2025年大學(xué)（智能分子工程）分子設(shè)計(jì)基礎(chǔ)實(shí)操測(cè)試試題及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共10小題，每小題3分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.以下哪種方法常用于智能分子工程中分子結(jié)構(gòu)的初步設(shè)計(jì)？A.隨機(jī)搜索算法B.基于量子力學(xué)的從頭計(jì)算法C.經(jīng)驗(yàn)性分子設(shè)計(jì)規(guī)則D.機(jī)器學(xué)習(xí)輔助設(shè)計(jì)2.在分子設(shè)計(jì)中，關(guān)于分子動(dòng)力學(xué)模擬，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是？A.可以研究分子的動(dòng)態(tài)行為B.能準(zhǔn)確預(yù)測(cè)分子的所有性質(zhì)C.可用于優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)D.基于牛頓運(yùn)動(dòng)定律3.智能分子工程中，篩選具有特定功能分子的常用技術(shù)是？A.凝膠過(guò)濾色譜B.親和篩選C.離子交換色譜D.尺寸排阻色譜4.對(duì)于分子設(shè)計(jì)中使用的量子化學(xué)方法，其優(yōu)點(diǎn)不包括？A.能精確計(jì)算分子能量B.可預(yù)測(cè)分子反應(yīng)活性C.計(jì)算速度快，適用于大規(guī)模體系D.能準(zhǔn)確描述分子電子結(jié)構(gòu)5.當(dāng)進(jìn)行分子設(shè)計(jì)以提高分子的水溶性時(shí)，通常會(huì)考慮引入以下哪種基團(tuán)？A.長(zhǎng)鏈烷基B.芳香環(huán)C.磺酸基D.酯基6.智能分子工程中，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，常用的分子描述符不包括？A.拓?fù)涿枋龇鸅.電子描述符C.幾何描述符D.顏色描述符7.在分子設(shè)計(jì)中，為了增強(qiáng)分子的穩(wěn)定性，可采取的策略是？A.增加不飽和鍵B.形成分子內(nèi)氫鍵C.減少環(huán)狀結(jié)構(gòu)D.增大分子體積8.關(guān)于分子設(shè)計(jì)中高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)，以下說(shuō)法正確的是？A.可同時(shí)進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)B.實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確性低C.不適用于篩選大量分子D.不需要自動(dòng)化設(shè)備9.智能分子工程中，設(shè)計(jì)具有靶向作用的分子時(shí)，關(guān)鍵是考慮分子與靶點(diǎn)的？A.形狀互補(bǔ)B.顏色匹配C.分子量大小D.電荷分布10.在分子設(shè)計(jì)過(guò)程中，評(píng)估分子性質(zhì)的常用軟件工具是？A.PhotoshopB.AutoCADC.GaussianD.Excel第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共5小題，每空2分。請(qǐng)將答案填寫在題中的橫線上。1.智能分子工程中，分子設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)分子的______和______的精準(zhǔn)調(diào)控。2.基于結(jié)構(gòu)的藥物設(shè)計(jì)中，首先要確定藥物分子的______，然后通過(guò)計(jì)算機(jī)模擬等方法設(shè)計(jì)與之匹配的分子結(jié)構(gòu)。3.分子動(dòng)力學(xué)模擬中常用的力場(chǎng)有______和______等。4.在分子設(shè)計(jì)中引入新的官能團(tuán)時(shí)，需要考慮其對(duì)分子的______、______等性質(zhì)的影響。5.高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)結(jié)合______可以快速篩選出具有潛在應(yīng)用價(jià)值的分子。三、簡(jiǎn)答題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每題10分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答問題。1簡(jiǎn)述智能分子工程中分子設(shè)計(jì)的一般流程。2.說(shuō)明在分子設(shè)計(jì)中如何利用量子化學(xué)方法優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)。四、材料分析題（共15分）材料：在智能分子工程的分子設(shè)計(jì)研究中，研究團(tuán)隊(duì)想要設(shè)計(jì)一種新型的具有高效催化性能的分子。他們首先對(duì)已知的具有催化活性的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)活性中心通常具有特定的原子組合和空間構(gòu)型。然后，利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，構(gòu)建了一系列新的分子結(jié)構(gòu)模型，通過(guò)調(diào)整原子的種類和連接方式，嘗試優(yōu)化分子的催化活性。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還考慮了分子與底物的相互作用，通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬來(lái)預(yù)測(cè)分子與底物結(jié)合的穩(wěn)定性和反應(yīng)活性。最后，通過(guò)高通量實(shí)驗(yàn)技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)的分子進(jìn)行篩選和測(cè)試，得到了幾種具有較好催化性能的新型分子。答題要求：根據(jù)上述材料，回答以下問題。每小題5分，共3小題。請(qǐng)?jiān)谙路娇瞻讌^(qū)域作答。1.研究團(tuán)隊(duì)在設(shè)計(jì)新型催化分子時(shí)，采用了哪些方法來(lái)分析已知活性分子結(jié)構(gòu)？2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件在構(gòu)建分子結(jié)構(gòu)模型中起到了什么作用？3.分子動(dòng)力學(xué)模擬在整個(gè)分子設(shè)計(jì)過(guò)程中有什么意義？五、綜合論述題（共15分）答題要求：請(qǐng)根據(jù)智能分子工程中分子設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)，論述如何設(shè)計(jì)一種具有特定功能（如抗菌功能）的分子。要求論述全面，條理清晰，字?jǐn)?shù)在300字左右。請(qǐng)?jiān)谙路娇瞻讌^(qū)域作答。答案：第I卷答案：1.C2.B3.B4.C5.C6.D七、B8.A9.A10.C第II卷答案：二、填空題：1.結(jié)構(gòu)性能2.靶點(diǎn)結(jié)構(gòu)3.AmberCHARMM4.物理化學(xué)性質(zhì)生物活性5.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)三、簡(jiǎn)答題：1.一般流程為：明確設(shè)計(jì)目標(biāo)，收集相關(guān)分子信息；基于目標(biāo)和信息，選擇合適的設(shè)計(jì)方法，如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、量子化學(xué)計(jì)算等；構(gòu)建分子結(jié)構(gòu)模型；對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化和評(píng)估，可通過(guò)分子動(dòng)力學(xué)模擬等；通過(guò)實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行篩選和驗(yàn)證，得到最終設(shè)計(jì)的分子。2.利用量子化學(xué)方法優(yōu)化分子結(jié)構(gòu)時(shí)，首先選擇合適的量子化學(xué)方法和基組，計(jì)算分子的能量、電子密度等。根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析分子結(jié)構(gòu)的合理性，如鍵長(zhǎng)、鍵角等。通過(guò)調(diào)整原子位置、鍵的連接方式等對(duì)分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，使分子能量降低，穩(wěn)定性增強(qiáng)，從而得到更優(yōu)的分子結(jié)構(gòu)。四、材料分析題：1.研究團(tuán)隊(duì)對(duì)已知活性分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了直接分析，觀察其活性中心的原子組合和空間構(gòu)型。2.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件幫助研究團(tuán)隊(duì)快速構(gòu)建一系列新的分子結(jié)構(gòu)模型，方便調(diào)整原子種類和連接方式，從而嘗試優(yōu)化分子的催化活性。3.分子動(dòng)力學(xué)模擬用于預(yù)測(cè)分子與底物結(jié)合的穩(wěn)定性和反應(yīng)活性，為分子設(shè)計(jì)提供重要參考，幫助篩選出更具潛力的分子結(jié)構(gòu)，提高設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和效率。五、綜合論述題：設(shè)計(jì)具有抗菌功能的分子，首先要明確抗菌靶點(diǎn)，比如細(xì)菌細(xì)胞壁合成相關(guān)的酶等。收集已知抗菌分子信息，了解其結(jié)構(gòu)與活性關(guān)系。運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)構(gòu)建多種分子模型，考慮引入