2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——生物相分子研究與應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.下列哪一項不是構(gòu)成生物大分子的基本化學(xué)元素？A.碳(C)B.氫(H)C.氮(N)D.氧(O)E.磷(P)2.在DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)中，堿基配對的嚴(yán)格規(guī)則是：A.腺嘌呤與胸腺嘧啶配對，鳥嘌呤與胞嘧啶配對B.腺嘌呤與胞嘧啶配對，鳥嘌呤與胸腺嘧啶配對C.腺嘌呤與鳥嘌呤配對，胞嘧啶與胸腺嘧啶配對D.腺嘌呤與胸腺嘧啶配對，胞嘧啶與鳥嘌呤配對3.下列哪種生物相分子通常具有膠體性質(zhì)？A.氨基酸B.蛋白質(zhì)C.核苷酸D.糖原E.脂肪酸4.限制性內(nèi)切酶在分子生物學(xué)中的主要作用是：A.合成DNAB.復(fù)制RNAC.切割DNA并在特定位點連接D.合成蛋白質(zhì)E.轉(zhuǎn)錄DNA5.下列哪項技術(shù)主要用于分離和鑒定混合物中的蛋白質(zhì)？A.離子交換色譜B.氣相色譜C.核磁共振波譜D.流式細(xì)胞術(shù)E.X射線衍射6.生物材料在組織工程中的應(yīng)用，主要利用其具備的特性不包括：A.生物相容性B.可降解性C.恒定的力學(xué)強(qiáng)度D.適當(dāng)?shù)目紫督Y(jié)構(gòu)E.與細(xì)胞基質(zhì)的相似性7.蛋白質(zhì)變性的本質(zhì)是：A.氨基酸序列的改變B.蛋白質(zhì)一級結(jié)構(gòu)的破壞C.蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的破壞D.蛋白質(zhì)二級結(jié)構(gòu)的破壞E.蛋白質(zhì)三級結(jié)構(gòu)的破壞8.下列哪種方法不屬于分子自組裝的驅(qū)動力來源？A.離子相互作用B.氫鍵C.范德華力D.共價鍵形成E.疏水效應(yīng)9.在抗原-抗體反應(yīng)中，決定其特異性的主要是：A.抗原的分子量大小B.抗體的濃度C.抗原和抗體分子的空間構(gòu)型及互補(bǔ)性D.反應(yīng)溫度E.反應(yīng)時間10.下列哪項不是生物相分子在生物醫(yī)藥領(lǐng)域的一個應(yīng)用實例？A.制備疫苗B.開發(fā)生物傳感器C.設(shè)計酶抑制劑用于疾病治療D.制造高分子聚合物塑料E.用于基因遞送系統(tǒng)二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.構(gòu)成蛋白質(zhì)的基本單位是________。2.DNA復(fù)制過程中，以_______為模板合成新的DNA鏈。3.蛋白質(zhì)變性通常是_______過程，且往往_______。4.糖鏈（糖蛋白、糖脂中的糖）的結(jié)構(gòu)通常具有_______性。5.核酸根據(jù)所含五碳糖的不同，分為_______和_______兩大類。6.分子印跡技術(shù)是利用_______與模板分子特異性結(jié)合，再去除模板后形成印跡識別位點的技術(shù)。7.生物傳感器通常由_______和信號轉(zhuǎn)換部分組成。8.脂質(zhì)雙分子層是構(gòu)成_______的基本結(jié)構(gòu)。9.基因編輯技術(shù)如CRISPR-Cas9，可以在基因組特定位點實現(xiàn)_______、_______和_______。10.細(xì)胞信號傳導(dǎo)中的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通常涉及信號分子與細(xì)胞膜上受體的_______，進(jìn)而激活細(xì)胞內(nèi)信號級聯(lián)。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.生物相容性2.分子識別3.胞外矩陣(ExtracellularMatrix,ECM)4.酶工程5.計算分子生物學(xué)四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述糖蛋白在細(xì)胞識別和免疫應(yīng)答中的作用。2.比較物理化學(xué)方法（如層析、光譜）和生物學(xué)方法（如酶聯(lián)免疫吸附實驗）在生物相分子分離與檢測方面的主要區(qū)別。3.簡述酶作為生物催化劑的主要特點。4.生物材料用于藥物遞送時，應(yīng)具備哪些基本要求？五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述生物相分子（如蛋白質(zhì)、核酸）在發(fā)展新型生物傳感器中的應(yīng)用潛力及面臨的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合具體實例，論述生物相分子（如多肽、抗體、核酸適配體）在組織工程中的應(yīng)用及其關(guān)鍵科學(xué)問題。試卷答案一、選擇題1.E2.A3.B4.C5.A6.C7.C8.D9.C10.D二、填空題1.氨基酸2.DNA3.可逆，不可逆4.異質(zhì)性5.DNA，RNA6.功能分子（如單體、聚合物）7.感應(yīng)器/識別元件8.細(xì)胞膜9.編輯、修飾、刪除10.特異性結(jié)合三、名詞解釋1.生物相容性：指生物材料與生物體相互作用時，能夠表現(xiàn)出良好的兼容性，不引起嚴(yán)重的組織免疫排斥反應(yīng)、毒性反應(yīng)或致畸變等不良后果，并能有效支持生理功能的特性。2.分子識別：指生物大分子（如酶、受體、抗體、核酸適配體等）與其特異性識別對象（如底物、配體、其他生物大分子等）之間，通過非共價鍵相互結(jié)合，形成穩(wěn)定復(fù)合物的過程，具有高度的特異性。3.胞外基質(zhì)(ExtracellularMatrix,ECM)：由細(xì)胞合成并分泌到細(xì)胞外，包圍和連接細(xì)胞的ExtracellularMatrix，主要由蛋白聚糖、纖維蛋白和細(xì)胞外基質(zhì)蛋白（如層粘連蛋白、膠原）組成，為細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支撐、附著表面，參與細(xì)胞信號傳導(dǎo)和組織的形態(tài)維持。4.酶工程：利用酶或微生物細(xì)胞、細(xì)胞器作為生物催化劑，通過生物技術(shù)手段（如酶的固定化、改造、篩選等）或化學(xué)方法，在特定條件下催化特定反應(yīng)，以獲得有用物質(zhì)或完成特定任務(wù)的技術(shù)。5.計算分子生物學(xué)：利用計算機(jī)科學(xué)和統(tǒng)計學(xué)方法，模擬、分析和預(yù)測分子生物學(xué)過程和現(xiàn)象的交叉學(xué)科領(lǐng)域，包括序列分析、結(jié)構(gòu)模擬、系統(tǒng)生物學(xué)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建等。四、簡答題1.糖蛋白廣泛分布于細(xì)胞表面和分泌液中，其表面的糖鏈結(jié)構(gòu)具有高度的異質(zhì)性和特異性。這些糖鏈可以作為細(xì)胞的“身份標(biāo)簽”，參與細(xì)胞間的識別過程，如細(xì)胞識別自身與異體、細(xì)胞粘附、細(xì)胞遷移等。此外，某些糖蛋白（如抗體）能結(jié)合病原體或異物，激活免疫應(yīng)答，在機(jī)體防御中發(fā)揮重要作用。2.物理化學(xué)方法（如層析、光譜）側(cè)重于利用分子間的物理化學(xué)性質(zhì)（如大小、電荷、疏水性）或分子結(jié)構(gòu)與能量的差異進(jìn)行分離和檢測，通常不涉及生物學(xué)活性，操作相對標(biāo)準(zhǔn)化，但特異性可能較低。生物學(xué)方法（如ELISA）利用已知的生物分子間特異性相互作用（如抗原抗體、酶底物），檢測目標(biāo)分子，特異性強(qiáng)，常伴有生物學(xué)效應(yīng)（如酶促反應(yīng)產(chǎn)生信號），但操作可能更依賴條件優(yōu)化和特異性試劑。3.酶作為生物催化劑的主要特點包括：高效性，催化速率遠(yuǎn)超無酶條件；專一性，通常對底物和反應(yīng)條件有高度特異性；溫和性，反應(yīng)通常在常溫、常壓、中性pH等溫和條件下進(jìn)行；可調(diào)節(jié)性，其活性受體內(nèi)調(diào)節(jié)機(jī)制（如別構(gòu)調(diào)節(jié)、共價修飾）控制；易失活，對高溫、強(qiáng)酸強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑等環(huán)境因素敏感。4.生物材料用于藥物遞送時應(yīng)具備：良好的生物相容性，不引起免疫排斥或毒性；精確的控釋能力，按需釋放藥物，維持有效濃度；保護(hù)藥物，提高穩(wěn)定性，避免過早降解；靶向性，將藥物輸送到特定部位；易于制備和加工；可降解性（若適用），降解產(chǎn)物無害且能被機(jī)體吸收清除；良好的跨膜能力（若用于細(xì)胞內(nèi)遞送）。五、論述題1.生物相分子（如蛋白質(zhì)、核酸）因其具有高度的特異性識別能力、優(yōu)異的生物相容性和豐富的生物活性，在發(fā)展新型生物傳感器中展現(xiàn)出巨大潛力。例如，抗體、酶、核酸適配體（如aptamer）等可以作為高特異性的識別元件，直接或間接識別目標(biāo)分析物（小分子、生物分子、細(xì)胞等）。當(dāng)目標(biāo)物與識別元件結(jié)合時，會引起信號變化（如電信號、光信號、壓電信號等），從而實現(xiàn)對目標(biāo)物的定量檢測。潛力在于可實現(xiàn)對多種生物標(biāo)志物的靈敏、快速、便攜式檢測。面臨的挑戰(zhàn)包括：識別元件的穩(wěn)定性、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)效率、傳感器的長期穩(wěn)定性、環(huán)境干擾的抑制、小型化和集成化、成本控制等。提高識別元件的性能、優(yōu)化信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制、開發(fā)新型傳感材料和平臺是克服這些挑戰(zhàn)的關(guān)鍵。2.生物相分子在組織工程中扮演著核心角色。它們常被用作細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的模擬物或替代物，為細(xì)胞提供三維支撐結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)細(xì)胞形態(tài)、增殖和分化。例如，天然或改性的膠原蛋白、明膠、殼聚糖、絲素蛋白等可以提供力學(xué)支撐和生物活性信號。細(xì)胞因子、生長因子（如FGF、TGF-β）等生物相分子可以促進(jìn)血管化、組織再生和修復(fù)。細(xì)胞粘附分子（如層粘連蛋白、整