茎・根・葉のつくりと水の通り道
カワウソ先生道管は水の通り道で茎の内側、師管は有機物の通り道で茎の外側。蒸散は主に葉の裏側の気孔から起こるよ。
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- 根から吸い上げた水は道管を、葉でつくられた有機物(新しいタブで開きます)(水に溶けやすい物質に変わったもの)は師管を通って運ばれる。道管と師管が集まったつくりを維管束という。
- 茎の中の維管束の並び方は、単子葉類(新しいタブで開きます)では散らばり、双子葉類では輪状に並ぶ。根の先には根毛があり、土との接する面積を増やして水や水に溶けた養分を吸収しやすくしている。
- 葉の表皮にある気孔(主に葉の裏側に多い)から水蒸気が出ていくことを蒸散という。ワセリンを塗って気孔をふさぐと、その面からの蒸散を止めて実験で比べられる。
詳しく
ポイント
根から吸い上げた水は道管を通って茎・葉へ運ばれる。葉でつくられた有機物は水に溶けやすい物質に変わり、師管を通って植物の体の各部に運ばれる。道管と師管が集まって束になったつくりを維管束という。
茎の断面で見ると、道管は茎の内側、師管は茎の外側にある。維管束の並び方は、単子葉類(例:トウモロコシ)では茎の中に散らばり、双子葉類(例:ヒマワリ)では輪のように並ぶ。
根の先端に近い部分には根毛という細い毛のようなつくりがある。根毛があることで土の粒と接する面積が大きくなり、水や水に溶けた養分を吸収しやすくなる。
ワセリンを使った蒸散量の比較実験
葉の裏側には気孔が多く、ここから水蒸気が出ていく蒸散が盛んに行われる。ワセリンを葉に塗ると、塗った面の気孔がふさがれて蒸散が止まる。この性質を使うと、どの部分からどれだけ蒸散しているかを比べられる。
大きさがそろった4本の枝を用意し、それぞれ①何も塗らない、②葉の表にワセリンを塗る、③葉の裏にワセリンを塗る、④葉の表と裏の両方にワセリンを塗ってから、水を入れた試験管に挿す。水面には油を1滴浮かせて、水面からの蒸発を防ぐ。
一定時間後の水の減少量が、①12.0mL、②(裏と茎から蒸散)9.0mL、③(表と茎から蒸散)3.4mL、④(茎だけから蒸散)0.4mLだったとき、葉の表からの蒸散量は①-②=12.0-9.0=3.0mL、葉の裏からの蒸散量は①-③=12.0-3.4=8.6mLと求められる。裏からの蒸散量(8.6mL)の方が表からの蒸散量(3.0mL)より多いことから、気孔は葉の裏側に多いことが分かる。
なぜそうなるか
道管と師管は、茎の断面を観察すると、道管が内側、師管が外側という決まった位置関係で並んでいる。この並び方の違いは、単子葉類と双子葉類を見分けるときにも役立つ。
根毛があることで土の粒とのすき間に入り込み、根の表面積が大きくなる。表面積が広いほど、水や水に溶けた養分を取り入れられる面が増えるからだ。
蒸散が行われると、植物の体から水が減るため、その分を根から吸水する流れができる。ワセリンで気孔をふさいだ面からの蒸散が止まるのは、水蒸気の出口である気孔がふさがれ、そこから水が出ていけなくなるからだ。
確認問題
確認問題(解答用紙)
スマホやタブレットで読み取ると、この問題をその場で解けます。
https://manazoo.com/science/stem-root-leaf-structure/?from=print#quiz
根から吸い上げた水が通る管はどれか。
- ◯ 根毛
- ◯ 師管
- ◯ 気孔
- ◯ 道管
正解:道管
根から吸い上げた水は道管を通って運ばれる。師管は葉でつくられた有機物(新しいタブで開きます)が通る管である。単子葉類の茎の維管束の並び方はどれか。
- ◯ 維管束はない
- ◯ 散らばっている
- ◯ 輪のように並ぶ
- ◯ 1本にまとまっている
正解:散らばっている
単子葉類(新しいタブで開きます)の茎では維管束が散らばっている。双子葉類では輪のように並ぶ。蒸散が主に行われる場所はどこか。
- ◯ 茎の表面全体
- ◯ 葉の裏側の気孔
- ◯ 葉の表側の気孔
- ◯ 根の先端
正解:葉の裏側の気孔
気孔は葉の裏側に多く、蒸散は主に葉の裏側で盛んに行われる。ワセリンを使った実験で、葉の表からの蒸散量が3.0mL、葉の裏からの蒸散量が8.6mL、茎からの蒸散量が0.4mLだったとき、何も塗らない枝の水の減少量(合計)はどれか。
- ◯ 3.4mL
- ◯ 9.0mL
- ◯ 11.6mL
- ◯ 12.0mL
正解:12.0mL
表・裏・茎からの蒸散量を合計すると、3.0+8.6+0.4=12.0mLになる。
単元のポイント
- 道管 根から吸い上げた水が通る。茎の内側
- 師管 葉でつくられた有機物が通る。茎の外側
- 維管束 道管と師管が集まったつくり。単子葉類は散らばる、双子葉類は輪状
- 蒸散 気孔(主に葉の裏側に多い)から水蒸気が出ていくこと