Тест по биологии: Круговорот веществ и превращение энергии в экосистеме (11 класс)

1

В чем заключается принципиальное отличие потока энергии от потока вещества в экосистеме?

Правильный ответ:

Вещество циркулирует по замкнутым циклам, а энергия движется однонаправленно и рассеивается в виде тепла, требуя постоянного притока извне

Пояснение:

Химические элементы многократно используются организмами, переходя из органической формы в неорганическую и обратно (круговорот). Энергия же поступает от Солнца, используется однократно и в конечном итоге переходит в тепловую форму, которая рассеивается в пространстве и не может быть вновь использована для фотосинтеза.

2

Какая группа организмов играет ключевую роль в возвращении химических элементов из органического вещества обратно в неорганическое, замыкая круговорот?

Правильный ответ:

Редуценты

Пояснение:

Редуценты (бактерии, грибы) разлагают мертвую органику (трупы, опад) до простых минеральных соединений (воды, углекислого газа, солей). Эти вещества возвращаются в среду и снова становятся доступными для продуцентов, что обеспечивает непрерывность жизни.

3

В какой форме энергия передается от одного трофического уровня к другому (кроме первого уровня)?

Правильный ответ:

В форме химических связей органических соединений (пищи)

Пояснение:

Консументы получают энергию, поедая другие организмы. Эта энергия заключена в химических связях белков, жиров и углеводов. При расщеплении этих веществ в процессе клеточного дыхания энергия высвобождается и запасается в АТФ.

4

К какой группе биогенных элементов относятся углерод, азот, фосфор и кальций?

Правильный ответ:

Макротрофные вещества

Пояснение:

Макротрофные вещества (макроэлементы) составляют химическую основу жизни и требуются организмам в больших количествах для построения тканей. Углерод, азот, фосфор и кальций являются фундаментальными строительными блоками биомолекул и скелета.

5

Какое условие способствует образованию горючих ископаемых (нефти, угля, торфа) из мертвой органики?

Правильный ответ:

Неблагоприятные условия для разложения (например, отсутствие кислорода или вечная мерзлота), препятствующие деятельности редуцентов

Пояснение:

Если редуценты не могут полностью переработать органику (обычно из-за недостатка кислорода в болотах или на дне морей), она накапливается, прессуется и со временем под действием геологических факторов превращается в ископаемое топливо, сохраняя в себе химическую энергию.

6

В чем особенность круговорота биогенных элементов в океанических экосистемах по сравнению с наземными?

Правильный ответ:

В океане зоны продукции (поверхность) и разложения (дно) пространственно разделены, что затрудняет возврат биогенов к продуцентам

Пояснение:

На суше опад падает к корням растений, и цикл замыкается на месте. В океане органика тонет и разлагается на дне, в темноте. Минеральные вещества скапливаются на глубине и могут вернуться к водорослям на поверхности только благодаря апвеллингу или перемешиванию вод.

7

Какой элемент относится к микротрофным веществам, необходимым живым системам в исключительно малых количествах?

Правильный ответ:

Медь

Пояснение:

Медь, наряду с цинком, бором, молибденом и др., является микроэлементом. Она входит в состав ферментов и необходима для нормального метаболизма, но потребность в ней исчисляется миллиграммами или микрограммами, в отличие от макроэлементов.

8

Почему океанические экосистемы сильно зависят от материкового стока?

Правильный ответ:

Океанические экосистемы не могут полностью самостоятельно обеспечивать себя биогенными элементами из-за их ухода на дно, и сток восполняет этот дефицит

Пояснение:

Реки вымывают с суши минеральные соли и органику. Попадая в океан, эти вещества удобряют прибрежные воды, компенсируя потерю биогенов, которые оседают на дно и выпадают из активного круговорота (уходят в осадочные породы).

9

Что происходит с энергией, затраченной животным на перемещение, охоту или строительство гнезда?

Правильный ответ:

Она превращается в тепло и рассеивается в окружающей среде, покидая экосистему

Пояснение:

Любая работа, совершаемая организмом (механическая, химическая, электрическая), сопровождается выделением тепла в соответствии со вторым законом термодинамики. Это низкопотенциальная энергия, которая бесполезна для выполнения биологической работы и теряется.

10

Что такое поток вещества в экосистеме?

Правильный ответ:

Перемещение химических элементов от продуцентов к консументам и редуцентам с последующим возвратом к продуцентам

Пояснение:

Поток вещества — это циклический процесс перемещения атомов элементов через живые тела и окружающую среду. Он включает в себя создание биомассы, её поедание, выделение продуктов обмена и посмертное разложение с минерализацией.

11

Какой фактор НЕ является причиной потери энергии при переходе с одного трофического уровня на другой?

Правильный ответ:

Полное превращение солнечной энергии в биомассу консументов

Пояснение:

Солнечная энергия используется только продуцентами. Консументы не могут превращать свет в биомассу. Кроме того, перенос никогда не бывает полным: всегда есть потери на тепло, неусвоенные остатки и просто несъеденную биомассу.

12

Что понимается под термином «биогенные элементы»?

Правильный ответ:

Химические элементы и их соединения, необходимые для жизни и построения тел организмов (питательные вещества)

Пояснение:

Биогенные элементы (от греч. bios — жизнь и genos — рождение) — это химические элементы, которые постоянно входят в состав организмов и выполняют определенные биологические функции. К ним относятся как макро-, так и микроэлементы.

13

Какое явление в океане способствует возврату биогенных элементов с глубины в фотическую зону?

Правильный ответ:

Апвеллинг

Пояснение:

Апвеллинг — это подъем глубинных вод к поверхности. Поскольку глубинные воды богаты минералами (продуктами разложения, осевшими на дно), этот процесс обогащает поверхностные слои питанием, вызывая бурный рост фитопланктона.

14

Какова роль продуцентов (зеленых растений) в энергетическом потоке экосистемы?

Правильный ответ:

Они улавливают солнечную энергию и преобразуют её в энергию химических связей, делая доступной для других организмов

Пояснение:

Продуценты являются «входными воротами» энергии в биосферу. Только они (и некоторые бактерии) способны использовать энергию света для синтеза органических веществ из неорганических, создавая первичную продукцию.

15

Почему запас биогенных элементов во внешней среде экосистемы непостоянен?

Правильный ответ:

Потому что часть элементов постоянно связывается в виде живой биомассы организмов, временно выпадая из среды

Пояснение:

Живые организмы аккумулируют в своих телах огромные запасы углерода, азота, фосфора. Пока организм жив, эти элементы изъяты из почвы или воды. Они вернутся туда только после смерти организма и работы редуцентов или в процессе выделения продуктов обмена.

16

Какой из перечисленных элементов является микротрофным?

Правильный ответ:

Молибден

Пояснение:

Молибден — это микроэлемент. Он необходим в очень малых количествах, например, для фиксации азота бактериями или работы некоторых ферментов, в отличие от макроэлементов (N, P, K), которые нужны в больших объемах.

17

Что происходит с химическими элементами, которые оседают на дно океана и уходят в осадочные породы?

Правильный ответ:

Они надолго выбывают из круговорота, но могут вернуться на поверхность при геологических процессах (извержениях вулканов, землетрясениях)

Пояснение:

Осадочные породы со временем могут погружаться в мантию (субдукция) или подниматься, образуя сушу. Вулканическая деятельность возвращает углерод, серу и другие элементы из литосферы в атмосферу и гидросферу, замыкая большой геологический цикл.

18

Какое утверждение верно описывает самостоятельность наземных экосистем в плане обеспечения биогенами?

Правильный ответ:

Они более самостоятельны, так как редуценты и продуценты обитают рядом, обеспечивая быстрый возврат элементов в почву

Пояснение:

Близость зон продукции и деструкции на суше (все происходит в пределах одного биоценоза, часто на расстоянии метров или сантиметров) позволяет эффективно удерживать и многократно использовать питательные вещества внутри системы.

19

Какое из следующих веществ относится к макротрофным элементам?

Правильный ответ:

Сера

Пояснение:

Сера — это макроэлемент. Она входит в состав важнейших аминокислот (цистеин, метионин), формирующих белки, и требуется организмам в значительных количествах.

20

Какой процесс позволяет использовать солнечную энергию в экосистеме?

Правильный ответ:

Фотосинтез

Пояснение:

Фотосинтез — уникальный биологический процесс, позволяющий конвертировать энергию фотонов света в стабильную химическую энергию органических молекул, которая затем питает всю биосферу.

21

Что является конечным итогом потока энергии в любой экосистеме?

Правильный ответ:

Превращение всей поступившей энергии в тепло и её рассеивание в окружающую среду

Пояснение:

В соответствии со вторым законом термодинамики, все процессы превращения энергии в экосистеме сопровождаются потерями в виде тепла. Рано или поздно вся энергия, запасенная продуцентами, диссипирует (рассеивается) и покидает Землю в виде инфракрасного излучения.

22

Какую функцию выполняют сапротрофные бактерии и грибы в круговороте веществ?

Правильный ответ:

Они разлагают органические вещества до неорганических, возвращая биогены в среду

Пояснение:

Сапротрофы (редуценты) питаются мертвой органикой. Их экологическая функция — минерализация. Без них связанные в телах умерших организмов элементы не могли бы вернуться в почву и воздух, и круговорот бы остановился.

23

Почему океан называется «геохимическим аккумулятором» или конечным стоком?

Правильный ответ:

Потому что в нем скапливаются растворенные вещества, приносимые с суши, и оседают на дно, надолго выходя из круговорота

Пояснение:

Океан собирает всё, что смывается с материков. Растворенные соли и взвеси оседают на дне, формируя мощные толщи осадочных пород. Возврат этих веществ в активный оборот требует геологических масштабов времени.

24

Какой химический элемент является основой всех органических молекул?

Правильный ответ:

Углерод

Пояснение:

Углерод обладает уникальной способностью образовывать длинные и сложные цепи и кольца, связываясь с другими атомами. Именно углеродный скелет является основой белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.

25

Какое влияние на круговорот веществ оказывает вечная мерзлота?

Правильный ответ:

Она тормозит деятельность редуцентов, консервируя органическое вещество и выводя его из активного круговорота

Пояснение:

Низкие температуры резко замедляют метаболизм бактерий и грибов. В условиях мерзлоты растительные остатки не гниют, а накапливаются (например, в виде торфа), удерживая в себе углерод и другие элементы на тысячелетия.

26

Какая часть энергии в среднем теряется при переходе с одного трофического уровня на другой?

Правильный ответ:

Около 90%

Пояснение:

Правило 10% гласит, что передается только 10% энергии. Следовательно, теряется (рассеивается или не усваивается) около 90% энергии на каждом шаге пищевой лестницы.

27

Какой микроэлемент необходим для синтеза гемоглобина и переноса кислорода кровью?

Правильный ответ:

Железо

Пояснение:

Железо входит в состав гема — небелковой части гемоглобина. Именно атом железа обратимо связывает кислород, позволяя эритроцитам транспортировать его к тканям. Также железо участвует в окислительных процессах в клетках.

28

Что такое «химическая основа тканей» живых организмов?

Правильный ответ:

Группа макротрофных элементов (C, H, O, N и др.), из которых состоят основные биополимеры

Пояснение:

Это 4 основных органогена (кислород, углерод, водород, азот), составляющие около 98% массы живого вещества, плюс несколько других макроэлементов. Из них построены клетки и ткани всех живых существ.

29

Почему пастбищные цепи питания не могут быть бесконечно длинными?

Правильный ответ:

Из-за потери энергии на каждом уровне: до верхних уровней доходит слишком мало энергии для поддержания популяции

Пояснение:

Поскольку на каждом уровне теряется 90% энергии, уже к 4-5 звену её количество становится ничтожным. Энергетический «бюджет» экосистемы просто не позволяет прокормить хищников 6-го или 7-го порядка.

30

Какое утверждение верно характеризует связь потока энергии и потока вещества?

Правильный ответ:

Они тесно взаимосвязаны: на уровнях выше продуцентов энергия передается именно в форме химических связей веществ пищи

Пояснение:

В живой природе (кроме фотосинтеза) энергию нельзя передать в чистом виде (как электричество по проводам). Она «упакована» в молекулы органических веществ. Передача вещества (поедание) означает и передачу заключенной в нем энергии.