2025年大学（智能分子工程）分子设计基础实操测试试题及答案

2025年大学（智能分子工程）分子设计基础实操测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.以下哪种方法常用于智能分子工程中分子结构的初步设计？A.随机搜索算法B.基于量子力学的从头计算法C.经验性分子设计规则D.机器学习辅助设计2.在分子设计中，关于分子动力学模拟，下列说法错误的是？A.可以研究分子的动态行为B.能准确预测分子的所有性质C.可用于优化分子结构D.基于牛顿运动定律3.智能分子工程中，筛选具有特定功能分子的常用技术是？A.凝胶过滤色谱B.亲和筛选C.离子交换色谱D.尺寸排阻色谱4.对于分子设计中使用的量子化学方法，其优点不包括？A.能精确计算分子能量B.可预测分子反应活性C.计算速度快，适用于大规模体系D.能准确描述分子电子结构5.当进行分子设计以提高分子的水溶性时，通常会考虑引入以下哪种基团？A.长链烷基B.芳香环C.磺酸基D.酯基6.智能分子工程中，利用计算机辅助设计时，常用的分子描述符不包括？A.拓扑描述符B.电子描述符C.几何描述符D.颜色描述符7.在分子设计中，为了增强分子的稳定性，可采取的策略是？A.增加不饱和键B.形成分子内氢键C.减少环状结构D.增大分子体积8.关于分子设计中高通量实验技术，以下说法正确的是？A.可同时进行大量实验B.实验结果准确性低C.不适用于筛选大量分子D.不需要自动化设备9.智能分子工程中，设计具有靶向作用的分子时，关键是考虑分子与靶点的？A.形状互补B.颜色匹配C.分子量大小D.电荷分布10.在分子设计过程中，评估分子性质的常用软件工具是？A.PhotoshopB.AutoCADC.GaussianD.Excel第II卷（非选择题共70分）二、填空题（共20分）答题要求：本大题共5小题，每空2分。请将答案填写在题中的横线上。1.智能分子工程中，分子设计的核心目标是实现对分子的______和______的精准调控。2.基于结构的药物设计中，首先要确定药物分子的______，然后通过计算机模拟等方法设计与之匹配的分子结构。3.分子动力学模拟中常用的力场有______和______等。4.在分子设计中引入新的官能团时，需要考虑其对分子的______、______等性质的影响。5.高通量实验技术结合______可以快速筛选出具有潜在应用价值的分子。三、简答题（共20分）答题要求：本大题共2小题，每题10分。请简要回答问题。1简述智能分子工程中分子设计的一般流程。2.说明在分子设计中如何利用量子化学方法优化分子结构。四、材料分析题（共15分）材料：在智能分子工程的分子设计研究中，研究团队想要设计一种新型的具有高效催化性能的分子。他们首先对已知的具有催化活性的分子结构进行了分析，发现活性中心通常具有特定的原子组合和空间构型。然后，利用计算机辅助设计软件，构建了一系列新的分子结构模型，通过调整原子的种类和连接方式，尝试优化分子的催化活性。在设计过程中，还考虑了分子与底物的相互作用，通过分子动力学模拟来预测分子与底物结合的稳定性和反应活性。最后，通过高通量实验技术对设计的分子进行筛选和测试，得到了几种具有较好催化性能的新型分子。答题要求：根据上述材料，回答以下问题。每小题5分，共3小题。请在下方空白区域作答。1.研究团队在设计新型催化分子时，采用了哪些方法来分析已知活性分子结构？2.计算机辅助设计软件在构建分子结构模型中起到了什么作用？3.分子动力学模拟在整个分子设计过程中有什么意义？五、综合论述题（共15分）答题要求：请根据智能分子工程中分子设计的相关知识，论述如何设计一种具有特定功能（如抗菌功能）的分子。要求论述全面，条理清晰，字数在300字左右。请在下方空白区域作答。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、填空题：1.结构性能2.靶点结构3.AmberCHARMM4.物理化学性质生物活性5.计算机辅助设计三、简答题：1.一般流程为：明确设计目标，收集相关分子信息；基于目标和信息，选择合适的设计方法，如计算机辅助设计、量子化学计算等；构建分子结构模型；对模型进行优化和评估，可通过分子动力学模拟等；通过实验技术进行筛选和验证，得到最终设计的分子。2.利用量子化学方法优化分子结构时，首先选择合适的量子化学方法和基组，计算分子的能量、电子密度等。根据计算结果分析分子结构的合理性，如键长、键角等。通过调整原子位置、键的连接方式等对分子结构进行优化，使分子能量降低，稳定性增强，从而得到更优的分子结构。四、材料分析题：1.研究团队对已知活性分子结构进行了直接分析，观察其活性中心的原子组合和空间构型。2.计算机辅助设计软件帮助研究团队快速构建一系列新的分子结构模型，方便调整原子种类和连接方式，从而尝试优化分子的催化活性。3.分子动力学模拟用于预测分子与底物结合的稳定性和反应活性，为分子设计提供重要参考，帮助筛选出更具潜力的分子结构，提高设计的准确性和效率。五、综合论述题：设计具有抗菌功能的分子，首先要明确抗菌靶点，比如细菌细胞壁合成相关的酶等。收集已知抗菌分子信息，了解其结构与活性关系。运用计算机辅助设计构建多种分子模型，考虑引入