2025年大學(xué)《生物信息學(xué)》專業(yè)題庫——生物信息學(xué)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.生物信息學(xué)在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，主要利用生物數(shù)據(jù)的哪一特征來推斷潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素？A.數(shù)據(jù)的隨機(jī)性B.數(shù)據(jù)的復(fù)雜性C.數(shù)據(jù)的唯一性D.數(shù)據(jù)的簡單性2.在疾病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，通過全基因組關(guān)聯(lián)研究（GWAS）發(fā)現(xiàn)某個(gè)基因位點(diǎn)與疾病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，這屬于生物信息學(xué)應(yīng)用的哪個(gè)層面？A.危害識(shí)別B.危害特征描述C.暴露評(píng)估D.風(fēng)險(xiǎn)特征描述3.對(duì)于高通量測序得到的病原體基因組數(shù)據(jù)，以下哪項(xiàng)技術(shù)是進(jìn)行同源性比較和變異檢測的基礎(chǔ)？A.基因表達(dá)譜分析B.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測C.序列比對(duì)（如BLAST）D.系統(tǒng)發(fā)育樹構(gòu)建4.在食品安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，利用生物信息學(xué)分析食品中潛在致病微生物的基因組，主要目的是什么？A.預(yù)測食品的營養(yǎng)成分B.評(píng)估食品的感官品質(zhì)C.確定微生物的種屬、溯源及耐藥性風(fēng)險(xiǎn)D.預(yù)測食品的保質(zhì)期5.以下哪項(xiàng)生物信息學(xué)工具或數(shù)據(jù)庫，最常用于存儲(chǔ)和檢索已知的基因、蛋白質(zhì)序列及其功能注釋信息？A.NCBIGenBankB.CytoscapeC.KEGGD.GATK6.基于機(jī)器學(xué)習(xí)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，其核心優(yōu)勢在于什么？A.無需大量數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練B.能自動(dòng)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)中未知的復(fù)雜模式C.結(jié)果解釋性強(qiáng)，易于理解D.對(duì)計(jì)算資源要求低7.在評(píng)估環(huán)境化學(xué)物對(duì)生物體的潛在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，生物信息學(xué)可以通過分析哪些數(shù)據(jù)來預(yù)測其毒性？A.化學(xué)物結(jié)構(gòu)信息B.暴露生物的基因表達(dá)譜C.兩者皆是D.兩者皆非8.系統(tǒng)生物學(xué)方法在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中的應(yīng)用，主要目的是什么？A.鑒定單個(gè)基因的功能B.揭示風(fēng)險(xiǎn)因子與生物體多層面（基因、蛋白、通路）相互作用的網(wǎng)絡(luò)機(jī)制C.對(duì)單一性狀進(jìn)行精確預(yù)測D.替代傳統(tǒng)的單一指標(biāo)檢測9.下列哪項(xiàng)屬于生物信息學(xué)在傳染病風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中發(fā)揮的重要作用？A.直接進(jìn)行臨床診斷B.基于基因組/蛋白質(zhì)組數(shù)據(jù)追蹤病原體傳播路徑和變異趨勢C.制定具體的治療方案D.精確計(jì)算個(gè)體感染概率10.生物信息學(xué)方法在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估過程中，可能面臨的主要挑戰(zhàn)之一是？A.數(shù)據(jù)獲取成本過高B.分析工具過于簡單C.缺乏足夠的研究人員D.模型結(jié)果缺乏生物學(xué)解釋性二、填空題（每空2分，共20分）1.風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的傳統(tǒng)四個(gè)步驟通常包括：危害識(shí)別、______、______和風(fēng)險(xiǎn)特征描述。2.基因組測序技術(shù)的進(jìn)步，特別是______的發(fā)展，為病原體快速鑒定和變異監(jiān)測提供了強(qiáng)大的生物信息學(xué)分析基礎(chǔ)。3.利用生物信息學(xué)分析基因表達(dá)譜數(shù)據(jù)，可以識(shí)別在特定疾病狀態(tài)下差異表達(dá)的基因，這些基因可能成為潛在的______。4.在利用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估時(shí)，選擇合適的算法和優(yōu)化模型性能是確保______的關(guān)鍵。5.代謝通路分析在毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中，有助于理解外源化學(xué)物在生物體內(nèi)______的分子機(jī)制，從而評(píng)估其潛在危害。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述生物信息學(xué)如何應(yīng)用于病原體（如病毒）的溯源分析，并說明其優(yōu)勢。2.比較基于實(shí)驗(yàn)的傳統(tǒng)毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法與基于生物信息學(xué)的預(yù)測毒理學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法的主要區(qū)別。3.闡述生物信息學(xué)在識(shí)別和量化食品安全風(fēng)險(xiǎn)（例如，食品中生物毒素或病原體污染）方面至少三種具體的應(yīng)用方式。四、論述題（20分）結(jié)合你所學(xué)的生物信息學(xué)知識(shí)和方法，詳細(xì)論述如何利用生物信息學(xué)手段構(gòu)建一個(gè)針對(duì)某種特定環(huán)境污染物（例如，某種常見的持久性有機(jī)污染物POPs）的健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估框架。請(qǐng)說明該框架應(yīng)包含哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)，需要利用哪些類型的生物信息學(xué)數(shù)據(jù)和分析技術(shù)，并討論在該框架構(gòu)建和應(yīng)用中可能遇到的主要挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.C4.C5.A6.B7.C8.B9.B10.D二、填空題1.危害特征描述，暴露評(píng)估2.高通量測序3.生物標(biāo)志物4.模型預(yù)測能力/準(zhǔn)確性5.生物轉(zhuǎn)化/代謝過程三、簡答題1.解析思路：生物信息學(xué)通過序列比對(duì)分析病原體基因組的同源性，構(gòu)建進(jìn)化樹進(jìn)行溯源；通過比較不同地區(qū)/時(shí)間樣本的基因組變異，追蹤傳播路徑；利用基因組/蛋白組數(shù)據(jù)結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）等，結(jié)合流行病學(xué)數(shù)據(jù)，繪制傳播圖譜。優(yōu)勢在于可處理大量數(shù)據(jù)，提供時(shí)空信息，客觀性強(qiáng)，效率高，尤其適用于快速應(yīng)對(duì)突發(fā)疫情。2.解析思路：傳統(tǒng)方法依賴體外實(shí)驗(yàn)（如細(xì)胞毒性、致畸試驗(yàn)）或動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，成本高、周期長、倫理問題、預(yù)測性有限。生物信息學(xué)方法主要基于計(jì)算機(jī)模擬和數(shù)據(jù)分析，利用已知的化學(xué)物-生物分子相互作用信息、結(jié)構(gòu)-活性關(guān)系、基因表達(dá)數(shù)據(jù)等，通過統(tǒng)計(jì)模型、機(jī)器學(xué)習(xí)等預(yù)測化學(xué)物的潛在毒性。優(yōu)勢在于速度快、成本低、可預(yù)測多種化學(xué)物、減少對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的依賴，但預(yù)測的準(zhǔn)確性和可靠性依賴于訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量和模型的好壞。3.解析思路：應(yīng)用方式包括：①利用序列比對(duì)和數(shù)據(jù)庫檢索，快速鑒定食品中的致病微生物（如沙門氏菌、李斯特菌）；②通過基因組分析，進(jìn)行病原體溯源，追蹤污染源頭；③利用生物信息學(xué)工具預(yù)測和檢測食品中生物毒素（如黃曲霉毒素）的生物合成基因或相關(guān)標(biāo)志物；④分析食品成分?jǐn)?shù)據(jù)庫和代謝通路，評(píng)估食品添加劑、農(nóng)藥殘留等的潛在代謝風(fēng)險(xiǎn)；⑤挖掘公眾健康數(shù)據(jù)或文獻(xiàn)，結(jié)合暴露評(píng)估模型，分析特定食品相關(guān)的慢性病風(fēng)險(xiǎn)。四、論述題解析思路：構(gòu)建框架需包含：①數(shù)據(jù)收集與整合：收集目標(biāo)POPs的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)、已知的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（基因表達(dá)譜、蛋白質(zhì)相互作用等）、生物利用度數(shù)據(jù)、人類暴露水平數(shù)據(jù)（環(huán)境監(jiān)測、生物樣本庫）、相關(guān)疾病發(fā)病數(shù)據(jù)等。②危害特征描述：利用化學(xué)結(jié)構(gòu)信息（如QSAR模型）預(yù)測POPs的潛在毒性靶點(diǎn)、機(jī)制；整合毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，評(píng)估其毒性強(qiáng)弱、關(guān)鍵效應(yīng)通路；構(gòu)建POPs與生物大分子（DNA、蛋白質(zhì)）相互作用的理論模型。③暴露評(píng)估：基于環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)、飲食習(xí)慣數(shù)據(jù)、人口分布數(shù)據(jù)等，利用地理信息系統(tǒng)（GIS）和統(tǒng)計(jì)模型，估算不同人群對(duì)POPs的接觸劑量和頻率。④風(fēng)險(xiǎn)特征描述：結(jié)合危害特征和暴露評(píng)估結(jié)果，利用統(tǒng)計(jì)方法或風(fēng)險(xiǎn)模型（如劑量-反應(yīng)關(guān)系模型），計(jì)算人群健康風(fēng)險(xiǎn)（如癌癥風(fēng)險(xiǎn)、非癌癥風(fēng)險(xiǎn)），進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)表征，區(qū)分不同