2025年(生物医学工程)基因检测试题及答案

2025年(生物医学工程)基因检测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下关于基因检测的定义，最准确的是：A.检测DNA序列长度的技术B.通过分子生物学手段分析个体基因信息的过程C.仅用于遗传病诊断的实验室检测D.针对RNA表达量的定量分析答案：B解析：基因检测是通过分子生物学技术（如PCR、测序等）分析DNA/RNA的序列、结构或表达水平，获取个体基因信息的过程，涵盖遗传病、肿瘤、病原体等多领域。2.实时荧光定量PCR（qPCR）中，Ct值的定义是：A.荧光信号达到设定阈值时的循环数B.反应体系达到最大荧光值的时间C.引物退火所需的温度循环次数D.扩增产物浓度达到初始模板1000倍的循环数答案：A解析：Ct（CycleThreshold）值指荧光信号强度首次超过设定阈值时的循环次数，与初始模板量呈负相关。3.以下哪种技术属于第一代测序技术？A.边合成边测序（Illumina）B.焦磷酸测序（454）C.Sanger双脱氧链终止法D.纳米孔测序（OxfordNanopore）答案：C解析：Sanger测序是第一代测序技术，基于双脱氧核苷酸终止链延伸；Illumina、454属第二代（NGS），纳米孔属第三代。4.基因芯片（微阵列）检测的核心原理是：A.核酸分子杂交B.聚合酶链式反应C.限制性内切酶酶切D.荧光原位杂交（FISH）答案：A解析：基因芯片通过固定在载体上的探针与样本核酸（标记荧光）杂交，通过信号强度分析靶序列丰度。5.进行无创产前基因检测（NIPT）时，主要检测的胎儿游离DNA（cffDNA）来源于：A.母体白细胞B.胎盘滋养层细胞C.胎儿红细胞D.羊水脱落细胞答案：B解析：cffDNA主要由胎盘滋养层细胞凋亡释放，占母体血浆游离DNA的5%20%。6.肿瘤基因检测中，TMB（肿瘤突变负荷）的定义是：A.单位基因组长度内的体细胞突变数B.肿瘤组织中癌基因的拷贝数变异C.肿瘤细胞与正常细胞的基因表达差异倍数D.肿瘤相关融合基因的检出率答案：A解析：TMB指每兆碱基（Mb）中体细胞非同义突变的数量，是免疫治疗疗效预测的重要指标。7.以下质量控制指标中，用于评估测序数据准确性的是：A.测序深度（Depth）B.覆盖度（Coverage）C.Q30值D.比对率（MappingRate）答案：C解析：Q30表示测序碱基错误率≤0.1%的比例，是评估数据质量的核心指标；深度和覆盖度反映测序量，比对率反映数据与参考基因组的匹配程度。8.进行单基因遗传病检测时，若目标基因为X染色体隐性遗传，男性患者的致病突变特点是：A.杂合突变（一个等位基因）B.纯合突变（两个等位基因）C.半合子突变（仅一个X染色体）D.三拷贝重复答案：C解析：男性仅有一条X染色体（另一条为Y），因此X连锁隐性遗传病中，男性患者表现为半合子突变（单个X染色体携带致病突变）。9.以下哪种突变类型无法通过常规外显子测序（WES）检测？A.单核苷酸变异（SNV）B.小片段插入缺失（Indel）C.拷贝数变异（CNV，>50bp）D.线粒体DNA点突变答案：C解析：WES主要捕获外显子区域（约12%基因组），对大片段CNV（>100kb）或染色体结构变异的检测能力有限，需结合芯片（如aCGH）或全基因组测序（WGS）。10.基因检测实验室中，防止PCR污染的关键措施是：A.使用同一区域进行样本处理和扩增B.所有试剂共用移液器C.设置独立的样本制备区、扩增区和产物分析区D.仅在阳性对照中加入模板DNA答案：C解析：PCR实验室需严格分区（样本处理区、扩增区、产物分析区），避免气溶胶污染；不同区域使用专用移液器和试剂。二、多项选择题（每题3分，共15分；漏选得1分，错选不得分）1.第二代测序技术（NGS）的共同特点包括：A.高通量（百万级以上读长）B.单分子测序无需扩增C.短读长（50300bp）D.基于边合成边测序或边连接边测序原理答案：ACD解析：NGS通过桥式扩增（Illumina）或乳液PCR（454）实现信号放大，需扩增；单分子测序（如PacBio）属第三代技术。2.以下属于基因检测伦理问题的有：A.检测结果的隐私保护B.无症状携带者的心理影响C.胚胎植入前遗传学检测（PGT）的性别选择D.检测报告的临床解读准确性答案：ABC解析：伦理问题主要涉及隐私、知情同意、非医疗目的应用（如性别选择）；检测准确性属技术问题。3.常用于检测基因拷贝数变异（CNV）的技术包括：A.荧光原位杂交（FISH）B.定量PCR（qPCR）C.阵列比较基因组杂交（aCGH）D.Sanger测序答案：ABC解析：Sanger测序主要检测点突变和小片段Indel，无法直接检测CNV；FISH通过荧光探针信号强度、qPCR通过Ct值差异、aCGH通过探针信号比值分析CNV。4.肿瘤循环肿瘤DNA（ctDNA）检测的优势包括：A.可动态监测肿瘤进展B.避免组织活检的创伤性C.能检测到所有肿瘤突变（灵敏度100%）D.可用于治疗耐药机制分析答案：ABD解析：ctDNA检测灵敏度受肿瘤负荷影响（早期肿瘤可能漏检），无法达到100%。5.基因检测报告的核心内容应包括：A.检测方法及局限性B.受检者临床信息（如年龄、症状）C.变异解读（致病性分级）D.实验室资质及检测人员签名答案：ABCD解析：完整报告需涵盖方法学、临床背景、变异分析（如ACMG分级）、实验室信息等，确保结果可追溯。三、填空题（每空1分，共15分）1.聚合酶链式反应（PCR）的三个基本步骤是：______、______、______。答案：变性（双链解旋）、退火（引物结合）、延伸（合成新链）2.国际通用的变异致病性分级标准是______，分为______、______、______、______、______五级。答案：ACMG（美国医学遗传学与基因组学学会）指南；良性、可能良性、意义未明、可能pathogenic（致病）、pathogenic（致病）3.无创产前基因检测（NIPT）主要用于筛查胎儿______、______、______三种染色体非整倍体（填染色体编号）。答案：21三体（唐氏综合征）、18三体（爱德华兹综合征）、13三体（帕陶综合征）4.第三代测序技术（如PacBio、OxfordNanopore）的主要优势是______，典型读长可达______kb以上。答案：长读长；10（或具体数值如10100）5.基因检测中，内参基因（如GAPDH、βactin）的作用是______，用于校正______。答案：标准化样本上样量；实验误差（或不同样本间的核酸提取效率差异）四、简答题（共30分）（一）封闭型简答题（每题5分，共15分）1.简述Sanger测序的基本原理及主要应用场景。答案：Sanger测序基于双脱氧核苷酸（ddNTP）终止链延伸。反应体系含dNTP、ddNTP（荧光标记）、引物、DNA聚合酶，扩增时随机插入ddNTP导致链终止，生成不同长度的片段。通过毛细管电泳分离片段，根据末端ddNTP的荧光信号读取序列。主要应用：小片段基因测序（如单基因遗传病突变检测）、克隆验证、NGS结果验证。2.实时荧光定量PCR（qPCR）中，SYBRGreen法与TaqMan探针法的主要区别是什么？答案：SYBRGreen是荧光染料，能嵌入所有双链DNA，特异性依赖引物设计（可能结合非特异性产物导致假阳性）；TaqMan探针是特异性寡核苷酸（标记报告荧光基团和淬灭基团），仅当探针与靶序列杂交后，Taq酶的5’3’外切酶活性切割探针，报告基团脱离淬灭基团发出荧光，特异性更高（需针对目标序列设计探针）。3.简述基因检测中“假阴性”结果的可能原因。答案：①样本质量差（如DNA降解、浓度过低）；②检测区域未覆盖致病突变（如外显子测序遗漏内含子突变）；③突变类型超出技术检测范围（如大CNV未用aCGH）；④嵌合体（突变细胞比例低于检测灵敏度）；⑤操作误差（如PCR体系配置错误）。（二）开放型简答题（每题7.5分，共15分）1.结合临床需求，说明肿瘤多基因panel检测相比全外显子测序（WES）的优势与局限性。答案：优势：①检测范围聚焦（仅覆盖已知肿瘤相关基因），数据量小，测序深度更高（提高低频突变检测灵敏度）；②成本低（panel基因数通常50500个，WES覆盖约2万个基因）；③分析周期短（数据量少，生信分析更快）；④报告解读更针对性（聚焦临床可用药靶点）。局限性：①可能遗漏panel外的新型驱动基因；②无法检测非编码区调控元件突变；③panel设计依赖已知知识（需定期更新，否则可能落后于研究进展）。2.从技术和伦理角度，分析胚胎植入前遗传学检测（PGT）的应用边界。答案：技术角度：PGT需从胚胎中活检12个细胞（卵裂球或滋养层细胞），存在嵌合体风险（细胞间遗传异质性可能导致误判）；检测技术需高灵敏度（少量DNA的扩增误差）。伦理角度：①仅应针对严重单基因遗传病或染色体异常（避免用于非医疗目的，如性别选择、外貌相关基因筛选）；②需充分知情同意（告知检测局限性及嵌合体风险）；③避免“设计婴儿”争议（需遵循《人类辅助生殖技术规范》等法规）。五、应用题（共20分）（一）分析题（8分）某实验室对一名疑似遗传性耳聋患者进行GJB2基因检测，Sanger测序结果显示：c.235delC（杂合突变）。已知GJB2基因是常染色体隐性遗传，该突变的致病性为“pathogenic”。问题：1.该患者的父母可能的基因型组合是什么？2.若患者父母计划再生育，下一胎患病的概率是多少？答案：1.患者基因型为c.235delC杂合（假设为Aa），但常染色体隐性遗传病需纯合（aa）或复合杂合（两个不同致病突变）才会发病。因此可能存在两种情况：①患者为复合杂合（另一个突变未被检测到，如漏检）；②检测误差（实际为纯合突变）。若假设检测准确且患者确实为杂合，则可能不符合常染色体隐性遗传模式（需重新验证突变致病性或考虑其他基因）。（注：若严格按题干条件，可能存在矛盾，需指出检测结果与遗传模式的不符）2.若患者为纯合突变（aa），则父母均为杂合携带者（Aa×Aa），下一胎患病概率25%（aa），携带者概率50%（Aa），正常25%（AA）。（二）设计题（12分）请设计一套针对BRCA1/2基因的遗传性乳腺癌检测流程，需包含样本要求、检测技术选择、质量控制要点及报告核心内容。答案：1.样本要求：类型：外周血（EDTA抗凝），优先选择；若无法采血，可用口腔拭子（需注明可能影响DNA质量）。量：510mL全血（提取DNA≥5μg，浓度≥50ng/μL，OD260/280=1.82.0）。运输：28℃保存，48小时内送达；避免反复冻融。2.检测技术选择：主技术：全外显子测序（WES）或BRCA1/2基因panel测序（覆盖所有外显子及部分内含子剪接区域），结合Sanger测序验证变异。辅助技术：若需检测大拷贝数变异（如外显子缺失/重复），需补充多重连接探针扩增技术（MLPA）。3.质量控制要点：样本：检测前进行DNA浓度、纯度、完整性（琼脂糖凝胶电泳）检测，排除降解样本。测序：测序深度≥100×（目标区域），覆盖度≥99%；Q30≥85%。变异验证：所有检出变异需通过Sanger测序验证（正向+反向）。对照：设置阴性对照（无模板）、阳性对照（已知突变样本），确保无污染及体系有效性。4.报告核心内容：基本信息：受检者姓名、年龄、临床表型（如乳腺癌发病年龄、家族史）。检测方法：说明使用的测序平台（如IlluminaNovaSeq）、覆盖区