理科生物

3分で簡単葉のつくりとその働き!植物の器官について科学館職員がわかりやすく解説

よぉ、桜木建二だ。今回のテーマは植物の器官のひとつ、「葉」だ。

植物には動物の体のように色々なパーツがある。これを器官と言い、花や茎、根、そして葉のことをいう。これらの器官にはそれぞれ役割がある。そして葉は光合成や呼吸と言う役割を担っている。

そこで今回は葉のつくりとその働きについて勉強する。解説は科学館職員のたかはしふみかだ。

解説/桜木建二

「ドラゴン桜」主人公の桜木建二。物語内では落ちこぼれ高校・龍山高校を進学校に立て直した手腕を持つ。学生から社会人まで幅広く、学びのナビゲート役を務める。

ライター/たかはし ふみか

動物好きの科学館職員。中学生の頃から理科が好きで高校・大学と化学漬けの日々を過ごした。そのせいか今でも年に数回、授業や実験をしている夢を見ているらしい。

葉とは

image by PIXTA / 75865193

動物には目、耳、脳、肺、心臓など様々な器官(多細胞生物の体を作る単位、同じ機能を持った細胞が集まってできる)があります。一方、植物の器官は葉・茎・根・花しかありません。植物の器官の役割は

・葉 光合成によって養分を生成、外と水や酸素のやり取りを行う

・茎 地上で植物の体を支える骨のような役割、内部を養分や水が通る

・根 土の中に根付いて植物を支え、水や栄養分を土から吸い上げる

・花 受粉によって子孫を残す

となっています。今回のテーマは「葉」。どんな役割をするのか、まずその構造から確認していきましょう。

葉の構造

image by PIXTA / 41255817

皆さん葉を見たことも触ったこともあるでしょう。葉の表面は表皮という多細胞生物の体内を守るための皮で覆われています。この表皮の役割は「内部の保護」と「外からの物質の出し入れ」です。では目で見ることのできない内部はどうなっているのでしょうか。

葉っぱを切ってその断面を見ると、筋が通っています。これは維管束と呼ばれるもので、根から水と水に溶けた養分を運ぶ道管と、葉でできた養分を運ぶ師管が合わさった束のことです。維管束は茎では内側に道管が来るようになっています。そして葉では表側に道管、裏側に師管がくるようになっているのです。ちなみにこの維管束、植物の種類によって輪のように並んでいるもの(双子葉類)、散らばっているもの(単子葉類)に分けられます。

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維管束といえば中学の理科でも習ったな。内側にある道管が水や水に溶けた養分を、師管が葉でできた養分を運ぶ。

道管と仮道管、木部柔組織、木部繊維から構成された組織されて水を運ぶ他体を支える役割を果たしているものを木部、師管と師部柔組織、師部繊維などからできているものを師部と呼ぶ。

そして葉の特徴的な作りとして覚えておきたいのが「葉緑体」「葉脈」「気孔」です。

葉に欠かせない葉緑体

葉に欠かせない葉緑体

image by Study-Z編集部

葉緑体クロロプラスト)とは光合成を行う細胞小器官(特定の役割を持った細胞内の構造)のことです。葉緑体は光合成を行う植物のみが持ち、私たち人間を含む動物は持っていません。葉緑体は葉だけでなく茎や枝などにも含まれている場合があるそうです。

葉緑体は二重膜構造をしています。この中に「チラコイド」が重なっててきた「グラナ」があり、その周りを「ストロマ」が満たしているのです。このチコライドに光合成色素である「クロロフィル(葉緑素ともいう)」が含まれています。クロロフィルが緑色の色素のため、葉は緑色をしているのです。葉緑体といえば光合成ですが、他に窒素代謝、アミノ酸合成、脂質合成、色素合成など、植物細胞に必要な様々な役割を担っています。

もっと葉緑体について知りたい人にはこちらの記事がおすすめです。

葉の種類を見分けるポイント、葉脈

葉にある筋のことを葉脈と言います。葉脈とは葉の中を通っている、茎の維管束からつながった維管束のことです。葉の表面に道管、裏側に師管が来るようになっているのでしたね。葉脈の役割は維管束の役割同様に水や養分の供給、そしてデンプンなどの合成産物を運ぶことです。

葉脈には網目構造と平行の2種類があります。これは植物の種類が出てくる芽が2枚の双子葉類なのか1枚の単子葉類なのかで異なるのです(例外あり)。双子葉類と単子葉類先ほどの維管束の説明にも登場しましたね。

image by PIXTA / 67550945

写真のひまわりのように双子葉類は網状脈

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単子葉類と双子葉類は葉脈、維管束の並び方、根の張り方などが異なっている。関連記事を読んでしっかりと押さえてくれ。

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