2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——分子科學(xué)與工程中的環(huán)境毒理學(xué)研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的首字母填入括號內(nèi)）1.下列哪一項不屬于環(huán)境毒理學(xué)研究的主要內(nèi)容？A.污染物在環(huán)境介質(zhì)中的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律B.污染物與生物大分子（DNA、蛋白質(zhì)）的相互作用機制C.人類健康與疾病的發(fā)生發(fā)展過程D.特定環(huán)境污染物對生態(tài)系統(tǒng)的影響評估2.“劑量-效應(yīng)關(guān)系”是毒理學(xué)的基本概念，其中“劑量”通常指：A.污染物在環(huán)境介質(zhì)中的濃度B.污染物進(jìn)入生物體的總量C.單位時間內(nèi)進(jìn)入生物體或接觸生物體的污染物量D.污染物對生物體產(chǎn)生的毒性效應(yīng)3.DNA加合物是指：A.污染物與蛋白質(zhì)發(fā)生的共價結(jié)合B.污染物誘導(dǎo)的DNA鏈斷裂C.污染物與DNA堿基發(fā)生共價結(jié)合，改變DNA堿基結(jié)構(gòu)D.污染物引起的染色體結(jié)構(gòu)異常4.以下哪種技術(shù)不適合用于檢測環(huán)境樣品中痕量有機污染物的遺傳毒性？A.微核試驗B.基因芯片技術(shù)C.高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（HPLC-MS）D.DNA測序5.下列關(guān)于環(huán)境遺傳毒理學(xué)的表述，錯誤的是：A.研究環(huán)境因素對遺傳物質(zhì)（基因、染色體）的影響B(tài).關(guān)注這些影響對后代可能產(chǎn)生的遺傳效應(yīng)C.主要研究化學(xué)致癌物的致突變作用D.其研究成果有助于評估環(huán)境污染物對人群健康的潛在風(fēng)險6.以下哪項不是環(huán)境毒理學(xué)中常用的分子標(biāo)記技術(shù)？A.病毒載體介導(dǎo)的報告基因檢測B.活性氧（ROS）檢測C.鋅指核酸酶（ZFN）基因編輯D.順式作用元件（cis-element）分析7.納米材料進(jìn)入生物體后，其尺寸效應(yīng)可能導(dǎo)致：A.傳統(tǒng)的分子印跡技術(shù)失效B.具有不同于微米級同種材料的毒性C.難以在生物體內(nèi)有效富集D.對所有生物體均無毒性8.分子印跡聚合物（MIPs）在環(huán)境毒理學(xué)研究中主要應(yīng)用為：A.直接檢測生物體內(nèi)的污染物B.制備具有特定污染物吸附選擇性的材料C.作為遺傳毒理研究的報告基因D.用于合成具有特定毒性的新分子9.組學(xué)技術(shù)（如蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)）在環(huán)境毒理學(xué)研究中的優(yōu)勢在于：A.能夠精確測定污染物的環(huán)境濃度B.可以高通量篩選潛在的環(huán)境污染物C.能夠在分子水平上系統(tǒng)評價污染物對生物體的影響D.可以直接替代傳統(tǒng)的毒理學(xué)實驗進(jìn)行風(fēng)險評估10.內(nèi)分泌干擾物（EDCs）的環(huán)境毒理學(xué)效應(yīng)特點通常包括：A.只對高等生物產(chǎn)生顯著影響B(tài).作用機制復(fù)雜，通常具有低劑量效應(yīng)和閾值效應(yīng)C.主要通過破壞DNA結(jié)構(gòu)導(dǎo)致遺傳損傷D.其毒性效應(yīng)易于通過常規(guī)毒理學(xué)實驗檢測二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填入橫線上）1.環(huán)境毒理學(xué)研究污染物從環(huán)境介質(zhì)到生物體的遷移、轉(zhuǎn)化以及最終產(chǎn)生的______效應(yīng)。2.污染物在生物體內(nèi)經(jīng)過生物轉(zhuǎn)化，部分毒物可能被轉(zhuǎn)化為更______或更易排出的代謝物。3.DNA修復(fù)酶系統(tǒng)是生物體應(yīng)對DNA損傷的重要防御機制，例如______可以切除錯配的堿基。4.利用分子生物學(xué)技術(shù)構(gòu)建的能夠特異性識別和結(jié)合環(huán)境污染物的小分子或大分子探針，稱為______。5.“整合毒理學(xué)”強調(diào)研究多種環(huán)境脅迫因子（包括污染物）______作用下對生物體產(chǎn)生的綜合效應(yīng)。6.基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等高通量分析技術(shù)為環(huán)境毒理學(xué)研究提供了從______到功能層面的系統(tǒng)信息。7.某些環(huán)境污染物可以干擾生物體內(nèi)的______穩(wěn)態(tài)，導(dǎo)致氧化應(yīng)激和細(xì)胞損傷。8.基于分子印跡技術(shù)的固相萃取材料可以用于______和富集環(huán)境樣品中的目標(biāo)污染物。9.評估環(huán)境污染物長期低劑量暴露的潛在風(fēng)險，需要關(guān)注其是否具有______效應(yīng)。10.分子標(biāo)記技術(shù)如______可用于評估污染物對生物體遺傳物質(zhì)的損傷程度。三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題）1.簡述污染物從進(jìn)入生物體到產(chǎn)生毒效應(yīng)的基本過程。2.簡述環(huán)境毒理學(xué)中“生物標(biāo)志物”（biomarker）的概念及其類型。3.簡述基因芯片技術(shù)在環(huán)境毒理學(xué)研究中的主要應(yīng)用。4.簡述納米材料在環(huán)境毒理學(xué)研究中可能帶來的新挑戰(zhàn)和機遇。四、論述題（每題10分，共30分。請結(jié)合所學(xué)知識，深入分析和闡述下列問題）1.論述分子印跡技術(shù)作為一種新興材料在環(huán)境毒理學(xué)樣品前處理與檢測中的應(yīng)用潛力及面臨的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合具體的分子機制，論述環(huán)境污染物如何通過干擾細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路導(dǎo)致毒性效應(yīng)。3.以內(nèi)分泌干擾物為例，論述整合毒理學(xué)方法在評估其環(huán)境風(fēng)險中的必要性和優(yōu)勢，并簡述可能采用的研究策略。---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.A5.C6.D7.B8.B9.C10.B二、填空題1.毒性2.毒性3.核糖核酸酶H(RNaseH)或錯配修復(fù)蛋白(如MSH2)4.分子探針5.協(xié)同6.整體7.酶8.檢測9.非閾值10.微核試驗(或其他如彗星實驗、基因突變分析等具體技術(shù)名稱也可接受)三、簡答題1.解析思路：回答需涵蓋吸收、分布、代謝、排泄（ADME）四個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。首先說明污染物需通過特定途徑（呼吸道、消化道、皮膚等）進(jìn)入生物體（吸收）。隨后，污染物在生物體內(nèi)不同組織器官間進(jìn)行轉(zhuǎn)運和分布。接著，體內(nèi)的酶系統(tǒng)（如細(xì)胞色素P450）對污染物進(jìn)行化學(xué)轉(zhuǎn)化，可能使其毒性降低（代謝/解毒）或升高（活化），并最終通過排泄途徑（腎臟、糞便、膽汁等）排出體外。最后，強調(diào)這些過程共同決定了污染物在體內(nèi)的有效濃度和最終的毒效應(yīng)。2.解析思路：首先定義生物標(biāo)志物是指能夠客觀測量和評估生物體與外界環(huán)境接觸后發(fā)生的反應(yīng)或效應(yīng)的指標(biāo)。然后，根據(jù)其反映的層面分類：接觸生物標(biāo)志物（如體內(nèi)污染物濃度或其代謝物）、效應(yīng)生物標(biāo)志物（如DNA加合物、酶活性改變、細(xì)胞死亡）、易感性生物標(biāo)志物（如遺傳易感性基因型）。簡述每種類型的作用，即分別反映個體是否接觸、接觸后產(chǎn)生的生物體改變、以及個體對環(huán)境因素影響的敏感性。3.解析思路：說明基因芯片（或微陣列）技術(shù)可以在基因、蛋白質(zhì)或代謝物水平上高通量地檢測環(huán)境污染物的生物學(xué)效應(yīng)。具體應(yīng)用包括：篩選具有特定遺傳毒性的化合物、研究污染物對基因表達(dá)譜的影響、監(jiān)測生物體對污染物暴露的應(yīng)答反應(yīng)、評估多種污染物聯(lián)合暴露的效應(yīng)、尋找與污染物敏感性相關(guān)的生物標(biāo)志物等。強調(diào)其能夠提供系統(tǒng)、全面的信息，幫助理解污染物作用的分子機制。4.解析思路：挑戰(zhàn)方面：納米材料的特殊性質(zhì)（尺寸、表面化學(xué)、形貌、穩(wěn)定性等）可能影響其環(huán)境行為（遷移轉(zhuǎn)化）和生物毒性（吸收、分布、毒性效應(yīng)、生物蓄積）；納米材料可能與其成分（金屬納米顆粒）或產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物（如納米材料誘導(dǎo)的ROS）產(chǎn)生協(xié)同毒性；檢測和表征納米材料及其在生物體內(nèi)的命運具有技術(shù)難度；目前缺乏完善的、針對納米材料的毒理學(xué)評價標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。機遇方面：利用納米材料的特性開發(fā)新型環(huán)境污染物檢測傳感器；利用納米材料的高效富集或靶向遞送能力進(jìn)行環(huán)境樣品前處理或體內(nèi)靶向治療；開發(fā)基于納米材料的生物材料用于環(huán)境修復(fù)（如吸附污染物、降解污染物）；利用納米探針在分子水平上研究污染物與生物大分子的相互作用及毒作用機制。四、論述題1.解析思路：首先闡述分子印跡技術(shù)（MIPs）的原理，即通過模板分子（目標(biāo)污染物）和功能單體預(yù)組裝，再交聯(lián)聚合形成聚合物骨架，最后移除模板分子，留下與模板分子具有精確識別位點的空腔結(jié)構(gòu)。論證其在環(huán)境毒理學(xué)中的應(yīng)用潛力：MIPs具有優(yōu)異的特異性（對目標(biāo)污染物選擇性高），可模擬生物受體，用于開發(fā)高選擇性吸附材料，從復(fù)雜環(huán)境樣品（水、土壤、空氣）中高效富集和分離目標(biāo)污染物，提高檢測靈敏度（作為預(yù)富集步驟）；也可制備成傳感器或免疫分析器件，用于現(xiàn)場、快速檢測環(huán)境中的特定污染物。接著分析面臨的挑戰(zhàn)：MIPs材料的制備工藝可能復(fù)雜，成本較高；材料的機械穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性（在環(huán)境或生物條件下）有待提高；如何實現(xiàn)高通量制備和規(guī)模化應(yīng)用；如何將MIPs技術(shù)有效集成到在線監(jiān)測或自動化分析系統(tǒng)中；對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜或易變性的污染物，設(shè)計合成立體化學(xué)匹配的MIPs難度大。2.解析思路：首先說明細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)通路是細(xì)胞感知環(huán)境變化并做出相應(yīng)反應(yīng)的核心機制，涉及一系列蛋白質(zhì)、酶、第二信使等分子組成的級聯(lián)放大網(wǎng)絡(luò)。論述污染物如何干擾這些通路：污染物可以直接與信號通路中的關(guān)鍵分子（如受體、激酶、磷酸酶、離子通道）發(fā)生結(jié)合，改變其結(jié)構(gòu)或活性，導(dǎo)致信號異常放大或抑制；污染物可能誘導(dǎo)或抑制參與信號通路的酶（如MAPK、NF-κB通路中的關(guān)鍵激酶）的表達(dá)或活性；污染物可能干擾細(xì)胞內(nèi)鈣離子、環(huán)磷酸腺苷（cAMP）等第二信使的平衡；污染物引起的氧化應(yīng)激可以直接損傷信號分子或影響膜結(jié)構(gòu)，干擾跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。結(jié)合具體例子，如多環(huán)芳烴（PAHs）可通過激活芳烴受體（AhR）通路影響基因表達(dá)；重金屬離子可通過干擾鈣信號通路或激活NF-κB通路導(dǎo)致炎癥反應(yīng)和細(xì)胞凋亡。最后總結(jié)，這種干擾可能導(dǎo)致細(xì)胞功能紊亂、增殖異常、遺傳損傷、炎癥反應(yīng)等一系列毒性效應(yīng)。3.解析思路：首先定義整合毒理學(xué)是研究多種環(huán)境應(yīng)激因子（包括化學(xué)、物理、生物因素，以及污染物間的相互作用）共同作用下對生物體產(chǎn)生的綜合效應(yīng)的學(xué)科范式。論述內(nèi)分泌干擾物（EDCs）的風(fēng)險評估為何需要整合毒理學(xué)：EDCs的作用機制復(fù)雜，涉及分子、細(xì)胞、個體、群體等多個層次，且常通過非閾值效應(yīng)（低劑量即可能產(chǎn)生效應(yīng)）影響內(nèi)分泌系統(tǒng)；多種EDCs可能共存于環(huán)境中，產(chǎn)生協(xié)同或拮抗效應(yīng)，單一污染物風(fēng)險評估模型難以準(zhǔn)確預(yù)測混合暴露的后果；EDCs的效應(yīng)可能具有時間窗口性（如發(fā)育期暴露的長期影響），需要考慮生命周期的累積效應(yīng)；個體遺傳背景、生活方式等因素會調(diào)制EDCs的易感性，需要考慮個體差異。闡述