2025年大学《生物信息学》专业题库- DNA甲基化位点鉴定的生物信息学方法

2025年大学《生物信息学》专业题库——DNA甲基化位点鉴定的生物信息学方法考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题1.以下哪种技术能够直接测定DNA序列中的胞嘧啶甲基化状态？A.ChIP-seqB.BS-seqC.RNA-seqD.ATAC-seq2.DNA亚硫酸氢盐测序（BS-seq）中，用于去除未甲基化的胞嘧啶的化学试剂是？A.BisulfiteB.SodiumhydroxideC.Methylation-sensitiveenzymeD.PCRprimer3.以下哪种甲基化水平表示方法适用于半定量分析？A.Methylatedcytosinepercentage(MCP)B.BisulfiteconversionrateC.ReaddepthD.Methylationscore4.在BS-seq数据分析中，Bismark软件的主要功能是？A.QualitycontrolofsequencingdataB.AlignmentofsequencingreadstothegenomeandidentificationofmethylatedcytosinesC.Identificationofdifferentiallymethylatedregions(DMRs)D.Quantificationofmethylationlevelsingenes5.差异甲基化区域（DMRs）通常定义为？A.RegionswithhighmethylationlevelsB.RegionswithlowmethylationlevelsC.RegionswithsignificantdifferencesinmethylationlevelsbetweentwoormoresamplesD.Regionswithidenticalmethylationlevelsbetweentwoormoresamples6.MethylKit软件主要用于？A.AlignmentofsequencingreadsB.IdentificationofDMRsandmethylationlevelquantificationC.QualitycontrolofsequencingdataD.Visualizationofgenomicfeatures7.以下哪种情况会导致BS-seq数据出现假阳性甲基化位点？A.HighsequencingdepthB.InefficientbisulfiteconversionC.AlignmentofreadstoincorrectgenomiclocationsD.HighGCcontentinthegenome8.甲基化特异性PCR（MSP）技术的原理是基于？A.ThedifferentialsensitivityofPCRprimerstomethylatedandunmethylatedcytosinesB.TheabilityofmethylatedDNAtobindtospecificproteinsC.ThedifferenceinmeltingtemperaturebetweenmethylatedandunmethylatedDNAD.TheenzymaticactivityofDNAmethyltransferases9.WGBS（WholeGenomeBisulfiteSequencing）技术的优点是？A.HighresolutionandcoverageoftheentiregenomeB.Cost-effectiveandrelativelysimpleC.OnlydetectsdifferentiallymethylatedregionsD.RequireslesssequencingdepthcomparedtoBS-seq10.以下哪种工具常用于评估BS-seq数据的质量？A.SamtoolsB.RSeQCC.bedtoolsD.GATK二、填空题1.DNA甲基化是一种常见的表观遗传修饰，它主要通过将甲基基团添加到______的C5位上来实现。2.亚硫酸氢盐测序（BS-seq）的基本原理是利用亚硫酸氢盐将______的胞嘧啶转化为尿嘧啶，而______的胞嘧啶保持不变。3.Bismark软件默认使用的参考基因组文件需要是______格式的。4.差异甲基化分析通常需要比较______或______样品之间的甲基化数据。5.MethylKit软件中的`methylKit`函数可以用于计算每个位点的______。6.在DNA甲基化数据分析流程中，数据预处理步骤通常包括______、______和______。7.常用的DNA甲基化测序技术包括______、______、______和______。8.DNA甲基化可以影响______的转录，并与多种生物学过程相关，如______、______等。9.RSeQC工具中的`BSReads`模块可以用于评估BS-seq数据的______和______。10.甲基化水平通常用______或______来表示。三、简答题1.简述BS-seq技术的原理及其主要步骤。2.比较BS-seq和MSP技术的优缺点及适用场景。3.简述DNA甲基化数据分析流程中的数据预处理步骤，并说明每个步骤的目的。4.解释什么是差分甲基化区域（DMR），并说明DMR的识别方法。5.DNA甲基化如何影响基因表达？请举例说明。四、计算题1.假设你对某个基因进行了BS-seq测序，获得了10000个测序读数。其中，有1500个读数在Bismark软件分析后识别为甲基化位点。请计算该基因的甲基化比例（MCP）。2.你比较了正常组织和肿瘤组织样品的DNA甲基化数据，发现某个DMR区域的甲基化比例在正常组织中为10%，在肿瘤组织中为40%。请计算该DMR区域的甲基化水平差异。五、论述题1.设计一个DNA甲基化数据分析方案，用于研究某个特定基因在两种不同处理条件下的甲基化变化。请说明你将使用哪些测序技术、分析工具和实验方法，并解释选择理由。2.结合你所学知识，讨论DNA甲基化异常与人类疾病的关系，并举例说明如何利用DNA甲基化数据进行疾病诊断或治疗。试卷答案一、选择题1.B2.A3.A4.B5.C6.B7.C8.A9.A10.B二、填空题1.胞嘧啶2.未甲基化的胞嘧啶，甲基化的胞嘧啶3.二进制4.两个，多个5.甲基化水平6.质量控制，去除引物序列，比对和过滤7.BS-seq，MSP，WGBS，TSR8.基因表达，基因沉默，肿瘤发生发展9.精度，均匀性10.甲基化比例，甲基化分数三、简答题1.BS-seq技术的原理是利用亚硫酸氢盐将未甲基化的胞嘧啶转化为尿嘧啶，而甲基化的胞嘧啶保持不变。通过测序，可以区分出未甲基化和甲基化的胞嘧啶，从而确定DNA甲基化位点。主要步骤包括：DNA提取和亚硫酸氢盐处理、文库构建、测序、序列比对、甲基化位点识别、差异甲基化分析等。2.BS-seq技术可以全面分析整个基因组的甲基化状态，但成本较高，且可能存在假阳性。MSP技术成本较低，操作简单，但只能检测已知位点的甲基化状态，分辨率较低。BS-seq适用于全面研究DNA甲基化，MSP适用于验证特定位点的甲基化状态。3.数据预处理步骤包括质量控制、去除引物序列、比对和过滤。质量控制是为了评估测序数据的质量，去除引物序列是为了去除测序过程中产生的非特异性序列，比对和过滤是为了将测序读数比对到参考基因组，并去除低质量读数。4.差分甲基化区域（DMR）是指在不同样品中甲基化水平存在显著差异的区域。DMR的识别方法通常是通过比较两个或多个样品的甲基化数据，找出甲基化水平存在显著差异的位点，然后将这些位点聚集成区域。5.DNA甲基化可以影响基因表达，甲基化通常与基因沉默相关，而去甲基化则与基因激活相关。例如，启动子区域的甲基化可以抑制基因转录，而基因体区域的甲基化则可能与基因表达调控无关。四、计算题1.MCP=(甲基化读数/总读数)*100%=(1500/10000)*100%=15%2.甲基化水平差异=肿瘤组织甲基化比例-正常组织甲基化比例=40%-10%=30%五、论述题1.设计一个DNA甲基化数据分析方案，用于研究某个特定基因在两种不同处理条件下的甲基化变化。可以采用BS-seq技术进行测序，使用Bismark软件进行序列比对和甲基化位点识别，使用RSeQC软件进行质量控制，使用MethylKit软件进行甲基化水平定量和差异甲基化分析。选择BS-seq技术是因为它可以全面分析整个基因组的甲基化状态，选择Bismark软件是因为它是常用的BS-