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生態系の構成と栄養段階

生産者・消費者・分解者の役割、食物連鎖と食物網、栄養段階、生態ピラミッドについて、正しい記述を選べる

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)

説明

ある地域に住むすべての生物と、それをとりまく光・水・大気・土壌などの非生物的環境をひとまとまりとしてとらえたものを生態系といいます。この技能では、生態系の生物を有機物とのかかわり方で生産者・消費者・分解者に分けること、「食べる・食べられる」のつながり(食物連鎖・食物網)と、そのつながりの中での位置(栄養段階)、さらに栄養段階ごとの量を積み上げた生態ピラミッドについて学び、正しい記述を選べるようになります。

なぜそうしてよいのか

生物のからだやエネルギーのもとになる有機物に注目すると、生態系の生物は役割で分けられます。植物や藻類のように、光合成で無機物(二酸化炭素と水)から有機物をつくる生物が生産者です。生産者がつくった有機物を、食べることで直接・間接に取り込んで利用する生物が消費者です。消費者のうち、生産者を食べるものを一次消費者、一次消費者を食べるものを二次消費者、さらにそれを食べるものを三次消費者といいます。菌類や細菌類のように、遺体や排出物に含まれる有機物を取り込み、呼吸によって無機物に分解する生物を分解者といいます。分解者も、ほかの生物がつくった有機物を利用している点では消費者と同じです。

生物どうしの「食べる・食べられる」の関係を一列につなげたものが食物連鎖です。しかし実際には、1 種の動物が何種類もの生物を食べ、また何種類もの生物に食べられるので、食物連鎖は 1 本の鎖ではなく、網の目のように複雑にからみ合っています。これを食物網といいます。食物連鎖の中で、生産者から数えて何番目にあたるかという段階を栄養段階といい、生産者・一次消費者・二次消費者…と上がっていきます。同じ種でも、食べるものによって複数の栄養段階にまたがることがあります。

栄養段階ごとに、個体数・生物量(単位面積あたりの生物の重さ)・エネルギー量を調べ、生産者を下にして積み上げたものが生態ピラミッドです。各段階の生物は取り込んだ有機物の多くを呼吸で使ってしまうので、上の段階に渡る量は少なくなり、ふつうは上の段ほど小さいピラミッド形になります。ただし、1 本の木に多数の昆虫がつく場合のように、個体数のピラミッドは上下が逆転することがあります。

手順

  1. 記述の中の生物が、有機物をつくる(生産者)、有機物を食べて取り込む(消費者)、遺体・排出物の有機物を無機物に分解する(分解者)のどれにあたるかを確かめる

  2. 消費者については、生産者を食べるのが一次消費者、一次消費者を食べるのが二次消費者、と栄養段階の数え方を確かめる

  3. 食物連鎖と食物網を区別する。一列のつながりが食物連鎖、実際の網目状の複雑なつながりが食物網

  4. 生態ピラミッドについての記述は、ふつう上の段ほど小さいこと、ただし個体数のピラミッドなどは逆転することがあることと照らし合わせる

  5. すべての部分が正しい選択肢を選ぶ

例題

生態系の構成と栄養段階に関する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 植物を食べる動物を二次消費者といい、その動物を食べる動物を一次消費者という。

イ 実際の生態系では、1 種の生物が複数の種の生物を食べたり、複数の種の生物に食べられたりするため、食物連鎖は網の目のように複雑につながっている。

ウ 生態ピラミッドのうち、個体数のピラミッドは、上下が逆転することはない。

エ 菌類や細菌類は、光合成によって無機物から有機物をつくる生産者としてはたらく。

例題の解答

手順 1:エについて、菌類や細菌類は遺体や排出物の有機物を無機物に分解する分解者としてはたらき、光合成で有機物をつくる生産者ではない。エは誤り。

手順 2:アについて、生産者(植物)を食べる動物が一次消費者、それを食べる動物が二次消費者である。アは逆になっているので誤り。

手順 3:イは、食物連鎖が実際には網目状につながっている(食物網)ことを述べており、正しい。

手順 4:ウについて、1 本の木に多数の昆虫がつく森林のように、生産者の個体数より一次消費者の個体数のほうが多くなり、個体数のピラミッドが逆転することがある。ウは誤り。

手順 5:すべてが正しい記述はイである。

答え:

イ

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

この技能の次に学べること