环境微生物学题库

澈生物学

一、名称解释

1、芽抱：某些细菌在其生长发育后期，在细胞内形成的一个圆形或椭圆形、壁厚、含水量低、抗屈性强的休眠构造。

2、耐受性定律：每种生物对环境因素都有•个耐受范围，任何环境因素超过某种生物的耐受限度（上限或下限），都会影

响该种生物的生存。

3、基因：基因是一切生物体内储存遢传信息的、有自我复制能力的遗传功能单位。

4、水体富营养化：是指氮、磷等营养物质大量进入水体，使藻类和浮游生物旺盛繁殖，从而破坏水体生态平衡的现象。

湖泊、内海、港湾、河口等缓流水体易发牛.富营养化。

5、菌落：将细菌接种在固体培养基上，在适宜的条件下进行培养，细菌就迅速地开始生长，形成一个由无数细菌组成的子细

胞群体。

7、胁迫：是指•种显著偏离生物适宜生长范闱的环境因素水平，它可引发生物功能变化。

8、生物固氮:是指将氮气复原为氨的生物过程。

9、菌株：是指任何一个独立别离的单细胞（或单个病毒粒广）繁殖而成的纯种群体及其后代。

10、非遗传型变异：是指由于遗传物质结构发生改变而导致微生物某些性状的改变。

11、基因重组：具有不同性状的生物个体的遗传基因从一个生物体转移至另一个牛.物体内，使遗传基因重新组合后形成

新的遗传型个体的过程。

12、阿利规律：种群密度适宜时，种群生长最快；密度太低或太高都会同制种群生长。

生长因子：通常指那些微生物生长所必需而且需要量很小，但微生物自身不能合成或合成量缺乏以满足机体生长需要的

有机化合物。分为维生素、竟基酸与噪吟与喀呢三人类。

13、活性污泥:是活性污泥法净化有机废水的主体，它是微生物及其吸附物组成的生物絮体。

14、消毒:指杀死或消除所有病原微生物的方法，可到达防止传染病传播的目的。

15、糖酵解:乂称EMP途径，是细胞将葡萄糖转化为丙酮酸的代谢途径。

最小因子定律:任何因子的存在量低于某种生物的最小量时，这种因子即成为决定该物种生存或分布的根本因素。

16、蓝细菌:乂名蓝藻或蓝绿藻，是一类进化历史悠久、革兰氏染色阴性、无鞭毛、含叶绿素和藻蓝素（但不形成叶绿体）、

能进行产氧性光合作用的大型原核微生物。

17、灭菌:指杀死物品中所有微生物的方法，分为干热灭菌和湿热灭菌。

18、驯化:面对胁迫，生物会产生适应性变化，使生长恢复到正常状态。这种在环境压力定向作用下发生的生物生态幅的

变化，成为驯化。

19、微生物:是指肉眼看不见或看不清楚的微小生物的总称。

二、填空

1、微牛.物呼吸场所的细胞器是一线粒体

2、加大接种量可控制少量污染菌的繁殖是利用微生物间的_拮抗一关系。

3、根据最终电子受体性质的不同，有机物的生物氧化可分为一呼吸、厌氧呼吸和发酵_______。

4、碳源对微生物的功能是为微生物合成细胞物质提供各种含碳物质和为微生物生命活动提供能量一。

5、在革兰氏染色中，一般使用的染料是结晶紫染色液、碘液和番红染色液—。一

6、人类通过微生物生产的食品有—酸奶、啤酒等_

7、革兰氏阳性菌细胞壁的主要成分为_肽聚糖.

8,侵染寄主细胞后不引起细胞裂解的噬菌体称为一温和噬菌体

9,具有特定结构和功能的亚细胞结构为细胞器_。

10.代谢调节可发生在一转录水平、翻译水平和蛋白质—水平。

11、微生物分类中根本的分类单位是__种______。

12、蓝藻的营养类型为一光能自养型_____。

13、病毒的主要成分是一核酸和蛋白质--

14、根据利用碳源不同，微生物可分为一养型和异养型

15、葡萄糖经EMP途径后牛.成一丙弱酸_,

三、简答题

1、简述+壤的自净作用.

土壤-植物系统是陆地生态系统的根本结构和功能单元。它能通过物理、化学和生物的作用，消除污染，回复生态平衡，

即土壤自净。土壤自净作用主要包括：1、植物根系的吸收、转化、降解和合成作用；2、土壤真菌、真菌、放线菌、原

生动物的降解、转化和固定作用：3、土壤有机胶体、无机胶体及其复合体的吸附、配合和沉淀作用；4、土壤离子交换

作用；5.土壤和植物的机械阻留作用：6、土壤气体扩散作用。

2、简述Monod方程的表达式及含义。

H=Hmax-S/（Ks+S）：|i为生长速率常数，Umax指最大比生长速率常数，S为限制性基质的浓度，Ks为称作半饱和常数。

此式为比生长速率常数与限制性基质浓度之间关系的经验方程。

3、简述革兰氏染色的操作步骤及原理。

原理；革兰氏染色反响与细胞壁的结构与组成有关。经过结晶紫和碘液更染，菌体内形成深紫色的结晶紫-碘曳合物,

对于革兰氏阴性细菌，这种复合物可用酒精从细胞内浸出，而阳性菌不容易浸出。因为阳性菌在用酒精脱色时细胞壁肽

聚糖层脱色，网孔缩小以至关闭，组织''结晶紫-碘"复合物外逸，从而裸存初染的紫色，而阴性菌用酒精脱色后，可引

起脂质物质溶解，细胞壁透性增大，豆合物溶出，菌体呈现番红复染的红色。

步骤：1涂片，用灭菌过的接种环挑双少许菌体，放在载玻片一段的水滴中，涂成均匀的薄层

2初染，滴加结晶紫染色液，染色lmin,然后水洗至无紫色

3媒染，用碘液冲去剩余水后吸干，然后用碘液媒染imin,水洗

4脱色，用95%的酒精脱色30s左右，立即水洗

5复染，滴加番红染色，染色3-5min,水洗后吸干

6境检，低倍镜找到标本后，再用油镜观察染色后的细菌4、从哪些方面可以综合评价水体富营养化.

水体富营养化的测定评价方法较多，如测定光合强度与呼吸强度之比，测定藻类生产潜力，测定光合作用产氧能力，

测定水体透明度，测定氮，璘，含量。测定叶绿素a含量等。这里有两类最主要的方法。（一）光合强度与呼吸强度之比

光合作用是之水体中藻类的合成作用（简写P），呼吸作用是指藻类的分解作用（简写为R）0P/R是评价水体是否健康的

重要指标。在贫营养胡中，光合作用于呼吸作用打到平衡，P/R=L指水体健康。在富营养化湖中，P/R变亿较大：水体

氮，磷较多，日照充足时，藻类光合作用较强，呼吸作用较弱。P/RX,指水体健康状况不良；水体氮，磷减少，日照缺

乏时，光合作用较弱，呼吸作用较强，P/R<1,指水体健康状况改善。（二）藻类生产潜力：在水样中接种将定藻类，置

于一定光照度（4000-60001x）和温度（20摄氏度）下培养，直至该藻生长稳定，然后测定藻体干重（或细胞数），算出

1L培养物的干重即为该水样的藻类生产潜力。用作接种物的藻类通常是该水域中最占优势的藻类。

5、按照基质呼吸线，怎样评定有机污染物的好氧生物降解性？

基质呼吸线也称基质耗氧线，是指微生物分解基质的耗氧量随时间的变化曲线。为了评价基质的可生物降解性，需将

基质呼吸线与内源呼吸线进行比拟。内源呼吸线是在无外源基质的条件下，微生物内源呼吸耗氧量随时间的变化曲线。

由于在内源呼吸中微生物耗氧速率恒定不变，因此内源呼吸线通常为直线。将基质呼吸线与内源呼吸线进行比拟，可得

232第十一童微生物与环境净化

图11-3基质呼吸线与内源呼吸线

中情况。

一是基质呼吸线位于内源呼吸线之上，说明该基质可被微生物降解。基质呼吸斜率越大，说明降解越快。

二是基质呼吸线与内源呼吸线几乎重叠，说明该基质不能被微生物降解。因为微生物只有内源呼吸，没有基质利用。

三是基质呼吸线位于内源呼吸线以K.说明该基质不仅不能被微生物降解，畏怯队微生物具有毒性，致使内源呼吸减弱。

6、简述限制性底物浓度对优势菌群的选择作用。可结合r对策和k对策的图分析。

当限制性底物浓度低于临界浓度Sc时，K对策者生长速率大于r对策者，取得竞争优势：当限制性底物浓度高于临界浓

度Sc后，r对策者生长速率大于K对策者，取得竞争优势。以K对策者为优势菌群，可保持反响器处理效能的温度：反

之，以r对策者为优势菌群，那么可提高反响器对冲击负荷的适应能力。

7、厌氧微生物培养中创立无氧环境的方法有哪些？

1、物理法除氧

（1）煮沸法

（2）外表封闭法

（3）抽真空法

（4）无氧气体取代法

2、化学法除氧

（1）焦性没食子酸法

（2）特种催化剂法

（3）复原剂法

3.生物学法除氧

在密闭容器中放入好氧生物，如某些植物、发芽种子、好就微生物等，通过它们的活动来消耗容器中的氧气，为厌

氧微生物培养创造条件。

8、从对分子氧的要求来看，微生物可分几类？它们各有何特点？

好氧菌（具有完整呼吸链，以氧气为最终电子受体，能解除氧毒，对氧的上限浓度反响不敏感，能生长在氧分压等于或

大于空气中氧分压的环境中）

微好氧菌（只能在较低氧分压下生长，呼吸能力有限，某些成分对氧气敏感）

耐氧菌（没有呼吸链，依靠发酵产能，缺乏过氧化氢酶，生长不需要氧气，氧气对它们无害）

厌氧菌（没有呼吸链，依靠发酵、厌氧呼吸或光合磷酸化产能。不能解除氧毒，对氧气敏感。短时接触空气，生长受抑

制，甚至致死）

兼性厌氧菌（在有氧和无敏条件下均能生长，但有辄生长更好。有辄时进行呼吸，无氧时进行发酵或无氧呼吸，能解除

氧毒）

9、简述微生物的四种根本营养类型

fl）光能自养型：以光能作为能源.C02或碳酸盐作为碳源,水比红原去无机物作为供氢体,如藻类、蓝细菌和光合菌.

（2）光能异养型：以光能作为能源，C02或碳酸盐作为碳源，简单有机物作为供氢体，如红微菌。

（3）化能自养型：以复原态无机物作为能源，C02或碳酸盐作为碳源，可在无机环境中生长，如硝化细菌、硫化细菌、

铁细菌和氢细菌。

（4）化能异养型：以有机物作为能源、碳源和供氧体，如绝大多数细菌和放线菌、几乎全部真菌和原生动物。

10、无菌操作技术在微生物学实验中有何意义，如何实现？

做到三重保护，1、无菌操作本身保证样品的真实性，防止对样品的污染；2、无菌操作同时也包括了对操作者的要

求，因此也保护了操作者本身的平安；3、无菌操作一般都是在特定的生物平安柜进行，这样也利用了生物平安柜的特性,

保证操作中形成的气溶胶不会扩散到环境中，因此也是对环境的保护。微生物实验中，操作的目的在于防止待接种细菌

被杂菌污染。只有在培笄基、实验器皿等处于无菌的前提下，才能保证菌种不被污染。接种细菌时，应注意以下几项；

（1）在超净工作台上操作，工作台在使用前要紫外消毒，酒精消毒等

12）应在酒精灯火焰前操作

（3）取菌种前灼烧接种针或接种环（要烧红）

14）烧红的接种针（环）稍事冷却再取菌种，以免烧死菌种

（5）接种后应尽快塞上棉塞

11、试述pH对微生物影响的机理

pH是影响微生物生存和开展的另一市要环境因素：①引起细胞膜电荷的变化，影响微生物对养分的吸收②引起酶活性的

改变,影响代谢反响③引起养分可给性的改变，影响微生物利用④引起有害物质常性的改变，加重对微生物的损害。

能够在低pH卜.生长的微生物称为嗜酸微生物，如硫粗化硫杆菌;能修在高pH卜生长的微生物称为嗜碱微生物，如硝化杆

12、为什么微生物不直接吸收硫化物？

（1）硫化物具有毒性。在细胞内，硫化物，•细胞色素等两组分中的金属反响，产牛.金属硫化物，抑制的活性。

（2）硫酸盐适合生物利用。一方面，硫酸盐是环境中的有效硫源，易于获得：另一方面，细胞内的硫酸盐复原易于控制，

硫化物边产牛.边同化，可保护细胞免受毒害。

13、葡萄糖效应的作用机制？

环境中同事存在两种基质（A和B）,基质A会阻止基质B的代谢。基质A分解长生的中间产物阻遏了催化基质B转化的

醒的合成。当细胞以葡萄糖为基质进行生长时，各种与葡萄犍代谢无关的酶的合成均受抑制。

14、为什么利用微生物可以进行污染物的净化机理？

首先，微生物具有在环境中分布广、数量多的特点，能与进入到环境中的污染物进行充分接触；其次，微生物的营养类

型和代谢类型多种多样，能利用多种污染物作为自」的物质或能量来源，使之转化为对环境无害或性质较为稳定的物质

类型，从而到达净化目的。

15、何为酶活性调节和酶合成调节？

酶活性调节主要通过“调节酶”实施，具有直接快速的特点，为细调。调节酶可以被激活，也可以被抑制。通常，把基质

对酶的影响称为前馈，一般是激活作用：把产物对酶的影响称为反响，•股是抑制作用。

酶合成调自发生在基因转录水平，是阻止酶的过量合成，具有间接缓慢的特点，为粗调。

16、简述大地女神假说

地球上原来没有生物。在漫长的演化过程中，地球强大的孕育力造就了生物，并为生物进化提供了巨大的舞台，使生物

从无到有，从简单到复杂，逐渐走向繁荣。但是，这个舞台最初并不适合人类生存，是其他牛•物艰苦卓绝的铺垫工作，

为人类在地球上登台亮相创造了条件。在生物进化的历史长河中，种种生命活动极大的改善了地球环境，为生物的进一

步开展提供了更好的时机。地球与生物是一个密不可分的系统，这个系统犹如一个“超级生物”，在进化过程中形成了自

我调节能力。地球孕育生命，并通过生命活动逐渐改变「地球环境，使之越来越有利于生物的生存和开展。

17、细菌生长曲线可分哪几个生长阶段，各有何特征？

a.根据繁殖速度的不同，可将生长曲线大致分为四个阶段：停滞期、对数期（或指数期）、稳定期（或静止期）、衰亡期。

b.每个阶段的特点为：停滞期：分裂缓慢，代谢旺盛；对数期：细菌数以几何倍数增加，代时稳定：

程定期：细菌总数保持动态平衡，某找代谢产物得到积累；衰亡期：细菌数目出现负增长，某些细胞出现畸形。

18、简述活性污泥丝状菌膨胀的成因和机理。

活性污泥丝状膨胀的成因有环境因素和微牛物因素c主导因素是纹状微生物过度牛长,环境因素促进丝状微牛物过度牛

长。主要因素包括温度、溶解氧、可溶性有机物及其种类、有机物浓度(或有机负荷)。活性污泥丝状膨胀的机理可用外

表积与容积比假说解释。在单位体积中，呈丝状犷展生长的丝状细菌的外表积与容积之比拟絮凝性菌胶团组菌大，对行

限制性的营养和环境条件优势占优势，絮凝性菌胶团细菌处于劣势，丝状细菌就能大量生长繁殖成优势菌，从而引起活

性污泥丝状膨胀。丝状细菌和絮凝性菌胶团优势的竞争主要表现：对溶解氧的竞争、对可溶性有机物的竞争、对氮、磷

的竞争；对有机物冲击负荷影响。

19、微生物能量释放的三种类型及特点。

呼吸、厌氧呼吸、发醐

(1)呼吸：以氧分子为最终电子受体，有机物氧化彻底，能量释放完全

(2)厌氧呼吸；没行辄分参加反响，电子和质子的最斐受体为无机氧化物等外源电子受体；行机物的氧化彻底，；但

释放的能量低于有氧呼吸

(3)发酵：不需辄分子，有机物汉化不彻底，能量释放不完全

20、微生物生长测定常用哪几种方法？试比拟优缺点。

1、直接计数法优点：操作简便、计数直观缺点不能区分死活细胞及相似杂质

2,稀释平板计数法优点：对设备要求不高缺点计数不完全，操作繁琐

3.称重法优点：简单可靠缺点只适合含菌量高且杂质少的样品

4.含氮量测定法优点：测定准确缺点不能区分死活细胞及相似杂质

21、概述氮素循环的根本过程。

生物与人气之间存在着活泼的氮素交流。固氮微生物从空气中获得氮气，经过生物固氮作用将短气转化为奴，再合成

植物体成分，经过食物链传递，转化为动物体成分。动植物死亡后，体内含氮有机物被微生物分解而释放氨。氨可被硝

化微生物氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。硝酸盐等再被反硝化微生物复原为氮气而返回大气。氨和亚硝酸盐也可被厌氧氮氧

化微生物转化为氮气而返回大气。这样构成氮素循环。

22、试分析生物修复的优点和局限性。

利：a费用省b副作用少c残留浓度低d应用于特殊场合c水土兼治

弊：a必须存在特定的微生物菌群b这些微生物必须有一定的降解活力，并能使污染物浓度到达环保标准c这些微生物

必须不产生毒性产物d污染场地必须不含微生物抑制剂，否则需要预处理e污染场地必须有足够的营养物质、氧气或

其他电子受体，并有适宜的温度湿度

23、细胞膜的主要功能有哪些？

1、是分隔细胞与环境的屏障、保持细胞内部条件相对稳定。2,是选择性渗透的通道，允许特定物质进出细胞，限制其

他物质进出细胞。3、是细菌能量代谢的重要部位，呼吸作用和光合作用的许多反响均在细胞膜上进行。4、是细菌鞭毛

的着牛.部位，鞭毛的基粒着生在细胞膜上。5、是细菌受体分子分布的部位，可对环境信号作出相应。

24、发光微生物是如今微生物研究中的热点，简述在环境工程中利用发光微生物检测污染物毒性的原理。

发光细菌的发光强度是菌体健康状况的一种反映。在正常状况下，这类细菌在对数生长期的发光能力很强。然而,

在环境不良或存在有毒物质时，其发光能力减弱，衰减程度与毒物毒性及其浓度成•定的比例关系。通过灵敏的光电测

定装置.，检测发光细菌受毒•物作用时的发光强度变化，可以评价待测物质毒性的大小。

匹、论述题

1、从宏观、微观及重点三方面说明环境科学所研究的内容。

宏观上：环境科学研究人类社会经济开展与环境之间的相互作用和影响

微观上：环境科学研究环境中的物质，尤其是污染物在生物体内的迁移、转化和积累规律

重点：环境科学研究与人类健康直接相关的生活环境和生产环境，因污染所致的环境质量变化规律及其综合整治技术和

方法

2、请画出恒化器中稀释率与微生物生长之间的关系图，并对曲线作出解释。

D指稀释率，F指新鲜培养基输入速率，V指恒化器内培养液总体积。假设新鲜培养基输入时恒化器neu没有细菌生长，

那培养液中原有的细菌就会随培养液输出而流失。流失速率为(-dx/dt)流=尸乂八三DX,对于培养基，通畅认为细菌处于

对数牛.长期，遵循对数牛.长规律dX/dt=uX。在恒化器中，单位时间内细菌浓度变化(净牛.长速率)等于繁殖所致的细菌

浓度升高(生长速率)与流失所致的细菌浓度下降(流失速度)之差，即净生长速率=生长速率-流失速率，表示为(dX/dt)

净=uX-DXcfl)加果u〉D.那么(dX/dt)净〉0,细菌浓度不断升高：⑵116那么(dX/dt)净＜0,细菌浓度不断降低.

最终趋向于零，细菌被全部排出；(3)u=D,那么(dX/dt)净=0,细菌浓度保持恒定。

在一定条件，细菌浓度增加与基质消耗成正比，dS/dt=-VY*dX/dT在连续培养基中，浓度为S的限制性基质以一定的速率

输入恒化器，经过细菌利用，大局部基质被消化，剩余基质以浓度S输出恒化器，恒化器内基质浓度变化为基质浓度变

化=基质流入量-基质消耗量-基质流失量。如同细菌浓度变化，恒化器基质浓度变化也有三种状况，只有当ds/dt=0时，

恒化器基质浓度才能保持稳定。

3、水体富营养化的成因及影响因素。

成因：大多数人认为，氮、磷等营养物质浓度升高，是藻类大量繁殖的主要诱因。其中乂以磷类为关键因素。影响藻类

生长的物理、化学和生物因素极为复杂，很难预测藻类开展趋势，也很癖确定富营养化表征参数。

影响因素；藻类的生长和繁殖与水体力的磷、氮含量成正相关，弁受温度、光照、有机物、pH、毒物、捕食性生物等的

制约。这些因素相互自由，共同影响水体富营养化进程。(1)营养物质：水体生物生长所需的营养元素有20~3。种。从

藻类组成(C106H2630110N16P)来看，除碳、氢、氧外，需要量最大的营养元素是氮和磷。氮和磷是制约藻类生长的限

制因(2)季节和水温：藻类是中温微生物，在气温较高的夏季容易发生藻类徒长。夏季水体产生分层，I二层水暖，

相对密度较小，下层水冷，相对密度较大。假设无风，上下水层不会互混。水层之间的藻类活动、营养状况及供氧特点

均不相同。(3)光照：充足的光照是藻类快速繁殖的必要条件。在水体中，上层光照较好而成为富光区，藻类光合作用

也相应较强，释放的氧气可使溶解氧量过饱和。上层藻类密度较大时，光线不易透过，下层即为弱光至无光区，此时藻

类和其他异养菌主要进行呼吸作用，消耗大量溶解较，致使下层水缺氧。(4)pH：藻类生长的pH范围为769.0,我国

大多数湖泊的pH均在7.5~9.0,因而容易发生藻类过度增殖。(5)其他生物：水体中没有拮抗性生物(如捕食性生物和

藻类病原菌)时，易导致藻类过度增减。

4、硝化作用的生态影响。

在土垠中，硝化作用是一个重要的生物反响。它将彼盐转化成硝酸盐，使之由阳离子转变为阴离子。由于阳离子易被土

壤颗粒吸附，阴离子不易被土壤颗粒吸附，硝化作用可加剧氮素流失。稍酸盐随土壤水进入地面水体，可污染地表水；

隆土壤水渗透到地下水体，可污染地下水。

5、营养物质进入微生物细胞的方式有哪几种？试论述其差异

细胞膜以四种方式控制物质的运送，即单纯扩散(被动扩