2025年大学《海洋科学与技术》专业题库—— 海洋微生物多样性研究方法与技术.docxVIP

2025年大学《海洋科学与技术》专业题库——海洋微生物多样性研究方法与技术

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、名词解释（每题3分，共15分）

1.海洋微生物多样性

2.16SrRNA基因测序

3.宏基因组学

4.单细胞测序

5.环境DNA（eDNA）

二、填空题（每空1分，共10分）

1.海洋微生物多样性的研究层次主要包括______多样性、______多样性和______多样性。

2.传统微生物培养方法的主要局限性在于往往只能获得样品中______的微生物。

3.高通量测序技术通常包括______、______和______三个主要步骤。

4.在16SrRNA基因测序策略中，______扩增子因其高保守性常用于细菌和古菌的物种水平分类，而______扩增子则包含更丰富的变异性信息。

5.宏基因组学研究的核心目标是直接分析环境样品中所有微生物的______和______。

三、简答题（每题5分，共20分）

1.简述传统显微镜观察方法在海洋微生物研究中的应用及其主要优缺点。

2.比较培养法与现代分子生物学方法（如宏基因组学）在研究海洋微生物多样性方面的主要区别。

3.简述高通量测序（NGS）技术在海洋微生物多样性研究中相较于传统分子生物学方法的主要优势。

4.简述进行海洋微生物宏基因组学研究的主要流程。

四、论述题（每题10分，共30分）

1.论述影响海洋微生物群落结构的主要环境因素。

2.结合具体应用场景，论述宏转录组学和宏蛋白质组学在海洋微生物功能研究中的独特价值。

3.设计一个研究特定海洋环境（如深海热泉喷口或珊瑚礁）微生物群落多样性与功能潜力的研究方案，需说明研究目标、主要研究方法、预期结果及意义。

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试卷答案

一、名词解释

1.海洋微生物多样性：指海洋环境中所有微生物（包括细菌、古菌、原生生物、病毒等）在物种、遗传和生态系统水平上的差异和变异程度。

**解析思路：*考察对核心概念“海洋微生物多样性”的掌握。答案需包含“海洋环境”、“微生物”（种类可列举）、“多样性”的三个层次（物种、遗传、生态系统）。

2.16SrRNA基因测序：利用特异性引物扩增环境样品中微生物的16SrRNA基因片段，通过测序分析鉴定和评估群落中不同物种的组成和丰度。

**解析思路：*考察对核心技术“16SrRNA基因测序”原理的理解。答案需包含“目标基因（16SrRNA）”、“扩增（引物）”、“测序”、“鉴定/评估（物种组成和丰度）”等关键环节。

3.宏基因组学：直接对环境样品中所有微生物的总基因组DNA进行测序和分析，以研究群落中微生物的遗传多样性、功能潜力和相互作用。

**解析思路：*考察对“宏基因组学”概念和目标的掌握。答案需突出“总基因组DNA”、“所有微生物”、“遗传多样性”、“功能潜力”等核心特征。

4.单细胞测序：通过分离单个微生物细胞，然后对其基因组或转录组进行独立测序，从而实现对微生物群落中单个细胞水平上的遗传和功能信息的研究。

**解析思路：*考察对“单细胞测序”技术的理解。答案需强调“单个细胞分离”、“独立测序”、“细胞水平信息”这三个关键点。

5.环境DNA（eDNA）：指从环境介质（如海水、沉积物）中直接检测到的、来自生物体（通常是微生物）释放到环境中的游离DNA。

**解析思路：*考察对新兴概念“环境DNA”的定义掌握。答案需明确“来源（生物体释放）”、“存在形式（游离DNA）”、“检测对象（环境介质）”。

二、填空题

1.物种遗传生态系统

**解析思路：*考察对海洋微生物多样性研究层次标准的记忆。这是学科的基本分类。

2.优势

**解析思路：*考察对传统培养法局限性的理解。由于无法满足所有微生物的生长需求，培养法通常只能分离出占优势的、易于培养的微生物。

3.样本制备测序碱基调用（或数据整理分析）

**解析思路：*考察对高通量测序流程的基本了解。标准流程通常包括前处理、上机测序和数据后处理这三个主要阶段。

4.V3-V4V5-V6（或其他类似高变区，答案合理即可）

**解析思路：*考察对16SrRNA基因测序中常用扩增子区域及其特点的记忆。V3-V4区通常保守性适中，变异度高，适用于物种分类；V5-V6区变异度也较高，尤其在某些区域，可用于区分更近缘的种或类群。

5.基因组功能

**解析思路：*考察对宏基因组学研究核心目标的掌握。其目标是全面了解环境中所有微生物的遗传物