【中3理科】炭素の循環と生産者・消費者・分解者のはたらき

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中学3年理科。今日は生物のつながりの中でも、入試に頻繁に登場する「炭素の循環」に関る内容です。よく出る図があるので、どれがどの生物や気体なのかをしっかりとマスターしていきましょう。

炭素の循環

自然界の中で、炭素(化学式:C)はいろいろな物質に姿を変え循環しています。

炭素の循環のポイント①●空気中…二酸化炭素CO₂の中に含まれます。
●生物間…有機物の中に炭素Cとして含まれます。

炭素の循環

空気中に存在する、二酸化炭素CO₂を、植物である生産者が光合成のはたらきで取り入れ、有機物のデンプンにつくりかえます。この有機物中の炭素Cが、食物連鎖によって生物間を移動します。

最終的には土の中に存在する、菌類・細菌類などの分解者の呼吸のはたらきによって、二酸化炭素CO₂に分解され、空気中に炭素Cが戻ることになります。

そして、植物がその二酸化炭素CO₂を光合成で取り入れて、有機物のデンプンにつくりかえる。つまり、炭素Cは自然界の中を、グルグルと循環しているのです。

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炭素の循環図

炭素の循環に関する図は、入試や定期テストでも超頻出です。どの生物がどこにあてはまるのかをしっかりと覚えましょう。

炭素の循環

生産者は、酸素と二酸化炭素の放出も吸収も行っています。消費者と分解者は呼吸の矢印しかありません。これで、生産者が判断できます。

上の図では、実線の矢印が有機物としての炭素の流れ、破線の矢印が無機物(二酸化炭素)としての炭素の流れを表しています。

生産者

生産者とは、光合成を行い有機物であるデンプンを作り出す生物です。食物連鎖の出発点になります。光合成で二酸化炭素を吸収し、酸素を放出するので、気体の移動を見ると、どれが生産者かがわかります。

消費者

消費者とは、生産者がつくりだした有機物を食べる生物です。生産者を取り入れる(食べる)矢印から判断できます。また、呼吸のみしか行わないので、酸素を吸収し、二酸化炭素を放出しています。

分解者

分解者とは、有機物を無機物の分解する生物で、土の中などに生息する菌類・細菌類が分解者になります。分解者は、呼吸のはたらきにより、死がいやふんの中に含まれる有機物を、二酸化炭素や水などの無機物につくりかえます。分解者には、菌類と細菌類がいます。

  • 菌類…カビやキノコなど
  • 細菌類…乳酸菌や大腸菌など〇〇菌という名前の生物

炭素の循環の確認問題

  1. 炭素は、空気中を何という物質として循環しているか。
  2. 炭素は、生物間を何という物質として循環しているか。
  3. 植物が、有機物をつくりだすはたらきを何というか。
  4. 植物などがつくりだした有機物を食べる生物を、自然界の何というか。
  5. 呼吸により、有機物を無機物に分解する生物を、自然界の何というか。
  6. 5は、具体的に何類と何類がいるか。

確認問題解答

  1. 二酸化炭素
  2. 有機物
  3. 光合成
  4. 消費者
  5. 分解者
  6. 菌類、細菌類

炭素の循環に関する問題

問題下の図は、生物とその周りの環境での炭素の循環と生物どうしのつながりを表している。A~Dは生物を表しており、x、yは生物のはたらきを表している。次の各問いに答えよ。

炭素の循環

(1)問題文中の下線部のことを何というか。

(2)図中のxとyの生物のはたらきの名称を答えよ。

(3)図中のAからB、BからCの矢印で表される炭素の移動では、炭素は何という物質に含まれて自然界を移動しているか。

(4)図中のAからB、BからCの炭素の移動を何というか。

(5)Aはそのはたらきから自然界で何と呼ばれているか。

(6)Aのはたらきを、「有機物」「無機物」という語句を使って簡潔に書け。

(7)Dはそのはたらきから自然界の中で何と呼ばれているか。

(8)何らかの原因で、Bの数が急に減少した場合、AとCの数は一時的にどうなるか。簡潔に書け。

(9)A、B、C、Dにあてはまる生物として正しい組合せを次の中から1つ選び記号で答えよ。
ア A ミミズ  B モグラ  C ススキ  D カツオ
イ A ミカヅキモ  B ミジンコ  C メダカ  D ミズカビ
ウ A ケイソウ  B ゾウリムシ  C フナ  D カツオ
エ A イネ  B バッタ  C カエル  D モグラ

炭素の循環に関する問題 解答・解説

(1)生態系
生態系とは、生物とそのまわりの大気・光・水などの環境をひとまとまりとしてとらえたものです。

(2)x:呼吸 y:光合成
すべての生物が行っている、酸素を取り入れてに二酸化炭素を排出するはたらきを呼吸といいます。光合成は、生産者だけが出来るはたらきで、二酸化炭素を取り入れて有機物を合成するはたらきです。このときに余った酸素が排出されます。

(3)有機物
Aは光合成を行っているので生産者(植物)になります。植物の光合成のはたらきで、空気中にあった二酸化炭素の中の炭素は、有機物のデンプンの中に入ります。

(4)食物連鎖
Aは生産者の植物、Bは消費者の草食動物、Cは消費者の肉食動物になります。このA~Cの食べる食べられるの関係を、食物連鎖といいます。

(5)生産者
植物は、自然界で唯一、無機物の二酸化炭素と水から、有機物のデンプンを作り出すことができます。このはたらきから、植物は自然界の中で生産者と呼ばれます。

(6)無機物の二酸化炭素と水から、有機物のデンプンをつくる。
生産者である植物は、光合成のはたらきにより、無機物の二酸化炭素と水から、有機物のデンプンをつくりだします。

(7)分解者
デンプンなどの有機物を、無機物の二酸化炭素と水に分解するのが分解者です。このはたらきは呼吸によって行われます。

(8)A:増加する C:減少する
Bが急に減少すると、Bに食べられていたAはの数は一次的に増加します。また、CはBをエサとしていたので、Bの数が急に減少するとCの数も一時的に減少します。しかし、長い時間をかけて元の数の状態に戻ります。

(9)
Aが生産者である植物、Bが草食の消費者、Cが肉食の消費者、Dが分解者である菌類・細菌類である組み合わせはイになります。

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