2025年大學《生物技術》專業(yè)題庫——質譜技術在生物分析中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.在質譜中，用于將離子按照質荷比（m/z）分離的主要物理過程是？A.離子的生成B.離子的電離C.離子在電場或磁場中的偏轉D.離子檢測2.下列哪種電離方式通常適用于分析極性、熱不穩(wěn)定的小分子，如代謝物？A.MALDIB.ESIC.ICPD.GC-MS中的EI3.質譜圖中的基峰（BasePeak）通常代表？A.最重的離子B.最多的離子C.最穩(wěn)定的離子D.質譜儀的本底噪聲4.蛋白質組學研究中，用于鑒定蛋白質分子量大小和結構信息的常用質譜技術是？A.MALDI-TOFMSB.ESI-Q-TOFMSC.OrbitrapMSD.LC-MS/MS5.在進行蛋白質質譜分析時，樣品前處理中“酶解”的主要目的是？A.去除樣品中的鹽分B.將蛋白質分解成較小的肽段，便于分析C.對蛋白質進行染色D.使蛋白質變性6.代謝組學研究的目的是什么？A.鑒定生物體內(nèi)的蛋白質種類和數(shù)量B.定量分析生物體內(nèi)所有小分子代謝物的種類和豐度C.研究基因的表達調(diào)控機制D.鑒定微生物的種類7.下面哪種技術通常不與質譜聯(lián)用進行生物樣品分析？A.液相色譜（LC）B.氣相色譜（GC）C.離子交換色譜（IEX）D.毛細管電泳（CE）8.質譜儀的靈敏度通常用哪種指標來衡量？A.分辨率B.精度C.檢測限（LOD）或定量限（LOQ）D.掃描速度9.同位素標記技術（如13C標記）在代謝組學研究中主要用來？A.提高質譜儀的靈敏度B.區(qū)分結構相似的非標記分子C.降低樣品前處理復雜度D.鑒定蛋白質的翻譯后修飾10.質譜技術在食品安全檢測中可以用于哪些分析？（多選，請將選項字母填寫在括號內(nèi)）A.農(nóng)藥殘留檢測B.食品添加劑分析C.獸藥殘留篩查D.食品過敏原鑒定E.外源污染物檢測二、填空題（每空1分，共15分）1.質譜的英文全稱是________。2.根據(jù)分離原理，質譜儀可分為________質譜儀、________質譜儀和________質譜儀。3.MALDI通常使用的矩陣物質有________、________等。4.ESI有________、________兩種基本形式。5.蛋白質質譜中，________是指酶解后的肽段經(jīng)過液相色譜分離，依次進入質譜儀進行質譜掃描得到的一組質譜圖。6.代謝組學根據(jù)分析對象的不同，可分為________代謝組學、________代謝組學和________代謝組學。7.質譜數(shù)據(jù)的定量分析方法主要包括________定量、________定量和________定量。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.分子量2.質荷比（m/z）3.蛋白質組學4.數(shù)據(jù)依賴采集（DDA）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述MALDI-TOFMS和ESI-Q-TOFMS在質譜分析中的主要區(qū)別。2.簡述生物樣品進行質譜分析前通常需要進行哪些預處理步驟，并說明每一步的目的。3.簡述質譜技術在藥物代謝研究中的應用過程。4.簡述蛋白質質譜圖中，如何通過肽質量指紋圖譜（PMF）來鑒定蛋白質。五、論述題（每題7分，共14分）1.論述質譜技術在蛋白質組學研究中的優(yōu)勢、局限性以及克服這些局限性的方法。2.論述代謝組學分析在系統(tǒng)生物學研究中的意義，并舉例說明其在疾病診斷或藥物研發(fā)中的應用潛力。試卷答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.C2.B3.B4.A5.B6.B7.D8.C9.B10.A,B,C,D,E二、填空題（每空1分，共15分）1.MassSpectrometry2.時間飛行（Time-of-Flight），四極桿（Quadrupole），離子阱（IonTrap）3.吡啶，三氟乙酸4.帶正電（PositiveESI），帶負電（NegativeESI）5.質譜聯(lián)用（TandemMassSpectrometry/MS/MS）6.細胞，組織，代謝物7.鑒定（LigandIdentification）定量（Quantification），相對定量（RelativeQuantification）三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.分子量：一個分子中所有原子的相對原子質量的總和。2.質荷比（m/z）：離子質量與所帶電荷量的比值，是質譜中分離和檢測離子的基本參數(shù)。3.蛋白質組學：研究生物體內(nèi)所有蛋白質種類、數(shù)量、結構、功能及其動態(tài)變化規(guī)律的科學領域。4.數(shù)據(jù)依賴采集（DDA）：一種質譜數(shù)據(jù)采集模式，系統(tǒng)根據(jù)前一次掃描得到的信號強度自動選擇下一個進行分析的肽段或離子。四、簡答題（每題5分，共20分）1.MALDI-TOFMS通常通過激光解吸電離，適用于分析分子量較大的分子（如蛋白質），提供較高的分子量精確度，但離子類型單一（通常是單電荷離子），且為非選擇性離子源。ESI-Q-TOFMS通過電噴霧電離，可產(chǎn)生多電荷離子，提高了低分子量物質的靈敏度，并具有較好的選擇性和質量精確度，可以通過Q-TOF部分進行高精度質量分析。2.生物樣品質譜分析前處理通常包括：樣品提?。ㄈコs質，使目標物溶解）、純化（去除干擾物，提高信號質量）、濃縮（增加目標物濃度）和酶解（將蛋白質分解為肽段，便于液相色譜分離和質譜分析）。目的分別是提高分析效率、保證數(shù)據(jù)質量和適應質譜儀的進樣要求。3.質譜技術在藥物代謝研究中的應用：首先通過LC-MS/MS或LC-TOFMS等技術對服藥前后生物樣本（如血漿、尿液）進行分離和檢測，鑒定藥物原型及其代謝產(chǎn)物，確定代謝途徑（如氧化、還原、水解），定量分析原型藥和代謝物的濃度變化，評估藥物的吸收、分布、代謝和排泄（ADME）過程。4.通過酶解將目標蛋白質分解成一系列肽段，然后使用液相色譜將肽段分離，每個肽段進入質譜儀后進行質譜掃描，得到該肽段的質譜圖（m/zvsintensity）。將得到的肽段質譜圖與理論蛋白質數(shù)據(jù)庫中的肽段質譜圖進行比對，如果多個肽段的質譜圖都能在數(shù)據(jù)庫中找到對應的匹配，且分子量之和與理論蛋白質分子量相符，則可鑒定該蛋白質。五、論述題（每題7分，共14分）1.優(yōu)勢：可鑒定未知化合物，無需預制備標準品，高通量，可提供分子量、結構信息，靈敏度較高。局限性：儀器昂貴，操作和數(shù)據(jù)分析復雜，數(shù)據(jù)解析（尤其對于復雜混合物）困難，定性定量能力相對有限（相比色譜）?？朔椒ǎ洪_發(fā)自動化樣品前處理和進樣技術，利用數(shù)據(jù)庫搜索和人工智能算法輔助數(shù)據(jù)分析，結合高分辨率質譜和色譜聯(lián)用提高分離和鑒定能力，與其他技術（如核磁）聯(lián)用。2.意義：代謝組學能夠系統(tǒng)研究生物體內(nèi)所有小分子代謝物的整體變化，反映生命活動的整體狀態(tài)和響應環(huán)