2025年大学《生物信息学》专业题库- 生物信息学对系统生物学的贡献

2025年大学《生物信息学》专业题库——生物信息学对系统生物学的贡献考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填入括号内）1.系统生物学研究强调从整体层面理解生命系统，其核心特征不包括（）。A.动态性B.网络关联性C.还原论D.数据密集性2.生物信息学领域中，用于存储和管理生物序列信息的权威数据库主要是（）。A.PubMedB.GO(GeneOntology)C.NCBI(NationalCenterforBiotechnologyInformation)D.KEG(KyotoEncyclopediaofGenesandGenomes)3.从高通量测序数据中鉴定基因、进行序列比对和变异检测等基础工作，主要依赖于生物信息学中的（）。A.系统仿真B.数据库管理C.序列分析D.网络可视化4.构建基因调控网络通常需要整合哪些类型的数据？（）A.基因表达谱和蛋白质相互作用数据B.基因组和蛋白质组数据C.代谢组和临床表型数据D.公共数据库文献信息5.蛋白质相互作用网络分析中，“度”（Degree）值通常指的是（）。A.蛋白质的分子量B.蛋白质在网络中的连接数C.蛋白质的稳定性D.蛋白质参与的通路数量6.生物信息学在系统生物学中的主要作用之一是（）。A.直接进行实验操作B.解释高通量实验产生的海量数据C.设计合成生物学装置D.完全替代生物学实验7.对基因表达时间序列数据进行分析，以揭示基因调控模式和细胞响应过程，属于生物信息学在系统生物学中的（）应用。A.蛋白质组学数据分析B.系统模型构建C.基因网络整合分析D.代谢通路分析8.下列哪项技术/方法通常不直接用于生物信息学领域的“数据整合”过程？（）A.数据库交叉引用B.文本挖掘C.聚类分析D.数据标准化9.系统生物学研究旨在理解复杂的生物系统，生物信息学通过（）等方式支持这一目标。A.提取、处理和可视化数据B.设计实验方案C.进行动物模型实验D.解读实验现象10.利用生物信息学工具分析微生物群落结构及其功能潜力，是其在（）领域贡献的体现。A.基因组学B.蛋白质组学C.系统发育学D.生态与环境系统生物学二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填入横线上）1.生物信息学是________学、信息科学和生物学的交叉学科，其核心目标是利用计算机工具分析和解释生物数据。2.系统生物学研究强调“__________”的观点，关注组分之间的相互作用和整体行为。3.读取和存储生物大分子序列信息的通用标准格式是FASTA和__________。4.基于基因表达谱数据构建基因功能网络，常用的方法包括共表达分析、__________和蛋白质相互作用整合。5.在系统生物学研究中，生物信息学方法可用于识别网络中的“__________”，这些节点往往在调控网络中扮演关键角色。6.从系统生物学的角度看，生物通路（如代谢通路、信号转导通路）可以被视为生物系统中功能相关的基因或蛋白质组成的__________。7.“多组学整合分析”是指将来自__________、转录组、蛋白质组等多个不同层次的数据进行联合分析，以获得对生物系统更全面的理解。8.生物信息学的发展极大地推动了系统生物学从数据驱动向__________驱动的转变。9.KEG数据库提供的KEGGPATHWAY数据库是研究__________的重要资源。10.利用生物信息学方法预测蛋白质的三维结构，对于理解其功能至关重要，相关的数据库和服务器包括__________。三、名词解释（每题3分，共12分。请给出简洁、准确的定义）1.基因组学(Genomics)2.系统生物学(SystemsBiology)3.生物网络(BiologicalNetwork)4.多组学整合(Multi-omicsIntegration)四、简答题（每题5分，共10分。请简要回答下列问题）1.简述生物信息学在处理和分析高通量生物实验数据（如RNA-Seq数据）中发挥的关键作用。2.为什么说生物信息学是系统生物学得以实现的重要技术基础？五、论述题（12分。请结合具体实例，阐述生物信息学如何在一个典型的系统生物学研究项目中发挥作用，例如研究某种疾病的分子机制。）试卷答案一、选择题1.C2.C3.C4.A5.B6.B7.C8.C9.A10.D二、填空题1.计算机2.整体3.GenBank4.交互信息网络(或IIN,orProtein-ProteinInteractionNetwork)5.节点(或Hub)6.模块(或Module)7.蛋白质组(或Proteomics)8.信息(或知识)9.代谢通路(或MetabolicPathways)10.PDB(或ProteinDataBank)/RSCB(或ResearchCollaboratoryforBioinformatics/RCSBProteinDataBank)三、名词解释1.基因组学：研究生物体整个基因组的结构、功能及其表达的科学，旨在全面了解基因组所包含的遗传信息。2.系统生物学：一种研究范式，旨在通过整合多层次的生物数据，理解生物系统（如细胞、器官、生态系统）的整体行为和动态特性。3.生物网络：指由生物分子（如基因、蛋白质）及其相互作用组成的网络结构，用于表示生物系统内部的连接和调控关系。4.多组学整合：指将来自不同实验技术（如基因组学、转录组学、蛋白质组学、代谢组学）产生的多种类型数据结合起来进行分析，以获得对生物系统更全面、更深入的理解。四、简答题1.简述生物信息学在处理和分析高通量生物实验数据（如RNA-Seq数据）中发挥的关键作用。解析思路：此题考察对RNA-Seq数据处理流程的基本了解。应从原始数据质量评估开始，接着是数据清洗（如去除低质量读段、过滤接头序列），然后是序列比对（将读段映射到参考基因组或转录组），之后是表达量定量（统计每个基因/转录本被转录的读段数量或数量化转录本丰度），最后可能涉及差异表达分析等。每一步都需要相应的生物信息学工具和算法。答案要点应包括：数据质控、清洗、序列比对、表达量计算等关键步骤，并提及常用工具或方法类型。2.为什么说生物信息学是系统生物学得以实现的重要技术基础？解析思路：此题考察对生物信息学在系统生物学中角色的宏观理解。应从系统生物学研究对象的复杂性（海量数据、多组分交互）出发，指出生物信息学提供了处理、分析和解释这些复杂数据所必需的计算机工具、算法和理论框架。强调生物信息学使得整合多组学数据、构建网络模型、进行大规模模拟成为可能，从而支撑了系统生物学整体性、关联性的研究目标。答案要点应包括：处理海量生物数据的能力、整合多组学数据、构建网络模型、进行计算模拟、提供分析算法和平台等。五、论述题结合具体实例，阐述生物信息学如何在一个典型的系统生物学研究项目中发挥作用，例如研究某种疾病的分子机制。解析思路：此题考察综合运用生物信息学知识解决实际生物学问题的能力。应选择一个具体的疾病研究场景（如癌症、神经退行性疾病等），然后详细描述生物信息学在每个研究阶段的应用。可以从数据获取（公共数据库）开始，到数据处理（如RNA-Seq数据定量、质谱数据解析），到数据分析（差异表达分析、基因集富集分析、通路分析），再到网络构建（蛋白质相互作用网络、调控网络），最后到模型构建（如基于基因表达或相互作用的简单模型）和结果解释。需