【中学3年理科】生態系や食物連鎖のポイント・問題

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中学3年理科。生態系と食物連鎖、生態数ピラミッドの学習を通じて、生物と生物、生物と環境がどのようにつながっているのか学習します。

生物のつながり「食物連鎖」

食物連鎖とは、食べる・食べられるという関係による生物どうしのつながりのことをいいます。すべての生物が食物連鎖に組み込まれており、複雑に影響し合いながら生活しているのです。

食物連鎖

どの生物が、どの生物を食べているのかをしっかりと覚えておきましょう。→は有機物の移動を表しており、入試などでは、「間違っている矢印を選べ」という問題をよく見かけます。

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食物網

食物網とは、食物連鎖が複雑な網の目のようになっていることをいいます。食物連鎖と間違えやすいので注意しましょう。

  • 食べる・食べられるの関係食物連鎖
  • 食物連鎖が複雑な網に目のようになっていること食物網

生態系

生物だけでなく、生物とそのまわりの大気・水・光・土などの環境までをひとまとまりとしてとらえたもの生態系といいます。

生物の周りの環境によって、どのような生物が生息できるかが決まります。特に降水量や気温などは生態系の大きな要因となります。逆に、生物も環境に影響を与えています。

生産者

植物のことを、自然界でのはたらきから「生産者」といいます。なぜ生産者と呼ばれるかというと、植物は自然界で唯一、光合成のはたらきにより無機物から有機物をつくり出せるからです。

生産者

生産者である植物は、食物連鎖の出発点になります。したがって、動物よりも圧倒的に数が多くなります。

生産者になる生物

生産者は光合成を行い、有機物であるデンプンを作り出せる植物です。次のようなものも生産者となりますので覚えておきましょう。

  • 植物
  • 落ち葉

落ち葉は、土の中の食物連鎖のスタートになります。枯れていますが有機物が詰まっているのです。

消費者

動物のことを、自然界で「消費者」といいます。消費者である動物は、自分で有機物をつくりだすことができないため、生産者がつくりだした有機物を食べることで生きています。

消費者

草食動物は、生産者(植物)を直接的に、肉食動物は間接的に利用しています。

草食動物?肉食動物?

どの生物が草食動物で、どの生物が肉食動物なのかわからない生徒が多いので、ここで簡単に確認しておきましょう。

  • 草食動物…バッタ、ウサギ、ネズミ、ダンゴムシ、ミミズ、トビムシ、ダニ、動物プランクトンなど
  • 肉食動物…カエル、イタチ、キツネ、ヘビ、タカ、オサムシ、カニムシ、クモ、ムカデ、モグラなど

昆虫がわかりずらいですが、ここで紹介しているものは頭の片隅に入れておきましょう。

生物のつながり・食物連鎖の確認問題

  1. 生物間の食べる・食べられるのつながりを何というか。
  2. 1が網の目のように複雑になっていることを何というか。
  3. 植物は、そのはたらきから自然界で何と呼ばれているか。
  4. 植物が3のように呼ばれるのは、何というはたらきができるからか。
  5. 植物に対し、動物は自然界の何と呼ばれているか。
  6. 生物だけでなく、そのまわりの空気や水、光などもひとまとまりとしてとらえたものを何というか。

解答

  1. 食物連鎖
  2. 食物網
  3. 生産者
  4. 光合成
  5. 消費者
  6. 生態系

生物のつり合い

自然界の中で、生物はピラミッドの形になるように生物の数が決定されています。植物が底辺で一番多く、その上の段に消費者の草食動物、更にその上に消費者の肉食動物が来る形になります。

自然界では、生物の数に少しの変動がありますが、長い期間でみると、このピラミッドの形を保つように生態数が保たれています。

生態数の変化

何らかの生態系の変化で、草食動物の数が一時的に減少した場合、次のような変化が現れます。

生態数ピラミッド

  1. 何らかの原因で、草食動物が減少する。
  2. 草食動物をエサとしていた肉食動物が減少する。
    草食動物に食べられていた植物が増加する。
  3. 天敵の肉食動物が減り、エサとなる植物も増えるので、草食動物の数が増え、元の数まで戻る。
  4. エサとなる草食動物が増えたので、肉食動物も元の数まで増え、草食動物によって食べられるので、植物は元の数まで減少する。

一時的に、何らかの影響で生物が増減したとしても、長い期間でみると生態数が一定に保たれるようになっています。しかし、人間の活動により、環境が破壊されたり、乱獲などにより極端に生態数が減少してしまうと、生態数を保つことができなくなり、その結果、その生態系の全ての生物が絶滅してしまう恐れもあります。

生態数ピラミッドの確認問題

  1. 生物の中で一番数が多いのは、何という生物か。
  2. 植物、草食動物、肉食動物の生態数はどんな形で表すことができるか。
  3. 何らかの原因で、草食動物の数が減少した場合、肉食動物と植物の数は、その後一時的にどうなるか。それぞれ答えよ。
  4. 長い期間でみると、生物の生態数は一定に保たれているか。保たれていないか。

解答

  1. 植物(生産者)
  2. ピラミッド
  3. 肉食動物:減少する 植物:増加する
  4. 保たれている。

【理科問題❶】生態系と食物連鎖

問題下の図は、ある地域の生物どうしの食べる・食べられるという関係を示したものである。これについて、次の各問いに答えなさい。

食物連鎖

(1)次の文は、生物どうしの食べる・食べられるという関係についてまとめたものである。文中の①、②にあてはまる語句を答えなさい。

生物どうしの、食べる・食べられるというつながりを( ① )という。①は自然界では複雑に入り組んでる網の目のような状態になっている。この網の目のような関係を( ② )という。

(2)生物の食べる・食べられるという関係の始まりは植物であり、そのはたらきから生産者とよばれる。そのように呼ばれるのはどんなはたらきをして、何から何をつくるからか。簡潔に答えなさい。

(3)海中で生物どうしの食べる・食べられるという関係を考えた場合、図中の植物と同じなかまになるものはどれか。次のア~エから一つ選び、記号で答えよ。
ア イワシ  イ サメ  ウ 動物プランクトン  エ 植物プランクトン

(4)土の中の生物の食べる・食べられるという関係を考えた場合、図中のワシと同じなかまになるものは何か。次のア~エの中から一つ選び、記号で答えよ。
ア ミミズ  イ ムカデ  ウ ダンゴムシ  エ モグラ

【解答・解説❶】生態系と食物連鎖

(1)①食物連鎖 ②食物網

食べる。食べられるという関係による生物のつながりを食物連鎖といいます。食物連鎖は、複雑に入り組んだ形をしていて、これを食物網といいます。

(2)光合成で、無機物から有機物をつくるから。

食物連鎖の始まりは、太陽の光エネルギーを使って光合成を行う植物になります。植物は光合成により、無機物の二酸化炭素と水から、有機物であるデンプンを作り出します。自然界で植物だけがこのはたらきができるので、植物を生産者とよびます。

(3)

水の中での食物連鎖は、生産者である植物プランクトンから始まり、それを食べる動物プランクトン、それを食べるイワシなどの小魚、それを食べるマグロなどの大型の魚の順につながっています。

(4)

土の中の食物連鎖では、落ち葉などがスタートになり、それを食べるミミズ、さらにそれを食べるムカデ、それを食べるモグラの順につながっています。

【理科問題❷】生態数ピラミッド

問題下の図1は、ある地域における生物A、生物B、生物Cの生態数を表した図である。図2は、1870年から1930年までのある地域でのウサギとヤマネコの生態数の変化を表したグラフである。これについて、以下の各問いに答えなさい。

生態数ピラミッド

(1)図1において、生物Aは自然界でのはたらきから何と呼ばれているか。名称を答えよ。

(2)図1において、生物Bと生物Cにあてはまる生物として、正しい組合わせになっているものを一つ選び、ア~エの記号で答えよ。

生物B 生物C
ワシ バッタ
ウサギ ヤマネコ
カエル ヘビ
ヘビ ワシ

(3)何らかの原因で、図1の生物Bの数が減少した場合、短い期間に生物Aと生物Bの数はどうなるか。それぞれ簡潔に答えよ。

(4)図2は、ある地域のウサギとヤマネコの数の変化を表している。このうちヤマネコの数の変化を表しているグラフはXとYのどちらか。記号で答えよ。

【解答・解説❷】生態数ピラミッド

(1)生産者

生態数ピラミッドの底辺にかかれている生物は、一番数が多い植物になります。植物は光エネルギーを使って光合成を行い、無機物の二酸化炭素と水から、有機物であるデンプンをつくりだします。そのはたらきから、植物は自然界で生産者と呼ばれています。

(2)

生物Bは生物Aを食べる生物になります。つまり生物Bは草食動物になります。ピラミッドの頂点にいる生物Cは、生物Bを食べる肉食動物になります。表より、植物を食べる生物はウサギで、ウサギはヤマネコに食べられています。

(3)生物A:増加する 生物B:減少する

生物Bの数が減少すると、生物Bが食べていた生物Aの数は増加します。また、生物Cは生物Bを食べていたので、生物Bの数が減少すると、生物Cの数は減少します。そして、ある程度の時間が経過すると、もともとの生態数に戻りバランスがとれます。

(4)

生態数が少ないXが肉食動物、生態数が多いYが草食動物になります。草食動物の数が増加すると、少し遅れて肉食動物の数が増加します。草食動物の数が減少すると、少し遅れて肉食動物の数も減少します。

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