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Biology Senior High

生物の生態系の質問です セミナー211番がわかりません 問2でどんな計算をしたらこんな数字になるんですか?

知識 計算 211. 物質の生産と消費 211. 物質の生産と消費 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、 解答 式的に示したものである。 下の各問いに答えよ。 生産者 G: 成長量 P: 被食量 D: 枯死量または死滅 R: 呼吸量 U: 不消化排出量 G 摂食量 ・純生産量 D R ・同化量 一次 消費者 二次 消費者 G G PC 三次消 D 費者へ P R UI D R U 総生産量 純生産量 枯死量 栄養段階 (1) 被食量 (2) 生産者 同化量 100 生産量 死滅量 成長量 (a) 15 65 10 (b) 一次消費者 二次消費者 X) d) 10 () 4 8 7 19 (g) 8 (b) 4 6 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。 問1 (1 ), ( 2 )に適切な語を入れよ。 問2. (a)~(h)に当てはまる数値をそれぞれ答えよ。 問1.1・・・呼吸量 2・・・不消化排出量 2. (a)85(b)…10 (57 (d47 (e)...36 (f)...32 (g) 13 (h...5 問 3. 56.1% 問4, 5000 問 5. ①・・・ 化学エネルギー ②・・・熱エネルギー 問6.各栄養段階のもつエネルギーは、高い段階に移行するとき大半が失われるため ■解法のポイント 問1. (1) はすべての栄養段階にみられることから, 呼吸量と考えられる。 (2)は生産者に 存在せず、消費者のみに存在することから、不消化排出量と考えられる。 問2 純生産量=総生産量-呼吸量となる。 また、消費者の同化量=摂食量 (前の栄養段階の被食量)一不消化排出量となる、 問3.二次消費者のエネルギー効率は次のように求めることができる。 二次消費者のエネルギー効率 二次消費者の同化量 一次消費者の同化量 32 x100= ×100≒56.14(%) なお、消費者のエネルギー効率は, 高次の栄養段階となるほど高くなる。 問4. 生産者のエネルギー効率は, 212. 解答 解決 生産者のエネルギー効率= 光合成に利用されるエネルギー量 (総生産量) 生産者が受けた光のエネルギー量 -x100 XC で求められる。したがって, 生産者が受けた光 (生態系に入射した光) のエネルギー 100_ をxとすると, 2.0 =- ×100 となり, x= ×100=5000 と計算される。 100 2.0 問3. 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。 問4. 生産者のエネルギー効率が2.0% だとすると, この生態系に入射した光のエネルギー 量はいくらか。 生産者の総生産量を100としたときの相対値で答えよ。 問5. 次のエネルギーはどのような形態のエネルギーか答えよ。 ① 生産者が, 光合成によって有機物中に蓄えるエネルギー ② 生態系を移動した後, 最終的に生態系外に失われるときのエネルギー 問6.各栄養段階のエネルギー効率が平均して10%程度であるとすれば、たとえば 次消費者は生産者の総生産量の約1/10=1/10000のエネルギーしか利用できない とになる。このように, 高次の消費者が利用できるエネルギーは極端に小さいため、 栄養段階が際限なく積み重なることはない。 また, 一般に,高次の栄養段階ほど できるエネルギーが小さくなるので,個体数も少なくなる。 Check 生態系における物質の生産と消費 問6. 栄養段階が際限なく積み重ならない理由を、エネルギー効率の観点から説明せよ。 ①生産者 総生産量=一定期間中に合成される有機物の総量 純生産量=総生産量-呼吸量 212. 生態ピラミッド 次の文章を読み, 下の各問いに答えよ。 各栄養段階の単位面積当たりの個体数, (1),(2)を積み重ねると, ピラミッ ド型となる。 それぞれ個体数ピラミッド, ( 1 ) ピラミッド, ( 2 ) ピラミッドと呼 び,これらをまとめて( 3 ) ピラミッドという。 ( 3 ) ピラミッドのうち, 個体数ピ ラミッドや ( 1 ) ピラミッドは上下の大きさが逆転することがある。 しかし, (2) ピラミッドは逆転することがない。 問1. 文中の空欄に適当な語を入れよ。 問2. 下線部のように,個体数ピラミッドの上下の大きさが逆転する例を1つあげよ。 ■ 278 5編 生態と環境 成長量=純生産量(被食量+枯死量) ②消費量 同化量 (二次生産量)=摂食量-不消化排出量 成長量=同化量(呼吸量+被食量+死滅量) ③菌類・細菌(分解者) 分解量=生産者の枯死量+消費者の不消化排出量死滅量

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可能な範囲で構いませんので、あっているか確かめていただきたいです。

P145 参考 C3 植物・C4 植物・CAM 植物 ・ 植物は, CO2 の固定によってできる化合物の違いなどによって, C3 植物, C4 植物, CAM 植物に分けられる。 をカルビン回路で固定、最初に(化 植物・CO2 合物 (PGA) をつくる植物。 日中に気孔を開き, 気温が高く乾 燥した条件下では気孔を閉じる。 高温乾燥条件下では,気孔 を閉じるため,CO2濃度が低下してしまう。 → 呼吸が起こり、光合成の効率が低下する。 + PLUS α ルビスコと光呼吸 ハグロース ルビスコは,カルビン回路において1分子のRuBPにCO2を付加 し、2分子のPGAを生成する反応で働く酵素である。 一方, RuBP O2を付加してPGAとホスホグリコール酸を1分子ずつ生成する 反応も促進する。 ホスホグリコール酸は, カルビン回路の進行を阻 害する作用をもつ。このため, 植物は、ペルオキシソームとミトコ ンドリアを経由し, ATPを消費してホスホグリコール酸をPGAに 変えている。 この反応は, O2 を消費し, CO2 を発生させることか ら光呼吸と呼ばれる。 葉緑体 RuBP CO2を取り込んで 違う物質 に変えること。 ホスホ グリコール酸 グリコール酸 (CO2) 触媒 カルビン回路 Oz ミトコンドリア |ルビスコ {PGA] グリセリン酸 [ADP ATP] ペルオキシ ソーム ● 4 植物 CO2 を C4 回路で固定,最初に C4 化合物(リンゴ酸など)をつくる植物。 CO2は葉肉細胞で固定, C4 化合物として維管束鞘細胞へ。維管束鞘細胞で C4 化合物からCO2を取り出 し、カルビン回路に用いる。 高温・乾燥条件下でも、 CO2濃度を高く保つことができる。 例: トウモロコシ, サトウキビ, ススキなど (熱帯原産) 葉肉細胞 維管束鞘細胞 葉の構造 さく状 組織 (CO2 葉肉 [オキサロ カルビン 回路 C4回路 CO2 海綿状」 組織 酢酸 表皮 有機物 [リンゴ酸 CO2濃度: 高 クチクラ 気孔 孔辺細胞 -表皮 木部 師部 維管束 維管束鞘細胞 (p.56) ・CAM植物…日中は気孔を閉じて蒸散を抑え,湿度の上がる夜間に気孔を開いて CO2 を取りこみ,固 定してリンゴ酸などの C4 化合物をつくる植物。C4 化合物は液胞にためられ,昼間に再び CO2にもどさ れてカルビン回路に送られる。 砂漠などの乾燥条件に適している。 例: ベンケイソウ, サボテンなど (乾燥地帯 多肉植物) 夜 CO2 気孔を開く 昼 気孔を閉じる オキサロ 酢酸 液胞 リンゴ酸 C カルビン 回路 CO2 有機物

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可能な範囲で構いませんので、あっているか確かめていただきたいです。また、空白の部分を教えて頂きたいです。

(気孔から放出) O2 12 H2O チラコイド膜 光エネルギー 葉緑体 光化学系 ⅡI 光化学系 I 24 240 24e 24(H) H -24 円 •12 NADP + -ATP合成酵素 ◆12 NADPH +12H ・師管 ・スクロ グルコース ↑↓ 同化デンペン ADP ATP ストロマ CO2 12 C3 -12 ATP 流 12 ADP 6 H2O (回路全体で) 6 ADP カルビン 12 C312H 回路 -12 NADPH 6 ATP -12 NADP+ 10 12C3 6 (CO2) (気孔から取り入れ) 有機物 D 有機物の輸送と貯蔵 貯蔵デッペン ● 光合成で生じた有機物はサイトゾルでスクロース などに変えられ,師管を通って各部へ運ばれる (=転流)。根や種子などでは,有機物はデッペン となり貯蔵される(=貯蔵デンプン)。 ● 光合成の速度 ・転流の速度 ... 葉緑体でデンプンが合成・ 一時的に葉緑体に貯蔵される(=同化デンプン)。 光合成の速度 <転流の速度(夜間) 同化デンプンが分解され、スクロースに変えられて、他の組織に運ばれる。 P144 参考 呼吸と光合成の共通性~ ATP 合成・・・ ATP合成酵素による ・電子伝達系により ATP が合成される反応… 光合成: リン酸化,呼吸: 酸化的リン酸化 ・電子は膜に埋まったタンパク質複合体を通って流れる。 →光化学系Ⅱと光化学系Iの間ではたらくタンパク質複合体と呼吸の電子伝達系の 中間ではたらくタンパク質複合体は, 構造もはたらきもよく似ている。 呼吸 ミトコンドリア NADH- NAD e HH H₂O H H:O H H H ° H 膜問 H A チラコイドの内側 H -ADP マトリックス | ストロマ | ATP H 葉緑体 光合成 ・・・ミトコンドリアの祖先と考えられている 好気性細菌 -NADP- NADPH は,もともとは光合成を行 っていた細菌が,光合成の能力を失ったものであ ると考えられている。 -ADP ATPI ・呼吸と光合成は, 同じ祖先生物の代謝系から進 化したもので, あるものは呼吸の電子伝達系へ, あるものは光合成の電子伝達系へと進化したと 考えられている。

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可能な範囲で構いませんので、あっているか確かめていただきたいです。また、空白の部分を教えて頂きたいです。

P141 問2 光リン酸化と酸化的リン酸化の共通点について述べよ。 B ストロマで起こる反応 = カルビン・ベンソン回路 ... チラコイド膜でつくられた ATP と NADPH を用いて、二酸化炭素を還元して有機物を合成する。 気孔から二酸化炭素(CO2) が取りこまれる。 →CO2はリブロースニリン酸 (RuBP, (化合物)と結合する(図①)。 (ルビスユ (リブロースニリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ, Rubisco)という酵素 のはたらきによる。) →生成物が2つに分解されて, 2 分子のホスホグリセリン酸(PGA, _化合物)になる(図②)。 →PGA は ATP のエネルギーとNADPH による還元作用によって, グリセルアルデ ストロマ (気孔から取り入れ) CO2 リブロース 【ニリン酸 (RuBP) ① ② ホスホグリセリン酸 (PGA) 6 12 ルビスコ •12 ATP -12 ADP ヒドリン酸(GAP, 化合物)となる (図③)。 6 ADP →6 分子のCO 2 が回路に取りこまれる と, 12 分子の GAP が生成される。 6 ATP →GAP のうち 2 分子は糖などの有機物 の合成に使われる (図4)。 残りの 10 分 子は ATP のエネルギーによって再び RuBPへもどる (図⑤)。 有機物合成へ Co ○ チラコイド での反応 [ストロマ P141 参考 光阻害とカロテノイド での反応 10 •12H •12 NADPH Ca 12 NADP+ グリセルアルデヒド 【リン酸 (GAP) (H2O /回路全体で 16分子の水 が生じる レ 光が強すぎることによって光化学系が損傷を受け, 光合成速度が低下すること。 ● β-カロテン (カロテノイドの一種) は, 光阻害から葉緑体を守るはたらきをもつ。 ●キサントフィル(カロテノイドの一種)の一部は,過剰な光エネルギーを無害な熱エネルギーに変えるはたらきをもつ。 ・光エネルギー C 全体の反応 6002+12H2O C6H12O6 +60z+6H2O *化学反応式:6002

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