2026年遗传学实验技能及操作练习题

2026年遗传学实验技能及操作练习题一、选择题（每题2分，共20题）说明：以下题目主要针对我国临床遗传学实验室的常规操作和技术应用。1.在进行人类基因组DNA提取时，通常使用的裂解缓冲液主要成分不包括以下哪一项？A.Tris-HCl（pH8.0）B.SDS（十二烷基硫酸钠）C.蛋白酶KD.无水乙醇2.Sanger测序法中，合成终止子通常使用的是哪种荧光标记的脱氧核苷酸？A.dATPB.dGTPC.dCTPD.dTTP3.在进行Karyotyping（核型分析）时，最常用的细胞培养方法是哪种？A.原代皮肤纤维细胞培养B.外周血淋巴细胞培养C.基因组DNA直接分析D.胚胎干细胞培养4.FISH（荧光原位杂交）技术中，用于检测染色体微小缺失或重复的探针类型是？A.全基因组探针B.单染色体探针C.倒位探针D.片段特异性探针5.PCR（聚合酶链式反应）扩增过程中，以下哪个步骤温度最高？A.变性（95℃）B.退火（55℃）C.延伸（72℃）D.复性（37℃）6.在进行基因芯片杂交实验时，以下哪项操作会导致杂交信号强度降低？A.完全变性目标RNAB.过高杂交温度C.适当洗涤条件D.使用封闭剂封闭非特异性位点7.基因编辑技术CRISPR-Cas9中，gRNA（引导RNA）的作用是？A.激活靶基因表达B.指导Cas9酶识别靶位点C.引入突变D.促进DNA复制8.在进行荧光定量PCR（qPCR）时，以下哪个指标用于评估PCR扩增效率？A.Ct值（循环阈值）B.R²值（相关系数）C.ΔCt值（差异Ct）D.Rn值（荧光信号）9.基因测序中，Illumina测序平台属于哪种测序技术？A.Sanger测序B.第二代测序（NGS）C.第三代测序D.第一代测序10.在进行染色体核型分析时，G显带染色最常用的试剂是？A.酚酞B.氯化钾（KCl）C.盐酸酒精（HCl）D.碱性染料二、填空题（每空1分，共10空）说明：题目内容涉及遗传学实验的基本原理和操作规范。1.在进行基因组DNA提取时，为了去除蛋白质，通常使用______酶进行消化。2.Sanger测序中，链终止剂dideoxynucleotide（ddNTP）的结构特点是______。3.Karyotyping过程中，细胞分裂最常用的时期是______期。4.FISH技术中，荧光信号的放大通常使用______探针增强。5.PCR反应体系中，引物长度一般控制在______个碱基对。6.基因芯片杂交实验中，探针密度通常为______个/cm²。7.CRISPR-Cas9系统中，Cas9酶的切割活性依赖于______的存在。8.qPCR实验中，内参基因的选择应满足______条件。9.Illumina测序平台的读长通常为______bp。10.G显带染色中，染色体着色深浅与______相关。三、简答题（每题5分，共6题）说明：题目涉及遗传学实验的操作细节和原理分析。1.简述基因组DNA提取的基本步骤及其原理。2.解释Sanger测序中，链终止剂ddNTP的作用机制。3.描述Karyotyping过程中，细胞固定和染色的重要性。4.说明FISH技术如何用于检测染色体结构异常。5.分析PCR反应体系中，退火温度对扩增效率的影响。6.阐述CRISPR-Cas9系统中，gRNA设计的基本原则。四、实验设计题（每题10分，共2题）说明：题目要求设计实验方案，需体现遗传学实验的规范性和逻辑性。1.设计一个实验方案，用于检测某个体是否存在染色体平衡易位（如t(14;21)）。实验应包括细胞培养、核型分析、FISH验证等步骤。2.设计一个实验方案，用于通过基因芯片技术检测某肿瘤样本的基因组拷贝数变异（CNV）。实验应包括样本制备、芯片杂交、数据分析等步骤。五、论述题（每题15分，共2题）说明：题目要求系统阐述遗传学实验的原理、应用及局限性。1.论述Sanger测序和Illumina测序技术的优缺点及其在临床遗传学中的应用差异。2.论述CRISPR-Cas9技术在遗传病诊断和治疗的潜在应用及伦理问题。答案与解析一、选择题答案与解析1.D.无水乙醇解析：裂解缓冲液通常包含Tris-HCl（pH调节）、SDS（蛋白裂解）、蛋白酶K（蛋白降解），而无水乙醇主要用于DNA沉淀，不属于裂解缓冲液成分。2.A.dATP解析：Sanger测序中，ddNTP（如ddATP）在3'-端无羟基，导致链终止。荧光标记的ddNTP用于检测合成终止位点。3.B.外周血淋巴细胞培养解析：外周血淋巴细胞培养操作简便、周期短，是核型分析最常用的方法。4.D.片段特异性探针解析：FISH检测微小缺失或重复需使用覆盖目标区域的片段特异性探针。5.A.变性（95℃）解析：变性步骤温度最高（95℃），用于分离双链DNA。6.B.过高杂交温度解析：过高温度会导致探针与靶序列结合不充分，信号减弱。7.B.指导Cas9酶识别靶位点解析：gRNA通过互补配对引导Cas9至目标基因位点。8.A.Ct值（循环阈值）解析：Ct值反映扩增效率，扩增效率越高，Ct值越低。9.B.第二代测序（NGS）解析：Illumina为高通量测序平台，属于NGS技术。10.C.盐酸酒精（HCl）解析：G显带染色通过HCl处理后，染色体短臂呈深染（G带）。二、填空题答案与解析1.蛋白酶K解析：蛋白酶K降解蛋白质，避免DNA污染。2.3'-端无羟基解析：ddNTP缺乏3'-OH，阻止链延伸。3.有丝分裂中解析：有丝分裂中期染色体形态清晰，适合核型分析。4.地高辛或生物素解析：荧光放大探针可增强信号。5.18-22解析：引物长度适中，保证特异性。6.>10⁶解析：高密度探针提高检测灵敏度。7.gRNA解析：gRNA是Cas9切割的必要条件。8.稳定、表达恒定解析：内参基因需在样本中稳定表达。9.50-300解析：Illumina读长通常为50-300bp。10.染色质结构解析：G带深浅与染色质重复序列分布相关。三、简答题答案与解析1.基因组DNA提取步骤及原理-裂解：使用SDS和蛋白酶K裂解细胞，释放DNA。-纯化：通过苯酚-氯仿抽提去除蛋白质，使用乙醇沉淀DNA。-溶解：用TE缓冲液溶解DNA，-20℃保存。原理：SDS破坏细胞膜，蛋白酶K降解蛋白质，乙醇沉淀DNA。2.Sanger测序中ddNTP的作用机制-ddNTP缺乏3'-OH，加入后终止延伸。-每种ddNTP标记不同荧光，通过毛细管电泳分离片段。3.Karyotyping中固定和染色的意义-固定：甲醇-冰醋酸溶液固定细胞，保持形态。-染色：G显带染色使染色体显带，便于识别。4.FISH检测染色体结构异常-使用断裂探针检测缺失/重复。-双色FISH检测易位/嵌合体。5.PCR退火温度对扩增效率的影响-低温易非特异性结合，高温抑制特异性结合。-优化温度（55-65℃）保证特异性。6.CRISPR-gRNA设计原则-靶向序列需满足NGS偏好（C/G富集）。-避免PAM序列邻近发夹结构。四、实验设计题答案与解析1.检测染色体易位t(14;21)的实验方案-细胞培养：外周血淋巴细胞培养，G显带核型分析。-核型分析：固定、制片、显带、镜检。-FISH验证：使用14号和21号染色体探针双色杂交。2.肿瘤样本CNV检测方案-样本制备：RNA提取、反转录。-芯片杂交：使用全基因组CNV芯片。-数据分析：比较样本与正常对照的拷贝数差异。五、论述题答案与解析1.Sangervs.Illumin