2025年大学《整合科学》专业题库—— 生物信息学在微生物多样性研究中的应用.docxVIP

2025年大学《整合科学》专业题库——生物信息学在微生物多样性研究中的应用

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、选择题（每题2分，共20分）

1.在微生物多样性研究中，下列哪一项是生物信息学方法最主要的优势？

A.能够直接获得微生物的物理形态

B.可以处理和分析来自高通量测序的海量数据

C.无需进行实验室培养即可研究所有微生物

D.能直接测定微生物的生理活性

2.对于高通量测序获得的原始序列数据（如FASTQ文件），首先需要进行的关键步骤是？

A.构建系统发育树

B.物种鉴定和分类

C.数据质量控制（过滤低质量序列等）

D.多样性指数的计算

3.在微生物群落研究中，用于衡量群落内部物种丰富度和均匀度的指标是？

A.Alpha多样性

B.Beta多样性

C.Jaccard指数

D.系统发育距离

4.下列哪种生物信息学工具或数据库主要用于对宏基因组数据中的基因或功能进行注释？

A.NCBIGenBank

B.QIIME

C.BLAST

D.PICRUSt

5.UPGMA和DBSCAN是两种常用的群落聚类算法，它们的主要区别在于？

A.UPGMA适用于构建系统发育树，DBSCAN适用于物种鉴定

B.UPGMA基于距离矩阵，DBSCAN基于密度聚类

C.UPGMA需要预先指定聚类数目，DBSCAN不需要

D.UPGMA适用于少量数据，DBSCAN适用于大量数据

6.RNA测序（RNA-Seq）数据在微生物多样性研究中，主要用于？

A.精确统计群落中每个物种的绝对丰度

B.分析群落中微生物的转录水平变化

C.直接构建物种的系统发育关系

D.测定微生物的遗传多样性

7.当比较两个不同环境（如土壤A和土壤B）的微生物群落组成差异时，除了计算Alpha多样性，通常还会使用？

A.香农指数

B.系统发育树

C.Beta多样性分析（如PCoA图）

D.物种丰度直方图

8.在生物信息学语境下，“操作分类单元”（OTU）通常是指？

A.一个已知的物种

B.一个具有高度序列相似性的序列聚类

C.一个具有特定生态功能的基因簇

D.一个单独的、可培养的微生物菌株

9.下列哪项技术属于单细胞水平上的微生物基因组测序？

A.16SrRNA基因测序

B.全基因组宏测序（WGS）

C.单细胞RNA测序（scRNA-Seq）

D.精确测序

10.如果研究发现某个特定环境中的微生物群落多样性与其环境因子（如污染物浓度）之间存在显著相关性，这体现了？

A.生物信息学在揭示环境-生物相互作用中的作用

B.微生物适应环境的普遍性

C.多样性分析的统计显著性

D.宏基因组数据的复杂性

二、填空题（每空1分，共15分）

1.微生物的遗传多样性可以通过分析基因片段（如__________基因）或直接分析整个基因组（如__________）来评估。

2.BLAST算法的基本原理是__________，它在生物信息学中广泛用于序列相似性有哪些信誉好的足球投注网站。

3.系统发育树是表示生物之间__________关系的一种树状图，常用的构建方法有邻接法、贝叶斯法和__________。

4.宏基因组学研究的对象是环境中所有微生物的总DNA，它允许我们在__________的条件下研究微生物群落的功能潜力。

5.在计算Alpha多样性指数时，常用的指标包括香农指数（H）、辛普森指数（Simpson）和__________等。

6.对于生物信息学分析结果的可视化，常用的图表类型包括箱线图、热图和__________等。

7.评估生物信息学分析结果可靠性时，需要考虑的因素包括样本量、测序深度、__________的准确性以及分析方法的适用性等。

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述使用16SrRNA基因测序研究微生物多样性的基本流程。

2.比较系统发育树和聚类图在展示微生物群落结构方面的主要异同点。

3.解释什么是宏基因组学，并列举它在微生物研究中的至少三个潜在应用方向。

4.提出三个生物信息学在微生物多样性研究中面临的挑战，并简要说明应对策略。

四、论述题（每题10分，共20分）

1.结合一个具体的生态学或环境科学问题（例如，土壤污染对微生物群落的影响，或气候变