中五生物练习卷：生态系、能量流与物质循环（12 题・100 分・75 分钟・附答案）｜原创模拟试题

2026-11-09

练习卷 · DSE 生物：生态系、能量流与物质循环全卷

本卷共 12 题、100 分、75 分钟，涵盖食物链与营养级、能量在生态系中的流动与损耗、数量与生物量金字塔、族群估算的样方与标记重捕法，以及碳循环、氮循环、分解作用、养分循环与优养化。每题附步骤与评分要点，适合中五学生于校内试前作全卷计时练习。

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卷面资料　年级：中四（S4）　｜　科目：生物　｜　时限：75 分钟　｜　总分：100 分　｜　题数：12

考生须知：本卷分甲、乙、丙三部，全部题目均须作答，总分 100 分，时限 75 分钟。

计算题须列出算式与步骤，只写答案者不获步骤分；代入公式时须先写出所用公式，再代入数值。

除特别指明外，数值答案须准确至三位有效数字，并写出适当单位。

建议先用约 35 分钟完成甲部的生态系与能量流计算，再处理乙部族群估算与生产力，最后处理丙部的碳氮循环、分解与优养化题，并复核单位与有效数字。

甲部：生态系与能量流

生态系、族群与群落、生产者与消费者及分解者的角色、能量在营养级之间的传递与损耗、数量与生物量金字塔

#	题目	答案与评分要点
1	（a）解释生态系、族群与群落三个名词的含义；（b）说明生产者、初级消费者与分解者在食物网中的角色；（c）解释为何食物链通常只有四至五个营养级。	（a）生态系是生物群落与非生物环境互相作用的整体；族群是同区同种生物的全部个体；群落是同区所有族群的集合（3 分）。（b）生产者行光合作用把光能固定为化学能；初级消费者以生产者为食；分解者分解遗体与排泄物，把养分释回环境（3 分）。（c）每一营养级只有约一成能量传到下一级，其余在呼吸、排泄与未食部分流失，能量不足以支持更多级别（2 分）。
2	某草原每年每平方米的生产者固定 20 000 kJ 能量。若每一营养级只有一成能量传到下一级，（a）求初级消费者与次级消费者所得的能量；（b）求由生产者到次级消费者的能量传递效率；（c）说明其余能量的去向；（d）解释为何顶级捕食者的生物量通常很小。	（a）初级消费者得 20 000 乘 0.1，等于 2 000 kJ；次级消费者得 2 000 乘 0.1，等于 200 kJ（2 分）。（b）效率等于 200 除以 20 000，等于百分之一（2 分）。（c）其余约九成能量以呼吸作用的热能散失，部分随排泄物与未消化食物排出，部分留在未被食用的组织中（2 分）。（d）能量每传一级只剩约一成，顶级捕食者可得能量最少，能维持的个体数目与生物量因而最小（3 分）。
3	（a）区分数量金字塔、生物量金字塔与能量金字塔；（b）解释为何数量金字塔有时会倒置，并举一例；（c）说明为何能量金字塔永远不会倒置。	（a）数量金字塔以个体数目表示；生物量金字塔以生物总质量表示；能量金字塔以每级所含能量表示（3 分）。（b）当生产者体积很大而消费者数目众多时会倒置，例如一棵大树可养活大量昆虫（3 分）。（c）能量每传一级都以热的形式损失，上一级的能量必定大于下一级，故不可能倒置（2 分）。
4	研究人员在林中捕捉 40 只蜗牛，标记后放回。一星期后再捕捉 50 只，其中 8 只带有标记。（a）用标记重捕法估算该族群的数目；（b）列出此方法成立的两个假设；（c）说明为何要在短时间内重捕。	（a）族群数目等于 40 乘 50 除以 8，等于 250 只（4 分）。（b）假设标记不影响生存与被捕获的机会，且两次捕捉之间没有出生、死亡、迁入与迁出（2 分）。（c）间隔太久会有出生、死亡与迁移，令假设不成立，估算出现偏差（2 分）。

乙部：族群与生产力

样方取样与族群密度估算、标记重捕法、总初级生产力与净初级生产力

#	题目	答案与评分要点
5	在 200 平方米的草地调查某植物。每个样方为 0.5 m 乘 0.5 m，随机设置 20 个样方，平均每个样方有 6 株。（a）求样方面积与族群密度；（b）估算整片草地的植株数目；（c）说明随机取样的重要性。	（a）样方面积等于 0.5 乘 0.5，等于 0.25 平方米；密度等于 6 除以 0.25，等于每平方米 24 株（3 分）。（b）整片草地约有 24 乘 200，等于 4 800 株（3 分）。（c）随机取样避免只在植物茂密处取样，减少偏差，令样本具代表性（3 分）。
6	某森林的总初级生产力为每年每平方米 1 200 g，植物的呼吸作用每年每平方米消耗 400 g。（a）求净初级生产力；（b）求净初级生产力占总初级生产力的百分比；（c）解释净初级生产力对消费者的意义。	（a）净初级生产力等于 1 200 减 400，等于每年每平方米 800 g（3 分）。（b）百分比等于 800 除以 1 200，约为 66.7%（3 分）。（c）净初级生产力是可用于植物生长并供各级消费者取食的能量，其大小决定生态系能支持的生物量（2 分）。
7	（a）写出碳在生态系中循环的三个主要过程；（b）解释燃烧化石燃料为何令大气中二氧化碳浓度上升；（c）说明大量砍伐森林如何影响碳循环。	（a）光合作用把二氧化碳固定为有机物；呼吸作用与分解作用把有机碳释回二氧化碳；燃烧化石燃料把储存的碳释放（3 分）。（b）化石燃料含大量储存碳，燃烧时与氧结合生成二氧化碳，释放速度远高于碳循环的吸收速度（3 分）。（c）森林吸收二氧化碳的能力下降，光合作用固定的碳减少，大气中二氧化碳因而累积（2 分）。
8	（a）解释固氮作用、硝化作用与脱氮作用；（b）说明豆科植物为何能改善土壤含氮量；（c）解释为何氮常是植物生长的限制因素。	（a）固氮作用把大气中的氮转为含氮化合物；硝化作用把氨转为亚硝酸盐再转为硝酸盐；脱氮作用把硝酸盐还原为氮气返回大气（3 分）。（b）豆科植物根部有根瘤菌共生，能把大气中的氮固定为植物可用的含氮化合物，残体分解后增加土壤含氮量（3 分）。（c）植物需要氮制造蛋白质与核酸，但土壤中的可用氮常不足，故氮常限制生长（2 分）。

丙部：物质循环与人类影响

碳循环、氮循环、分解作用、优养化与生态演替

#	题目	答案与评分要点
9	（a）解释分解作用在养分循环中的角色；（b）列出两个影响分解速率的环境因素并说明其影响；（c）解释为何热带雨林的分解速率比寒带森林快。	（a）分解者把遗体与排泄物中的有机物分解为无机养分，供生产者重新吸收，令物质得以循环（3 分）。（b）温度愈高分解愈快，因酶活性较高；水分与氧气充足亦加快分解，缺氧或干燥则减慢（3 分）。（c）热带雨林高温多雨，微生物与酶活性高，有机物迅速分解，故分解速率较寒带森林快（3 分）。
10	某农场每年生产 50 000 kJ 的植物能量。人类直接食用这些植物可取用其中一成；若先喂牛再吃牛肉，每一营养级的传递效率同样是一成。（a）求直接食用植物与食用牛肉时人类所得的能量；（b）比较两者并解释差异；（c）说明这对粮食供应的启示。	（a）直接食用得 50 000 乘 0.1，等于 5 000 kJ；喂牛后牛肉只含 5 000 乘 0.1，等于 500 kJ（3 分）。（b）直接食用所得能量是食用牛肉的十倍，因每经一个营养级损失约九成能量，食物链越长人类所得越少（3 分）。（c）以植物为主食能用较少农地养活较多人口，粮食供应较有效率（2 分）。
11	（a）描述大量含氮肥料流入湖泊后引发优养化的过程；（b）解释藻类大量繁殖后水中溶氧量反而下降的原因；（c）提出两项减少优养化的措施。	（a）肥料中的氮与磷流入湖泊，藻类与水生植物大量繁殖，形成藻华，水面被覆盖（3 分）。（b）藻类死亡后被分解者分解，分解过程大量消耗水中溶氧，加上藻类遮光令水下植物光合作用减弱，溶氧因而下降（3 分）。（c）减少化肥用量并以有机肥代替、设缓冲带与湿地截留养分、改善污水处理以除去氮与磷，任答两项（3 分）。
12	（a）解释生态演替的意义，并举出由裸地开始的一个演替例子；（b）说明演替过程中物种多样性与生物量的变化；（c）解释为何演替后期的群落较稳定。	（a）演替是群落随时间由简单逐渐变得复杂的有序变化；例如裸岩先由地衣与苔藓定居，再由草本、灌木而至森林（3 分）。（b）演替过程中物种多样性增加，生物量与食物网的复杂程度亦上升（3 分）。（c）后期群落物种多，食物网复杂，负反馈调节较强，对环境变化的抵抗能力较大，故较稳定（2 分）。

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