2025年大学《资源化学》专业题库- 生物化学与生物技术的交叉探索

2025年大学《资源化学》专业题库——生物化学与生物技术的交叉探索考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项前的字母填在题后的括号内，每小题2分，共20分）1.下列哪一项不是生物化学与资源化学交叉领域的研究范畴？A.利用微生物提取稀有金属B.开发基于生物质的高性能催化剂C.应用基因编辑技术改良作物的矿质营养吸收D.研究纯碱工业中的化学平衡原理2.在生物冶金（Bioleaching）过程中，用于溶解金属离子的关键酶是？A.淀粉酶B.蛋白酶C.腺苷三磷酸酶D.黄铁矿氧化酶3.将外源基因导入微生物细胞以获得特定代谢产物，这一技术属于？A.细胞工程B.基因工程C.发酵工程D.酶工程4.下列哪种生物能源技术直接利用光合作用产生的物质？A.生物质气化B.微藻生物柴油C.燃料电池D.地热能利用5.生物传感器在资源化学领域的应用不包括？A.矿区酸性废水的在线监测B.水体中重金属离子的快速检测C.工业废气中挥发性有机物的定量分析D.固体废弃物中可燃物的热值测定6.下列关于利用酶进行资源转化的叙述，错误的是？A.酶催化具有高效性、专一性B.酶催化条件温和，能耗低C.酶易于分离纯化和固定D.酶的成本通常低于化学催化剂7.在利用微生物降解石油污染物时，主要利用了微生物的？A.固着生长能力B.厌氧呼吸作用C.酶的降解功能D.耐高盐特性8.下列哪种生物质成分是目前生物基高分子材料研究的主要对象？A.蛋白质B.油脂C.纤维素和半纤维素D.木质素9.生物修复技术相较于传统物理化学修复方法，其主要优势之一是？A.处理效率高、速度快B.技术成熟、操作简单C.无需额外能源输入，环境友好D.投资成本低、维护方便10.基于固定化细胞的生物转化工艺，其核心挑战在于？A.细胞失活B.产物易分离C.催化剂用量少D.反应条件温和二、填空题（请将答案填写在横线上，每空2分，共20分）1.生物技术通过改造或利用生物体，实现对资源的______、______和______。2.生物传感器通常由______和______两部分组成。3.在生物基化学品的生产中，利用微生物发酵法生产______是研究的热点。4.影响微生物在资源转化过程中效率的关键因素包括微生物的______、环境______和代谢途径______。5.______是连接生物化学与资源化学的重要桥梁，它使得利用生物系统解决化学问题成为可能。三、简答题（请简要回答下列问题，每题5分，共20分）1.简述酶固定化的主要方法及其在资源化学应用中的意义。2.比较基因工程改造微生物与化学诱变在获得资源利用高效菌株方面的主要区别。3.简述生物修复技术处理重金属污染的基本原理。4.解释什么是生物基化学品，并列举至少两种常见的生物基化学品。四、论述题（请结合具体实例，深入分析和阐述下列问题，每题10分，共30分）1.论述生物冶金技术在现代矿产资源开发中的优势及其面临的挑战。2.选择一种特定的资源（如废旧塑料、工业废水、矿业废弃物等），详细阐述生物化学与生物技术如何协同作用实现其高值化利用或环境友好化处理。3.展望未来，生物化学与生物技术将在资源化学领域发挥哪些更重要的作用？并分析可能存在的瓶颈和解决方向。试卷答案一、选择题1.D2.D3.B4.B5.D6.D7.C8.C9.C10.A二、填空题1.开发利用保护2.感应器信号处理系统3.乳酸4.遗传特性pH值缺口5.生物转化三、简答题1.答案：主要方法包括：吸附法、包埋法、共价结合法、交联法等。意义在于：提高酶的稳定性、重复使用性，降低成本，便于与反应底物和产物分离，扩大反应器体积与反应物接触面积。解析思路：考察对固定化酶技术的掌握。需列出常见方法，并重点阐述固定化带来的好处，如稳定性、可重复使用、易于分离等，这些是其在工业应用中的核心价值。2.答案：基因工程是通过分子生物学手段精确修饰生物体遗传物质，定向改造其性状；而化学诱变是利用化学诱变剂随机改变生物体的遗传物质，具有不定向性。基因工程效率高、目标明确，但技术要求高；化学诱变操作相对简单，但效果不可控，可能产生不良突变。解析思路：考察对两种育种方法的本质区别和特点的理解。需从原理（定向vs随机）、效率、效果可控性、技术要求等方面进行比较。3.答案：基本原理是利用能降解重金属的微生物（或其产生的酶），将有毒的重金属离子转化为毒性较低或无毒的形态（如离子形态、共价结合态），或通过微生物的吸收、积累、转化作用，将重金属从污染环境转移到生物体内，从而降低环境中的重金属浓度。解析思路：考察对生物修复原理的掌握。需说明微生物或酶的作用方式，是改变重金属化学形态（化学转化）还是将其吸收积累（物理化学过程），最终目标是减少环境中的重金属污染。4.答案：生物基化学品是指以生物质为原料，通过生物过程（如微生物发酵、酶催化）或化学过程（生物催化）生产的化学品。例如：乙醇、乳酸、氨基酸、生物基塑料（如聚乳酸）等。解析思路：考察对核心概念“生物基化学品”的定义和实例的掌握。需明确其原料来源（生物质）和合成途径（生物或生物催化）。四、论述题1.答案：优势：环境友好（条件温和、减少化学污染），资源利用率高（可利用低品位资源），操作简单（可连续化），减少能耗和废弃物。挑战：反应速率可能较慢，产物分离纯化困难，酶或微生物易失活，对反应条件要求苛刻，成本控制问题，技术成熟度有待提高。解析思路：考察对生物冶金技术优缺点的全面认识。需从环境、经济、效率、技术等多个维度进行辩证分析，既要点明其相对于传统冶金的优势，也要客观分析其当前面临的技术和经济挑战。2.答案：（示例：以废旧塑料为例）废旧塑料是重要的资源浪费和环境问题。生物化学与生物技术可协同利用：首先，通过筛选或基因工程改造能降解塑料的微生物（如细菌、真菌）；其次，利用微生物产生的酶（如聚酯水解酶）在适宜条件下催化降解塑料，将其分解为小分子有机物；最后，通过优化发酵工艺和后处理技术，将降解产物转化为乳酸、乙醇等生物基化学品，实现资源化利用，或将其用于生产生物能源，变废为宝。解析思路：考察综合运用跨学科知识解决实际问题的能力。要求选择一个具体实例，清晰描述生物化学（酶的作用）和生物技术（微生物选育/改造）如何分别发挥作用以及如何协同，形成一个完整的资源转化或环境治理方案。3.答案：未来将发挥更重要作用：如开发高效微生物催化剂用于清洁能源生产（如生物制氢）、高附加值化学品合成；利用合成生物学设计新型生物转化途径，突破现有代谢瓶颈；结合组学技术深入理解生物过程，为资源转化提供理论基础；应用于极端环境资源利用（如地热、盐湖资源）；发展智能化生物传感器实时监控资源转化过程。瓶颈：酶的稳定性与活性有待提高，反应动力学与热力学匹配问题，底物特异性与产物抑制，成本经济性，规模化生产工艺开发。解决方向：定向进化、蛋白