2025年大學《分子科學與工程》專業(yè)題庫——微生物分子生態(tài)學的新視角考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共30分）1.下列哪一項不屬于微生物分子生態(tài)學研究的主要內容？A.微生物群落結構分析B.微生物功能預測C.環(huán)境樣品中微生物總DNA提取D.微生物生態(tài)位分化2.16SrRNA基因測序技術中，V3-V4區(qū)域通常用于構建哪些類型的生物信息學數據庫？A.參考基因組數據庫B.物種分類數據庫C.功能基因數據庫D.群落結構數據庫3.真核微生物中，用于研究群落功能多樣性的分子標記技術是？A.16SrRNA基因測序B.18SrRNA基因測序C.ITS序列分析D.ARDS分析4.宏基因組學研究的核心目標是？A.獲得樣品中所有微生物的基因組序列B.鑒定樣品中微生物的物種組成C.探索樣品中微生物群落的功能潛力D.研究特定微生物的基因表達調控5.下述哪一項技術可以實現對微生物群落中基因表達的動態(tài)監(jiān)測？A.宏基因組測序B.宏轉錄組測序C.宏蛋白組測序D.代謝組學分析6.單細胞測序技術的主要優(yōu)勢在于？A.可以獲得樣品中所有微生物的基因組信息B.可以避免不同微生物之間的序列污染C.可以直接研究微生物群落的空間結構D.可以獲得微生物個體的詳細信息7.研究微生物群落空間異質性的技術是？A.高通量測序B.時空組學C.代謝組學D.穩(wěn)定同位素示蹤8.下列哪一項指標通常用于評估微生物群落的α多樣性？A.Shannon指數B.豐富度指數C.均勻度指數D.以上都是9.下列哪一項技術可以用于研究微生物群落之間的相互作用？A.共培養(yǎng)實驗B.功能基因預測C.熒光原位雜交D.網絡分析10.微生物分子生態(tài)學在環(huán)境修復中的應用主要體現在？A.鑒定環(huán)境中的優(yōu)勢微生物B.篩選環(huán)境修復功能菌C.評估環(huán)境修復效果D.以上都是11.下述哪一項技術可以用于研究微生物群落與宿主之間的相互作用？A.宏基因組測序B.宏轉錄組測序C.雙重差分基因表達分析D.系統(tǒng)發(fā)育樹構建12.“泛微組學”的概念是指？A.研究所有生物的基因組B.研究樣品中所有微生物的基因組集合C.研究樣品中所有微生物的轉錄組集合D.研究樣品中所有微生物的蛋白質組集合13.下列哪一項是微生物分子生態(tài)學研究中常用的生物信息學分析方法？A.多序列比對B.系統(tǒng)發(fā)育樹構建C.物種注釋D.以上都是14.下列哪一項是微生物分子生態(tài)學研究中的一個重要挑戰(zhàn)？A.實驗數據的龐大性B.實驗技術的復雜性C.研究結果的解釋D.以上都是15.隨著測序技術的發(fā)展，微生物分子生態(tài)學研究正在經歷哪些變化？A.從物種鑒定到功能研究B.從宏基因組學到單細胞測序C.從群落分析到網絡分析D.以上都是二、填空題（每空1分，共20分）1.微生物分子生態(tài)學是__________和__________的交叉學科。2.常用的微生物分子標記技術包括__________、__________和__________等。3.宏基因組學研究的核心目標是探索樣品中微生物群落的__________。4.單細胞測序技術可以實現對微生物群落中__________的精細分析。5.時空組學技術可以研究微生物群落的空間__________和時間__________。6.評估微生物群落α多樣性的指標包括Shannon指數、Simpson指數和__________等。7.評估微生物群落β多樣性的指標包括Jaccard距離、__________和Unifrac距離等。8.研究微生物群落之間相互作用的技術包括共培養(yǎng)實驗、__________和__________等。9.微生物分子生態(tài)學在環(huán)境科學中的應用包括環(huán)境污染物的__________和__________。10.微生物分子生態(tài)學在農業(yè)科學中的應用包括作物__________和__________。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述16SrRNA基因測序技術的原理及其在微生物群落分析中的應用。2.簡述宏轉錄組測序技術的原理及其在研究微生物群落功能方面的優(yōu)勢。3.簡述單細胞測序技術在微生物分子生態(tài)學研究中的應用前景。4.簡述時空組學技術在研究微生物群落空間結構方面的優(yōu)勢。5.簡述微生物分子生態(tài)學在人體健康方面的研究進展。四、論述題（20分）結合當前微生物分子生態(tài)學的研究進展，論述其在應對全球氣候變化方面的潛力和挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C解析：微生物總DNA提取是分子生物學實驗技術，而非微生物分子生態(tài)學研究的主要內容。2.B解析：16SrRNA基因測序主要用于微生物物種鑒定，因此常用于構建物種分類數據庫。3.C解析：ITS序列位于真核微生物核糖體RNA之間，富含重復序列，適合用于研究群落功能多樣性。4.C解析：宏基因組學研究的是樣品中所有微生物的基因集合，其核心目標是探索這些基因所代表的群落功能潛力。5.B解析：宏轉錄組測序直接分析樣品中微生物的RNA，可以反映微生物群落當前的功能狀態(tài)和基因表達情況。6.D解析：單細胞測序技術可以獲得單個微生物的基因組或轉錄組信息，從而研究微生物個體的詳細信息。7.B解析：時空組學技術結合了空間信息和時間信息，可以研究微生物群落的空間異質性和動態(tài)變化。8.D解析：α多樣性衡量群落內部的物種豐富度和均勻度，Shannon指數、豐富度指數和均勻度指數都是常用的評估指標。9.A解析：共培養(yǎng)實驗可以直接研究微生物之間的相互作用，是研究微生物群落相互作用的傳統(tǒng)方法。10.D解析：微生物分子生態(tài)學可以用于鑒定環(huán)境中的優(yōu)勢微生物、篩選環(huán)境修復功能菌以及評估環(huán)境修復效果。11.C解析：雙重差分基因表達分析可以比較宿主和微生物群落之間的基因表達差異，用于研究兩者之間的相互作用。12.B解析：泛微組學是指研究樣品中所有微生物的基因組集合，包括所有可培養(yǎng)和不可培養(yǎng)的微生物。13.D解析：微生物分子生態(tài)學研究中常用的生物信息學分析方法包括多序列比對、系統(tǒng)發(fā)育樹構建和物種注釋等。14.D解析：微生物分子生態(tài)學研究面臨實驗數據的龐大性、實驗技術的復雜性和研究結果的解釋等挑戰(zhàn)。15.D解析：隨著測序技術的發(fā)展，微生物分子生態(tài)學研究正從物種鑒定到功能研究、從宏基因組學到單細胞測序、從群落分析到網絡分析等方向發(fā)展。二、填空題1.微生物學生態(tài)學2.16SrRNA基因18SrRNA基因ITS序列3.功能潛力4.基因表達5.結構動態(tài)6.豐富度指數7.Bray-Curtis距離8.熒光原位雜交網絡分析9.去除降解10.病害防治肥料替代三、簡答題1.解析：16SrRNA基因是細菌和古菌中高度保守且具有高度可變區(qū)的分子標記基因。測序技術可以獲取樣品中微生物的16SrRNA基因序列，通過生物信息學方法進行序列比對和分類，從而鑒定樣品中的微生物種類和相對豐度，進而分析微生物群落的組成和結構。2.解析：宏轉錄組測序技術可以獲得樣品中所有微生物的RNA序列，反映了微生物群落當前的功能狀態(tài)和基因表達情況。相比宏基因組學，宏轉錄組數據更能反映微生物群落的活動狀態(tài)，可以用于研究特定環(huán)境條件下微生物群落的功能變化和代謝活動。3.解析：單細胞測序技術可以克服傳統(tǒng)宏基因組學方法無法區(qū)分不同微生物個體limitation，實現對微生物群落中單個微生物的基因組或轉錄組測序。這有助于揭示微生物群落中不同微生物的異質性和功能差異，為研究微生物群落結構和功能提供新的視角。4.解析：時空組學技術可以將微生物群落的空間信息和時間信息相結合，研究微生物群落的空間結構和動