2025年大學《生物科學》專業(yè)題庫——微生物菌群對土壤作物生長的影響考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題干后的括號內(nèi)）1.下列哪類微生物主要通過與植物根系共生或密切關(guān)聯(lián)來促進植物生長？A.根際游離細菌B.菌根真菌C.土壤中的放線菌D.腐生真菌2.微生物通過產(chǎn)生有機酸溶解土壤中的磷，這種作用被稱為？A.固氮作用B.解磷作用C.溶鉀作用D.腐殖質(zhì)合成3.植物根際區(qū)域指的是？A.植物根系內(nèi)部的空間B.植物根系表面及其緊鄰的土壤微域C.整個土壤剖面D.土壤中所有微生物的生存區(qū)域4.能夠在植物根際定殖并抑制病原菌侵染的微生物被稱為？A.植物病原菌B.機會致病菌C.根際促生菌（PGPR）D.腐生細菌5.下列哪項不是植物與根際微生物互作的主要信號分子？A.碳水化合物（如葡萄糖、蔗糖）B.茶多酚類物質(zhì)C.秥液多糖D.花青素6.利用根瘤菌與豆科植物共生固氮的微生物肥料屬于？A.生物有機肥B.生物無機肥C.活性微生物肥料D.土壤改良劑7.宏基因組學技術(shù)主要用于研究？A.單個微生物的基因組序列B.土壤樣品中所有微生物的總DNA序列C.植物基因組的表達調(diào)控D.微生物代謝產(chǎn)物的化學結(jié)構(gòu)8.長期單一施用化學肥料可能導(dǎo)致？A.土壤微生物多樣性增加B.土壤微生物群落結(jié)構(gòu)失衡C.土壤微生物活性顯著增強D.土壤養(yǎng)分供應(yīng)能力無限提高9.菌根真菌主要幫助植物吸收哪種營養(yǎng)元素？A.氮B.磷C.鉀D.鈣10.下列哪項措施不利于維持健康的土壤微生物群落？A.合理輪作B.施用有機物料C.長期使用廣譜性殺菌劑D.保持土壤適當水分二、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.根際效應(yīng)2.溶解性有機氮（DON）3.拮抗作用4.微生物組5.生物肥料三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述根際與非根際土壤微生物群落組成的主要差異。2.列舉至少三種微生物促進植物吸收磷元素的具體機制。3.植物如何通過產(chǎn)生揮發(fā)性有機物（VOCs）來影響根際微生物群落？4.簡述土壤鹽漬化對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的主要影響。四、論述題（每小題10分，共20分）1.論述微生物組在維持土壤健康和促進作物可持續(xù)發(fā)展中的作用機制。2.結(jié)合實例，討論如何利用微生物組技術(shù)改良退化土壤并提升作物抗逆性。五、填空題（每空1分，共10分）1.土壤微生物是土壤物質(zhì)循環(huán)和能量流動的________力量，對維持土壤健康至關(guān)重要。2.根際促生菌（PGPR）可以通過多種途徑促進植物生長，如________、固氮和產(chǎn)生植物生長調(diào)節(jié)劑。3.菌根是一種重要的________關(guān)系，有助于植物吸收磷素等礦質(zhì)營養(yǎng)。4.土壤pH值是影響土壤微生物群落組成的重要因素，不同pH條件下優(yōu)勢微生物類群存在差異。5.宏基因組學分析方法可以幫助我們了解特定環(huán)境中________的遺傳多樣性及其功能潛力。6.合理的土壤管理措施，如________和覆蓋cropping，可以積極影響土壤微生物群落結(jié)構(gòu)。7.微生物產(chǎn)生的酶類可以參與土壤中________的分解和轉(zhuǎn)化過程。8.植物病害的微生物防治是利用有益微生物或其代謝產(chǎn)物來抑制________的技術(shù)。9.“植物-微生物-土壤”互作是一個復(fù)雜的________系統(tǒng)。10.隨著高通量測序技術(shù)的發(fā)展，對土壤微生物組的研究進入了________階段。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題干后的括號內(nèi)）1.B*解析思路：菌根真菌通過與植物根系形成共生體，擴大根系吸收面積，顯著促進植物對水分和養(yǎng)分的吸收，特別是磷元素。根際游離細菌雖然也有益，但非共生關(guān)系。放線菌廣泛存在于土壤，但并非主要通過與根系共生促進生長。腐生真菌分解有機物。2.B*解析思路：解磷作用指微生物（如某些細菌、真菌）利用酶或代謝產(chǎn)物溶解土壤中不溶性的磷酸鹽，使其轉(zhuǎn)化為植物可吸收利用的溶解性形態(tài)。固氮作用是固定大氣氮。溶鉀作用是溶解鉀礦物。腐殖質(zhì)合成是微生物分解有機物形成腐殖質(zhì)。3.B*解析思路：根際區(qū)域特指植物根系表面直接接觸并發(fā)生物質(zhì)交換的微域土壤環(huán)境，這個區(qū)域由于受到根系分泌物和根系活動的影響，其微生物組成和數(shù)量與非根際土壤顯著不同。4.C*解析思路：根際促生菌（PGPR）是一類能夠與植物建立互惠共生關(guān)系，并顯著促進植物生長或增強植物抗逆性的根際細菌。它們通過抑制病原菌、溶解養(yǎng)分、產(chǎn)生植物激素等多種方式幫助植物。5.D*解析思路：碳水化合物、植物堿（如咖啡酸、丁香酸）、酚類化合物、黃酮類化合物（如茶多酚）以及根系分泌的黏液多糖等都是植物與微生物互作的重要信號分子?；ㄇ嗨刂饕侵参锛毎号葜械乃苄陨?。6.C*解析思路：生物肥料是指含有有效活菌的微生物制劑，施用于土壤或直接接種于植物上，能提高植物對養(yǎng)分的利用效率、改善土壤肥力、預(yù)防或抑制植物病害。根瘤菌肥料就是利用根瘤菌與豆科植物共生固氮的原理制成的。7.B*解析思路：宏基因組學（Metagenomics）直接研究環(huán)境樣本（如土壤）中所有微生物的總DNA，無需培養(yǎng)，從而揭示環(huán)境中所有微生物的遺傳多樣性、功能潛力和生態(tài)關(guān)系。8.B*解析思路：長期單一施用化學肥料，特別是氮肥，會改變土壤養(yǎng)分結(jié)構(gòu)，可能導(dǎo)致某些有益微生物受到抑制，而部分耐受性強的微生物（甚至一些潛在有害菌）可能增多，導(dǎo)致土壤微生物群落結(jié)構(gòu)失衡，降低土壤健康。9.B*解析思路：菌根真菌（Mycorrhizalfungi）通過與植物根系形成共生體，其菌絲網(wǎng)絡(luò)可以深入土壤，有效擴展吸收范圍，顯著提高植物對土壤中移動性較差的磷素的吸收能力。10.C*解析思路：合理輪作、施用有機物料能增加土壤有機質(zhì)和養(yǎng)分，為微生物提供食物和棲息地，促進多樣性。廣譜性殺菌劑會殺死土壤中的大部分微生物，破壞微生物群落平衡。保持適當水分是微生物生存的基礎(chǔ)。適度使用生物農(nóng)藥（而非廣譜殺菌劑）可能選擇性地抑制有害生物，保護有益生物。二、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.根際效應(yīng)：指植物根系表面及其緊鄰?fù)寥牢⒂虻奈锢?、化學和生物學特性，特別是微生物群落組成和活性的顯著差異，以及這些差異對植物生長和土壤環(huán)境產(chǎn)生的影響。2.溶解性有機氮（DON）：指土壤溶液中存在的、以有機分子形式存在的氮素形態(tài)，是植物可以直接吸收利用的一部分非蛋白態(tài)氮，也是氮素生物地球化學循環(huán)中的重要組成部分。3.拮抗作用：指不同微生物種類之間，或者微生物與植物病原菌之間，由于爭奪生存資源或產(chǎn)生抑制性代謝產(chǎn)物等原因，導(dǎo)致一方對另一方生長、繁殖或存活產(chǎn)生抑制或殺傷作用的現(xiàn)象。4.微生物組：指在特定環(huán)境中（如土壤、根際、人體腸道）共處的一個復(fù)雜的微生物群落集合，包括細菌、古菌、真菌、病毒等，以及它們所攜帶的遺傳物質(zhì)（基因組）的總和。5.生物肥料：指含有有效活菌的微生物制劑，施用于土壤或直接接種于植物上，能提高植物對養(yǎng)分的利用效率、改善土壤肥力、預(yù)防或抑制植物病害，從而促進植物生長。三、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述根際與非根際土壤微生物群落組成的主要差異。*解析思路：根際微生物群落與非根際相比，其組成和豐度存在顯著差異。根際通常含有更高豐度的與植物互作相關(guān)的微生物，如根際促生菌（PGPR）、菌根真菌、植物病原菌等。特定微生物類群（如變形菌門、厚壁菌門的比例）和功能基因（如固氮、解磷基因）的豐度在根際可能不同。這主要歸因于根系分泌物（提供碳源和信號）、凋落物、根系形成的物理結(jié)構(gòu)以及根際與非根際土壤水分、通氣性、養(yǎng)分有效性的差異。2.列舉至少三種微生物促進植物吸收磷元素的具體機制。*解析思路：微生物促進植物吸磷機制多樣。一是溶解性有機磷（SolubleOrganicPhosphorus,SOP）的分泌：微生物產(chǎn)生有機酸、磷酸酶等，溶解土壤中不溶性的磷酸鹽，增加磷的可溶性。二是直接轉(zhuǎn)化：某些微生物（如固氮菌）能將有機磷轉(zhuǎn)化為無機磷。三是活化沉積磷：微生物產(chǎn)生的酶（如磷酸酶）能分解有機聚合物結(jié)合的磷。四是生物固磷：部分微生物（如PGPR）能將可溶性磷吸收后轉(zhuǎn)化為細胞內(nèi)不溶性的形態(tài)，減少磷的流失。五是菌根輔助：菌根真菌的菌絲能有效突破土壤顆粒的磷屏障，將磷從遠距離運送到根際。3.植物如何通過產(chǎn)生揮發(fā)性有機物（VOCs）來影響根際微生物群落？*解析思路：植物產(chǎn)生的揮發(fā)性有機化合物（VOCs），如萜烯類、醛類、酮類等，可以擴散到根際土壤，作為信號分子影響微生物群落。這些VOCs可以吸引特定的有益微生物（如PGPR）靠近根系，也可以抑制或殺滅潛在的有害病原菌或競爭性強的微生物。不同植物種類、生長階段和環(huán)境條件（如干旱）下釋放的VOCs譜不同，導(dǎo)致根際微生物群落組成和功能發(fā)生差異化響應(yīng)。4.簡述土壤鹽漬化對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的主要影響。*解析思路：土壤鹽漬化對微生物產(chǎn)生多方面影響。高鹽濃度會通過滲透脅迫和離子毒害（如鈉離子、氯離子）抑制大多數(shù)喜中性或微酸性土壤的微生物生長，導(dǎo)致微生物總數(shù)量下降。微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，耐鹽性強的微生物（如某些綠膿桿菌屬、鹽桿菌屬）相對豐度增加。這可能導(dǎo)致土壤有機質(zhì)分解速率減慢，氮、磷等養(yǎng)分循環(huán)受阻。特定功能群（如固氮菌、解磷菌）的活性可能降低，影響植物生長。四、論述題（每小題10分，共20分）1.論述微生物組在維持土壤健康和促進作物可持續(xù)發(fā)展中的作用機制。*解析思路：微生物組通過多種機制維護土壤健康并促進作物可持續(xù)發(fā)展。首先，在物質(zhì)循環(huán)方面，微生物是關(guān)鍵驅(qū)動者，參與碳、氮、磷、硫等元素的有效分解、轉(zhuǎn)化和循環(huán)，使養(yǎng)分得以再生利用。其次，在能量流動方面，分解有機物的微生物為其他生物（包括植物）提供能量和養(yǎng)分來源。再次，在結(jié)構(gòu)構(gòu)建方面，微生物產(chǎn)生的胞外多糖等物質(zhì)參與形成土壤團聚體，改善土壤結(jié)構(gòu)，提高保水保肥能力。此外，微生物組與植物形成互惠共生關(guān)系，如菌根真菌增強根系吸水吸肥能力，PGPR促進植物生長和抗逆性。同時，健康的微生物組能抑制土傳病原菌和害蟲，減少對化學農(nóng)藥的依賴。最后，微生物組本身具有高度的復(fù)雜性和韌性，有助于維持土壤生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。因此，保護和利用好土壤微生物組是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。2.結(jié)合實例，討論如何利用微生物組技術(shù)改良退化土壤并提升作物抗逆性。*解析思路：利用微生物組技術(shù)改良退化土壤和提升作物抗逆性是當前的研究熱點。改良退化土壤可以通過引入或促進有益微生物實現(xiàn)。例如，在貧瘠土壤中施用含有高效固氮菌、解磷菌的生物肥料，可以補充土壤養(yǎng)分，提高作物產(chǎn)量。在鹽堿化土壤中，篩選和施用耐鹽的PGPR（如惡臭假單胞菌某些菌株），可以幫助植物耐受鹽脅