第二章　环境工程微生物学

第一节　微生物学基础

单项选择题（下列选项中，只有一项符合题意）

1．下列各项中，不是微生物特点的是（　  ）。[2010年真题]

A．个体微小

B．不易变异

C．种类繁多

D．分布广泛

【答案】B

【解析】微生物的特点包括：①个体微小、结构简单；②分布广泛、种类繁多；③繁殖迅速、容易变异；④代谢活跃、类型多样。

2．病毒所具有的核酸类型是（　　）。[2011年真题]

A．DNA或RNA

B．DNA和RNA

C．DNA

D．RNA

【答案】A

【解析】病毒根据所含的核酸可分为DNA病毒和RNA病毒。病毒的基本特征是：①无细胞结构，只含有一种核酸（RNA或DNA）；②没有自身的酶合成机制，不具备独立代谢的酶系统，营专性寄生生活；③个体微小能通过细菌滤器，一般无法用普通光学显微镜辨认（普通光学显微镜只能辨别0.2μm以上的物体）；④对抗生素不敏感，对干扰素敏感；⑤在活细胞外具有一般化学大分子特征，进入宿主细胞后具有生命特征。

3．噬菌体所寄生的对象是（　　）。[2012年真题]

A．真菌

B．细菌

C．原生质体

D．原生动物

【答案】B

【解析】病毒根据专性宿主病毒可分为动物病毒、植物病毒、细菌病毒（噬菌体）、放线菌病毒（噬放线菌体）、藻类病毒（噬藻体）、真菌病毒（噬真菌体）。其中，噬菌体是寄生在细菌或放线菌细胞内。除病毒的一般特征外，噬菌体的寄生具有高度的专一性，即一种噬菌体只能侵染某一种细菌，因此可以利用已知的噬菌体来鉴定细菌的种类。噬菌体的平均大小约为30～100nm。当它侵入细菌的细胞后，迅速繁殖，引起细菌细胞的裂解和死亡。

4．细菌的核糖体游离于细胞质中，核糖体的化学成分是（　  ）。[2010年真题]

A．蛋白质和脂肪

B．蛋白质和RNA

C．RNA

D．蛋白质

【答案】B

【解析】核糖体又称核糖核蛋白体，是蛋白质合成的场所。它由核糖核酸（RNA）和蛋白质组成。其中RNA占60%，蛋白质占40%。细菌的核糖体游离于细胞质中，其沉降系数为70s，由50s和30s两个亚基组成，它的直径为30nm。

5．在半固体培养基中，我们可以观察细菌的（　  ）。[2011年真题]

A．个体形态

B．菌落特征

C．呼吸类型

D．细胞结构

【答案】C

【解析】半固体培养基是指在培养液中加入少量的凝固剂（如0.2％～0.5％的琼脂）而制成的培养基。这种培养基常用于观察细菌的运动、厌氧菌的分离和菌种鉴定等。可以利用在半固体培养基中的穿刺接种技术可以判断细菌的呼吸类型和运动情况，也可根据细菌在半固体培养基中的培养特征来进行判断。

6．细菌菌落与菌苔有着本质区别，下列描述菌苔特征正确的是（　  ）。[2008年真题]

A．在液体培养基上生长的，由1个菌落组成

B．在固体培养基表面生长，由多个菌落组成

C．在固体培养基内部生长，由多个菌落组成

D．在固体培养基表面生长，由1个菌落组成

【答案】C

【解析】用含菌样品或菌种在平板或斜面上画线，经过培养，固体培养基上可出现密集的细菌细胞。这些长成一片的细菌群体，则称为菌苔（lawn）。菌苔一般为大批菌落聚集而成。不同属种细菌的菌苔形态是不同的，其中斜面菌苔也可作为菌种鉴定的参考依据。菌落是单个微生物在适宜固体培养基表面或内部生长繁殖到一定程度，形成肉眼可见有一定形态结构的子细胞的群落。在特定条件下，细菌具有一定的培养特征，且有较高的稳定性和专一性，可用于菌种辨别和鉴定。菌落特征包括大小、形状、光泽、颜色、硬度、透明度等。

7．在污水生物处理系统中，鞭毛虫大量出现的时期为（　  ）。[2010年真题]

A．活性污泥培养初期或在处理效果较差时

B．活性污泥培养中期或处理效果较差时

C．活性污泥培养后期或在处理效果较差时

D．活性污泥内源呼吸期，生物处理效果较好时

【答案】A

【解析】在自然水体中，鞭毛虫喜在多污带和α-中污带生活。在污水生物处理系统中，活性污泥培养初期或在处理效果较差时鞭毛虫大量出现，可作污水处理的指示生物。

8．原生动物可降解有机物的营养类型是（　　）。[2009年真题]

A．动物性

B．腐生

C．植物

D．寄生

【答案】A

【解析】原生动物的营养类型主要有三种：①动物性营养，即吞食其他生物（如：细菌、酵母菌、霉菌、藻类、比自身小的原生动物）和有机颗粒为食，绝大多数原生动物为全动物性营养；②植物性营养，有色素体的原生动物和植物一样，在有阳光的条件下，利用二氧化碳和水合成有机物供自身营养，属植物性营养的有绿眼虫、衣滴虫等少数几种；③腐生性营养，某些无色鞭毛虫及寄生的原生动物，借助体表的原生质膜，吸收环境或寄主中的可溶性有机物为营养。

9．原生动物在污水生物处理中不具备下列哪项作用？（　  ）[2007年真题]

A．指示生物

B．吞噬游离细菌

C．增加溶解氧含量

D．去除部分有机污染

【答案】C

【解析】原生动物在污水中的数量也比较大，常占微型动物总数的95%以上，也有一定的净化污染物的能力；原生动物多以细菌等为食物，其吞食活性污泥的能力使其成为污泥减量化方法之一；原生动物还可作为指示生物，用以反映活性污泥和生物膜的质量以及污水净化的程度。

10．在活性污泥法中可根据污泥中出现的生物判断处理水质的优劣，当污泥中出现较多钟虫，表明水质（　　）。[2009年真题]

A．有机物浓度较低，污水生物处理效果较好

B．有机物浓度较高，污水生物处理效果较差

C．有机物浓度无影响

D．不能确定

【答案】A

【解析】一些固着型纤毛虫的前端口缘有纤毛带（由两圈能波动的纤毛组成），虫体呈典型的钟罩形，称为钟虫。它们多数有柄，在钟罩的基部和柄内有肌原纤维组成的基丝，能收缩。有的钟虫单个独立固着生活，也有的群体生活。固着型的纤毛虫，尤其是钟虫，喜在寡污带中生活。它们是水体自净程度高、污水生物处理较好的指示生物。

11．受到有机污染的水体内生长的水蚤与在清洁水体中的水蚤相比较其红颜色将（　　）。[2012年真题]

A．更加浅

B．更加深

C．不变

D．不定

【答案】B

【解析】水蚤的血液含血红素，血红素溶于血浆，肌肉、卵巢和肠壁等细胞中也含血红素。血红素的含量常随环境中溶解氧量的高低而变化。水体中含氧量低，水蚤的血红素含量高；水体含氧量高，水蚤的血红素含量低。为了适应不同的环境，水蚤常呈现不同的颜色，在污染水体中水蚤颜色比在清水中红一些。利用水蚤的这个特点，可用来判断水体的清洁程度。

12．在污水生物处理系统中，轮虫出现的时期为（　  ）。[2012年真题]

A．活性污泥培养初期或在处理效果较差时

B．活性污泥培养中期或在处理效果较差时

C．活性生物处理中受到毒性物质冲击时

D．活性污泥营养处于静止生长期，活性污泥处理效果好时

【答案】D

【解析】在污水生物处理过程中，轮虫也可作为指示生物。轮虫对溶解氧的要求较高，当活性污泥中出现轮虫时，往往表明处理效果良好，但如数量太多，则有可能破坏污泥的结构，使污泥松散而上浮。

13．若在对数期50min时测得大肠杆菌数为1.0×10⁴，培养到450min时大肠杆菌数为1.0×10¹¹，则该菌的细胞生长繁殖速率为（　  ）。[2008年真题]

A．1/17

B．1/19

C．1/21

D．1/23

【答案】D

【解析】X₀为初始细菌浓度，t指培养时间，指比生长速率常数，则生长繁殖速率为：，由题意可得：，，，。

14．下列微生物中，属于原核微生物的是（　　）。

A．病毒

B．放线菌

C．真菌

D．原生动物

【答案】B

【解析】1969年魏泰克（Whittaker）提出生物五界分类系统：原核生物界（包括细菌、放线菌、蓝细菌）、原生生物界（包括蓝藻以外的藻类及原生动物）、真菌界（包括酵母菌和霉菌）、动物界和植物界。微生物分属于前面四界。这一分类系统目前已被大多数科学家承认。

15．下列不属于微生物的特点是（　　）。

A．个体微小、结构简单；分布极广、种类繁多

B．繁殖迅速、数量巨大；代谢类型多样化

C．容易变异

D．种类单一、适应能力弱

【答案】D

【解析】微生物的特点有：①个体微小，结构简单；②分布广泛，种类繁多；③繁殖迅速，容易变异；④代谢活跃，类型多样。

16．常见的细菌形态有球状、杆状、丝状和（　　）。

A．球杆状

B．螺旋状

C．星形

D．双球形

【答案】B

【解析】细菌的基本形态有球状、杆状、螺旋状和丝状，分别被称为球菌、杆菌、螺旋菌和丝状菌。除上述4种基本形态外，细菌还有其他形态，例如柄细菌属（Caulobacter），细胞呈弧状或肾状并具有一根特征性的细柄，可附着于基质上。

17．微生物的代谢多样性体现为基质广泛、代谢产物多样、适应性强和（　　）。

A．代谢途径多

B．分布广泛

C．比表面积大

D．能源谱宽

【答案】D

【解析】微生物代谢类型多样，具体表现为：①基质广泛，既能利用无机的二氧化碳，也能利用各种有机物质作为碳源；②能源谱宽，既能利用太阳能，也能利用各种化学能作为能源；③适应性强，既可在有氧环境下生长，也可在无氧环境下生长；④代谢产物多样，既可产生无机产物，也可产生有机产物，既可产生小分子有机产物，也可以产生大分子有机产物。

18．微生物不属于（　　）。

A．动物界

B．真菌界

C．病毒界

D．原生生物界

【答案】A【2.1.1】

【解析】1969年魏泰克（Whittaker）提出生物五界分类系统：原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界和植物界。我国王大耜教授则在魏泰克的基础上提出生物系统的六界分类系统：病毒界、原核生物界、原生生物界、真菌界、动物界和植物界，微生物分属于前面四界。

19．微生物分类的最小单位是（　　）。

A．属

B．种

C．门

D．纲

【答案】B

【解析】从大到小，微生物的各级分类单位是界（kingdom）、门（phylum）、纲（class）、目（order）、科（family）、属（genus）、种（species）。其中，种是分类的基本单位，它是表型特征高度相似、亲缘关系极其接近、与其他种有明显差别的一群菌株的总称。

20．下列有关微生物的命名，说法正确的是（　　）。

A．由两个英文词构成

B．第一个词表示种名

C．名字书写时应斜体

D．名字书写时不应斜体

【答案】C

【解析】命名（nomenclature）是按照国际命名法则，给每一个微生物类群或物种一个专有名称。名字有俗名和学名两种，学名（scientific name）是一个菌种的科学名称，它是按照国际学术界的通用规则命名的。学名采用拉丁词或拉丁化的词构成。在出版物中，学名应排成斜体（在书写或打字时，在学名之下应画一横线，以表示它是斜体）。根据双名法规则，学名通常由一个属名（第一个字母大写）加一个种名（第一个字母小写）构成。出现在分类学文献上的学名，在双名之后往往加上首次定名人（放在括号内）、现名定名人和现名定名年份。

21．下列有关病毒的说法，正确的是（　　）。

A．仅含有一种核酸

B．属于真核生物

C．营共生生活

D．属于原核生物

【答案】A

【解析】A项，病毒只有一种核酸，DNA或RNA；C项，病毒是营寄生生活，专性寄生在活的敏感宿主体内；BD两项，病毒为非细胞生物，既不属于原核生物也不属于真核生物。

22．细菌的基本细胞结构包括细胞壁、细胞膜、细胞质和（　　）。

A．芽孢

B．荚膜

C．拟核

D．鞭毛

【答案】C

【解析】几乎所有细菌都有细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核等结构，这些结构称为细菌细胞的基本结构。鞭毛、荚膜、芽孢、气泡等结构则为某些细菌所特有，这些结构称为细菌细胞的特殊结构。细菌的细胞核位于细胞质内，无核膜、无核仁，仅为一核区，因此成为原始形态的核，简称原核或拟核，也称细菌染色体。

23．下列关于病毒的说法正确的是（　　）。

A．病毒具有细胞结构

B．病毒个体微小，在显微镜下才能看清楚

C．病毒可通过细菌过滤器

D．病毒可脱离宿主细胞，独立生活

【答案】C

【解析】病毒是一类没有细胞结构，专性寄生在活的敏感宿主细胞内的超微小微生物，可通过细菌过滤器。病毒的大小一般在0.2μm以下，必须在电子显微镜下才能看清楚。其特点有：①非细胞生物（由核酸和蛋白质外壳组成）；②具有化学大分子的属性（在细胞外，病毒如同化学大分子，不表现生命特征）；③不具备独立代谢能力（病毒没有完整的酶系统和独立代谢系统，只能寄生在活的宿主体内）。

24．下列说法正确的是（　　）。

A．所有生物都含有两种核酸

B．所有生物都由细胞构成

C．荚膜可以保护细菌免受干燥的影响

D．RNA病毒的核酸是单链的RNA

【答案】C

【解析】A项，病毒只有一种核酸（DNA或RNA）；B项，病毒没有细胞结构；D项，RNA病毒的核酸是单链或双链的RNA。

25．细菌细胞内能够储备磷的贮藏颗粒是（　　）。

A．硫粒

B．肝糖粒

C．糖元

D．异染粒

【答案】D

【解析】异染粒主要由多聚偏磷酸盐组成，还含有RNA、蛋白质、脂类与Mg²⁺。异染粒嗜碱性或嗜中性较强，用蓝色碱性染料（如甲苯胺蓝、甲烯蓝）可使该颗粒染成紫红色并由此得名，异染粒是储备的磷源和碳源。

26．（　　）可作为判断细胞能否运动的培养技术。

A．固体培养技术

B．液体培养技术

C．半固体穿刺接种技术

D．斜面培养技术

【答案】C

【解析】在半固体穿刺接种技术中，不同属、种的细菌有不同的扩散生长状态，可作为判断细胞能否运动的培养技术。以穿刺接种法将细菌接种至含0.3％～0.5％琼脂的半固体培养基中，如果细菌不长鞭毛，只能在穿刺线上生长；如果长鞭毛，则不但在穿刺线上生长，也在穿刺线的周围扩散生长。不同属、种的细菌有不同的扩散生长状态。

27．革兰氏阴性菌（G^-）与革兰氏阳性菌（G⁺）的细胞壁结构与化学组成不同，下列说法正确的是（　　）。

A．G⁺的细胞壁很薄

B．G^-的细胞壁化学组成简单

C．G⁺的细胞壁有大量肽聚糖

D．G^-的细胞壁有大量肽聚糖

【答案】C

【解析】细菌可分为革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两大类，两者的化学组成和结构不同。革兰氏阳性细菌的细胞壁厚度为20～80nm，单层，结构较简单，其组分比较均匀一致，主要由肽聚糖组成，还有一定数量的磷壁酸，少量蛋白质和脂肪，其中，肽聚糖含量占细胞壁组成的90%。革兰氏阴性菌的细胞壁厚度为10nm，结构较复杂，由肽聚糖层和外壁层组成。肽聚糖层约2～3nm厚，占细胞壁组成的5%～20%。

28．革兰氏染色是一种复染色法，使用的两种主要染料的种类与顺序应当是（　　）。

A．沙黄或番红、结晶紫　 

B．结晶紫、沙黄或番红

C．结晶紫、品红或大黄　 

D．品红或番红、结晶紫

【答案】B

【解析】革兰氏染色法为复染法，用于细菌的形态观察和分类。其操作过程是：结晶紫初染，碘液媒染，然后酒精脱色，最后用番红或沙黄复染。根据染色反应特征，可以把细菌分成两大类：G阳性（G⁺）和G阴性（G^-），前者经过染色后细菌细胞仍然保留初染结晶紫的蓝紫色，后者经过染色后细菌细胞则先脱去了初染结晶紫的颜色，而带上了复染番红或沙黄的红色。

29．革兰氏阳性菌的染色结果呈（　　）。

A．黄色

B．红色

C．无色

D．蓝紫色

【答案】D

【解析】根据革兰氏染色反应特征，将细菌分为两大类：G阳性（G⁺）菌和G阴性（G^-）菌，前者经过染色后细菌细胞仍然保留初染结晶紫的蓝紫色，后者经过染色后细菌细胞则先脱去了初染结晶紫的颜色，而带上了复染番红或沙黄的红色。

30．对细菌进行革兰氏染色，主要是根据它们的（　　）。

A．细胞质组成成分不同

B．细胞内含物组成成分不同

C．所含的质粒类型不同

D．细胞壁结构与化学组成不同

【答案】D

【解析】研究发现革兰氏染色的反应结果主要与细菌细胞壁有关。事实上，革兰氏阳性和阴性细菌具有截然不同的细胞壁结构。细菌细胞经过初染和媒染后，在细胞壁内形成了不溶于水的结晶紫与碘的复合物，G⁺菌由于细胞壁较厚，肽聚糖网层次较多且交联致密，故遇乙醇脱色处理时，因失水反而使网孔缩小，再加上它不含类脂，故乙醇处理时，细胞壁上不会溶出缝隙，因此能把结晶紫与碘复合物牢牢留在壁内，使其呈现出蓝紫色。而G^-菌细胞壁薄，肽聚糖层薄且交联松散，外壁层类脂含量高，在遇乙醇后，细胞壁上会溶出较大的空洞或缝隙，薄而松散的肽聚糖网不能阻挡结晶紫与碘复合物的溶出，因此通过乙醇脱色后仍呈无色，再经红色染料（如蕃红）复染，就使G^-菌呈红色。

31．在正常运行的活性污泥中，细菌存在的主要形式是（　　）。

A．生物膜

B．菌胶团

C．游离细菌

D．菌落

【答案】B

【解析】多个细菌按一定的排列方式互相黏集在一起，被一个公共荚膜包围形成一定形状的细菌基团，称为菌胶团。菌胶团是污水处理中细菌的主要存在形式，在废水处理中有重要意义：有较强的吸附和氧化有机物的能力，可防止细菌被动物吞噬，可增强细菌对不良环境的抵抗。菌胶团具有指示作用：新生胶团颜色较浅，甚至无色透明，但有旺盛的生命力，氧化分解有机物的能力强；老化了的菌胶团，由于吸附了许多杂质，颜色较深，看不到细菌单体，而像一团烂泥似的，生命力较差。

32．下列关于菌胶团的说法，错误的是（　　）。

A．水处理中，许多细菌的荚膜物质融合成团块，称为菌胶团

B．菌胶团是污水处理中细菌的主要存在形式

C．不能防止细菌被动物吞噬，不能增强细菌对不良环境的抵抗

D．菌胶团具有指示作用，主要表现在菌胶团吸附和分解有机物能力、沉降性好坏、颜色深浅

【答案】C

【解析】菌胶团是污水处理中细菌的主要存在形式，在废水处理中有重要意义：有较强的吸附和氧化有机物的能力，可防止细菌被动物吞噬，可增强细菌对不良环境的抵抗。菌胶团具有指示作用：新生胶团颜色较浅，甚至无色透明，但有旺盛的生命力，氧化分解有机物的能力强；老化了的菌胶团，由于吸附了许多杂质，颜色较深，看不到细菌单体，而像一团烂泥似的，生命力较差。C项，菌胶团有较强的吸附和氧化有机物的能力，可防止细菌被动物吞噬，可增强细菌对不良环境的抵抗。

33．细菌细胞结构中，哪一构造的功能是维持细胞体内渗透压的？（　　）

A．细胞膜

B．细胞壁

C．细胞核

D．核糖体

【答案】A

【解析】细胞膜的生理功能包括：①选择性地控制细胞内外物质（营养物质和代谢产物）的运输和交换，维持细胞正常渗透压；②膜内陷形成的中间体含有细胞色素，参与呼吸作用，中间体与染色体的分离和细胞分裂有关，还为DNA提供附着点；③是合成细胞壁组分和荚膜的场所；④是细菌产能代谢的重要部位，膜上分布着呼吸酶及ATP合成酶；⑤鞭毛的生长点和附着点。

34．纤毛、鞭毛等既是原生动物的运动胞器，又是原生动物的（　　）。

A．消化胞器

B．营养胞器

C．排泄胞器

D．摄食胞器

【答案】D

【解析】原生动物可以形成不同的“胞器”，行使不同的功能。能够与多细胞动物一样，进行摄食、呼吸、排泄、生殖等生命活动。鞭毛、纤毛、刚毛、伪足是运动胞器；胞口、胞咽、食物泡、吸管是摄食、消化、营养的胞器；收集管、伸缩泡和胞肛是排泄胞器；眼点是感光胞器。有的胞器具有多功能，例如，波多虫的鞭毛除具运动功能外，还具摄食功能。又如伪足、鞭毛、纤毛、刚毛还有感觉功能。