2025年大学《化学生物学》专业题库- 生物学中的环境保护与可持续发展

2025年大学《化学生物学》专业题库——生物学中的环境保护与可持续发展考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分）1.下列哪种环境污染物因其难以降解和在生物体内富集的特性，常被化学生物学关注其与生物大分子（如DNA）的加合作用？A.二氧化硫B.多氯联苯（PCBs）C.氮氧化物D.沙尘暴2.在生物修复技术中，利用特定微生物降解石油污染物，该过程主要涉及微生物的哪种代谢途径？A.糖酵解途径B.三羧酸循环C.乙酰辅酶A氧化途径D.上述途径均不直接涉及3.某种污染物能够干扰动植物正常的激素信号传导，这种毒性作用类型最可能属于？A.遗传毒性B.内分泌干扰效应C.免疫毒性D.神经毒性4.从化学生物学角度，解释植物修复重金属的能力时，以下哪个机制描述最为关键？A.植物的光合作用效率B.植物根系分泌的有机酸与重金属离子络合C.植物地上部分的快速生长D.植物对水分的吸收能力5.下列哪项技术直接利用了酶的高效性和专一性，旨在开发更绿色、高效的环境友好型化学合成路线？A.微生物发酵法B.基因编辑技术C.酶工程D.细胞培养技术6.开发利用微生物或植物生产生物燃料（如生物乙醇、生物柴油），体现了生物技术在哪方面的可持续发展应用？A.减少工业废水排放B.替代化石能源，降低碳排放C.提高化肥利用效率D.增强农作物抗病性7.评估一种新型化学物质对水生生物的长期生态风险时，化学生物学研究会重点关注该物质在哪些生物环节的积累和效应？A.大气扩散B.土壤吸附C.生物富集、生物放大和生物累积D.地下水渗透8.绿色合成路线的设计理念中，利用固定化酶催化反应，其主要优势之一是？A.提高反应温度B.减少产物抑制C.增加反应副产物D.降低反应设备投资9.旨在改良作物以高效吸收土壤中重金属，并将其安全转运至收获器官的育种策略，属于生物技术应用于可持续发展的哪方面？A.生物能源开发B.生物基材料生产C.农业环境修复（植物修复）D.生物农药创制10.将基因编辑技术（如CRISPR-Cas9）应用于强化植物对干旱、盐碱等非生物胁迫的耐受性，有助于？A.减少农药使用B.提高水资源利用效率，适应气候变化C.降低土壤有机质含量D.增加土壤重金属污染二、填空题（每空2分，共20分）1.环境污染物通过生物体吸收、分布、代谢和排泄的过程，通常用________来描述其行为。2.某些微生物能够利用有毒的碳氢化合物作为碳源和能源，这种代谢能力在环境修复中被称为________。3.植物修复重金属过程中，根系分泌的________等物质能与重金属离子结合，促进其向根际迁移。4.酶工程在环境领域的一个典型应用是利用固定化酶处理工业废水中的________。5.生物技术通过开发________作物，可以减少对土地和肥料的过度依赖，降低农业面源污染。6.评估污染物毒性时，常用________来衡量暴露剂量与产生特定生物学效应之间的关系。7.利用生物传感器检测环境中的特定污染物，通常是基于酶或抗体等生物分子与污染物发生的________反应。8.“生物基材料”是指完全或部分来源于________的材料，其生产过程更符合可持续发展的要求。9.内分泌干扰物之所以受到关注，是因为它们能够模拟或干扰生物体内的________系统。10.化学生物学对环境伦理的贡献在于提供科学的________，为环境政策制定提供依据。三、简答题（每题5分，共15分）1.简述重金属离子在生物体内与蛋白质结合的可能方式及其生物学意义。2.比较生物修复和化学修复处理石油污染物的原理、优缺点及主要应用场景。3.简要说明利用基因工程改良作物抗除草剂特性的基本思路及其可能带来的环境问题。四、论述题（每题10分，共20分）1.论述化学生物学在开发绿色合成路线（如生物催化）方面的潜力和面临的挑战。2.结合具体实例，论述生物技术（如基因编辑、合成生物学）在应对气候变化带来的环境挑战（如提高作物碳汇能力、开发碳捕集利用与封存生物技术）中的作用和前景。试卷答案一、选择题1.B2.C3.B4.B5.C6.B7.C8.B9.C10.B二、填空题1.生物学吸收、分布、代谢和排泄(ADME)2.石油降解3.挥发酸4.氨基酸/有机污染物5.耐逆6.剂量-效应关系7.特异性8.生物体9.激素10.风险评估三、简答题1.解析思路：首先说明重金属是带正电的离子。然后阐述其可以与蛋白质中的带负电荷基团（如羧基、氨基）发生离子键或静电相互作用。也可能与蛋白质的巯基（-SH）等含硫基团形成较强的共价键（如二硫键）。生物学意义在于：①影响蛋白质的空间构象和活性；②作为信号分子参与细胞应激反应；③若发生在关键酶或结构蛋白上，可能导致毒性效应甚至细胞死亡；④也可作为生物标志物用于环境监测。2.解析思路：生物修复利用微生物或植物的自然代谢能力降解污染物；化学修复使用物理（如吸附、焚烧）或化学（如氧化、还原、中和）方法。生物修复优点：环境友好、成本可能较低、可持续；缺点：处理速度可能较慢、受环境条件影响大、效果预测性差。化学修复优点：处理速度快、效果可控；缺点：可能产生二次污染、能耗高、成本高。应用场景：生物修复适用于处理大面积、低浓度污染；化学修复适用于处理小面积、高浓度污染或需要快速见效的情况。3.解析思路：基本思路是导入抗除草剂基因（如编码除草剂抗性酶的基因）到作物中。该酶能降解或修饰除草剂，使作物不受其危害。优点是：简化杂草管理、减少农药使用量。可能带来的环境问题包括：①产生抗除草剂杂草（通过基因漂移）；②影响非目标生物（如益虫）；③减少生物多样性；④长期单一使用可能导致杂草产生新的抗性。四、论述题1.解析思路：潜力：化学生物学从分子和细胞水平理解酶的功能和调控，为筛选、改造和设计高效、高选择性生物催化剂提供了基础。酶催化条件温和（常温常压、水相、低能耗），环境友好，符合绿色化学原则。利用蛋白质工程、合成生物学等技术可以改造酶活性、稳定性、底物特异性，开发出适用于特定绿色合成路线的酶。面临的挑战：①天然酶的催化效率和适用范围有限；②酶的稳定性、易得性和成本问题；③将酶应用于工业规模反应的工程化挑战（如固定化、反应器设计）；④发现和挖掘具有新颖功能的酶资源。2.解析思路：作用和前景：生物技术可以通过多种途径应对气候变化。基因编辑（如CRISPR）可用于快速改良作物品种，提高其光合效率、水分利用效率、氮利用效率，从而增加碳吸收和固定能力，或增强其在高温、干旱等非生物胁迫下的生存能力。合成生物学可以设计构建新的生物系统，用于直接从大气中捕获二氧化碳（如