Тест по биологии: Продуктивность сообщества (11 класс)
Тест по биологии «Продуктивность сообщества» для 11 класса — это проверочная работа, предназначенная для оценки уровня усвоения учащимися фундаментальных экологических понятий, связанных с созданием органического вещества в экосистемах. Тест охватывает вопросы первичной и вторичной продукции, распределения биомассы на Земле и факторов, лимитирующих продуктивность различных биогеоценозов.
1
В чем заключается различие между понятиями «биомасса» и «продукция» экосистемы?
Правильный ответ:
Биомасса — это общее количество органического вещества в данный момент времени (статика), а продукция — это скорость создания (прироста) биомассы за определенный период (динамика)Пояснение:
Биомасса — это «запас» вещества, который можно взвесить здесь и сейчас. Продукция — это процесс и результат прироста этой массы за время (например, за год), включающий как выживших, так и погибших особей.2
Что такое чистая первичная продукция (NPP)?
Правильный ответ:
Валовая первичная продукция за вычетом энергии, затраченной растениями на дыхание (реальный прирост биомассы)Пояснение:
Растения не только создают органику, но и тратят её на свою жизнедеятельность (дыхание). Чистая продукция — это тот «чистый доход», который остается в виде тканей растения и доступен для поедания консументами.3
Какое соотношение биомассы растений и животных характерно для экосистем суши?
Правильный ответ:
Биомасса растений (фитомасса) составляет более 90% и многократно превышает биомассу животных (зоомассу)Пояснение:
На суше растения (деревья, травы) создают огромную массу опорных тканей (древесины), которая накапливается годами. Животные составляют ничтожную долю от общего веса живого вещества (менее 1%).4
Чем объясняется феномен «перевернутой пирамиды биомасс» в Мировом океане, где зоомасса превышает фитомассу?
Правильный ответ:
Очень высокой скоростью размножения и обновления фитопланктона: малая масса водорослей быстро воспроизводится и успевает прокормить большую массу долгоживущих животныхПояснение:
В океане основные продуценты — микроскопические водоросли, которые живут дни или часы, но делятся бешено. Их мгновенная масса мала, но продукция (скорость создания) огромна, что позволяет кормить китов и рыб.5
Какой фактор является главным ограничителем (лимитирующим фактором) продуктивности в открытом океане?
Правильный ответ:
Недостаток биогенных элементов (азота, фосфора), которые уходят на дно и не возвращаются в зону фотосинтезаПояснение:
Вдали от берегов нет стока рек, а стратификация воды мешает подъему минералов со дна. Поэтому открытый океан часто называют «биологической пустыней» из-за дефицита питания для фитопланктона.6
Какую долю солнечной энергии, поступающей на Землю, способны усвоить и зафиксировать в виде органики наземные растения?
Правильный ответ:
Не более 1—2%Пояснение:
КПД естественного фотосинтеза в глобальном масштабе очень низок. Большая часть света отражается, поглощается почвой или водой, рассеивается или имеет неподходящую длину волны.7
Какая природная зона суши обладает максимальной биологической продуктивностью и запасами биомассы?
Правильный ответ:
Влажные тропические лесаПояснение:
Сочетание постоянно высокой температуры и обилия влаги создает идеальные условия для фотосинтеза круглый год. Тропические леса — это чемпионы по накоплению фитомассы.8
Что называется вторичной продукцией экосистемы?
Правильный ответ:
Органическое вещество (биомасса), созданное и накопленное гетеротрофными организмами (консументами) за счет потребления первичной продукцииПояснение:
Вторичная продукция — это прирост массы всех животных, грибов и бактерий. Она образуется путем трансформации уже готовой органики, созданной растениями.9
Почему валовая первичная продукция всегда больше чистой первичной продукции?
Правильный ответ:
Потому что часть созданной органики растения сами расходуют на процесс дыхания для поддержания своей жизнедеятельностиПояснение:
Жизнь растения требует энергии. Растение тратит часть синтезированной глюкозы в митохондриях (дышит), чтобы получить АТФ для роста корней, транспорта веществ и т.д. Эта потраченная часть и составляет разницу.10
Какой экологический показатель функционально схож с сельскохозяйственным понятием «плодородие»?
Правильный ответ:
Продуктивность (способность создавать биомассу)Пояснение:
Продуктивность отражает потенциал экосистемы производить живое вещество. В сельском хозяйстве это свойство мы называем плодородием почвы или урожайностью угодий.11
В каких зонах Мирового океана наблюдается наибольшая концентрация жизни и высокая продуктивность?
Правильный ответ:
В прибрежных зонах (шельф) и зонах апвеллинга, где высока концентрация питательных веществПояснение:
Прибрежные воды обогащаются стоком рек, а зоны апвеллинга — подъемом глубинных вод. Это обеспечивает фитопланктон «удобрениями», вызывая вспышку продуктивности.12
Как соотносятся общая биомасса суши и биомасса Мирового океана?
Правильный ответ:
Биомасса суши превышает биомассу океана в сотни раз (примерно в 700-1000 раз)Пояснение:
Несмотря на огромную площадь, океан содержит очень мало биомассы по сравнению с сушей, главным образом из-за отсутствия крупных долгоживущих растений (деревьев), накапливающих массу.13
Какую роль в экосистеме играют животные суши, несмотря на их малую долю в общей биомассе?
Правильный ответ:
Они выполняют важную регулирующую функцию (управление потоками энергии, опыление, почвообразование, контроль численности растений)Пояснение:
Животные — это «управляющий блок» экосистемы. Саранча может уничтожить посевы, бобры меняют ландшафт, черви создают почву. Их влияние на процессы непропорционально велико по сравнению с их весом.14
Что является ресурсом для продуцирования биомассы автотрофами?
Правильный ответ:
Свободная энергия солнечного излучения и минеральные веществаПояснение:
Автотрофы — единственные, кто может создавать органику «из камня и света». Им нужны только неорганические молекулы (CO2, H2O, соли) и источник энергии (кванты света).15
Почему продукция резко убывает при переходе от низших трофических уровней к высшим?
Правильный ответ:
Из-за неизбежных потерь энергии на дыхание, движение и неусвоение пищи на каждом этапе передачи (правило 10%)Пояснение:
Энергетический поток истощается. Каждое звено тратит львиную долю энергии на себя. Поэтому биомасса, которую могут нарастить волки, всегда будет в разы меньше биомассы зайцев, которых они съели.16
В чем выражается количество биологической продукции?
Правильный ответ:
В единицах массы (кг сухого вещества) или энергии (джоули) на единицу площади за единицу времениПояснение:
Продукция — это скорость накопления вещества или энергии. Поэтому размерность всегда включает массу/энергию, площадь и время (например, г/м²/год или Дж/м²/сутки).17
Какое утверждение верно для биомассы почвенных организмов на суше?
Правильный ответ:
Биомасса почвенных микроорганизмов и беспозвоночных часто превышает биомассу наземных позвоночных животныхПояснение:
«Скрытая» жизнь в почве колоссальна. Вес бактерий, грибов, червей и клещей на гектаре луга может измеряться тоннами, что значительно больше веса всех бегающих по поверхности зверей.18
Какое направление экологических исследований занималось сбором данных о продуктивности экосистем в 1964–1974 гг.?
Правильный ответ:
Международная биологическая программа (МБП)Пояснение:
МБП была масштабным научным проектом, объединившим ученых разных стран для инвентаризации биологических ресурсов планеты и оценки потенциала биосферы кормить человечество.19
Что такое «дыхание сообщества» в контексте продуктивности?
Правильный ответ:
Суммарные затраты энергии (расход органического вещества) всех организмов экосистемы на процессы жизнедеятельностиПояснение:
Это та часть валовой продукции, которая «сгорает» в организмах растений, животных и бактерий для поддержания их жизни. Она безвозвратно теряется для биомассы в виде тепла и CO2.20
Какой фактор определяет неравномерность распределения фитомассы на суше?
Правильный ответ:
Климатические условия: количество тепла и влагиПояснение:
Растениям для роста нужны тепло и вода. Там, где их много (экватор), биомасса максимальна. Там, где холодно (полюса) или сухо (пустыни), биомасса минимальна. Это закон географической зональности.21
Какой процент от общей биомассы Земли приходится на долю зоомассы (животных) в наземных биогеоценозах?
Правильный ответ:
В среднем около 2,3% (от 0,05 до 5%)Пояснение:
Животные на суше — это лишь тонкая «пленка» жизни на огромной массе растений. Их вклад в весовую структуру биосферы крайне мал, хотя функциональная роль огромна.22
Что происходит с общим запасом биомассы трофического уровня, если его продукция меньше потребностей следующего уровня?
Правильный ответ:
Запас биомассы будет неуклонно снижаться из-за выедания (хищники съедят больше, чем родится жертв)Пояснение:
Это ситуация экологического дисбаланса. Если «расход» превышает «доход», «капитал» (популяция жертв) тает, что в итоге приведет к голоду хищников и коллапсу системы.23
Какое утверждение верно описывает разницу между валовой и чистой первичной продукцией?
Правильный ответ:
Валовая продукция примерно на 20% (и более) выше чистой, так как включает затраты на дыхание растенийПояснение:
Валовая продукция — это «грязный доход». Чтобы получить «чистую прибыль» (реальный прирост), нужно вычесть «налоги» — затраты самого растения на жизнь (дыхание).24
Какой организм вносит основной вклад в создание первичной продукции в океане?
Правильный ответ:
Микроскопический фитопланктонПояснение:
Несмотря на малый размер, фитопланктон (диатомовые, перидиниевые водоросли) покрывает огромные площади океана и за счет быстрого размножения создает львиную долю органики в воде.25
В какой единице измерения обычно выражают энергетический эквивалент продукции?
Правильный ответ:
Джоуль (или калория) на м² в суткиПояснение:
Джоуль — единица энергии. Оценка продукции в джоулях позволяет сравнивать эффективность разных экосистем (например, леса и озера) универсальным термодинамическим языком.26
Какова примерная общая биомасса живого вещества на Земле (в сухом весе)?
Правильный ответ:
Около 2000 миллиардов тонн (1800–2500 млрд т)Пояснение:
Это колоссальная цифра, отражающая результат работы биосферы за миллионы лет. Основную часть этой массы составляет древесина лесов.27
Почему в полярных и пустынных областях запасы фитомассы минимальны?
Правильный ответ:
Из-за экстремальных абиотических условий: холода (в полярных зонах) или дефицита влаги (в пустынях), ограничивающих фотосинтезПояснение:
Закон лимитирующих факторов (Либиха) гласит, что продуктивность ограничивается ресурсом, находящимся в минимуме. В пустыне это вода, в тундре — тепло.28
Как называется процесс создания органического вещества гетеротрофами?
Правильный ответ:
Вторичная продукцияПояснение:
Гетеротрофы (консументы) — это вторичные производители. Они перерабатывают первичное вещество растений в свои белки и жиры.29
Какое утверждение справедливо для скорости продуцирования (продукции) в популяции?
Правильный ответ:
Она складывается из прироста массы всех особей (выживших и погибших) и рождения новых за определенный периодПояснение:
Продукция учитывает всё вещество, синтезированное популяцией за время t. Даже если особь погибла и ее съели, ее прирост до момента смерти вошел в общую «копилку» продукции экосистемы.30
Почему изучение продуктивности экосистем стало глобальной научной задачей?