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天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：基因操作技术 （2009年4月修订版） 课程代码：0789
天津市高等教育自学考试课程考试大纲
课程名称：基因操作技术 课程代码：0789
第一部分 课程性质与目标
一、课程性质与特点
《基因操作技术》是高等教育自学考试应用生物技术（分子生物技术方向）专业的一门专业基础课，是在完成生物化学、酶学、微生物学等课程学习后开没的必修课程之一，本课程的学习对全面掌握应用生物技术领域各学科的知识起重要的桥梁作用。
本课程重点论述了基因的结构、基因操作的酶学基础、基因操作技术与手段等有关内容。通过学习可以使考生对上述内容有系统的认识，达到熟悉并理解基因操作技术的基本理论和基本内容，为后续课程的学习打好基础。
本大纲是根据教育部制定的高等教育自学考试应用生物技术（分子生物技术方向）专科专业培养目标编写的，立足于培养高素质人才，适应应用生物技术（分子生物学方向）专业的培养方向。本大纲叙述的内容尽可能简明实用，便于自学。
二、课程目标与基本要求
本课程的目标和任务是使学生通过本课程的自学和辅导考试，进行有关基因操作技术基础理论、基本知识和基本技能的考察和训练，并了解基因操作技术的现代进展，为以后的学习和工作打下坚实基础。
课程基本要求如下：
1、掌握基因与基因组的结构、重组DNA技术的应用与发展；
2、掌握基因操作的酶学基础（DNA限制性内切酶、DNA连接酶、DNA聚合酶、核酸修饰酶、外切核酸酶与内切核酸酶等）；
3、掌握基因操作的主要技术（凝胶电泳技术、分子杂交技术、细菌转化技术、序列测定技术、基因合成技术、定点诱变技术、PCR扩增技术、基因分离技术、DNA与蛋白质相互作用研究技术等）；
4、掌握基因操作常用载体的特性（质粒、噬菌体载体与柯斯载体）；
5、掌握RNA的结构、性质、分离、电泳与作图；
6、了解基因组研究常用手段及相关软件。
三、与本专业其他课程的关系
本课程在应用生物技术（分子生物技术方向）专业的教学计划中被列为专业基础课，在生物化学、酶学、微生物学等基础课与分子生物学、发酵工艺学、环境微生物学等应用学科之间有承前启后的相互联系作用，本课程的学习对全面掌握应用生物技术专业各学科的知识起重要的桥梁作用。
第二部分 考核内容与考核日标
第一章 绪论
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解什么是基因，什么是基因组，基因与基因组的结构，重组DNA技术的应用与发展等基因操作的基础知识和基本理论。
二、考核知识点与考核目标
（一）什么是基因、基因组（次重点）
识记：DNA结构模型，基因学说的建立，现代基因的概念、基本结构与功能，基因组的基本概念与组成。
理解：基因的表达与调控。
（二）基因结构（重点）
识记：基因的组成，基因的种类，开放阅读框架。
理解：原核生物的基因与基因组结构与特点，真核生物的基因与基因组结构与特点。
应用：基因结构与功能的关系。
（三）基因工程（一般）
识记：基因工程的基本概念和范畴，基因工程的诞生与发展。
理解：基因工程的应用与安全。
（四）重组DNA技术的应用与发展（一般）
识记：重组DNA技术的基本概念。
应用：重组DNA技术与国民经济的关系及应用。

第二章 基因操作的酶学基础
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解基因操作中所使用酶的酶学基础与催化机理，熟悉基因操作过程中酶的使用及注意事项。
二、考核知识点与考核目标
（一）DNA限制性内切酶与DNA体外切割（次重点）
识记：限制与修饰现象，限制性内切酶的种类与命名，重点了解II型限制性内切酶的酶学特性与分类。
理解：影响限制性内切酶活性的因素。
应用：DNA体外切割在基因操作中的应用及注意事项。
（二）DNA连接酶与DNA体外连接（次重点）
识记：DNA连接酶的酶学基础与分类。
理解：DNA粘性末端连接的酶学基础与影响因素，DNA平末端连接的酶学基础与影响因素。
应用：DNA连接酶在DNA操作中的应用与注意事项。
（三）DNA聚合酶（重点）
识记：DNA聚合酶I的酶学基础，Klenow片段的酶学基础，T4 DNA聚合酶的酶学基础，T7 DNA聚合酶的酶学基础，依赖于RNA的DNA聚合酶的酶学基础，Taq DNA聚合酶的酶学基础。
应用：DNA聚合酶I在缺口平移、探针制备中的应用与注意事项，Klenow片段在DNA末端标记中的应用与注意事项，T4 DNA聚合酶在标记DNA片段中的应用与注意事项，T7 DNA聚合酶在基因操作中的应用与注意事项，依赖于RNA的DNA聚合酶在cDNA合成中的应用与注意事项，Taq DNA聚合酶在DNA体外扩增中的应用与注意事项。
（四）核酸修饰酶（一般）
识记：末端核苷酸转移酶的酶学基础，T4多核苷酸激酶的酶学基础，碱性磷酸化酶的酶学基础。
应用：末端核苷酸转移酶在同聚物加尾中的应用与注意事项，T4多核苷酸激酶在DNA末端标记中的应用与注意事项，碱性磷酸化酶在DNA脱磷酸化中的应用与注意事项。
（五）外切核酸酶与内切核酸酶（一般）
识记：外切酶VII、III、λ的酶学基础，S1、BAL 31核酸酶的酶学基础。
应用：外切酶VII、III、λ的应用与注意事项，S1、BAL 31核酸酶的应用与注意事项。

第三章 基因操作主要技术
一、学习目的与要求
通过本章的学习，掌握基因操作中涉及的主要技术的基本原理，应用这些技术设计最佳的基因操作流程。
二、考核知识点与考核目标
（一）凝胶电泳技术（次重点）
识记：凝胶电泳的基本原理，凝胶电泳介质的种类。
理解：琼脂糖凝胶电泳技术，聚丙烯酰胺凝胶电泳技术。
应用：凝胶电泳技术在基因操作中的应用与注意事项。
（二）分子杂交技术（重点）
识记：分子杂交的基本原理。
理解：Southern杂交技术，Northern杂交技术，Western杂交技术，斑点杂交技术，菌落杂交技术。
应用：分子杂交技术在DNA操作中的应用与注意事项。
（三）细菌转化技术（次重点）
识记：转化的基本概念，感受态细胞的基本特性，转化效率的概念与计算。
理解：感受态细胞的制备，大肠杆菌的转化技术。
应用：细菌转化技术在基因操作中的应用与注意事项。
（四）PCR扩增技术（重点）
识记：PCR技术的基本原理与特点，Taq DNA聚合酶的种类。
理解：影响PCR效率的因素，提高PCR效率的方法，PCR技术的发展（反向PCR、不对称PCR、RT-PCR、RAPD、AFLP、原位PCR等）。
应用：PCR技术的种类与应用，PCR技术与基因突变。
（五）序列测定技术（一般）
识记：DNA序列的结构。
理解：双脱氧终止法、化学修饰法、随机测序技术、DNA自动化测序的基本原理。
应用：双脱氧终止法、化学修饰法、随机测序技术、DNA自动化测序等测序技术在基因操作中的应用。
（六）基因合成技术（一般）
识记：基因合成技术的基本原理。
理解：基因化学合成的概况，磷酸二酯法合成寡核苷酸，磷酸三酯法合成寡核苷酸，固相亚磷酸三酯法合成寡核苷酸，寡核苷酸片段的组装，寡核苷酸合成的实际应用。
（七）定点诱变技术（次重点）
识记：基因定点诱变的概念、原理及影响因素。
应用：盒式诱变及应用，PCR诱变及应用。
（八）基因分离技术（重点）
理解：DNA片段的产生与分离，DNA文库构建技术，cDNA文库构建技术，基因定位克隆技术，利用探针分离目的基因，利用差别杂交或扣除杂交分离目的基因，应用mRNA差别显示分离目的基因，应用表达文库分离目的基因，酵母双杂交体系，重组体分子的选择与鉴定。
应用：基因分离技术在分离基因中的应用与注意事项。
（九）DNA与蛋白质相互作用研究技术（一般）
理解：DNA结合蛋白在凝胶电泳中的迁移率变动分析，甲基化干扰分析法与尿嘧啶干扰分析法，DNA酶I足迹分析法，蛋白质与DNA的紫外交联，DNA结合蛋白的纯化。
应用：上述DNA与蛋白质相互作用研究技术在基因操作中的应用与注意事项

第四章，基因操作常用质粒载体
一、学习目的与要求
通过本章的学习，掌握质粒载体的基本生物学特性，了解质粒DNA分离与纯化的基本原理及载体构建的基本原则，熟悉一些常用质粒载体。
二、考核知识点与考核目标
（一）质粒的生物学特性（次重点）
识记：质粒DNA结构。
理解：质粒DNA编码的表型，质粒DNA的转移与迁移，质粒DNA的复制类型，质粒的不亲和性。
（二）质粒DNA复制与拷贝数（一般）
识记：质粒DNA复制的多样性。
理解：ColE1质粒DNA复制的启动，质粒复制控制的分子模型。
（三）质粒DNA分离与纯化（重点）
识记：影响质粒DNA产量的因素。
理解：氯化铯密度梯度离心法、碱变性法、小量碱变性法等质粒DNA分离与纯化方法。
应用：质粒DNA纯化技术在基因操作中的应用与注意事项。
（四）载体构建及其类型（次重点）
识记：天然质粒DNA作克隆载体的局限性，质粒载体必须具备的基本条件，质粒载体的选择标记，质粒载体的种类。
理解：在基因操作中如何选择合适的质粒载体。
（五）常用的质粒载体（次重点）
识记：了解重要的大肠杆菌质粒载体（pSC101、ColE1、pBR322、pUC系列、pET系列）的结构
应用：大肠杆菌质粒载体在基因操作中的应用。

第五章，噬菌体载体与柯斯载体
一、学习目的与要求
通过本章的学习，掌握噬菌体载体与柯斯载体的基本生物学特性及其在基因操作中的应用。
二、考核知识点与考核目标
（一）噬菌体生物学特性（次重点）
识记：噬菌体的结构及其核酸类型。
理解：噬菌体的感染性，噬菌体的溶源性，重组噬菌体的分离。
（二）λ噬菌体（重点）
识记：λ噬菌体的生物学特性（结构、复制、整合等），λ噬菌体的基因组结构与表型。
理解：λ噬菌体载体的构建、主要类型及改良，λ噬菌体重组体的分子体外包装与选择，克隆在λ噬菌体载体上的外源基因的表达。
应用：λ噬菌体在基因操作中的应用。
（三）其它噬菌体载体（一般）
识记：M13噬菌体的生物学特性。
理解：M13噬菌体载体的概念与克隆体系。
（四）λ噬菌体（一般）
识记：柯斯载体的特点。
理解：柯斯载体的构建与改良。

第六章，RNA
一、学习目的与要求
通过本章的学习，了解RNA的结构与种类，掌握RNA稳定性与分离的关系，熟悉RNA变性电泳技术，RNA检测与作图技术。
二、考核知识点与考核目标
（一）RNA结构与种类（次重点）
识记：RNA的基本结构。
理解：细胞内RNA的种类、含量及功能。
（二）RNA稳定性与分离（重点）
识记：RNA稳定性。
理解：控制RNA酶活性技术，总RNA的分离方法，poly(A)+RNA制备方法。
应用：RNA稳定性与分离的关系，基因操作中如何分离、纯化RNA。
（三）RNA凝胶电泳（一般）
识记：RNA变性电泳的基本原理。
应用：RNA变性电泳技术在基因操作中的应用。
（四）RNA检测与作图（一般）
识记：分光光度计检测RNA的基本原理。
应用：RNA的S1核酸酶作图技术及应用。

第七章 基因组研究及其手段
一、学习目的与要求
通过本章的学习，掌握人类基因组计划、比较基因组计划、功能基因组计划、基因组研究相关软件和计算机网络等基本知识及在基因操作中的应用。
二、考核知识点与考核目标
（一）人类基因组计划（重点）
识记：人类基因组计划概况、成果及我国科学家的贡献。
理解：人类基因组计划对科学与国民经济的影响。
应用：人类基因组计划取得的成果在生物学研究中的应用。
（二）比较基因组计划（一般）
识记：比较基因组计划概况、成果及我国科学家的贡献。
理解：比较基因组计划对科学与国民经济的影响，比较基因组计划的延伸。
应用：比较基因组计划取得的成果在生物学研究中的应用。
（三）功能基因组计划（次重点）
识记：功能基因组计划概况、成果及我国科学家的贡献。
理解：功能基因组计划对科学与国民经济的影响与蛋白质组学。
应用：功能基因组计划与蛋白质组学所取得的成果在生物学研究中的应用。
（三）基因组研究相关软件和计算机网络（一般）
理解：基因组研究相关的主要大型软件、数据库、生物信息学资源。
应用：生物信息学资源在基因操作中的应用。
第三部分 有关说明与实施要求
一、考核目标的能力层次表述
本大纲在考核目标中按着“识记”、“理解”、“应用”等三个能力层次规定考生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。
理解：在了解的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法与技能，并把握上述内容的区别和联系。
应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法与技能，分析和解决有关的理论和实际问题，并能够运用多个知识点进行综合分析，解决问题。

二、教材
指定教材： 《基因操作技术讲义》， 南开大学分子遗传学教研室， 陈德福主编，
2004年2月
参考书：1．《基因工程原理》上册， 吴乃虎主编， 科学出版社出版
2．《核酸研究技术》上册， 蔡良琬主编， 科学出版社出版
3．《现代分子生物学实验技术》， 卢圣栋主编， 高等教育出版社出版

三、自学方法指导
1、在开始学习指定教材每一章之前，应先阅渎大纲中有关这一章考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，使阅读教材有的放矢。
2、阅读教材时，要仔细阅读逐句推敲，深刻理解基本概念、基本理论，牢固把握基本方法与技能。
3、自学过程中坚持做好读书笔记，做到有归纳、有总结、有理解。自学过程中除了勤于思考外，还要勤于提问，勤于请教，勿死记硬背，生搬硬套，急于求成。要注意所学内容纵向和横向的联系。

四、对社会助学的要求
1、应熟知考试大纲对课程提出的目标总要求和各章掌握的知识点。
2、应熟知各知识点要求达到的能力层次，并深刻体会与理解各知识点的考核目标。
3、辅导时应注意指导考生加强本学科研究方法的训练，加强考生自学能力、观察和思维理解能力、分析解决问题能力及创新意识的培养。
4、辅导时应以考试大纲为准，指定教材为基础，避免随意超纲。
5、辅导时协助考生理解知识点的能力层次，不可将试题难易与能力层次直接挂钩。
6、辅导时应突出重点，对学生要启发引导，不可让学生死记硬背。
7、辅导时应要求学生刻苦学习，钻研教材，独立思考，勤于提问。
8、助学学时：本课程共4学分，全部为理论课，建议总学时72学时，课时分配如下：

章次
内容
学时
第一章
绪论
6
第二章
基因操作的酶学基础
20
第三章
基因操作主要技术
20
第四章
基因操作常用质粒载体
10
第五章
噬菌体载体与柯斯载体
6
第六章
RNA
6
第七章
基因组研究及其手段
4

总计
72

五、关于命题考试的若干规定
1、本大纲各章所提到的考核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，试题内容不超纲。
2、试卷中试题比例一般为识记占20％、理解占35％、应用占45％。
3、反映不同难易度的试题分数比例一般为易占20％、较易占30％、较难占30％、难占20％。
4、每份试卷中各类考核点所占比例约为重点65％、次重点25％、一般10％。
5、试题类型一般为：填空、名词解释、单项选择、多项选择、判断说明题(辨析题)、简答题、问答题等。
6、考试采用闭卷笔试，考试时间为150分钟，采用百分制评分，60分及格。

六、题型示例
（一）填空
质粒按拷贝数不同分为__________________、_______________与_______________。
（二）解释名词
基因
PCR
（三）单选题
具有DNA聚合特性的酶有( )
A．Klenow片段 B．DNA连接酶
C．DNA限制性内切酶 D．碱性磷酸化酶
（四）多选题
具有DNA聚合特性的酶有( )
A．Klenow片段 B．DNA连接酶
C．DNA限制性内切酶 D．碱性磷酸化酶 C．Taq DNA聚合酶
（五）判断说明题(下列说法是否正确，简要说明)
RNA在细胞体内的稳定性高，难以降解，但体外的稳定性极低，因为环境中存在大量的RNA酶。
（六）简答题
DNA限制性内切酶有几大类？在基因操作中主要利用哪类？为什么？
（七）问答题
在基因操作中如何利用和避免PCR过程产生突变?
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