《環(huán)境微生物》試題庫及答案一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.下列微生物中，屬于原核微生物的是（）A.酵母菌B.霉菌C.藍(lán)細(xì)菌D.傘菌答案：C2.硝化細(xì)菌的營養(yǎng)類型是（）A.光能自養(yǎng)型B.化能自養(yǎng)型C.光能異養(yǎng)型D.化能異養(yǎng)型答案：B3.產(chǎn)甲烷菌在分類上屬于（）A.細(xì)菌域B.古菌域C.真核生物域D.病毒答案：B4.環(huán)境中分解纖維素的主要微生物是（）A.假單胞菌B.纖維素分解菌（如纖維單胞菌）C.大腸桿菌D.金黃色葡萄球菌答案：B5.活性污泥法中，起主要絮凝作用的微生物是（）A.絲狀真菌B.菌膠團(tuán)細(xì)菌C.原生動物D.微型后生動物答案：B6.下列微生物中，屬于專性厭氧微生物的是（）A.枯草芽孢桿菌B.產(chǎn)甲烷菌C.大腸桿菌D.硝化細(xì)菌答案：B7.微生物降解石油烴的關(guān)鍵酶是（）A.纖維素酶B.蛋白酶C.加氧酶D.淀粉酶答案：C8.好氧堆肥過程中，高溫階段的優(yōu)勢微生物是（）A.嗜冷菌B.嗜溫菌C.嗜熱菌D.耐堿菌答案：C9.用于檢測水中糞便污染的指示微生物是（）A.金黃色葡萄球菌B.沙門氏菌C.大腸桿菌D.枯草芽孢桿菌答案：C10.反硝化細(xì)菌的主要代謝產(chǎn)物是（）A.N?B.NH?C.NO??D.H?S答案：A11.下列環(huán)境因素中，對微生物生長影響最小的是（）A.溫度B.光照（非光合微生物）C.pHD.氧氣濃度答案：B12.微生物進(jìn)行無氧呼吸時，最終電子受體不包括（）A.NO??B.SO?2?C.O?D.CO?答案：C13.下列屬于真核微生物的是（）A.放線菌B.支原體C.酵母菌D.衣原體答案：C14.環(huán)境中降解多氯聯(lián)苯（PCBs）的主要微生物是（）A.紅球菌屬B.大腸桿菌C.乳酸菌D.甲烷八疊球菌答案：A15.好氧生物處理中，微生物分解有機(jī)物的最終產(chǎn)物是（）A.CH?、CO?B.CO?、H?OC.H?S、NH?D.有機(jī)酸、醇類答案：B16.厭氧消化過程中，將乙酸轉(zhuǎn)化為甲烷的微生物是（）A.乙酸營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌B.氫營養(yǎng)型產(chǎn)甲烷菌C.硫酸鹽還原菌D.反硝化細(xì)菌答案：A17.微生物的比表面積大，其生理意義是（）A.增強(qiáng)運(yùn)動能力B.提高物質(zhì)交換效率C.增加抗逆性D.促進(jìn)孢子形成答案：B18.用于判斷活性污泥沉降性能的指標(biāo)是（）A.MLSS（混合液懸浮固體）B.SVI（污泥體積指數(shù)）C.COD（化學(xué)需氧量）D.BOD（生化需氧量）答案：B19.下列微生物中，能進(jìn)行生物固氮的是（）A.根瘤菌B.硝化細(xì)菌C.反硝化細(xì)菌D.產(chǎn)甲烷菌答案：A20.環(huán)境中汞的甲基化主要由（）完成A.硫酸鹽還原菌B.硝化細(xì)菌C.酵母菌D.大腸桿菌答案：A二、填空題（每空1分，共20分）1.微生物的營養(yǎng)類型可分為光能自養(yǎng)型、光能異養(yǎng)型、化能自養(yǎng)型和（化能異養(yǎng)型）。2.革蘭氏陽性菌的細(xì)胞壁主要成分是（肽聚糖）和磷壁酸。3.環(huán)境微生物中，（古菌）是一類能在極端環(huán)境（如高溫、高鹽）中生存的原核生物。4.活性污泥中的微生物群落主要包括細(xì)菌、（真菌）、原生動物和微型后生動物。5.微生物降解有機(jī)物的主要方式包括（氧化分解）和還原分解。6.硝化作用分為兩個階段：氨氧化為亞硝酸（由（亞硝化細(xì)菌）完成）和亞硝酸氧化為硝酸（由硝化細(xì)菌完成）。7.反硝化作用是指（硝酸鹽）在厭氧條件下被還原為氮?dú)獾倪^程。8.產(chǎn)甲烷菌的能量代謝依賴于（甲烷）的生成，其電子供體通常為H?、乙酸或甲醇。9.環(huán)境中重金屬的微生物修復(fù)機(jī)制包括生物吸附、（生物轉(zhuǎn)化）和生物沉淀。10.好氧堆肥的四個階段是升溫階段、（高溫階段）、降溫階段和腐熟階段。11.微生物的生長曲線包括延遲期、（對數(shù)期）、穩(wěn)定期和衰亡期。12.檢測水中大腸菌群的常用方法是（多管發(fā)酵法）或濾膜法。13.絲狀菌過度繁殖會導(dǎo)致活性污泥（膨脹），影響沉淀性能。14.石油烴的微生物降解通常需要（氧氣）參與，關(guān)鍵酶是加氧酶。15.厭氧消化的三階段理論包括水解發(fā)酵階段、（產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸階段）和產(chǎn)甲烷階段。16.微生物的抗逆性機(jī)制包括形成（芽孢）、產(chǎn)生保護(hù)蛋白或積累相容溶質(zhì)。17.環(huán)境中硫的循環(huán)涉及（硫化作用）（還原態(tài)硫氧化為硫酸鹽）和反硫化作用（硫酸鹽還原為H?S）。18.用于生物脫氮的微生物主要包括（硝化細(xì)菌）和反硝化細(xì)菌。19.微生物的次級代謝產(chǎn)物（如抗生素）通常在生長的（穩(wěn)定期）產(chǎn)生。20.環(huán)境中難降解有機(jī)物（如PAHs）的微生物降解常需要（共代謝）作用，即微生物利用其他碳源提供能量進(jìn)行降解。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）1.所有原核微生物都沒有核膜，但可能有質(zhì)粒。（√）2.產(chǎn)甲烷菌只能在嚴(yán)格厭氧條件下生存。（√）3.活性污泥中的原生動物（如鐘蟲）主要起捕食細(xì)菌、凈化水質(zhì)的作用。（√）4.硝化細(xì)菌是化能異養(yǎng)型微生物。（×）（解析：硝化細(xì)菌是化能自養(yǎng)型）5.微生物的比表面積越小，越有利于物質(zhì)交換。（×）（解析：比表面積越大，物質(zhì)交換效率越高）6.好氧生物處理中，有機(jī)物的分解速率通常高于厭氧處理。（√）7.所有病毒都能在環(huán)境中獨(dú)立復(fù)制。（×）（解析：病毒需宿主細(xì)胞才能復(fù)制）8.硫酸鹽還原菌在厭氧條件下可將SO?2?還原為H?S。（√）9.微生物的延遲期是指接種后立即進(jìn)入對數(shù)生長的階段。（×）（解析：延遲期是適應(yīng)環(huán)境的階段）10.生物修復(fù)中，添加營養(yǎng)鹽（如N、P）可促進(jìn)土著微生物的降解能力。（√）四、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述革蘭氏染色的原理及步驟。答案：原理：革蘭氏陽性菌（G?）細(xì)胞壁含大量肽聚糖，結(jié)構(gòu)致密，乙醇脫色時脫水導(dǎo)致孔徑縮小，結(jié)晶紫-碘復(fù)合物保留，呈紫色；革蘭氏陰性菌（G?）細(xì)胞壁肽聚糖少，脂類多，乙醇溶解脂類后孔徑增大，復(fù)合物被洗脫，復(fù)染后呈紅色。步驟：①涂片固定；②結(jié)晶紫初染1min；③碘液媒染1min；④95%乙醇脫色30s；⑤沙黃復(fù)染1min；⑥水洗、干燥、鏡檢。2.說明微生物在生物修復(fù)中的主要作用機(jī)制。答案：①降解作用：微生物通過酶促反應(yīng)將污染物分解為CO?、H?O等無害物質(zhì)（如石油烴被加氧酶降解）；②轉(zhuǎn)化作用：改變污染物的化學(xué)形態(tài)（如將Hg2?轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性Hg?，或甲基汞轉(zhuǎn)化為無機(jī)汞）；③吸附作用：微生物細(xì)胞表面的官能團(tuán)（如羥基、羧基）吸附重金屬離子；④固定作用：通過代謝產(chǎn)物（如硫酸鹽還原菌產(chǎn)生H?S與重金屬形成硫化物沉淀）。3.比較好氧呼吸與厭氧呼吸的異同。答案：相同點(diǎn)：均為微生物的生物氧化過程，通過電子傳遞鏈產(chǎn)生ATP；不同點(diǎn)：①最終電子受體：好氧呼吸為O?，厭氧呼吸為NO??、SO?2?、CO?等；②能量產(chǎn)生效率：好氧呼吸（1mol葡萄糖產(chǎn)生38molATP）高于厭氧呼吸（通常<10molATP）；③代謝產(chǎn)物：好氧呼吸為CO?、H?O，厭氧呼吸為CH?、N?、H?S等；④適用環(huán)境：好氧呼吸需有氧環(huán)境，厭氧呼吸在缺氧或無氧環(huán)境中進(jìn)行。4.分析溫度對微生物代謝活動的影響。答案：①低溫（<15℃）：酶活性降低，代謝緩慢，微生物處于休眠狀態(tài)（嗜冷菌可生長）；②最適溫度（20-40℃）：酶活性最高，代謝速率最快（嗜溫菌為主）；③高溫（>45℃）：酶變性失活，細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞（嗜熱菌可在50-80℃生長）；④極端高溫（>100℃）：多數(shù)微生物死亡（僅少數(shù)超嗜熱古菌可生存）。溫度波動會影響微生物群落結(jié)構(gòu)（如高溫階段嗜熱菌取代嗜溫菌），進(jìn)而影響污染物降解效率（如堆肥高溫期加速有機(jī)物分解）。5.描述活性污泥法中微生物的組成及各自功能。答案：①細(xì)菌：占比最大（約90%），主要為菌膠團(tuán)細(xì)菌（如動膠菌屬），負(fù)責(zé)絮凝和降解有機(jī)物；絲狀菌（如球衣菌屬）維持污泥結(jié)構(gòu)，但過度繁殖會導(dǎo)致膨脹；②真菌：少量存在（如鐮刀菌），參與難降解有機(jī)物（如纖維素）的分解；③原生動物：如鐘蟲、輪蟲，捕食游離細(xì)菌，提高出水透明度；④微型后生動物：如線蟲、輪蟲，捕食原生動物和細(xì)菌，調(diào)控微生物種群平衡。各微生物協(xié)同作用，完成有機(jī)物降解、氮磷轉(zhuǎn)化和污泥絮凝。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述微生物在污水處理中的應(yīng)用及關(guān)鍵微生物類群的功能。答案：微生物在污水處理中起核心作用，主要通過好氧、厭氧或缺氧工藝去除有機(jī)物、氮、磷等污染物。（1）好氧處理（如活性污泥法、生物膜法）：-關(guān)鍵微生物：菌膠團(tuán)細(xì)菌（如動膠菌屬）、硝化細(xì)菌（亞硝化單胞菌、硝化桿菌）、原生動物（鐘蟲）。-功能：菌膠團(tuán)細(xì)菌分泌胞外聚合物（EPS）形成污泥絮體，吸附并降解有機(jī)物（如碳水化合物、蛋白質(zhì)）為CO?和H?O；硝化細(xì)菌將NH??氧化為NO??（硝化作用），去除氨氮；原生動物捕食游離細(xì)菌，減少出水懸浮物。（2）厭氧處理（如UASB反應(yīng)器）：-關(guān)鍵微生物：水解發(fā)酵菌（如梭菌屬）、產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌（互營單胞菌屬）、產(chǎn)甲烷菌（甲烷八疊球菌、甲烷絲菌）。-功能：水解發(fā)酵菌將大分子有機(jī)物（如纖維素、脂肪）分解為有機(jī)酸、醇類；產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸菌將其轉(zhuǎn)化為乙酸、H?和CO?；產(chǎn)甲烷菌利用乙酸或H?+CO?生成CH?（厭氧消化），實現(xiàn)有機(jī)物的穩(wěn)定化和能源回收。（3）生物脫氮除磷：-脫氮：反硝化細(xì)菌（如假單胞菌屬）在缺氧條件下將NO??還原為N?（反硝化作用）；-除磷：聚磷菌（如不動桿菌屬）在好氧條件下過量吸收磷（以聚磷酸鹽形式儲存），通過排泥去除磷。綜上，微生物通過代謝活動將污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)或能源，是污水處理的核心驅(qū)動力。2.分析環(huán)境中重金屬污染的微生物修復(fù)機(jī)制，并舉例說明。答案：微生物修復(fù)重金屬污染的機(jī)制主要包括生物吸附、生物轉(zhuǎn)化和生物沉淀，具體如下：（1）生物吸附：微生物細(xì)胞表面的官能團(tuán)（如-COOH、-OH、-NH?）通過離子交換、絡(luò)合等作用吸附重金屬離子。例如，酵母菌細(xì)胞壁的幾丁質(zhì)和葡聚糖可吸附Pb2?、Cd2?，常用于含重金屬廢水的預(yù)處理。（2）生物轉(zhuǎn)化：微生物通過酶促反應(yīng)改變重金屬的價態(tài)或形態(tài)，降低其毒性或遷移性。例如：-硫酸鹽還原菌（SRB）在厭氧條件下將SO?2?還原為H?S，H?S與Pb2?、Zn2?等反應(yīng)生成難溶的金屬硫化物沉淀（如PbS、ZnS）；-汞還原菌（如假單胞菌）分泌汞還原酶，將毒性強(qiáng)的Hg2?還原為揮發(fā)性Hg?，從環(huán)境中逸出；-甲基化與去甲基化：某些微生物（如產(chǎn)甲烷菌）可將無機(jī)汞轉(zhuǎn)化為甲基汞（毒性更強(qiáng)），但也有微生物（如脫硫弧菌）可將甲基汞降解為無機(jī)汞，降低毒性。（3）生物沉淀：微生物代謝產(chǎn)物（如碳酸鹽、磷酸鹽）與重金屬反應(yīng)生成沉淀。例如