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気孔

気孔

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

気孔
植物葉の表皮に存在する、2つの孔辺細胞に囲まれた微細な隙間

解説

気孔は、植物が外部環境と物質をやり取りするための重要な器官です。主に葉の裏側に多く分布しており、2つの三日月形をした「孔辺細胞」によって構成されています。この孔辺細胞が水分を取り込んで膨らむと、細胞が外側に湾曲して気孔が開きます。逆に水分を失うと気孔は閉じます。この仕組みにより、光合成に必要な二酸化炭素吸収、呼吸による酸素の取り込み、そして蒸散による水分放出を精密にコントロールしています。

気孔の分布が葉の裏側に集中しているのは、直射日光による過度な乾燥を防ぐための生存戦略です。葉の内部には気体の通り道となる隙間の多い「海綿状組織」があり、気孔はこの組織と外部を繋ぐゲートとして機能しています。また、蒸散は単なる水分の放出ではなく、根から水を吸い上げるための原動力(蒸散流)を生み出し、植物全体にミネラルなどの養分を行き渡らせる役割も担っています。

比較項目 葉の表側 葉の裏側
気孔の密度 低い(少ない) 高い(多い)
主な蒸散量 少ない 多い
役割の重点 光の吸収・保護 ガス交換・蒸散調節
コラム

理科の試験では、葉の表裏にワセリンを塗って気孔を塞ぎ、減少した水の量を比較する計算問題が頻出します。例えば「全体の蒸散量」から「表側を塞いだ時の蒸散量」を引くことで、裏側からの蒸散量を算出させるといった形式です。また、蒸散の確認には、水に反応して青色から桃色に変化する塩化コバルト紙が用いられます。

環境への適応として、砂漠などの乾燥地帯に生息するサボテンなどは、昼間の水分蒸発を避けるために夜間にのみ気孔を開いて二酸化炭素を蓄えるという特殊な性質(CAM型光合成)を持っています。また、気孔が開く条件としては、一般的に光が当たっているときや、湿度が適度にあるときなどが挙げられます。

小学生のみなさんへ

植物の葉っぱをよく見ると、目には見えないくらいの小さな「あな」がたくさんあります。これを気孔きこうといいます。

このあなは、植物が空気を吸ったりはいたりするための出口や入り口になっています。わたしたち人間が鼻や口で呼吸こきゅうをするのと同じような役割やくわりです。また、植物の体の中にある余分な水分を外に逃がす「蒸散じょうさん」という働きも、このあなで行われます。

気孔は、葉っぱの表側よりも裏側うらがわにたくさんあります。これは、太陽の光が直接当たる表側にあなをたくさん作ると、水分が逃げすぎて植物が干からびてしまうからです。植物は、あなを裏側うらがわに多く作ることで、上手に水分を守りながら生きているのです。

ルラスタコラム

サボテンなどの砂漠さばくに住む植物は、昼間にあなを開くと水がすぐになくなってしまうため、涼しい夜にあなを開いて空気を入れかえる工夫をしています。植物も環境かんきょうに合わせて一生懸命工夫しているのですね。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 気孔の主な役割を2つ答えなさい。
光合成や呼吸に必要な気体の出入り(ガス交換)と、水蒸気を放出する蒸散の調節です。
【応用】 気孔が葉の表側よりも裏側に多く分布しているのはなぜですか。
直射日光による過度な温度上昇や乾燥を防ぎ、水分の失われすぎを抑えるためです。
【実践】 葉の表裏にワセリンを塗る実験で、裏側だけの蒸散量を求めるにはどう計算しますか。
「何もしない葉の減少量」から「裏側にワセリンを塗った葉の減少量」を引く、あるいは「表側にワセリンを塗った葉の減少量」から「両面に塗った葉の減少量」を引いて算出します。

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