理科1年 植物

身近な生物 花のつくり  根茎葉   光合成   植物の分類

 身近な生物
 [要点-身近な生物の観察]
 
(1) 身近な生物の観察
タンポポ:日当たりのよい場所
ドクダミ:日当たりが悪くしめった場所
・目的とするものだけを細くけずった鉛筆で影をつけずにかく。

ルーペは目に近づけて持ち,見たいものを前後に動かす。
 
双眼実体顕微鏡:低倍率(20~40倍),立体的に見える。
 

2) 顕微鏡の操作

 

 ・直射日光の当たらない明るい水平な場所におく。
 ・接眼レンズ→対物レンズの順に取り付ける。
 ・反射鏡としぼりを調節して全体が一様に明るく見えるようにする。
 ・ステージにプレパラートをのせる。
 ・対物レンズをプレパラートから遠ざける方向に動かしてピントを合わせる。
 ・(倍率)=(接眼レンズの倍率)×(対物レンズの倍率)
 ・最初は低倍率で観察する。
 ・倍率を高くすると,視野は狭く,明るさは暗くなる。

像を動かす向きと反対方向にプレパラートを動かす。
 

・プレパラート:カバーガラスをかぶせるとき,空気のあわが入らないようにする。
 

(3) 水中の微生物

 
A ゾウリムシ,B ハネケイソウ,C アオミドロ,Dミカヅキモ,E ミドリムシ,F ミジンコ,G クンショウモ,H ツリガネムシ,I アメーバ,J イカダモ

動物のなかま:活発に動く(A,E,F,H,I)
植物のなかま:葉緑体をもつ(B,C,D,E,G,J)
葉緑体をもち動き回るもの(Eのミドリムシ)
・この中で一番大きいもの:Fのミジンコ

 (身近な生物の観察) 
   
タンポポは日当たりのよい場所,ドクダミは日当たりが悪くしめった場所に見られる。

ルーペは目に近づけて持ち,見たいものを前後に動かす。

スケッチは図Aのように,目的とするものだけを細くけずった鉛筆で影をつけずにかく。

 (顕微鏡) 
   
(1)直射日光の当たらない明る水平な所に置く。

(2)接眼レンズ→対物レンズの順で取り付ける。

(3)一様に明るく見えるよう反射鏡としぼりを調整する。

(4)プレパラートをのせ,顕微鏡を横から見ながら対物レンズをプレパラートに近づける。

(5)調節ねじを回して対物レンズをプレパラートからはなしていき,ピントを合わせる。

   
対物レンズが20倍,接眼レンズが10倍のときの倍率は200倍になる。

倍率を上げると視野は狭くなり,明るさは暗くなる。

顕微鏡では上下左右が逆に見えているのでaの方向に持って行きたいときは,プレパラートをbの方向に動かす。

スライドガラスにカバーガラスをかけるときは空気のあわが入らないように気をつける。

 (水中の微生物) 
   
図の中で葉緑体を持つ植物は,A(ハネケイソウ),B(アオミドロ),C(ミカヅキモ)である。

水中を活発に動き回る動物は,E(ゾウリムシ),F(ミジンコ)である。

Dの(ミドリムシ)は葉緑体をもちながら動き回るので植物でありながら動物でもある。

この中で一番大きいものは(Fのミジンコ)である。


 身近な生物の観察-ルーペの使い方



ルーペで観察するときは,レンズと目が平行になるようにして,
レンズをできるだけ目に近づけ,
観察するものを前後に動かしてピントを合わせる。
ルーペを目に近づけ観察するのは広い範囲を観察するためである。
ルーペを目から離すと視野が狭くなり狭い範囲しか見ることができない。

 スケッチのしかた
 


スケッチは,目的とするものだけをかき,背景などはかかない。
細くけずった鉛筆で,細い一本線で正確に,精密に,はっきり描く。
重ね描きをしない。また,影をつけずにかく。
立体感は点の濃淡で表す。


 野外観察①:校庭
 
 

(1) 図の左上の方向が北,右下の方向が南である。
  北半球では太陽は南側から差し込むので,
  Bのような校舎(こうしゃ)の北側はほとんど日が当たらない。
  Aのほうが日当たりがよい。
(2) タンポポは日当たりがよくかわいた場所,
  ドクダミやゼニゴケなどは日当たりが悪くしめった場所に見られる。
  したがって,日当たりのよいAの場所に多く見られる○がタンポポである。
(3) 植物の生活場所の特徴を調べるとき,
  日当たり・湿気(乾いているか,湿気が多いか)・人が通る場所かなどが問題になる。

 野外観察②:道ばたと草むら
 
 

タンポポには,Aのように背たけの低いものと,Bのように背たけの高いものがある。
道ばたで人によくふまれる場所では,
Aのように背たけの低い植物はふまれ強いため生きていくのに都合がよい。
これに対して,人があまり通らない草むらでは,背の低いAのようなタンポポは,
背たけの高い植物の中にまじって十分に日光を受けることができない。
草むらでは,Bのように背たけの高いタンポポが生育する。


 野外観察③:水中の微生物
 


ハネケイソウ,アオミドロ,ミカヅキモ,クンショウモ,イカダモなどは,
葉(よう)緑体(りょくたい)をもち体が緑色をしている植物である。
ゾウリムシ,ミジンコ,ツリガネムシ,アメーバは活発に動き回る動物である。
ミドリムシは葉緑体をもつ植物でありながら,活発に動き回る動物の性質ももっている。
この図の中で一番大きいのはミジンコである。

 顕微鏡-顕微鏡の各部の名称
 


 顕微鏡の操作上の注意点
 


①顕微鏡は直射日光の当たらない明るい水平な場所に置く。
(直射日光の下で顕微鏡をのぞくと,目を傷つけるので危険)



②接眼レンズ→対物レンズの順で取り付ける。
対物レンズ→接眼レンズの順に取り付けると,
接眼レンズに付着していたゴミが対物レンズの上に落ちるおそれがある。

レンズを取り外すときは,取り付けるときと逆に,
対物レンズ→接眼レンズの順で取り外す。



③調節ねじを,対物レンズをプレパラートから遠ざける方向に回してピントを合わせる。
対物レンズをプレパラートに近づける操作を行うと,
プレパラートに対物レンズをぶつけて,破損させるおそれがあるからである。

 顕微鏡の操作手順
 




次の手順で顕微鏡(けんびきょう)を操作する。
① 顕微鏡は直射日光の当たらない明るい水平な場所に置く。
  (直射日光の下で顕微鏡をのぞくと,目を傷つけるので危険)
② 接眼(せつがん)レンズ→対物(たいぶつ)レンズの順で取り付ける。
  対物レンズ→接眼レンズの順に取り付けると,
  接眼レンズに付着していたゴミが対物レンズの上に落ちるおそれがあるので,
  必ず接眼レンズ→対物レンズの順に取り付ける。レンズを取り外すときは,
  取り付けるときと逆に,対物レンズ→接眼レンズの順で取り外す。
③ しぼりと反射鏡(はんしゃきょう)で一様に明るく見えるように調節する。
④ プレパラートをステージにのせる。最初はできるだけ広い範囲を観察するために
  レボルバーを回して倍率のもっとも低い対物レンズを使う。
⑤ 横から見ながら対物レンズをできるだけプレパラートに近づける。
⑥ 調節ねじを,対物レンズをプレパラートから遠ざける方向に回してピントを合わせる。
  対物レンズをプレパラートに近づける操作を行うと,プレパラートに対物レンズをぶつけて,
  破損させるおそれがある。
⑦ しぼりを回して,観察したいものが最もはっきり見えるように調節する。

 顕微鏡の倍率
 


最初観察するときはもっとも低い倍率の対物レンズを使用し,
できるだけ広い範囲が視野にはいるようにし,
プレパラートを動かして,最も観察したい部分を視野の中心にもってくる。
次にレボルバーを回して高い倍率の対物レンズを選択してその部分を観察する。

 倍率とレンズ
 


対物レンズは倍率の高い方が長い。
また,上図のように,対物レンズは,倍率が高いほどプレパラートとの距離は短くなる。
これに対し,接眼レンズは倍率の高い方が短い。

 倍率と視野・明るさ
 


例えば,顕微鏡の倍率を100倍から400倍にすると,
顕微鏡を通して見える範囲(視野)の面積は16分の1になる(4の2乗は16なので)。
単位面積あたりの光の量は同じなので,
視野の中にある光の量も16分の1になり,明るさは暗くなる。
そこで,しぼりを回して光の量を増やし,
観察したいものが最もはっきり見えるように調節する。

 像の見え方
 


(1) 顕微鏡では上下左右が逆に見える。「b」はこれを180°回転させた「q」に見える。
(2) 顕微鏡では上下左右が逆に見えているので,像を動かしたい向きと反対方向にプレパラートを動かす。


 プレパラート
 


①のように観察するものをスライドガラスにのせてスポイトで水滴をたらす。
②,③のようにカバーガラスをかけるが,このとき空気のあわが入らないように注意する。
空気のあわが入ってしまうと,その部分が観察しにくくなる。
水がはみ出したときは,④のようにろ紙ですいとっておく。

 双眼実体顕微鏡の特徴
 
 

双眼実体顕微鏡の倍率は20~40倍と,通常の顕微鏡にくらべて低倍率であるが,
両目を使って見るため立体的に見えるという利点がある。
タンポポの1つの花Aは肉眼で見るには小さいので,倍率が3~5倍であるルーペで観察する。
BはAのめしべの部分で,これは倍率が20~40倍である双眼実体顕微鏡で観察するのが適当である。
なお,双眼実体顕微鏡では,観察する物体の上下左右はそのまま見える。

 双眼実体顕微鏡の操作手順
 


双眼実体顕微鏡の操作手順は次の通りである。
① 両目の間隔に合うように鏡筒を調節。
  粗動ねじをゆるめて鏡筒を上下させて両目でおよそのピントを合わせる。
② 右目だけでのぞきながら,調節ねじでピントを合わせる。
③ 左目だけでのぞきながら,視度調節リングを左右に回してピントを合わせる。
  ステージ板は表と裏で色がちがう(白と黒)。ステージ板の色を変えて,
  観察しようとするものがはっきり見える面を選ぶことができるようになっている。
  ※教科書によっては次のような操作手順で説明しているものもある。
① 右目だけでのぞきながら,粗動ねじをゆるめて鏡筒を上下させ,
  ほぼピントを合わせてから調節ねじでしっかりピントを合わせる。
② 左目だけでのぞきながら,視度調節リングを左右に回してピントを合わせる。
③ 両目でのぞきながら,視野が重なって見えるように鏡筒の間隔を調節する。
  両目の間隔は人によって違う。その人の両目の間隔に合うように,鏡筒を調節する。

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 花のつくり
  [要点-花のつくりとはたらき]
 
(1) 花のつくり
・外側から順にはがして台紙に張ると共通して
 a(がく),b(花弁),c(おしべ),d(めしべ)の順で並ぶ。
・アブラナ・エンドウは花弁がはなれている。
 ツツジは花弁がくっついている。

 

(2) 被子植物
・おしべのやくで花粉がつくられる。→めしべの柱頭に花粉がつく(受粉)。
・受粉後,胚珠→種子,子房→果実になる。
被子植物:胚珠が子房でおおわれている種子植物
       サクラ,エンドウ,ツツジ,ダイコン

 

(3) 裸子植物
裸子植物:胚珠が子房でおおわれていない種子植物
        マツ,スギ,イチョウなど
・雄花の花粉のうから花粉→風に運ばれて,雌花の胚珠に→胚珠は種子になる
・まつかさは一昨年の雌花(種子ができている)

 

 (花のつくり・被子植物) 
   
花を外側から順にはがして台紙に張ると,
h(がく),g(花弁),b(おしべ),a(めしべ) の順で並ぶ。

おしべのe(やく)で花粉がつくられ,めしべのc(柱頭)に花粉がつくこれを受粉という。

受粉後,dの胚珠はBの種子に,fの子房はAの果実になる。

胚珠が子房でおおわれている種子植物を被子植物という。

 (裸子植物) 
   
Aは雌花でりん片aのアは胚珠である。

マツ,スギ,イチョウなどの裸子植物は子房がなく胚珠がむき出しになっている。

Bは雄花でりん片bのイは花粉のうである。

イの中の花粉(ウ)が風に運ばれて胚珠(ア)につくと受精がおこり,(ア)は種子になる。

子房がないため果実はできない。

Aはやがてまつかさ(C)になる。

 被子植物-花のつくり



被子植物の花には,真ん中にめしべ(胚珠が中にある)があり,
それをおしべ(花粉をつくるやくがある)がとり囲んでいる。
その外側に花弁・がくがある。
花を外側から順にはがして台紙に張ると,がく,花弁,おしべ,めしべ の順で並ぶ。

 被子植物の種子のでき方



花の役割は種子をつくって,なかまをふやし,子孫を残すことである。
おしべのやくで花粉がつくられ,めしべの柱頭に花粉がつく(これを受粉という)。
受粉後,花粉管がのびてめしべのふもとの子房の中にある胚珠に達して
受精がおこる。
受精した胚珠はやがて種子になる。また,子房は果実になる。
花を咲かせて種子をつくってふえる植物を種子植物という。
種子植物は,図のように胚珠が子房におおわれている被子植物と,
子房がなく胚珠がむき出しになっている裸子植物に分けられる。
アブラナ,タンポポ,サクラ,ツツジ,エンドウなどは被子植物で,
マツ,イチョウ,スギ,ソテツなどは裸子植物である

 いろんな被子植物(エンドウ)

 

おしべのやく(エ)の中で花粉が作られる。
花粉はめしべ(ウ)の柱頭につくが,このことを受粉という。
受粉後,めしべのふもとの部分にある子房(ア)の中の胚珠(イ)は種子になり,
子房(ア)は果実になる。
エンドウのさやはこの果実である。
花がさいて種子ができる植物を種子植物という。
種子植物は,図のエンドウのように胚珠が子房で包まれている被子植物と,
マツなどのように子房がなく胚珠がむき出しになっている裸子植物に分けられる。

 いろんな被子植物(タンポポ)



タンポポは上図Bが1つの花で,AはBの花が多数集まったものである。
タンポポは合弁花類で,5枚の花弁が集まって1つのように見える。
おしべの中で花粉がつくられる。
花粉は昆虫の体について運ばれ,めしべの柱頭につき受粉がおこなわれる。
(このように昆虫によって花粉が運ばれる花を虫媒花という。
これに対し,マツなどの風媒花では花粉は風によって運ばれる)
受粉後,図BはCのようになり,子房は果実に,
子房の中の胚珠は果実の中の種子になる。
Cの上部のわた毛のような部分は,Bのがくが変化したもので,
風で飛び散るのに都合がよいようになっている。

 裸子植物





春になると,マツの枝には雄花と雌花ができる。
花弁や子房などはなく,サクラやタンポポのような色あざやかさはない。
雌花は,若い枝の先端に1~3個ついている(上図のように少しとがっている)。
雌花は約80個のりん片が集まってできており,
りん片には左右2個の胚珠がついている。
被子植物のように子房でおおわれておらず,むき出しの状態になっている。
雄花は,若い枝の下の方についている。
1つの雄花は約100個のりん片が集まってできており,
りん片には左右2個の花粉のうがついている。
花粉のうの中にはたくさんの花粉が入っており,
軽くたたくと黄色の花粉がけむりのように出てくる。
裸子植物の花粉は風で運ばれるが,
マツの花粉には,風で飛ばされやすいように,空気の入った袋が2つついている。
花粉は風に運ばれて,雌花のりん片の胚珠につき,
やがて受精がおこり胚珠は種子になる(種子になるまで1年半くらいかかる)。
雌花はやがてまつかさになるが,このまつかさに種子ができる。
花が咲き,種子をつくってなかまをふやす植物を種子植物という。
種子植物はさらに,
アブラナやサクラやイネのように胚珠が子房で包まれている被子植物と,
マツ,スギ,イチョウ,ソテツのように子房がなく胚珠がむき出しになっている
裸子植物に分類される。
裸子植物には子房がないため果実はできない。

 花粉の運ばれ方
 


おしべでつくられた花粉は虫や風によってめしべの柱頭へ運ばれる。
虫が蜜を吸いにおとずれる花は,いっぱんに花弁やがくが美しく,
強いにおいを放つなど,虫を引き寄せるのにつごうよくできている。
このように虫によって花粉が運ばれる花を虫媒花という。
これに対し,イネ,ムギ,トウモロコシ,マツなどの
風によって花粉が運ばれる花は,目立たないことが多く,花弁がないものもある。
このような花を風媒花という。
風によって運搬される場合,
めしべの柱頭に達して受粉がおこなわれる確率が低いため,
花粉が非常に多くつくられる。

 裸子植物と被子植物
 
被子植物(サクラなど)はやくで,裸子植物(マツなど)は花粉のうで花粉がつくられ,
受粉がおこなわれることによって胚珠が種子になる植物(種子植物)である。
裸子植物の花には花弁はなく,おしべやめしべもない。

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 根・茎・葉
 [要点-根・茎・葉のはたらき]
 
(1) 蒸散・気孔
:水面からの水の蒸発をふせぐため。
ワセリン:気孔からの水の蒸散をふせぐため。
・C:枝からの蒸散量は0.2cm3
・B:枝+葉の表の蒸散量は0.6cm3 → 葉の表0.4cm3
・A:枝+葉の裏の蒸散量は3.5cm3 → 葉の裏3.3cm3
  →葉の裏の蒸散量が多い(気孔が葉の裏に多いから)

 

対照実験:ほかの条件を同じにして,1つの条件だけかえて比較する実験
・気孔から蒸散→根からの吸水をさかんにする。
・晴れの日に気孔がよく開き,さかんに蒸散。夜間は閉じている。

 

(2)
双子葉類:主根と側根
単子葉類:ひげ根
根毛から水を吸収→道管
師管:葉で作った養分が通る。
:地上部を支えている。

 

(3)茎の維管束
・道管:水の通り道(色水につけると赤くなる)
・師管:養分の通り道
・維管束:道管と師管

 

(4)葉の葉脈
細胞:小さな部屋
・細胞の中に緑色の葉緑体
葉脈:道管(水) 師管(養分)
気孔:葉の裏に多い。

 

 (蒸散) 
   
気孔から水の蒸散を行っているが,ワセリンをぬることによって蒸散ができなくなる。

気孔は葉の裏がわに多いため,葉の裏にワセリンをぬったBの場合が,表にぬったAよりも蒸散量が少なくなる。

油は水面からの水の蒸発を防ぐために入れる。

なお,ほかの条件を同じにして,1つの条件だけかえて比較する実験のことを対照実験という。
 (気孔) 
  aは気孔で,bは孔辺細胞である。

aから出入りするのは水蒸気,二酸化炭素,酸素である。

aから水蒸気を排出するはたらきを蒸散というが,このはたらきは根からの吸水をさかんにするのに役立っている。

晴れた風のある日中は蒸散量が多い
夜間は気孔は閉じている。
 (茎・葉) 
   
根から吸収した水が通るのは道管で,茎ではb,葉ではcである。

光合成によってつくられた糖の通り道は師管で,茎ではa,葉ではdである。

赤インキで着色した水に茎をさしたとき赤く色が染まるのはb,cの道管である。

道管と師管を合わせて維管束という[葉の部分は特に葉脈という]。

eは気孔蒸散などを行う。
 (根) 
  根のはたらきは,
(1)地上部を支える
(2)水や水にとけた養分を吸収することである。

根の先端にある多数の細い毛のようなaは根毛で,ここから吸収した道管cに入る。

bは師管である。

dはひげ根,eは主根,fは側根である。

 葉-平行脈と網状脈



葉の表面には,葉脈という筋が見られる。
葉脈は葉における維管束で,根から吸収した水や肥料分を運ぶ道管と,
葉でつくられた養分(糖)を運ぶ師管が束になって入っている。
また,葉脈は,うすくて広い葉を支えるのに役立っている。
葉脈には網状脈と平行脈がある。
ホウセンカ・アブラナ・サクラ・ツバキなどの双子葉類は網状脈で,
トウモロコシ・ツユクサ・ユリなどの単子葉類は平行脈である。

 維管束・細胞・葉緑体



生物のからだをつくっている小さな部屋のようなものを細胞という。
葉の表側と裏側の表面には,平たい細胞が1層にすき間なく並んでいる。
これを表皮といい,葉の内部を保護するはたらきをしている。
葉の内部の細胞が並んでいる部分を,柵状組織・海綿状組織というが,
この部分の細胞には,葉緑体とよばれる緑色の粒がふくまれている。
この葉緑体で,日光を受けデンプンなどの養分をつくるはたらき(光合成という)
が行われている。
葉緑体は孔辺細胞にも見られる。
孔辺細胞で囲まれたすき間は気孔とよばれ,二酸化炭素や酸素の出入り口であり,
また,水蒸気の出口にもなっている。
葉脈は葉における維管束で,
葉脈の上の部分は道管で根から吸収した水の通り道になっている。
下の部分は師管で光合成によって作られた養分の通り道になっている。
道管と師管をあわせて維管束という。
維管束は植物のからだ全体にめぐらされているが,
葉にある維管束をとくに葉脈と呼んでいる。

 蒸散と気孔



根から吸収され,茎の道管を通って葉に運ばれた水は,光合成の材料として使われるほか,
からだじゅうの細胞に含まれて細胞の形を保つのに使われる。
そして,余分な水は,葉の気孔から水蒸気になって大気中に放出される。
このはたらきを蒸散という。
気孔は2つの孔辺細胞にかこまれた部分の穴で,葉の表側よりも裏側に多い。
蒸散によって気孔から水蒸気が外に出されるが,それ以外に二酸化炭素と酸素が出入りする。
(二酸化炭素と酸素は気孔から出たり,入ったりするが,水蒸気は外に出るだけである) 
天気がよいほど,気温が高いほど,通風が良いほど,光の量が多いほど気孔は大きく開く。
晴れた風のある日中は蒸散量が多い。夜間は気孔は閉じている。
なお,孔辺細胞には,光合成を行う葉緑体がある。
必要以上の水を吸い上げて大気中に放出しているが,
これは,蒸散のはたらきそのものが水を吸い上げる原動力になるためである。
葉の細胞から水がうばわれると,その細胞の濃度が高くなってとなりの細胞の水をうばい,
このような連鎖がつぎつぎに起こって,根からの水の吸収や移動を引き起こす力となるからである。
根から吸収され葉に運ばれた水は,蒸散によって,水はとぎれることなく,
根から茎,葉へと道管内をすい上げられ,
それにともない,根で吸収された肥料分(窒素などの無機養分)も,
水とともに植物全体にいきわたる。

 蒸散の実験



 根と茎-根の種類



被子植物は,発芽の時の子葉の枚数によって,
双子葉類(子葉が2枚)と単子葉類(子葉が1枚)に分けられる。
双子葉類の根は主根と側根よりなっている。
これに対し,単子葉類の根はひげ根である。
双子葉類には,タンポポ,エンドウ,ホウセンカ,ヒマワリなどがあり,
単子葉類には,スズメノカタビラ,トウモロコシ,ツユクサ,ユリ,イネ,ススキなどがある。

 葉と根:単子葉類と双子葉類
 

 根毛のはたらき
 


根のはたらきは,地上部を支えることと,水や水にとけた肥料分を吸収することである。
根はこまかく枝分かれし,先端近くに根毛が生えている。
根毛は,土の粒と粒の間に入り込み,根を土からぬけにくくする。
また,根毛によって,根全体の表面積が大きくなり,
水や肥料分をより多く吸収することができる。

 根の道管と師管
 


根で吸収した水や肥料分は道管によって運ばれる。
根では中心部に道管がある。
光合成によって作られた養分(糖)を運ぶのは師管である。

 茎の道管と師管
 


①根の根毛から取り入れられた水や肥料分は,次々に根の内部に移動し,道管に入る。
道管は根から茎を通って葉の葉脈へとつながっている。
道管は死んだ細胞からできており,仕切りのない1つの管になっていて,少し大きな穴のように見える。
着色した水につけておくと,道管の部分が赤く染まる。
葉の葉緑体で光合成によってつくられたデンプンは,水にとけやすい糖に変えられ,
師管を通って全身に運ばれる。
師管は生きた細胞からできており,上下のしきりに小さな穴があいていて
糖はこの生きている細胞の中を次々に移動していく。
道管の束と師管の束が集まった部分を維管束といい,
道管は内側の中心部に近い方にあり,師管は外側にある。
なお,葉の部分の維管束は,とくに葉脈とよばれる




②上図で右の方にある,少し大きな穴のように見える管Pが道管で,Qが師管である。
道管は茎の中心方向,師管は外側方向にあるので,
図のDの方向が茎の中心方向であることが分かる。
食紅で色をつけた水に葉のついている茎をさしておくと,
吸い上げられた色のついた水は道管を通るので,道管(P)の部分が赤くなる。

 単子葉類と双子葉類の維管束の違い
 


被子植物は双子葉類(ホウセンカ,ヒマワリ,タンポポ,エンドウなど)と
単子葉類(トウモロコシ,ツユクサ,ユリ,イネ,ススキ,スズメノカタビラなど)に分けられる。
ホウセンカなどの双子葉類は維管束が輪状に並び,
トウモロコシなどの単子葉類の維管束はバラバラになっている。
双子葉類の場合も単子葉類の場合も,維管束の中の道管は茎の中心に近い方にあり,
根から吸収した水や肥料分の通り道になっており,
着色した水につけておくと,この部分が赤く染まる。

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 光合成
 [要点-光合成]
 
(1) 光合成:二酸化炭素+水+(光)→デンプン+酸素
・葉緑体で光合成が行われてデンプンが作られる:エタノールで湯せんして緑色をとり,ヨウ素液をつけると,細胞の中の葉緑体の部分が青紫色に変化。

  

   二酸化炭素が必要なことを確かめる実験

 呼気をA,Bに吹き込む→石灰水をいれる。
 →Bは白くにごるが,Aは変化しない
   酸素を発生させることを確かめる実験

 火のついた線香が燃え上がる
   光が必要なことを確かめる実験

A:デンプン→ヨウ素液で青紫色に変化
B:光が当たらないためデンプンができない
C:葉緑体がないためデンプンができない

(2) 植物の呼吸:デンプン+酸素→二酸化炭素+水+(エネルギー)
・BTB溶液をいれておく。最初アルカリ性(青色)にしておく。
 →呼気(二酸化炭素)をふきこんで中性にする(緑色)
 A:光が当たり光合成が行われ,二酸化炭素が消費される
 →アルカリ性(青色)
 B:光が当たらないため,呼吸のみが行われ,
 二酸化炭素が増加→酸性(黄色)
・緑色植物:昼は光合成と呼吸
(全体として二酸化炭素を吸収),夜は呼吸のみ

 

(3)
二酸化炭素酸素(気孔から出し入れ)
(根→道管→葉)
デンプン(糖にかえられ→師管→全身)

 (光合成) 
 
植物は葉緑体で光合成を行う。

から吸収し道管によって運ばれたと,気孔から取り入れた二酸化炭素を原料とし,太陽の光をエネルギー源として(デンプン酸素をつくり出している。

デンプンは水にとけやすいにかえられて師管で全身に運ばれる。葉は太陽の光を受けやすいようにどの葉もたがいに重ならないようについている。
 (光合成の実験) 
 
 
一昼夜,暗室の中に置くのはデンプンを使い切らせるためである。

エタノ-ルで湯せんするのは葉の緑色を取り除くためである。

ヨウ素液はデンプンがあれば青紫色に変わる。

Bは光が当たっていないためデンプンができていない。

ふの部分は葉緑体がないためデンプンができていない。

ヨウ素液につけるとAのみが青紫色に変化する。
一昼夜、暗室の中においたアサガオの葉の一部をアルミニウムはくでおおい,十分日光を当てた。
その後エタノールで湯せんしてヨウ素液につけた。
 (植物の呼吸) 
 
エンドウの呼吸によって袋の中には二酸化炭素がたまる。

二酸化炭素は水にとけると炭酸になり酸性を示すので,BTB溶液は黄色に変わる。

BTB溶液のかわりに石灰水を使うと石灰水は白くにごる

 光合成とは何か



光合成とは,葉の葉緑体において,太陽などの光をエネルギー源とし,
根から吸収した水と,気孔を通して大気中から取り入れた二酸化炭素を原料として,
デンプンを作り出すはたらきをいう。
このとき,副産物として酸素が作り出され,気孔から大気中に排出される。
二酸化炭素の有無は石灰水を使って調べる。
二酸化炭素を石灰水に通すと,石灰水は白くにごる。
デンプンを検出するための試薬はヨウ素液である。
デンプンがあれば,ヨウ素液は青紫色に変わる。
酸素は,火のついた線香を近づけると,線香が燃え上がることで確認できる。
光合成によってつくられたデンプンは水にとけないので,
水にとける糖に変えられ,師管を通って全身に送られる。

 光合成をおこなう場所を確認する実験



光を当てると,葉緑体で光合成がおこなわれてデンプンがつくられる。
デンプンの有無を検出するための試薬はヨウ素液で,デンプンがあると青紫色になる。
ただ,葉が緑のままでは,色の変化をはっきりとらえることができないので,
葉から緑の色素をぬかなければならない。
そこで,熱湯に約30秒ひたして,葉から緑色の色素が出やすく,
エタノールにとけやすくしてやる。
これを加熱したエタノールにつけると,
葉から色素がぬけてエタノールの中にとけ出し,
葉は白っぽい色になり,エタノールはうすい緑色になる。
エタノールを加熱する際,直接火にかけると引火するおそれがあるため,
熱湯にいれて加熱する。

 光が必要なことを確認する実験



(1) 光合成でつくられたデンプンの一部は葉の中にたくわえられている。
  一昼夜暗室の中に置くのは,あらたに光合成を行えないようにして,
  植物の呼吸によって残されたデンプンを使い切らせるためである。
  (暗室では光がないため光合成は行われず,あらたにデンプンがつくられることはない)

(2) デンプンの有無を検出するための試薬はヨウ素液で,デンプンがあると青紫色になる。
  ただ,葉が緑のままでは,色の変化をはっきりとらえることができないので,
  葉から緑の色素をぬかなければならない。
  そこで,熱湯(ねっとう)に約30秒ひたして,葉から緑色の色素(しきそ)が出やすく,
  エタノールにとけやすくしてやる。これを加熱したエタノールにつけると,
  葉から色素がぬけてエタノールの中にとけ出し,葉は白っぽい色になり,
  エタノールはうすい緑色になる。
  エタノールを加熱する際,直接火にかけると引火するおそれがあるため,熱湯にいれて加熱する。

(3)~(5) 光合成は,水+二酸化炭素+光のエネルギー→デンプン+酸素 という反応で,
  これを行うために光が必要である。
  アルミハクでおおった部分は光が当たらないため光合成ができず,
  したがってデンプンはできない。

 二酸化炭素が必要なことを確認する実験



①二酸化炭素の有無を検出するときの試薬は石灰水で,二酸化炭素があれば石灰水は白くにごる。
呼気(はく息)の中には二酸化炭素が多く含まれているが,
試験管内に呼気を吹き込むのは,試験管内の二酸化炭素を増加させるためである。
Bの試験管に吹き込まれた二酸化炭素はそのままの状態で残っているので,
石灰水を加えると白くにごる。
これに対し,Aの試験管内には植物があるので,光合成が行われ,二酸化炭素が消費される。
しばらくすると,試験管内の二酸化炭素はほとんどなくなってしまうので,
この状態でAに石灰水を加えても石灰水は変化しない。
AのほかにBを用意したのは,
植物があることによって二酸化炭素が減少したことを確認するためである。
すなわち,光・二酸化炭素という条件を同じにして実験を行い,
植物を入れたAの試験管では石灰水を加えても石灰水が変化せず,
Bの試験管では石灰水が白くにごったことから,
植物が二酸化炭素を消費したことが確認される。
このように調べようとすることがら以外の条件を同じにして行う実験を対照実験という。

②[実験]アルカリ性にしたBTB溶液に息を吹き込んで中性にした後,
Aにはオオカナダモ,Bには何も入れずに,日当たりのよい場所にしばらく置いておいた。



BTB溶液はアルカリ性では青色,酸性では黄色,中性では緑色になる。
この水溶液は最初アルカリ性なので青色である。
息を吹き込むと息の中に含まれている二酸化炭素が水溶液にとけて炭酸(酸性)になり,
中和してアルカリ性が中性になり,BTB溶液の色は緑色になる。
Aの試験管では,オオカナダモが光合成を行い,二酸化炭素を消費するので,
A内の水は中性からアルカリ性にもどり,液の色は青色に変化する。

 酸素が発生することを確認する実験

 

この実験は,光合成によって酸素が発生することを確認するためのものである。
水草などの植物は,光合成[(水)+(二酸化炭素)+(光)→(デンプン)+(酸素)]を行う。
発生した酸素はものが燃えるのを助けるはたらきがあり,
火のついた線香を近づけると,線香は燃え上がる。
しばらく光を当てていると,あわがだんだん出なくなっていくが,
これは水の中にとけこんだ二酸化炭素が消費されて少なくなっていくためである。
また,一度沸騰させて冷ました水を用いて実験を行うと,
水草からあわ(酸素)はほとんど発生しない。
これは,沸騰させることにより,
水の中にとけ込んでいる二酸化炭素がおいだされてしまうためである。

 植物の呼吸を確認する実験
 
若い葉を入れたペットボトルAと空気だけを入れたペットボトルBを用意して,
暗いところに一晩おき,下図のように,ペットボトルA,Bの中の気体を石灰水に通した。

 


光合成は,(水)+(二酸化炭素)+(光のエネルギー)→(デンプン)+(酸素) という反応で,
光が当たるときにしか行うことはできない。
また,原料として二酸化炭素を消費する。
呼吸は光合成とは逆の反応で,
(デンプンなど)+(酸素)→(エネルギー)+(二酸化炭素)+(水) という式で表され,
酸素を消費し,二酸化炭素を排出する。
呼吸は昼夜を問わずつねに行っているが,光合成は暗いところでは行われないため,
ペットボトルAの中には呼吸によって排出された二酸化炭素がたまっていると考えられる。
これを確かめるために,ペットボトルAの中の気体を石灰水に通すと石灰水は白くにごる。
(石灰水は二酸化炭素の有無を調べる試薬で,二酸化炭素があれば白くにごる) 
また,ペットボトルAの中の酸素は呼吸によって使われ減少している。
ペットボトルBの中の空気にもほんのわずかの二酸化炭素(空気中に含まれる二酸化炭素は0.04%)が
含まれているが,これくらいの微量では石灰水はほとんど変化しない。

 植物の呼吸と光合成の関係を確認する実験
 
下図のように,うすい青色のBTB溶液に息をふきこんで緑色にしたものを
A~Cの3本の試験管に入れ,A,Bにはオオカナダモを入れた。
Aはまわりをアルミニウムはくでおおい,光があたらないようにして,
3本の試験管を明るい場所に1時間置いた。





BTB溶液はアルカリ性では青色,酸性では黄色,中性では緑色になる。
問題の水溶液は最初アルカリ性である(青色なので)。
息を吹き込むと息の中に含まれている二酸化炭素が水溶液にとけて炭酸(酸性)になり,
中和してアルカリ性が中性になり,BTB溶液の色は緑色になる。
これより二酸化炭素が増えると,水溶液は酸性となって液の色は黄色になり,
これより二酸化炭素が減少すると,水溶液はアルカリ性にもどって液の色は青色になる。

 メダカの実験
 
青色のBTB溶液に息をふきこんで緑色にした溶液を,A,B,Cの三角フラスコに分けた。
Aにはメダカを,BとCにはオオカナダモを入れ,それぞれ空気の出入りがないようにゴム栓をした。
さらにCをアルミはくで包んだ。



Aではメダカの呼吸により水溶液中の二酸化炭素が増加し,水溶液は酸性になり,液の色は黄色になる。
Bでは光が当たっているのでオオカナダモは光合成を行う。
オオカナダモは呼吸も同時に行って二酸化炭素を排出しているが,
呼吸で排出する二酸化炭素より光合成で消費する二酸化炭素が多いため,
全体として二酸化炭素は減少し,水溶液はアルカリ性になって液の色は青色になる。
Cでは光が当たらないので,オオカナダモは光合成を行うことができず,呼吸のみを行う。
したがって二酸化炭素が増加して水溶液は酸性になり,液の色は黄色になる。

 昼夜の光合成と呼吸
 


生物は生きていくために,昼夜を問わずつねに呼吸を行っている。
呼吸では,酸素を取り入れて二酸化炭素を排出している。
夜は光がないため光合成は行うことができず,呼吸のみを行っている。
昼間,植物は光合成を行い,二酸化炭素を吸収して,酸素を排出している。
昼間も呼吸を行っているが,呼吸によって排出する二酸化炭素よりも,
光合成によって取り入れる二酸化炭素の量が多いために,
全体としては,二酸化炭素を吸収して酸素を排出しているように見える。

 植物の葉のつき方
 
 

植物の葉のつき方には,
①互生(1枚ずつ互いちがいに茎についている),
②対生(茎から2枚ずつ向き合ってついている),
③輪生(茎のまわりに輪状についている),
④根生などがある。
いずれの場合でも,植物を真上から見たときどの葉もたがいに重ならないようについているが,
これは,日光がよく当たって,光合成のはたらきを効率よく行うようにするためである。

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 植物の分類
 [要点-種子植物の分類]
 
(1)被子植物と裸子植物

 

(2)双子葉類と単子葉類

 

 
被子植物は双子葉類と単子葉類に分類される。

アブラナやサクラなどの双子葉類は,子葉が2枚で,葉脈は網状,根は主根側根からなり,維管束は輪状である。

トウモロコシやイネなどの単子葉類は,子葉が1枚で,葉脈は平行,根はひげ根で,維管束はばらばらになっている。

 双子葉類と単子葉類



種子植物の中の被子植物は双子葉類と単子葉類に分類される。
双子葉類は子葉が2枚あって,発芽するときに双葉が出ることからこの名が付いている。
双子葉類の葉脈は網状脈で,茎の維管束は輪状に並び,
根は主根と側根からなっている。
単子葉類は,子葉が1枚で,葉脈は平行脈,茎はばらばらに散らばっており,
根はひげ根である。

 種子植物の分類



花が咲いて種子をつくる植物を種子植物Aという。
花が咲かず種子をつくらない植物にはシダ植物,コケ植物などがある。
スギナはシダ植物である。
種子植物Aは,胚珠が子房に包まれた被子植物Bと,
子房がなく胚珠がむき出しの裸子植物Cに分類される。
裸子植物のなかまには,マツ,イチョウ,スギ,ソテツなどがある。
被子植物Bは双子葉類Dと単子葉類Eに分類される。
双子葉類Dは,子葉が2枚で,葉は網状脈,根は主根と側根からなり,
維管束は輪状である。
単子葉類Eは,子葉が1枚で,葉は平行脈,根はひげ根で,
維管束はばらばらになっている。
単子葉類の植物にはユリ,チューリップ,トウモロコシ,イネなどがある。
双子葉類Dは,花弁が分かれている離弁花類F(ホウセンカ,ウメ,ナズナなど)と
花弁が合わさっている合弁花類G(ツツジ,アサガオ,タンポポなど)に分類される。

 [要点-種子をつくらない植物]
 
(1) シダ植物

 
・イヌワラビ,ゼンマイ,スギナ,ノキシノブ
葉緑体があり光合成を行う。
・根(c)・茎(b:地下茎)・葉(a)の区別があり維管束も備わっている。
・シダ植物は胞子でふえ,種子植物とちがって花は咲かない。
 葉の裏の胞子のう(e)で胞子(f)がつくられる。

(2) コケ植物


・ゼニゴケ(A)のなかまとスギゴケ(B)のなかまの2つに大きく分けられる。
・雌株(b,c)と雄株(a,d)がある。
・根・茎・葉の区別はなく維管束もないため,水や肥料分は体の表面全体から吸収する。
仮根:土や岩に固着するためにある。

 (シダ植物) 
 
イヌワラビ,ゼンマイ,スギナなどのシダ植物は胞子(f)でふえる。

胞子(f)は葉の裏にある胞子のう(e)でつくられる。

(c)・(b)・(a)の区別があり維管束も備わっている。

 (コケ植物) 
 
Aはゼニゴケで,Bはスギゴケである。

Aの雌株は(b)で,Bの雌株は(c)である。

コケ植物は維管束がなく,水は体全体から吸収する。

コケ植物も胞子によってなかまをふやす。

 シダ植物①:からだのつくり



イヌワラビなどのシダ植物には葉緑体があり光合成を行う。
光合成を行うためには水が必要であるが,
シダ植物は,根・茎・葉の区別があり維管束も備わっているため水を吸い上げる力が強い。

 シダ植物②:ふえ方



シダ植物は胞子でふえ,種子植物とちがって花は咲かない。
葉の裏の胞子のうで胞子がつくられる。
地面に落ちた胞子から前葉体ができる。
この前葉体には,精子をつくる部分と卵をつくる部分があり,
精子は泳いで卵にたどり着き,受精が行われる。
シダ植物は水を吸い上げる機能が強化されたにもかかわらず,
日かげのしめったところでしか生育できないが,
これは前葉体で受精が行われるためには水分が必要なためである。
受精後,若いシダができ成長する。

 コケ植物



コケ植物はゼニゴケのなかまとスギゴケのなかまの2つに大きく分けられる。
それぞれ,雄株と雌株の違いがあり,胞子でなかまをふやす。
コケ植物も葉緑体で光合成を行うので水を取り込む必要があるが,
根・茎・葉の区別はなく維管束もないため,水や肥料分は体の表面全体から吸収する。
このため,乾燥した場所では生活できず,湿気の多い場所でしか生活できない。
根のように見える部分(仮根)は土や岩に固定するためにあり,水を吸い上げる機能はない。

 コケ植物とシダ植物
 


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