环境微生物学练习题及答案

环境微生物学练习题及答案一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1.5分，共30分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。）1.在环境微生物学研究中，将微生物分为原生动物、藻类、真菌和细菌等类群，主要是依据（）。A.营养类型B.细胞形态C.细胞结构和生理生化特征D.生态习性2.下列微生物中，属于化能自养型微生物的是（）。A.大肠杆菌B.硝化细菌C.酵母菌D.霉菌3.在污水处理的好氧活性污泥法中，起主要净化作用的微生物类群是（）。A.产甲烷菌B.硝化细菌C.菌胶团细菌D.蓝细菌4.革兰氏阳性细菌细胞壁特有的化学成分是（）。A.脂多糖B.磷壁酸C.肽聚糖D.蛋白质5.微生物生长曲线中，细菌对不良环境抵抗力最强，且繁殖速度基本为零的时期是（）。A.停滞期B.对数期C.稳定期D.衰亡期6.测定水中细菌总数时，常用的培养基是（）。A.选择性培养基B.鉴别性培养基C.营养肉汤琼脂培养基D.麦康凯琼脂培养基7.下列关于水体富营养化的描述，错误的是（）。A.主要原因是氮、磷等营养元素大量进入水体B.会导致藻类及其他浮游生物迅速繁殖C.溶解氧会持续保持在高水平D.严重时会导致水质恶化、鱼类死亡8.在土壤微生物生态中，数量通常最多的微生物类群是（）。A.放线菌B.真菌C.藻类D.原生动物9.下列消毒方法中，属于物理消毒法的是（）。A.液氯消毒B.臭氧消毒C.紫外线消毒D.二氧化氯消毒10.能够分解纤维素的微生物主要分泌（）。A.淀粉酶B.蛋白酶C.纤维素酶D.脂肪酶11.甲烷发酵（产甲烷过程）主要发生在厌氧消化的（）。A.水解发酵阶段B.产酸产氢阶段C.产乙酸阶段D.产甲烷阶段12.下列指标中，用于表示水体中有机物被微生物氧化分解时所消耗的溶解氧量的是（）。A.CODB.BODC.TOCD.TOD13.微生物修复石油污染土壤时，起关键作用的微生物特性通常是（）。A.产孢子能力强B.产生表面活性剂C.耐高压D.专性厌氧14.在生物膜法处理废水工艺中，生物膜由外向内依次分布的微生物群落大致为（）。A.好氧层、厌氧层B.厌氧层、好氧层C.真菌层、细菌层D.藻类层、细菌层15.下列属于大肠菌群生物学特征的是（）。A.革兰氏阳性、能发酵乳糖产酸产气B.革兰氏阴性、能发酵乳糖产酸产气C.革兰氏阳性、芽孢呈椭圆形D.革兰氏阴性、不分解乳糖16.反硝化作用的环境条件要求是（）。A.有氧、有机物丰富B.缺氧、有硝酸盐存在C.有氧、有硝酸盐存在D.缺氧、无硝酸盐存在17.下列微生物中，常被用作环境污染指示生物的是（）。A.枯草芽孢杆菌B.地衣C.酵母菌D.放线菌18.固氮酶除了具有固氮功能外，还具有的特性是（）。A.对氧气极其敏感B.需要高浓度氧气激活C.只能在酸性条件下工作D.需要光照供能19.在堆肥过程中，为了加速有机物分解并杀灭病原菌，通常需要控制的关键参数是（）。A.水分和pHB.温度和通气C.碳氮比和接种量D.以上都是20.下列关于微生物抗药性的描述，不正确的是（）。A.是指微生物对药物产生了抵抗力B.只能通过基因突变产生C.可以通过R质粒在细菌间传递D.长期滥用抗生素会促进抗药性的产生二、多项选择题（本大题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题列出的五个备选项中有至少两个是符合题目要求的，请将其代码填在题后的括号内。多选、少选、错选均不得分。）1.影响微生物生长的主要物理因素包括（）。A.温度B.pH值C.氧化还原电位D.渗透压E.辐射2.环境中微生物的来源主要包括（）。A.土壤B.水C.空气D.动植物排泄物E.工业废弃物3.下列属于微生物次级代谢产物的是（）。A.抗生素B.毒素C.色素D.氨基酸E.维生素4.典型的活性污泥法污水处理系统通常包含（）。A.曝气池B.二次沉淀池C.污泥回流系统D.剩余污泥排放系统E.格栅5.关于微生物在氮素循环中的作用，下列叙述正确的有（）。A.固氮微生物将大气中的氮气转化为氨B.氨化细菌将有机氮转化为氨C.硝化细菌将氨转化为硝酸盐D.反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气E.所有微生物都能进行固氮作用6.能够降解难降解有机污染物（如多氯联苯）的微生物通常具有哪些特点？（）。A.体内含有质粒编码的降解酶系B.往往是经过长期驯化筛选出来的C.通常是好氧微生物D.代谢速率通常比降解易降解物的微生物快E.往往需要共代谢底物的存在7.水体污染的生物学指标包括（）。A.细菌总数B.大肠菌群数C.叶绿素a含量D.COD值E.pH值8.常见的厌氧生物处理工艺有（）。A.UASB（上流式厌氧污泥床）B.厌氧接触消化工艺C.厌氧滤池D.氧化沟E.SBR（序批式活性污泥法）9.下列关于微生物与重金属关系的描述，正确的有（）。A.微生物可以通过吸附作用富集重金属B.某些微生物可以将高价重金属还原为低价态，从而降低毒性C.所有重金属对微生物都有致死作用D.微生物可以改变重金属在环境中的迁移转化规律E.抗性菌株可以通过酶促机制解毒10.鉴于微生物在环境中的重要性，分子生物学技术在环境微生物学中的应用包括（）。A.16SrRNA序列分析鉴定微生物B.荧光原位杂交（FISH）检测特定微生物C.PCR技术检测微生物功能基因D.变性梯度凝胶电泳（DGGE）分析群落结构E.传统的平板计数法三、判断题（本大题共15小题，每小题1分，共15分。请判断下列各题的正误，正确的打“√”，错误的打“×”。）1.所有的细菌都是致病菌，对环境和人类有害。（）2.紫外线杀菌的主要机理是干扰微生物的DNA复制与转录。（）3.在活性污泥膨胀中，丝状菌的大量繁殖通常是导致膨胀的原因之一。（）4.自养微生物只能利用无机碳源（如CO2）作为碳源，不能利用有机碳源。（）5.霉菌和酵母菌属于原核微生物。（）6.BOD5是指五日生化需氧量，通常用来衡量水中可被生物降解的有机物含量。（）7.所有的固氮微生物都是杆菌，且都是好氧的。（）8.生物膜法中的生物膜脱落是由于膜内微生物老化和厌氧层过厚造成的。（）9.土壤是微生物天然的“大本营”，其微生物数量和种类通常比空气和水体多。（）10.硫酸还原菌在自然界硫循环中起重要作用，且通常在厌氧条件下将硫酸盐还原为硫化氢。（）11.饮用水标准中，检出大肠菌群即表示水体受到了直接的人畜粪便污染。（）12.微生物的代谢多样性使得它们能够降解自然界中绝大多数的有机污染物。（）13.堆肥过程中，高温阶段主要由中温微生物起主导作用。（）14.噬菌体是一种细菌病毒，它可以作为指示生物来检测粪便污染。（）15.环境中的持久性有机污染物（POPs）一旦进入环境，通常无法被微生物降解。（）四、填空题（本大题共20空，每空1分，共20分。请将正确的答案填在题中横线上。）1.微生物按形态学特征主要分为细菌、放线菌、真菌和__________。2.细菌细胞壁的主要成分是__________，它赋予了细菌机械强度和形状。3.微生物生长所需的六大营养要素是碳源、氮源、能源、生长因子、__________和__________。4.理想的培养基除了必须含有合适的营养物质外，还必须具备合适的__________、__________和氧化还原电位。5.在活性污泥法中，衡量污泥沉降性能的常用指标是__________（SV30）和污泥体积指数（SVI）。6.硝化作用分两个阶段进行，首先由__________将氨氧化为亚硝酸，再由__________将亚硝酸氧化为硝酸。7.微生物降解有机物的途径包括有氧降解和__________。8.生物修复技术主要利用微生物的__________作用来清除环境中的污染物。9.大肠菌群是指一群能在37℃、24小时内发酵乳糖产酸产气的__________、无芽孢的革兰氏阴性杆菌。10.水体自净过程中，溶解氧曲线呈__________字形，反映了污染物耗氧与大气复氧的动态平衡。11.常用于检测空气中微生物的采样方法有沉降法、__________和过滤法。12.能够分解蛋白质产生具有腐败臭味胺类物质的细菌称为__________。13.在厌氧消化中，产甲烷菌利用的底物主要是__________和二氧化碳/氢气。14.微生物之间的相互关系包括互利共生、偏利共生、__________和捕食等。15.基因工程菌在环境治理中的应用前景广阔，但必须考虑其__________安全性。16.16SrRNA存在于原核生物的__________中，由于其进化保守性和序列特异性，常被用于微生物分类鉴定。17.土壤酸碱度对微生物分布影响很大，一般细菌和放线菌适宜于__________性环境，而真菌喜欢偏酸性环境。18.紫外线杀菌的最佳波长范围在__________nm左右。19.硝酸盐在缺氧条件下被微生物还原为气态氮气的过程称为__________。20.污泥好氧消化实际上是一个微生物__________自身物质的过程。五、名词解释（本大题共6小题，每小题3分，共18分。）1.环境微生物学2.生物膜3.共代谢4.富营养化5.指示微生物6.污泥膨胀六、简答题（本大题共5小题，每小题6分，共30分。）1.简述微生物在生态系统物质循环中的重要作用。2.比较活性污泥法和生物膜法在污水处理原理及优缺点上的异同。3.简述微生物降解塑料（如聚乙烯、聚乳酸）的可能机制及影响因素。4.什么是水体自净？简述其物理净化、化学净化和生物净化过程。5.简述PCR技术在环境微生物学检测中的主要应用及优势。七、论述题（本大题共2小题，每小题12分，共24分。）1.某湖泊近期出现藻类大量繁殖，鱼类死亡，水质发黑发臭。试从环境微生物学和生态学的角度分析其成因，并提出具体的治理修复方案。2.论述持久性有机污染物（POPs）在环境中的迁移转化规律，以及微生物在POPs污染修复中的应用策略与技术难点。八、计算题（本大题共1小题，共13分。）1.某废水处理厂采用活性污泥法处理生活污水。测得曝气池混合液悬浮固体浓度（MLSS）为3000mg/L，混合液挥发性悬浮固体浓度（MLVSS）为2100mg/L。曝气池容积为1000。进水流量为5000/d，进水BOD5为200mg/L，出水BOD5为20mg/L。(1)计算该系统的BOD去除率。(2)计算以MLSS计的有机负荷（kgBOD5/kgMLSS·d）。(3)若微生物生长遵循Monod方程，μ=，已知最大比生长速率=0.5，饱和常数=50答案与解析一、单项选择题1.C[解析]微生物分类主要依据细胞结构（原核/真核）、形态、生理生化特征等。2.B[解析]硝化细菌利用无机物氧化产生的能量，以CO2为碳源合成有机物，属于化能自养型。3.C[解析]菌胶团细菌是活性污泥的主体，具有吸附和降解有机物的能力。4.B[解析]磷壁酸是革兰氏阳性菌细胞壁特有的成分，G-菌细胞壁特有成分是脂多糖。5.D[解析]衰亡期细菌代谢活性降低，形态改变，对不良环境抵抗力最强。6.C[解析]营养肉汤琼脂培养基是通用的基础培养基，用于计数水中的细菌总数。7.C[解析]富营养化导致藻类爆发，藻类死亡分解消耗大量氧气，导致溶解氧下降，甚至缺氧。8.A[解析]土壤中细菌数量最多，其次是放线菌和真菌。9.C[解析]紫外线属于物理照射杀菌，其他属于化学药剂消毒。10.C[解析]纤维素酶能水解纤维素。11.D[解析]产甲烷阶段是厌氧消化的最后阶段，由产甲烷菌完成。12.B[解析]BOD（BiochemicalOxygenDemand）即生化需氧量。13.B[解析]产生表面活性剂可以增加石油与水的接触面积，促进降解。14.A[解析]生物膜表面供氧充足为好氧层，深处氧气扩散受阻为厌氧层。15.B[解析]大肠菌群定义为G-、无芽孢、能发酵乳糖产酸产气的杆菌。16.B[解析]反硝化作用是在缺氧条件下，反硝化菌利用硝酸盐作为电子受体。17.B[解析]地衣对二氧化硫等敏感，常作为空气污染的指示生物。18.A[解析]固氮酶对氧气高度敏感，遇氧失活。19.D[解析]水分、pH、温度、通气、碳氮比都是堆肥的关键控制参数。20.B[解析]抗药性可通过基因突变或基因水平转移（如质粒、转座子）获得。二、多项选择题1.ABCDE[解析]温度、pH、氧化还原电位、渗透压、辐射均是影响微生物生长的物理因素。2.ABCDE[解析]环境中微生物来源广泛，包括自然环境和人为排放。3.ABC[解析]抗生素、毒素、色素通常属于次级代谢产物；氨基酸、维生素通常是初级代谢产物（也有部分次级）。4.ABCD[解析]曝气池、二沉池、回流系统、剩余污泥排放是活性污泥法核心组成部分，格栅是预处理。5.ABCD[解析]氮循环包括固氮、氨化、硝化、反硝化，并非所有微生物都能固氮。6.ABCE[解析]难降解物降解通常依赖质粒编码酶、驯化、好氧条件及共代谢，代谢速率通常较慢。7.ABC[解析]细菌总数、大肠菌群、叶绿素a是生物学指标；COD是化学指标；pH是物理化学指标。8.ABC[解析]UASB、厌氧接触、厌氧滤池均为厌氧工艺；氧化沟和SBR通常为好氧工艺。9.ABDE[解析]微生物可吸附、转化、改变重金属迁移，抗性菌可解毒；并非所有重金属都有致死作用（低浓度可能有刺激作用）。10.ABCD[解析]16SrRNA、FISH、PCR、DGGE均为分子生物学技术；平板计数是传统方法。三、判断题1.×[解析]绝大多数细菌是非致病的，且在环境净化中起有益作用。2.√[解析]紫外线主要损伤DNA形成胸腺嘧啶二聚体。3.√[解析]丝状菌过度生长是导致污泥膨胀的常见原因。4.×[解析]某些自养微生物（如甲基营养菌）也能利用有机物，但这通常不是它们的主要碳源，不过定义上自养菌利用CO2作为主要碳源，部分具有混合营养能力。但严格来说，自养微生物主要利用无机碳，不能利用有机物作为主要碳源。此题侧重于“只能”，部分自养菌是兼性的，但严格自养菌只能利用CO2。题目表述过于绝对，但在一般教材定义中，自养菌以CO2为唯一或主要碳源。这里判定为错是因为“只能”排除了混合营养的可能性。5.×[解析]霉菌和酵母菌属于真核微生物。6.√[解析]BOD5是标准五日生化需氧量。7.×[解析]固氮菌形态多样（杆状、球状等），且有好氧、厌氧、兼性厌氧之分。8.√[解析]老化脱落是生物膜更新的自然过程。9.√[解析]土壤具有固、液、气三相，营养丰富，适合微生物生存。10.√[解析]硫酸还原菌是厌氧菌，将硫酸盐还原为H2S。11.√[解析]大肠菌群主要存在于温血动物肠道中，检出即指示粪便污染。12.√[解析]微生物具有代谢多样性，是降解POPs的主力。13.×[解析]高温阶段主要由嗜热微生物起主导作用。14.√[解析]特定噬菌体（如大肠杆菌噬菌体）可作为粪便污染指示菌。15.×[解析]许多POPs可以被特定微生物降解，尽管速度可能较慢。四、填空题1.病毒2.肽聚糖3.水源、无机盐4.温度、pH值5.污泥沉降比6.亚硝化细菌、硝化细菌7.无氧降解（或厌氧降解）8.降解（或转化、解毒）9.兼性厌氧10.S11.撞击法（或液体冲击法）12.腐败细菌13.乙酸14.竞争15.生态16.核糖体17.中性或微碱性18.26019.反硝化作用20.内源呼吸（或氧化）五、名词解释1.环境微生物学：研究微生物在自然环境（土壤、水、空气）中的分布、种类、结构、功能、代谢活动及其与外界环境（包括污染物）之间相互作用的规律，并利用这些知识解决环境污染问题的学科。2.生物膜：附着于载体表面，由微生物自身及其胞外聚合物（EPS）组成的复杂粘性膜状结构，在废水处理中起到吸附、降解有机物的作用。3.共代谢：指微生物在有生长底物（初级能源）存在时，对它本身不能利用或生长的物质（非生长底物）进行降解或转化的一类代谢反应。4.富营养化：指大量的氮、磷等植物营养元素进入水体，引起藻类及其他浮游生物爆发性繁殖，溶解氧量下降，水质恶化，鱼类及其他生物大量死亡的现象。5.指示微生物：在正常情况下不存在于环境（或含量极低），一旦出现即表明环境受到了某种特定污染（如粪便污染），或能反映环境质量变化的一类微生物。6.污泥膨胀：指活性污泥法中，污泥结构松散，沉降性能恶化，SVI值升高，导致二沉池泥水分离困难，污泥随出水流失的现象。六、简答题1.微生物是生态系统中的分解者，将动植物残体及有机废弃物分解为无机物（CO2、H2O、无机盐），归还给大自然，促进了碳、氮、磷、硫等元素的生物地球化学循环。没有微生物，物质循环将受阻，生命将难以延续。2.相同点：都是利用好氧微生物降解有机物，都需要供氧，都存在生物絮体（活性污泥或生物膜）。不同点：原理：活性污泥法是悬浮生长系统，微生物悬浮在水中；生物膜法是附着生长系统，微生物附着在滤料上。优点：活性污泥法处理效率高，出水水质好；生物膜法抗冲击负荷能力强，无污泥膨胀，剩余污泥少。缺点：活性污泥法易发生污泥膨胀，运行管理较复杂；生物膜法滤料易堵塞，需要定期反冲洗。3.机制：微生物分泌胞外酶（如酯酶、解聚酶）将高分子塑料聚合物降解为小分子单体（如二聚体、寡聚体），然后摄入细胞内进一步代谢分解为CO2和水。影响因素：塑料的化学结构（结晶度、分子量）、环境条件（温度、pH、氧）、微生物种群（是否具备特异性降解酶）、表面积大小等。4.水体自净：受污染水体在物理、化学和生物作用下，污染物浓度降低，水质恢复到污染前状态的过程。物理净化：稀释、扩散、沉淀、挥发等物理作用使浓度降低。化学净化：氧化还原、酸碱反应、吸附凝聚等化学反应使污染物转化或毒性降低。生物净化：微生物降解有机物，藻类光合作用增氧，原生动物捕食细菌等生物活动净化水质。5.应用：检测环境中特异性微生物（如致病菌、指示菌）、分析微生物群落结构多样性、检测功能基因（如降解基因、抗性基因）。优势：灵敏度高、特异性强、检测速度快、可以检测不可培养微生物。七、论述题1.成因分析：（1）外源输入：大量含有氮、磷的生活污水和工业废水排入湖泊，导致营养盐过剩