2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——水質(zhì)微生物群落結(jié)構(gòu)對(duì)水體質(zhì)量的影響考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪一項(xiàng)不屬于微生物群落結(jié)構(gòu)的基本要素？A.物種多樣性B.豐度C.群落總生物量D.空間分布2.在水體富營(yíng)養(yǎng)化過程中，微生物群落結(jié)構(gòu)通常會(huì)發(fā)生怎樣的變化？A.物種多樣性顯著增加，以生產(chǎn)者為主B.物種多樣性降低，分解者優(yōu)勢(shì)度提升C.指示礦物種大量出現(xiàn)，功能多樣性下降D.以耐磷、耐氮微生物為主，群落均勻度提高3.下列哪種分子生物學(xué)技術(shù)常用于分析水體樣品中微生物群落的全基因組信息？A.16SrRNA基因序列分析B.DGGE(DenaturingGradientGelElectrophoresis)C.宏基因組測(cè)序(Metagenomics)D.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析4.水體中氨氮的去除主要依賴于哪種微生物代謝過程？A.硝化作用B.反硝化作用C.硝酸鹽還原作用D.無機(jī)氮固定作用5.在水處理生物膜系統(tǒng)中，微生物群落結(jié)構(gòu)通常表現(xiàn)出怎樣的特點(diǎn)？A.結(jié)構(gòu)單一，物種組成穩(wěn)定B.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有明顯的空間分層現(xiàn)象C.物種多樣性低，以少數(shù)優(yōu)勢(shì)菌為主D.豐度低，以懸浮微生物為主6.某種污染物進(jìn)入水體后，導(dǎo)致某些指示礦物種數(shù)量急劇增加，同時(shí)群落多樣性下降，這通常表明該水體可能受到了怎樣的影響？A.輕微物理污染B.嚴(yán)重化學(xué)污染C.生物污染D.自然演替過程7.以下哪項(xiàng)不是影響水體微生物群落結(jié)構(gòu)的非生物因素？A.水溫B.溶解氧(DO)C.水流速度D.微生物之間的種間競(jìng)爭(zhēng)8.在進(jìn)行水體微生物群落結(jié)構(gòu)分析時(shí)，Alpha多樣性指數(shù)主要反映了什么？A.群落中物種之間的差異程度B.不同群落之間的物種差異程度C.群落中物種的豐度分布D.群落中功能基因的多樣性9.利用特定微生物（如脫硫細(xì)菌）去除水體中的硫化氫污染，屬于哪種水體修復(fù)技術(shù)？A.化學(xué)沉淀法B.物理吸附法C.生物修復(fù)法D.化學(xué)氧化法10.水體中某些藍(lán)藻水華的形成，與微生物群落結(jié)構(gòu)失衡和哪種環(huán)境因素密切相關(guān)？A.高pH值B.低營(yíng)養(yǎng)鹽C.充足光照D.高鹽度二、填空題1.微生物群落結(jié)構(gòu)是指群落內(nèi)不同物種的__________、__________和它們之間的相互作用關(guān)系。2.水體質(zhì)量是指水體所包含的__________、__________和__________等指標(biāo)的綜合狀態(tài)。3.通常情況下，水質(zhì)較差（如污染嚴(yán)重）的水體，其微生物群落結(jié)構(gòu)的__________和__________往往會(huì)降低。4.__________是評(píng)估水體富營(yíng)養(yǎng)化程度的重要生物指標(biāo)之一，其升高通常伴隨著特定藻類或藍(lán)藻的增殖。5.__________是研究水體微生物群落結(jié)構(gòu)最常用的分子生物學(xué)技術(shù)之一，主要基于16SrRNA基因序列進(jìn)行物種鑒定。6.在微生物群落中，__________是指一個(gè)功能被多個(gè)物種執(zhí)行的現(xiàn)象，這增加了群落功能的穩(wěn)定性。7.水體中的氮循環(huán)過程主要包括__________、__________、__________和__________等關(guān)鍵步驟。8.生物膜作為一種特殊的微生物群落，具有__________、__________和__________等特點(diǎn)。三、名詞解釋1.生物指示礦物(BioindicatorMicroorganism)2.功能冗余(FunctionalRedundancy)3.Beta多樣性(BetaDiversity)4.宏基因組學(xué)(Metagenomics)四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述溫度如何影響水體微生物群落結(jié)構(gòu)。2.簡(jiǎn)述水體中有機(jī)污染物是如何被微生物降解的。3.簡(jiǎn)述為什么高通量測(cè)序技術(shù)能夠廣泛應(yīng)用于水體微生物群落結(jié)構(gòu)分析。4.簡(jiǎn)述在評(píng)估水體污染時(shí)，僅依賴化學(xué)指標(biāo)而不考慮微生物群落結(jié)構(gòu)可能存在的局限性。五、論述題1.結(jié)合具體微生物類群的功能，論述微生物群落結(jié)構(gòu)在水體自凈過程中的作用。2.如何利用微生物群落結(jié)構(gòu)特征來評(píng)估水體修復(fù)工程的效果？請(qǐng)闡述其原理和可能的監(jiān)測(cè)指標(biāo)。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.A5.B6.B7.D8.A9.C10.C二、填空題1.物種組成,空間分布2.物理,化學(xué),生物3.物種多樣性,均勻度4.藻類含量(或藻類水華)5.16SrRNA基因序列分析6.功能冗余7.氮固定,硝化作用,硝酸鹽還原作用,反硝化作用8.結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,功能強(qiáng)化,保護(hù)作用三、名詞解釋1.指對(duì)環(huán)境變化（如污染）敏感，其種類、數(shù)量或生理活性能夠反映環(huán)境質(zhì)量狀況的特定微生物類群。2.指一個(gè)生態(tài)位中的功能可以被群落中多個(gè)不同的物種執(zhí)行的現(xiàn)象，這增加了群落功能的穩(wěn)定性，降低了單一種類滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。3.指群落之間物種組成上的差異程度，反映了不同群落之間的相似性或相異性，常用于衡量群落間的結(jié)構(gòu)差異。4.指直接研究樣品中所有微生物的總基因組DNA，從而了解樣品中微生物群落的結(jié)構(gòu)、功能潛力以及與環(huán)境互作關(guān)系的一種基因組學(xué)方法。四、簡(jiǎn)答題1.解析思路：從微生物生長(zhǎng)代謝與溫度的關(guān)系入手。溫度影響微生物的酶活性、代謝速率和生長(zhǎng)速率。不同微生物對(duì)溫度的適應(yīng)范圍不同（廣溫性、嗜冷性、嗜熱性）。因此，溫度變化會(huì)篩選出最適應(yīng)當(dāng)前溫度的微生物，導(dǎo)致群落組成和豐度發(fā)生改變。例如，溫度升高可能促進(jìn)喜溫微生物的生長(zhǎng)，而抑制喜冷微生物；反之亦然。2.解析思路：從微生物代謝途徑角度回答。微生物通過分泌酶類將復(fù)雜的有機(jī)污染物分解為簡(jiǎn)單的無機(jī)物或可被其他微生物利用的小分子。這個(gè)過程通常涉及一系列的酶促反應(yīng)，可能包括水解、氧化還原、脫鹵等步驟。不同類型的微生物可能負(fù)責(zé)不同污染物的降解，或者降解過程中的不同階段。關(guān)鍵在于微生物利用其代謝能力將有毒有害的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為無毒或低毒的物質(zhì)。3.解析思路：從技術(shù)優(yōu)勢(shì)角度回答。高通量測(cè)序技術(shù)能夠快速、高通量地獲取樣品中大量微生物的序列信息（如16SrRNA基因或宏基因組）。其高通量特點(diǎn)使得能夠分析大量樣品或?qū)蝹€(gè)樣品進(jìn)行更深入的分類和多樣性分析。高靈敏度可以檢測(cè)到低豐度的微生物類群。序列數(shù)據(jù)庫的不斷完善和生物信息學(xué)分析方法的進(jìn)步，使得從海量序列數(shù)據(jù)中準(zhǔn)確鑒定物種、評(píng)估多樣性、研究功能基因等方面成為可能，極大地推動(dòng)了水體微生物群落結(jié)構(gòu)研究的效率和深度。4.解析思路：從微生物與化學(xué)指標(biāo)的差異性和互補(bǔ)性角度回答?；瘜W(xué)指標(biāo)直接反映水體中某些化學(xué)物質(zhì)的濃度，能快速指示某些急性污染事件。但化學(xué)指標(biāo)無法反映：①污染物的生物可利用性；②微生物群落對(duì)污染物的適應(yīng)和抵抗能力；③水體生態(tài)功能的整體狀況；④污染物的生物累積和生物放大過程。微生物群落結(jié)構(gòu)則能更全面地反映水體的生態(tài)健康狀況，指示污染物的長(zhǎng)期影響、生物降解潛力以及生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)能力。因此，僅依賴化學(xué)指標(biāo)可能無法全面、準(zhǔn)確地評(píng)估水體污染的真實(shí)狀況和生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。五、論述題1.解析思路：從微生物功能角度全面論述。首先指出微生物是水體自凈的主要驅(qū)動(dòng)力。然后分點(diǎn)闡述具體作用：①有機(jī)物分解：微生物（主要是細(xì)菌和真菌）通過分解作用將有機(jī)污染物（如COD、BOD）轉(zhuǎn)化為CO2、H2O和簡(jiǎn)單的無機(jī)鹽，實(shí)現(xiàn)污染物的無害化；②營(yíng)養(yǎng)鹽循環(huán)：微生物在氮、磷、硫等營(yíng)養(yǎng)鹽循環(huán)中扮演關(guān)鍵角色，通過硝化、反硝化、脫氮、磷化作用等，調(diào)節(jié)水體營(yíng)養(yǎng)鹽平衡，抑制藻類過度生長(zhǎng)；③有毒有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化與降解：特定微生物（如脫硫細(xì)菌、反硝化細(xì)菌）能夠轉(zhuǎn)化或降解某些重金屬、氰化物、酚類等有毒有害物質(zhì)，降低其毒性；④指示與預(yù)警：某些指示礦物或生物標(biāo)志物的變化可以指示水體自凈能力的強(qiáng)弱或污染狀況?？偨Y(jié)強(qiáng)調(diào)微生物群落結(jié)構(gòu)的完整性和功能多樣性是水體有效自凈的基礎(chǔ)。2.解析思路：從監(jiān)測(cè)原理和指標(biāo)角度闡述。利用微生物群落結(jié)構(gòu)特征評(píng)估修復(fù)效果，其原理在于：①污染或修復(fù)過程會(huì)改變微生物群落組成和多樣性；②修復(fù)成功通常伴隨著指示礦物（如降解污染物能力的微生物）豐度增加，以及整體群落結(jié)構(gòu)和多樣性的恢復(fù)。具體監(jiān)測(cè)指標(biāo)可以包括：①物種組成變化：監(jiān)測(cè)優(yōu)勢(shì)種、指示種（如降解菌、耐污菌）豐度的變化，以及外來物種引入后的定殖情況；②群落多樣性指標(biāo)（如Shannon指數(shù)、Simpson指數(shù)）：修復(fù)過程中，多樣性通常呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢(shì)，恢復(fù)程度可作為效果