2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫(kù)——分子科學(xué)與工程專業(yè)發(fā)展趨勢(shì)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項(xiàng)技術(shù)通常被認(rèn)為是合成生物學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵里程碑？A.基因測(cè)序技術(shù)B.CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)C.高通量篩選技術(shù)D.質(zhì)譜分析技術(shù)2.納米材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用中，以下哪種說(shuō)法是不準(zhǔn)確的？A.可用于藥物靶向遞送B.可用于生物成像與傳感C.可用于構(gòu)建人工器官D.對(duì)所有生物體均無(wú)毒性3.“組學(xué)”（Omics）研究范式在分子科學(xué)與工程中扮演著重要角色，以下哪一項(xiàng)不屬于典型的“組學(xué)”范疇？A.蛋白組學(xué)B.轉(zhuǎn)錄組學(xué)C.結(jié)構(gòu)組學(xué)D.代謝組學(xué)4.計(jì)算分子科學(xué)與人工智能（AI）在分子設(shè)計(jì)與材料發(fā)現(xiàn)中的應(yīng)用，主要優(yōu)勢(shì)在于：A.大幅降低實(shí)驗(yàn)成本B.實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)操作C.提高計(jì)算效率，加速篩選過(guò)程D.消除人為偏見(jiàn)，保證結(jié)果絕對(duì)客觀5.微流控技術(shù)（Lab-on-a-Chip）在分子科學(xué)與工程中的主要優(yōu)勢(shì)之一是：A.可大規(guī)模生產(chǎn)復(fù)雜器件B.能夠處理微米級(jí)及以上樣品C.顯著提高樣品通量與靈敏度D.主要應(yīng)用于基礎(chǔ)理論研究6.生物成像技術(shù)的發(fā)展對(duì)生命科學(xué)研究產(chǎn)生了革命性影響，以下哪項(xiàng)技術(shù)代表了從二維平面觀察向三維空間觀察的跨越？A.光學(xué)顯微鏡B.掃描電子顯微鏡C.超分辨率光顯微成像D.X射線衍射7.在當(dāng)前分子科學(xué)與工程的發(fā)展趨勢(shì)中，“綠色化學(xué)”理念強(qiáng)調(diào)的是：A.提高化學(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性B.尋找更昂貴的原材料C.增加化學(xué)反應(yīng)的步驟數(shù)D.忽略反應(yīng)的副產(chǎn)物8.分子科學(xué)與工程與信息科學(xué)的交叉融合，主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于：A.共同的研究對(duì)象是原子和分子B.兩者都需要大量的計(jì)算資源C.分子層面的信息處理與存儲(chǔ)潛力D.兩者都高度依賴實(shí)驗(yàn)設(shè)備9.基因編輯技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用潛力包括：A.提高作物的抗病蟲(chóng)害能力B.增加農(nóng)作物的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值C.調(diào)整作物的生長(zhǎng)周期D.以上都是10.隨著分子科學(xué)與工程技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)從業(yè)人員的核心能力要求日益提高，以下哪項(xiàng)能力不是特別關(guān)鍵？A.扎實(shí)的數(shù)理基礎(chǔ)B.跨學(xué)科知識(shí)整合能力C.熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能D.快速學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力二、填空題（每空1分，共10分）1.納米科技的研究對(duì)象通常在______米到______米尺度范圍內(nèi)。2.分子印跡技術(shù)是一種模擬生物識(shí)別過(guò)程，常用于制備具有特定______功能的材料。3.蛋白質(zhì)工程的核心思想是根據(jù)蛋白質(zhì)的______序列來(lái)設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)、功能和性質(zhì)。4.生物信息學(xué)是利用信息技術(shù)手段分析處理______數(shù)據(jù)和______數(shù)據(jù)的交叉學(xué)科。5.分子束外延（MBE）是一種重要的______技術(shù)，可在原子層尺度上構(gòu)筑薄膜材料。6.單分子研究技術(shù)的發(fā)展使得科學(xué)家能夠觀察和研究______個(gè)分子或顆粒的行為。7.智能材料是指能夠感知外界刺激并作出______響應(yīng)的材料。8.分子科學(xué)與工程的發(fā)展對(duì)解決能源、環(huán)境、健康等全球性挑戰(zhàn)具有重要意義。9.倫理、法律和社會(huì)問(wèn)題（ELSI）是伴隨基因編輯等前沿技術(shù)發(fā)展而日益凸顯的重要議題。10.學(xué)科交叉融合是推動(dòng)分子科學(xué)與工程______發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＨ⒚~解釋（每題3分，共15分）1.分子診斷2.基因治療3.綠色合成化學(xué)4.計(jì)算化學(xué)5.交叉學(xué)科四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述納米材料在環(huán)境監(jiān)測(cè)或治理方面的潛在應(yīng)用。2.簡(jiǎn)述人工智能（AI）在藥物發(fā)現(xiàn)過(guò)程中可能發(fā)揮的關(guān)鍵作用。3.簡(jiǎn)述分子印跡技術(shù)的基本原理及其在分離富集領(lǐng)域的應(yīng)用。4.簡(jiǎn)述單分子科學(xué)研究的意義及其面臨的主要挑戰(zhàn)。五、論述題（10分）當(dāng)前，分子科學(xué)與工程正與人工智能、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)深度融合，請(qǐng)結(jié)合具體實(shí)例，論述這種融合對(duì)學(xué)科發(fā)展可能帶來(lái)的變革性影響。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.C4.C5.C6.C7.A8.C9.D10.C二、填空題1.納米微2.特異性識(shí)別或選擇性吸附3.氨基酸4.生物信息5.物理氣相沉積6.單個(gè)7.功能性8.持續(xù)9.倫理、法律和社會(huì)10.突破性三、名詞解釋1.分子診斷：利用分子生物學(xué)標(biāo)記物（如核酸序列、蛋白質(zhì)等）進(jìn)行疾病檢測(cè)、診斷、預(yù)后判斷和疾病預(yù)防的技術(shù)。2.基因治療：通過(guò)將外源基因?qū)氚屑?xì)胞，以糾正或補(bǔ)償缺陷基因的功能，從而達(dá)到治療疾病目的的治療方法。3.綠色合成化學(xué)：旨在從源頭上減少或消除有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生，對(duì)環(huán)境更友好、更安全的化學(xué)合成方法。4.計(jì)算化學(xué)：利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行理論計(jì)算和模擬來(lái)研究化學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應(yīng)過(guò)程的科學(xué)。5.交叉學(xué)科：指兩個(gè)或多個(gè)學(xué)科相互滲透、交叉融合，形成新的研究領(lǐng)域或知識(shí)體系的應(yīng)用型或理論型學(xué)科。四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：從納米材料的特性（尺寸小、比表面積大、表面效應(yīng)等）出發(fā)，結(jié)合環(huán)境監(jiān)測(cè)（如檢測(cè)污染物、傳感器）和治理（如吸附、降解污染物）的需求進(jìn)行闡述。例如，納米顆粒（如金屬納米顆粒、碳納米管）具有高表面積，可負(fù)載催化劑用于降解污染物；納米傳感器可靈敏檢測(cè)環(huán)境中的微量污染物。2.解析思路：說(shuō)明AI在藥物發(fā)現(xiàn)各環(huán)節(jié)的應(yīng)用，如利用AI進(jìn)行虛擬篩選、預(yù)測(cè)分子性質(zhì)（ADMET）、設(shè)計(jì)新分子結(jié)構(gòu)、優(yōu)化反應(yīng)條件、輔助實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等，強(qiáng)調(diào)其提高效率、降低成本、縮短研發(fā)周期的作用。例如，AI可以快速分析海量化合物數(shù)據(jù)庫(kù)，篩選出具有潛在活性的候選藥物。3.解析思路：解釋分子印跡技術(shù)的基本原理，即模擬生物識(shí)別（如抗原-抗體、酶-底物）過(guò)程，利用功能單體和模板分子、交聯(lián)劑等制備聚合物骨架，去除模板后留下具有特定識(shí)別位點(diǎn)的空腔。應(yīng)用上，利用該空腔可以制備對(duì)特定分子（如藥物、污染物、氨基酸等）具有選擇性吸附或分離功能的材料。4.解析思路：闡述單分子研究能夠突破傳統(tǒng)均相研究的限制，在原子/分子尺度上揭示物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)態(tài)行為和相互作用機(jī)制，對(duì)于理解生命過(guò)程、材料科學(xué)等基礎(chǔ)研究具有重大意義。同時(shí)，也指出面臨的挑戰(zhàn)，如需要昂貴的特殊儀器（如STM、AFM）、樣品制備復(fù)雜、體系尺寸小導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)性差、環(huán)境干擾等。五、論述題解析思路：首先明確融合的核心是數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)與模型預(yù)測(cè)結(jié)合。然后結(jié)合實(shí)例論述：*加速基礎(chǔ)研究：AI可以處理海量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)（如組學(xué)數(shù)據(jù)、光譜數(shù)據(jù)），發(fā)現(xiàn)隱藏的規(guī)律和關(guān)聯(lián)，幫助科學(xué)家提出新的假說(shuō)。例如，AI分析蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)-功能關(guān)系，預(yù)測(cè)新功能。*賦能藥物研發(fā)：AI在靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)、化合物篩選、ADMET預(yù)測(cè)、臨床試驗(yàn)優(yōu)化等方面顯著提高效率和成功率。例如，利用深度學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)藥物與靶點(diǎn)的結(jié)合親和力。*驅(qū)動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新：融合催生了新材料設(shè)計(jì)