2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——生物技術(shù)在生物材料加載中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)）1.下列哪種材料通常被認(rèn)為是天然生物材料？（）A.聚乳酸（PLA）B.硅橡膠C.殼聚糖D.聚乙二醇（PEG）2.在生物材料加載中，利用電場(chǎng)驅(qū)動(dòng)帶電分子（如DNA）跨膜的技術(shù)稱為？（）A.吸附法B.電穿孔C.層層自組裝D.基因槍法3.對(duì)于需要長(zhǎng)期、緩釋的藥物遞送，以下哪種生物材料通常表現(xiàn)出更好的優(yōu)勢(shì)？（）A.具有快速降解特性的明膠B.具有緩慢降解特性的聚乳酸-羥基乙酸共聚物（PLGA）C.表面親水性強(qiáng)的二氧化硅D.生物相容性差的聚氯乙烯（PVC）4.下列哪項(xiàng)不是影響生物材料與目標(biāo)分子（如藥物、基因）加載效率的關(guān)鍵因素？（）A.材料的表面電荷B.加載物的分子量大小C.環(huán)境的pH值D.材料的顏色深淺5.在組織工程中，用于構(gòu)建細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）模擬支架的生物材料應(yīng)具備的主要特性是？（）A.極高的機(jī)械強(qiáng)度B.快速的生物降解C.與細(xì)胞外基質(zhì)成分相似的結(jié)構(gòu)和化學(xué)組成D.完全不可透水6.將多個(gè)生物大分子（如蛋白質(zhì)、核酸）通過逐層沉積的方式組裝成納米結(jié)構(gòu)的技術(shù)稱為？（）A.溶劑萃取法B.層層自組裝（LbL）C.微流控噴印D.冷凍干燥法7.用于基因治療，將外源基因?qū)肽繕?biāo)細(xì)胞的生物材料通常需要具備？（）A.高效的抗菌性能B.優(yōu)異的物理化學(xué)穩(wěn)定性C.能與核酸分子有效復(fù)合并保護(hù)其完整性的能力D.快速溶解于血液8.下列哪種方法不屬于物理加載技術(shù)？（）A.超聲波輔助加載B.共價(jià)鍵合法C.電穿孔D.離心法9.在生物傳感器中，生物材料常被用作載體或識(shí)別元件，其主要目的是？（）A.提供結(jié)構(gòu)支撐B.增強(qiáng)材料的導(dǎo)電性C.提高生物分子的固定效率與檢測(cè)信號(hào)D.延長(zhǎng)傳感器的使用壽命10.提高生物材料加載效率，同時(shí)又要保證負(fù)載分子（尤其是活細(xì)胞或大分子）活性的策略通常涉及？（）A.選擇高濃度的加載試劑B.優(yōu)化加載條件（如時(shí)間、溫度、電場(chǎng)強(qiáng)度等）C.使用表面活性劑來增強(qiáng)材料的親水性D.忽略材料的生物相容性要求二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.生物材料在生物技術(shù)中扮演著重要的角色，例如可以作為__________、__________或__________的載體。2.影響生物材料加載后性能的關(guān)鍵因素之一是材料的__________，它決定了材料與周圍環(huán)境（如細(xì)胞）的相互作用。3.電穿孔技術(shù)利用__________暫時(shí)改變細(xì)胞膜脂質(zhì)雙分子層的通透性，以實(shí)現(xiàn)外源物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞。4.殼聚糖是一種天然陽(yáng)離子多糖，常通過__________的方式與其他帶負(fù)電的分子（如DNA）結(jié)合進(jìn)行加載。5.在藥物遞送系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)靶向性，常在生物材料表面修飾__________。6.層層自組裝技術(shù)利用帶相反電荷的聚電解質(zhì)或納米粒子交替沉積，形成的結(jié)構(gòu)具有__________和__________的特點(diǎn)。7.細(xì)胞治療中，常使用生物材料構(gòu)建__________，為細(xì)胞提供生存、增殖和分化所需的微環(huán)境。8.微流控技術(shù)通過精確控制流體在微通道內(nèi)的流動(dòng)，可用于__________和__________生物材料加載過程。9.生物材料的安全性不僅指__________（無毒性），還包括在體內(nèi)代謝產(chǎn)物是否__________。10.將生物材料加載到固體基底表面常用的方法有__________和__________。三、名詞解釋（每題4分，共16分）1.生物相容性2.藥物遞送系統(tǒng)(DDS)3.電穿孔4.層層自組裝(LbL)四、簡(jiǎn)答題（每題6分，共18分）1.簡(jiǎn)述物理吸附法在生物材料加載中的基本原理及其主要優(yōu)點(diǎn)。2.比較化學(xué)鍵合法和物理吸附法在生物材料加載方面的主要區(qū)別。3.在生物材料加載過程中，如何調(diào)控加載條件以提高加載效率和生物活性？五、論述題（每題10分，共20分）1.論述天然生物材料（如膠原蛋白、殼聚糖）在生物技術(shù)（特別是生物材料加載領(lǐng)域）中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與局限性。2.針對(duì)一種特定的生物材料加載應(yīng)用（如腫瘤靶向藥物遞送或組織工程支架制備），分析當(dāng)前加載技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出可能的解決方案或未來發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.D5.C6.B7.C8.B9.C10.B二、填空題1.藥物、基因、細(xì)胞2.表面性質(zhì)3.電場(chǎng)4.共價(jià)偶聯(lián)5.靶向配體（或抗體、適配子）6.納米級(jí)厚度、高度可調(diào)7.組織工程支架8.精確控制加載量、實(shí)現(xiàn)復(fù)雜圖案化加載9.急性毒性/全身毒性、無毒害10.物理吸附、共價(jià)鍵合三、名詞解釋1.生物相容性：指生物材料與生物體（活體組織、細(xì)胞）接觸時(shí)，能夠引起適宜的生理反應(yīng)（如無免疫排斥、無毒性、無致敏、無致癌等），并能在體內(nèi)穩(wěn)定存在或按設(shè)計(jì)要求降解消失的特性。2.藥物遞送系統(tǒng)(DDS)：是指能夠?qū)⑺幬铮ɑ蚧钚晕镔|(zhì)）按照預(yù)定方式、在預(yù)定時(shí)間、以預(yù)定速率遞送到目標(biāo)部位，從而提高藥物療效、降低毒副作用的一系列技術(shù)或載體系統(tǒng)。3.電穿孔：一種利用短暫、高強(qiáng)度的電場(chǎng)脈沖暫時(shí)性增加細(xì)胞膜（或其他生物膜）的通透性，形成可逆或不可逆的孔道，使外源分子（如DNA、RNA、蛋白質(zhì)、小分子藥物）能夠進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的技術(shù)。4.層層自組裝(LbL)：一種基于交替吸附帶相反電荷的聚電解質(zhì)或納米粒子（或其他帶電分子）在基底表面或在水溶液中自組裝形成納米級(jí)多層膜結(jié)構(gòu)的原位、可控制備技術(shù)。四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：首先回答物理吸附法的原理，即利用材料表面與被加載分子之間的范德華力、靜電引力等非共價(jià)鍵相互作用。然后，重點(diǎn)闡述其主要優(yōu)點(diǎn)，如操作簡(jiǎn)單、條件溫和（通常在水溶液或生理?xiàng)l件下進(jìn)行）、對(duì)生物分子變性破壞小、可逆性（改變條件可解吸）、易于制備多層結(jié)構(gòu)等。2.解析思路：首先對(duì)比兩者的結(jié)合方式，物理吸附是分子間作用力，可逆；化學(xué)鍵合是共價(jià)鍵或離子鍵，不可逆。然后比較效果，物理吸附量通常有限，易受環(huán)境影響；化學(xué)鍵合牢固，穩(wěn)定性高。再比較適用性，物理吸附適合對(duì)環(huán)境敏感的分子或需要可控制備多層結(jié)構(gòu)的情況；化學(xué)鍵合適合需要長(zhǎng)期穩(wěn)定固定的應(yīng)用。最后可簡(jiǎn)述設(shè)備要求，物理吸附通常設(shè)備簡(jiǎn)單；化學(xué)鍵合可能需要特殊反應(yīng)條件或設(shè)備。3.解析思路：從加載物和材料兩方面考慮。對(duì)加載物，可考慮其濃度、帶電情況、分子大小；對(duì)材料，可考慮其表面性質(zhì)（電荷、化學(xué)基團(tuán)）、形態(tài)（孔徑、比表面積）、表面修飾。加載條件方面，可考慮pH值（影響帶電和結(jié)合）、離子強(qiáng)度（影響靜電相互作用）、溫度（影響分子運(yùn)動(dòng)和反應(yīng)速率）、電場(chǎng)參數(shù)（電穿孔）、壓力（超聲波）、時(shí)間、溶劑體系等。最后總結(jié)，通過優(yōu)化這些因素可以協(xié)同調(diào)控，達(dá)到在提高加載效率的同時(shí)最大限度地保持生物分子的活性和功能。五、論述題1.解析思路：*優(yōu)勢(shì)：從來源天然、生物相容性好、生物安全性高、可生物降解（符合體內(nèi)環(huán)境）、表面化學(xué)性質(zhì)易于修飾等方面論述其優(yōu)勢(shì)。結(jié)合具體實(shí)例，如膠原蛋白作為細(xì)胞支架、殼聚糖用于藥物遞送或組織修復(fù)等。*局限性：從結(jié)構(gòu)均一性差、力學(xué)性能不穩(wěn)定、批次間差異大、純化困難、降解產(chǎn)物可能引起免疫反應(yīng)或炎癥、規(guī)模化生產(chǎn)難度等方面論述其局限性。可以對(duì)比合成材料在可控性、穩(wěn)定性、重復(fù)性等方面的優(yōu)勢(shì)。2.解析思路：*選擇應(yīng)用場(chǎng)景：明確是針對(duì)腫瘤靶向藥物遞送還是組織工程支架制備，或自選一個(gè)具體場(chǎng)景。*分析挑戰(zhàn)：*腫瘤靶向：可涉及如何提高載體對(duì)腫瘤組織的特異性富集（如利用EPR效應(yīng)或主動(dòng)靶向）、如何克服腫瘤血管的滲透性屏障、如何實(shí)現(xiàn)藥物在腫瘤內(nèi)部的時(shí)空控制以避免脫靶效應(yīng)和副作用、如何保護(hù)藥物在血液循環(huán)中不被過早清除、如何確保藥物在腫瘤部位有效釋放等。*組織工程：可涉及如何構(gòu)建具有與天然組織相似力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)的支架、如何促進(jìn)細(xì)胞在支架上良好附著、增殖和分化、如何實(shí)現(xiàn)細(xì)胞與支架材料的有效相互作用、如何控制支架的降解速率以匹配組織再生速度、如何集成生長(zhǎng)因子等信號(hào)分子以引導(dǎo)組織再生等。*提出解決方案/發(fā)展方向：基