2026环保工程师微生物学复习题(附答案)

2026环保工程师微生物学复习题(附答案)一、单项选择题（共20题，每题1.5分。每题的备选项中，只有一个最符合题意）1.在微生物的分类单元中，分类学上的基本单位是（）。A.科B.属C.种D.变种2.下列微生物中，属于原核微生物的是（）。A.酵母菌B.霉菌C.蓝细菌D.草履虫3.革兰氏染色法中，经结晶紫初染和碘液媒染后，细菌细胞内形成了不溶于水的复合物，该复合物主要存在于（）。A.细胞膜B.细胞壁C.细胞质D.核区4.下列关于肽聚糖结构的描述，错误的是（）。A.是原核生物细胞壁特有的成分B.由多糖骨架、四肽侧链和肽桥交织而成C.青霉素的作用机制是抑制肽聚糖的合成D.真核微生物如真菌也含有大量肽聚糖5.芽孢是某些细菌在生长后期形成的休眠体，下列关于其特点叙述不正确的是（）。A.含水量极低，抗逆性强B.芽孢形成是细菌的繁殖方式C.芽孢内含有吡啶二羧酸钙（DPA），有助于耐热性D.一个营养细胞只能形成一个芽孢6.在废水生物处理中，主要利用细菌的（）阶段来去除有机污染物。A.停滞期B.对数生长期C.静止期D.衰亡期7.下列微生物中，属于化能自养型的是（）。A.硝化细菌B.大肠杆菌C.产甲烷菌D.酵母菌8.在好氧活性污泥法中，钟虫等固着型原生动物大量出现，通常指示（）。A.污泥膨胀B.溶解氧不足C.处理效果良好，出水水质清澈D.有机负荷过高9.病毒属于非细胞生物，其繁殖方式称为（）。A.二分裂B.出芽C.复制D.有丝分裂10.能够氧化氨为亚硝酸盐，并将获得的能量用于同化二氧化碳的细菌是（）。A.亚硝化细菌B.硝化细菌C.反硝化细菌D.硫磺细菌11.下列微生物中，最耐高温的是（）。A.大肠杆菌B.芽孢杆菌的芽孢C.霉菌孢子D.酵母菌12.在Monod方程中，当底物浓度S远大于饱和常数时，微生物比生长速率μ接近于（）。A.0B.C.D.13.下列不属于微生物代谢产物的是（）。A.抗生素B.毒素C.酶D.氧气（仅针对某些特定厌氧光合成细菌）14.乳酸菌发酵葡萄糖产生乳酸，这一过程属于（）。A.同型乳酸发酵B.异型乳酸发酵C.酒精发酵D.丁酸发酵15.在生物脱氮除磷工艺中，聚磷菌在厌氧条件下释放磷，在好氧条件下过量摄取磷，其所需的能量主要来自（）。A.氧化有机物B.氧化氨氮C.氧化亚硝酸盐D.水解细胞内聚合物（如PHB）16.下列关于真菌的描述，正确的是（）。A.都是单细胞生物B.细胞壁主要成分是纤维素C.具有性繁殖和无性繁殖两种方式D.在废水处理中不发挥作用17.微生物生长曲线中的静止期，其主要特征是（）。A.菌体生长速度为零B.菌体死亡速度大于生长速度C.底物消耗速度最快D.次级代谢产物大量积累18.下列因素中，对微生物酶活性影响最小的是（）。A.温度B.pH值C.光照强度（针对非光合微生物）D.溶解氧19.在微生物的遗传变异中，转化作用是指（）。A.通过噬菌体将供体DNA传递给受体B.供体菌与受体菌直接接触传递DNAC.受体菌直接吸收环境中的游离DNA片段D.基因发生突然的变异20.水体富营养化主要是由于下列哪种元素含量过高引起的？（）A.碳和氢B.氮和磷C.硫和铁D.钙和镁二、多项选择题（共10题，每题2分。每题的备选项中，有两个或两个以上符合题意，错选不得分，少选得0.5分）21.下列属于细菌特殊结构的是（）。A.鞭毛B.荚膜C.菌毛D.芽孢22.影响微生物生长的温度类型主要有（）。A.低温菌B.中温菌C.高温菌D.超高温菌23.关于微生物营养类型的划分，下列组合正确的有（）。A.光能自养型：蓝细菌B.化能自养型：硝化细菌C.光能异养型：红螺菌D.化能异养型：酵母菌24.稳定塘（氧化塘）中主要的净化作用机制包括（）。A.稀释作用B.沉淀作用C.微生物的代谢降解作用D.水生植物的吸收作用25.下列关于活性污泥丝状膨胀的成因，说法正确的有（）。A.溶解氧浓度过低B.进水有机负荷过低（低负荷膨胀）C.进水营养比例失调（如缺氮）D.pH值适宜26.厌氧消化过程中的主要微生物类群包括（）。A.水解发酵细菌B.产氢产乙酸细菌C.产甲烷菌D.同型产乙酸菌27.微生物检测中的“大肠菌群”具有的特征包括（）。A.革兰氏阴性无芽孢杆菌B.能发酵乳糖产酸产气C.在伊红美蓝培养基上菌落呈紫色D.都是致病菌28.下列物质中，常用作微生物培养基氮源的有（）。A.蛋白胨B.硫酸铵C.尿素D.葡萄糖29.基因重组的方式包括（）。A.转化B.转导C.接合D.突变30.下列关于生物膜的描述，正确的有（）。A.由微生物群体附着在载体表面形成B.存在着好氧层和厌氧层的分层结构C.抗冲击负荷能力比活性污泥强D.剩余污泥量通常比活性污泥法多三、判断题（共15题，每题1分。请判断下列说法的正确性，正确的打“√”，错误的打“×”）31.所有的细菌都具有细胞壁结构。（）32.放线菌属于原核生物，具有菌丝体形态。（）33.霉菌属于原核微生物，是造成食物变质的主要原因之一。（）34.微生物的生长曲线只有在对数期才符合Monod方程的描述。（）35.紫外线杀菌的主要机制是产生臭氧。（）36.在废水生物处理中，F/M值越高，处理效果越好。（）37.产甲烷菌属于专性厌氧菌，对氧气和氧化剂非常敏感。（）38.所有的病毒都含有DNA和RNA两种核酸。（）39.消毒是指杀死物体上所有的微生物（包括芽孢）。（）40.硫酸盐还原菌在厌氧条件下将硫酸盐还原为硫化氢，这有助于消除重金属污染。（）41.原生动物在活性污泥系统中主要起指示作用，不直接降解有机物。（）42.微生物对有机物的降解作用具有彻底性，最终产物通常是二氧化碳和水。（）43.基因突变具有不定向性、稀有性和可逆性。（）44.培养基灭菌通常采用高压蒸汽灭菌法，条件是121℃维持15-30分钟。（）45.生物除磷工艺中，必须通过排放富磷剩余污泥来去除系统中的磷。（）四、填空题（共15题，每题1分）46.微生物命名采用双名法，前一个名称为________名，后一个名称为种加词。47.测定细菌大小的单位通常是________。48.革兰氏阳性菌细胞壁肽聚糖层较________，且含有磷壁酸。49.细菌生长曲线包括停滞期、对数期、静止期和________四个阶段。50.微生物呼吸作用根据最终电子受体的不同，分为有氧呼吸、无氧呼吸和________。51.主动运输方式需要载体蛋白和________，可以逆浓度梯度运输物质。52.在活性污泥法中，表征污泥沉降性能的指标主要有SV（污泥沉降比）和________。53.A/O工艺是缺氧/好氧工艺的简称，其主要功能是________。54.光合微生物中，________（填微生物类群）不含叶绿素，但含有细菌叶绿素，进行不产氧光合作用。55.病毒没有细胞结构，必须________才能进行复制增殖。56.微生物培养基中，碳源、氮源、能源、生长因子、水和________是微生物生长的六大营养要素。57.硝化作用分两步进行，首先由氨氧化菌将氨氧化为亚硝酸，再由亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸氧化为________。58.在污水处理中，当碳氮比（C/N）过低时，容易导致污泥________，影响沉淀效果。59.诱发基因突变的物理因素有紫外线、X射线和________等。60.培养基配制完成后，必须立即进行________，以防止杂菌污染。五、简答题（共5题，每题6分）61.简述革兰氏染色的原理、步骤以及革兰氏阳性菌与阴性菌细胞壁结构的主要差异。62.请解释Monod方程μ=63.简述活性污泥膨胀的类型、成因及其控制措施。64.比较好氧呼吸、无氧呼吸和发酵三种代谢方式在电子受体、产能效率及最终产物方面的异同。65.简述厌氧消化的基本原理（分阶段论述）及其在污泥处理中的优势。六、计算与分析题（共3题，每题10分）66.某细菌在培养过程中，初始数量为个/mL。经过4小时的培养，细菌数量增加至个/mL。假设细菌处于对数生长期，求该细菌的比生长速率μ（单位：）以及代时G（单位：min）。67.在一个连续流完全混合式反应器（CSTR）中进行废水生物处理。已知进水底物浓度=500mg/L，出水底物浓度S=50mg/L。微生物遵循Monod动力学，最大比生长速率=0.5，饱和常数=100mg/L，微生物产率系数Y=0.5mgVSS/mg底物，衰减系数68.某污水处理厂采用活性污泥法，日处理水量Q=10,000/d。曝气池混合液悬浮固体浓度（MLSS）为3000mg/L，曝气池有效容积V=2000。回流污泥浓度=8000答案与解析一、单项选择题1.C解析：微生物分类等级依次为界、门、纲、目、科、属、种。种是分类学上的基本单位。2.C解析：酵母菌和霉菌属于真核微生物（真菌），草履虫属于真核微生物（原生动物），蓝细菌（旧称蓝藻）属于原核微生物。3.B解析：革兰氏染色中，结晶紫与碘液形成不溶性的结晶紫-碘复合物（CV-I复合物），该复合物通过细胞壁的交联作用被锁在细胞内。革兰氏阳性菌细胞壁肽聚糖层厚且交联度高，能锁住复合物；阴性菌肽聚糖层薄，乙醇处理时细胞壁通透性增加，复合物容易洗脱。4.D解析：肽聚糖是原核生物（细菌、放线菌等）细胞壁的特有成分，真菌细胞壁主要成分是几丁质和葡聚糖，不含肽聚糖。5.B解析：芽孢是细菌的休眠体，不是繁殖方式。一个营养细胞只形成一个芽孢，一个芽孢萌发也只生成一个营养细胞，数量未增加。6.B解析：对数生长期微生物代谢旺盛，生长繁殖最快，利用底物的能力最强，是废水处理中去除有机污染物的主要阶段。7.A解析：硝化细菌利用氧化无机物（N或N）产生的化学能同化C，属于化能自养型。大肠杆菌和酵母菌是化能异养型，产甲烷菌是化能自养型（利用/C8.C解析：钟虫等固着型原生动物需要附着在固体上，且需要较好的水质（溶解氧充足，有机物低），它们大量出现通常标志着活性污泥絮体结构良好，出水水质清澈，处理效果好。9.C解析：病毒没有细胞结构，不能进行二分裂等细胞繁殖方式，其增殖过程称为复制（吸附、侵入、复制与合成、装配与释放）。10.A解析：亚硝化细菌（如亚硝化单胞菌）将氨（N）氧化为亚硝酸（N）；硝化细菌（如硝化杆菌）将亚硝酸氧化为硝酸（N）。11.B解析：细菌的芽孢具有极强的耐热性，能耐受100℃煮沸数小时。相比之下，营养体和真菌孢子耐热性较差。12.B解析：当S≫时，分母中的可忽略，≈1，此时μ13.D解析：氧气是某些微生物（如蓝细菌、藻类）代谢的产物或环境中的电子受体，但通常不被归类为“代谢产物”这一概念（代谢产物通常指酶、次级代谢产物如抗生素、毒素等）。此外，厌氧微生物代谢不产生氧气。此题最佳选D，因为A、B、C均为典型的微生物代谢产物。14.A解析：乳酸菌发酵葡萄糖产生乳酸，若产物仅为乳酸，称为同型乳酸发酵（如德氏乳杆菌）；若产物除乳酸外还有乙醇、乙酸等，称为异型乳酸发酵。一般提到“乳酸发酵”指代同型。15.D解析：聚磷菌在厌氧区释放磷并吸收有机物（如乙酸）将其转化为胞内聚合物PHB；在好氧区，聚磷菌分解PHB获得能量，过量摄取水中的磷合成聚磷酸盐。能量主要来自PHB的氧化。16.C解析：真菌有单细胞（酵母）也有多细胞（霉菌），细胞壁成分主要是几丁质，具有有性和无性繁殖。真菌在废水处理（特别是高浓度有机废水、难降解有机物）和堆肥中发挥重要作用。17.A解析：静止期（稳定期），细菌生长速率下降，出生率等于死亡率，菌体总数达到最高峰并保持相对稳定，比生长速率μ趋近于0。18.C解析：温度、pH值、溶解氧是影响微生物生长的关键因子。对于非光合微生物（如大多数处理污水的细菌），光照强度对其酶活性和生长代谢无直接影响。19.C解析：转化是受体菌直接吸收供体菌游离的DNA片段；转导是噬菌体介导；接合是细菌性毛接触传递；突变是基因内部结构的改变。20.B解析：水体富营养化的限制性因子通常是氮和磷，其中磷往往是关键限制因子。二、多项选择题21.ABCD解析：细菌的基本结构是细胞壁、细胞膜、细胞质、核质；特殊结构包括鞭毛（运动）、荚膜（保护）、菌毛（附着/接合）、芽孢（休眠）。22.ABC解析：微生物根据生长温度范围主要分为低温菌（嗜冷菌）、中温菌（嗜温菌）和高温菌（嗜热菌）。虽然存在超嗜热菌，但在一般分类及考试中，通常指前三种。23.ABCD解析：蓝细菌利用光能、C为碳源（光能自养）；硝化细菌利用化学能、C为碳源（化能自养）；红螺菌利用光能、有机物为碳源（光能异养）；酵母菌利用化学能、有机物为碳源（化能异养）。四项均正确。24.ABCD解析：稳定塘是一个复杂的生态系统，物理作用（稀释、沉淀）、化学作用、生物作用（藻菌共生、微生物降解）以及水生植物的吸收净化共同存在。25.ABC解析：丝状膨胀成因包括：溶解氧低（利于丝状菌生长）、低负荷（F/26.ABC解析：厌氧消化理论通常分为三阶段：水解发酵阶段（水解发酵细菌）、产氢产乙酸阶段（产氢产乙酸菌、同型产乙酸菌）和产甲烷阶段（产甲烷菌）。选项A、B、C是核心类群。D选项同型产乙酸菌也参与，但在主要阶段描述中，常被归入产酸阶段或作为辅助途径。本题若按经典三阶段论，选ABC；若按四阶段论，可选ABCD。考虑到“主要微生物类群”，A、B、C是绝对必须的，D也是重要的。但通常教材强调前三类群的代谢转化。这里选择ABC更为稳妥，若题目包含同型产乙酸菌则ABCD。根据大多数环保工程师教材，核心是水解菌、产酸产氢菌、产甲烷菌。27.AB解析：大肠菌群定义：革兰氏阴性、无芽孢杆菌、能发酵乳糖产酸产气。在EMB培养基上，大肠杆菌菌落呈深紫色（带金属光泽），其他大肠菌群可能呈浅紫或粉红。大肠菌群并非都是致病菌，通常作为粪便污染指示菌。28.ABC解析：蛋白胨、硫酸铵、尿素均可提供氮元素。葡萄糖提供碳源和能源。29.ABC解析：基因重组（水平基因转移）包括转化、转导、接合。突变属于基因变异，不属于重组。30.ABC解析：生物膜法抗冲击负荷强，剩余污泥量少（由于食物链长，微生物停留时间长），存在好氧/厌氧分层。D选项错误，生物膜法剩余污泥量通常少于活性污泥法。三、判断题31.×解析：支原体是没有细胞壁的原核微生物。32.√解析：放线菌是原核生物，具有发达的菌丝体（基内菌丝、气生菌丝、孢子丝）。33.×解析：霉菌是真核微生物，不是原核微生物。34.√解析：Monod方程描述的是底物限制情况下的比生长速率，主要适用于分批培养的对数生长期和连续培养的稳态。35.×解析：紫外线杀菌的主要机制是干扰微生物的DNA复制（形成胸腺嘧啶二聚体），而不是产生臭氧（虽然185nm紫外线可产生臭氧，但杀菌主要依靠254nm）。36.×解析：F/M值过高，说明有机负荷超过微生物的降解能力，容易导致出水水质恶化，甚至引起污泥膨胀。37.√解析：产甲烷菌属于古菌，是严格的专性厌氧菌，微量的氧气或氧化剂都会抑制其活性。38.×解析：病毒是只含一种核酸（DNA或RNA）的微生物，不可能同时含有两种。39.×解析：这是“灭菌”的定义。消毒是杀死病原微生物，不一定能杀死芽孢。40.√解析：硫酸盐还原菌产生的S可以与重金属离子反应生成难溶的金属硫化物沉淀，从而去除重金属。41.×解析：原生动物不仅能指示水质，还能吞噬游离细菌和有机颗粒，直接起到净化水质的作用（即“二次掠食”）。42.√解析：在好氧条件下，微生物可将有机物彻底氧化分解为C和O等无机物。43.√解析：这是基因突变的三个主要特征。44.√解析：这是培养基高压蒸汽灭菌的标准条件（通常121℃，15-30分钟，视体积而定）。45.√解析：生物除磷是通过排放富含磷的剩余污泥来实现的，如果不排泥，磷会在系统中循环积累，无法去除。四、填空题46.属47.微米（μm48.厚49.衰亡期50.发酵51.能量（ATP）52.SVI（污泥体积指数）53.生物脱氮54.光合细菌55.寄生（在活细胞内）56.无机盐57.硝酸58.膨胀59.γ射线（或快中子、激光等）60.灭菌五、简答题61.革兰氏染色原理、步骤及结构差异：步骤：1.初染：用结晶紫染色1-2分钟。2.媒染：用碘液媒染1-2分钟（形成复合物）。3.脱色：用95%乙醇脱色15-30秒（关键步骤）。4.复染：用番红复染1-2分钟。原理：利用细菌细胞壁结构的差异。G+菌肽聚糖层厚，脂质含量低，乙醇处理后细胞壁脱水，通透性降低，结晶紫-碘复合物被锁在细胞内，呈紫色；G-菌肽聚糖层薄，脂质含量高，乙醇溶解脂质使细胞壁通透性增加，复合物被洗脱，被番红染成红色。结构差异：G+菌：肽聚糖层厚（20-80nm），含磷壁酸（磷壁酸是G+菌特有），脂质含量极低（<2%）。G+菌：肽聚糖层厚（20-80nm），含磷壁酸（磷壁酸是G+菌特有），脂质含量极低（<2%）。G-菌：肽聚糖层薄（2-3nm），无磷壁酸，具有外膜层（含脂多糖LPS和磷脂），脂质含量高（约20%）。G-菌：肽聚糖层薄（2-3nm），无磷壁酸，具有外膜层（含脂多糖LPS和磷脂），脂质含量高（约20%）。62.Monod方程参数意义及应用：方程：μ参数意义：μ：微生物的比生长速率（）。μ：微生物的比生长速率（）。：最大比生长速率，即底物充足不受限制时的最大生长速率。：最大比生长速率，即底物充足不受限制时的最大生长速率。S：限制性底物的浓度（mg/L）。S：限制性底物的浓度（mg/L）。：半饱和常数，即当μ=时的底物浓度。反映了微生物对底物的亲和力，越小，亲和力越大。：半饱和常数，即当μ=时的底物浓度。反映了微生物对底物的亲和力，越小，亲和力越大。应用价值：Monod方程是废水生物处理动力学的基础。它描述了底物浓度与微生物生长速率之间的关系，可用于计算生物处理反应器所需的容积、预测出水水质、优化运行参数（如控制污泥负荷、确定最佳底物浓度），是活性污泥法、生物膜法设计的核心数学模型之一。63.活性污泥膨胀的类型、成因及控制：类型：主要分为丝状菌膨胀（最常见）和非丝状菌膨胀（菌胶团细菌本身松散，粘性高）。成因：丝状菌膨胀：溶解氧（DO）过低；进水有机负荷过低（低负荷膨胀）；进水营养比例失调（N、P不足）；pH值偏低；水温偏高；进水中含有大量碳水化合物或低分子有机物；硫化物存在等。这些条件有利于丝状菌的过度生长（动力学选择理论、DON理论等）。非丝状菌膨胀：通常发生在高负荷下，细菌分泌大量粘性多糖，结合大量水分，使污泥比重降低，难以沉降。控制措施：调节运行参数：提高DO，调整进水负荷，调节营养配比（投加N、P），调节pH。调节运行参数：提高DO，调整进水负荷，调节营养配比（投加N、P），调节pH。投加化学药剂：投加氯（杀死丝状菌）、投加混凝剂（改善沉降性）。投加化学药剂：投加氯（杀死丝状菌）、投加混凝剂（改善沉降性）。改变工艺流程：设生物选择器（好氧、缺氧、厌氧选择器），利用基质竞争原理抑制丝状菌生长。改变工艺流程：设生物选择器（好氧、缺氧、厌氧选择器），利用基质竞争原理抑制丝状菌生长。64.好氧呼吸、无氧呼吸和发酵的比较：电子受体：好氧呼吸：分子氧（）。好氧呼吸：分子氧（）。无氧呼吸：无机氧化物（如N、S、C等）。无氧呼吸：无机氧化物（如N、S、C等）。发酵：有机物本身（作为最终电子受体）。发酵：有机物本身（作为最终电子受体）。产能效率：好氧呼吸：最高（1分子葡萄糖约产生38个ATP）。好氧呼吸：最高（1分子葡萄糖约产生38个ATP）。无氧呼吸：次之（介于好氧和发酵之间）。无氧呼吸：次之（介于好氧和发酵之间）。发酵：最低（1分子葡萄糖约产生2个ATP）。发酵：最低（1分子葡萄糖约产生2个ATP）。最终产物：好氧呼吸：完全氧化的产物（C、O）。好氧呼吸：完全氧化的产物（C、O）。无氧呼吸：氧化不完全的产物（如、S、C等）。无氧呼吸：氧化不完全的产物（如、S、C等）。发酵：氧化更不完全的简单有机物