.DNA 连接酶催化磷酸二酯键形成的反应过程

3.不同 DNA 聚合酶的校对功能及适用场景差异应用:1.根据目的 DNA 和载体特点选择合适的限制性内切酶

2.设计实验方案利用 DNA 连接酶构建重组 DNA 分子(二)载体(重点)识记:1.载体的定义及分类(克隆载体、表达载体)

2.质粒载体(如 pBR322、pUC 系列)的基本结构和特点

3.噬菌体载体(λ 噬菌体)的组成及包装机制

4.细菌人工染色体(BAC)、酵母人工染色体(YAC)的结构元件理解:1.载体中复制起点、选择标记、多克隆位点等元件的作用

2.不同载体的容量及适用的宿主细胞类型应用:1.根据目的 DNA 长度和实验需求选择合适的载体类型

2.分析载体结构设计重组 DNA 实验(三)基本过程(次重点)识记:1.目的 DNA 制备的主要方法

2.平端连接、互补黏性末端连接、同聚物加尾连接等方法的原理

3.转化、转导、转染的概念及区别

4.抗生素抗性筛选、蓝白筛选的原理理解:1.逆转录合成 cDNA 的原理及步骤

2.人工接头在 DNA 连接中的作用

3.氯化钙法、电穿孔法转化大肠杆菌的机制

4.核酸杂交、PCR 分析在鉴定转化细胞中的应用应用:1.针对特定研究目的选择合适的目的 DNA 制备方法

2.设计体外重组实验方案连接目的 DNA 和载体

3.根据宿主细胞类型选择合适的基因转移方法

4.设计实验筛选和鉴定含目的 DNA 的转化细胞(四)目的基因表达(次重点)识记:原核表达系统和真核表达系统的特点理解:1.大肠杆菌表达系统中包涵体形成的原因及解决方法

2.酵母表达系统进行翻译后修饰的优势

3.哺乳动物细胞表达系统的糖基化修饰特点应用:1.根据目的基因特性选择合适的表达系统

2.分析表达产物的可能问题并设计优化方案(五)重组 DNA 技术的发展(一般)识记:1.基因组文库和 cDNA 文库的构建原理及区别

2.定点突变技术的定义及核心目标

3.转基因技术的定义及转基因的概念

4.基因组编辑技术的定义及主要类型理解:1.基因文库在基因克隆和功能研究中的应用

2.转基因技术中基因转移的基本操作流程

3.基因靶向技术中同源重组的原理及基因敲除、敲入的区别

4.根据具体实验需求选择合适的定点突变技术

5.举例说明转基因技术在农业或医学中的应用

6.设计 CRISPR/Cas9 实验的 sgRNA 序列

第十五章 基因诊断和基因治疗

通过本章的学习,考生应理解基因诊断和基因治疗的基本概念、技术原理及应用场景,掌握基因诊断的常用技术和基因治疗的基本策略,熟悉两者在临床实践中的应用及面临的挑战。

本章的难点内容为基因诊断技术的原理及操作流程、基因治疗策略的设计及实施过程中的关键环节。

(一)基因诊断(次重点)识记:1.基因诊断的定义及分类(直接诊断、间接诊断)

2.基因诊断的特点(特异性高、灵敏度高、早期诊断等)

3.基因诊断常用技术(核酸杂交、PCR、基因芯片、DNA 测序等)

4.镰状细胞贫血、地中海贫血的分子基础及突变类型

5.血友病 A 的基因突变特点

6.肿瘤基因诊断的策略

7.乙型肝炎病毒、艾滋病病毒、新冠病毒的基因诊断靶点理解:1.直接诊断和间接诊断的适用条件及区别

2.核酸杂交技术(如 ASOH、RFLP)在基因诊断中的应用原理

3.PCR 技术与其他技术联合应用的机制

4.RFLP 连锁分析在血友病 A 间接诊断中的应用

5.癌基因激活或抑癌基因突变与肿瘤发生的关系

6.病毒基因检测在感染早期诊断中的优势应用:1.针对具体疾病(如镰状细胞贫血、血友病 A)选择合适的基因诊断方法

2.分析基因诊断结果,判断疾病状态或携带风险

3.设计实验流程诊断镰状细胞贫血或地中海贫血(二)基因治疗(一般)识记:1.基因治疗的定义及基本条件

2.基因治疗的基本策略(基因添加、置换、干预、T 细胞受体疗法)

理解:1.基因添加中“旁观者效应”的机制(如 HSV-TK-GCV 系统)

2.嵌合抗原受体 T 细胞疗法(CAR-T)的原理及组成

3.针对疾病设计基因治疗策略(如腺苷脱氨酶缺乏症的基因添加)

4.分析基因治疗临床试验中的风险与收益,探讨优化方向

第十六章 人类基因组计划与组学

(不作考核要求)

第三部分

有关说明与实施要求

一、考核的能力层次表述

本大纲在考核目标中,按照“识记”“理解”“应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系,后者必须建立在前者的基础上,其含义是:识记:能知道有关的名词、概念、知识的含义,并能正确认识和表述,是低层次的要求。

理解:在识记的基础上,能全面把握基本概念、基本原理、基本方法,能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系,是较高层次的要求。

应用:在理解的基础上,能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题,是最高层次的要求。

二、教材

指定教材:《分子生物学》,唐炳华、郑晓珂,中国中医药出版社,2023 年第 4 版

三、

自学方法指导

1.在开始阅读指定教材某一章之前,先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标,以便在阅读教材时做到心中有数,有的放矢。

2.阅读教材时,要逐段细读,逐句推敲,集中精力,吃透每一个知识点,对基本概念必须深刻理解,对基本理论必须彻底弄清,对基本方法必须牢固掌握。

3.在自学过程中,既要思考问题,也要做好阅读笔记,把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理,这可从中加深对问题的认知、理解和记忆,以利于突出重点,并涵盖整个内容,可以不断提高自学能力。

4.完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识,培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节,在做练习之前,应认真阅读教材,按考核目标所要求的不同层次,掌握教材内容,在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥,注重理论联系实际和具体问题具体分析,解题时应注意培养逻辑性,针对问题围绕相关知识点进行层次(步骤)分明的论述或推导,明确各层次(步骤)间的逻辑关系。

四、对社会助学的要求

1.应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。

2.应掌握各知识点要求达到的能力层次,并深刻理解对各知识点的考核目标。

3.辅导时,应以考试大纲为依据,指定的教材为基础,不要随意增删内容,以免与大纲脱节。

4.辅导时,应对学习方法进行指导,宜提倡“认真阅读教材,刻苦钻研教材,主动争取帮助,依靠自己学通”的方法。

5.辅导时,要注意突出重点,对考生提出的问题,不要有问即答,要积极启发引导。

6.注意对考生能力的培养,特别是自学能力的培养,要引导考生逐步学会独立学习,在自学过程中善于提出问题,分析问题,做出判断,解决问题。

7.要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事,在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。

8. 助学学时:本课程共 6 学分,建议总课时 108 学时,其中助学课时分配如下:

章次内容学时绪论

第一章

基因和基因组

第二章

DNA 的生物合成

第三章

RNA 的生物合成

第四章

蛋白质的生物合成

第五章

原核基因表达调控

第六章

真核基因表达调控

第七章

信号转导

第八章

细胞周期和程序性细胞死亡

第九章

肿瘤分子生物学

第十章

疾病分子生物学

第十一章

核酸提取与鉴定

第十二章

印记杂交与芯片技术

第十三章

聚合酶链反应技术

第十四章

重组 DNA 技术

第十五章

基因诊断和基因治疗

第十六章

人类基因组计划与组学共计

五、关于命题考试的若干规定

1.本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章,适当突出重点。

2.试卷中对不同能力层次的试题比例大致是:“识记”为 30%、“理解”为 40%、“应用”为 30%。

3.试题难易程度应合理:容易、中等、难比例为 3:4:3。

4.每份试卷中,各类考核点所占比例约为:重点占 60%,次重点占 30%,一般占10%。

5.试题类型一般分为:单项选择题、多项选择题、名词解释题、简答题、论述题。

6.考试采用闭卷笔试,考试时间 150 分钟,采用百分制评分,60 分合格。

六、题型示例(样题)

一、单项选择题

(本大题共 15 小题,每小题 2 分,共 30 分)在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,请将其选出并将“答题卡” 上的相应字母涂黑。错涂、多涂或未涂均无分。

1.DNA 复制时,不需要的酶是A.DNA 聚合酶 B.限制性核酸内切酶 C.引物酶 D.连接酶

二、多项选择题

(本大题共 5 小题,每小题 2 分,共 10 分)在每小题列出的五个备选项中至少有两个是符合题目要求的,请将其选出并将“答题卡”上的相应字母涂黑。错涂、多涂、少涂或未涂均无分。

16.基因治疗中常选用的载体有A.质粒 B.腺病毒 C.逆转录病毒 D.腺病毒相关病毒 E.RNA

三、名词解释题

(本大题共 5 小题,每小题 3 分,共 15 分)

21.遗传密码子

四、简答题

(本大题共 5 小题,每小题 6 分,共 30 分)

26.简述 PCR 技术的主要原理及步骤。

五、论述题

(本大题共 1 小题,每小题 15 分,共 15 分)

31.设计 DNA 提取实验方案,并试述 DNA 样品的纯度及可能存在的杂质。

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