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消費者の物質収支

摂食量・不消化排出量・同化量・呼吸量・生産量・被食量・死亡量・成長量の関係(同化量 摂食量 不消化排出量 など)と、下の栄養段階の被食量 上の栄養段階の摂食量であることから、表の空欄の値を求められる

前提

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  1. 細胞のつくり (中学理科 生物分野の用語と知識)
  2. 植物のからだのつくり (中学理科 生物分野の用語と知識)
  3. 光合成・呼吸・蒸散 (中学理科 生物分野の用語と知識)
  4. 生態系と物質の循環 (中学理科 生物分野の用語と知識)
  5. 生態系の構成と栄養段階 (高校生物 生態と環境(知識))
  6. 生産者の物質生産 (高校生物 生態と環境)

説明

消費者(動物)が食べた有機物が、からだの中でどう使われ、どこへ行くのかを、量の関係として整理する技能です。摂食量・不消化排出量・同化量・呼吸量・生産量・被食量・死亡量・成長量のあいだの引き算の関係を使うと、生態系の物質収支の表で空欄になっている値を求められます。さらに、ある栄養段階の被食量がそのすぐ上の栄養段階の摂食量になることを使えば、栄養段階をまたいだ計算もできます。

なぜそうしてよいのか

生産者では、光合成でつくった有機物(総生産量)から、自分の呼吸で使った分(呼吸量)を引いた残りが純生産量で、そこから食べられた分(被食量)と枯れた分(枯死量)を引いた残りが成長量でした。消費者も同じ考え方で整理できます。ただし消費者は自分で有機物をつくらず、食べることで有機物を取り込みます。食べた量(摂食量)のうち、消化・吸収されずにふんとして出ていく分(不消化排出量)はからだに取り込まれていないので、実際にからだに取り込んだ量は です。この同化量が、生産者の総生産量にあたります。

ここから先は生産者と同じ形です。同化量のうち呼吸で分解して使った分を引いた残りが で、生産者の純生産量にあたります。生産量のうち、さらに上の消費者に食べられた分(被食量)と、死んで遺体になった分(死亡量)を引いた残りが、からだに蓄えられて増えた分 です。どれも「入ってきた量 = 出ていった量 + 残った量」という、物質の出入りの帳じりを書いているだけです。

また、ある栄養段階が「食べられた量(被食量)」は、そのすぐ上の栄養段階から見れば「食べた量(摂食量)」そのものです。たとえば生産者の被食量 一次消費者の摂食量、一次消費者の被食量 二次消費者の摂食量です。これで栄養段階どうしの表がつながります。

手順

  1. 表を見て、求めたい栄養段階の摂食量がわかっているか確かめる。わからなければ、すぐ下の栄養段階の被食量を摂食量として使う(下の段階の被食量 上の段階の摂食量)

  2. 同化量を求める:

  3. 生産量を求める:

  4. 成長量を求める:

  5. 空欄が式の途中にあるときは、わかっている値を式に代入して、空欄について解く(例:成長量・被食量・死亡量がわかれば )

例題

ある草原の生態系で、1 年間の物質の量(単位は )を調べたところ、次の表のようになった。生産者を食べるのは一次消費者だけであるとする。

栄養段階摂食量不消化排出量呼吸量被食量死亡量
生産者---120-
一次消費者(空欄)30501510

一次消費者の成長量は何 か求めよ。

例題の解答

手順 1:一次消費者の摂食量は表で空欄なので、すぐ下の栄養段階である生産者の被食量を使う。生産者を食べるのは一次消費者だけなので、一次消費者の摂食量 。

手順 2:同化量 摂食量 不消化排出量 。

手順 3:生産量 同化量 呼吸量 。

手順 4:成長量 生産量 (被食量 死亡量)。

よって一次消費者の成長量は 。

答え:

よくある誤り

この説明は AI が書き、別の AI が例題を独立に解いて答えを確かめ、説明を一歩ずつ査読しました。

入口の問題

この技能を使う問題

この技能の次に学べること