2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫——土壤地球化學(xué)中的微生物作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、填空題（每空2分，共20分）1.參與土壤有機(jī)質(zhì)分解的微生物主要包括細(xì)菌、真菌、放線菌和__________。2.微生物將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的過程稱為__________作用，這個(gè)過程通常由兩類細(xì)菌完成，即固氮菌和__________菌。3.土壤中硝酸鹽在厭氧條件下被還原為氮?dú)獾倪^程稱為__________作用。4.能夠?qū)⑼寥乐须y溶性的磷酸鹽轉(zhuǎn)化為植物可利用形態(tài)的微生物過程，包括__________和__________。5.微生物產(chǎn)生的多糖等物質(zhì)統(tǒng)稱為__________，它們對(duì)土壤結(jié)構(gòu)形成和保持有重要作用。6.微生物活動(dòng)對(duì)土壤中鐵、錳等元素形態(tài)轉(zhuǎn)化和遷移的影響，顯著影響著土壤的__________和__________。7.土壤pH值是影響微生物群落結(jié)構(gòu)和活性的重要__________因素。8.植物根系分泌的有機(jī)酸和氨基酸等物質(zhì)，可以促進(jìn)土壤中__________的溶解。9.微生物在修復(fù)土壤中石油污染時(shí)，主要通過__________和__________等途徑分解污染物。10.利用微生物及其代謝產(chǎn)物改善土壤肥力、促進(jìn)植物生長的技術(shù)稱為__________。二、選擇題（每題2分，共30分。下列選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.下列哪種微生物過程是土壤氮素從有機(jī)態(tài)向無機(jī)態(tài)轉(zhuǎn)化的第一步？A.硝化作用B.反硝化作用C.固氮作用D.磷酸化作用2.在典型的土壤剖面中，腐殖質(zhì)層（A層）微生物活動(dòng)通常最為旺盛，這主要是因?yàn)樵搶痈缓袡C(jī)質(zhì)和__________。A.氧氣B.氮?dú)釩.水D.重金屬3.下列哪種元素循環(huán)中，微生物的作用最為多樣且關(guān)鍵？A.碳循環(huán)B.氫循環(huán)C.氧循環(huán)D.硅循環(huán)4.土壤中，能將亞硝酸鹽氧化為硝酸鹽的微生物主要是__________。A.固氮菌B.硝化細(xì)菌C.反硝化細(xì)菌D.分解有機(jī)磷細(xì)菌5.微生物產(chǎn)生的胞外聚合物（EPS）主要功能之一是__________。A.直接提供植物營養(yǎng)B.促進(jìn)土壤團(tuán)聚體形成C.抑制植物生長D.增強(qiáng)土壤滲透性6.厭氧條件下，硫酸鹽還原菌活動(dòng)會(huì)將硫酸鹽（SO?2?）最終轉(zhuǎn)化為__________。A.硫化氫（H?S）B.硫酸鹽（SO?2?）C.硫化物（S2?）D.硫氧化物（SOx）7.下列哪種措施不利于土壤中氮素的固定？A.施用有機(jī)肥B.種植豆科作物C.酸性土壤施用石灰D.保持土壤濕潤8.微生物對(duì)土壤中重金屬的遷移轉(zhuǎn)化能力，通常與其對(duì)重金屬的__________有關(guān)。A.吸附能力B.還原/氧化能力C.移動(dòng)能力D.消化能力9.土壤水分狀況不僅影響微生物的生存，也顯著影響其__________。A.種類組成B.代謝速率C.數(shù)量D.以上都是10.在土壤污染修復(fù)中，利用高效降解某種污染物的微生物進(jìn)行生物修復(fù)，這種方法屬于__________。A.植物修復(fù)B.化學(xué)修復(fù)C.生物修復(fù)D.物理修復(fù)11.微生物在土壤碳循環(huán)中，不僅分解有機(jī)碳，其自身的__________也是碳輸入土壤的重要途徑。A.分解作用B.固氮作用C.生命活動(dòng)呼吸釋放CO?D.積累EPS12.影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵因素之一是__________。A.土壤溫度B.土壤顏色C.土壤質(zhì)地D.以上都是13.某種土壤改良劑能夠刺激土壤中固氮菌的活性，從而提高土壤氮素供應(yīng)能力，該改良劑的作用機(jī)制屬于__________。A.提供營養(yǎng)元素B.改善物理環(huán)境C.刺激微生物活性D.抑制有害生物14.土壤中，能夠?qū)⒂袡C(jī)磷轉(zhuǎn)化為無機(jī)磷供植物吸收利用的酶，主要是__________。A.腐殖酸酶B.磷酸酶C.過氧化氫酶D.蛋白酶15.對(duì)于地球系統(tǒng)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生而言，理解土壤微生物作用的重要性在于__________。A.它是土壤肥力的基礎(chǔ)B.它影響全球碳循環(huán)C.它關(guān)系到土壤環(huán)境質(zhì)量D.以上都是三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述微生物在土壤碳循環(huán)中的作用。2.簡述硝化作用和反硝化作用的區(qū)別。3.簡述影響土壤中磷素有效性的微生物過程。4.簡述微生物胞外聚合物（EPS）在土壤結(jié)構(gòu)形成中的作用。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述土壤環(huán)境因子（至少列舉三種）如何影響微生物的群落結(jié)構(gòu)及其地球化學(xué)功能。2.論述微生物在土壤污染修復(fù)中的應(yīng)用潛力及其面臨的挑戰(zhàn)。---試卷答案一、填空題（每空2分，共20分）1.真菌2.固氮；氨化3.反硝化4.磷酸化；溶解有機(jī)磷5.胞外聚合物（EPS）6.化學(xué)性質(zhì)；肥力7.物理（或理化）8.磷9.分解；降解10.生物肥料（或生物肥料技術(shù)）二、選擇題（每題2分，共30分。下列選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。）1.C2.A3.A4.B5.B6.A7.C8.A9.D10.C11.C12.D13.C14.B15.D三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述微生物在土壤碳循環(huán)中的作用。答：微生物通過分解作用將動(dòng)植物殘?bào)w等有機(jī)碳分解為二氧化碳，釋放到大氣中，是土壤有機(jī)碳的主要損失途徑；同時(shí)，微生物自身的生命活動(dòng)（生長、繁殖、呼吸）也會(huì)固定一部分碳；此外，微生物活動(dòng)參與形成腐殖質(zhì)，可以相對(duì)穩(wěn)定地儲(chǔ)存碳。微生物還參與碳酸鹽的生成和分解。解析思路：回答需涵蓋微生物對(duì)碳的輸入（固碳，如形成腐殖質(zhì)、參與碳酸鹽形成）和輸出（分解有機(jī)碳、呼吸作用釋放CO?）兩個(gè)主要方面。2.簡述硝化作用和反硝化作用的區(qū)別。答：硝化作用是指土壤中氨態(tài)氮（NH??）被氧化為硝酸鹽（NO??）的過程，通常由兩類細(xì)菌（硝化細(xì)菌和硝化螺菌）完成，分兩步進(jìn)行。反硝化作用是指在厭氧條件下，硝酸鹽（NO??）被還原為氮?dú)猓∟?）或其他氣態(tài)氮（如N?O）的過程，由反硝化細(xì)菌完成。解析思路：抓住兩個(gè)過程的本質(zhì)區(qū)別：硝化是氨到硝酸鹽的氧化過程，反硝化是硝酸鹽到氮?dú)獾倪€原過程；同時(shí)點(diǎn)明條件（好氧vs厭氧）、主要執(zhí)行者（硝化細(xì)菌vs反硝化細(xì)菌）和產(chǎn)物（硝酸鹽vs氮?dú)猓?.簡述影響土壤中磷素有效性的微生物過程。答：影響土壤磷素有效性的微生物過程主要包括：①溶解有機(jī)磷（礦物磷）：微生物產(chǎn)生有機(jī)酸、酶等溶解難溶性磷酸鹽；②活化有機(jī)磷：微生物分解含磷有機(jī)物，釋放出有機(jī)磷。此外，微生物自身對(duì)磷的需求也會(huì)影響土壤磷的有效性。解析思路：聚焦微生物對(duì)土壤磷形態(tài)轉(zhuǎn)化的影響，主要從“活化難溶磷”和“釋放有機(jī)磷”兩個(gè)方面作答，并提及微生物自身需求的影響。4.簡述微生物胞外聚合物（EPS）在土壤結(jié)構(gòu)形成中的作用。答：EPS是微生物產(chǎn)生的包裹在細(xì)胞外的多糖等物質(zhì)。它們具有膠結(jié)作用，可以將土壤顆粒（礦物和有機(jī)質(zhì)）粘結(jié)在一起，形成穩(wěn)定的微團(tuán)聚體；EPS還具有一定的吸水保水能力，有助于改善土壤孔隙結(jié)構(gòu)和水分狀況。解析思路：闡述EPS的核心功能：膠結(jié)和粘結(jié)顆粒形成結(jié)構(gòu)（團(tuán)聚體），以及改善水分狀況。直接點(diǎn)明其在土壤結(jié)構(gòu)形成中的物理作用。四、論述題（每題10分，共20分）1.論述土壤環(huán)境因子（至少列舉三種）如何影響微生物的群落結(jié)構(gòu)及其地球化學(xué)功能。答：土壤環(huán)境因子對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)和功能有決定性影響。首先，溫度影響微生物的代謝速率和生存范圍，高溫或低溫都會(huì)限制某些微生物的活動(dòng)，從而改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響其碳、氮等元素的循環(huán)速率。其次，水分是微生物生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，土壤水分含量影響微生物的繁殖、酶活性和物質(zhì)交換，從而影響有機(jī)質(zhì)分解、養(yǎng)分循環(huán)等地球化學(xué)過程。再次，土壤pH值影響微生物的酶活性、營養(yǎng)物質(zhì)的溶解度和微生物對(duì)不同元素的親和力，例如，酸性土壤可能抑制固氮菌，而堿性土壤可能抑制某些分解菌，導(dǎo)致群落結(jié)構(gòu)改變，影響氮、磷等元素的循環(huán)模式。此外，氧氣濃度（通氣性）決定了是好氧微生物還是厭氧微生物占優(yōu)勢，這直接決定了硝化、反硝化、硫酸鹽還原等地球化學(xué)過程的發(fā)生與否。有機(jī)質(zhì)含量為微生物提供能量和碳源，也影響微生物的種類和數(shù)量，進(jìn)而影響有機(jī)質(zhì)分解和養(yǎng)分循環(huán)的強(qiáng)度與類型。這些因子相互作用，共同塑造了土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，并決定了其在土壤地球化學(xué)循環(huán)中的具體功能。解析思路：選擇至少三種關(guān)鍵環(huán)境因子（如溫度、水分、pH、通氣性、有機(jī)質(zhì)），分別論述它們?nèi)绾斡绊懳⑸锏纳?、繁殖、代謝活性、酶效率等，并進(jìn)一步闡述這些影響如何導(dǎo)致群落結(jié)構(gòu)改變，以及最終如何作用于土壤中的碳、氮、磷等地球化學(xué)循環(huán)過程。2.論述微生物在土壤污染修復(fù)中的應(yīng)用潛力及其面臨的挑戰(zhàn)。答：微生物在土壤污染修復(fù)中具有巨大潛力。許多微生物能夠通過代謝作用將土壤中的污染物（如石油烴、重金屬、農(nóng)藥等）分解、轉(zhuǎn)化或富集，從而降低污染物的毒性、遷移性和生物可利用性，最終實(shí)現(xiàn)污染物的去除或無害化。這種修復(fù)方式被稱為生物修復(fù)，具有成本低、環(huán)境友好、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用潛力體現(xiàn)在：對(duì)于可生物降解的污染物（如某些有機(jī)物），微生物修復(fù)效率高；對(duì)于重金屬污染，微生物可通過吸附、沉淀、氧化還原、生物積累或生物揮發(fā)等途徑進(jìn)行修復(fù)。然而，微生物修復(fù)也面臨諸多挑戰(zhàn)。首先，污染物的種類、濃度、化學(xué)性質(zhì)以及土壤環(huán)境條件（如pH、溫度、有機(jī)質(zhì)含量、氧氣狀況）都會(huì)影響微生物的修復(fù)效率和可行性。某些高濃度、高毒性、持久性有機(jī)污染物（如PCBs、Dioxins）難以被微生物有效降解。其次，土壤微生物修復(fù)通常是一個(gè)緩慢的過程，尤其是在污染物濃度高、環(huán)境脅迫強(qiáng)或微生物活性低的情況下。再次，目標(biāo)污染物的去除可能并不完全，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生中間產(chǎn)物，其毒性可能更高。此外，篩選高效、特異性的修復(fù)菌株