湖北省高等教育自學考試課程考試大綱

  第一部分

  一、課程性質(zhì)和特點

  《分子生物學》課程是我省高等教育自學考試生物工程專業(yè)(獨立本科段)的一門重要的專業(yè)必修課程，通過本課程的學習要求學生熟知核酸(尤其是DNA)的基本生物化學特性，生物信息的儲存、傳遞與表達過程，特別是基因的一般結(jié)構(gòu)與生物功能，基因表達的調(diào)控原理。了解分子克隆與DNA重組的基本技術(shù)與原理，了解現(xiàn)代分子生物學基本研究方法。激發(fā)學生對生命本質(zhì)探索的熱情，培養(yǎng)具備生命科學的基本知識和較系統(tǒng)的生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)化的科學原理和工藝技術(shù)過程的基本理論和基本技能，能在生物產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的公司、工廠等企業(yè)單位從事生物工程及其高新技術(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)、開發(fā)研究和企業(yè)經(jīng)營管理工作的高級應(yīng)用人才。

  本課程在內(nèi)容上共分八章。第一章是緒論，介紹了分子生物學的基本概念、發(fā)展簡史及現(xiàn)代分子生物學的發(fā)展。第二章為基因概念的演變和發(fā)展，介紹了早期的“基因”概念和經(jīng)典的基因概念及其發(fā)展;重點介紹了遺傳物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和功能，重點介紹了核酸的結(jié)構(gòu)、功能、變性和復(fù)性等基本概念;系統(tǒng)介紹了基因概念的多樣性。第三章是DNA的復(fù)制，重點介紹了DNA復(fù)制的基本特征、不同模式、復(fù)制的終止和復(fù)制的調(diào)控。第四章是轉(zhuǎn)錄，重點介紹了轉(zhuǎn)錄的基本原理、轉(zhuǎn)錄過程及轉(zhuǎn)錄后加工過程和機制。第五章是蛋白質(zhì)的翻譯，內(nèi)容包括蛋白質(zhì)合成的裝備、遺傳密碼、多肽鏈的合成劑保證蛋白質(zhì)翻譯準確起始的機制。第六章是基因表達的調(diào)控，分別從原核生物和真核生物兩方面介紹了基因表達在轉(zhuǎn)錄、轉(zhuǎn)錄后、翻譯水平及翻譯后水平上調(diào)控的機制。第七章為基因突變和遺傳重組的分子機制，主要介紹了基因突變的基本概念和類型、生物體保證穩(wěn)定遺傳的機制、基因重組交換的分子機制。第八章介紹了分子生物學目前常用的基本研究方法。

  通過本課程的學習，應(yīng)考者應(yīng)掌握現(xiàn)代分子生物學的基本概念、基本原理、基本技術(shù)，了解分子生物學在現(xiàn)代生物學研究中的發(fā)展趨勢，能夠?qū)⑺鶎W知識應(yīng)用于實際工作。在學習過程中一定要理論聯(lián)系實際，多思考，多討論，加深對基本理論的理解。

  二、本課程的基本要求

  學生通過本課程的自學和輔導(dǎo)考試，了解分子生物學的研究內(nèi)容、基本原理和發(fā)展動態(tài)，理解現(xiàn)代分子生物學的常用名詞及其意義，掌握核酸的基本結(jié)構(gòu)和基因表達的基本規(guī)律。

  通過本課程的學習，應(yīng)達到下列要求：

  了解分子生物學發(fā)展現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，在生命科學中的地位和作用。

  理解并掌握分子生物學的基本概念和基本理論。

  了解目前分子生物學領(lǐng)域比較成熟的理論和新成果。

  掌握現(xiàn)代分子生物學前沿領(lǐng)域有關(guān)技術(shù)的基本原理，了解分子生物學常用實驗技術(shù)的基本操作步驟。

  三、本課程與相關(guān)課程的聯(lián)系

  本課程是在具有生物學基礎(chǔ)知識的基礎(chǔ)上開設(shè)的專業(yè)基礎(chǔ)課，與生物化學、遺傳學和細胞學等學科有著密切的關(guān)系，本課程的學習對上述學科中所介紹的核酸與蛋白質(zhì)的相關(guān)知識進一步得到加固，并對以基因表達和調(diào)控的分子生物學中心內(nèi)容有了較全面的了解。

  第二部分

  第一章 緒論

  一、學習目的與要求

  本章要求學生掌握分子生物學的基本概念與研究內(nèi)容，了解分子生物學發(fā)展簡史和分子生物學的研究內(nèi)容和發(fā)展趨勢，掌握對分子生物學發(fā)展有密切關(guān)系的關(guān)鍵事件，了解分子生物學的一些分支學科，掌握分子生物學、DNA重組技術(shù)、基因組、結(jié)構(gòu)基因組學、功能基因組與生物信息學等相關(guān)概念。

  二、考核知識點與考核目標

  (一)分子生物學的基本概念、中心法則(重點)

  識記：分子生物學的基本概念及研究內(nèi)容

  理解：中心法則的主要內(nèi)容及其發(fā)展

  (二)分子生物學發(fā)展簡史(次重點)

  識記：分子生物學發(fā)展歷程中的里程碑，如Avery等證明基因是DNA分子、Watson和Crick于1953年提出DNA的雙螺旋模型、Jacob和Monod提出操縱子模型等。我國科學家在分子生物學發(fā)展歷程中的貢獻

  理解：分子生物學對生物學其它學科的推動，分子生物學的發(fā)展趨勢

  (三)現(xiàn)代分子生物學的發(fā)展(一般)

  理解：分子生物學的發(fā)展趨勢，還原論和整體論之間的關(guān)系

  第二章 基因概念的演變與發(fā)展

  一、學習目的與要求

  本章要求學生了解早期的“基因”概念和經(jīng)典的基因概念及其發(fā)展、DNA的化學組成、一級結(jié)構(gòu)和高級結(jié)構(gòu)，基因概念的多樣性。

  二、考核知識點與考核目標

  (一)基因的分子結(jié)構(gòu)(重點)

  識記：核酸的分子結(jié)構(gòu)，A型、B型和Z型DNA的結(jié)構(gòu)差異，核苷的分子構(gòu)象，DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型，DNA的變性與復(fù)性

  理解：遺傳物質(zhì)應(yīng)具備的特性，超螺旋結(jié)構(gòu)的形成，正超螺旋和負超螺旋的相互轉(zhuǎn)換

  應(yīng)用：DNA雙螺旋模型對于解釋遺傳物質(zhì)的功能、遺傳和變異的意義，影響DNA穩(wěn)定性(Tm值)的因素

  (二)基因概念的發(fā)展(次重點)

  識記：經(jīng)典基因概念的重要修正

  理解：基因概念的修正過程

  (三)基因概念的多樣性(一般)

  識記：重疊基因，重復(fù)基因，間隔基因，跳躍基因或轉(zhuǎn)座子，假基因

  理解：生物進化的C值矛盾

  第三章 DNA的復(fù)制

  一、學習目的與要求

  本章要求學生了解DNA復(fù)制的基本特征和和復(fù)制方式，原核生物和真核生物DNA的復(fù)制特點。

  二、考核知識點與考核目標

  (一)DNA復(fù)制的機制(重點)

  識記： DNA復(fù)制的基本特征

  理解： DNA的半保留和半不連續(xù)復(fù)制，岡崎片段的形成，DNA復(fù)制的引物，DNA復(fù)制的轉(zhuǎn)錄激活，原核生物DNA聚合酶的分類和特性比較

  應(yīng)用：利福平對DNA復(fù)制的起始具有明顯抑制效應(yīng)

  (二)真核生物DNA復(fù)制的特點(次重點)

  識記：真核生物DNA復(fù)制的起點和方向，真核生物避免5.端短縮的機制

  理解：端粒酶的結(jié)構(gòu)和功能

  (三)DNA復(fù)制的調(diào)控(一般)

  識記： DNA復(fù)制培養(yǎng)條件對原核生物DNA復(fù)制的影響，真核生物DNA復(fù)制調(diào)控的不同層次

  第四章 RNA的轉(zhuǎn)錄

  一、學習目的與要求

  本章要求學生了解生物信息如何從DNA傳遞到RNA，原核與真核生物轉(zhuǎn)錄及其mRNA的區(qū)別，理解轉(zhuǎn)錄的全部過程，重點掌握啟動子的基本結(jié)構(gòu)與功能，了解轉(zhuǎn)錄后修飾的主要過程和方法，重點理解加帽、加尾和內(nèi)含子的剪接的原理與意義。

  二、考核知識點與考核目標

  (一)RNA轉(zhuǎn)錄過程，RNA聚合酶特性，RNA轉(zhuǎn)錄后加工，啟動子與增強子，mRNA結(jié)構(gòu)特點(重點)

  識記：轉(zhuǎn)錄的一般規(guī)律和過程，原核生物RNA聚合酶結(jié)構(gòu)及各個亞基的作用，真核生物RNA聚合酶的分類、特性及其轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的差異，啟動子和增強子的結(jié)構(gòu)和作用特點，轉(zhuǎn)錄終止和抗終止

  理解：RNA轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制過程的差異，RNA轉(zhuǎn)錄后加工過程及其意義，原核生物與真核生物mRNA的特征比較

  (二)RNA聚合酶與啟動子的結(jié)合，RNA生物學功能的多樣性(次重點)

  識記：RNA行使的多種生物學功能

  理解：啟動子結(jié)構(gòu)改變對RNA轉(zhuǎn)錄效率的影響

  (三)RNA的拼接(一般)

  識記：前體mRNA中內(nèi)含子與外顯子交界序列的結(jié)構(gòu)特征，內(nèi)含子的剪切方式

  第五章 蛋白質(zhì)的翻譯

  一、學習目的與要求

  本章要求學生了解生物信息從RNA傳遞到蛋白質(zhì)的過程和原理，理解與掌握遺傳密碼的構(gòu)成和性質(zhì)、tRNA的二級結(jié)構(gòu)與反密碼子、核糖體的組成與功能。重點理解并掌握蛋白質(zhì)生物合成過程，了解保證蛋白質(zhì)翻譯準確起始的機制。

  二、考核知識點與考核目標

  (一)參與蛋白質(zhì)合成的元件(重點)

  識記：三聯(lián)體遺傳密碼的概念，遺傳密碼的特性，tRNA的結(jié)構(gòu)及其在蛋白質(zhì)生物合成中的作用，核糖體的結(jié)構(gòu)及其在蛋白質(zhì)生物合成中的作用

  (二)蛋白質(zhì)合成過程(次重點)

  識記：蛋白質(zhì)翻譯的步驟，真核與原核生物翻譯起始的區(qū)別

  (三)保證蛋白質(zhì)翻譯準確起始的機制(一般)

  識記：對氨基酸的專一性負載，反密碼子對密碼子的準確識讀，對起始密碼子的準確起譯，成肽鍵前對aa-tRNAaa的正誤進行最后的校對

  第六章 基因表達的調(diào)控

  一、學習目的與要求

  本章要求學生掌握與基因表達相關(guān)的一些基本概念、基因調(diào)控的水平、原核基因調(diào)控機制的類型與特點、乳糖操縱子與負控誘導(dǎo)系統(tǒng)、色氨酸操縱子與負控誘導(dǎo)系統(tǒng)、原核生物轉(zhuǎn)錄后的調(diào)控等方面的內(nèi)容，在熟悉真核基因組的一般構(gòu)造特點的基礎(chǔ)上重點了解真核生物基因表達調(diào)控的特點、真核生物DNA水平上的基因表達調(diào)控、DNA甲基化與基因活性的調(diào)控、真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的順式作用元件、反式作用因子的結(jié)構(gòu)作用特點、反式作用因子DNA結(jié)合域的結(jié)構(gòu)模式、真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的主要模式、翻譯起始的調(diào)控等方面的內(nèi)容。同時也要求學生了解真核基因轉(zhuǎn)錄后加工的多樣性，并熟悉mRNA穩(wěn)定性調(diào)節(jié)等方面的內(nèi)容。

  二、考核知識點與考核目標

  (一)基因表達調(diào)控的概念，原核基因表達調(diào)控的類型和特點，轉(zhuǎn)錄后調(diào)控模式，基因結(jié)構(gòu)和轉(zhuǎn)錄調(diào)控原則(重點)

  識記：基因表達的概念和意義，基因表達的時間特異性和空間特異性，組成型基因表達，誘導(dǎo)和阻遏表達，順式作用元件和反式作用因子，SD序列，轉(zhuǎn)錄后調(diào)控模式。真核生物的基因結(jié)構(gòu)與轉(zhuǎn)錄活性， 染色質(zhì)的表觀遺傳修飾，蛋白質(zhì)的修飾與基因活化調(diào)節(jié)，順式調(diào)控元件與反式作用因子、啟動子、增強子，反式作用因子，真核基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控的主要模式

  理解：基因表達調(diào)控的層次，原核基因表達調(diào)控特點，乳糖操縱子與負控誘導(dǎo)系統(tǒng)，cAMP-CAP正調(diào)控機制，色氨酸操縱子與弱化調(diào)節(jié) 。了解真核生物基因多級表達調(diào)控：轉(zhuǎn)錄前水平、轉(zhuǎn)錄水平、轉(zhuǎn)錄后水平、翻譯水平、翻譯后水平，在各個水平的重要調(diào)控蛋白

  應(yīng)用：運用乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)和其正、負調(diào)控機制解釋細菌對葡萄糖和乳糖的利用機制，基因工程操作中表達真核生物基因的原則

  (二)原核生物半乳糖操縱子和阿拉伯糖操縱子，真核生物蛋白質(zhì)磷酸化與基因表達(次重點)

  識記：半乳糖操縱子的結(jié)構(gòu)特點和調(diào)控模式，阿拉伯糖操縱子的結(jié)構(gòu)特點和反饋調(diào)節(jié)，蛋白質(zhì)磷酸化和去磷酸化的過程

  理解：阿拉伯糖操縱子AraC蛋白的雙重作用，蛋白質(zhì)磷酸在細胞信號傳導(dǎo)中的作用

  (三)細菌的應(yīng)急反應(yīng)，真核生物翻譯調(diào)控和翻譯后調(diào)控(一般)

  識記：應(yīng)急反應(yīng)的概念和生物學意義，鳥苷四磷酸(ppGpp)和鳥苷五磷酸(pppGpp)產(chǎn)生的機制。真核生物蛋白質(zhì)合成的起始，mRNA帽子結(jié)構(gòu)的識別，mRNA穩(wěn)定性的控制，蛋白質(zhì)因子的修飾與翻譯起始調(diào)控，翻譯后調(diào)控：多肽的切割、多肽的有限水解、多肽的化學修飾、多肽的剪切

  第七章 基因突變和遺傳重組的分子機制

  一、學習目的與要求

  本章要求學生了解基因突變的種類和表達類型，生物體保證穩(wěn)定遺傳的機制，基因重組交換的分子機制。

  二、考核知識點與考核目標

  (一)DNA突變的種類，基因重組交換的分子機制(重點)

  識記：DNA突變的概念，突變的種類，DNA修復(fù)的方式，同源重組的分子機制

  理解：引起DNA損傷的因素

  應(yīng)用：太空種子、化學戰(zhàn)

  (二)生物體保證穩(wěn)定遺傳的機制(次重點)

  識記： DNA復(fù)制過程中的錯配修復(fù)，尿嘧啶-N-糖苷酶系統(tǒng)(ung修復(fù)系統(tǒng))，基因的回復(fù)突變

  理解：遺傳穩(wěn)定性和變異之間的關(guān)系

  第八章 常見的分子生物學研究技術(shù)

  一、學習目的與要求

  本章要求學生了解分子生物學目前常用的基本研究方法。理解并掌握核酸的酶切，連接，載體構(gòu)建，轉(zhuǎn)化，篩選等操作，了解DNA-蛋白質(zhì)相互作用分析技術(shù)，蛋白質(zhì)組學研究技術(shù)。

  二、考核知識點與考核目標

  (一)基因克隆技術(shù)，DNA-蛋白質(zhì)相互作用分析技術(shù)(重點)

  識記：限制性內(nèi)切酶的類別和應(yīng)用，連接，載體用途和類型，轉(zhuǎn)化，篩選，基因組DNA文庫的構(gòu)建，幾種重要的PCR衍生技術(shù)，過濾結(jié)合，染色體免疫沉淀法，凝膠阻滯分析，DNA酶足跡法

  理解：聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR技術(shù))的工作流程、原理和應(yīng)用

  應(yīng)用：基因克隆技術(shù)對于基礎(chǔ)研究和生產(chǎn)實踐的應(yīng)用

  (二)蛋白質(zhì)組學研究方法(次重點)

  識記：蛋白質(zhì)分離，蛋白質(zhì)分析，蛋白質(zhì)相互作用的研究方法

  理解：酵母雙雜交技術(shù)、熒光共振能量轉(zhuǎn)移技術(shù)的基本原理

  (三)研究基因結(jié)構(gòu)及表達的常用技術(shù)(一般)

  識記：標記性示蹤物，基因活性和功能研究方法

  第三部分

  一、考核的能力層次表述

  本大綱在考核目標中，按照“識記”、“理解”、“應(yīng)用”三個能力層次規(guī)定其應(yīng)達到的能力層次要求。各能力層次為遞進等級關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上，其含義是：

  識記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識的含義，并能正確認識和表述，是低層次的要求。

  理解：在識記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。

  應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學過的多個知識點分析和解決有關(guān)的理論問題和實際問題，是最高層次的要求。

  二、教材

  指定教材：《基礎(chǔ)分子生物學》(第三版)，鄭用璉主編，高等教育出版社，2018年。

  輔導(dǎo)用書：《現(xiàn)代分子生物學輔導(dǎo)與習題集》(第四版)，戴余軍、母昌云、嚴冰編著，西南交通大學出版社，2014年

  參考教材：《現(xiàn)代分子生物學》(第四版)，朱玉賢、李毅、鄭曉峰、郭紅衛(wèi)編著，高等教育出版社，2013年。

  三、自學方法指導(dǎo)

  在開始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識點及對知識點的能力層次要求和考核目標，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)，有的放矢。

  閱讀教材時，要逐段細讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點，對基本概念必須深刻理解，對基本理論必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。

  在自學過程中，既要思考問題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，這可從中加深對問題的認知、理解和記憶，以利于突出重點，并涵蓋整個內(nèi)容，可以不斷提高自學能力。

  完成書后作業(yè)和適當?shù)妮o導(dǎo)練習是理解、消化和鞏固所學知識，培養(yǎng)分析問題、解決問題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練習之前，應(yīng)認真閱讀教材，按考核目標所要求的不同層次，掌握教材內(nèi)容，在練習過程中對所學知識進行合理的回顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實際和具體問題具體分析，解題時應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性，針對問題圍繞相關(guān)知識點進行層次(步驟)分明的論述或推導(dǎo)，明確各層次(步驟)間的邏輯關(guān)系。

  四、對社會助學的要求

  應(yīng)熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點。

  應(yīng)掌握各知識點要求達到的能力層次，并深刻理解對各知識點的考核目標。

  輔導(dǎo)時，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以免與大綱脫節(jié)。

  輔導(dǎo)時，應(yīng)對學習方法進行指導(dǎo)，宜提倡“認真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動爭取幫助，依靠自己學通”的方法。

  輔導(dǎo)時，要注意突出重點，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā)引導(dǎo)。

  注意對應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)考生逐步學會獨立學習，在自學過程中善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。

  要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個能力層次中會存在著不同難度的試題。

   五、關(guān)于命題考試的若干規(guī)定

  本大綱各章所提到的內(nèi)容和考核目標都是考試內(nèi)容。試題覆蓋到章，適當突出重點。

  試卷中對不同能力層次的試題比例大致是：“識記”為 35  %、“理解”為 15 %、“應(yīng)用”為 50 %。

  試題難易程度應(yīng)合理：易、較易、較難、難比例為2：3：3：2.

  每份試卷中，各類考核點所占比例約為：重點占65%，次重點占25%，一般占10%。

  試題類型一般分為：   單項選擇題、名詞解釋、簡答題、論述題  。

  考試采用閉卷筆試，考試時間150分鐘，采用百分制評分，60分合格。

  六、 題型舉例

  (一)、單項選擇題

  下列哪一個密碼子可以被核糖體“閱讀”為其始密碼子。(     )

  A.   AUG        B.  UAA        C.  UGA           D.   UAG

  (二)、名詞解釋

  聚合酶鏈式反應(yīng)(PCR)

  (三)、簡答題

  作為表達載體應(yīng)具備哪些必要條件?

  (四)、論述題

  大腸桿菌以乳糖為唯一碳源時，乳糖可誘導(dǎo)與乳糖代謝有關(guān)酶的合成;但如果培養(yǎng)基中既含葡萄糖又含乳糖時，則優(yōu)先利用葡萄糖，等葡萄糖耗盡后才能利用乳糖。請利用Lac operon的調(diào)控機理來解釋上述現(xiàn)象。