自考04353基因工程考试大纲（2025年版）

湖南省高等教育自学考试课 程考 试大 纲基因工程 （课程代码：04353）

湖南省教育考试院组编 2025 年 6 月04353 基因工程考试大纲第 1 页（共 11 页） 高等教育自学考试课程考试大纲课程名称：基因工程课程代码：04353

第一部分课程性质与目标

一、课程性质与特点

基因工程是高等教育自学考试生物工程专业的必考课程。该课程以遗传学、分子生物学、微生物学等学科为基础，运用工程学原理，从分子水平有目的地改造生物性状或生产生物产品的应用学科。该学科相关的理论与技术是现代生物工程的核心，在生命科学的各个研究和生产领域有着广泛的应用。基因工程课程内容主要包括基因工程概论、基因工程工具酶、载体、基因工程主要技术、目的基因获得方法、 DNA 重组操作、外源基因表达、植物基因工程、动物基因工程及转基因生物的安全管理等。通过该课程学习使考生掌握基因工程的基本理论及分析方法，并能应用这些知识解决实践问题。

二、课程目标与基本

要求通过本课程的学习，要求考生掌握基因工程工具酶、基因克隆常用载体、目的基因分离方法、重组分子构建及其转化、重组体筛选与鉴定以及克隆基因表达等内容，了解基因工程相关应用领域及发展前景，并能运用所学原理和方法选择或设计相关实验方案，获得能进行基因工程基础研究、产品和技术研发等实践能力。

三、与本专业其他课程的关系

本课程是建立在遗传学、分子生物学、微生物学等基本原理和知识基础之上的应用性科学。其内容与生物制药学和发酵工程等课程相互衔接、相互补充。本课程的先修课程为：生物化学、分子生物学、微生物学等课程。

第二部分考核内容与考核目标

第一章 绪论

通过本章的学习，使考生掌握基因工程的概念及其技术流程，了解基因工程领域的发展前景，初步具备基因工程学科相关的研究思路。

（一）基因工程的内容（重点）识记：基因工程的概念理解：1. 基因工程的目标和特征

2. 基因工程技术流程应用：1. 应用基因工程操作强化基因表达的策略04353 基因工程考试大纲第 2 页（共 11 页）

2. 应用基因工程操作关闭基因表达的策略（二）基因工程的应用（次重点）

应用：基因工程在工业、农业、医学等领域中的应用（三）基因工程与相关学科的关系（一般）

理解：基因工程与生物化学、分子生物学、分子遗传学等的关系

第二章 基因工程的酶学基础

通过本章的学习，使考生掌握限制性内切核酸酶、DNA 连接酶、DNA 聚合酶以及 DNA 修饰酶等工具酶的作用特点及其在基因工程中的应用，获得能独立开展 DNA 酶切、连接、合成以及修饰等实践操作能力。本章的难点内容为：各种工具酶在基因工程中的应用。

（一）限制性内切核酸酶（重点）识记：1. 限制性内切核酸酶的概念及类型

2. 同裂酶、同尾酶的概念理解：1. II 限制性内切核酸酶识别序列回文序列的特点

2. II 限制性内切核酸酶切割 DNA 后形成的 DNA 末端的特点及类型

3. 影响限制性内切核酸酶活性的因素应用：1. 限制性内切核酸酶在基因工程操作中的应用

2. 为提高限制性内切核酸酶的酶切效率及其特异性，进行 DNA 酶切时应注意的事项。

（二）DNA 连接酶（重点）识记： DNA 连接酶的概念理解：1. DNA 连接酶催化的连接反应的特点

2. 反应条件如反应温度、反应时间、DNA 片段末端结构等对连接效率的影响应用：1. DNA 连接酶在基因工程操作中的应用

2. 为提高 DNA 连接酶的连接效率，进行 DNA 连接时应注意的事项（三）DNA 聚合酶和反转录酶（重点）识记：1. DNA 聚合酶的概念

2. 反转录酶的概念理解：利用 DNA 聚合酶 I 制备核酸杂交探针的原理应用：1. DNA 聚合酶在 DNA 合成、测序及其末端标记中的应用

2. 反转录酶在 cDNA 合成中的应用（四）DNA 修饰酶（次重点）

理解：末端脱氧核苷酸转移酶、T4 多核苷酸激酶和碱性磷酸酶的作用原理应用： 末端脱氧核苷酸转移酶、T4 多核苷酸激酶和碱性磷酸酶在同聚物加尾、04353 基因工程考试大纲第 3 页（共 11 页） DNA 末端标记、防止载体分子自身连接中的应用（五）外切核酸酶、RNA 酶（一般）识记：外切核酸酶的概念理解：1. 核糖核酸酶 A 在制备 DNA 中的作用

2. 核糖核酸酶 H 在 cDNA 克隆中的作用

第三章 载体

通过本章的学习，使考生掌握克隆载体（质粒载体、噬菌体载体、Cosmid 载体、 人工染色体载体）的结构、特点及其构建原理，表达载体的基本元件及其作用；具有在基因工程研究中灵活应用各种载体以及构建载体的能力。本章的难点内容为：

各类载体的特点及其在基因工程中的应用；载体选择和构建策略；重组载体的筛选原理。

（一）质粒克隆载体（重点）识记：1. 载体、克隆载体的概念

2. 质粒的概念

理解：1. 质粒的不相容性、转移性

2. 克隆载体的基本条件

3. 质粒克隆载体的构建策略应用：质粒载体中复制起始位点、选择标记基因以及多克隆位点的功能。

（二）噬菌体克隆载体（重点）识记：1. 噬菌体的概念

2. 温和性病毒和烈性病毒理解：1. λ 噬菌体载体的构建策略

2. 以 cI 基因失活筛选重组克隆原理应用：1.λ噬菌体载体在基因工程中的应用

2. 以 λgt10 为载体构建 cDNA 文库的流程（三）Cosmid 载体（次重点）

理解： Cosmid 载体的结构与特点应用：利用 Cosmid 载体构建基因组文库的流程（四）人工染色体载体（次重点）识记：1. 人工染色体载体的概念

2. 穿梭载体的概念理解：1. 酵母人工染色体载体（YAC）应用

2. 细菌人工染色体载体（BAC）应用（五）质粒表达载体（重点）识记：1. 表达载体的概念04353 基因工程考试大纲第 4 页（共 11 页）

2. 植物 Ti 质粒和 T-DNA 的概念理解：1. 原核表达载体的表达元件

2. 原核表达载体表达外源基因的方式及其特点

3. 植物 Ti 双元载体的特点应用：1. 原核表达载体的表达方式及其特点

2. 利用植物 Ti 双元载体培育转基因植物的技术流程（六）病毒表达载体（次重点）识记：病毒表达载体的概念理解：病毒表达载体的结构应用：病毒表达载体在研究基因功能、疫苗生产、基因治疗等方面的应用（七）特殊用途载体（次重点）

理解： CRISPR-Cas9 基因编辑载体的结构应用：1. 采用 CRISPR-Cas9 基因编辑技术研究基因的功能

第四章 基因工程的主要技术及其原理

通过本章的学习，使考生掌握 DNA 提取、质粒提取、RNA 提取、凝胶电泳、 生物大分子杂交、 PCR 技术、DNA 序列分析、酵母单杂交技术、凝胶阻滞试验、 DNase 足迹实验、染色质免疫沉淀技术（ChIP）、酵母双杂交的基本原理，了解上述技术的基本应用。本章的难点内容为：检测 DNA 和 RNA 浓度、纯度及分子量的方法及其原理，生物大分子杂交及其互作技术的原理，PCR 原理，以及这些技术在基因工程实施过程中的应用策略。

（一）DNA 和 RNA 的提取与纯化（重点）识记：1. CTAB 法提取 DNA 的原理

2. 微量碱变性法提取质粒 DNA 的原理理解：1. 质粒 DNA 提取过程中溶液 I、溶液 II 及 NaAc 的作用

2. 影响 RNA 提取的因素应用：1. 采用 CTAB 法提取植物 DNA 的流程

2. 采用微量碱变性法从大肠杆菌中提取质粒 DNA 的流程（二）凝胶电泳（重点）识记：电泳的基本原理理解：1. 琼脂糖凝胶电泳的原理及影响因素

2. 聚丙烯酰胺凝胶电泳的原理及特点

3. 脉冲电场凝胶电泳的原理及特点应用：采用凝胶电泳技术分离和检测 DNA 分子的大小、构型（三）生物大分子杂交（重点）

04353 基因工程考试大纲第 5 页（共 11 页）识记：1. 探针的概念

2. Southern 杂交、Northern 杂交及 Western 杂交的概念理解：1. Southern 杂交、Northern 杂交及 Western 杂交的原理及操作流程

2. 探针的制备

应用：Southern 杂交、Northern 杂交、Western 杂交技术的应用，如鉴定重组子、分离基因、研究基因表达及蛋白质的互作等（四）PCR 技术（重点）识记：1. PCR 的概念及基本过程

2. 引物的概念及其设计原则理解：1. PCR 技术的原理

2. PCR 反应条件

3. 实时定量 PCR 的原理应用：1. 采用 PCR 技术及其衍生技术如 RT-PCR、荧光定量 PCR 克隆 DNA、cDNA 或分析基因表达等

2. 根据基因序列信息，设计 PCR 扩增的引物（五）DNA 序列分析（次重点）

理解：1. 化学降解法测序的原理

2. 双脱氧链终止法测序的原理

3. DNA 自动测序的原理应用：二代、三代测序的优势及应用范围（六）蛋白质与 DNA 的互作分析（次重点）

应用：凝胶阻滞试验、DNase 足迹实验、染色质免疫沉淀技术（ChIP）、酵母双杂交、酵母单杂交技术的应用，如分析蛋白质与蛋白质的互作或蛋白质与 DNA 的互作

第五章 目的基因的获得

通过本章的学习，使考生掌握基因工程操作中常用的目的基因获取的方法，如应用 PCR 技术体外扩增目的基因、从基因组文库与 cDNA 文库中获取目的基因。本章的难点内容为：简并引物的设计；RACE 技术；在基因工程操作中基因文库的使用条件及应用方式。

（一）PCR 扩增获得目的基因（重点）识记：RACE 的概念理解：1. RACE 技术的操作流程

2. 简并序列

3. TAIL-PCR应用：应用 RACE 技术克隆基因的步骤04353 基因工程考试大纲第 6 页（共 11 页）

（二）基因组文库和 cDNA 文库的构建与基因分离（次重点）识记：基因组文库、cDNA 文库的概念理解：1. 构建基因组文库、cDNA 文库的一般步骤

2. 基因组文库和 cDNA 文库质量的评价

3. 基因组文库和 cDNA 文库的区别

4. 基因组文库的存在形式应用：1. 根据基因序列信息，采用分子杂交等基因工程技术从基因组文库中筛选含目的序列的克隆

2. 根据氨基酸序列信息，采用分子杂交等基因工程技术从 cDNA 文库中筛选含目的序列的克隆（三）根据基因差异表达分离目的基因（一般）识记：转录组理解：RNA-seq 技术

第六章 DNA 重组的操作通过本章的学习，使考生掌握目的基因体外重组的方法，重组载体导入原核细胞、真核细胞的方法以及筛选和鉴定重组子的方法。本章的难点内容为：重组分子构建的设计与过程。

（一）DNA 的体外重组（重点）识记：DNA 体外重组的概念理解：1. 实现 DNA 定向连接的方法

2. T-A 克隆法

3. 无缝克隆技术的优势

4. 同一种限制性内切核酸酶产生的黏性末端进行连接时有几种结果

5. 平末端连接方法的特点应用：1. 提高平末端 DNA 分子间连接效率的措施

2. 提高黏性末端 DNA 分子间连接效率的措施

3. 如果外源 DNA 与载体末端不能匹配，怎样实现这两种分子的重组连（二）重组 DNA 导入大肠杆菌的方法（重点）识记：1. 转化、感染、转染的概念

2. 感受态细胞的概念理解：1. CaCl2 诱导转化法、电穿孔法的原理与步骤

2. 影响转化效率的因素应用：1. 以质粒为载体将外源 DNA 导入大肠杆菌的方法

2. 以噬菌体为载体将外源 DNA 导入大肠杆菌的方法04353 基因工程考试大纲第 7 页（共 11 页）

（三）重组 DNA 导入酵母细胞的方法（次重点）识记：重组 DNA 导入酵母细胞的主要方法理解：1. PEG1000 转化法的原理

2. 利用电击转化法制备转基因酵母的优缺点

（四）重组 DNA 导入植物细胞的方法（重点）识记：重组 DNA 导入植物细胞的主要方法理解：叶盘预培养时间、共培养时间等对农杆菌转化效率的影响应用：农杆菌介导法进行植物转基因的步骤及应用

（五）重组 DNA 导入动物细胞的方法（重点）识记：重组 DNA 导入动物细胞的主要方法应用：利用显微注射法制备转基因动物流程及优缺点

（六）重组子的筛选与鉴定（重点）识记：重组子筛选的概念理解：1. 抗药性标记插入失活选择法的原理

2. β-半乳糖苷酶显色反应选择法的原理

3. DNA 电泳检测重组 DNA 分子的原理应用：1. PCR 检测重组 DNA 分子的步骤

2. 以 pBR322 为载体克隆外源基因时如何筛选重组转化菌

3. 某载体上含有 lacZ 基因，以其为载体克隆外源基因时如何筛选重组转化菌

第七章 目的基因的表达策略

通过本章的学习，使考生掌握影响目的基因表达的因素，原核生物和真核生物基因表达调控的特点，常用原核表达系统和真核表达系统的特点及应用，降低目的基因表达或定点突变目的基因的方法及其原理。本章的难点内容为：调控外源基因在受体细胞中表达的策略。

（一）强化目的基因的表达（重点）识记：1. 开放阅读框、启动子、增强子、沉默子、终止子、弱化子、SD 序列的概念

2. 影响目的基因表达的因素

3. 原核生物基因表达载体的组成特征

4. 真核生物基因表达载体的组成特征理解：1. 原核生物表达载体中各个结构元件的作用

2. 真核生物表达载体中各个结构元件的作用

3. 原核表达系统和真核表达系统的优缺点04353 基因工程考试大纲第 8 页（共 11 页）

应用：1. 提高外源基因在原核细胞中表达的策略

2. 提高外源基因在真核细胞中表达的策略（二）降低或关闭目的基因的表达（次重点）

理解：RNA 干扰的原理应用：1. RNA 干扰技术和病毒诱导的基因沉默方法的优缺点（三）基因编辑（重点）识记：基因编辑技术的概念理解：CRISPR-Cas9 技术的原理应用：利用 CRISPR-Cas9 技术研究基因功能或培育新品种的技术流程

第八章 基因工程的

应用通过本章的学习，使考生掌握植物基因工程、动物基因工程和微生物基因工程的技术流程，了解植物基因工程、动物基因工程、微生物基因工程的应用。本章的难点内容为：植物基因工程和动物基因工程的技术手段和应用。

（一）植物基因工程技术流程及应用（重点）识记：1. 植物基因工程的技术流程

2. 植物遗传转化受体系统具备的条件理解：1. 植物遗传转化外植体的选择原则

2. 转基因植株的分子检测应用：1. 与传统育种相比，转基因作物具有的优势和安全隐患

2. 转基因植物的培育及其应用（二）动物基因工程技术流程及应用（重点）识记：动物基因工程的技术流程理解：1. 载体选择策略

2. 转基因动物的分子检测应用：转基因动物的培育及其应用（三）微生物基因工程的技术流程和应用（重点）识记：微生物基因工程的技术流程应用：转基因微生物的培育及其应用

第九章 基因工程及其产品安全性管理

通过本章的学习，使考生了解基因工程的安全性问题、安全性评价的主要内容以及安全管理办法。本章的难点内容为：转基因生物的安全控制措施。

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（一）基因工程安全性问题（重点）

应用：基因工程对人类社会和自然界的负面影响（二）基因工程的安全性评价（重点）

理解：食品安全性评价原则及其内容（三）基因工程安全管理（次重点）识记：1. 转基因生物及其产品的生物安全问题

2. 生物安全管理模式的类型应用：生物安全管理的目标

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：《基因工程（第二版）》，何水林，科学出版社，2024 年版

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。

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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 5 学分，建议总课时 90 学时，其中助学课时分配如下：

章次章节名称学时

第一章

绪论

第二章

基因工程的酶学基础

第三章

载体

第四章

基因工程的主要技术及其原理

第五章

目的基因的获得

第六章

DNA 重组操作

第七章

目的基因的表达策略

第八章

基因工程的应用

第九章

基因工程及其产品安全性管理合计

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、填空题、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。

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六、题型示例（样题）

一、单项选择题

（本大题共 10 小题，每小题 1 分，共 10 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．建立人的基因文库时会应用A．基因克隆技术 B．体外转录技术 C．体外翻译技术 D．产物分泌技术

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。

11．PCR 反应的基本过程包括A．变性 B．退火 C．延伸D．连接 E．重组

三、填空题

（本大题共 5 小题，每小题 2 分，共 10 分）

16．cDNA 是以为模板，经酶合成的 DNA。

四、名词解释题

（本大题共 6 小题，每小题 3 分，共 18 分）

21．基因工程

五、简答题

（本大题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分）

27．简述琼脂糖凝胶电泳的原理。

六、论述题

（本大题共 2 小题，每小题 11 分，共 22 分）

32．阐述基因工程对人类社会的负面影响。