2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——環(huán)境污染與生物修復(fù)技術(shù)研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題1分，共20分。下列每小題備選項(xiàng)中，只有一個(gè)是符合題意的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)的代表字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。）1.下列哪種生物大分子通常作為污染物在細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)的載體？A.核糖體RNA(rRNA)B.信使RNA(mRNA)C.轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)D.蛋白質(zhì)2.細(xì)胞色素P450酶系主要參與生物體對(duì)污染物的哪種代謝過(guò)程？A.氧化應(yīng)激反應(yīng)B.DNA復(fù)制C.污染物的相I生物轉(zhuǎn)化D.污染物的相II生物轉(zhuǎn)化3.下列哪種分子機(jī)制是某些重金屬離子在生物體內(nèi)積累的重要原因？A.與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合B.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)C.易被生物降解D.與脂質(zhì)過(guò)氧化無(wú)關(guān)4.用于檢測(cè)水體中微量污染物濃度的技術(shù)，屬于環(huán)境污染生物學(xué)的哪一方面？A.污染物毒理效應(yīng)研究B.生物修復(fù)技術(shù)研究C.生物檢測(cè)技術(shù)D.環(huán)境污染物轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制研究5.下列哪種微生物代謝途徑常被用于降解石油類污染物？A.糖酵解途徑B.三羧酸循環(huán)(Krebscycle)C.β-氧化途徑D.乙酰輔酶A途徑6.植物修復(fù)中，植物通過(guò)根系吸收并積累土壤中的重金屬，主要利用了植物的哪種能力？A.光合作用B.根際分泌C.物理屏障作用D.吸收與轉(zhuǎn)運(yùn)能力7.下列哪種酶在利用酶工程進(jìn)行環(huán)境污染治理時(shí)，常被用于降解有機(jī)污染物？A.超氧化物歧化酶(SOD)B.過(guò)氧化氫酶(CAT)C.脫氫酶D.加水分解酶8.生物修復(fù)過(guò)程中，篩選高效降解菌的主要依據(jù)是？A.菌體大小B.耐逆性C.降解效率與代謝能力D.生長(zhǎng)速度9.評(píng)價(jià)一個(gè)生物修復(fù)技術(shù)效果的關(guān)鍵指標(biāo)是？A.修復(fù)成本B.修復(fù)速度C.污染物去除率D.修復(fù)后土壤肥力10.基因工程手段增強(qiáng)生物修復(fù)能力，主要可以通過(guò)什么途徑實(shí)現(xiàn)？A.提高微生物生長(zhǎng)速度B.提高酶的活性C.導(dǎo)入新的降解基因D.增強(qiáng)微生物對(duì)污染物的抗性11.植物修復(fù)相比物理化學(xué)修復(fù)方法，其主要優(yōu)勢(shì)在于？A.修復(fù)速度極快B.成本低，環(huán)境友好C.適用于所有類型污染物D.對(duì)土壤結(jié)構(gòu)破壞小12.細(xì)胞色素P450酶系中，P450酶的輔酶是？A.NADHB.FADC.NADPHD.CoA13.生物傳感器用于環(huán)境污染檢測(cè)時(shí)，其核心部分通常是？A.檢測(cè)器B.信號(hào)轉(zhuǎn)換器C.生物敏感元件D.數(shù)據(jù)處理器14.微生物強(qiáng)化生物修復(fù)(MIBioremediation)的核心思想是？A.利用自然存在的微生物B.降低環(huán)境溫度促進(jìn)微生物活動(dòng)C.人工篩選或基因改造微生物D.增加污染物濃度刺激微生物生長(zhǎng)15.下列哪種環(huán)境因素會(huì)顯著影響植物修復(fù)的效果？A.社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件B.污染物類型與濃度C.政策法規(guī)D.研究人員水平16.原位生物修復(fù)(In-situBioremediation)與異位生物修復(fù)(Ex-situBioremediation)的主要區(qū)別在于？A.使用的微生物種類不同B.修復(fù)場(chǎng)地不同C.是否在污染原址進(jìn)行修復(fù)D.修復(fù)成本不同17.生物修復(fù)過(guò)程中，好氧微生物降解有機(jī)污染物通常需要？A.缺氧環(huán)境B.充足的氧氣供應(yīng)C.低溫環(huán)境D.高濃度二氧化碳18.DNA加合物是污染物如何與生物大分子發(fā)生作用的證據(jù)？A.物理吸附B.共價(jià)結(jié)合C.金屬螯合D.氧化應(yīng)激19.下列哪種技術(shù)常被用于篩選對(duì)特定污染物具有高效降解能力的基因？A.基因測(cè)序B.基因芯片C.PCRD.基因敲除20.生物修復(fù)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障是？A.持續(xù)投入大量資金B(yǎng).微生物群落結(jié)構(gòu)的優(yōu)化與穩(wěn)定C.定期更換修復(fù)材料D.完全依賴外部能源供應(yīng)二、填空題（每空1分，共10分。請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線上。）1.污染物在生物體內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化通常包括相I和相II兩種途徑，其中相I途徑主要涉及污染物的__________和__________。2.某些微生物能夠利用環(huán)境中的污染物作為碳源和能量來(lái)源，這種現(xiàn)象稱為_(kāi)_________。3.植物修復(fù)中，用于衡量植物從土壤中積累污染物能力的指標(biāo)是__________。4.利用固定化酶或固定化細(xì)胞處理污染物的方法屬于__________生物修復(fù)技術(shù)的一種。5.生物傳感器通常由__________、信號(hào)轉(zhuǎn)換器和輸出裝置三部分組成。6.DNA加合物是指污染物或其代謝產(chǎn)物與DNA堿基發(fā)生__________結(jié)合而形成的化學(xué)加合物。7.微生物降解有機(jī)污染物的主要代謝途徑包括__________和__________。8.基因工程改造微生物進(jìn)行生物修復(fù)時(shí)，常用的報(bào)告基因是__________。9.評(píng)價(jià)生物修復(fù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性的主要方面包括修復(fù)成本、__________和修復(fù)效果。10.好氧降解菌降解有機(jī)污染物過(guò)程中的關(guān)鍵酶——好氧呼吸鏈中的細(xì)胞色素復(fù)合體包括復(fù)合體I、__________、復(fù)合體III和復(fù)合體IV。三、名詞解釋（每題2分，共10分。請(qǐng)給出下列名詞的精確定義。）1.生物轉(zhuǎn)化(Biotransformation)2.生物標(biāo)志物(Biomarker)3.植物提取修復(fù)(Phytoextraction)4.固定化酶(ImmobilizedEnzyme)5.原位生物修復(fù)(In-situBioremediation)四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共15分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。）1.簡(jiǎn)述細(xì)胞色素P450酶系在生物體解毒過(guò)程中的作用機(jī)制。2.簡(jiǎn)述植物修復(fù)和微生物修復(fù)各自的主要優(yōu)點(diǎn)和局限性。3.簡(jiǎn)述生物修復(fù)過(guò)程中，篩選和培育高效降解菌常用的方法有哪些。五、論述題（每題25分，共50分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，深入分析和闡述下列問(wèn)題。）1.論述化學(xué)生物學(xué)在開(kāi)發(fā)新型生物傳感器用于環(huán)境污染檢測(cè)中的關(guān)鍵作用和基本原理。2.結(jié)合具體污染物實(shí)例，論述如何構(gòu)建和優(yōu)化高效的異位生物修復(fù)系統(tǒng)，并分析其面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)發(fā)展方向。---試卷答案一、選擇題1.D2.C3.B4.C5.C6.D7.D8.C9.C10.C11.B12.C13.C14.C15.B16.C17.B18.B19.B20.B二、填空題1.氧化還原2.生物降解(或分解代謝)3.生物富集系數(shù)(BFC)4.工程化(或現(xiàn)代生物修復(fù)技術(shù))5.生物敏感元件6.共價(jià)7.β-氧化降解途徑(或β-氧化和降解途徑)8.耐輻射變形桿菌紅螺菌素基因(Lux)9.修復(fù)效率10.復(fù)合體II三、名詞解釋1.生物轉(zhuǎn)化：指生物體（主要是微生物、植物和動(dòng)物）通過(guò)酶促或非酶促反應(yīng)，改變外來(lái)化學(xué)物（污染物）化學(xué)結(jié)構(gòu)的過(guò)程。2.生物標(biāo)志物：指能夠敏感、特異地反映機(jī)體接觸、吸收或體內(nèi)生物效應(yīng)的生物學(xué)指標(biāo)，用于評(píng)價(jià)環(huán)境有害物質(zhì)對(duì)生物體的影響。3.植物提取修復(fù)：指利用植物根系吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)并積累土壤或水體中重金屬或其他污染物，從而降低環(huán)境介質(zhì)中污染物濃度的一種植物修復(fù)技術(shù)。4.固定化酶：指將酶分子或酶細(xì)胞限制在特定空間內(nèi)，并保持其部分或全部生物活性的技術(shù)。5.原位生物修復(fù)：指在污染物所在的現(xiàn)場(chǎng)（土壤、水體等）不改變或只做少量改動(dòng)，通過(guò)添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、調(diào)整環(huán)境條件或引入高效微生物等方法，促進(jìn)微生物降解污染物的修復(fù)技術(shù)。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述細(xì)胞色素P450酶系在生物體解毒過(guò)程中的作用機(jī)制。解析思路：首先指出細(xì)胞色素P450是相I生物轉(zhuǎn)化的核心酶系。然后解釋其作用機(jī)制：該酶系利用分子氧作為電子受體，在NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶的作用下，將污染物（特別是有機(jī)污染物）的苯環(huán)、脂環(huán)等芳香族結(jié)構(gòu)氧化成具有極性的酚羥基或羧基，或?qū)⑵淞u基化、胺化等，從而增加污染物的水溶性，使其更容易被相II結(jié)合酶進(jìn)一步代謝或排出體外。簡(jiǎn)述其廣泛存在的位置（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、線粒體、細(xì)胞核等）和多樣性。2.簡(jiǎn)述植物修復(fù)和微生物修復(fù)各自的主要優(yōu)點(diǎn)和局限性。解析思路：分別闡述兩種修復(fù)方式的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。植物修復(fù)優(yōu)點(diǎn)：環(huán)境友好、成本較低、可應(yīng)用于大面積場(chǎng)地、不破壞土壤結(jié)構(gòu)；缺點(diǎn)：修復(fù)速度相對(duì)較慢、受環(huán)境條件（氣候、土壤類型等）影響大、僅適用于特定類型的污染物和植物種類、可能存在二次污染風(fēng)險(xiǎn)（如收獲的植物體）。微生物修復(fù)優(yōu)點(diǎn)：降解能力強(qiáng)、適用范圍廣、處理效率高、可在原位進(jìn)行、成本相對(duì)較低；缺點(diǎn)：受環(huán)境條件（溫度、pH、氧氣等）限制大、降解過(guò)程可能不完全、存在產(chǎn)生有毒代謝中間體的風(fēng)險(xiǎn)、篩選和培育高效菌種難度大、部分過(guò)程機(jī)理不清。3.簡(jiǎn)述生物修復(fù)過(guò)程中，篩選和培育高效降解菌常用的方法有哪些。解析思路：首先說(shuō)明篩選和培育的目的是獲得能在污染環(huán)境中生存并高效降解目標(biāo)污染物的微生物。然后分別介紹篩選和培育的方法。篩選方法：常用富集分離法（在污染土壤或水中富集目標(biāo)菌，再進(jìn)行分離純化）、直接從污染環(huán)境樣品中篩選、利用選擇性培養(yǎng)基等。培育方法：自然馴化（將微生物置于逐漸提高的污染物濃度下培養(yǎng)）、人工誘變育種（如紫外線、誘變劑處理）結(jié)合篩選、基因工程改造（引入降解基因或增強(qiáng)相關(guān)基因表達(dá)）。五、論述題1.論述化學(xué)生物學(xué)在開(kāi)發(fā)新型生物傳感器用于環(huán)境污染檢測(cè)中的關(guān)鍵作用和基本原理。解析思路：首先闡述生物傳感器的基本組成（生物敏感元件、信號(hào)轉(zhuǎn)換器、輸出裝置）和工作原理（待測(cè)物與生物敏感元件作用產(chǎn)生信號(hào)變化，信號(hào)轉(zhuǎn)換器將生物信號(hào)轉(zhuǎn)換為可讀的信號(hào)輸出）。然后重點(diǎn)論述化學(xué)生物學(xué)的作用和貢獻(xiàn)：*提供生物敏感元件：化學(xué)生物學(xué)提供了多種多樣的生物材料作為敏感元件，如酶（如葡萄糖氧化酶檢測(cè)葡萄糖）、抗體（ELISA檢測(cè)特定分子）、抗原、核酸適配體（aptamer，特異性識(shí)別小分子）、固定化微生物或細(xì)胞（檢測(cè)可代謝底物或變化的環(huán)境參數(shù)）、基因片段（報(bào)告基因系統(tǒng)）等?；瘜W(xué)生物學(xué)的研究有助于深入理解這些生物分子與待測(cè)物相互作用的分子機(jī)制，提高傳感器的選擇性。*揭示分子識(shí)別機(jī)制：化學(xué)生物學(xué)研究有助于揭示生物分子（如酶、抗體、適配體）與目標(biāo)污染物之間特異性識(shí)別和結(jié)合的分子基礎(chǔ)，為設(shè)計(jì)更靈敏、更特異的傳感器提供了理論基礎(chǔ)。*開(kāi)發(fā)新型生物分子：通過(guò)蛋白質(zhì)工程、基因工程等手段改造或設(shè)計(jì)具有特定識(shí)別功能的新型蛋白質(zhì)或核酸分子，可以開(kāi)發(fā)出對(duì)傳統(tǒng)方法難以檢測(cè)的污染物（如新型毒品、環(huán)境激素）具有高靈敏度和選擇性的生物傳感器。*結(jié)合微流控等技術(shù)與傳感器集成：化學(xué)生物學(xué)與微流控、納米技術(shù)等結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)傳感器的小型化、集成化、自動(dòng)化和便攜化，提高檢測(cè)效率和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用能力。最后總結(jié)化學(xué)生物學(xué)在分子識(shí)別、生物材料開(kāi)發(fā)、機(jī)理研究等方面為生物傳感器的設(shè)計(jì)、優(yōu)化和應(yīng)用提供了關(guān)鍵支撐。2.結(jié)合具體污染物實(shí)例，論述如何構(gòu)建和優(yōu)化高效的異位生物修復(fù)系統(tǒng)，并分析其面臨的挑戰(zhàn)與未來(lái)發(fā)展方向。解析思路：首先明確異位生物修復(fù)的定義（將污染土壤或水體轉(zhuǎn)移到處理場(chǎng)地進(jìn)行修復(fù)）。然后分步驟論述構(gòu)建和優(yōu)化的過(guò)程：*污染樣品的收集與預(yù)處理：闡述如何安全、有效地收集污染樣品，并進(jìn)行必要的預(yù)處理（如去除大塊雜物、均質(zhì)化等）。*處理系統(tǒng)的選擇與設(shè)計(jì)：根據(jù)污染物性質(zhì)、場(chǎng)地條件和修復(fù)目標(biāo)選擇合適的處理系統(tǒng)，如土地耕作系統(tǒng)（LandFarming）、堆肥系統(tǒng)（Composting）、生物反應(yīng)器（Bioreactor，包括固定床、流化床等）。設(shè)計(jì)系統(tǒng)的關(guān)鍵參數(shù)，如反應(yīng)器類型、尺寸、填充材料（如土壤、沙子、有機(jī)質(zhì)）、攪拌或通氣方式等。*高效降解菌的篩選與投加：篩選或利用基因工程改造過(guò)的高效降解目標(biāo)污染物的微生物，確定適宜的投加量和投加方式（如直接接種、逐步添加）。*環(huán)境條件的優(yōu)化：調(diào)控和優(yōu)化影響微生物活性的關(guān)鍵環(huán)境因素，如溫度、pH、水分、氧氣供應(yīng)（好氧/厭氧）、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)（氮、磷源）等，以創(chuàng)造最適合微生物生長(zhǎng)和污染物降解的條件。這可能需要監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境參數(shù)并適時(shí)調(diào)整。*過(guò)程監(jiān)控與效果評(píng)估：建立監(jiān)測(cè)方案，定期檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)污染物的濃度變化（如目標(biāo)污染物、中間代謝產(chǎn)物）、微生物群落結(jié)構(gòu)變化、環(huán)境參數(shù)變化等，評(píng)估修復(fù)效果。根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整和優(yōu)化操作參數(shù)。結(jié)合實(shí)例：可以舉例說(shuō)明，如利用篩選出的高效降解石油烴的假單胞菌構(gòu)建生物反應(yīng)器處理含油污泥；或通過(guò)土地耕作系統(tǒng)結(jié)合堆肥處理受多氯聯(lián)苯污染的土壤。接著分析面臨的挑戰(zhàn)：*技術(shù)挑戰(zhàn)：如某些污染物（如持久性有機(jī)污染物POPs、抗生素）降解難、降解徹底性難保證；微生物群落構(gòu)建與穩(wěn)定維