2025年大學(xué)《海洋科學(xué)》專業(yè)題庫——海洋微生物群落結(jié)構(gòu)與生態(tài)功能考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題后的括號內(nèi)）1.下列哪一項不屬于海洋微生物的生理類群？A.細(xì)菌B.古菌C.原生動物D.藻類（注：嚴(yán)格來說藻類是原生生物，有時與微生物界限模糊，但在此處與細(xì)菌、古菌對比，通常原生動物更偏向非微生物范疇，或此題意在考察對主要微生物類群的掌握。若按更嚴(yán)格的微生物定義，藻類也屬于。此處假設(shè)選項設(shè)置存在一定討論空間，或意在考察對常見教學(xué)分類的掌握。實際出題時需明確界定。）E.病毒2.衡量群落物種多樣性最常用的指標(biāo)是？A.豐度B.均勻度C.Shannon-Wiener指數(shù)D.Pielou指數(shù)E.群落優(yōu)勢度3.能夠直接利用無機碳化合物（如CO?）作為碳源，并通過氧化還原反應(yīng)獲取能量的海洋微生物代謝類型是？A.光自養(yǎng)B.化能自養(yǎng)C.光異養(yǎng)D.化能異養(yǎng)E.寄生4.在海洋生態(tài)系統(tǒng)中，將氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，從而將氮素從生物圈返回大氣圈的過程稱為？A.硝化作用B.反硝化作用C.硝酸鹽還原作用D.固氮作用E.磷酸鹽化作用5.由大量微生物及其產(chǎn)生的胞外聚合物共同組成的、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的微生物聚集體，通常附著在固體表面，被稱為？A.微生物群體B.微生物集群C.生物膜D.微生物群落E.微生物集合6.能夠降解復(fù)雜有機污染物，將其轉(zhuǎn)化為simpler化學(xué)物質(zhì)或無機物的海洋微生物過程稱為？A.同化作用B.異化作用C.分解作用D.轉(zhuǎn)化作用E.礦化作用7.下列哪項技術(shù)通常用于獲取樣品中所有微生物的總DNA，進(jìn)而分析群落中的遺傳多樣性？A.16SrRNA基因測序B.宏基因組測序C.宏轉(zhuǎn)錄組測序D.病毒宏基因組測序E.單細(xì)胞基因組測序8.影響海洋微生物群落結(jié)構(gòu)和功能的最主要環(huán)境因子通常不包括？A.光照強度B.水深C.海水鹽度D.大氣成分E.營養(yǎng)鹽濃度9.在海洋生態(tài)學(xué)研究中，描述群落中優(yōu)勢物種相對比例的指標(biāo)是？A.多樣性指數(shù)B.均勻度指數(shù)C.優(yōu)勢度指數(shù)D.豐度指數(shù)E.頻率指數(shù)10.海洋表層微生物進(jìn)行光合作用所需的能量主要來源于？A.地?zé)崮蹷.化學(xué)能C.水流能D.太陽輻射能E.風(fēng)能二、填空題（每空1分，共10分。請將正確答案填在橫線上）1.海洋微生物是構(gòu)成海洋生物圈的基礎(chǔ)，包括細(xì)菌、古菌、__________、病毒以及一些小型原生生物等。2.描述群落中物種數(shù)目多少的指標(biāo)稱為__________。3.海洋微生物通過__________作用將無機碳轉(zhuǎn)化為有機碳，是海洋初級生產(chǎn)力的主要來源。4.連接氮循環(huán)中氮氣與含氮有機物之間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是__________作用。5.生物膜的形成不僅受微生物自身因素影響，也與__________、溫度、pH等環(huán)境條件密切相關(guān)。6.宏基因組學(xué)研究的對象是環(huán)境中所有微生物的總DNA，它能夠揭示群落中潛在的__________。7.深海熱泉噴口等極端環(huán)境中，微生物主要依靠化學(xué)能合成作用來獲取能量，這種代謝類型稱為__________。8.影響海洋微生物群落空間分布格局的因素，除了環(huán)境梯度外，還包括__________因素。9.群落功能多樣性是指群落所包含的__________的多樣性。10.溶解性有機物（DOM）是海洋微生物的重要碳源和能量來源，其主要來源包括生物源和__________源。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請給出每個名詞的精確定義）1.物種多樣性2.化能合成作用3.赤潮4.宏基因組學(xué)5.群落功能冗余四、簡答題（每題5分，共20分。請簡潔明了地回答下列問題）1.簡述影響海洋微生物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因素。2.簡述海洋微生物在碳循環(huán)中扮演的主要角色。3.簡述生物膜的形成過程及其在海洋環(huán)境中的生態(tài)意義。4.簡述16SrRNA基因測序技術(shù)在海洋微生物研究中的應(yīng)用及其基本原理。五、論述題（每題10分，共30分。請結(jié)合所學(xué)知識，全面、深入地回答下列問題）1.論述海洋微生物群落功能多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的關(guān)系。2.結(jié)合實例，論述人類活動（如海洋污染、氣候變化）對海洋微生物群落結(jié)構(gòu)與功能可能產(chǎn)生的影響。3.試述當(dāng)前海洋微生物群落結(jié)構(gòu)與功能研究面臨的主要挑戰(zhàn)以及未來可能的發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.E2.C3.B4.B5.C6.C7.B8.D9.C10.D二、填空題1.原生生物2.物種豐富度3.光合作用4.固氮5.物理結(jié)構(gòu)（如附著基質(zhì)）6.功能潛力7.化能自養(yǎng)8.人為活動（或種間關(guān)系，根據(jù)具體教學(xué)側(cè)重選擇）9.代謝功能10.化學(xué)分解三、名詞解釋1.物種多樣性：指一個群落中物種的豐富程度和均勻程度，通常用物種數(shù)目（豐富度）和物種相對多度（均勻度）來衡量。**解析思路*：考察對核心概念“物種多樣性”內(nèi)涵的理解，要求定義中包含物種數(shù)量和均勻性兩個關(guān)鍵維度。2.化能合成作用：指某些微生物利用環(huán)境中的化學(xué)能（來自無機或有機化合物氧化）來合成有機物的過程，通常在缺氧或無光照環(huán)境中進(jìn)行。**解析思路*：考察對化能合成作用定義及特點（能量來源、場所）的掌握。3.赤潮：指在特定環(huán)境條件下，海洋中某些微型藻類、原生生物或藍(lán)細(xì)菌等浮游生物爆發(fā)性增殖或聚集，導(dǎo)致水體變色現(xiàn)象，有時也伴隨有害生物的出現(xiàn)。**解析思路*：考察對赤潮現(xiàn)象（定義、原因、特征）的基本認(rèn)識，注意區(qū)分有害藻華（HarmfulAlgalBloom,HAB）。4.宏基因組學(xué)：指直接從環(huán)境樣品（如土壤、水體）中提取所有微生物的總DNA，并進(jìn)行大規(guī)模測序和分析，以研究群落整體遺傳組成、功能潛力和生態(tài)互動的科學(xué)。**解析思路*：考察對宏基因組學(xué)核心概念（研究對象、方法、目的）的理解。5.群落功能冗余：指在一個群落中，執(zhí)行相似生態(tài)功能的物種存在多個，即某個功能不是由單一物種獨家完成，而是有多個物種可以替代。**解析思路*：考察對功能冗余概念及其生態(tài)學(xué)意義（提高生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性）的理解。四、簡答題1.簡述影響海洋微生物群落結(jié)構(gòu)的主要環(huán)境因素。**解析思路*：要求列出并簡要說明影響群落組成和分布的關(guān)鍵環(huán)境因子，如物理因子（溫度、鹽度、光照、壓力）、化學(xué)因子（營養(yǎng)鹽濃度與比例、氧化還原電位、污染物）、生物因子（捕食、競爭、共生）以及地理因子（緯度、經(jīng)度、水深、洋流）等。2.簡述海洋微生物在碳循環(huán)中扮演的主要角色。**解析思路*：重點說明海洋微生物在初級生產(chǎn)（光合自養(yǎng)微生物固定CO?）和異化分解（異養(yǎng)微生物分解有機物，釋放CO?）中的作用，以及在碳泵（通過向深海export有機碳）和碳匯（通過鈣化作用形成碳酸鹽沉淀）中的貢獻(xiàn)。3.簡述生物膜的形成過程及其在海洋環(huán)境中的生態(tài)意義。**解析思路*：描述生物膜形成的基本階段：附著、生長、繁殖、基質(zhì)分泌、結(jié)構(gòu)成熟。生態(tài)意義方面，強調(diào)其作為微生物良好棲息地、增強環(huán)境適應(yīng)能力、促進(jìn)物質(zhì)交換與轉(zhuǎn)化（如污染物降解）、形成生物屏障等方面的作用。4.簡述16SrRNA基因測序技術(shù)在海洋微生物研究中的應(yīng)用及其基本原理。**解析思路*：應(yīng)用方面，說明其在群落組成分析（鑒定物種/類群、評估豐度）、追蹤微生物演替、尋找特定功能基因載體等方面的作用。原理方面，指出16SrRNA基因具有保守序列和可變區(qū)，可利用通用引物擴增，通過序列比對進(jìn)行物種鑒定。五、論述題1.論述海洋微生物群落功能多樣性與生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性之間的關(guān)系。**解析思路*：首先闡述功能多樣性的概念（群落包含的代謝功能種類和數(shù)量）。然后論述功能冗余的重要性（一個功能有多個物種執(zhí)行，某個物種丟失影響較小，維持系統(tǒng)功能）。接著說明功能多樣性如何增強生態(tài)系統(tǒng)對環(huán)境變化的緩沖能力（環(huán)境變化可能篩選出新的功能執(zhí)行者）。最后總結(jié)功能多樣性通過提供更多備選方案和維持關(guān)鍵生態(tài)過程，從而提高生態(tài)系統(tǒng)抵抗干擾和恢復(fù)能力（穩(wěn)定性）。2.結(jié)合實例，論述人類活動（如海洋污染、氣候變化）對海洋微生物群落結(jié)構(gòu)與功能可能產(chǎn)生的影響。**解析思路*：分別論述不同人類活動的影響。*污染：以塑料污染為例，說明塑料微粒吸附有毒物質(zhì)，影響微生物攝食；以石油泄漏為例，說明毒性物質(zhì)抑制有益微生物（如分解者、固氮菌），促進(jìn)耐油菌增殖，破壞群落結(jié)構(gòu)和功能。*氣候變化：以海洋變暖為例，說明溫度升高可能改變微生物生長速率、代謝類型分布（如化能自養(yǎng)菌范圍變化），影響群落組成；以海洋酸化為例，說明pH降低可能影響微生物細(xì)胞膜、酶活性，特別是鈣化生物（如coccolithophores）的生長，改變?nèi)郝浣Y(jié)構(gòu)和碳循環(huán)。*綜合說明：強調(diào)人類活動往往是復(fù)合作用，可能導(dǎo)致群落結(jié)構(gòu)劇烈變化，進(jìn)而影響生態(tài)功能（如生產(chǎn)力、nutrientcycling）。3.試述當(dāng)前海洋微生物群落結(jié)構(gòu)與功能研究面臨的主要挑戰(zhàn)以及未來可能的發(fā)展方向。**解析思路*：挑戰(zhàn)方面：*樣品采集的代表性與難易性（深海、極地、特殊生境）。*實驗室培養(yǎng)對微生物群落組成的選擇性偏差（多數(shù)微生物無法培養(yǎng)）。*海量測序數(shù)據(jù)的處理、分析和解讀（生物信息學(xué)門檻高，功能注釋難）。*難以揭示微生物間復(fù)雜的相互作用網(wǎng)絡(luò)。*缺乏對微生物群落動態(tài)變化過程的長期、連續(xù)觀測。*未來發(fā)展方向：*發(fā)展單細(xì)胞基因組/轉(zhuǎn)錄組測序技術(shù)，深入理解個體微生物功能。*結(jié)合宏組學(xué)與環(huán)境基因組學(xué)