2021貴州醫科大學生物醫學工程研究生考試大綱 正文

1 2021 年貴州醫科大學碩士研究生招生考試 生物醫學工程（自命題）考試大綱 Ⅰ.考試性質 本考研大綱適用于貴州醫科大學生物醫學工程及相關 專業的研究生入學考試初試科目，旨在科學、公平、有效地 測試考生是否具備繼續攻讀生物醫學工程專業碩士學位所 需要的醫用傳感器、醫學圖像處理、醫療設備原理與臨床應 用等工科知識，或者生物化學基礎理論和基因工程基本操作 技術。評價的標準是高等院校工學或理學專業優秀本科畢業 生能達到的及格或及格以上水平，以利于學校擇優選拔，確 保生物醫學工程專業碩士研究生的招生質量。 Ⅱ.考查目標 對于本科專業屬于工學類考生，生物醫學工程考試范圍 包括《醫用傳感器》、《醫學圖像處理》和《醫療設備原理 與臨床應用》（詳見 V.參考書目）。《醫用傳感器》要求考 生掌握傳感器定義、分類、結構及現狀；掌握傳感器的基本 特性；掌握常見物理傳感器的原理及應用；能夠將所學傳感 器原理運用于生物醫學信息的檢測中。《醫學圖像處理》要 求考生掌握常見的醫學圖像的特征、醫學圖像處理方法（空 間域處理、頻域處理、形態學處理、彩色圖像處理、圖像分 割）及其原理。《醫療設備原理與臨床應用》要求考生掌握 2 常見的臨床醫療設備的定義、結構及原理；熟悉常見的臨床 醫療設備在生物醫學工程中的應用；了解常見醫療設備的發 展現狀及發展趨勢。 對于本科專業屬于理學類考生，生物醫學工程考試范圍 包括《生物化學》、《生物信息學》、《基因工程原理》（詳 見 V.參考書目）。《生物化學》理論部分重點考查核酸、蛋 白質的基本理論知識；《生物信息學》考查核酸、蛋白質的 檢索和分析；《基因工程原理》重點考查運用分子生物學理 論和基因工程原理開展實驗操作的能力。 Ⅲ.考試形式和試卷結構 一、試卷滿分及考試時間 本試卷滿分為 150 分，考試時間為 180 分鐘。 二、答題方式 答題方式為閉卷、筆試。 三、試卷內容及題型結構 （一）對于本科專業屬于工學類考生 試卷內容結構為： 1.醫用傳感器約 45% 2.醫學圖像處理約 45% 3.醫療設備原理與臨床應用約 10% 試卷題型結構 3 A 型題：第 1-50 小題，每小題 2 分，共 100 分 簡答題：第 51-54 小題，每小題 5 分，共 20 分 綜合題：第 55-56 小題，每小題 15 分，共 30 分 （二）對于本科專業屬于理學類考生 試卷內容結構為： 1.生物化學約 50% 2.生物信息學約 10% 3.基因工程原理約 40% 試卷題型結構 A 型題第 1-90 小題，每小題 1 分，共 90 分 B 型題第 91-94 題，每小題 10 分，共 40 分 X 型題第 95 題，第小題 20 分，共 20 分 Ⅳ.考查內容 一、醫用傳感器 （一） 緒論 1.傳感器的定義、結構分類及用途。 2.生物信號的特點。 3.傳感器的發展趨勢。 （二）傳感器的基本特性 1.傳感器的靜態特性。 2.靜態特性指標。 4 （三）應變式電阻傳感器 1.應變效應、壓阻效應及其在金屬應變片和半導體材料中的 體現。 2.金屬應變片的結構，橫向效應。 3.電阻式傳感器測量電路：直流電橋；直流電橋的靈敏度； 單臂工作電橋，差動式半橋、全橋電路及靈敏度分析。 4.電阻式傳感器在醫學中的用途。 （四） 電容式傳感器 1.基本工作原理、分類及特點。 2.變間距型電容式傳感器的靈敏度計算與提高，非線性的改 善。 3.變面積型電容式傳感器，特點分析。 4.電容式傳感器測量電路：交流電橋。 5.邊緣效應，寄生與分布電容的消除方法。 6.電容式傳感器在生物醫學中的用途。 （五）電感式傳感器 1.自感式（差動式）傳感器工作原理及靈敏度分析。 2.互感式傳感器工作原理，零點殘余電壓產生原因及消除。 3.電渦流效應。 （六） 壓電式傳感器 1.壓電效應、逆壓電效應，壓電陶瓷的壓電效應。 2.壓電傳感器等效電路及測量電路：電壓放大器、電荷放大 5 器及其特性。 3.壓電式傳感器在生物醫學中的用途。 （七）磁傳感器 1.磁電式傳感器的工作原理及分類。 2.電磁流量計工作原理。 3.霍爾效應，霍爾傳感器工作原理：霍爾電場、霍爾電勢、 霍爾系數。 4.生物磁場、磁場生物效應定義。 （八）熱電式傳感器 1.熱電阻效應，金屬熱電阻測量電路中三導線接法的作用。 2.半導體熱敏電阻：NTC、PTC、CTR。 3.熱電偶式傳感器的工作原理，溫差電現象。 4.熱電偶的基本定則。 5.熱電偶式傳感器冷端補償的方法。 6.集成電路溫度傳感器定義、熱釋電傳感器定義，熱電式傳 感器的用途。 （九） 光學傳感器 1.光電效應、外光電效應、內光電效應及其常見的光電器件； 光電管、光電倍增管的原理。 2.光纖傳感器的結構、工作原理及特點；光纖的主要參數。 3.CCD 器件定義及應用。 （十） 化學傳感器 6 1.電化學測量系統有哪些。 2.化學傳感器定義。 3.常見的化學傳感器。 （十一）生物醫用電極 1.電極的概念。 2.極化現象。 3.檢測電極、刺激電極及常見應用。 （十二）生物傳感器 1.生物傳感器定義。 2.生物傳感器結構及原理。 3.常見的生物傳感器及應用。 二、醫學圖像處理 （一）緒論 1.醫學圖像處理的定義。 2.醫學圖像分類。 3.醫學圖像處理技術在臨床上應用。 （二）空間域及頻域處理 1.空間域圖像處理方法及原理。 2.圖像頻域濾波原理。 （三）形態學處理 1.形態學處理原理及常見的形態學操作。 2.形態學處理方法對二值圖像的處理。 7 （四）彩色圖像處理 1.彩色圖像顏色空間類別。 2.常見的彩色圖像處理方法。 （五）圖像分割 1.圖像分割定義及常用的圖像分割方法。 2.圖像分割方法在醫學圖像領域的應用。 三、醫療設備原理與臨床應用 1.常見醫療設備的定義、種類及作用 2.常見的臨床監護設備及其原理 3.常見的臨床檢驗設備及其原理 4.常見的醫學影像設備及其原理 5.常見的醫學儀器在臨床中的應用 四、生物化學 (一)核酸的結構與功能 1.核酸的化學組成：核酸的元素組成、基本組成單位。 2.核酸的分子結構：磷酸二酯鍵和多核苷酸鏈，核酸的一級 結構，DNA 的空間結構與功能，RNA 的空間結構與功能。 3.核酸的理化性質：核酸的紫外吸收，DNA 的變性復性與應 用，核酸分子雜交。 (二)蛋白質的結構與功能 1.蛋白質的化學組成：蛋白質的元素組成、基本組成單位， 氨基酸的理化性質，肽與生物活性肽，蛋白質的分類。 8 2.蛋白質的分子結構：一級結構、二級結構、三級結構、四 級結構。 3.蛋白質結構與功能的關系：蛋白質一級結構是高級結構和 功能的基礎，蛋白質的空間結構與功能的關系。 4.蛋白質的理化性質：蛋白質的兩性電離性質，膠體性質， 蛋白質的變性、復性與沉淀，蛋白質的紫外吸收性質，蛋白 質的呈色反應。 5.蛋白質的分離純化：透析及超濾法、有機溶劑沉淀法、鹽 析法、免疫沉淀法、電泳法、層析法、超速離心法。 (三) DNA 的生物合成 1.DNA 復制：DNA 復制的基本特征，DNA 復制體系，DNA 的復 制過程。 2.逆轉錄：逆轉錄的概念及過程，逆轉錄的意義。 3.DNA 損傷與修復：DNA 損傷，DNA 損傷的修復。 (四)RNA 的生物合成 1.轉錄概述：轉錄的模板，RNA 聚合酶，啟動子，終止子。 2.轉錄過程：原核生物的轉錄過程，真核生物的轉錄過程。 3.RNA 轉錄后加工及非編碼 RNA 的合成：原核生物中 RNA 的 加工，真核生物中的 RNA 加工及部分非編碼 RNA 合成。 4.RNA 復制：RNA 復制與 RNA 復制酶，RNA 病毒的種類與基因 組復制的主要特點。 9 (五)蛋白質的生物合成 1.蛋白質合成體系：mRNA 是蛋白質合成的模板，核蛋白體是 蛋白質合成的場所，tRNA 是轉錄氨基酸的工具。 2.蛋白質生物合成過程：翻譯的起始，肽鏈的延長，翻譯的 終止。 3.蛋白質合成后加工與輸送：新生肽鏈的折疊，一級結構的 修飾，空間結構的修飾，蛋白質的靶向輸送。 4.蛋白質生物合成的干擾與抑制：毒素類蛋白質合成阻斷 劑，抗生素類阻斷劑，干擾素的作用。 (六)基因表達調控 1.基因表達調控的基本原理和特征：基因表達與表達調控的 概念，基因表達的一般特征，基本表達調控的基本原理。 2.原核生物的基因表達調控：原核基因表達調控的基本特 征，原核生物的操縱子調控模式，原核生物的翻譯水平基因 表達調控。 3.真核生物的基因表達調控：真核基因表達調控的結構基 礎，真核基因轉錄前的染色質水平調控，真核基因表達轉錄 水平的調控，真核基因表達翻譯水平的調控。 五、生物信息學分析方法 1.PubMed 獲取生物醫學文獻：PubMed 和 Medline 的關系， PubMed 的功能和使用方法，PubMed 的檢索規則，使用 Limits 10 功能來限定檢索，高級檢索功能，利用模糊的題錄信息來查 找單篇文章，把握 PubMed 檢索結果輸出的頁面，使用 MeSH 主題詞檢索。 2.生物信息數據庫：生物信息數據庫概述，生物信息數據庫 的查找方法，核酸序列數據庫，蛋白質序列數據庫，生物大 分子結構數據庫（蛋白質結構數據庫），通過 NCBI 獲取序 列信息。 3.NCBI 獲取序列數據及序列比對基礎：序列比對的概念、目 的、比對形式和基本原理，序列比對的應用，序列比對的算 法和程序，BLAST 搜索的基本步驟，BLAST 搜索結果及其判 讀。 4.核酸序列分析：核酸序列的基本分析，EST 的分析與電子 克隆，基因表達的核酸序列分析，基因調控的核酸序列分析。 5.蛋白質序列分析：蛋白質序列的檢索，蛋白質序列的比對， 蛋白質基本性質分析，蛋白質功能預測，蛋白質結構預測。 6.系統發育分析和分子進化：分子系統發生與系統發生樹， 分子進化模型，分子系統樹的構建，分子系統發生分析軟件 及應用。 六、基因工程 （一）緒論 1.基因及基因工程的概念。 11 2.基因工程誕生的理論基礎和技術突破。 3.基因工程的誕生與發展。 4.基因工程的基本過程：分離目的基因，切割目的基因和載 體，目的基因與載體重組，重組質粒 DNA 轉入受體細胞，篩 選與鑒定陽性克隆，目的基因的表達與應用。 （二）工具酶 1.限制性核酸內切酶：基本概念和特性，命名原則，分類， 產生的末端，影響酶活性的因素。 2.DNA 連接酶：基本性質和特點；連接反應條件；影響酶活 性的因素。 3.DNA 聚合酶：大腸桿菌 DNA 聚合酶的基本性質和特點， Klenow 片段的基本性質和特點，測序酶的基本性質和特點， 反轉錄酶的基本性質和特點，Taq 聚合酶的基本性質和特點。 4.DNA 修飾酶：末端脫氧核苷酸轉移酶的基本性質和特點， T4 多核苷酸激酶的基本性質和特點，堿性磷酸酶的基本性質 和特點。 5.核酸酶：DNase I 的基本性質和作用，RNase A 的基本性 質和作用。 （三）基因工程載體 1.載體的概念及特征：載體概念，克隆載體必須具備的基本 條件。 12 2.載體的分類。 3.克隆載體：概念，質粒的生物學特性，理想質粒載體的必 備條件，克隆質粒載體的類型，λ噬菌體載體，單鏈 DNA 噬 菌體載體，黏粒載體，T-A 克隆載體，人工染色體載體（YAC, BAC, MAC)的概念和關鍵序列。 4.表達載體的概念和構建原則。 （四）分離目的基因 1.基因組 DNA 的提取：SDS 法，CTAB 法。 2.質粒 DNA 的提取：堿裂解法的操作過程、溶液的作用，煮 沸法。 3.RNA 的提取和 mRNA 的純化：操作過程及注意 RNase 的污染。 4.化學合成法獲得目的基因：原理，合成過程，合成基因的 組裝。 5.PCR 法獲得目的基因：PCR 概念，原理，擴增過程，反應 體系，引物設計原則，PCR 類型（常規 PCR 擴增、反向 PCR、 反轉錄 PCR、RACE 技術、熒光定量 PCR 技術）。 6.基因文庫法獲得目的基因：基因組文庫和 cDNA 文庫的概 念和差別，構建過程。 （五）DNA 的重組 1.目的基因和載體的酶切。 2.目的基因和載體的連接。 13 3.目的基因和載體的重組過程及影響因素。 （六）轉化子的篩選與鑒定 1.基本概念：轉化、轉化子、陽性轉化子、轉化率。 2.轉化子的篩選與鑒定方法：DNA 水平檢測（檢測目的基因 是否導入受體細胞中，包括遺傳標記篩選，藍白斑篩選， Southern 雜交、PCR 法、DNA 序列分析法（Sanger 雙脫氧測 序）、直接凝膠電泳法、酶切片段分析法），RNA 水平檢測 （檢測特定外源基因是否轉錄及轉錄的強度，包括 Northern 雜交印跡法、熒光定量 PCR 技術)，蛋白質水平檢測（檢測 目的基因是否表達及表達的強度，包括放射性抗體檢測法、 免疫沉淀檢測法、Western 印跡雜交法、ELISA 檢測)，各種 篩選與鑒定方法的原理及過程。 （七）外源基因的表達與應用 1.外源基因在原核細胞中的表達：原核生物基因表達的形式 和特點，原核生物基因表達調控序列，原核表達系統的類型， 外源基因在原核細胞中高效表達的策略。 2.外源基因在真核細胞中的表達：真核生物基因表達的特 點，真核生物基因表達調控序列，真核表達系統的類型。 3.外源基因表達產物的分離純化：重組蛋白分離純化的基本 原則，His、GST 標簽純化蛋白的原理及過程，透析、超濾等 純化濃縮重組蛋白的基本技術原理。 14 V.參考書目 1.陳安宇 主編，醫用傳感器，科學出版社，2016 2.岡薩雷斯 主編，數字圖像處理（第三版），電子工業出 版社，2017 3.王成 主編，醫療設備原理與臨床應用，人民衛生出版社， 2017 4.錢明章、陳建業 主編，生物化學（第二版），科學出版 社 5.劉娟 主編，生物信息學，高等教育出版社 6.夏啟中 主編，基因工程，高等教育出版社

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