2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫(kù)——生物技術(shù)在基因診斷中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.基因診斷的核心在于（）。A.基因測(cè)序B.DNA提取C.檢測(cè)特定的遺傳信息D.生物信息學(xué)分析2.PCR技術(shù)的核心要素不包括（）。A.模板DNAB.特異性引物C.DNA聚合酶D.RNA聚合酶3.與傳統(tǒng)PCR相比，實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qPCR）的主要優(yōu)勢(shì)在于（）。A.擴(kuò)增效率更高B.可同時(shí)檢測(cè)多個(gè)靶標(biāo)C.可實(shí)現(xiàn)對(duì)起始模板量的精確定量D.對(duì)PCR抑制劑不敏感4.以下哪種分子雜交技術(shù)常用于檢測(cè)芯片上的點(diǎn)陣分子？（）A.FISHB.SouthernBlottingC.基因芯片（Microarray）D.NorthernBlotting5.Sanger測(cè)序法的基本原理依賴于（）。A.DNA聚合酶的5'→3'外切酶活性B.不同脫氧核苷酸三磷酸的終止摻入C.DNA雙鏈的天然解旋D.核酸適配體與靶分子的特異性結(jié)合6.在基因診斷中，核酸適配體（Aptamer）技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之一是（）。A.可無(wú)限擴(kuò)增B.可與多種分子結(jié)合C.成本相對(duì)較低D.免疫原性7.適用于檢測(cè)組織切片中特定DNA序列定位的技術(shù)是（）。A.RFLP分析B.原位雜交（FISH）C.巢式PCRD.數(shù)字PCR8.腫瘤基因分型等需要高通量測(cè)序的場(chǎng)景，最常選用哪種測(cè)序技術(shù)？（）A.Sanger測(cè)序B.轉(zhuǎn)錄組測(cè)序（RNA-Seq）C.二代測(cè)序（NGS）D.亞硫酸氫鹽測(cè)序（WGBS）9.PCR過(guò)程中，引物二聚體形成的競(jìng)爭(zhēng)性抑制主要影響（）。A.擴(kuò)增效率B.特異性C.定量準(zhǔn)確性D.循環(huán)數(shù)10.基因診斷技術(shù)可能引發(fā)的倫理問(wèn)題之一是（）。A.檢測(cè)成本過(guò)高B.檢測(cè)結(jié)果的隱私泄露C.技術(shù)操作復(fù)雜D.儀器設(shè)備昂貴二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填入橫線上）1.基因診斷通常需要獲取患者的______、______或細(xì)胞樣本進(jìn)行檢測(cè)。2.PCR反應(yīng)體系中，______提供能量和dNTPs，______作為引物延伸的起始點(diǎn)。3.巢式PCR通過(guò)使用兩對(duì)引物提高_(dá)_____，常用于檢測(cè)______的靶標(biāo)。4.基因芯片（Microarray）技術(shù)可以同時(shí)檢測(cè)成千上萬(wàn)個(gè)______，廣泛應(yīng)用于______和______等領(lǐng)域。5.數(shù)字PCR（dPCR）通過(guò)將樣本______，實(shí)現(xiàn)對(duì)核酸分子的______定量。6.FISH技術(shù)利用標(biāo)記了熒光探針的______，在______水平上原位檢測(cè)目標(biāo)核酸序列。7.基因診斷結(jié)果的解讀不僅需要考慮______，還需要結(jié)合臨床信息進(jìn)行綜合分析。8.生物信息學(xué)在基因診斷中主要應(yīng)用于______、______和______等方面。三、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述PCR技術(shù)的基本原理及其在基因診斷中的主要應(yīng)用。2.比較RFLP分析和限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）分析在基因診斷中的區(qū)別。3.簡(jiǎn)述基因芯片（Microarray）技術(shù)的基本原理及其在疾病診斷中的優(yōu)勢(shì)。4.簡(jiǎn)述基因測(cè)序技術(shù)在遺傳病診斷中的應(yīng)用價(jià)值。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qPCR）技術(shù)的主要原理、關(guān)鍵參數(shù)及其在病原體檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述基因測(cè)序技術(shù)（如NGS）在腫瘤精準(zhǔn)診斷與治療中的應(yīng)用前景。---試卷答案一、選擇題1.C2.D3.C4.C5.B6.B7.B8.C9.A10.B二、填空題1.組織，體液2.DNA聚合酶，特異性引物3.靈敏度，微量或痕量4.基因/序列，基因表達(dá)譜分析，比較基因組學(xué)5.微滴，絕對(duì)6.探針，細(xì)胞7.實(shí)驗(yàn)結(jié)果8.數(shù)據(jù)分析，序列比對(duì)，變異檢測(cè)三、簡(jiǎn)答題1.答案：PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)利用DNA聚合酶在體外特定溫度循環(huán)條件下，選擇性擴(kuò)增特定DNA片段。其基本原理包括變性（高溫使DNA雙鏈解開(kāi)）、退火（低溫使引物與模板鏈結(jié)合）、延伸（中溫DNA聚合酶以引物為起點(diǎn)合成新鏈）。在基因診斷中，通過(guò)設(shè)計(jì)針對(duì)目標(biāo)基因特異性序列的引物，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)病原體基因、遺傳病相關(guān)基因或腫瘤標(biāo)志物基因的特異性擴(kuò)增和檢測(cè)。解析思路：首先回答PCR是什么，然后簡(jiǎn)述其基本原理（三個(gè)步驟：變性、退火、延伸）和關(guān)鍵酶（DNA聚合酶）。最后明確其在基因診斷中的核心應(yīng)用——特異性擴(kuò)增目標(biāo)基因序列，為后續(xù)檢測(cè)提供足夠量的模板。2.答案：RFLP（限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性）分析是利用限制性核酸內(nèi)切酶識(shí)別并切割特定DNA序列，導(dǎo)致產(chǎn)生不同長(zhǎng)度的DNA片段混合物。而RFLP分析（此處題目可能指SouthernBlotting結(jié)合RFLP）是先將DNA片段化（通常通過(guò)酶切或凝膠電泳），然后轉(zhuǎn)移至膜上，再與標(biāo)記的探針進(jìn)行雜交，最后通過(guò)顯色等方法檢測(cè)雜交信號(hào)。兩者的區(qū)別在于：RFLP分析關(guān)注的是酶切后片段長(zhǎng)度的多態(tài)性，而RFLP分析（指整個(gè)流程）是檢測(cè)特定片段是否存在。在基因診斷中，RFLP分析主要用于檢測(cè)基因的插入缺失（Indel）或多態(tài)性位點(diǎn)，而RFLP分析（SouthernBlot）則用于檢測(cè)特定DNA片段的有無(wú)。解析思路：首先解釋RFLP的基本概念（酶切產(chǎn)生片段長(zhǎng)度多態(tài)性）。然后解釋RFLP分析（通常指SouthernBlotting）的完整流程（電泳、轉(zhuǎn)移、雜交、檢測(cè)）。最后清晰指出兩者的區(qū)別：RFLP是現(xiàn)象/目標(biāo)，RFLP分析是方法/過(guò)程。并點(diǎn)明各自在基因診斷中的應(yīng)用側(cè)重點(diǎn)。3.答案：基因芯片（Microarray）技術(shù)的基本原理是在固相支持物（如玻璃片、膜）上固定大量特定的生物分子（主要是DNA片段或寡核苷酸探針），形成一個(gè)微縮化的“生物分子陣列”。當(dāng)待測(cè)樣本（如RNA提取物）與芯片上的探針雜交時(shí)，若樣本中存在與探針互補(bǔ)的核酸序列，則會(huì)在芯片相應(yīng)位置形成雜交點(diǎn)。通過(guò)使用標(biāo)記物（如熒光染料）和掃描儀器檢測(cè)雜交信號(hào)的強(qiáng)度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)目標(biāo)分子（如基因表達(dá)、基因分型、SNP檢測(cè)）的并行、快速檢測(cè)。其優(yōu)勢(shì)在于高通量（可同時(shí)檢測(cè)成千上萬(wàn)個(gè)目標(biāo)）、快速、自動(dòng)化程度高，廣泛應(yīng)用于基因表達(dá)譜分析、疾病診斷（如病原體檢測(cè)、腫瘤分型）、藥物篩選等領(lǐng)域。解析思路：首先描述基因芯片的基本構(gòu)成（固相支持物、探針陣列）。然后解釋其工作原理（樣本雜交、信號(hào)檢測(cè)）。最后總結(jié)其核心優(yōu)勢(shì)（高通量、快速、自動(dòng)化）并列舉其主要應(yīng)用領(lǐng)域。4.答案：基因測(cè)序技術(shù)能夠測(cè)定DNA或RNA序列，因此在遺傳病診斷中具有重要價(jià)值。首先，對(duì)于已知致病基因的遺傳病，可以直接測(cè)序檢測(cè)患者基因序列中的突變位點(diǎn)（如錯(cuò)義突變、無(wú)義突變、移碼突變、插入/缺失等），實(shí)現(xiàn)精確診斷和遺傳風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。其次，對(duì)于表型明確但基因未知的遺傳病，可以通過(guò)全基因組測(cè)序（WGS）或全外顯子組測(cè)序（WES）等技術(shù)，對(duì)編碼蛋白的區(qū)域進(jìn)行深度測(cè)序，從而發(fā)現(xiàn)新的致病基因或突變，為疾病診斷提供依據(jù)。此外，基因測(cè)序還可以用于產(chǎn)前診斷、基因攜帶者篩查等?？傊?，基因測(cè)序技術(shù)為遺傳病的確診、病因探究、遺傳咨詢和個(gè)體化治療提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。解析思路：從直接診斷（已知基因）和發(fā)現(xiàn)新基因（未知基因，WGS/WES）兩個(gè)層面闡述基因測(cè)序在遺傳病診斷中的應(yīng)用。結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景（產(chǎn)前診斷、攜帶者篩查）。強(qiáng)調(diào)其對(duì)確診、病因、咨詢、治療的價(jià)值。四、論述題1.答案：實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qPCR）技術(shù)是在PCR反應(yīng)體系中加入熒光染料（如SYBRGreenI）或熒光探針（如TaqMan探針），通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)PCR過(guò)程中熒光信號(hào)的積累來(lái)定量起始模板核酸濃度的技術(shù)。其基本原理是熒光信號(hào)與PCR產(chǎn)物數(shù)量在log線性擴(kuò)增區(qū)間內(nèi)呈正相關(guān)。關(guān)鍵參數(shù)包括Ct值（CycleThreshold，熒光信號(hào)達(dá)到設(shè)定閾值所需的循環(huán)數(shù)）、擴(kuò)增效率（Efficiency，理想為100%或2^n循環(huán)數(shù)倍增）、熔解曲線分析等。qPCR在病原體檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)在于：①高靈敏度和高特異性，能檢測(cè)到極微量的病原體核酸；②實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可動(dòng)態(tài)觀察PCR進(jìn)程，避免污染；③精確定量，可測(cè)定病原體載量；④快速，相對(duì)傳統(tǒng)培養(yǎng)法耗時(shí)短；⑤通量較高，可設(shè)計(jì)multiplexqPCR檢測(cè)多種病原體。這些優(yōu)勢(shì)使其成為臨床病原體快速診斷和感染性疾病監(jiān)測(cè)的重要工具。解析思路：首先解釋qPCR的基本原理（熒光監(jiān)測(cè)與產(chǎn)物數(shù)量關(guān)系）。然后列出關(guān)鍵參數(shù)（Ct值、擴(kuò)增效率、熔解曲線）。接著重點(diǎn)論述其在病原體檢測(cè)中的優(yōu)勢(shì)（靈敏度、特異性、實(shí)時(shí)性、定量、快速、通量），并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明其應(yīng)用價(jià)值。2.答案：基因測(cè)序技術(shù)，特別是二代測(cè)序（NGS），正在深刻改變腫瘤精準(zhǔn)診斷與治療模式。在診斷方面，NGS可對(duì)腫瘤樣本進(jìn)行全基因組（WGS）、全外顯子組（WES）或靶向測(cè)序，全面檢測(cè)腫瘤相關(guān)的基因突變，包括驅(qū)動(dòng)基因突變（如EGFR、ALK、BRCA等）、腫瘤抑制基因突變、基因組結(jié)構(gòu)變異（如拷貝數(shù)變異CNV、融合基因）和腫瘤相關(guān)突變負(fù)荷（TMB）。這些信息有助于腫瘤的精準(zhǔn)分型、預(yù)后評(píng)估和轉(zhuǎn)移風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)。在治療方面，NGS指導(dǎo)的分子分型是選擇靶向藥物（TargetedTherapy）和免疫治療（Immunotherapy，如PD-1/PD-L1表達(dá)和MSI-H狀態(tài)評(píng)估）的基礎(chǔ)。例如，檢測(cè)到特定驅(qū)動(dòng)基因突變可直接選用相應(yīng)的靶向藥；評(píng)估TMB高低有助于篩選適合免疫治療的患者。此外，NGS還可用于動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)治療反應(yīng)（如ctDNA測(cè)序）和耐藥機(jī)制分析。因此，基因測(cè)序技術(shù)為腫瘤的早期診斷、精準(zhǔn)