2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——植物生物化學(xué)成分的生物活性研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡(jiǎn)述植物界五大類主要有機(jī)化合物（碳水化合物、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸、天然產(chǎn)物）的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其在細(xì)胞中承擔(dān)的主要功能。二、植物次生代謝產(chǎn)物在生態(tài)系統(tǒng)和人類生活中具有重要意義。請(qǐng)列舉三類常見(jiàn)的植物次生代謝產(chǎn)物，并分別說(shuō)明其一至兩種主要生物活性。三、描述體外生物活性篩選模型的基本原理。以一個(gè)具體的例子（如抗腫瘤活性篩選）說(shuō)明如何選擇合適的細(xì)胞模型，并簡(jiǎn)述評(píng)價(jià)篩選結(jié)果的關(guān)鍵指標(biāo)。四、從植物組織中提取目標(biāo)生物活性成分是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。請(qǐng)簡(jiǎn)述溶劑提取法的基本原理，并列舉至少三種不同的色譜分離技術(shù)，說(shuō)明各自的基本原理和主要區(qū)別。五、波譜學(xué)在天然產(chǎn)物結(jié)構(gòu)鑒定中扮演著至關(guān)重要的角色。請(qǐng)分別說(shuō)明核磁共振（NMR）和質(zhì)譜（MS）在確定化合物分子式、連接方式和立體結(jié)構(gòu)方面的基本原理和作用。六、天然產(chǎn)物是新藥研發(fā)的重要來(lái)源。請(qǐng)簡(jiǎn)述從發(fā)現(xiàn)具有生物活性的植物粗提物到獲得純化化合物并確定其結(jié)構(gòu)的一般研究流程。七、試述植物生物堿類化合物生物合成的一個(gè)典型途徑，并簡(jiǎn)述其結(jié)構(gòu)與生物堿生理活性（如生理作用、藥理活性）之間可能存在的構(gòu)效關(guān)系。八、結(jié)合你所學(xué)的知識(shí)，論述利用現(xiàn)代化學(xué)生物學(xué)技術(shù)（如基因組學(xué)、代謝組學(xué)）研究植物次生代謝產(chǎn)物生物合成途徑的潛力和優(yōu)勢(shì)。試卷答案一、*解析思路：此題考察對(duì)植物基礎(chǔ)化學(xué)成分的系統(tǒng)掌握。解析應(yīng)分別闡述五類化合物的核心結(jié)構(gòu)特征（如單糖、多糖、脂肪酸、氨基酸、核苷酸、苷元、酚類結(jié)構(gòu)單元等）和它們?cè)谥参锷顒?dòng)中的核心功能（如能量?jī)?chǔ)存與傳遞、結(jié)構(gòu)組成、信息傳遞、防御與信號(hào)等）。需點(diǎn)明結(jié)構(gòu)與功能的對(duì)應(yīng)關(guān)系。二、*解析思路：此題考察對(duì)植物次生代謝產(chǎn)物多樣性和生物活性的認(rèn)知。解析需列舉三類典型次生代謝產(chǎn)物（如生物堿、類黃酮、皂苷等），并對(duì)其主要的、有代表性的生物活性進(jìn)行描述（如生物堿的抗菌、神經(jīng)毒性；類黃酮的抗氧化、抗癌；皂苷的表面活性、生理活性等）。每種活性需簡(jiǎn)要說(shuō)明其生物學(xué)意義或潛在應(yīng)用價(jià)值。三、*解析思路：此題考察體外活性篩選的基本原理和應(yīng)用。解析應(yīng)首先闡述體外篩選模型是利用特定的細(xì)胞或生物系統(tǒng)模擬體內(nèi)環(huán)境，通過(guò)體外實(shí)驗(yàn)快速評(píng)估化合物對(duì)特定生物靶點(diǎn)或過(guò)程的效應(yīng)。以抗腫瘤為例，解析需說(shuō)明選擇何種細(xì)胞模型（如腫瘤細(xì)胞系、特定腫瘤來(lái)源的成纖維細(xì)胞等），并指出評(píng)價(jià)方法，如細(xì)胞存活率（MTT法）、凋亡率檢測(cè)、相關(guān)蛋白表達(dá)變化等關(guān)鍵指標(biāo)，以及如何根據(jù)這些指標(biāo)判斷化合物的活性強(qiáng)弱。四、*解析思路：此題考察植物化學(xué)成分提取與分離的基礎(chǔ)知識(shí)。解析需說(shuō)明溶劑提取法的原理是利用目標(biāo)成分在不同溶劑中溶解度的差異進(jìn)行提取。然后列舉至少三種色譜技術(shù)（如薄層色譜TLC、柱色譜CC、高效液相色譜HPLC），分別簡(jiǎn)述其分離原理（基于吸附、分配、分子大小等）和主要區(qū)別（如操作簡(jiǎn)便性與效率、分離范圍、應(yīng)用場(chǎng)景等）。五、*解析思路：此題考察波譜學(xué)在結(jié)構(gòu)鑒定中的應(yīng)用。解析需分別說(shuō)明NMR和MS的原理及作用。NMR解析原理在于利用原子核在磁場(chǎng)中的行為，通過(guò)吸收特定頻率的射頻脈沖，提供原子核種類、數(shù)目、化學(xué)環(huán)境、連接方式等信息，進(jìn)而推斷分子結(jié)構(gòu)。MS原理在于利用電場(chǎng)或磁場(chǎng)分離電荷為m/z比不同的離子，通過(guò)測(cè)定離子峰的m/z比和豐度，提供化合物的分子量、碎片信息，幫助確定分子式、結(jié)構(gòu)單元和連接方式。需強(qiáng)調(diào)兩者互補(bǔ)性。六、*解析思路：此題考察天然產(chǎn)物藥物研發(fā)流程。解析應(yīng)描述一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)流程：從植物資源普查與篩選（尋找活性植株）->粗提物制備與初步活性篩選->活性組分分離純化（利用各種色譜技術(shù)）->純化化合物的波譜學(xué)結(jié)構(gòu)鑒定->結(jié)構(gòu)確證與活性確證->（可選）藥代動(dòng)力學(xué)研究->（可選）體內(nèi)活性評(píng)價(jià)->成藥性研究。每一步驟都是必不可少的環(huán)節(jié)，缺一不可。七、*解析思路：此題結(jié)合具體實(shí)例考察生物合成途徑與活性的關(guān)系。解析需選擇一個(gè)具體的植物生物堿生物合成途徑（如從甲氨蝶呤途徑衍生出喹啉類，或從酪氨酸/苯丙氨酸衍生出異喹啉類等），簡(jiǎn)述關(guān)鍵酶促反應(yīng)步驟。然后分析其結(jié)構(gòu)特征（如氮原子位置、雜環(huán)體系、取代基等）如何影響其生理作用或藥理活性（如堿性、脂溶性、與生物靶點(diǎn)結(jié)合能力等），闡述構(gòu)效關(guān)系的基本概念。八、*解析思路：此題考察對(duì)前沿技術(shù)的理解和知識(shí)整合能力。解析應(yīng)首先闡述傳統(tǒng)研究方法的局限性（如依賴已知結(jié)構(gòu)或活性引導(dǎo)）。然后論述組學(xué)技術(shù)（基因組學(xué)揭示合成途徑基因，轉(zhuǎn)錄組學(xué)揭示表達(dá)調(diào)