葉っぱをじっと見ても見えないけれど、植物の葉や茎(くき)の表面には、とても小さな「すきま」がたくさん開いている。 このすきまを気孔(きこう)という。植物はこの気孔を通して、体の中の水を外に出しているんだ。
気孔(きこう)…葉や茎の表面にある小さなすきま。孔辺細胞(こうへんさいぼう)という三日月形の細胞2つにはさまれている。
孔辺細胞…気孔をつくる2つの細胞。形が変わることで、気孔を開いたり閉じたりする。
気孔は、いつも同じ大きさで開いているわけではない。2つの孔辺細胞が水を吸ってふくらむと弓なりに曲がってすきまが広がり(開く)、 水が減ってまっすぐに近づくとすきまがせまくなる(閉じる)んだ。
葉にできる気孔の数は表とうらで同じではなく、ふつうは、うら側の方が表側より数が多い。ただし、スイレンやウキクサのように葉を水面にぷかぷか浮かべて生きている植物は例外で、 うら側がずっと水と接しているため、気孔は表側だけについている。くわしい分布のちがいは次のセクションで見ていくよ。
植物は根から水を吸い上げて、体じゅうに送っている。でも、そのすべてを体づくりに使うわけではない。 体に残った余分な水を、水蒸気(すいじょうき)として気孔から外に出すことを蒸散(じょうさん)というんだ。
この条件がそろうと、蒸散はさかんになる
役目1 体内の水分量の調節:葉に運ばれた水のうち、じつに9割以上が蒸散によって放出される。
役目2 体温の調節:水が水蒸気に変わるとき、まわりから熱をうばう(気化熱(きかねつ)という)。これで葉の温度が上がりすぎるのをふせぐ。
役目3 吸水をうながすはたらき:蒸散で水分が減ると、根毛(こんもう)から新しい水を吸収しようとする力がはたらく。
葉っぱをじっと見ても見えないけれど、植物の葉や茎(くき)の表面には、とても小さな「すきま」がたくさん開いている。 このすきまを気孔(きこう)という。植物はこの気孔を通して、体の中の水を外に出しているんだ。
気孔(きこう)…葉や茎の表面にある小さなすきま。孔辺細胞(こうへんさいぼう)という三日月形の細胞2つにはさまれている。
孔辺細胞…気孔をつくる2つの細胞。形が変わることで、気孔を開いたり閉じたりする。
気孔は、いつも同じ大きさで開いているわけではない。2つの孔辺細胞が水を吸ってふくらむと弓なりに曲がってすきまが広がり(開く)、 水が減ってまっすぐに近づくとすきまがせまくなる(閉じる)んだ。
葉にできる気孔の数は表とうらで同じではなく、ふつうは、うら側の方が表側より数が多い。ただし、スイレンやウキクサのように葉を水面にぷかぷか浮かべて生きている植物は例外で、 うら側がずっと水と接しているため、気孔は表側だけについている。くわしい分布のちがいは次のセクションで見ていくよ。
植物は根から水を吸い上げて、体じゅうに送っている。でも、そのすべてを体づくりに使うわけではない。 体に残った余分な水を、水蒸気(すいじょうき)として気孔から外に出すことを蒸散(じょうさん)というんだ。
この条件がそろうと、蒸散はさかんになる
役目1 体内の水分量の調節:葉に運ばれた水のうち、じつに9割以上が蒸散によって放出される。
役目2 体温の調節:水が水蒸気に変わるとき、まわりから熱をうばう(気化熱(きかねつ)という)。これで葉の温度が上がりすぎるのをふせぐ。
役目3 吸水をうながすはたらき:蒸散で水分が減ると、根毛(こんもう)から新しい水を吸収しようとする力がはたらく。
気孔は葉ならどこにでも同じ数だけあるわけではない。葉の表側とうら側で数がちがうし、 水面に葉を浮かべる植物では、さらに特別なつき方をしている。ここでは気孔の「つき方」のパターンと、 気孔を出入りする気体の種類を整理しよう。
ふつうの植物では、気孔は葉の表側よりうら側に多い。ところがスイレンやウキクサのように葉を水面に浮かべる植物では、 うら側がずっと水にふれたままになる。もしそこに気孔があると、ワセリンをぬったときと同じように水で気孔がふさがれて使えなくなってしまう。 だから、これらの植物では気孔が表側だけについているんだ。
気孔は水蒸気だけの出口ではない。植物の3つのはたらきが、同じ気孔を通して気体をやり取りしているよ。
葉の表とうらをくらべると、気孔の数だけでなく、蒸散のようすや色の変化の速さまでちがってくる。 表にまとめて整理しよう。
| くらべる項目 | 葉の表側 | 葉のうら側 |
|---|---|---|
| 気孔の数(ふつうの葉) | 少ない | 多い |
| 蒸散の量(ふつうの葉) | 少ない | 多い |
| 塩化コバルト紙の変化の速さ | おそい | 早く赤(桃)色になる |
| 水面に浮く葉(例外)の気孔 | 気孔がある | 気孔はない(水にふれている) |
塩化コバルト紙は、水分のあるなしで色が変わる試験紙。乾いているときと、水分がついたときの色をおさえておこう。
| 状態 | 色 |
|---|---|
| かわいているとき | 青色 |
| 水分がついたとき | 赤(桃)色 |
実験でのポイント
葉の表とうらに、それぞれ乾いた青色の塩化コバルト紙をはりつけると、気孔の多いうら側の方が先に赤(桃)色に変化する。 これは、うら側の方が蒸散がさかんで、紙に水分がつくのが早いからだよ。| 役目 | 内容 | たとえるなら |
|---|---|---|
| 水分量の調節 | 葉に運ばれた水の9割以上を放出する | 体の中に水をためすぎない |
| 体温の調節 | 水が蒸発するときに、まわりから熱をうばう(気化熱) | 汗(あせ)をかいて涼しくなるのと同じ |
| 吸水をうながす | 蒸散で水分が減ると、根から新しい水を吸収しようとする | ストローの先から水を吸い出す |
Q. 気孔はなぜ、ふつう葉のうら側に多いの?
A. 葉の表側は日光を強く受ける面。うら側に気孔を多く配置することで、効率よく水蒸気やガスのやり取りをしていると考えられている。 ただし、水面に葉を浮かべる植物ではうら側が水にふれてしまうため、表側だけに気孔がある例外になる。
Q. 塩化コバルト紙を葉の表とうらに1枚ずつはったら、どちらが早く色が変わる?
A. うら側が早く赤(桃)色に変わる。気孔が多く、蒸散がさかんなので、紙に水分がつくのが早いからだよ。
Q. 蒸散で水分を出してしまうのは、植物にとって「もったいない」こと?
A. そうではないよ。蒸散には「体内の水分量の調節」「体温の調節(気化熱)」「吸水をうながす」という3つの大切な役目がある。 余分な水を出しつつ、体を守るしくみなんだ。
Q. 雨が降った直後や、風が強い日に蒸散が増えるのはなぜ?
A. 雨のあとは土に水が多く、根から水を吸い上げやすくなるから。風が強いと、葉のまわりにたまった水蒸気が吹き飛ばされて、 次の水蒸気が出ていきやすくなるからだよ。
蒸散の実験でよく問われるのは、塩化コバルト紙の色の変化と、水の減少量の差し引き計算の2つ。 例題で練習しよう。
ある植物の葉の表とうらに、同じ大きさに切った乾いた青色の塩化コバルト紙をそれぞれ1まいずつはりつけ、 日光の当たる場所に置いた。30分後に見ると、うら側の紙はすでに赤(桃)色に変化していたが、 表側の紙はまだ青色のままだった。①塩化コバルト紙は、水分がつくと何色から何色に変化するか。 ②この結果からわかることを説明しなさい。
とき方
つばきの枝を使って、下のⅠ〜Ⅳの試験管を用意した。すべての試験管の水面には食用油を1てき浮かせ、 水面からの水の蒸発を防いである。一定時間後、水の減少量は図のようになった。葉のうら側からの蒸散量は 何mLか。求め方も書きなさい。
とき方
べつの式でも確かめてみよう。Ⅰ-Ⅲ=10.0-7.5=2.5mLは表からの蒸散量。Ⅱ(表+うら=8.5mL)から表の2.5mLを引くと、 8.5-2.5=6.0mLとなり、同じ答えになる。
アサガオの新しい枝を使って、下の①〜⑤の装置をつくった。容器はみな同じ大きさ・重さで、はじめの重さはどれも300gだった。 ②はすきとおったふくろをかぶせて密閉したもので、ふくろの内外の空気は出入りしない。ふくろをかぶせても、 水面から水が蒸発する量は①と同じであるものとする。4時間後に重さを計ったところ、水の減少量は図のようになった。 次の問いに答えなさい。
(1) 葉だけから蒸発した水の重さは何gか。
(2) 茎から蒸発した水の重さは何gか。
(3) 求めた③・⑤の値を使って、うら側だけで蒸発した水は何gになるか計算しなさい。
(4) ③〜⑤の結果から、葉の表とうらのどちらがより多くの水を蒸発させているか答え、その理由を12字以内で説明しなさい。
とき方
解くときのコツ