2025年大學《生物技術》專業(yè)題庫——氮循環(huán)微生物工程技術研究考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種微生物通常不參與生物固氮作用？A.根瘤菌B.固氮螺菌C.硝化桿菌D.固氮菌2.硝化作用過程中，將氨氧化為亞硝酸鹽的細菌屬于：A.固氮細菌B.亞硝化細菌C.硝化細菌D.反硝化細菌3.下列哪種過程是將有機氮轉化為無機氮（氨）？A.固氮作用B.硝化作用C.氨化作用D.反硝化作用4.在污水處理中，反硝化作用的主要目的是：A.將氨轉化為亞硝酸鹽B.將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽C.將硝酸鹽轉化為氮氣，實現脫氮D.將有機物轉化為氨5.下列哪項不屬于微生物氮循環(huán)工程技術的研究范疇？A.微生物菌種的選育和改良B.提高土壤有機質含量C.微生物固定氮效率的提高D.微生物脫氮效率的提高6.固氮酶最關鍵的組成部分是：A.硫胺素B.煙酰胺腺嘌呤二核苷酸C.鐵蛋白D.鉬鐵蛋白7.硝化作用是一個耗能過程，其能量主要來源于：A.有機物氧化B.氮氣固定C.亞硝酸鹽氧化D.硝酸鹽還原8.下列哪種微生物可以在厭氧條件下進行反硝化作用？A.亞硝化單胞菌B.硝化桿菌C.假單胞菌D.固氮螺菌9.生物肥料中，具有固氮功能的微生物主要是：A.硝化細菌B.反硝化細菌C.固氮菌D.亞硝酸鹽氧化菌10.下列哪項技術可以用于提高微生物的固氮效率？A.培養(yǎng)基中添加大量氮源B.降低培養(yǎng)溫度C.基因工程改造固氮酶D.使用抗生素抑制競爭微生物二、填空題（每空1分，共20分）1.氮循環(huán)是自然界重要的生物地球化學循環(huán)之一，它將大氣中的__________轉化為生物可利用的氮形式，再通過各種途徑返回大氣中。2.固氮作用是指將大氣中的__________轉化為氨或其他氮化合物的過程。3.硝化作用分為兩步，第一步是將氨氧化為__________，第二步是將亞硝酸鹽氧化為__________。4.反硝化作用是指硝酸鹽在厭氧條件下被還原為__________的過程。5.氨化作用是指含氮有機物在微生物作用下分解為__________的過程。6.微生物氮循環(huán)工程技術主要包括__________、__________和__________等方面。7.固氮酶是一種金屬酶，其活性中心含有__________和__________。8.硝化作用是許多自養(yǎng)微生物獲取__________的主要方式。9.在農業(yè)上，利用微生物固氮可以提高__________的產量，減少__________的使用。10.污水處理中，生物脫氮通常包括__________、__________和__________三個階段。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述固氮作用的意義。2.簡述硝化作用的生理意義。3.簡述微生物在污水處理中的應用原理。4.簡述基因工程在微生物氮循環(huán)研究中的應用。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述生物固氮技術對農業(yè)和環(huán)境的意義，并提出提高生物固氮效率的途徑。2.論述微生物脫氮技術的原理和應用前景，并分析其面臨的挑戰(zhàn)和解決思路。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.C5.B6.D7.A8.C9.C10.C二、填空題1.氮氣2.氮氣3.亞硝酸鹽；硝酸鹽4.氮氣5.氨6.菌種選育和改良；代謝工程；反應器工程7.鉬；鐵8.能量9.作物；氮肥10.氨化；硝化；反硝化三、簡答題1.固氮作用的意義在于將大氣中不能被大多數生物直接利用的氮氣轉化為可被生物利用的氨或硝酸鹽等含氮化合物，從而補充了生物圈中的氮素，是生態(tài)系統(tǒng)中氮素生物地球化學循環(huán)的關鍵環(huán)節(jié)，對維持生態(tài)平衡、促進植物生長、提高農作物產量具有重要意義。2.硝化作用的生理意義在于將可溶性銨鹽轉化為難溶性的硝酸鹽，可以減少土壤中銨態(tài)氮的揮發(fā)損失；同時，硝化作用為某些自養(yǎng)微生物提供了生長所需的能量來源；此外，硝酸鹽是植物的重要氮源之一。3.微生物在污水處理中的應用原理主要是利用微生物的代謝活動，將污水中的有機污染物分解為無機物（如CO?、H?O），將含氮、磷等元素的有機物轉化為無機氮、磷，從而凈化水質。例如，通過氨化作用將有機氮轉化為氨，通過硝化作用將氨轉化為硝酸鹽，再通過反硝化作用將硝酸鹽轉化為氮氣，實現脫氮。4.基因工程在微生物氮循環(huán)研究中的應用主要體現在以下幾個方面：通過基因克隆和表達技術，可以分離、鑒定和改造與氮循環(huán)相關的關鍵基因（如固氮酶基因、硝化酶基因等），從而提高微生物的固氮效率、硝化效率或脫氮效率；通過基因工程構建工程菌株，可以將其應用于農業(yè)、環(huán)境保護等領域，實現高效固氮、脫氮等目標。四、論述題1.生物固氮技術對農業(yè)的意義在于可以減少對化學氮肥的依賴，降低農業(yè)生產成本，提高農作物的品質和產量，同時減少氮肥施用對環(huán)境的污染。對環(huán)境的意義在于可以減少氮肥施用導致的土壤酸化、水體富營養(yǎng)化、大氣污染等問題，改善生態(tài)環(huán)境。提高生物固氮效率的途徑包括：篩選和培育高效固氮菌株；利用基因工程技術改良固氮菌株，提高固氮酶的活性或穩(wěn)定性；優(yōu)化種植模式，如實行豆科作物與禾本科作物的輪作或間作，提高根瘤菌的固氮效率；改善土壤環(huán)境，如調節(jié)土壤pH值、增加土壤有機質含量等，為固氮微生物提供良好的生長環(huán)境。2.微生物脫氮技術的原理是利用微生物的代謝活動，將污水中的含氮有機物分解為氨，再將氨通過硝化作用轉化為硝酸鹽，最后通過反硝化作用將硝酸鹽轉化為氮氣，從而實現脫氮。微生物脫氮技術的應用前景廣闊，可以廣泛應用于城市污水處理、工業(yè)廢水處理、農業(yè)面源污染治理等領域。面臨的挑戰(zhàn)主要包括：脫氮效率不穩(wěn)定，受水溫、pH值、溶解氧等因素的影響較大；控制反硝化過程的條件