2025年大学《化学生物学》专业题库- 生物组织修复与化学材料应用

2025年大学《化学生物学》专业题库——生物组织修复与化学材料应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在题干后的括号内）1.在组织工程的初期阶段，种子细胞在三维支架上附着、增殖和迁移，此过程主要依赖于材料的哪种性能？A.力学强度B.降解速率C.化学稳定性D.生物相容性及表面化学特性2.下列哪种材料通常被认为是理想的组织工程支架材料？A.聚氯乙烯（PVC）B.聚己内酯（PCL）C.聚苯乙烯（PS）D.聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）3.血清常被用作细胞培养基的添加剂，其主要目的是提供哪些物质？A.成纤维细胞生长因子B.胰岛素样生长因子C.转化生长因子-βD.以上所有4.生物材料在体内的降解产物，如果处理不当，可能导致什么问题？A.慢性炎症反应B.组织纤维化C.激发肿瘤形成D.以上都可能5.水凝胶因其良好的水合能力和网络结构，在组织修复中常被用作什么？A.力学支撑结构B.生长因子缓释载体C.细胞直接培养容器D.抗菌屏障6.仿生水凝胶模仿天然细胞外基质（ECM）的成分和结构，其主要优势在于？A.更高的力学强度B.更快的降解速度C.更好的细胞相容性和信号传导D.更低的成本7.对于骨组织修复，理想的生物材料除了具备良好的生物相容性外，还应重点考虑其什么性能？A.可注射性B.高比表面积C.优异的骨传导和骨诱导能力D.快速降解8.原位合成策略是指什么？A.在体外合成好材料再植入体内B.利用体内的生物环境直接合成所需材料C.将材料与细胞在体外混合后植入D.通过外部刺激触发体内材料前体发生反应9.表面改性是改善生物材料性能的常用方法，其目的是什么？A.提高材料的力学模量B.改善材料的生物相容性和细胞粘附能力C.加快材料的降解速率D.增强材料的导电性10.在评价一种新型生物材料是否适用于神经组织修复时，以下哪个指标通常被认为是最重要的？A.材料的透明度B.材料的生物降解性C.材料促进神经元轴突生长的能力D.材料的成本效益二、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述生长因子在组织修复中的作用机制。2.列举三种常用的生物可降解聚合物，并简述其特点。3.解释什么是材料的生物相容性，并列举影响生物相容性的主要因素。4.简述细胞与生物材料相互作用的主要过程。三、论述题（每题10分，共30分。请结合所学知识，深入分析和阐述下列问题）1.论述化学材料在构建具有智能响应功能的组织工程支架中的重要性。2.比较并分析天然高分子材料与合成高分子材料在组织工程中的应用优缺点。3.阐述将化学生物学方法（如表面化学修饰、分子印记技术等）应用于开发新型生物材料，以解决特定组织修复问题的策略和思路。---试卷答案一、选择题1.D2.B3.D4.D5.B6.C7.C8.B9.B10.C二、简答题1.生长因子通过与细胞表面的特定受体结合，激活细胞内信号转导通路，调控细胞增殖、分化、迁移、凋亡等关键过程，从而引导组织再生和修复。它们还能促进细胞外基质的合成与降解，为组织重建提供必要的微环境。2.常用的生物可降解聚合物包括：聚乳酸（PLA），具有较好的生物相容性和可调控的降解速率；聚己内酯（PCL），具有良好的柔韧性和较长的降解时间；壳聚糖，天然高分子，具有良好的生物相容性和促血管生成能力。这些材料在体内可被酶或非酶方式逐步降解，最终代谢产物通常无害。3.材料的生物相容性是指材料植入生物体内后，能够与机体组织和体液相互作用，引发一系列复杂的生理反应，最终达到临床应用要求（如无免疫排斥、无毒性、无致癌性、能支持组织再生等）的综合表现。主要影响因素包括材料的化学成分、物理结构、表面性质、降解产物性质、植入方式、宿主生理状态等。4.细胞与生物材料相互作用是一个复杂的多步骤过程，主要包括：细胞的附着（通过材料表面的粘附分子与细胞表面受体结合）、铺展（细胞形态改变以适应材料表面）、增殖（细胞数量增加）、迁移（细胞向特定方向移动）、分化和表型调控（细胞功能特化），以及最终与材料的整合或分离。三、论述题1.化学材料在构建具有智能响应功能的组织工程支架中至关重要。通过化学方法设计具有特定响应性（如pH、温度、酶、光、电等）的材料结构或表面，可以使支架在体内的特定微环境或外部刺激下发生形态、性质或功能的改变。例如，设计pH敏感的水凝胶，使其在酸性细胞外环境中降解，释放负载的生长因子，精确调控细胞行为和组织再生进程；或设计光响应材料，通过光照精确控制材料降解或药物释放，实现时空可控的修复策略。这种智能响应性能够模拟天然组织的动态调节机制，提高修复效果，减少并发症，是推动组织工程发展的重要方向。2.天然高分子材料（如胶原、壳聚糖、海藻酸盐等）具有良好的生物相容性、优异的细胞相容性和可生物降解性，且来源广泛。它们通常能提供类似天然细胞外基质的微环境，有利于细胞粘附、增殖和分化。然而，其力学性能通常较差，结构均一性不高，且可能存在免疫原性或提纯困难，导致应用受限。合成高分子材料（如PLA、PCL、PEEK等）可以通过化学方法精确控制其分子结构、组成、降解速率和力学性能，具有可重复性好、性能稳定、易于功能化改性等优点。但部分合成材料可能生物相容性较差，降解产物可能引起炎症，且长期安全性有时存在疑虑。因此，在实际应用中常将两者结合，或对天然材料进行化学改性，以结合两者的优点，克服各自的缺点。3.将化学生物学方法应用于开发新型生物材料，是解决特定组织修复问题的有力策略。例如，利用表面化学修饰技术，通过共价或物理吸附等方式，在材料表面接枝特定的化学基团、亲水链段或生物活性分子（如RGD肽、生长因子），可以精确调控材料的表面能、亲疏水性、电荷性质和生物信号，从而改善细胞的粘附、增殖、分化行为，引导组织定向再生。分子印记技术可以制备具有特定分子识别位点（如目标药物、细胞表面分子）的高选择性材料，用于开发高