光合成・呼吸・分解による炭素の循環と、エネルギーが化学エネルギーとして移動し最終的に熱として出ていくため循環しないことについて、正しい記述を選べる
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生態系の中で、炭素は二酸化炭素と有機物の形を行き来しながら循環しています。一方、エネルギーは太陽の光エネルギーとして入り、有機物の化学エネルギーとして生物の間を移り、最後は熱として生態系の外へ出ていきます。この技能では、「物質（炭素）は循環するが、エネルギーは循環しない」という違いをもとに、炭素の循環とエネルギーの流れについての記述の正誤を見分けられるようになります。
炭素の動きは、光合成・呼吸・分解という 3 つのはたらきで説明できます。生産者は光合成で大気中（水中）の二酸化炭素を取り込み、有機物をつくります。この有機物は食物連鎖を通して消費者へ、また遺体や排出物として分解者へと移ります。生産者・消費者・分解者はいずれも呼吸によって有機物を分解し、炭素を二酸化炭素として大気中に戻します。二酸化炭素は再び光合成に使われるので、炭素は生態系の中をくり返し回る、つまり循環します。また、化石燃料（石炭・石油など）の燃焼でも、地中にたくわえられていた炭素が二酸化炭素として大気中に放出されます。
エネルギーの流れ方は違います。生産者は光合成で光エネルギーを有機物の化学エネルギーに変えます。この化学エネルギーは、有機物が食べられることで上の栄養段階へ移りますが、各生物は呼吸で有機物を分解して生命活動に使い、使われたエネルギーは最終的に熱となって生態系の外（宇宙空間）へ出ていきます。生物は熱エネルギーを光合成などに再び利用することができません。そのため、エネルギーは一方向に流れるだけで循環せず、生態系が続くには太陽から光エネルギーが絶えず供給される必要があります。
前提の技能で学んだ生態ピラミッドで、上の栄養段階ほどエネルギー量が少なくなるのも、各段階で呼吸によって熱として失われる分や、利用されない分があるからです。
記述が「炭素（物質）」の話か「エネルギー」の話かを見分ける
炭素の話なら、どのはたらきで移るかを確かめる：二酸化炭素 → 有機物は光合成（生産者だけ）、有機物 → 二酸化炭素は呼吸（生産者・消費者・分解者すべて）と燃焼、生物間の有機物の移動は食物連鎖や遺体・排出物
エネルギーの話なら、形の変化を確かめる：光エネルギー →（光合成）→ 化学エネルギー →（呼吸）→ 生命活動 → 熱エネルギー
「エネルギーが循環する」「熱が再び光合成に使われる」のような記述は誤り、「物質は循環し、エネルギーは循環しない」が正しい、と判定する
生態系における炭素の循環とエネルギーの流れについての記述として最も適当なものを、次のア〜エのうちから 1 つ選べ。
ア 大気中の二酸化炭素を有機物として取り込むことができるのは、生産者と分解者である。
イ 消費者は呼吸を行うが、生産者は光合成を行うので呼吸によって二酸化炭素を放出しない。
ウ 有機物にたくわえられた化学エネルギーは、生物のはたらきによって最終的に熱エネルギーとなり、生態系の外へ出ていく。
エ 生態系の外へ出た熱エネルギーは、生産者によって再び取り込まれるので、エネルギーは生態系の中を循環する。
手順 1：ア・イは炭素の話、ウ・エはエネルギーの話である。
手順 2（炭素）：
- ア：二酸化炭素を有機物として取り込むはたらきは光合成で、これを行うのは生産者だけである。分解者は有機物を分解して二酸化炭素を放出する側なので、誤り。
- イ：呼吸は生産者・消費者・分解者のすべてが行う。生産者も呼吸で二酸化炭素を放出するので、誤り。
手順 3（エネルギー）：
- ウ：化学エネルギーは呼吸によって生命活動に使われ、最終的に熱エネルギーとなって生態系の外へ出ていく。正しい。
手順 4：
- エ：熱エネルギーは生産者が光合成に利用できないので、エネルギーは循環しない。誤り。
よって、正しいものはウである。
答え: ウ
分解者も二酸化炭素を有機物に取り込むとしてしまう誤り。正しくは、二酸化炭素 → 有機物（光合成）を行うのは生産者だけで、分解者は 有機物 → 二酸化炭素（呼吸）を行う。
植物（生産者）は光合成をするので呼吸はしない、としてしまう誤り。正しくは、生産者も呼吸を行い、有機物 → 二酸化炭素 + 水 の反応で二酸化炭素を放出している。光合成量が呼吸量を上回るので、全体として二酸化炭素を吸収しているように見えるだけである。
炭素と同じようにエネルギーも循環するとしてしまう誤り。正しくは、光エネルギー → 化学エネルギー → 熱エネルギー と一方向に流れ、熱は生態系の外へ出ていくので、エネルギーは循環しない。
上の栄養段階へは、下の段階のエネルギーがすべて移るとしてしまう誤り。正しくは、各段階で呼吸により熱として失われる分や、食べられずに遺体として分解者に渡る分などがあるので、上の段階に移るのは一部だけである。
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。
生態系における物質の循環とエネルギーの流れについて述べた文として最も適当なものを、次のア〜オから 1 つ選べ。
生態系における窒素の循環とエネルギーの流れについて述べた文として誤っているものを、次のア〜オから 1 つ選べ。