生物／生物基礎演習：④～物質収支～ 受験生応援企画 期間限定無料記事！ by 茶茶 サティ
Ⅰ、物質収支の概念
【生物基礎】にも【生物】にも登場する「食物連鎖とエネルギーの流れ」の分野を、軽々乗り切る方法を考案してみました。
ポイントは２つの「呪文」、そして2枚（まとめれば１枚）の図です。
まず前提として、生物はみな「呼吸」をします。これは生きている限り続く必要経費、つまりエネルギーの支出です。
一方、生産者（植物：独立栄養生物）は光合成をします。これは植物のみならず、そこに棲息する生物すべてにとっての唯一の収入源です。
ここまでは大丈夫ですね？
ただ… 収入には２種類の解釈が存在します。
そのひとつが 「総生産量」 で、もうひとつが 「純生産量」 です。
このへんから概念があいまいになってきますよね。ちょっとデフォルメしてみましょう。
「総生産量」と「純生産量」は生態系分野のはじめに扱った「光合成速度」に似ています。「光合成速度」にも２種類があったのを覚えていますよね…
そう、「（真の）光合成速度」と「見かけの光合成速度」です。そして両者の相違は「呼吸速度」を含むか否（いな）かの差。数式で表すと、
「見掛けの光合成速度」 ＝ 「光合成速度」―「呼吸速度」
でしたよね。
なになに… 忘れてしまったと？ ふふふ、人間ですから…
人間ですが、結構重症です。仕方ない、思い切りデフォルメしましょう。
ハサミというステキな道具があります。私が持っているキレキレのハサミを、それがどうしても欲しいというお友達に200円で売ってあげました。
しかし私がこれを購入した値段、実は110円だったんです。
ちょっと暴利（たかい）じゃないかって？
スルドイな… わたしこのヒトのこと、あんまり好きじゃないんですよ、なんてね。あとこの際、消費税のことは忘れておいてください。
200円で売った（売り上げ）ハサミ、 実は原価（必要経費）110円だった。商売なら当然なんですよ。この場合の（もうけ）は、
200 － 110 ＝ 90円 でボロもうけです。もうやめられまへん。
話を戻します。収入には２種類の解釈が存在します。
そのひとつが「総生産量」や「光合成速度」や「売り上げ」で、
もうひとつが「純生産量」や「見かけの光合成速度」や「もうけ」です。
では両者の違いはなにか…？
それは「必要経費」を含むか否かの差です。式に書けば一発ですね。
純生産量 ＝ 総生産量 － 呼吸量
見かけの光合成速度 ＝ 光合成速度 － 呼吸速度
もうけ ＝ 売り上げ － 原価
念のために言うと、呼吸は「細胞が生きるための必要経費」ですからね。
ここまでいかがでしょうか？
余談になりますが、外食産業での原価はお値段のおよそ３割だと言われています。一杯1000円のラーメンを例にとると、食材原価は300円。残りの700円で店舗の賃貸料、減価償却費、光熱費、人件費、広告費、および利益を賄うのです。けっこう厳しいものですね。
えっと、なんだっけ？
そうだ、200円で売った（＝売り上げ）ハサミ、実は原価（＝必要経費）110円だった。この場合の利益（もうけ）は、 200 － 110 ＝ 90円。
ではこの「もうけ」90円をどんな用途に割り振って遣いましょうか。
この会計簿の項目が「所持金」、「税金」、「趣味」なら誰でもわかるのに…
たとえば…
「もうけ」90円 ＝ 「所持金」20円＋「税金」30円＋「趣味」40円
だとしたら、別に抵抗はないですよね。
ポイントはその時期の現存量（≒銀行預金）には触れないこと。
そして余りは「所持金（成長量）」として数え、次期決算の現存量に加えてしまうこと。
つまり…余りである「所持金（成長量）」がプラスなら、次期の最初の持ち金（個体群の現存量）は増加しています。
マイナスなら次期のはじめの持ち金（現存量）が減り、±ゼロなら昨期と同じ、つまり現状維持（←極相のこと）というワケなんです。
結論から言うと… 「もうけ」の用途は以下の３つです。
「もうけ」 ＝ 「所持金」 ＋ 「税金」 ＋ 「趣味」
90円 ＝ 20円 ＋ 30円 ＋ 40円
純生産量 ＝ 成長量 ＋ 被食量 ＋ 枯死量
もし、１つの値が分からなくても、引き算か足し算で計算できますよね。
なお、生産者の「純生産量」は、消費者では「生産量」というコトバになりますが、意味は全く同じです。
ここまでが理解できたとして、問題はこれを、どう覚えるか… ですね。
純生産量 ＝ 成長量 ＋ 被食量 ＋ 枯死量
純 ＝ 成 ＋ 被 ＋ 枯
どうひねっても、順番を変えても違和感が残り満足できなかったサティ…
んんんんんん… いらいらいらいら… （←考えてる） あ、そうか！
ここからが肝腎なところなので… 有料ゾーンに設定します。
そのかわり、以下の２つの呪文と２つの関係図を描けば、たいていの問題は解けてしまいます。
以下のコンテンツを予告しておきます。
・総生産量と純生産量を手早く連想できる２つの呪文。
・生産者と消費者の用語の相似と相違がわかる２つの関係図。
・設問1～8と間違っているかもしれない解答解説
ではみなさま、頑張ってください。
Ⅱ、２つの呪文
１文字目をどう組み合わせてもしっくり納得できなかったサティ…
そこで二文字目に注目してみました。
純 ＝ 長 ＋ 食 ＋ 死
にしたらどうでしょうか？ （←純だけは残したい）
じゅん ちょう しょく し ?
ん？！ 朝食！ んん、「死」はどうしましょう？
死、英語では dead（形容詞）とかdeath（名詞） デスね。 おお… 「朝食デス」！ 正しくは「dead」のようですが、あの「デスノート」が有名なこともあり、deathでゴリ押そうかと思います。
よし、ここは【純な朝食デス】という呪文でまとめましょう。
ならば、「総生産量」も同じ発想が望ましいデスね。そこに「呼吸」の「こ」も含めて、【倉庫で朝食デス】とまとめておきましょう。
2文字目の「吸」にこだわるならば【早急(そうきゅう)に朝食デス】でもかまいません。とにかくわかりゃ良いんですから。
蛇足ですが、「早急」のもともとの読みは「さっきゅう」です。ところが現在では約27％のヒトがそう読み、残りは「そうきゅう」と読むのだとか…
これって「依存」の「いそん（元）、いぞん」、「寄贈」の「きそう（元）、きぞう」など、多数派に逐（お）われて読みが変わりつつある例なのだそうです。まったくもって余談ですのう…
話を戻します。
【倉庫で朝食デス】または【早急(そうきゅう)に朝食デス】には、
総生産量 ＝ 「呼吸」 ＋ 「成長量」 ＋ 「被食量」 ＋ 「枯死量」
…という意味を含ませました。（枯死量は生産者用の単語）
ここから察するに、総生産量は４つの用語を合わせた概念なんです。
つまり、
「売上げ」 ＝ 「必要経費」＋ 「所持金」 ＋ 「税金」 ＋ 「趣味」
200円 ＝ 110円 ＋ 20円 ＋ 30円 ＋ 40円
総生産量 ＝ 呼吸量 ＋ 成長量 ＋ 被食量 ＋ 枯死量
倉 ＝ 庫で 朝 食 デス
早 ＝ 急に 朝 食 デス
という関係になります。
そして
純生産量 ＝ 総生産量 － 呼吸量
もうけ ＝ 売上げ － 必要経費
でしたよね。
ですから、【純な朝食デス】には、
純生産量 ＝ 「成長量」 ＋ 「被食量」 ＋ 「枯死量」
という意味があるのです。そう、純生産量は３つの用語を合わせた概念なんですね。
つまり、
「もうけ」 ＝ 「所持金」 ＋ 「税金」 ＋ 「趣味」
90円 ＝ 20円 ＋ 30円 ＋ 40円
純生産量 ＝ 成長量 ＋ 被食量 ＋ 枯死量
純な ＝ 朝 食 デス
という関係になります。このうち、所持金にあたる「成長量」は他の項目の支出によってその生物に残る、いわば自動的に決まる量です。
なお、生産者の「総生産量」は、消費者では「同化量」というコトバに変わりますが、意味は全く同じで、呼吸量、成長量、被食量、枯死量という４つの項目から成り立っています。
Ⅲ、２つの関係図
これらの関係を１つの図にまとめてみました。ついでに純生産量も書きこんでしまいましょう。
ちなみに（ ）内の単語は生産者用の単語です。ただ出題されるとき等では、厳密に… いや、結構テキトーに使われていますね。だからこそ同じレベルの意味を持つ単語であることをはっきりさせておきたいんです。
まぁ、枯死と死滅がほぼ同じであることは誰でもわかるでしょう。
ならば…
総生産量と純生産量と同化量と生産量の区別は？
同じ意味であるものはどれで、どれとどれはどのように違います？
なにをどう足したら、どれからどれを減じたら何が計算できますか？
上の図を覚えていれば一発です！
つまらん数式で示されるより、よほどわかりやすいと思いませんか？
呪文に従ってこの図を描けば、もう迷うことはないはずです。
あとは習熟するのみ。
サティは仕事としてこれを開発して使い、くだらん計算ミスを除き、考え方として誤ったことは一度もありませんでした。
（追加：現存量はBの他にS（substance）で示されることもある）
では呼吸量、成長量、被食量、枯死量というコトバの意味を確認しておきましょう。
まず呼吸量は… 生きている限り細胞は生命活動に伴うさまざまな代謝を行います。そのエネルギーを供給するのが呼吸です。一般に熱帯のように温度が高いと呼吸量も大きくなります。
次に「成長量」ですが、これは他の支出項目である「呼吸量、被食量、枯死量」の残りだと思ってください。そしてそれを「所持金（成長量）」として数え、次期決算の現存量に加えるのです。
もし「成長量」が＋（プラス）ならその生物個体群（同種生物の集まり）は栄え、－（マイナス）なら衰えつつあるところです。
では±0（ゼロ）は何を意味すると思いますか？
それは今期の現存量と来期の現存量が同じであることを意味します。
たとえば生産者（植物）の現存量が同じなら、１年後にも周囲の景色はほとんど変わっていないはずですよね。この状態が続くことを、生物学の用語では何と呼ぶでしょうか？
答は…
そう、極相（クライマックス）です！ わかったひとはスゴイ！
３番目は「被食量」です。これは単純です。１つ上位の消費者に食べられちゃう量ですね。以上… と言いたいところですが、実はこの部分こそがテストの際にカギになっていることがあるのです。
つまり、
食べられた量 ＝ 次の栄養段階の消費者が食べた量
であるので、
「被食量」 ＝ １つ上位の「摂食量または捕食量」
という関係が成り立っているのです。ここを見落とすと計算問題が解けない…なんて悲劇が起きる可能性も…
まあ、これを読んだみなさまなら大丈夫でしょうね。
ラスト４番目は死滅量または枯死量（生産者の場合）です。
エネルギー源として、捕食者に食われれば被食量としてカウントされ、分解者に利用されれば死滅量または枯死量（落葉落枝や根）になります。
ちょっと見方を変えてみましょう。
おおざっぱですが、生産者を基準にしてみると…
呼吸量：生産者（植物）自身が呼吸し、エネルギー放出
成長量：次期において、生産者自身が個体群（自分自身）を増加。
いわば「もうけ」を貯金したもの
被食量：消費者に奪われ、消費者の呼吸等でエネルギー放出
枯死量：脱落した有機物を分解者が呼吸してエネルギー放出
だいたいこんな感じじゃありませんか？
あと１点、触れておきたい項目があります、それは現存量です。ポイントは「その時期の現存量（≒銀行預金）には触れないこと」なんです。
「現存量」に触れるときは、決算の時期が変わるときだけです。「成長量」だけを加算または引き算してください。決算期の長さは、大多数は1年ですが、別に記載がある場合もありますので気をつけてください。
意味をわかって、計算練習をして、より自信を深めてください。
では、最後に消費者について説明します。
いきなり… ですが、消費者は食べたら、ナニを出しますよね。
それが「不消化排出量」です。
そもそも
「生産者の被食量」＝「消費者の摂食量」なのは当然です。 ← 重要！
ここから「不消化排出量」を差し引いた値が「同化量」になります。これは消費者が消化吸収して自分の身体の一部にした量ですね。この「同化量」が消費者の使えるすべてのエネルギーですので、生産者の「総生産量」と同じ意味のコトバになるのです。
つまり消費者については
「同化量」＝「摂食量」ー「不消化排出量」 です。
そしてそれはこの消費者の
「摂食量」＝「１段階下の被食量」
になる関係をしっかり掴んでください。
両者ともに、計算問題を解くカギになる重要な知識ですから。
あとは一緒ですよ…
ほら、こうすれば全生物に通用する関係図の出来上がりとなります。
生産者の外枠に「ちょい足し」しただけですから…
先ほど示した生産者の表での「被食量は30」でした。
ここではその続きとして「摂食量が30」の一次消費者の例を挙げておきましょう。もちろん関係図としては全生物に適用できます。
やばっ！
不消化排出量の記号を「F」にすべきだったのに、「U」にしちまった…
「F」は上記のとおり Faces ですが、結構「U」もあるんです。
もしかして「う〇こ」？
いやいや、急に日本語が登場するのはおかしいだろ？
調べまくった末に行きついた結論は Un-dijested ですが、まぁ硬いこと言わずに「うん●」でいいか…
もとに戻りましょう。
さあ、総生産量と純生産量と同化量と生産量と摂食量と捕食量の区別は？
この図を描けるようになると重宝ですよ！
では設問１～８をどうぞ。一見ちょっと違う分野のように見えますが、奥では繋がっていると思う問題も入れてあります。
幸運を祈ります…
Ⅳ、設問１～５
設問１
以下の問いに答えよ。
生態系を構成する生物間には，食う―食われるの関係が存在する。これを( 1 )と呼び，食うものを( 2 )，食われるものを( 3 )と呼ぶ。実際の生態系では，ある生物の食物となる生物は1種とは限らず，( 1 )が複雑にからみ合った( 4 )となることが多い。
生態系のなかで，光合成を行う生物を( 5 )と呼び，それを食べる植食性動物を( 6 )と呼ぶ。さらに，( 6 )を捕食する肉食性動物を( 7 )という。( 5 )以外の生物のうち，特に有機物を分解する過程に関わる生物を
( 8 )と呼ぶ。
各栄養段階の単位面積当たりの個体数，( 9 )，( 10 )を積み重ねると，いずれもピラミッド型となる。それぞれ個体数ピラミッド，( 9 )ピラミッド，( 10 )ピラミッドと呼び，これらをまとめて( 11 )ピラミッドという。このうち，( 10 )ピラミッドでは上下の逆転は見られないが，個体数ピラミッドや( 9 )ピラミッドでは( 12 )関係などの場合に上下の大きさが逆転することがある。
(1) 文章中の空欄に適当な語を入れよ。
(2) 次の (a)河川， (b) 草原, (c) 森林の土壌 それぞれの食物連鎖にお
ける(A)～(I)に当てはまる生物を下の生物群から1種類ずつ選んで番号
で答えよ。ただし，矢印の右側の生物がそれぞれ捕食者を示す。
(a) 河川での食物連鎖 ： ケイソウ→(A)→(B)→(C)
(b) 草原での食物連鎖 ： ススキ→(D)→(E)→(F)
(c) 森林の土壌 ： (G)→(H)→(I)→ジムグリ（ヘビ）
[生物群] ① カマキリの成体 ② ザリガニ ③ クロレラ
④ バッタ ⑤ ユレモ ⑥ トカゲの幼体 ⑦ 落葉落枝 ⑧メダカ
⑨ モグラ ⑩ イネ ⑪ ミジンコ ⑫ ミミズ
設問２
図は，生態系における炭素の循環を模式的に示したものである。
Eは人間の活動によって使用され，二酸化炭素の増加をもたらしているものである。この図をもとにして次の問いに答えよ。
(1) 図中のA～Dは，それぞれ何か。最も適する語を下の(ア)～(カ)から選んで
答えよ。
(ア)菌類・細菌 (イ)生産者 (ウ)一次消費者
(エ)二次消費者 (オ)三次消費者
(2) 次のア～エの作用に相当する矢印の番号を残さず選び、番号で答えよ。
(ア) 光合成 (イ) 呼吸 (ウ ) 摂食 (エ) 燃焼
(3) 大気中の二酸化炭素濃度の上昇は，次の環境問題のどれと深く関係して
いるかを番号で答えよ。
① 湖などにおける水の華の発生 ② 地球の温暖化
③ オゾン層の破壊 ④ 酸性雨
設問３
下の図は，生態系を構成する生物を栄養段階によって分類し，太陽からのエネルギーがこの間をどのように移っていくかを示したものである。
(1) 図中のGは成長量，Dは死滅量である。
C，R，Uはそれぞれ何を表しているか。
(2) 図中の生産者で，①G1＋C1＋D1， ②G1＋C1＋D1＋R1 を，それぞ
れ何というか。
(3) 一次消費者の同化量は，どのように表せるか。一次消費者で使われて
いる記号を用いた式で書け。
(4) 一次消費者の同化量は，どのように表せるか。生産者および一次消費
者で使われている記号を用いた式で書け。
下の図は，ある生態系における物質の生産と消費について， 模式的に示したものである。下の各問いに答えよ。なお表中の数値は，生産者の総生産量を100としたときの相対値である。
(5) ( ア )，( イ )に適切な語を入れよ。
(6) (a)～(h)に当てはまる数値をそれぞれ答えよ。
(7) 二次消費者のエネルギー効率は何％か。四捨五入して小数第一位まで
求めよ。ただし、
エネルギー効率％ ＝ 100×その段階の総生産量／前段階の総生産量
とする。（エネルギー効率は生物基礎の範囲ではないが、このようにリ
ード文を付けて出題される可能性はある。）
設問４
下のグラフは，光の強さの違いによって，A植物およびB植物の幼木の葉100cm2が1時間当たりに吸収する二酸化炭素量の変化のようすを示したものである。このグラフに関する下の各問いに答えよ。
（1）B植物のような特徴をもつ植物をA植物に対して何というか。
（2）次の①、②のような場所で生育が有利な方の植物を、A植物なら
A，B植物ならBと答えよ。（完答）
① 林床のような、じゅうぶんに光が届かない場所
② 裸地のように光がじゅうぶんに当たる場所
（3）A植物の光補償点となる光の強さを、単位（グラフに記載）も
つけて答えよ。
（4）光の強さ 4000（ルクス） における A植物の光合成量（mg）を示
せ。ただしグラフどおりに葉面積100cm2における1時間当たりのCO2吸
収量(mg)で示すものとする。
（5）上図aとbは，B植物の成木の日当たりのよい場所につく葉と日当たり
の悪い場所につく葉の断面を示したものである。
① b に対する a の葉を何と呼ぶか。
② b に対する aの葉の構造上の特徴を、葉の組織の名称を含めて簡潔
に記述せよ。
設問５
次の図は，ある生態系における物質とエネルギーの移動を示している。(ただし誤った矢印も含まれている)。ちなみにCは「分解者」である。以下の問いに答えよ。
(1) 図中の矢印1～14から，「エネルギーの流れ」として誤ったものをすべ
て選び，番号で答えよ。
(2) 図中の Ｂ３ と Ｃ に該当する生物群の組合せを，次の①～⑥から1つず
つ選び，番号で答えよ。
① ミミズ、ダンゴムシ ② イネ，トウモロコシ
③ クモ，カエル ④ モズ，タカ
⑤ イナゴ，シカ ⑥ アオカビ，シイタケ
(3) 生態ピラミッドについて、誤った文章を番号で１つ選べ。
① 生産者を出発点とする食物連鎖の各段階を食物段階と言い、生産者か
らその順に積んで棒グラフ化したものを生態ピラミッドと言う。
② 個体数ピラミッドでは、高次消費者の方が多くなることがある。
③ 生物量ピラミッドでは、高次消費者の方が多くなることがある。
④ 生産力ピラミッドでは、高次消費者の方が多くなることはない
(4) 生態系における 「物質」 と 「エネルギー」 の移動について、
① 共通点を簡潔に記せ。（例：物質もエネルギーも○○である）
② 相違点を簡潔に示せ。（例：物質は～だが、エネルギーは…である）
Ⅴ、解答例１～５
設問１ 解答例
以下の問いに答えよ。
生態系を構成する生物間には，食う―食われるの関係が存在する。これを( 1 食物連鎖。被食者捕食者相互関係という言い方もある)と呼び，食うものを( 2 捕食者)，食われるものを( 3 被食者)と呼ぶ。実際の生態系では，ある生物の食物となる生物は1種とは限らず，( 1 )が複雑にからみ合った( 4 食物網)となることが多い。生態系のなかで，光合成を行う生物を( 5 生産者)と呼び，それを食べる植食性動物を( 6 一次消費者)と呼ぶ。さらに，( 6 )を捕食する肉食性動物を( 7 高次消費者)という。( 5 )以外の生物のうち，特に有機物を分解する過程に関わる生物を(8 分解者)と呼ぶ。
・ただし分解者は細菌（バクテリア）や真菌（カビ）などの菌類に限る。
・ミミズやトビムシなどは腐生（非生物を食べる）連鎖の消費者である。
各栄養段階の単位面積当たりの個体数，( 9 生物量または現存量)，
( 10 生産力またはエネルギー量)を積み重ねると，いずれもピラミッド型となる。それぞれ個体数ピラミッド，( 9 )ピラミッド，( 10 )ピラミッドと呼び，これらをまとめて( 11 生態)ピラミッドという。このうち，( 10 )ピラミッドでは上下の逆転は見られないが，個体数ピラミッドや( 9 )ピラミッドでは( 12 寄生)関係などの場合に上下の大きさが逆転することがある。
(1) 文章中の空欄に適切な語を入れよ。
(2) 次の (a)河川， (b) 草原, (c) 森林の土壌 それぞれの食物連鎖における(A)～(I)に当てはまる生物を下の生物群から1種類ずつ選んで番号で答えよ。ただし，矢印の右側の生物がそれぞれ捕食者を示す。
(a) 河川での食物連鎖 ： ケイソウ→(A)⑪→(B)⑧→(C)②
(b) 草原での食物連鎖 ： ススキ→(D)④→(E)⑥→(F)①
(c) 森林の土壌 ： (G)⑦→(H)⑫→(I)⑨→ジムグリ（ヘビ）
[生物群] ① カマキリの成体 ② ザリガニ ③ クロレラ ④ バッタ
⑤ ユレモ ⑥ トカゲの幼体 ⑦ 落葉落枝 ⑧ メダカ
⑨ モグラ ⑩ イネ ⑪ ミジンコ ⑫ ミミズ
ちなみに⑤のユレモはシアノバクテリアの1種である。
設問２ 解答例
図は，生態系における炭素の循環を模式的に示したものである。Eは，人間の活動によって使用され，二酸化炭素の増加をもたらしているものである。この図をもとにして次の問いに答えよ。
(1) 図中のA～Dは，それぞれ何か。最も適する語を下の(ア)～(カ)から選んで
答えよ。Aに入る②（光合成）がカギ！
(ア)菌類・細菌D (イ)生産者A (ウ)一次消費者B
(エ)二次消費者C (オ)三次消費者
ちなみにEは、リード文から考えて石油や石炭などの化石燃料を指す。
(2) 次のア～エの作用に相当する矢印の番号を残さず選び、番号で答えよ。
(ア) 光合成② (イ) 呼吸③、⑤ (ウ ) 摂食④ (エ) 燃焼①
(3) 大気中の二酸化炭素濃度の上昇は，次の環境問題のどれと深く関係して
いるかを番号で答えよ。 ②
① 湖などにおける水の華の発生 ② 地球の温暖化
③ オゾン層の破壊 ④ 酸性雨
設問３ 解答例
下の図は，生態系を構成する生物を栄養段階によって分類し，太陽からのエネルギーがこの間をどのように移っていくかを示したものである。
(1) 図中のGは成長量，Dは死滅量である。
C：被食量。Cが１つ上の G+C+D+R+U になっているから
R：呼吸量。全ての生物は呼吸を行う（Rは1，2，3の全てにある）
U：不消化排出量。生産者には見られないから。
はそれぞれ何を表しているか。
(2) 図中の生産者で，
①G1＋C1＋D1， 要素３つは純生産量（純な朝食デス）
②G1＋C1＋D1＋R1 要素4つは総生産量（早急に朝食デス）
は，それぞれ何というか。
(3) 一次消費者の同化量は，どのように表せるか。一次消費者で使われてい
る記号を用いた式で書け。
同化量＝総生産量（早急に朝食デス） ∴ G2＋C2＋D2＋R2
(4) 一次消費者の同化量は，どのように表せるか。生産者および一次消費
者で使われている記号を用いた式で書け。
同化量＝摂食量－不消化排出量 ∴ C1－U2
下の図は，ある生態系における物質の生産と消費について， 模式的に示したものである。下の各問いに答えよ。なお表中の数値は，生産者の総生産量を100としたときの相対値である。
(5) ( ア )，( イ )に適切な語を入れよ。
「早急に朝食デス」、「純な朝食デス」と唱えてみると、呼吸量がないこ
とがわかる。生物は全て呼吸をするので、アは呼吸量。
さて、イは生産者には当てはまらない項目のようだ。とすると、イは不消
化排出量が妥当だろう。
(6) (a)～(h)に当てはまる数値をそれぞれ答えよ。
a 100-15 ＝ 85 b 85－（65+10） ＝ 10
c 65－8 ＝ 57 d 57－20 ＝ 37
e 37－（4+7） ＝ 26 f 26－4 ＝ 22
g 22－12 ＝10 h 12－（8＋1） ＝ ③
(7) 二次消費者のエネルギー効率は何％か。四捨五入して小数第一位まで
求めよ。ただし、
エネルギー効率％ ＝ 100×その段階の総生産量／前段階の総生産量
とする。（エネルギー効率は生物基礎の範囲ではないが、このようにリ
ード文を付けて出題される可能性はある。）
エネルギー効率％ ＝ 100×その段階の総生産量／前段階の総生産量
＝ 100× 22／57 ＝ 42.3%
設問４ 解答例
下のグラフは，光の強さの違いによって，A植物およびB植物の幼木の葉100cm2が1時間当たりに吸収する二酸化炭素量の変化のようすを示したものである。このグラフに関する下の各問いに答えよ。
（1）B植物のような特徴をもつ植物をA植物に対して何というか。陰生植物（2） 次の①、②のような場所で生育が有利な方の植物を、A植物ならA，
B植物ならBと答えよ。（完答）
① 林床のような、じゅうぶんに光が届かない場所 B
② 裸地のように光がじゅうぶんに当たる場所 A
（3）A植物の光補償点となる光の強さを、単位（グラフに記載）もつけて
答えよ。
800ルクス Aのグラフが二酸化炭素が０（ゼロ）の横線と交わる
光の強さを読み取る。
(4) 光の強さ ４０００（ルクス） における A植物の光合成量（mgを
示せ。 ただしグラフどおりに葉面積100cm2における1時間当たりの
CO2吸収量(mg)で示すものとする。
光合成量＝みかけの光合成量＋呼吸量 より、
16－（－４）＝20(mg) ← 16＋4でも可
（5）上図aとbは，B植物の成木の日当たりのよい場所につく葉と日当たり
の悪い場所につく葉の断面を示したものである。
① b に対する a の葉を何と呼ぶか。 陽葉
② b に対する aの葉の構造上の特徴を、葉の組織の名称を含めて簡潔
に記述せよ。 「さく状組織が厚い」
設問５ 解答例
次の図は，ある生態系における物質とエネルギーの移動を示している。(ただし誤った矢印も含まれている)。ちなみにCは「分解者」である。以下の問いに答えよ。
(1) 図中の矢印1～14から，「エネルギーの流れ」として誤ったものを
すべて選び，番号で答えよ。 14
ちなみに光合成は1、呼吸は2.4.6.8.10、捕食が3.5.7、死滅または枯死が
9.11.12.13である。
(2) 図中の Ｂ３ と Ｃ に該当する生物群の組合せを，次の①～⑥から1つず
つ選び，番号で答えよ。
① ミミズ、ダンゴムシ ② イネ，トウモロコシ
③ クモ，カエル ④ モズ，タカ
⑤ イナゴ，シカ ⑥ アオカビ，シイタケ
Aは②、B1は⑤、B2は③、B3は④、Cは⑥である。ミミズやダンゴムシ
は植物の遺骸からはじまる腐生連鎖の消費者に相当する。
(3) 生態ピラミッドについて、誤った文章を番号で１つ選べ。
① 生産者を出発点とする食物連鎖の各段階を「食物」段階と言い、生産
者からその順に積んで棒グラフ化したものを生態ピラミッドと言う。
①が誤り。栄養段階ならOK
② 個体数ピラミッドでは、高次消費者の方が多くなることがある。
③ 生物量ピラミッドでは、高次消費者の方が多くなることがある。
④ 生産力ピラミッドでは、高次消費者の方が多くなることはない。
（4） 生態系における 「物質」 と 「エネルギー」 の移動について、
① 共通点を簡潔に記せ。（例：物質もエネルギーも○○である）
物質もエネルギーも食物連鎖に従って移動する。
② 相違点を簡潔に示せ。（例：物質は～だが、エネルギーは…である。
物質は生態系内を循環するが、エネルギーは流れに伴い放出される。
Ⅵ、入試例 設問６～８と解答例
設問６
生態系における有機物の収支について、下記のようにA～Fを定めた。以下の問いに答えよ。
A：成長量 B：枯死（死滅）量 C：現存量
D：被食量 E：呼吸量 F：不消化排出量
(1) 以下のア～エ が示す式が表す語句を漢字で書け。ただし、A～F は上の語群の語句を示す記号であるが、答として書く必要があるときは漢字表記すること。
ア 生産者について ： A ＋ B ＋ D ＋ E
イ 生産者について ： A ＋ B ＋ D
ウ 消費者について ： A ＋ B ＋ D ＋ E
エ 消費者について ： 生産者のD － 消費者の F
(2) ある森林地帯における物質収支を表1に示した。（単位はg/m2･年）
オ 生産者の1年間の純生産量を計算し，解答欄に記入せよ。
カ 昆虫の1年間の成長量を計算し，整数値で解答欄に記入せよ。
設問６ 解答例
生態系における有機物の収支について、下記のようにA～Fを定めた。以下の問いに答えよ。
A：成長量 B：枯死（死滅）量 C：現存量
D：被食量 E：呼吸量 F：不消化排出量
(1) 以下のア～エ が示す式が表す語句を漢字で書け。ただし、A～F は
上の語群の語句を示す記号であるが、答として書く必要があるときは漢
字表記すること。
ア 生産者について ： A ＋ B ＋ D ＋ E 総生産量
イ 生産者について ： A ＋ B ＋ D 純生産量
（もし消費者なら 生産量）
ウ 消費者について ： A ＋ B ＋ D ＋ E 同化量
エ 消費者について ： 生産者のD－消費者のF 同化量
(2) ある森林地帯における物質収支を表1に示した。 （単位はg/m2･年）
オ 生産者の1年間の純生産量を計算し，整数値で解答欄に記入せよ。
純生産量＝総生産量－呼吸量＝2650－1450＝1200
カ 昆虫の1年間の成長量を計算し，整数値で解答欄に記入せよ。
昆虫について、摂食量60－不消化排出量8＝52 ← 昆虫の同化量
昆虫の同化量＝呼吸＋成長＋被食＋死滅より
52 ＝ 30 ＋ 成長 ＋ 10 ＋ 5 ∴成長量＝７
設問７
次の図1に関して，問1～6に答えなさい。解答はすべて解答用紙の指定された解答欄に記入しなさい。
図1は陸上生態系の主要な栄養段階と，それらがかかわる炭素の循環経路を示しており， ア ～ オ は異なる栄養段階である。
問1 ア ～ オ に，栄養段階を示す適切な語句を記入しなさい。
問2 矢印①および⑭の働きをそれぞれ何というか，答えなさい。
問3 ア ～ オ のうち，従属栄養生物はどれか，すべてを選び，記号
で答えなさい。
問4 19世紀以降，大気中の二酸化炭素濃度はしだいに増加してきた。この
増加を引きおこした人間活動は，主に二つあると考えられる。
(1) 下線部の二つの人間活動のうちの一つは図1中の矢印で示されたある
流れを小さくしたことである。それはどの矢印か番号で答えなさい。ま
た，人間が行ったことを具体的に述べなさい。
(2) 下線部のもう一つの人間活動は図1中に示されていない。それは何
か，答えなさい。
問5 イ の栄養段階に属するある生物の1年間の物質収支を調べたところ，
1m2あたりの乾燥重量で摂食量は100g，被食量は40g，死亡量は10g，呼
吸量は25g，不消化排出量は20gであった。この生物の1年間の生産量お
よび成長量を，計算過程を示して答えなさい。ただし，老廃物排出量は
0gとする。
問6 イ と ウ の両方の栄養段階に属する生物を，以下の(a)～(h)の中
から二つ選び，記号で答えなさい。
(a) タヌキ (b) カマキリ (c) ニホンノウサギ (d) カイコガ
(e) イリオモテヤマネコ (f) モンシロチョウ
(g) ドブネズミ (h) ニホンジカ
設問７ 解答例
問1 ポイント：①の矢印（光合成）を見逃さないこと ア 生産者
イ 一次消費者 ウ 二次消費者 エ 三次消費者 オ 分解者
問2 ① 光合成 ⑭ 呼吸
問3 イ，ウ，エ，オ 要するに、ア（生産者）以外だ。
問4 (1) ①：道路や工場の建設や宅地化などによる森林の減少
（環境破壊でも可だが、具体性が合った方が良い）
(2) 化石燃料（石油や石炭）の大量消費
問5 老廃物排出量…汗や尿中に排出、不消化排出量…糞
生産量（純な朝食デス）は 成長＋被食＋死滅だが、成長が不明なので
足し算では求められない。しかし摂食と不消化排出と呼吸は分かる。
同化（総生産） ＝ 摂食－不消化排出 ＝ 100－20 ＝ 80
生産量＝同化－呼吸 ＝ 80－25 ＝ 55 答)生産量 55[g]
この関係が解っているなら、100－(25＋20) ＝ 55 でOK
生産量（純な朝食デス）は 成長＋被食＋死滅だから、
純生産55 ＝ 成長 ＋ 被食40 ＋ 死滅（死亡）10 より
成長 ＝ 5 答) 成長量 5[g]
問6 ：一次消費者は草食、二次消費者は一次消費者を食べる肉食。
∴両属とは雑食の動物。
(a) タヌキ 雑食 (b) カマキリ 肉食 (c) ニホンノウサギ 草食
(d) カイコガ 草食（桑の葉） (e) イリオモテヤマネコ 肉食
(f) モンシロチョウ（草食…幼虫はアブラナ科の葉、成虫は花の蜜）
(g) ドブネズミ 雑食 (h) ニホンジカ 草食 答） (a)，(g)
設問８
次の文章を読み，以下の問に答えよ。
ある地域にすむ，同じ種類の生物の個体の集団を [ｱ] という。ある草原のバッタの集団やある池のメダカの集団などが [ｱ] である。
a [ｱ] において，単位面積や単位体積などで示される単位生息空間当たりの個体数を [ｲ] という。
同じ場所に生活する異なる種類の [ｱ] をまとめたものが [ｳ] である。 [ｳ] 内の [ｱ] の間では，いろいろな種間関係が生じている。たとえば，生活上の要求が似ていて [ｴ] の重複の大きな種間では種間競争が起こる。また，一方の種が他方の種の餌となる種間関係は捕食と被食の関係といわれる。
[ｳ] 内の捕食と被食の関係を表したものを食物網という。食物網上の位置を示すのが [ｵ] である。その第一段階をしめるのが緑色植物など独立栄養生物である生産者である。bこの生産者を食べる一次消費者が第二段階，そして一次消費者を食べる二次消費者が第三段階，さらにこれを食べる三次消費者が第四段階となる。
通常， [ｵ] が上がるにつれ，個体数や生物量が少なくなっていく。また， [ｵ] の数はふつう4～5をこえることはない。これは，c [ｵ] を一段階上がるごとに，移行する物質とエネルギーの量が急激に減少することが原因である。
問1 文中の [ｱ] ～ [ｵ] に適切な語句を入れよ。
問2 太字部aに示されている [ｲ] を推定するためによく用いられる方法を
2種類あげ，それぞれの方法はどのような生態的な特徴を有する生物に適
用するのが好ましいか述べよ。
問3 以下に示す生物名のリストには，種間競争および捕食と被食の関係を
もつ3つの生物が含まれている。その3つの生物名を選び出し，以下の例1
および例2にならい，種間競争の関係にある生物名を点線で，捕食と被食
の関係にある生物名を捕食者から被食者に向かう矢印でつないで示せ。
(生物名のリスト)
ケンミジンコ， タニシ， ライオン， アブラムシ，ミジンコ，
ケイ藻(植物プランクトン)， ナミテントウ，タンポポ， アオザメ，アザラシ
問4 太字部cに示された現象は，隣接する [ｵ] の間の物質とエネルギーの
収支から理解できる。太字部bに示された一次消費者から二次消費者を介
して三次消費者にいたる物質とエネルギーの収支において，二次消費者の
摂食量と被食量はどのような式で表現できるか。
以下の①から⑫を用い，解答例にならって二次消費者の摂食量と被食量
をそれぞれ示す式を解答欄に記せ。ただし，正しい式は2つずつある。
(解答例) 二次消費者の摂食量 ＝ ①＋②÷④
① 三次消費者の同化量 ② 三次消費者の被食量
③ 三次消費者の成長量 ④ 三次消費者の死滅量
⑤ 三次消費者の不消化排出量 ⑥ 三次消費者の呼吸量
⑦ 一次消費者の摂食量 ⑧ 一次消費者の同化量
⑨ 一次消費者の成長量 ⑩ 一次消費者の死滅量
⑪ 一次消費者の不消化排出量 ⑫ 一次消費者の呼吸量
設問８ 解答例
問1 [ｱ] 個体群 [ｲ] (個体群)密度 [ｳ] (生物)群集 [ｴ]
生態的地位[ニッチ] [ｵ] 栄養段階
問2 ・標識再捕法，特徴…ランダムによく動き，行動範囲が広い
・区画法，特徴…動かない，あるいは動きが遅い
問3 次図
互いに競争関係（ケイソウの捕食者として）
ケンミジンコ－－－－ミジンコ
↓ ↓
ケイ藻(植物プランクトン) これが被食者
問4 摂食量…⑦－⑨－⑩－⑪－⑫ ， ⑧－⑨－⑩－⑫
被食量…②＋③＋④＋⑤＋⑥ ， ①＋⑤
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