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茎(くき)・根(ね)・葉(は)のつくりと水(みず)の通(とお)り道(みち)

カワウソ先生道管(どうかん)は水(みず)の通(とお)り道(みち)で茎(くき)の内側(うちがわ)、師(し)管(かん)は有機物(ゆうきぶつ)の通(とお)り道(みち)で茎(くき)の外側(そとがわ)。蒸散(じょうさん)は主(おも)に葉(は)の裏側(うらがわ)の気孔(きこう)から起(お)こるよ。

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  1. 根(ね)から吸(す)い上(あ)げた水(みず)は道管(どうかん)を、葉(は)でつくられた有機物(ゆうきぶつ)(新しいタブで開きます)(水(みず)に溶(と)けやすい物質(ぶっしつ)に変(か)わったもの)は師(し)管(かん)を通(とお)って運(はこ)ばれる。道管(どうかん)と師(し)管(かん)が集(あつ)まったつくりを維管束(いかんそく)という。
  2. 茎(くき)の中(なか)の維管束(いかんそく)の並(なら)び方(かた)は、単(たん)子葉(しよう)類(るい)(新しいタブで開きます)では散(ち)らばり、双(そう)子葉(しよう)類(るい)では輪状(りんじょう)に並(なら)ぶ。根(ね)の先(さき)には根毛(こんもう)があり、土(つち)との接(せっ)する面積(めんせき)を増(ふ)やして水(みず)や水(みず)に溶(と)けた養分(ようぶん)を吸収(きゅうしゅう)しやすくしている。
  3. 葉(は)の表皮(ひょうひ)にある気孔(きこう)(主(おも)に葉(は)の裏側(うらがわ)に多(おお)い)から水蒸気(すいじょうき)が出(で)ていくことを蒸散(じょうさん)という。ワセリンを塗(ぬ)って気孔(きこう)をふさぐと、その面(めん)からの蒸散(じょうさん)を止(と)めて実験(じっけん)で比(くら)べられる。

詳しく

ポイント

根(ね)から吸(す)い上(あ)げた水(みず)は道管(どうかん)を通(とお)って茎(くき)・葉(は)へ運(はこ)ばれる。葉(は)でつくられた有機物(ゆうきぶつ)は水(みず)に溶(と)けやすい物質(ぶっしつ)に変(か)わり、師(し)管(かん)を通(とお)って植物(しょくぶつ)の体(からだ)の各部(かくぶ)に運(はこ)ばれる。道管(どうかん)と師(し)管(かん)が集(あつ)まって束(たば)になったつくりを維管束(いかんそく)という。

茎(くき)の断面(だんめん)で見(み)ると、道管(どうかん)は茎(くき)の内側(うちがわ)、師(し)管(かん)は茎(くき)の外側(そとがわ)にある。維管束(いかんそく)の並(なら)び方(かた)は、単(たん)子葉(しよう)類(るい)(例(れい):トウモロコシ)では茎(くき)の中(なか)に散(ち)らばり、双(そう)子葉(しよう)類(るい)(例(れい):ヒマワリ)では輪(わ)のように並(なら)ぶ。

根(ね)の先端(せんたん)に近(ちか)い部分(ぶぶん)には根毛(こんもう)という細(ほそ)い毛(け)のようなつくりがある。根毛(こんもう)があることで土(つち)の粒(つぶ)と接(せっ)する面積(めんせき)が大(おお)きくなり、水(みず)や水(みず)に溶(と)けた養分(ようぶん)を吸収(きゅうしゅう)しやすくなる。

道管は内側・師管は外側。維管束の並び方は単子葉類と双子葉類で違うAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

ワセリンを使(つか)った蒸散(じょうさん)量(りょう)の比較(ひかく)実験(じっけん)

葉(は)の裏側(うらがわ)には気孔(きこう)が多(おお)く、ここから水蒸気(すいじょうき)が出(で)ていく蒸散(じょうさん)が盛(さか)んに行(おこな)われる。ワセリンを葉(は)に塗(ぬ)ると、塗(ぬ)った面(めん)の気孔(きこう)がふさがれて蒸散(じょうさん)が止(と)まる。この性質(せいしつ)を使(つか)うと、どの部分(ぶぶん)からどれだけ蒸散(じょうさん)しているかを比(くら)べられる。

大(おお)きさがそろった4本(ほん)の枝(えだ)を用意(ようい)し、それぞれ①何(なに)も塗(ぬ)らない、②葉(は)の表(ひょう)にワセリンを塗(ぬ)る、③葉(は)の裏(うら)にワセリンを塗(ぬ)る、④葉(は)の表(ひょう)と裏(うら)の両方(りょうほう)にワセリンを塗(ぬ)ってから、水(みず)を入(い)れた試験管(しけんかん)に挿(さ)す。水面(すいめん)には油(あぶら)を1滴(てき)浮(う)かせて、水面(すいめん)からの蒸発(じょうはつ)を防(ふせ)ぐ。

一定(いってい)時間後(じかんご)の水(みず)の減少(げんしょう)量(りょう)が、①12.0mL、②(裏(うら)と茎(くき)から蒸散(じょうさん))9.0mL、③(表(ひょう)と茎(くき)から蒸散(じょうさん))3.4mL、④(茎(くき)だけから蒸散(じょうさん))0.4mLだったとき、葉(は)の表(ひょう)からの蒸散(じょうさん)量(りょう)は①-②=12.0-9.0=3.0mL、葉(は)の裏(うら)からの蒸散(じょうさん)量(りょう)は①-③=12.0-3.4=8.6mLと求(もと)められる。裏(うら)からの蒸散(じょうさん)量(りょう)(8.6mL)の方(ほう)が表(ひょう)からの蒸散(じょうさん)量(りょう)(3.0mL)より多(おお)いことから、気孔(きこう)は葉(は)の裏側(うらがわ)に多(おお)いことが分(わ)かる。

ワセリンを塗る面を変えて、蒸散量を計算で求めるAsatte Studio(Manazoo)/オリジナル(コードで作図)

なぜそうなるか

道管(どうかん)と師(し)管(かん)は、茎(くき)の断面(だんめん)を観察(かんさつ)すると、道管(どうかん)が内側(うちがわ)、師(し)管(かん)が外側(そとがわ)という決(き)まった位置(いち)関係(かんけい)で並(なら)んでいる。この並(なら)び方(かた)の違(ちが)いは、単(たん)子葉(しよう)類(るい)と双(そう)子葉(しよう)類(るい)を見分(みわ)けるときにも役立(やくだ)つ。

根毛(こんもう)があることで土(つち)の粒(つぶ)とのすき間(ま)に入(はい)り込(こ)み、根(ね)の表面積(ひょうめんせき)が大(おお)きくなる。表面積(ひょうめんせき)が広(ひろ)いほど、水(みず)や水(みず)に溶(と)けた養分(ようぶん)を取(と)り入(い)れられる面(めん)が増(ふ)えるからだ。

蒸散(じょうさん)が行(おこな)われると、植物(しょくぶつ)の体(からだ)から水(みず)が減(へ)るため、その分(ぶん)を根(ね)から吸水(きゅうすい)する流(なが)れができる。ワセリンで気孔(きこう)をふさいだ面(めん)からの蒸散(じょうさん)が止(と)まるのは、水蒸気(すいじょうき)の出口(でぐち)である気孔(きこう)がふさがれ、そこから水(みず)が出(で)ていけなくなるからだ。

確認問題

問題 1 / 4根(ね)から吸(す)い上(あ)げた水(みず)が通(とお)る管(かん)はどれか。

確認問題(解答用紙)

この問題を端末で解くための QR コード

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

  1. 根(ね)から吸(す)い上(あ)げた水(みず)が通(とお)る管(かん)はどれか。

    • ◯ 根毛(こんもう)
    • ◯ 師(し)管(かん)
    • ◯ 気孔(きこう)
    • ◯ 道管(どうかん)

    正解:道管
    根(ね)から吸(す)い上(あ)げた水(みず)は道管(どうかん)を通(とお)って運(はこ)ばれる。師(し)管(かん)は葉(は)でつくられた有機物(ゆうきぶつ)(新しいタブで開きます)が通(とお)る管(かん)である。

  2. 単(たん)子葉(しよう)類(るい)の茎(くき)の維管束(いかんそく)の並(なら)び方(かた)はどれか。

    • ◯ 維管束(いかんそく)はない
    • ◯ 散(ち)らばっている
    • ◯ 輪(わ)のように並(なら)ぶ
    • ◯ 1本(ほん)にまとまっている

    正解:散らばっている
    単(たん)子葉(しよう)類(るい)(新しいタブで開きます)の茎(くき)では維管束(いかんそく)が散(ち)らばっている。双(そう)子葉(しよう)類(るい)では輪(わ)のように並(なら)ぶ。

  3. 蒸散(じょうさん)が主(おも)に行(おこな)われる場所(ばしょ)はどこか。

    • ◯ 茎(くき)の表面(ひょうめん)全体(ぜんたい)
    • ◯ 葉(は)の裏側(うらがわ)の気孔(きこう)
    • ◯ 葉(は)の表側(おもてがわ)の気孔(きこう)
    • ◯ 根(ね)の先端(せんたん)

    正解:葉の裏側の気孔
    気孔(きこう)は葉(は)の裏側(うらがわ)に多(おお)く、蒸散(じょうさん)は主(おも)に葉(は)の裏側(うらがわ)で盛(さか)んに行(おこな)われる。

  4. ワセリンを使(つか)った実験(じっけん)で、葉(は)の表(ひょう)からの蒸散(じょうさん)量(りょう)が3.0mL、葉(は)の裏(うら)からの蒸散(じょうさん)量(りょう)が8.6mL、茎(くき)からの蒸散(じょうさん)量(りょう)が0.4mLだったとき、何(なに)も塗(ぬ)らない枝(えだ)の水(みず)の減少(げんしょう)量(りょう)(合計(ごうけい))はどれか。

    • ◯ 3.4mL
    • ◯ 9.0mL
    • ◯ 11.6mL
    • ◯ 12.0mL

    正解:12.0mL
    表(ひょう)・裏(うら)・茎(くき)からの蒸散(じょうさん)量(りょう)を合計(ごうけい)すると、3.0+8.6+0.4=12.0mLになる。

単元のポイント

  • 道管(どうかん) 根(ね)から吸(す)い上(あ)げた水(みず)が通(とお)る。茎(くき)の内側(うちがわ)
  • 師(し)管(かん) 葉(は)でつくられた有機物(ゆうきぶつ)が通(とお)る。茎(くき)の外側(そとがわ)
  • 維管束(いかんそく) 道管(どうかん)と師(し)管(かん)が集(あつ)まったつくり。単(たん)子葉(しよう)類(るい)は散(ち)らばる、双(そう)子葉(しよう)類(るい)は輪状(りんじょう)
  • 蒸散(じょうさん) 気孔(きこう)(主(おも)に葉(は)の裏側(うらがわ)に多(おお)い)から水蒸気(すいじょうき)が出(で)ていくこと
問題を解く
単元のポイント
  • 道管(どうかん) 根(ね)から吸(す)い上(あ)げた水(みず)が通(とお)る。茎(くき)の内側(うちがわ)
  • 師(し)管(かん) 葉(は)でつくられた有機物(ゆうきぶつ)が通(とお)る。茎(くき)の外側(そとがわ)
  • 維管束(いかんそく) 道管(どうかん)と師(し)管(かん)が集(あつ)まったつくり。単(たん)子葉(しよう)類(るい)は散(ち)らばる、双(そう)子葉(しよう)類(るい)は輪状(りんじょう)
  • 蒸散(じょうさん) 気孔(きこう)(主(おも)に葉(は)の裏側(うらがわ)に多(おお)い)から水蒸気(すいじょうき)が出(で)ていくこと