生物信息學(xué)教程考試題及答案

一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種數(shù)據(jù)庫主要存儲蛋白質(zhì)序列信息？（）A.GenBankB.Swiss-ProtC.PDBD.GO2.序列比對中，打分矩陣PAM250中“250”代表（）A.進(jìn)化時間B.突變概率C.比對得分D.矩陣維度3.BLAST算法的主要功能是（）A.基因預(yù)測B.序列相似性搜索C.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測D.表達(dá)數(shù)據(jù)分析4.下列哪種算法常用于多序列比對？（）A.Smith-WatermanB.Needleman-WunschC.ClustalWD.BLAST5.真核生物基因結(jié)構(gòu)中，編碼蛋白質(zhì)的區(qū)域是（）A.內(nèi)含子B.外顯子C.啟動子D.增強子6.以下哪個工具可用于蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測？（）A.Phyre2B.PrositeC.SignalPD.PSIPRED7.基因芯片技術(shù)主要用于檢測（）A.基因序列B.基因表達(dá)水平C.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)D.代謝產(chǎn)物8.下列關(guān)于系統(tǒng)發(fā)生樹的說法，錯誤的是（）A.反映物種進(jìn)化關(guān)系B.樹枝長度代表進(jìn)化距離C.根節(jié)點代表共同祖先D.只能用DNA序列構(gòu)建9.蛋白質(zhì)的三級結(jié)構(gòu)是指（）A.氨基酸序列B.局部的空間結(jié)構(gòu)C.整條肽鏈的空間結(jié)構(gòu)D.亞基的空間結(jié)構(gòu)10.以下哪種數(shù)據(jù)庫存儲蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)信息？（）A.KEGGB.PfamC.PDBD.InterPro答案：1.B2.A3.B4.C5.B6.D7.B8.D9.C10.C二、多項選擇題（每題2分，共20分）1.以下屬于生物信息學(xué)數(shù)據(jù)庫的有（）A.GenBankB.NCBIC.EnsemblD.OMIM2.序列比對的主要目的包括（）A.發(fā)現(xiàn)序列間相似性B.尋找保守區(qū)域C.預(yù)測蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)D.推斷物種進(jìn)化關(guān)系3.基因預(yù)測的方法有（）A.基于序列特征B.基于同源性C.基于實驗數(shù)據(jù)D.基于機器學(xué)習(xí)4.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測的層次包括（）A.一級結(jié)構(gòu)預(yù)測B.二級結(jié)構(gòu)預(yù)測C.三級結(jié)構(gòu)預(yù)測D.四級結(jié)構(gòu)預(yù)測5.常用的基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析方法有（）A.聚類分析B.主成分分析C.差異表達(dá)分析D.富集分析6.以下哪些工具可用于序列分析？（）A.BLASTB.ClustalWC.MUSCLED.MEGA7.系統(tǒng)發(fā)生分析的步驟包括（）A.序列選取B.序列比對C.模型選擇D.樹的構(gòu)建與評估8.蛋白質(zhì)功能預(yù)測的方法有（）A.基于序列相似性B.基于結(jié)構(gòu)相似性C.基于功能注釋D.基于基因敲除實驗9.以下關(guān)于miRNA的說法正確的有（）A.長度較短B.參與基因表達(dá)調(diào)控C.具有高度保守性D.直接編碼蛋白質(zhì)10.代謝途徑數(shù)據(jù)庫有（）A.KEGGB.ReactomeC.MetaCycD.UniProt答案：1.ACD2.ABD3.ABCD4.ABCD5.ABCD6.ABCD7.ABCD8.ABC9.ABC10.ABC三、判斷題（每題2分，共20分）1.生物信息學(xué)只研究DNA序列。（）2.PAM矩陣和BLOSUM矩陣都是序列比對的打分矩陣。（）3.基因預(yù)測可以完全準(zhǔn)確地確定基因的位置和結(jié)構(gòu)。（）4.蛋白質(zhì)的二級結(jié)構(gòu)主要由氫鍵維持。（）5.基因芯片上每個探針只能檢測一個基因的表達(dá)。（）6.系統(tǒng)發(fā)生樹的構(gòu)建方法只有一種。（）7.蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測對于理解蛋白質(zhì)功能非常重要。（）8.所有生物的基因都包含內(nèi)含子。（）9.序列比對中，空位罰分越高，比對結(jié)果越傾向于不出現(xiàn)空位。（）10.代謝途徑數(shù)據(jù)庫可以幫助我們了解細(xì)胞內(nèi)的代謝過程。（）答案：1.×2.√3.×4.√5.×6.×7.√8.×9.√10.√四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述生物信息學(xué)的主要研究內(nèi)容。答案：主要研究內(nèi)容包括生物數(shù)據(jù)的獲取、存儲、管理，序列比對、基因預(yù)測、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測、基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析、系統(tǒng)發(fā)生分析等，旨在挖掘生物數(shù)據(jù)中的信息，揭示生命活動規(guī)律。2.簡述BLAST算法的基本原理。答案：BLAST先將查詢序列分成短的片段（字），在數(shù)據(jù)庫中快速搜索匹配的字，然后從這些匹配點向兩側(cè)延伸，通過打分系統(tǒng)評估延伸后的比對，找到高分匹配片段作為相似序列輸出。3.說明蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)預(yù)測的意義。答案：有助于了解蛋白質(zhì)局部空間結(jié)構(gòu)，輔助解析蛋白質(zhì)功能；在藥物設(shè)計中，可針對特定二級結(jié)構(gòu)設(shè)計藥物；對蛋白質(zhì)工程改造有指導(dǎo)作用，利于改造蛋白質(zhì)性能。4.簡述基因表達(dá)數(shù)據(jù)分析的主要流程。答案：首先是樣本采集與RNA提取，接著進(jìn)行芯片雜交或測序獲得數(shù)據(jù)，之后對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括標(biāo)準(zhǔn)化等，再進(jìn)行差異表達(dá)分析、聚類分析等挖掘有意義信息，最后進(jìn)行結(jié)果解讀。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論生物信息學(xué)在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用及面臨的挑戰(zhàn)。答案：應(yīng)用于疾病診斷，通過基因分析輔助精準(zhǔn)診斷；藥物研發(fā)，依據(jù)基因和蛋白信息篩選靶點。挑戰(zhàn)在于數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊，不同技術(shù)平臺數(shù)據(jù)難整合；數(shù)據(jù)隱私和倫理問題，如基因信息泄露。2.結(jié)合實際，談?wù)劧嘈蛄斜葘υ诜肿由飳W(xué)研究中的作用。答案：在分子生物學(xué)研究中，多序列比對可發(fā)現(xiàn)序列保守區(qū)域，推斷其功能重要性；用于構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)生樹，研究物種進(jìn)化關(guān)系；還能輔助基因預(yù)測，通過比對已知基因區(qū)域來推測未知基因結(jié)構(gòu)。3.討論蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)預(yù)測方法的優(yōu)缺點。答案：基于同源建模的方法優(yōu)點是準(zhǔn)確性較高，利用已知結(jié)構(gòu)模板；缺點是依賴模板，無相似模板則無法預(yù)測?；谖锢砟Ｐ偷姆椒軓脑沓霭l(fā)，但計算復(fù)雜，耗時且準(zhǔn)確性有限。基于機器學(xué)習(xí)的方法可處理復(fù)雜數(shù)據(jù)，