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DSE 生物练习卷：生态系、能量流动与物质循环（12 题・100 分・75 分钟）
练习卷 · DSE 生物・生态单元计时练习
DSE 生物练习卷，共 12 题、100 分、75 分钟。内容涵盖食物链的能量传递、初级生产力、样方与标志重捕法估算族群、能量收支与生态效率、碳循环、氮循环、优养化、食物链长度限制，以及香港的保育措施。每题附完整算式、单位及评分要点，适合中六学生计时操卷。
卷面资料 年级：中六（S6） ｜ 科目：生物 ｜ 时限：75 分钟 ｜ 总分：100 分 ｜ 题数：12
甲部（第 1 至 4 题，共 26 分）
细阅下列各题，写出正确答案并加以解释。若涉及计算，须列出算式及单位。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 1 | 某草原食物链为：草 → 昆虫 → 青蛙 → 蛇 → 鹰。若草固定的能量为 50,000 kJ，而每一营养级只有一成能量传至下一级，求鹰可获得的能量。 | 答案：50 kJ。能量沿食物链逐级传递：50,000 → 5,000 → 500 → 50（单位为 kJ）。评分要点：每一级乘以 0.10（3 分）；三级传递计算正确（2 分）；单位（1 分）。 |
| 2 | 某生态系统的总初级生产力为每年每平方米 24,000 kJ，植物呼吸作用消耗 9,000 kJ。求净初级生产力。 | 答案：15,000 kJ m⁻² yr⁻¹。净初级生产力等于总初级生产力减去植物呼吸作用：24,000 − 9,000 = 15,000。评分要点：公式（2 分）；数值（2 分）；单位（2 分）。 |
| 3 | 在 400 m² 的草地随机设置 6 个 0.25 m² 的样方，各样方内某植物的数目依次为 8、10、12、10、9、11。估算该草地该植物的总数。 | 答案：约 16,000 株。六个样方共 60 株，平均每个样方 10 株；每平方米为 10 ÷ 0.25 = 40 株；总数为 40 × 400 = 16,000 株。评分要点：样方平均数（2 分）；换算为每平方米（2 分）；乘以总面积（2 分）；说明随机取样可减少偏差（1 分）。 |
| 4 | 研究人员捕捉 40 只蜗牛，标记后放回；一星期后再捕捉 60 只，其中 6 只带标记。估算该族群的个体数目，并列出一项必要假设。 | 答案：约 400 只。族群大小 = (首次标记数 × 第二次捕捉数) ÷ 第二次带标记数 = (40 × 60) ÷ 6 = 400。必要假设：标记不影响蜗牛的生存或被捕食的机会，且标记个体在族群中均匀混合。评分要点：公式（2 分）；代入数值（2 分）；结果（2 分）；假设一项（1 分）。 |
乙部（第 5 至 8 题，共 32 分）
回答下列各题，须展示计算步骤及单位，并以题目提供的资料支持论点。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 5 | 某初级消费者每日摄入 200 kJ 能量，排出粪便含 60 kJ，呼吸作用消耗 100 kJ。求同化效率与生态效率（生产效率）。 | 答案：同化量为 200 − 60 = 140 kJ，同化效率为 140 ÷ 200 = 70.0%；净生产为 140 − 100 = 40 kJ，生态效率为 40 ÷ 140 = 28.6%。评分要点：同化量（2 分）；同化效率（2 分）；净生产（2 分）；百分比与单位（1 分）。 |
| 6 | 在海洋生态系统中，某一时刻浮游植物的生物量少于浮游动物，但能量金字塔仍呈正常形态。试加以解释。 | 答案：浮游植物繁殖快、被摄食亦快，周转率高，故同一时刻的现存生物量虽少，但全年生产的总能量远大于浮游动物；能量金字塔按能量流动速率而非现存量绘制，故仍呈下宽上窄的正常形态。评分要点：周转率概念（3 分）；生产量与现存量之别（3 分）；能量金字塔的计算基础（2 分）。 |
| 7 | 列举碳在生态系统中由大气进入生物体、以及由生物体返回大气的两个过程，并指出碳循环的主要形态。 | 答案：由大气进入生物体的过程包括光合作用与化能合成作用；由生物体返回大气的过程包括呼吸作用、分解作用及燃烧化石燃料。碳在循环中的主要形态为二氧化碳，另有碳酸盐及溶解态的碳酸氢盐。评分要点：进入过程两项（3 分）；返回过程两项（3 分）；指出二氧化碳为主要形态（2 分）。 |
| 8 | 试说明氮循环中固氮作用、硝化作用与脱氮作用的分别，并指出豆科植物根瘤的角色。 | 答案：固氮作用把大气中的氮转为氨或硝酸盐，由固氮细菌、蓝绿藻及雷电完成；硝化作用由硝化细菌把氨氧化为亚硝酸盐，再氧化为硝酸盐；脱氮作用由脱氮细菌把硝酸盐还原为氮气，返回大气。豆科植物根瘤内的共生根瘤菌进行固氮，把氮转为植物可利用的含氮化合物。评分要点：固氮作用（3 分）；硝化作用（3 分）；脱氮作用（2 分）；根瘤共生关系（1 分）。 |
丙部（第 9 至 12 题，共 42 分）
就下列各题作较详细的论述，须使用正确的学科术语，并以香港或日常情况举例。
| # | 题目 | 答案与评分要点 |
|---|---|---|
| 9 | 农田施用大量含氮肥料后，附近河流出现藻类暴发、溶氧下降及鱼类死亡。试按次序解释这个过程。 | 答案：氮肥流入河流令硝酸盐浓度上升；藻类及水生植物迅速繁殖，形成水华；藻类死亡后被分解者分解，分解过程大量消耗水中溶氧；溶氧降至很低时，鱼类及其他需氧生物死亡，水体进一步腐败。评分要点：营养盐增加（2 分）；藻类暴发（2 分）；分解耗氧（3 分）；溶氧下降与生物死亡（2 分）；次序清楚（1 分）。 |
| 10 | 食物链通常不超过四至五个营养级。试以能量流动的概念解释。 | 答案：每一营养级只有约一成能量传至下一级，其余用于呼吸作用、以热能散失或随排泄物排出；经过四至五个营养级后，可用能量已不足以支持另一个族群，故食物链的长度受到限制。评分要点：能量的递减比例（3 分）；能量的去向（3 分）；高阶消费者所需的能量（2 分）；结论（2 分）。 |
| 11 | 比较森林与农田两个生态系统的能量流动与净生产力，并解释人类活动对两者的影响。 | 答案：森林的总初级生产力高，但大部分能量用于植物呼吸及维持大量消费者，净生产力多被自然消耗；农田经人类清除竞争者及施用肥料，较多能量集中于作物，收成期的净生产力较高，但物种数目较少。人类收割把能量输出系统，须以肥料及人力补回养分。评分要点：两者生产力比较（3 分）；能量去向（3 分）；人类干预的作用（3 分）；对生物多样性的影响（2 分）。 |
| 12 | 香港以郊野公园保护大量林地。试设计一项长期研究，以评估郊野公园内生物多样性的变化。 | 答案：在公园内设置固定的样带或样方，每季以标准化方法记录植物覆盖度、昆虫及鸟类的物种数目与个体数，同时记录温度、雨量及人为干扰程度；以物种丰富度、辛普森指数及个体数变化比较不同年份，并在公园外设置对照样地，以分辨自然波动与管理措施的影响。评分要点：取样设计（3 分）；标准化及重复记录（3 分）；指标选择（3 分）；对照与数据分析（2 分）。 |
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