まとめ
学習の要点
- 種子の構造：胚（将来、植物の体になる部分）と、養分を蓄える部分（子葉や胚乳）から構成される。
- 発芽の三条件：水、空気（酸素）、適当な温度。これら一つでも欠けると発芽は進行しない。
- 物質の溶解：水溶液の性質として、溶質が溶媒に溶ける限界量（溶解度）は、物質の種類や温度によって変化する。
解説
植物の種子が発芽を開始するには、細胞の活動を活性化させるための水、呼吸に必要な酸素、そして酵素が働くための適切な温度が必要である。これらは「発芽の三条件」と呼ばれ、肥料の有無や日光の有無は（一部の光発芽種子を除き）発芽そのものには直接関与しない。
種子の内部構造は、将来根や茎、葉になる「胚」と、発芽に必要なエネルギー源となる養分を貯蔵する部位に分かれる。カキやインゲンマメなどの種子を観察すると、養分が子葉に蓄えられているものと、胚乳に蓄えられているものの違いを確認できる。発芽時、これらの養分は水の吸収とともに分解・利用される。
また、理科的な因果関係の理解として、水溶液における物質の溶け方の変化も重要である。食塩のように温度変化による溶解度の変化が少ない物質もあれば、ホウ酸のように温度が上がると溶解度が急激に増大する物質もある。飽和水溶液を冷却した際に結晶が析出する量は、この溶解度の差に基づいて計算が可能である。
補足
種子が発芽する際、内部ではアミラーゼなどの消化酵素が活性化し、蓄えられたデンプンを糖に分解してエネルギーを得ている。この過程で酸素を消費して二酸化炭素を出す「呼吸」が激しく行われるため、種子が完全に水没して酸素が不足すると発芽できない。
参照: 学習指導要領準拠資料
小学生のみなさんへ
植物の種が芽を出すことを「発芽」といいます。発芽には、かならず必要なものが3つあります。それは「水」「空気」「適当な温度」です。この3つがそろわないと、種は芽を出すことができません。
種の中には、芽を出すための栄養がたくわえられています。インゲンマメなどは「子葉」という場所に栄養があります。そのため、芽を出すときには肥料や日光がなくても、水と空気とあたたかさがあれば育ち始めることができます。
実験では、水をあげないもの、水の中に沈めて空気にふれさせないもの、冷蔵庫に入れて冷やしたものなどを比べることで、何が必要かをたしかめることができます。また、理科の学習では、水に溶ける物の量についても学びます。ホウ酸のように、水の温度を上げるとたくさん溶けるようになる物もあります。
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