宏基因组数据分析辅助技师考试试卷及答案

宏基因组数据分析辅助技师考试试卷及答案试题部分一、填空题（每题1分，共10分）1.宏基因组测序常用的短读长平台是______。2.16SrRNA扩增子测序的核心标记基因是______。3.宏基因组质量控制中，去除低质量reads的常用工具是______。4.宏基因组组装工具MEGAHIT的输入是______。5.用于真菌ITS序列注释的数据库是______。6.宏基因组物种注释中，SILVA数据库属于______数据库。7.去除宿主污染的常用比对工具是______。8.宏基因组功能注释的KEGG数据库主要对应______。9.样本间β多样性分析常用的距离矩阵是______。10.宏基因组基因预测工具是______。二、单项选择题（每题2分，共20分）1.以下属于长读长测序平台的是？（）A.IlluminaB.PacBioC.MiseqD.IonTorrent2.宏基因组分析中，“contig”指的是？（）A.原始readsB.重叠群C.功能基因D.宿主DNA3.以下哪个工具用于质量评估？（）A.FastQCB.MEGAHITC.ProdigalD.Bowtie24.16SrRNA扩增子测序不能获得的信息是？（）A.物种丰度B.代谢通路C.群落结构D.属水平分类5.去除宿主污染的关键步骤是？（）A.去接头B.过滤低质量C.比对宿主基因组D.组装6.宏基因组功能注释中，CAZy数据库对应？（）A.代谢通路B.碳水化合物酶C.同源基因D.物种分类7.样本内α多样性分析指标不包括？（）A.Shannon指数B.Chao1指数C.PCoAD.Observed物种数8.以下哪个属于宏基因组应用场景？（）A.肠道菌群研究B.人类基因组测序C.蛋白质表达D.转录组分析9.宏基因组组装中，长读长的优势是？（）A.准确率高B.成本低C.跨越重复序列D.读长短10.用于通路富集分析的工具是？（）A.STAMPB.FastQCC.ProdigalD.Cutadapt三、多项选择题（每题2分，共20分）1.宏基因组测序的优势包括？（）A.无需分离培养B.分析所有微生物C.仅检测细菌D.研究群落功能2.宏基因组质量控制步骤包括？（）A.去接头B.过滤低质量readsC.去宿主污染D.去重复序列3.物种注释数据库有？（）A.SILVAB.GreengenesC.KEGGD.UNITE4.功能注释数据库有？（）A.KEGGB.COGC.eggNOGD.CAZy5.组装工具包括？（）A.MEGAHITB.SPAdesC.Bowtie2D.FastQC6.宏基因组分析步骤包括？（）A.质量控制B.组装C.注释D.统计分析7.β多样性分析方法有？（）A.PCoAB.NMDSC.火山图D.聚类树8.去宿主污染工具有？（）A.Bowtie2B.STARC.FastQCD.Prodigal9.物种定量方法有？（）A.16S拷贝数校正B.k-mer比对C.代谢通路统计D.基因预测10.宏基因组应用领域包括？（）A.临床病原检测B.环境监测C.工业发酵D.肠道研究四、判断题（每题2分，共20分）1.宏基因组测序只能分析细菌。（）2.FastQC用于质量评估。（）3.16SrRNA是所有微生物都有的保守基因。（）4.MEGAHIT是组装工具。（）5.KEGG仅注释代谢通路。（）6.去宿主污染需比对宿主基因组。（）7.α多样性反映样本间差异。（）8.Prodigal用于基因预测。（）9.PacBio是短读长平台。（）10.Contig越长组装质量越好。（）五、简答题（每题5分，共20分）1.简述宏基因组数据分析的基本流程。2.16S扩增子测序与宏基因组测序的核心区别是什么？3.宏基因组质量控制的目的及常用工具？4.宏基因组物种注释的常用方法有哪些？六、讨论题（每题5分，共10分）1.临床样本宏基因组病原检测中，如何平衡“去宿主污染”与“保留病原reads”？2.如何结合长读长与短读长测序提高宏基因组组装质量？---答案部分一、填空题1.Illumina2.16SrRNA基因3.Trimmomatic4.过滤后微生物reads5.UNITE6.16S/18S/ITS标记基因7.Bowtie28.代谢通路9.Bray-Curtis距离10.Prodigal二、单项选择题1.B2.B3.A4.B5.C6.B7.C8.A9.C10.A三、多项选择题1.ABD2.ABCD3.ABD4.ABCD5.AB6.ABCD7.ABD8.AB9.AB10.ABCD四、判断题1.×2.√3.×4.√5.×6.√7.×8.√9.×10.×五、简答题1.答案：①质量控制：FastQC评估，Cutadapt去接头、Trimmomatic过滤低质量reads；②去宿主污染：Bowtie2比对宿主基因组，过滤比对上的reads；③组装：MEGAHIT/SPAdes组装为contig；④注释：物种注释用SILVA/Greengenes，功能注释用KEGG/eggNOG；⑤统计分析：丰度计算、PCoA分析β多样性、STAMP富集差异通路。2.答案：①测序对象：16S仅测16SrRNA基因，宏基因组测所有微生物DNA；②信息类型：16S仅得物种组成，宏基因组得物种+功能；③成本：16S低，宏基因组高；④分辨率：16S到属/种，宏基因组到菌株；⑤应用：16S适合普查，宏基因组适合功能/病原检测。3.答案：目的：去除污染/低质量数据，保证分析准确。常用工具：FastQC（质量评估）、Cutadapt（去接头）、Trimmomatic（过滤低质量）、Bowtie2（去宿主污染）。步骤：评估→去接头→过滤低质量→去宿主。4.答案：①标记基因法：提取16S/ITS序列，比对SILVA/UNITE；②全基因组比对：reads/contig比对NR/RefSeq，统计丰度；③k-mer法：用k-mer匹配微生物基因组，快速定量；④组装后注释：contig注释再映射reads到contig定量。六、讨论题1.答案：临床样本宿主DNA占比高（>90%），需平衡：①物理富集：差速离心/过滤膜富集微生物，减少宿主初始占比；②酶法降解：用宿主特异性DNA酶（如人源DNA酶）降解宿主DNA，避免损伤微生物；③生物信息学过滤：Bowtie2比对人基因组，过滤比对上的reads，但需设置宽松比对参数（如低相似度），防止丢失低丰度病原；④联合策略：物理富集+生物信息学过滤，提高检出率，同时保留病原reads。2.答案：长读长（PacBio/Nanopore）读长长、能跨越重复序列，短读长（Illumina）准确率高、成本低。结合方法：①长读长组装骨架：用Nan