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🍃 基本のしくみ

基本のしくみ

葉っぱを1枚とって、光にすかして見てみよう。細かいすじがたくさん見えるはずだ。 葉は、外側を表皮(ひょうひ)といううすい膜でおおわれていて、その内側には 葉脈(ようみゃく)葉肉(ようにく)という2つのつくりがつまっている。 この3つがそろって、葉は「光合成の工場」としてはたらけるんだ。

① 表皮…葉の表と裏をおおう、うすい膜。

② 葉脈…茎からつながる管の束が通るすじ。

③ 葉肉…表皮と表皮のあいだにつまった細胞の層。

葉の断面を模式的に表した図表皮(表)水を通しにくい・気孔は少ない葉肉(ようにく)さく状組織 + 海めん状組織光合成がさかんな場所葉脈(ようみゃく)維管束(道管+師管)表皮(うら)気孔(きこう)が多い

① 表皮のはたらき

表皮は、からだの水分が外へにげていくのをふせぐ、うすい膜のようなつくりをしている。 ただし完全にふさがっているわけではなく、ところどころに気孔(きこう)という小さな出入り口があって、そこで気体のやりとりをしているんだ。

気孔がどうやって開いたり閉じたりするのかは、「蒸散(じょうさん)」のトピックでくわしく学ぶよ。ここではまず「表皮には気孔という出入り口がある」と覚えておこう。

② 葉脈のはたらき

葉にはうっすらとしたすじが通っている。これが葉脈で、その中には茎から続く 維管束(いかんそく)――道管と師管がセットになった管――が通っている。 葉脈は、いわば葉と茎をつなぐ「配送ルート」なんだ。

③ 葉肉のはたらき

表と裏、2枚の表皮にはさまれた部分が葉肉。葉肉はさらにさく状組織海めん状組織(かいめんじょうそしき)という2つの層に分かれていて、 この層の細胞には葉緑体(ようりょくたい)という緑色の小さな粒がたくさんふくまれている。 葉が緑色に見えるのは、この葉緑体のおかげなんだ。くわしい断面のつくりは、次の「分類・構造の詳細」で見ていこう。

🌱 植物葉のつくり

基本のしくみ

葉っぱを1枚とって、光にすかして見てみよう。細かいすじがたくさん見えるはずだ。 葉は、外側を表皮(ひょうひ)といううすい膜でおおわれていて、その内側には 葉脈(ようみゃく)葉肉(ようにく)という2つのつくりがつまっている。 この3つがそろって、葉は「光合成の工場」としてはたらけるんだ。

① 表皮…葉の表と裏をおおう、うすい膜。

② 葉脈…茎からつながる管の束が通るすじ。

③ 葉肉…表皮と表皮のあいだにつまった細胞の層。

葉の断面を模式的に表した図表皮(表)水を通しにくい・気孔は少ない葉肉(ようにく)さく状組織 + 海めん状組織光合成がさかんな場所葉脈(ようみゃく)維管束(道管+師管)表皮(うら)気孔(きこう)が多い

① 表皮のはたらき

表皮は、からだの水分が外へにげていくのをふせぐ、うすい膜のようなつくりをしている。 ただし完全にふさがっているわけではなく、ところどころに気孔(きこう)という小さな出入り口があって、そこで気体のやりとりをしているんだ。

気孔がどうやって開いたり閉じたりするのかは、「蒸散(じょうさん)」のトピックでくわしく学ぶよ。ここではまず「表皮には気孔という出入り口がある」と覚えておこう。

② 葉脈のはたらき

葉にはうっすらとしたすじが通っている。これが葉脈で、その中には茎から続く 維管束(いかんそく)――道管と師管がセットになった管――が通っている。 葉脈は、いわば葉と茎をつなぐ「配送ルート」なんだ。

③ 葉肉のはたらき

表と裏、2枚の表皮にはさまれた部分が葉肉。葉肉はさらにさく状組織海めん状組織(かいめんじょうそしき)という2つの層に分かれていて、 この層の細胞には葉緑体(ようりょくたい)という緑色の小さな粒がたくさんふくまれている。 葉が緑色に見えるのは、この葉緑体のおかげなんだ。くわしい断面のつくりは、次の「分類・構造の詳細」で見ていこう。

分類・構造の詳細

葉のつくりは、さらに細かく分類できる。ここでは「葉脈の2つのパターン」と「葉の断面の詳しいつくり」を見ていこう。

葉脈の2つのパターン

葉をすかして見えるすじ(葉脈)の形は、植物の子葉(発芽したときに最初に開く葉)の枚数と対応している。

双子葉類(そうしようるい)の葉子葉が2枚網状脈(もうじょうみゃく)単子葉類(たんしようるい)の葉子葉が1枚平行脈(へいこうみゃく)
子葉が2枚の植物(双子葉類)は、葉脈が網目のように枝分かれする網状脈。 子葉が1枚の植物(単子葉類)は、葉脈が根もとから先までほぼまっすぐな平行脈になる。

葉の断面の詳しいつくり

葉を輪切りにして横から見ると、表側から裏側へ向かって決まった順番で層が並んでいる。 この順番と、葉脈(維管束)の中の道管・師管の位置は、入試でとても問われやすいポイントだ。

葉の断面(模式図)表側うら側表皮(表)葉緑体なし・水を通しにくいさく状組織細胞がぎっしり・葉緑体が多い葉脈(ようみゃく)=道管+師管の束道管(どうかん)→表側寄り師管(しかん)→うら側寄り海めん状組織すきまが多く葉緑体は少なめ表皮(うら)気孔をふくむ気孔(きこう)と孔辺細胞(こうへんさいぼう)孔辺細胞は表皮の中でも例外的に葉緑体をもつ

葉緑体をもつ細胞・もたない細胞

  • 葉緑体をもつ細胞:葉肉(さく状組織・海めん状組織)の細胞、孔辺細胞
  • 葉緑体をもたない細胞:表皮の細胞(孔辺細胞をのぞく)、葉脈(道管・師管)の細胞

比較して覚えよう

「葉の表側とうら側」「葉のつき方」を比較しながら整理すると、入試問題でのひっかけに強くなれるよ。

表側とうら側のちがい

項目表側うら側
主な組織さく状組織海めん状組織
細胞の並び方たてに長くすきまなく整列丸みがあり、すきまが多い
葉緑体の量多い少なめ
気孔の数少ない多い
葉脈の中の管道管(水の通り道)師管(養分の通り道)
光合成のさかんささかんひかえめ

表裏の見分け方(公式化しよう)

さく状組織が多く葉緑体が多いほうが、気孔と海めん状組織のすきまが多いほうがうら。 これさえ押さえれば、断面図の向きが逆に描かれていても迷わない。

葉のつき方(葉序)を比べよう

葉のつき方には決まったパターン(葉序:ようじょ)がある。おもな葉序は3つ。どれも「葉どうしができるだけ重ならないようにする」という目的は同じだ。

茎を上から見たときの葉のつき方(模式図)互生(ごせい)例:ヒメジョオン対生(たいせい)例:ハコベ輪生(りんせい)例:キョウチクトウ
葉序つき方代表的な植物
互生1つの節(ふし)から1枚ずつ、交互に葉がつくヒメジョオン
対生1つの節から2枚が向かい合ってつくハコベ
輪生1つの節から3枚以上が輪のようにつくキョウチクトウ
どの葉のつき方も、葉どうしができるだけ重ならないようにするための工夫。 すべての葉に日光がとどくよう、植物なりに考えられた並び方なんだ。

葉に養分をたくわえる植物

多くの植物は根や茎に養分をたくわえるが、次の植物はに養分をたくわえるという、少しめずらしい特ちょうをもつ。

レタス葉が重なって球になる
ユリ球根の中の葉が養分をためる
ヒヤシンス球根の中の葉が養分をためる
チューリップ球根の中の葉が養分をためる

入試によく出るQ&A

Q. 葉の断面図で表側とうら側を見分けるには、どこに注目すればよい?

A. さく状組織の細胞のぎっしり具合と葉緑体の量に注目する。すきまなく並び葉緑体が多いほうが表側だよ。

Q. 光合成がとくにさかんに行われるのは葉のどちら側?

A. 表側。さく状組織の細胞がすきまなく並び、葉緑体も多いので、日光を効率よく受け取れるからだよ。

Q. 気孔が多いのは表側とうら側のどちら?その理由は?

A. うら側。海めん状組織にはすきまが多く、気体をやりとりする気孔もうら側に多く分布しているからだよ。

Q. 葉に養分をたくわえる植物にはどんなものがある?

A. レタス・ユリ・ヒヤシンス・チューリップなど。根や茎ではなく葉(や葉が変化した部分)に養分をためる点が特ちょう的だよ。

実験で理解しよう

入試で出やすい3つのパターンを、例題で練習しよう。ポイントは「層の順番」「葉緑体の有無」「道管・師管の位置」だよ。

例題 1:葉の断面の部分を見分ける

次の①〜④は、葉の断面を顕微鏡(けんびきょう)で観察したときに見られる4つの部分の特ちょうを説明したものです。

  • ① 気孔(すきま)が見られる、うすい膜のような部分
  • ② たてに長い細胞が、すきまなくぎっしり並ぶ部分
  • ③ 丸みのある細胞がまばらに並び、すきまが多い部分
  • ④ 気孔が見られない、うすい膜のような部分

(1) 葉の表側から正しい順になるように①〜④を並べなさい。
(2) a〜eの中で、葉緑体をもつ細胞はどれとどれか。あてはまるものをすべて書きなさい。
  a 表皮(表)の細胞 b さく状組織の細胞 c 海めん状組織の細胞 d 孔辺細胞 e 道管の細胞

とき方

  1. 表皮には、気孔がある側(うら)とない側(表)がある。①は気孔があるので表皮(うら)、④は気孔がないので表皮(表)。
  2. 細胞がすきまなくぎっしり並ぶ②はさく状組織、まばらな③は海めん状組織。
  3. 表側から並べると、表皮(表)=④、さく状組織=②、海めん状組織=③、表皮(うら)=①の順になる。
  4. 答え(1):④→②→③→①
  5. 葉緑体をもつのは葉肉(さく状組織・海めん状組織)の細胞と孔辺細胞。表皮の細胞(孔辺細胞をのぞく)と葉脈(道管)の細胞はもたない。
  6. 答え(2):b, c, d
④ 表皮(表)② さく状組織③ 海めん状組織① 表皮(うら)+気孔
例題 2:葉脈の中の道管と師管

図は、葉の断面にある葉脈(維管束)の部分を拡大した模式図です。Xは表側に近い管、Yはうら側に近い管を表しています。

  1. (1) Xの管の名前と、そこを通るものを答えなさい。
  2. (2) Yの管の名前と、そこを通るものを答えなさい。
表側うら側XY

とき方

  1. 維管束の中では、水を運ぶ管が表側寄り、養分を運ぶ管がうら側寄りに配置されている。
  2. Xは表側寄りなので道管。根から吸い上げた水(と水にとけた養分)を運ぶ。
  3. Yはうら側寄りなので師管。葉でつくられた栄養分(養分)を運ぶ。
  4. 答え(1):道管、水(や水にとけた養分) (2):師管、葉でつくられた養分
例題 3:細胞の並び方と光合成の関係

図のように、葉の表側に近い部分の細胞は、たてに長い形をしてすきまなくぎっしり並んでいます。 このような細胞の並び方が、植物にとって光合成をするうえで有利である理由を、20字程度で説明しなさい。

日光すきまなく並ぶ細胞に、日光がまっすぐ当たる

とき方

  1. 細胞がすきまなく、たてにそろって並んでいる → 1つ1つの細胞が日光をさえぎり合わない。
  2. 細胞が多い分、その中にある葉緑体の数も多くなる。
  3. 結果として、多くの葉緑体が日光を効率よく受け取り、光合成をさかんに行える。
  4. 答え:多くの葉緑体が効率よく日光を受け取れるから。

20字程度で、「細胞がすきまなく並ぶ」+「葉緑体の数が多い」の2点をおおむね盛りこめれば正解になるよ。

解くときのコツ

  • 断面図の並べ替え問題 → まず気孔の有無で2つの表皮を見分け、細胞のぎっしり具合でさく状組織と海めん状組織を見分ける。
  • 道管・師管の位置を聞かれたら → 「道管は表側寄り、師管はうら側寄り」を思い出す。
  • 記述問題 → 「すきまなく並ぶ」「葉緑体が多い」の2つのキーワードを軸に組み立てる。
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葉の表面をおおう、水を通しにくいうすい膜のような部分を何というか。