2025年大學(xué)《生物技術(shù)》專業(yè)題庫——微生物生物技術(shù)在環(huán)境治理中的應(yīng)用考試時(shí)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(xiàng)的字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪類微生物在降解復(fù)雜的多氯聯(lián)苯（PCBs）等持久性有機(jī)污染物方面通常表現(xiàn)出更強(qiáng)的能力？A.真菌B.細(xì)菌C.古菌D.病毒2.生物修復(fù)過程中，關(guān)于“生物強(qiáng)化”技術(shù)的描述，正確的是？A.向污染環(huán)境中投加大量外源微生物以增強(qiáng)自然凈化能力B.通過基因工程改造微生物，使其獲得更強(qiáng)的降解能力后引入污染環(huán)境C.僅僅依靠提高環(huán)境中的營養(yǎng)物質(zhì)濃度來促進(jìn)土著微生物生長D.利用物理方法分離出高效降解菌進(jìn)行培養(yǎng)后再回投3.在生物濾池處理高濃度揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）時(shí)，起主要代謝作用的是？A.好氧絲狀菌B.厭氧產(chǎn)甲烷菌C.活性污泥中的微球菌D.附著在填料表面的顆粒活性污泥4.將微生物固定在載體上，使其保持活性并可以重復(fù)利用的技術(shù)是？A.生物固定化技術(shù)B.生物強(qiáng)化技術(shù)C.生物吸附技術(shù)D.生物催化技術(shù)5.導(dǎo)致微生物在環(huán)境治理過程中降解效率降低的主要環(huán)境脅迫因素通常不包括？A.過高的溫度B.充足的氧氣供應(yīng)C.污染物濃度過高D.不適宜的pH值6.在處理重金屬污染土壤時(shí)，微生物主要發(fā)揮的作用機(jī)制是？A.將重金屬還原成氣態(tài)揮發(fā)B.將重金屬轉(zhuǎn)化為毒性更低的形態(tài)C.通過物理吸附直接捕獲重金屬離子D.將重金屬直接分解為無機(jī)鹽7.微生物燃料電池（MBFC）技術(shù)利用微生物的什么生理過程來發(fā)電？A.光合作用B.呼吸作用C.發(fā)酵作用D.化能合成作用8.下列關(guān)于堆肥技術(shù)的描述，錯(cuò)誤的是？A.是一種好氧生物處理技術(shù)B.主要利用真菌和放線菌分解有機(jī)物C.需要控制適宜的C/N比D.最終產(chǎn)物可以直接作為土壤改良劑使用，但可能含有病原體9.旨在去除水體中氮、磷營養(yǎng)鹽，防止富營養(yǎng)化的生物處理技術(shù)是？A.石油泄漏生物修復(fù)技術(shù)B.重金屬廢水處理技術(shù)C.厭氧氨氧化技術(shù)D.活性污泥法10.能夠利用微生物群落協(xié)同作用來降解復(fù)雜污染物的環(huán)境治理策略是？A.單一微生物修復(fù)B.生物強(qiáng)化C.自然生物修復(fù)D.生物膜技術(shù)二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.利用昆蟲、蚯蚓等生物體及其天敵來治理環(huán)境污染的方法被稱為________。2.某些微生物能夠?qū)h(huán)境中的元素硫或硫酸鹽氧化成硫酸，這個(gè)過程稱為________。3.固定化酶或細(xì)胞最常用的載體材料包括明膠、海藻酸鹽、殼聚糖、聚丙烯酰胺等，它們應(yīng)具備一定的________、________和重復(fù)使用性。4.生物淋濾技術(shù)通常在________條件下進(jìn)行，利用微生物的________作用去除氣相污染物。5.生物修復(fù)技術(shù)按照微生物來源可分為________、________和________。6.在微生物處理含氯有機(jī)溶劑（如TCE）時(shí)，好氧條件下常見的降解途徑是________途徑。7.影響微生物在環(huán)境介質(zhì)中遷移能力的主要因素包括微生物自身的________、環(huán)境介質(zhì)的________和________。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述生物強(qiáng)化技術(shù)和基因工程在微生物環(huán)境治理應(yīng)用中的主要區(qū)別。2.簡述固定化微生物技術(shù)相比游離微生物在環(huán)境治理應(yīng)用中的主要優(yōu)勢。3.簡述生物修復(fù)技術(shù)中，影響土著微生物修復(fù)效果的主要環(huán)境因素有哪些？4.簡述生物修復(fù)技術(shù)相比物理化學(xué)修復(fù)方法的主要優(yōu)點(diǎn)。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述利用微生物處理石油污染水體的基本原理、主要方法以及可能遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)。2.比較生物修復(fù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)處理重金屬污染土壤的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。3.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例，論述微生物生物技術(shù)在廢氣處理（如VOCs去除）方面的潛力與面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.A2.B3.A4.A5.B6.B7.B8.D9.C10.C二、填空題1.生物操縱2.硫氧化3.多孔性，穩(wěn)定性4.厭氧，生物吸附5.自然生物修復(fù)，生物強(qiáng)化，生物增效6.降解7.大小，性質(zhì)，組成三、簡答題1.簡述生物強(qiáng)化技術(shù)和基因工程在微生物環(huán)境治理應(yīng)用中的主要區(qū)別。生物強(qiáng)化是向污染環(huán)境投加經(jīng)過篩選或馴化的、對(duì)目標(biāo)污染物具有高效降解能力的土著或外源微生物，目的是增強(qiáng)環(huán)境的自凈能力?；蚬こ虅t是通過基因重組等技術(shù)改造微生物的基因組，賦予其新的代謝功能或增強(qiáng)原有功能，使其能夠更有效地降解特定污染物，然后將改造后的微生物引入環(huán)境。主要區(qū)別在于：生物強(qiáng)化主要利用現(xiàn)有或經(jīng)馴化的微生物，而基因工程是創(chuàng)造具有新功能或更強(qiáng)功能的微生物。2.簡述固定化微生物技術(shù)相比游離微生物在環(huán)境治理應(yīng)用中的主要優(yōu)勢。固定化微生物技術(shù)將微生物固定在載體上，相比游離微生物具有以下優(yōu)勢：①提高微生物的利用率和穩(wěn)定性，不易失活；②實(shí)現(xiàn)微生物的重復(fù)利用，降低處理成本；③防止微生物流失，減少二次污染；④便于微生物與底物的接觸和產(chǎn)物分離，提高處理效率；⑤可以構(gòu)建生物膜或生物反應(yīng)器，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。3.簡述生物修復(fù)技術(shù)中，影響土著微生物修復(fù)效果的主要環(huán)境因素有哪些？影響土著微生物修復(fù)效果的主要環(huán)境因素包括：①污染物濃度：過高濃度可能抑制微生物生長或產(chǎn)生毒害作用；②溫度：影響微生物的代謝速率和活性；③pH值：影響微生物酶的活性和對(duì)污染物的吸收；④氧氣供應(yīng)：好氧、厭氧微生物對(duì)氧氣條件有不同需求；⑤營養(yǎng)物質(zhì)：碳、氮、磷等營養(yǎng)元素的缺乏會(huì)限制微生物生長和降解作用；⑥水分：影響微生物的存活和代謝活動(dòng)；⑦土壤或水體的物理化學(xué)性質(zhì)：如土壤結(jié)構(gòu)、有機(jī)質(zhì)含量、粘土礦物等。4.簡述生物修復(fù)技術(shù)相比物理化學(xué)修復(fù)方法的主要優(yōu)點(diǎn)。生物修復(fù)技術(shù)相比物理化學(xué)修復(fù)方法的主要優(yōu)點(diǎn)有：①技術(shù)成本通常較低，能耗少；②處理過程較溫和，不易造成二次污染；③能夠從源頭消除污染物或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，效果更徹底；④適用于處理大面積、低濃度的污染場地；⑤可以利用自然凈化能力，環(huán)境友好。四、論述題1.論述利用微生物處理石油污染水體的基本原理、主要方法以及可能遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)。基本原理是利用能降解石油烴類化合物的微生物（主要是假單胞菌屬、芽孢桿菌屬等細(xì)菌和某些真菌），通過其代謝活動(dòng)將石油中的大分子復(fù)雜烴類逐步分解為小分子中間產(chǎn)物，最終轉(zhuǎn)化為二氧化碳和水等無害物質(zhì)。主要方法包括：①自然生物降解：不人為干預(yù)，依靠水體中土著微生物的自然凈化能力；②人工生物降解：通過投放營養(yǎng)鹽、調(diào)整pH、好氧曝氣等措施，促進(jìn)土著或外源高效降解菌的生長和代謝活性；③生物強(qiáng)化：向污染水體中投加經(jīng)過篩選或馴化的高效石油降解菌種。可能遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)：①石油污染物成分復(fù)雜，毒性大，部分組分難降解；②降解速率可能較慢，尤其在低溫或營養(yǎng)缺乏條件下；③水體中微生物群落結(jié)構(gòu)可能不適宜高效降解石油烴；④水力停留時(shí)間可能不足；⑤可能產(chǎn)生中間代謝產(chǎn)物，具有潛在毒性；⑥需要監(jiān)測降解效果和潛在生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。2.比較生物修復(fù)和化學(xué)修復(fù)技術(shù)處理重金屬污染土壤的原理、優(yōu)缺點(diǎn)及適用條件。生物修復(fù)原理是利用土著或外源微生物（如菌根真菌、假單胞菌等）及其酶系統(tǒng)，通過吸收、轉(zhuǎn)化、揮發(fā)、沉淀等作用降低土壤中重金屬的毒性或遷移性，或?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為不溶態(tài)固定在土壤中?；瘜W(xué)修復(fù)原理是利用化學(xué)藥劑（如螯合劑、氧化還原劑、沉淀劑等）與重金屬發(fā)生反應(yīng)，改變其化學(xué)形態(tài)，使其遷移性降低或溶解度減小，便于去除或固定。比較：①原理：生物修復(fù)是生物化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，化學(xué)修復(fù)是物理化學(xué)反應(yīng)過程。②優(yōu)點(diǎn)：生物修復(fù)成本較低，環(huán)境友好，無二次污染，可持續(xù)性較好；化學(xué)修復(fù)處理效率高，見效快。③缺點(diǎn)：生物修復(fù)可能速度慢，受環(huán)境條件影響大，對(duì)某些重金屬效果有限；化學(xué)修復(fù)成本較高，可能產(chǎn)生化學(xué)污泥或二次污染，操作不當(dāng)可能加劇污染。④適用條件：生物修復(fù)適用于污染程度相對(duì)較低、分布較廣的土壤，以及處理對(duì)微生物毒性較小的重金屬（如Cu,Zn,Cd）；化學(xué)修復(fù)適用于污染程度高、需要快速見效或徹底清除重金屬的土壤，以及處理對(duì)微生物毒性較大的重金屬（如As,Cr,Hg）。3.結(jié)合實(shí)際應(yīng)用案例，論述微生物生物技術(shù)在廢氣處理（如VOCs去除）方面的潛力與面臨的挑戰(zhàn)。潛力：微生物生物技術(shù)，特別是生物過濾和生物洗滌技術(shù)，在處理低濃度、大風(fēng)量、多種類的揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOCs）廢氣方面展現(xiàn)出巨大潛力。例如，利用填充了馴化微生物濾料的生物濾池處理啤酒廠廢氣（主要含醇類、醛類）；利用生物洗滌塔處理印刷廠廢氣（含溶劑類VOCs），洗滌液循環(huán)使用，微生物降解殘余VOCs。其優(yōu)勢在于：①能有效處理多種不同類型的VOCs；②操作條件溫和（常溫常壓），能耗低；③無需添加化學(xué)藥劑，運(yùn)行成本相對(duì)較低；④環(huán)境友好，不產(chǎn)生二次污染。面臨的挑戰(zhàn)：①降解速率通常低于物理吸附或燃燒法