2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——食品安全分子檢測技術(shù)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不屬于分子雜交技術(shù)在食品安全檢測中的主要應(yīng)用領(lǐng)域？A.病原微生物的快速篩查B.轉(zhuǎn)基因食品的成分鑒定C.食品過敏原的定量分析D.食品中特定化學(xué)污染物的直接檢測2.與常規(guī)PCR相比，Real-timePCR(qPCR)的主要優(yōu)勢在于？A.更高的靈敏度B.更簡便的操作流程C.可實(shí)現(xiàn)核酸序列的測定D.可在等溫條件下進(jìn)行擴(kuò)增3.下列哪種等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)不需要依賴DNA聚合酶？A.PCRB.LAMPC.RPAD.QPCR4.在食品安全檢測中，基因測序技術(shù)（如NGS）相較于傳統(tǒng)PCR方法，其顯著優(yōu)勢可能在于？A.更高的檢測速度B.更低的檢測成本C.能夠同時(shí)檢測樣本中的多種核酸靶標(biāo)D.對操作人員技術(shù)要求更低5.用于標(biāo)記核酸探針的熒光素，其主要作用是？A.引導(dǎo)DNA變性B.催化DNA合成C.提供可檢測的信號D.保護(hù)核酸結(jié)構(gòu)不被降解6.在進(jìn)行食品中致病菌檢測時(shí)，選擇檢測靶基因通常需要考慮的因素不包括？A.基因的保守性與特異性B.基因的大小和GC含量C.基因在細(xì)菌中的拷貝數(shù)D.檢測方法的成本和時(shí)效性7.以下哪種技術(shù)不適用于食品過敏原的分子檢測？A.ELISAB.PCRC.免疫印跡D.基因測序8.在食品安全領(lǐng)域，CRISPR-Cas系統(tǒng)被探索用于快速檢測，其主要優(yōu)勢之一是？A.操作極其簡單，無需依賴專業(yè)設(shè)備B.檢測結(jié)果具有高度特異性C.能夠?qū)崿F(xiàn)病原體的快速分型D.適用于所有類型的食品安全檢測9.導(dǎo)致PCR檢測假陰性的原因可能包括？A.模板核酸濃度過低B.引物與模板結(jié)合效率低C.DNA聚合酶活性不足D.所有以上選項(xiàng)10.食品安全分子檢測技術(shù)向現(xiàn)場快速檢測（FOBT）發(fā)展，主要目的是？A.降低實(shí)驗(yàn)室檢測成本B.提高檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性C.實(shí)現(xiàn)對食品生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控D.減少對專業(yè)實(shí)驗(yàn)室和人員的依賴二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.利用核酸探針與目標(biāo)核酸序列發(fā)生______反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)對特定序列的檢測。2.PCR技術(shù)的核心步驟包括變性、______和延伸。3.在Real-timePCR中，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測熒光信號變化的儀器稱為______。4.LAMP技術(shù)通常能在______條件下進(jìn)行，對設(shè)備要求相對較低。5.基因測序技術(shù)在食品安全中可用于病原體的______和食品來源的______。6.為了確保食品安全分子檢測結(jié)果的可靠性，必須建立完善的______體系。7.微流控芯片技術(shù)將樣品處理、反應(yīng)和檢測集成在______上，具有高通量和快速的特點(diǎn)。8.食品安全檢測中常用的核酸適配體包括______適配體和______適配體。9.在進(jìn)行轉(zhuǎn)基因食品檢測時(shí)，常用的分子標(biāo)記技術(shù)有______和______。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述核酸探針技術(shù)的基本原理及其在食品安全檢測中的一個具體應(yīng)用實(shí)例。2.比較PCR和LAMP兩種等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)在原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用場景上的主要差異。3.簡述食品安全分子檢測中，確保檢測特異性（避免假陽性）的主要措施。4.簡述將高通量測序技術(shù)應(yīng)用于食品溯源時(shí)，其可能面臨的主要挑戰(zhàn)。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述Real-timePCR技術(shù)在食品安全檢測中的優(yōu)勢，并列舉至少三種其在食品安全領(lǐng)域的主要應(yīng)用方向。2.結(jié)合分子檢測技術(shù)的特點(diǎn)，論述如何建立一套有效的食品安全監(jiān)測體系，以應(yīng)對不斷出現(xiàn)的新型食品安全風(fēng)險(xiǎn)。五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)/方案評價(jià)題（10分）假設(shè)需要設(shè)計(jì)一個快速檢測即食涼拌菜中是否存在沙門氏菌的方案，請簡述該方案可能涉及的技術(shù)選擇、關(guān)鍵步驟以及需要考慮的主要問題（如靈敏度、特異性、操作時(shí)間、現(xiàn)場適用性等）。試卷答案一、選擇題1.D2.D3.C4.C5.C6.B7.C8.B9.D10.D二、填空題1.雜交2.退火（或變性后、延伸前）3.實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀（或qPCR儀）4.恒溫5.分型、溯源6.質(zhì)量控制7.一塊芯片（或微流控芯片）8.抗體、核酸9.PCR（或聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）、基因芯片（或DNA芯片）三、簡答題1.原理：核酸探針是標(biāo)記了可檢測標(biāo)記（如熒光、放射性）的已知序列的核酸片段（DNA或RNA）。當(dāng)它與樣品中待測的互補(bǔ)靶核酸序列在適宜條件下混合時(shí)，發(fā)生特異性雜交。隨后，通過洗脫去除未結(jié)合的探針，檢測標(biāo)記物，即可判斷靶序列是否存在。應(yīng)用實(shí)例：利用放射性或熒光標(biāo)記的核酸探針，通過斑點(diǎn)雜交或Southern/Northern印跡技術(shù)，檢測食品樣品（如肉類、奶制品）中是否存在特定病原菌（如沙門氏菌、李斯特菌）的保守基因片段，進(jìn)行快速篩查或鑒定。2.比較：*原理：PCR依賴高溫變性、低溫退火、適宜溫度延伸的循環(huán)過程，由Taq酶催化。LAMP在恒溫條件下，通過多種引物與靶序列進(jìn)行鏈置換反應(yīng)，自我擴(kuò)增。*優(yōu)點(diǎn)（PCR）：技術(shù)成熟，靈敏度高，應(yīng)用廣泛。優(yōu)點(diǎn)（LAMP）：可在恒溫條件下進(jìn)行，設(shè)備要求低，對模板純度要求不高，成本較低。共同優(yōu)點(diǎn)：特異性較高。*缺點(diǎn)（PCR）：需PCR儀，操作相對復(fù)雜。缺點(diǎn)（LAMP）：產(chǎn)物分析有時(shí)較麻煩（如膠電），易產(chǎn)生非特異性擴(kuò)增，可能存在溶血干擾。共同缺點(diǎn)：對某些樣品基質(zhì)適應(yīng)性需優(yōu)化。*適用場景（PCR）：實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測、需要高靈敏度和定量分析。適用場景（LAMP）：現(xiàn)場快速檢測、資源有限地區(qū)、對便攜性要求高。3.措施：*選擇高度保守且特異性的靶基因序列進(jìn)行擴(kuò)增。*設(shè)計(jì)優(yōu)化的引物，確保其與靶序列結(jié)合的特異性，避免非特異性結(jié)合。*嚴(yán)格控制反應(yīng)條件，如溫度、時(shí)間、緩沖液組成等。*設(shè)置陰性對照（無模板對照），排除試劑污染。*采用合適的檢測方法，如凝膠電泳觀察特異性條帶、使用特異性探針或探針雜交、熒光信號分析等。4.挑戰(zhàn)：*數(shù)據(jù)處理復(fù)雜性：海量測序數(shù)據(jù)需要強(qiáng)大的生物信息學(xué)平臺和算法進(jìn)行序列拼接、組裝、注釋和變異分析。*數(shù)據(jù)庫依賴性：準(zhǔn)確的溯源或鑒定依賴于完善的參考基因組數(shù)據(jù)庫，新物種或變異株可能缺乏數(shù)據(jù)。*成本問題：高通量測序成本相對較高，可能限制其在部分領(lǐng)域的應(yīng)用。*標(biāo)準(zhǔn)化和驗(yàn)證：將測序技術(shù)應(yīng)用于食品安全溯源需要建立標(biāo)準(zhǔn)化的操作流程和驗(yàn)證方法，確保結(jié)果的可靠性和可比性。*樣本制備和污染：復(fù)雜食品基質(zhì)中的核酸提取、降解和污染問題可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。四、論述題1.優(yōu)勢：*高靈敏度和特異性：能夠檢測極低濃度的靶核酸，同時(shí)對靶序列具有高度特異性，減少假陽性。*實(shí)時(shí)監(jiān)測：在反應(yīng)過程中即可實(shí)時(shí)監(jiān)測熒光信號的積累，可直接定量靶核酸分子數(shù)，并可建立標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量分析。*快速高效：雖然需要熒光檢測系統(tǒng)，但整體檢測流程（尤其對于定量分析）相對快速，比傳統(tǒng)PCR的后續(xù)處理步驟更高效。*應(yīng)用廣泛：可用于病原體檢測、轉(zhuǎn)基因鑒定、過敏原分析、食品摻假檢測等多種食品安全領(lǐng)域。應(yīng)用方向：*病原體快速檢測與定量：如檢測牛奶、肉類、水產(chǎn)品中的沙門氏菌、李斯特菌、諾如病毒等，快速判斷樣品是否安全，并評估污染程度。*轉(zhuǎn)基因成分檢測與定量：精確檢測和定量食品中的轉(zhuǎn)基因成分比例，滿足法規(guī)要求。*食品過敏原檢測：檢測食物蛋白質(zhì)編碼基因，快速鑒定過敏原成分。*食品溯源與品種鑒定：通過檢測物種特異性基因序列，鑒定食品來源，打擊假冒偽劣產(chǎn)品。2.建立監(jiān)測體系：*明確監(jiān)測目標(biāo)與風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)：根據(jù)食品安全法規(guī)、消費(fèi)需求和市場反饋，確定重點(diǎn)監(jiān)測的食品類別、致病因子、非法添加物等。*選擇適宜的檢測技術(shù)：針對不同的監(jiān)測目標(biāo)和場景，選擇合適的分子檢測技術(shù)。常規(guī)篩查可選用PCR、LAMP等快速方法；確證和溯源可選用測序、基因芯片等高精度方法。建立多種技術(shù)的互補(bǔ)。*建立標(biāo)準(zhǔn)化的檢測流程與質(zhì)量控制：制定統(tǒng)一的樣品前處理、核酸提取、檢測反應(yīng)、結(jié)果判讀等標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程（SOP）。實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制，包括使用陽性、陰性對照，定期進(jìn)行室內(nèi)質(zhì)控和參加能力驗(yàn)證/室間比對，確保檢測結(jié)果的準(zhǔn)確可靠。*構(gòu)建數(shù)據(jù)庫與信息管理平臺：建立食品安全風(fēng)險(xiǎn)信息數(shù)據(jù)庫，整合檢測數(shù)據(jù)、樣品信息、溯源信息等。利用信息化手段進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、分析和預(yù)警。*加強(qiáng)法規(guī)建設(shè)與執(zhí)法監(jiān)督：完善相關(guān)法律法規(guī)，明確檢測要求、標(biāo)準(zhǔn)限量和處罰措施。加大市場監(jiān)管力度，確保法規(guī)得到有效執(zhí)行。*提升從業(yè)人員能力與公眾意識：加強(qiáng)檢驗(yàn)檢測人員的技術(shù)培訓(xùn)和質(zhì)量意識教育。通過科普宣傳提高公眾對食品安全檢測的認(rèn)知。*關(guān)注新技術(shù)與持續(xù)改進(jìn)：持續(xù)跟蹤分子檢測領(lǐng)域的新技術(shù)、新方法，適時(shí)引入到監(jiān)測體系中，并根據(jù)監(jiān)測效果和風(fēng)險(xiǎn)變化，動態(tài)調(diào)整監(jiān)測策略和技術(shù)方案。五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)/方案評價(jià)題設(shè)計(jì)簡述：針對即食涼拌菜中沙門氏菌檢測，可選用Real-timePCR或基于CRISPR的快速檢測技術(shù)。1.技術(shù)選擇：例如選擇Real-timePCR技術(shù)。該技術(shù)靈敏度高，特異性強(qiáng)，檢測速度快，適合現(xiàn)場快速檢測。2.關(guān)鍵步驟：*樣品制備：取適量即食涼拌菜樣品，采用無菌方法homogenize（均質(zhì)化），如渦旋振蕩或絞肉機(jī)處理。*核酸提取：使用食品級核酸提取試劑盒，從均質(zhì)化的樣品中提取總核酸（包括DNA和RNA）。需注意抑制食品基質(zhì)中抑制酶活性的物質(zhì)。*PCR反應(yīng)：將提取的核酸作為模板，使用特異性針對沙門氏菌保守基因（如16SrRNA基因、invA基因等）的引物，進(jìn)行Real-timePCR反應(yīng)。反應(yīng)體系需優(yōu)化，包含dNTPs、Taq酶、鎂離子、引物、探針（可選）等。*結(jié)果判讀：在Real-timePCR儀上實(shí)時(shí)監(jiān)測熒光信號。根據(jù)熒光信號達(dá)到設(shè)定閾值（Cq值）的時(shí)間，或熒光信號的變化曲線，判斷樣品中是否含有沙門氏菌。可設(shè)置陽性對照（已知含沙門氏菌的樣品）和陰性對照（無模板對照）。3.需要考慮的問題：*靈敏度：需確保方案能檢測到致病菌的最低限量。*特異性：引物和探針需高度特異性，避免與其他細(xì)菌交叉反應(yīng)。*操作時(shí)間