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葉緑体

葉緑体

出典: Wikipedia
一般小学生

まとめ

葉緑体
植物の細胞内に存在し、光エネルギーを利用して二酸化炭素と水からデンプンなどの有機物を合成する光合成を行う緑色の細胞小器官
  • エネルギー吸収する色素「クロロフィル」を含み、光合成の場として機能する
  • 独自のDNAを保持しており、かつて独立した細菌が細胞内に共生したという細胞内共生説の根拠となっている
  • 光合成で生成されたデンプンは、夜間にショ糖へ分解され、師管を通じて植物全体へ運ばれる

解説

葉緑体は、主に植物の葉の内部にある「さく状組織」や「海綿状組織」の細胞に多く含まれる、直径5〜10μm程度の粒状の構造体です。内部に含まれるクロロフィル(葉緑素)が光エネルギーを吸収し、根から吸い上げた水と気孔から取り込んだ二酸化炭素を反応させることで、酸素とともにデンプンなどの養分を作り出します。

植物は葉緑体で行う「光合成」によってエネルギーを蓄える一方で、すべての細胞で「呼吸」を行い、生命活動に必要なエネルギーを取り出しています。これら2つの働きは、気体の出入りが逆になるため、対比して理解することが重要です。

項目 光合成 呼吸
場所 葉緑体 ミトコンドリア
時間 光が当たっているとき 24時間(常に)
二酸化炭素 吸収する 放出する
酸素 放出する 吸収する
コラム

通常、植物の表面を保護する表皮細胞には葉緑体は含まれていませんが、気孔を形成する一対の「孔辺細胞」には例外的に葉緑体が存在します。この葉緑体が光合成を行うことで細胞内の濃度が変化し、気孔の開閉を調節して蒸散ガス交換を制御しています。

また、葉緑体は独自のDNAを持つことから、ミトコンドリアと同様に「細胞内共生説」の重要な証拠とされています。実験においては、日光に当てた葉をエタノールで脱色した後にヨウ素液に浸すと、葉緑体がある部分が青紫色に変化し、光合成が行われたことが確認できます。

小学生のみなさんへ

植物の葉の中にある、緑色の小さなつぶを葉緑体ようりょくたいといいます。このつぶは、太陽の光をあびて、植物が生きていくための栄養を作る工場のような役割をしています。

この工場では、空気中の二酸化炭素にさんかたんそと、根から吸い上げた水を使って、栄養と酸素さんそを作ります。これを光合成こうごうせいと呼びます。植物が緑色に見えるのは、この葉緑体ようりょくたいがたくさん集まっているからなのです。

ふだん、植物の皮の細胞さいぼうには葉緑体ようりょくたいはありませんが、空気の出口である「気孔きこう」のまわりにある細胞さいぼうには、特別に葉緑体ようりょくたいが入っています。

ルラスタコラム

バラの仲間の植物は、茎を2周する間に5枚の葉がつく「2/5葉序ようじょ」という決まりで葉が並んでいます。これは、上の葉が下の葉にかぶらないようにして、すべての葉に効率よく日光が当たり、葉緑体でたくさん光合成ができるように工夫されているからだと言われています。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 葉緑体に含まれる、光を吸収するための緑色の色素を何というか。
クロロフィル(葉緑素)
【応用】 植物の表皮細胞には通常、葉緑体は含まれないが、例外的に葉緑体を持つ細胞は何か。
孔辺細胞(こうへんさいぼう)
【実践】 光合成の実験で、葉をエタノールであたためて脱色するのはなぜか。
葉に含まれる緑色の色素(クロロフィル)を抜き出し、ヨウ素液による色の変化を見やすくするため。

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