生物安全知识试题及答案

生物安全知识试题及答案1.单项选择题（每题2分，共20分）1.1在BSL-3实验室中，下列哪项操作必须在Ⅲ级生物安全柜内完成？A.稀释高浓度SARS-CoV-2病毒悬液B.对含布鲁氏菌的冻存管进行外表面消毒C.将灭活后的埃博拉病毒样本转移至普通试管D.用显微镜观察已固定的高致病性禽流感病毒涂片答案：A解析：Ⅲ级生物安全柜为气密型，适用于操作大量高致病性、可通过气溶胶传播的病原体。SARS-CoV-2在滴度≥10^6TCID50/mL时产生气溶胶风险高，必须在Ⅲ级柜内操作；B、C、D三项均已通过灭活或不存在活病毒，风险等级已降低。1.2某实验室拟采用β-丙内酯（BPL）灭活流感病毒，下列哪种条件可确保完全灭活且保留抗原性最佳？A.4℃，0.1%BPL，24hB.25℃，0.05%BPL，48hC.37℃，0.2%BPL，2hD.4℃，0.02%BPL，72h答案：A解析：低温可减缓抗原蛋白水解，0.1%BPL在4℃作用24h可完全破坏病毒RNA，而血凝素（HA）构象保留率>90%，为国际疫苗生产通用方案。1.3关于实验室获得性感染（LAI）的“暴露阈值”概念，下列哪项描述正确？A.指导致50%实验动物死亡的病原体剂量B.指感染概率达到1%时的最小气溶胶粒子数C.指工作人员血清抗体阳转所需最低活菌数D.指在标准呼吸量下，吸入1CFU即引发感染的病原体答案：B解析：暴露阈值（exposurethreshold）是风险评估术语，定义为使易感人群感染概率≥1%时，单位体积空气中含病原体活性粒子数，常用于计算生物安全柜风速与换气次数。1.4在转基因植物环境释放风险评估中，下列哪项属于“基因漂流”最核心参数？A.外源基因在土壤中的半衰期t_{1/2}B.花粉扩散距离分布函数f(x)C.目标昆虫对Bt蛋白的LD50D.植物光合速率P_{max}答案：B解析：基因漂流指外源基因通过花粉向野生近缘种转移的概率，其空间分布函数f(x)直接决定缓冲带宽度与隔离距离。1.5某实验小鼠出现被毛逆立、弓背、白细胞降至1.5×10^9cells/L，最可能的生物安全事件是：A.小鼠肝炎病毒（MHV）污染B.鼠诺如病毒（MNV）暴发C.淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒（LCMV）感染D.支原体污染答案：C解析：LCMV可致免疫抑制与白细胞减少，典型表现即被毛逆立、弓背；MHV主要影响肝脏；MNV以肠道症状为主；支原体多致呼吸道症状。1.6关于CRISPR/Cas9基因驱动的“抑制阈值”，下列哪式正确？A.R_0=\frac{1}{1-h}B.p_{crit}=\frac{s}{h(1-s)}C.p_{crit}=\frac{1-h}{2-h}D.p_{crit}=\frac{1}{2N_e}答案：B解析：基因驱动抑制阈值公式为p_{crit}=\frac{s}{h(1-s)}，其中s为驱动效率，h为抗性等位基因适合度代价；当驱动频率低于p_{crit}时，驱动将因抗性累积而失效。1.7在动物生物安全三级（ABSL-3）设施中，下列哪项排风系统设置错误？A.高效过滤器（HEPA）位于排风机负压段B.排风管道在离开设施前设置两道HEPAC.排风机与送风机连锁，送风先启后停D.排风HEPA前后安装压差表，报警值≥250Pa答案：D解析：压差表报警值通常设为≥500Pa，确保滤材破损前及时更换；250Pa过低，易漏检。1.8关于实验室生物因子“风险等级”与“危险度”关系，下列哪项正确？A.风险等级由WHO统一划定，与实验室活动无关B.危险度=风险等级×暴露概率×后果严重程度C.风险等级越高，所需生物安全柜等级越低D.同一病原体在不同操作条件下风险等级恒定答案：B解析：危险度（risk）为综合函数，需考虑病原体固有属性（风险等级）、暴露概率与后果；风险等级仅反映病原体基础致病力。1.9在生物安全柜（ClassIIA2型）中，下列哪项操作会导致“气流倒灌”？A.前窗升至25cmB.操作者手臂快速伸入C.柜内放置两台离心机D.关闭照明灯答案：A解析：A2型前窗安全高度为20cm（厂商标定），超过则进风面风速<0.5m/s，无法阻挡柜外空气进入。1.10某实验室拟运输UN2814类感染性物质，下列哪项包装系统正确？A.主容器→吸水纸→次级容器→冰袋→外包装B.主容器→吸水纸→次级容器→金属夹→外包装C.主容器→吸水纸→次级容器→UN标记的刚性外包装D.主容器→吸水纸→次级容器→普通快递纸箱答案：C解析：UN2814要求三层包装，次级容器与外包装间需有吸附材料，且外包装须通过1.2m跌落、95kPa压力等测试并贴UN标记。2.多项选择题（每题3分，共15分；每题至少两个正确答案，多选少选均不得分）2.1下列哪些措施可降低实验室气溶胶暴露风险？A.使用带滤芯的吸头B.离心前样本管外壁用75%乙醇擦拭C.在开放台面剧烈振荡菌液D.采用湿式接种环E.离心机使用密封转子答案：A、B、D、E解析：C项剧烈振荡会产生大量气溶胶；其余均可减少气溶胶生成或扩散。2.2关于生物安全柜（BSC）性能验证，下列哪些为必检项目？A.下降风速B.进风风速C.HEPA完整性扫描D.噪声E.照度答案：A、B、C解析：下降与进风风速决定气流模式，HEPA完整性决定过滤效率；噪声与照度为舒适性指标，非安全核心。2.3下列哪些属于“双重用途研究关注”（DURC）案例？A.通过基因编辑使鼠痘病毒产生IL-4B.构建高传播力H5N1突变株C.测定结核分枝杆菌耐药谱D.合成最小基因组支原体E.开发广谱中和抗体答案：A、B解析：A、B可增强病原体毒力或传播力，易被滥用；C、D、E为常规诊断或治疗研究。2.4在实验室生物安全管理体系中，下列哪些文件必须每年复审？A.实验室生物安全手册B.标准操作程序（SOP）C.风险评估报告D.设备校准证书E.事故调查报告答案：A、B、C解析：手册、SOP、风险评估需结合最新病原学、设施变动每年复审；校准证书按设备类别周期复审；事故报告为一次性文件。2.5下列哪些情况需启动实验室“暴露后预防”（PEP）？A.被HIV阳性样本针头刺伤，深度>5mmB.含HBVDNA>10^6IU/mL的血清溅入眼结膜C.被灭活HCV样本划伤D.吸入含结核分枝杆菌气溶胶，浓度<1CFU/m^3E.皮肤完整接触UN3373类样本答案：A、B解析：HIV、HBV高载量暴露需PEP；HCV灭活无风险；结核<1CFU/m^3低于感染阈值；皮肤完整无暴露。3.判断题（每题1分，共10分；正确请写“T”，错误写“F”）3.1所有BSL-2实验室都必须安装自动闭门器。答案：T解析：GB19489-2008明确要求BSL-2及以上实验室门应自动关闭。3.2紫外线灯可完全替代化学消毒用于BSC内表面。答案：F解析：UV对阴影区域无效，且易使塑料老化，必须与75%乙醇联合使用。3.3基因驱动载体一旦释放，可通过“免疫驱动”策略清除。答案：T解析：免疫驱动即释放携带“中和驱动”元件的个体，可覆盖原驱动，实现自我消除。3.4运输UN3373时无需使用吸水材料。答案：F解析：UN3373仍要求主容器破损后吸水材料能吸收全部液体。3.5实验室生物安全柜的HEPA对0.3μm粒子过滤效率≥99.97%。答案：T解析：此为H13级HEPA标准，BSC通用。3.6实验动物设施排风必须高于屋面3m。答案：F解析：GB50447-2008要求高于屋面1m即可，且远离新风入口。3.7灭活疫苗研发无需ABSL-3设施。答案：T解析：灭活后病原体无感染性，可在BSL-2进行后续纯化与配制。3.8所有含CRISPR的实验材料均须按转基因生物管理。答案：F解析：仅当CRISPR组件具备自我复制或整合能力时才纳入监管。3.9实验室生物安全培训记录保存期限不少于5年。答案：T解析：WHO《实验室生物安全手册》第4版明确5年。3.10生物恐怖剂蓖麻毒素的LD50为0.1–1μg/kg（吸入）。答案：T解析：文献报道蓖麻毒素吸入LD50约0.2μg/kg。4.填空题（每空1分，共15分）4.1在BSL-3实验室，人员退出时必须执行________手卫生、________淋浴、________更衣程序。答案：两次、化学、逆向4.2依据《病原微生物实验室生物安全管理条例》，高致病性病原微生物样本运输需经________部门审批，运输时限不得超过________小时。答案：省级卫健委、244.3基因驱动载体在种群中的传播可用________方程描述，其基本再生数R0>________时驱动可固定。答案：Wright-Fisher、14.4实验动物设施中，________压差梯度应保证由清洁区→污染区方向，压差值≥________Pa。答案：定向、12.54.5生物安全柜HEPA检漏常用________气溶胶，上游浓度≥________μg/L。答案：DOP/PAO、104.6运输感染性物质时，主容器与次级容器间需填充________材料，其重量应≥________倍液体重量。答案：吸水、54.7实验室发生高致病性病原泄漏时，应立即启动________应急预案，并在________小时内网络直报。答案：本单位、24.8双重用途研究关注（DURC）审查需遵循________原则，即科学收益与潜在风险________。答案：风险-收益平衡、最小化4.9转基因植物环境释放需设置________隔离带，宽度按花粉________模型计算。答案：缓冲区、扩散4.10实验动物人道终点判定常用________评分，当总分≥________时需立即安乐死。答案：疼痛-痛苦、55.简答题（每题10分，共30分）5.1简述实验室“风险评估矩阵”构建步骤，并给出1例高致病性禽流感病毒（H5N1）操作的风险值计算过程。答案：步骤：1)列出危害因素：病原体毒力、操作方式、浓度、体积、宿主范围。2)划分等级：风险概率P（1-5）：P=5为几乎必然暴露；后果严重程度C（1-5）：C=5为死亡率高、无特效药。3)构建矩阵：风险值R=P×C，R≥20为不可接受，10-19为高风险，5-9为中风险，<5为低风险。4)制定控制措施：工程控制、PPE、SOP、培训。示例：操作：在BSL-3内稀释10mL10^7EID50/mLH5N1病毒，进行空斑试验。评估：P=4（可能产生气溶胶）；C=5（人感染死亡率>50%）；R=20。结论：属不可接受风险，需改用密封转子离心、Ⅲ级柜、正压防护服，R降至P=2，R=10，方可接受。5.2阐述“免疫逃逸型”基因驱动策略原理，并分析其在疟疾控制中的潜在生态风险。答案：原理：利用CRISPR在蚊种群中引入靶向双性基因（dsx）的驱动，同时插入抗疟原虫单链抗体（scFv）。驱动元件在生殖细胞中高效复制，使野生型等位基因被切割后以前者为模板修复，实现超孟德尔遗传。免疫逃逸指驱动载体携带“自我屏蔽”序列，防止被后续反驱动或突变抗性抑制。生态风险：1)种群崩溃风险：dsx驱动可导致雌蚊不育，种群密度骤降，影响鸟类食物链。2)非靶效应：scFv可能与其他共生微生物互作，改变蚊肠道菌群，间接影响人类病原体传播。3)基因漂流：与近缘按蚊杂交，驱动扩散至非目标地区。4)抗性进化：靶点突变或蚊基因组重组产生抗性，驱动失效后疟原虫反弹，甚至产生高毒力株。缓解：采用“阈值驱动”或“可逆驱动”，设置地理隔离与生态监测网。5.3某BSL-3实验室计划开展SARS-CoV-2活病毒中和试验，请列出完整的个人防护装备（PPE）穿脱流程，并指出关键质量控制点。答案：穿戴流程（洁净区→半污染区→核心区）：1)洗手→一次性手术帽→N95密合测试→内层鞋套→连体正压防护服→外置长筒靴→双层手套（内乳胶外丁腈）→护目镜→全面型正压呼吸器（PAPR）→外层手套消毒→进入。脱卸流程（逆向于污染程度）：1)核心区：75%乙醇消毒外层手套→喷2%过氧乙酸进入缓冲间；2)缓冲间：脱外层手套→消毒内层→脱PAPR→护目镜→消毒→脱防护服→内层鞋套→淋浴5min→洁净更衣。关键质控点：a)PAPR电池电量≥80%，风速≥170L/min；b)手套完整性检查：充气无泄漏；c)脱卸时“一次脱、一次消毒”，避免交叉；d)淋浴水温40-45℃，时间≥5min，确保化学消毒剂残留<0.1ppm；e)出口咽拭子监测，每周一次，连续4周阴性方可解除医学观察。6.计算题（每题10分，共20分）6.1某BSL-3实验室体积V=120m^3，要求换气次数n=12h^{-1}，采用双HEPA串联，单级过滤效率η=0.9995，求总过滤效率及每小时的理论排菌量（假设室内初始菌浓度C_0=10^5CFU/m^3，无回风）。答案：总效率：η_{total}=1-(1-η)^2=1-(5×10^{-4})^2=1-2.5×10^{-7}=0.99999975排风量：Q=nV=12×120=1440m^3/h理论排菌量：N=C_0Q(1-η_{total})=10^5×1440×2.5×10^{-7}=0.036CFU/h解析：双HEPA串联可将排菌量降至每小时0.036个，远低于WHO推荐的可接受水平1CFU/h。6.2转基因抗虫玉米花粉在3m/s风速下释放，其沉降速度v_s=0.12m/s，释放高度h=2m，求水平扩散距离x_{90}（即90%花粉落地时的水平距离），假设湍流扩散系数K=1m^2/s，采用高斯烟羽模型简化式：x_{