2025年大學(xué)《化學(xué)生物學(xué)》專業(yè)題庫——生態(tài)系統(tǒng)的資源利用與物質(zhì)轉(zhuǎn)化考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題干后的括號內(nèi)）1.生態(tài)系統(tǒng)中，初級生產(chǎn)力的主要化學(xué)形式是？A.化學(xué)能B.動能C.光能D.電能2.將大氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為植物可利用的含氮化合物，主要依賴于生態(tài)系統(tǒng)的哪類生物的活動？A.生產(chǎn)者B.消費者C.分解者D.異養(yǎng)細菌3.在生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)中，將有機碳氧化分解為二氧化碳的過程主要是由以下哪種作用驅(qū)動的？A.同化作用B.異化作用C.化能合成作用D.光合作用4.某種污染物在食物鏈中逐漸累積濃度升高的現(xiàn)象被稱為？A.生物放大B.生物富集C.生物轉(zhuǎn)化D.生物降解5.下列哪種分子在光合作用的光反應(yīng)中起著捕獲光能并將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的關(guān)鍵作用？A.水分子B.二氧化碳分子C.葉綠素分子D.氧氣分子6.硝化作用過程中，將亞硝酸鹽（NO??）氧化為硝酸鹽（NO??）的生物通常是？A.反硝化細菌B.固氮細菌C.硝化細菌D.硫化細菌7.生態(tài)系統(tǒng)中，磷元素的主要生物地球化學(xué)循環(huán)類型是？A.氣相循環(huán)B.水相循環(huán)C.土壤-生物循環(huán)D.大氣-海洋循環(huán)8.當生態(tài)系統(tǒng)受到外界干擾，其結(jié)構(gòu)和功能仍能保持相對穩(wěn)定的能力被稱為？A.生態(tài)平衡B.生態(tài)恢復(fù)力C.生態(tài)演替D.生態(tài)補償9.下列哪種酶在植物葉片的暗反應(yīng)中催化二氧化碳的固定？A.ATP合酶B.磷酸甘油酸激酶C.RuBisCOD.腺苷酸脫氨酶10.在化學(xué)生物學(xué)視角下，解釋生物對特定環(huán)境（如高鹽、高溫）的適應(yīng)，主要關(guān)注？A.物種多樣性B.食物網(wǎng)結(jié)構(gòu)C.特殊的生化途徑或分子機制D.能量流動效率二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.生態(tài)系統(tǒng)的能量流動通常始于________的固定，并通過________作用逐級傳遞。2.氮循環(huán)中，將氨氣氧化為亞硝酸鹽的過程稱為________作用，其主要產(chǎn)物之一是________。3.物質(zhì)循環(huán)的驅(qū)動力是________，而能量流動的源頭是________。4.光合作用的光反應(yīng)階段主要發(fā)生在葉綠體的________，其核心產(chǎn)物是________和ATP。5.生態(tài)系統(tǒng)中的分解者通過________作用和________作用，將有機物分解為無機物，促進物質(zhì)循環(huán)。6.限制生態(tài)系統(tǒng)初級生產(chǎn)力的最常見無機營養(yǎng)元素通常是________和________。7.從化學(xué)生物學(xué)角度分析，生物富集現(xiàn)象與生物體內(nèi)某些物質(zhì)的________特性有關(guān)。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述光合作用的總反應(yīng)式，并指出其中涉及的關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)。2.比較初級生產(chǎn)量和次級生產(chǎn)量的概念及其生態(tài)學(xué)意義。3.簡述生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與生物地球化學(xué)循環(huán)的關(guān)系。4.解釋為何某些重金屬元素（如汞、鉛）在生態(tài)系統(tǒng)中具有生物富集和生物放大的風(fēng)險。四、論述題（每題10分，共20分）1.結(jié)合具體的代謝途徑，論述化學(xué)生物學(xué)在理解生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)過程中的作用。2.選擇氮或磷元素，詳細描述其在生態(tài)系統(tǒng)中的主要循環(huán)途徑，并說明人類活動如何顯著影響該元素的生物地球化學(xué)循環(huán)及其生態(tài)后果。試卷答案一、選擇題1.A2.A3.B4.A5.C6.C7.C8.B9.C10.C二、填空題1.光能；光合作用2.硝化；亞硝酸鹽3.能量；太陽能4.類囊體膜；NADPH5.分解；礦化6.磷；氮7.積累三、簡答題1.答：光合作用的總反應(yīng)式為6CO?+6H?O+光能→C?H??O?+6O?。其中涉及的關(guān)鍵化學(xué)物質(zhì)包括反應(yīng)物二氧化碳（CO?）、水（H?O），產(chǎn)物葡萄糖（C?H??O?）和氧氣（O?），以及光合作用中的關(guān)鍵輔酶和電子載體如NADP?、NADPH、ATP等。解析思路：考察對光合作用基本反應(yīng)式和核心化學(xué)物質(zhì)的掌握。要求學(xué)生能寫出總反應(yīng)式，并識別出反應(yīng)物、產(chǎn)物以及光合作用過程中不可或缺的能量分子（ATP）和還原力分子（NADPH）。2.答：初級生產(chǎn)力（GrossPrimaryProductivity,GPP）是指生產(chǎn)者（主要是植物）在單位時間內(nèi)通過光合作用固定的總能量或總有機物量。次級生產(chǎn)力（GrossSecondaryProductivity,GSP）是指消費者在單位時間內(nèi)通過同化作用（攝入食物后，扣除自身呼吸消耗后）積累的能量或有機物量。其生態(tài)學(xué)意義在于：GPP代表了生態(tài)系統(tǒng)能量輸入的總量和物質(zhì)的生產(chǎn)潛力；GSP代表了生態(tài)系統(tǒng)中可用于生長發(fā)育和繁殖的能量或物質(zhì)量，直接關(guān)系到生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能。解析思路：考察對兩個核心生態(tài)學(xué)概念的定義及其生態(tài)學(xué)意義的理解。要求學(xué)生能區(qū)分兩者的概念（總固定vs凈同化），并闡述各自在能量流動和生態(tài)系統(tǒng)功能中的重要性。3.答：物質(zhì)循環(huán)是指生態(tài)系統(tǒng)中各種化學(xué)元素在生物群落與無機環(huán)境之間不斷循環(huán)的過程。生物地球化學(xué)循環(huán)是地球化學(xué)循環(huán)在生物圈中的具體表現(xiàn)，它描述了地球表層（包括大氣圈、水圈、巖石圈、土壤圈）中化學(xué)元素的遷移轉(zhuǎn)化和循環(huán)過程。物質(zhì)循環(huán)是生物地球化學(xué)循環(huán)的重要組成部分，特別是水、碳、氮、磷、硫等生命必需元素在生物圈內(nèi)的循環(huán)。生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)強調(diào)這些循環(huán)過程對維持生命活動和生態(tài)系統(tǒng)功能的重要性，而生物地球化學(xué)循環(huán)則更側(cè)重于元素在地球整個系統(tǒng)中的宏觀流動規(guī)律。解析思路：考察對兩個相關(guān)概念（生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)與生物地球化學(xué)循環(huán)）的定義、范圍和關(guān)系的理解。要求學(xué)生能說明兩者的聯(lián)系與區(qū)別，明確生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)是生物地球化學(xué)循環(huán)在生命系統(tǒng)中的具體體現(xiàn)。4.答：某些重金屬元素在水中溶解度低，不易被生物直接吸收利用。然而，它們可以通過食物鏈傳遞，被生物體吸收。由于這些重金屬不易被生物代謝分解，且在生物體內(nèi)積累的傾向性強（即具有生物富集特性），隨著營養(yǎng)級升高，其在高營養(yǎng)級生物體內(nèi)的濃度會逐級放大，形成生物放大效應(yīng)。這使得處于食物鏈頂端的生物體內(nèi)重金屬濃度可能達到很高水平，對它們自身的健康甚至生存造成嚴重威脅，并通過食物鏈影響人類健康。解析思路：考察對重金屬生物富集和生物放大的理解及其風(fēng)險原因的分析。要求學(xué)生能解釋重金屬不易被降解和易于在生物體內(nèi)積累的特性，并說明其在食物鏈中逐級累積的過程及其生態(tài)風(fēng)險。四、論述題1.答：化學(xué)生物學(xué)在理解生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)中起著核心作用。首先，光合作用是碳循環(huán)的關(guān)鍵入口，其核心酶RuBisCO催化的碳酸固定反應(yīng)，以及光反應(yīng)中ATP和NADPH的合成與利用，都是重要的生化過程，其效率受環(huán)境因子（如CO?濃度、光照）和酶的調(diào)控機制影響。其次，碳在生物體內(nèi)的同化作用（將無機碳轉(zhuǎn)化為有機物）和異化作用（有機物的分解氧化釋放能量）涉及一系列復(fù)雜的代謝途徑，如TCA循環(huán)（檸檬酸循環(huán)），化學(xué)生物學(xué)研究這些途徑的分子機制、調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和能量轉(zhuǎn)換效率。再次，碳在生物群落間的傳遞（捕食關(guān)系）和分解者作用（如微生物對有機物的分解）也涉及復(fù)雜的化學(xué)轉(zhuǎn)化過程。此外，化學(xué)生物學(xué)還利用同位素標記（如13C、1?C）等技術(shù)研究碳在生態(tài)系統(tǒng)中的追蹤、遷移和轉(zhuǎn)化路徑，以及人類活動（如化石燃料燃燒）對碳循環(huán)的影響。通過這些研究，化學(xué)生物學(xué)揭示了碳循環(huán)的微觀生化基礎(chǔ)和宏觀生態(tài)效應(yīng)。解析思路：要求學(xué)生結(jié)合光合作用、呼吸作用、代謝途徑、分子機制、同位素追蹤等化學(xué)生物學(xué)知識，全面論述其在理解碳固定、轉(zhuǎn)化、傳遞和循環(huán)過程中的作用。考察學(xué)生將微觀生化機制與宏觀生態(tài)過程聯(lián)系起來的能力。2.答：以氮循環(huán)為例，其主要的生物地球化學(xué)循環(huán)途徑包括：①固氮作用：將大氣中惰性的氮氣（N?）轉(zhuǎn)化為氨（NH?）或硝酸鹽（NO??），主要由固氮細菌（如根瘤菌）和藍藻完成。②硝化作用：氨在硝化細菌作用下，先氧化為亞硝酸鹽（NO??），再氧化為硝酸鹽（NO??）。③assimilation（同化作用）：植物和微生物吸收銨鹽（NH??）或硝酸鹽（NO??），將其轉(zhuǎn)化為有機氮化合物（如氨基酸、核苷酸）。④反硝化作用：在厭氧條件下，反硝化細菌將硝酸鹽（NO??）還原為氮氣（N?）或氮氧化物（如N?O）釋放回大氣。人類活動對氮循環(huán)的影響顯著：大量使用氮肥（含銨鹽和硝酸鹽）增加了土壤和水體中的氮素輸入，超出生態(tài)系統(tǒng)同化能力；化石燃料燃燒和工業(yè)排放向大氣釋放氧化亞氮（N?O）等溫室氣體；污水處理和農(nóng)業(yè)徑流導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化