生物化学与分子生物学作为生命科学的核心学科，在中科院微生物研究所的博士招生中占据重要地位。考生需系统掌握分子生物学技术原理及其在微生物研究中的应用，重点理解基因表达调控网络、代谢通路分子机制及信号传导通路三大核心模块。在分子生物学技术方面，需深入掌握PCR技术原理及优化策略，包括引物设计原则、Taq酶热循环特性及产物纯化方法；荧光标记技术应区分FAM、Cy5等荧光基团的特性，熟练运用实时定量PCR（qPCR）分析基因表达差异；蛋白质电泳技术需掌握SDS-PAGE的胶浓度选择标准，Western Blot中一抗稀释倍数与ECL显影时间的优化方法。

在微生物代谢调控领域，需构建糖代谢（Embden-Meyerhof途径）、三羧酸循环（TCA循环）及磷酸戊糖途径（Pentose Phosphate Pathway）的三维网络模型，重点解析丙酮酸脱氢酶复合体（PDH）的共价修饰调控机制。脂代谢方面应掌握乙酰辅酶A羧化酶（ACC）的磷酸化抑制与去磷酸化激活的分子开关原理，结合脂滴形成相关基因（如adiponectin、FABP）的表达谱分析。氨基酸代谢需建立坐标系，明确转氨基反应中谷氨酸脱氢酶（GDH）的NADPH依赖特性，以及支链氨基酸（BCAA）的转氨与脱氨协同调控机制。

基因表达调控体系需分层次解析：在转录水平，需掌握σ因子（如σ⁷⁰、σ³²）的识别特异性，结合RNA聚合酶全酶构象变化阐释启动子竞争机制；转录因子作用需区分DNA结合域（锌指、螺旋-转角-螺旋）与转录激活域（bHLH、Myb）的功能差异，重点分析Lac操纵子模型中阻遏蛋白与cAMP-CAP复合物的协同调控效应。转录后调控需整合microRNA（如miR-223对Hepatic Stellate Cell activation的抑制作用）、siRNA（如CRISPR/dCas9系统的靶向递送机制）及m6A修饰（通过YTHDF2介导的mRNA稳定性调控）的多维调控网络。

信号传导通路分析应建立模块化思维，以MAPK通路为例，需拆解MEK1/2激酶对ERK的磷酸化级联（Tyr183/192位点特异性）、ERK磷酸化AP-1复合物的DNA结合特性，以及下游p90RSK的翻译后修饰（磷酸化Thr180/182）对转录因子核转位的调控。PI3K-AKT通路需整合胰岛素信号与Wnt/β-catenin通路的交叉调控，重点解析AKT Ser473磷酸化对mTORC1抑制的分子机制。在微生物致病机制研究中，需结合Pseudomonas aeruginosa的Quorum Sensing系统（如AHLs信号分子）与宿主免疫逃逸的分子互作网络。

蛋白质合成与修饰领域应建立动态调控模型，涵盖mRNA二级结构对核糖体结合的影响（如铁硫蛋白mRNA的茎环结构）、核糖体移码调控（如组氨酸tRNA的Wobble Base作用）、以及真核生物起始复合物组装（eIF4G与40S核糖体亚基的相互作用）。翻译后修饰需分门别类：磷酸化（如糖原合酶的Ser14磷酸化激活）、乙酰化（如H3K27me3介导的沉默）、泛素化（如β-连环蛋白降解的SCF复合物机制）及 SUMO化（如p53的核定位信号修饰）的分子机制需与疾病表型关联分析。

生物信息学工具应用是当前研究的必备技能，需掌握KEGG Pathway的代谢通路富集分析、GO Term的功能注释方法，以及CRISPR-Cas9设计工具（如CRISPR-GE）的sgRNA序列优化原则。在微生物基因组学领域，需理解全基因组测序（WGS）数据组装策略（如SPAdes算法）、核心基因簇（如抗生素合成基因簇）的预测方法，以及宏基因组16S rRNA测序数据的OTU聚类与α/β多样性分析。

备考策略建议采用"三阶递进"模式：第一阶段（1-2个月）构建知识图谱，使用XMind软件建立分子机制思维导图；第二阶段（3-4个月）开展专题突破，针对MAPK通路等高频考点进行机制拆解与实验设计训练；第三阶段（5-6个月）模拟考核实战，通过中科院历年真题（如2021年关于CRISPR-Cas系统脱靶效应的论述题）进行限时训练，重点提升实验设计创新性（如设计双荧光报告系统检测转录因子活性）与机制解释深度（如解析代谢重编程与免疫逃逸的协同进化关系）。建议关注《Nature Microbiology》最新研究动态，如2023年《Science》发表的微生物代谢工程改造产氢菌株的分子机制，此类前沿成果常成为考博考核热点。