2025年大学《分子科学与工程》专业题库—— 分子机器人学.docxVIP

2025年大学《分子科学与工程》专业题库——分子机器人学

考试时间：______分钟总分：______分姓名：______

一、填空题（每空2分，共20分）

1.分子机器人学是______、______、______等学科交叉融合的前沿领域，其基本功能单元通常在______尺度上运作。

2.基于DNA的分子机器人组装常利用______反应或______策略实现精确的序列控制和结构折叠。

3.分子马达是能够实现______转换的分子装置，常见的类型包括利用______梯度的马达和利用______相互作用的马达。

4.驱动分子机器人运动或功能执行的能量来源可以是______、______或特定的______分子。

5.适配体（Aptamer）是一段经过______筛选的核酸或蛋白质链，能够特异性地识别并结合目标分子，在分子识别层面扮演类似______的角色。

二、选择题（每题3分，共30分。请将正确选项的字母填在题后的括号内）

1.下列哪一项不属于分子机器人学目前主要研究的驱动方式？（）

A.光驱动B.化学能驱动C.电场驱动D.分子碰撞驱动

2.DNA纳米机器人主要利用哪种相互作用力来实现结构的精确控制？（）

A.离子键B.共价键C.范德华力D.碱基配对

3.在分子机器人学研究中，扫描隧道显微镜（STM）主要用于？（）

A.大规模分子阵列制备B.纳米尺度的形貌表征和精确操控C.分子间相互作用力测量D.分子信号放大

4.下列哪项技术不属于自下而上的纳米制造方法？（）

A.自组装B.原子层沉积C.精密光刻D.DNAorigami

5.分子机器人应用于药物递送时，其关键优势之一是？（）

A.生产成本极低B.可以实现靶向递送，提高效率，降低副作用C.运动速度极快D.可以自主修复

6.“分子机器人”这一概念最早由谁提出？（）

A.阿尔伯特·爱因斯坦B.理查德·费曼C.马丁·卡普拉斯D.费曼·卡普拉

7.下列哪种物质不常被用作分子机器人中的“燃料”？（）

A.ATPB.H+C.葡萄糖D.DNA链

8.原子力显微镜（AFM）相较于STM，其主要优势在于？（）

A.可以在导电样品表面成像B.可以提供更高的成像分辨率C.更易于在液相环境中操作D.成本更低

9.分子机器人面临的主要挑战之一是？（）

A.材料成本过高B.缺乏足够的驱动力C.无法在复杂环境中工作D.已实现高度智能化

10.适配体技术的核心优势在于？（）

A.可以无限期保存B.识别特异性高，可设计性强C.成本极低D.可以在高温下工作

三、名词解释（每题4分，共20分）

1.分子马达（MolecularMotor）

2.DNAstranddisplacementreaction

3.纳米机器人（Nanorobot）

4.荧光共振能量转移（FRET）

5.自上而下（Top-down）的制造方法

四、简答题（每题6分，共30分）

1.简述分子机器人与传统宏观机器人在结构、驱动方式和功能尺度上的主要区别。

2.简要说明DNAorigami技术如何用于构建分子机器人的基本结构。

3.阐述分子机器人应用于环境监测可能的具体方式和优势。

4.列举至少三种不同的分子机器人可能面临的挑战，并简述其解决思路。

5.解释什么是适配体，并说明其在分子识别领域的重要性。

五、论述题（每题10分，共20分）

1.结合分子科学与工程的专业背景，论述实现自主功能的分子机器人需要克服哪些关键技术瓶颈。

2.从生物医学应用的角度出发，详细论述分子机器人（如药物递送机器人）在未来可能带来的变革性影响，并分析其潜在的风险与伦理问题。

试卷答案

一、填空题（每空2分，共20分）

1.化学，生物学，材料科学，纳米

2.退火，置换

3.化学，光，酶促

4.光照，化学，信号

5.体外，受体

二、选择题（每题3分，共30分）

1.D

2.D

3.B

4.B

5.B

6.B

7.D

8.C

9.B

10.B

三、名词解释（每题4分，共20分）

1.分子马达（MolecularMotor）：指能够在分子尺度上执行机械功，实现能量形式转换（如化学能转化为机械能）的分子装置，通常由特定的蛋白质或合成分子构成。

2.DNAstranddisplacementreaction：一种基于