2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——分子科學(xué)與工程專業(yè)特色考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)。每小題2分，共20分）1.下列哪項(xiàng)不是分子科學(xué)與工程學(xué)科研究的主要特征？A.在分子和原子水平上認(rèn)識(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)B.強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉與融合C.主要關(guān)注宏觀尺度的物理變化D.應(yīng)用先進(jìn)表征和制備技術(shù)解決科學(xué)和工程問題2.分子組裝技術(shù)是分子科學(xué)與工程的核心內(nèi)容之一，其根本目的在于？A.制造微米級(jí)結(jié)構(gòu)B.研究單個(gè)分子的光譜特性C.在納米或分子尺度上構(gòu)建具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有序體系D.簡化化學(xué)反應(yīng)的步驟3.在生物醫(yī)用材料領(lǐng)域，分子設(shè)計(jì)與分子工程主要關(guān)注材料的？A.大規(guī)模生產(chǎn)成本B.宏觀力學(xué)性能C.在分子水平上的生物相容性、功能調(diào)控及作用機(jī)制D.色澤和外觀4.以下哪項(xiàng)技術(shù)通常被歸類為分子科學(xué)與工程中用于獲取原子力信息的高分辨率表面分析手段？A.X射線衍射（XRD）B.核磁共振（NMR）C.掃描隧道顯微鏡（STM）D.傅里葉變換紅外光譜（FTIR）5.納米藥物遞送系統(tǒng)在分子設(shè)計(jì)與制備上強(qiáng)調(diào)的關(guān)鍵分子層面因素包括？A.藥物的溶解度、穩(wěn)定性B.藥物分子與載體分子的相互作用、靶向識(shí)別分子、保護(hù)性外殼C.生產(chǎn)設(shè)備的成本D.遞送系統(tǒng)的生物降解速率6.分子模擬方法在分子科學(xué)與工程中的作用不包括？A.預(yù)測(cè)分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)B.模擬復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理C.直接替代所有實(shí)驗(yàn)表征技術(shù)D.優(yōu)化分子設(shè)計(jì)和材料性能7.生物材料與分子科學(xué)的交叉主要體現(xiàn)在對(duì)生物大分子（如蛋白質(zhì)、核酸）的？A.化學(xué)合成與改性B.物理性能提升C.生理功能的替代D.工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的放大8.可持續(xù)化學(xué)是分子科學(xué)與工程的重要發(fā)展方向，其核心理念是？A.提高化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)率B.最大程度地利用可再生資源，減少環(huán)境污染，提高能源效率C.開發(fā)更昂貴的原料D.縮短研發(fā)周期9.下列哪項(xiàng)應(yīng)用是分子科學(xué)與工程在能源領(lǐng)域貢獻(xiàn)的典型例子？A.傳統(tǒng)硅基半導(dǎo)體器件的制造B.基于分子催化劑的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置C.大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片的設(shè)計(jì)D.高壓油罐的生產(chǎn)10.理解分子識(shí)別原理對(duì)于發(fā)展哪些技術(shù)至關(guān)重要？A.化學(xué)合成B.分子傳感器、親和純化、生物催化、分子自組裝C.磁共振成像D.光學(xué)顯微鏡觀察二、填空題（請(qǐng)將答案填寫在橫線上。每空2分，共20分）1.分子科學(xué)與工程是研究物質(zhì)在______和______層面的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、反應(yīng)及其應(yīng)用的一門交叉學(xué)科。2.______、______和計(jì)算模擬是分子科學(xué)與工程中獲取分子信息、研究分子行為和設(shè)計(jì)分子體系不可或缺的三種主要手段。3.分子自組裝是指分子通過非共價(jià)鍵相互作用，自發(fā)地形成具有______和______的有序或無序聚集體。4.生物醫(yī)用材料分子設(shè)計(jì)需要考慮的關(guān)鍵因素包括材料的生物相容性、______、______和功能特異性。5.納米科技作為分子科學(xué)與工程的重要分支，其研究尺度通常在______至______之間。6.計(jì)算化學(xué)在分子設(shè)計(jì)與材料創(chuàng)新中的作用日益凸顯，它能夠從______層面預(yù)測(cè)和解釋化學(xué)現(xiàn)象。7.分子識(shí)別是分子科學(xué)與工程的基礎(chǔ)概念之一，其核心在于分子間基于______的特異性相互作用。8.可持續(xù)化學(xué)要求在分子合成過程中采用環(huán)境友好的溶劑和催化劑，并提高_(dá)_____，減少副產(chǎn)物生成。9.將分子層面的設(shè)計(jì)與原理應(yīng)用于解決實(shí)際工程問題，體現(xiàn)了分子科學(xué)與工程的______導(dǎo)向。10.分子科學(xué)與工程的發(fā)展極大地推動(dòng)了與其他學(xué)科如______、______、______等的深度融合。三、名詞解釋（請(qǐng)給出下列名詞的精確定義。每小題4分，共20分）1.分子組裝（MolecularAssembly）2.分子識(shí)別（MolecularRecognition）3.可持續(xù)化學(xué)（GreenChemistry）4.納米科技（Nanotechnology）5.生物醫(yī)用材料（BiomedicalMaterials）四、簡答題（請(qǐng)簡要回答下列問題。每小題6分，共30分）1.簡述分子科學(xué)與工程區(qū)別于傳統(tǒng)化學(xué)的主要特點(diǎn)。2.為什么說分子表征技術(shù)是分子科學(xué)與工程研究不可或缺的基礎(chǔ)？3.簡述分子自組裝在構(gòu)建功能材料中的應(yīng)用潛力。4.分子設(shè)計(jì)與分子工程在藥物開發(fā)中扮演著怎樣的角色？5.結(jié)合一個(gè)實(shí)例，說明分子科學(xué)與工程如何推動(dòng)能源領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展。五、論述題（請(qǐng)就下列問題展開論述。每題10分，共20分）1.論述分子科學(xué)與工程學(xué)科交叉融合的特性及其對(duì)未來科技發(fā)展的重要意義。2.結(jié)合當(dāng)前科技熱點(diǎn)，論述分子設(shè)計(jì)與計(jì)算模擬技術(shù)在解決重大挑戰(zhàn)性問題（如環(huán)境治理、疾病治療）中的潛力和前景。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.C5.B6.C7.A8.B9.B10.B二、填空題1.分子，原子2.表征，制備3.特定結(jié)構(gòu)，特定功能4.生物功能性，降解性5.1納米，100納米6.理論7.結(jié)構(gòu)與形狀8.原子經(jīng)濟(jì)性9.工程化10.生物學(xué)，醫(yī)學(xué)，材料學(xué)三、名詞解釋1.分子組裝：指分子通過非共價(jià)鍵相互作用，自發(fā)地或通過外部場(chǎng)調(diào)控形成具有特定結(jié)構(gòu)和功能的有序或無序聚集體。2.分子識(shí)別：指分子間基于特定的結(jié)構(gòu)和形狀等特征發(fā)生的特異性相互作用，如同鍵的“鎖鑰”模型或基于互補(bǔ)性的識(shí)別。3.可持續(xù)化學(xué)：又稱綠色化學(xué)，是指在化學(xué)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和應(yīng)用過程中，最大限度地減少對(duì)環(huán)境和人類健康的危害，強(qiáng)調(diào)使用可再生資源、選擇環(huán)境友好的溶劑和催化劑、提高原子經(jīng)濟(jì)性等。4.納米科技：指在1納米至100納米尺度上研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、制備和應(yīng)用的科學(xué)和技術(shù)，關(guān)注尺寸效應(yīng)帶來的新現(xiàn)象和新應(yīng)用。5.生物醫(yī)用材料：指用于診斷、治療、修復(fù)或替換人體組織、器官或增進(jìn)其功能的材料，需要具備良好的生物相容性、生物功能性、穩(wěn)定性等。四、簡答題1.答：分子科學(xué)與工程區(qū)別于傳統(tǒng)化學(xué)的主要特點(diǎn)在于：研究對(duì)象更側(cè)重于分子和原子尺度；強(qiáng)調(diào)多學(xué)科交叉融合（與物理、生物、醫(yī)學(xué)、材料等緊密結(jié)合）；注重先進(jìn)表征和制備技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用；不僅關(guān)注基礎(chǔ)理論研究，更強(qiáng)調(diào)將分子層面的設(shè)計(jì)與原理應(yīng)用于解決實(shí)際科學(xué)和工程問題（如材料設(shè)計(jì)、藥物開發(fā)、能源環(huán)境等）。2.答：分子表征技術(shù)是分子科學(xué)與工程研究不可或缺的基礎(chǔ)，原因在于：它是獲取分子尺度結(jié)構(gòu)、組成、形貌和性質(zhì)信息的唯一手段；為理解分子行為、驗(yàn)證理論預(yù)測(cè)、指導(dǎo)分子設(shè)計(jì)與制備提供了關(guān)鍵依據(jù)；是連接基礎(chǔ)研究與實(shí)際應(yīng)用的橋梁，例如通過表征確認(rèn)材料的功能性或藥物的有效性；許多前沿應(yīng)用（如納米技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)）的突破都依賴于先進(jìn)的表征手段。3.答：分子自組裝在構(gòu)建功能材料中的應(yīng)用潛力巨大，原因在于：可以簡便、低成本地構(gòu)筑具有周期性、分形或超分子結(jié)構(gòu)的材料，這些結(jié)構(gòu)可能具有獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)、力學(xué)或催化性能；通過調(diào)控組裝單元和相互作用，可以精確設(shè)計(jì)材料的微觀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而調(diào)控其宏觀性能；為制備具有特定功能的納米器件和智能材料提供了有效途徑，例如用于傳感、分離、藥物遞送、能量轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域。4.答：分子設(shè)計(jì)與分子工程在藥物開發(fā)中扮演著核心角色，原因在于：可以通過理性設(shè)計(jì)或基于計(jì)算機(jī)模擬來設(shè)計(jì)具有特定靶點(diǎn)結(jié)合親和力、良好藥代動(dòng)力學(xué)性質(zhì)（如溶解度、穩(wěn)定性、代謝途徑）的新型藥物分子；可以修飾分子結(jié)構(gòu)以提高藥物的療效、降低毒副作用；可以設(shè)計(jì)多功能藥物分子（如同時(shí)具有治療和成像功能）；分子工程則側(cè)重于利用酶工程、細(xì)胞工程等技術(shù)改造生物系統(tǒng)或分子工具，以實(shí)現(xiàn)更高效、特異的治療目的。5.答：分子科學(xué)與工程通過以下方式推動(dòng)能源領(lǐng)域的可持續(xù)發(fā)展：在太陽能利用方面，設(shè)計(jì)和制備高效的光敏材料、光催化劑，用于光化學(xué)分解水制氫或光熱轉(zhuǎn)換；在儲(chǔ)能方面，開發(fā)新型分子電池電極材料、電解質(zhì)和電催化劑，提高電池的能量密度、循環(huán)壽命和安全性；在能源轉(zhuǎn)化方面，設(shè)計(jì)高效的分子催化劑用于化學(xué)能、生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化；在環(huán)境治理方面，開發(fā)基于分子吸附材料或光催化劑的污染物降解技術(shù)；這些應(yīng)用都體現(xiàn)了從分子層面出發(fā)，創(chuàng)造性能更優(yōu)、效率更高、環(huán)境更友好的能源解決方案。五、論述題1.答：分子科學(xué)與工程學(xué)科交叉融合的特性體現(xiàn)在其研究內(nèi)容、方法、目標(biāo)和應(yīng)用領(lǐng)域都高度交叉。它以分子和原子尺度為基礎(chǔ)，吸收了化學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)、材料、環(huán)境、信息等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)體系和研究手段；其研究目標(biāo)不僅是認(rèn)識(shí)物質(zhì)的基本規(guī)律，更是要利用這些規(guī)律解決復(fù)雜的科學(xué)和工程問題，如材料創(chuàng)新、疾病診療、能源環(huán)境等，這些問題的解決必然涉及多學(xué)科的協(xié)同；其應(yīng)用成果往往催生新的交叉學(xué)科領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)，如生物醫(yī)用材料、納米技術(shù)、計(jì)算化學(xué)等。這種交叉融合特性使得分子科學(xué)與工程能夠突破傳統(tǒng)學(xué)科壁壘，創(chuàng)造新的科學(xué)問題，提供創(chuàng)新的解決方案，對(duì)推動(dòng)科技創(chuàng)新、應(yīng)對(duì)全球性挑戰(zhàn)具有重要的意義。2.答：分子設(shè)計(jì)與計(jì)算模擬技術(shù)在解決重大挑戰(zhàn)性問題中展現(xiàn)出巨大的潛力和前景。以環(huán)境治理為例，可以通過分子設(shè)計(jì)篩選出高效、選擇性、穩(wěn)定的吸附劑或光催化劑，用于去除水體或大氣中的特定污染物；可以通過計(jì)算模擬研究污染物與材料的相互作用機(jī)理，指導(dǎo)設(shè)計(jì)