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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。気体の出入りや蒸散の調節を行う器官

解説

気孔は、植物が外部環境とガス交換を行うための重要な窓口です。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」によって形成されています。この孔辺細胞が水分を取り込んで膨らむ(膨圧が高まる)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や、呼吸による酸素の取り込み、そして水蒸気放出する蒸散の量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。

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(CAM植物)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を持っています。このように、気孔は植物の代謝と環境適応において極めて重要な役割を果たしています。

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小さな「あな」がたくさんあります。これが「気孔きこう」です。気孔は、植物が息をしたり、栄養を作るための空気を取りこんだりする、人間でいう「鼻」や「口」のような役割をしています。

気孔のまわりには、くちびるのような形をした2つの孔辺細胞こうへんさいぼうという細胞があります。この細胞がふくらんだりしぼんだりすることで、あなを開けたり閉めたりして、外に出す水の量を調節ちょうせつしています。葉っぱから水が逃げていくことを蒸散じょうさんといいます。

気孔は、葉っぱの表側よりも裏側にたくさんあります。これは、太陽の光が直接当たる表側だと、水がどんどん乾きすぎてしまうからです。植物は、気孔をうまく使って、体の中の水の量を守りながら元気に育っているのです。

ルラスタコラム

気孔から水が出ていくとき、まわりの熱をうばっていくので、植物の体の温度が上がりすぎるのを防ぐ効果こうかもあります。打ち水をして涼しくなるのと同じ仕組みなんですよ!

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 気孔を形作っている、2つの三日月のような形をした細胞を何といいますか。
孔辺細胞
【応用】 植物の気孔が、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。
直射日光による水分の失いすぎを防ぎ、効率よく蒸散を行うため。
【実践】 葉の表裏にワセリンを塗る実験において、裏側だけにワセリンを塗った植物と、何も塗っていない植物の「減った水の量の差」は何を表していますか。
葉の裏側から蒸散によって失われた水の量(「全体の蒸散量」から「裏側をふさいだ時の蒸散量」を引いた値)

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