2019年全国硕士研究生招生考试试题环境工程微生物学A卷及答案

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2019年全国硕士研究生招生考试初试自命题试题 科目名称：环境工程微生物学（ A 卷□B 卷）科目代码：833 考试时间：3小时 满分150分 可使用的常用工具： 无 □计算器 □直尺 □圆规（请在使用工具前打√） 注意：所有答题内容必须写在答题纸上，写在试题或草稿纸上的一律无效；考完后试题随答题纸交回。 一、名词解释(共10小题，每小题3分，共30分) 1、（3分）真核微生物 2、（3分）基因工程 3、（3分）溶原细菌 4、（3分）鉴别培养基 5、（3分）好氧呼吸 6、（3分）驯化 7、（3分）转导 8、（3分）反向转录 9、（3分）基团转位 10、（3分）捷径反硝化 二、简答题(共5小题，每小题15分或20分，共80分) 1、（15分）叙述革兰氏染色的机制以及操作步骤。 2、（15分）简述分子遗传学中心法则，并结合分子遗传学说明微生物生长过程中蛋白质是如何合成的？ 3、（15分）简述如何利用原生动物的演替和个体变化判断废水处理效果。 4、（15分）结合污水生物处理的效率，说明好氧微生物所需的营养配给和环境因子。 5、（20分）高浓度有机废水厌氧沼气（甲烷）发酵的四阶段理论内容是什么？甲烷可通过哪些途径形成（甲烷的产生机制）？ 三、论述题(共2题，每题20分，共40分) 1、（20分）废水的微生物脱氮除磷的原理是什么？列举三个不同的微生物脱氮除磷工艺，并详细叙述其中一种微生物脱氮除磷工艺。 2、（20分）结合你所学的知识，谈谈基因工程和PCR 技术在环境工程中有何实践意义。

环境工程微生物学硕士入学考试A卷

参考答案

一、名词解释

1、真核微生物：有发育完好的细胞核，核内有核仁和染色质。有核膜将细胞核和细胞质分开，使两者有明显的界线。有高度分化的细胞器，如线粒体、中心体、高尔基体、内质网、溶酶体和叶绿体等。进行有丝分裂。

2、基因工程：是指在基因水平上的遗传工程，又叫基因剪接或核酸体外重组。这是离体的分子水平上的基因重组，是既可近缘杂交又可远缘杂交的育种新技术。

3.溶原细菌：含有温和噬菌体核酸的宿主细菌被称作溶原细菌。

4.鉴别培养基：几种细菌由于对培养基中某一成分的分解能力不同，其菌落通过指示剂显示出不同的颜色而被区分开，这种起鉴别和区分不同细菌作用的培养基。

5.好氧呼吸：当存在外在的最终电子受体——分子氧时，底物可全部被氧化成二氧化碳和水，并产生ATP。这种有外在最终电子受体（O2）存在时对能源的氧化称为好氧呼吸。

6.驯化：在工业废水生物处理中，用含有某些污染物的工业废水筛选、培养来自处理其他废水的菌种，使它们适应该种工业废水并有高效降解其中污染物能力的方法。

7.转导：通过温和噬菌体的媒介作用，把供体细胞内特定的基因（DNA片段）携带至受体细胞中，使后者获得前者部分遗传性状的现象。

8.反向转录：只含RNA的病毒其遗传信息贮存在RNA上，通过反转录酶的作用由RNA 转录为DNA，称为反向转录，从而将遗传信息传给后代。

9.基团转位：是一种需要代谢能量的运输方式。通过基团转位进入细胞的物质有糖、嘌呤、嘧啶、乙酸等。参与运输的磷酸转移酶系统包括非特异性的酶Ⅰ、与糖特异性结合的酶Ⅱ及高能磷酸的载体——热稳定蛋白（HPr）。

10.捷径反硝化：即硝化作用产生HNO2后就转入反硝化阶段，可缩短曝气时间，节省运行费用。

二、简答题

1、机制：通过初染和媒染，在细菌细胞膜或原生质体上染上了不溶于水的结晶紫与碘的大分子复合物。G+细菌由于细胞壁较厚、肽聚糖含量较高和交联紧密，故用乙醇洗脱时，肽聚糖层网孔会因脱水而明显收缩，再加上的G+ 细菌细胞壁基本上不含类脂，故乙醇处理不能在壁上溶出缝隙，因此，结晶紫与碘复合物仍牢牢阻留在其细胞壁内，使其呈现蓝紫色。G-细菌因其细胞壁薄、肽聚糖含量低和交联松散，故遇乙醇后，肽聚糖层网孔不易收缩，加上它的类脂含量高，所以当乙醇将类脂溶解后，在细胞壁上就会出现较大的缝，这样结晶紫与碘的复合物就极易被溶出细胞壁。因此，通过乙醇脱色，细胞又呈现无色。这时，再经番红等红色染料复染，就使G- 细菌获得了新的颜色——红色，而G+细菌则仍呈蓝紫色（实为紫中带红）。

步骤：

①在无菌条件下，用接种环挑取少量细菌于干净的载玻片上涂布均匀，固定。

②用草酸铵结晶紫染色1min，水洗去掉浮色。

③用碘—碘化钾溶液媒染1min，倾去多余溶液。

④用中性脱色剂如乙醇或丙酮酸脱色，革兰氏阳性菌不被褪色而呈紫色，革兰氏阴性菌被褪色而呈无色。

⑤用蕃红染液复染1min，革兰氏阳性菌仍呈紫色，革兰氏阴性菌则呈现红色。革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌即被区分开。

2、需叙述分子遗传学的中心法则，或给出分子遗传学的遗传信息的传递方向图示。然后再给出蛋白质合成过程。

①DNA的复制：首先，决定某种蛋白质分子结构的相应一段DNA链的自我复制。

②转录mRNA：转录是双链DNA分开，以它其中一条单链（无义链）为模板遵循碱基配对的原则转录出一条mRNA。新转录的mRNA链的核苷酸碱基的排列顺序与模板DNA链的核苷酸碱基的排列顺序互补。

③翻译：翻译由tRNA完成，tRNA链上有反密码子与mRNA链上对氨基酸顺序编码的核苷酸碱基顺序互补，tRNA具有特定识别作用。

④蛋白质合成：通过两端识别作用，把特定氨基酸转送到核糖体上，使不同的氨基酸按照mRNA上的碱基顺序连接起来，在多肽合成酶的作用下合成多肽链，多肽链通过高度折叠形成特定的蛋白质结构，最终产生具有不同生理特性的功能蛋白。

3、原生动物和微型后生动物在污水生物处理和水体污染及自净中起到三个方面作用：

①指示作用

原生动物及微型后生动物在水体中出现的先后次序是：

细菌植物性鞭毛虫肉足类动物性鞭毛虫游泳型纤毛虫、吸管虫固着型纤毛虫轮虫。

A.可根据上述原生动物和微型后生动物的演替，根据它们的活动规律判断水质和污水

处理程度，还可判断活性污泥培养成熟程度。

B.根据原生动物种类判断活性污泥和处理水质的好与坏。

C.还可根据原生动物遇恶劣环境改变个体形态及其变化过程判断进水水质变化和运

行中出现的问题。

②净化作用

腐生性营养的鞭毛虫通过渗透作用吸收污水中溶解性有机物。大多数原生动物是动物性营养，它们吞食有机颗粒和游离细菌及其他微小的生物，对净化水质起积极作用。

③促进絮凝和沉淀作用

污、废水生物处理中主要靠细菌起净化作用和絮凝作用。然而有的细菌需要一定浓度的原生动物存在，由原生动物分泌一定的粘液物协同和促使细菌发生絮凝作用。

4、应从好氧微生物所需的水、碳源、氮源、磷源、无机盐类、生长因子等方面进行叙