葉のつくりと気孔
植物の葉はただの薄い緑のシートではありません。光合成と気体交換のための精密な工場です。
基本知識
葉の断面構造(上から):
① 表皮 — 一層の細胞、外側にクチクラ層(蒸発防止)
② 柵状組織 (palisade tissue) — 葉緑体が多く密に並ぶ。光合成の中心
③ 海綿状組織 (spongy tissue) — 細胞間にすき間。気体の通り道
④ 葉脈 — 維管束(道管・師管)
⑤ 下表皮 — 気孔が多数
気孔 (stoma, 複数形 stomata) は2つの孔辺細胞 (guard cell) に囲まれた小さな穴で、酸素・二酸化炭素・水蒸気の出入り口になります。多くの植物では葉の裏側に多く分布しています。孔辺細胞は葉緑体を持ち、光や水の状態によって気孔を開閉します。
📘 重要用語
葉緑体 (chloroplast)（光合成を行う緑色の細胞小器官。クロロフィルを含む）
柵状組織（葉の表側の規則的な細胞層。光合成の主役）
海綿状組織（葉の裏側の不規則な細胞層。気体が通る）
気孔 (stoma)（葉の表皮にある小さな穴。気体の出入口）
孔辺細胞 (guard cell)（気孔を囲む2つの細胞。気孔を開閉する）
クチクラ層（葉の表皮を覆うろう状の層。水分蒸発を防ぐ）
葉緑体 (chloroplast)（光合成を行う緑色の細胞小器官。クロロフィルを含む）
柵状組織（葉の表側の規則的な細胞層。光合成の主役）
海綿状組織（葉の裏側の不規則な細胞層。気体が通る）
気孔 (stoma)（葉の表皮にある小さな穴。気体の出入口）
孔辺細胞 (guard cell)（気孔を囲む2つの細胞。気孔を開閉する）
クチクラ層（葉の表皮を覆うろう状の層。水分蒸発を防ぐ）
深掘り (背景・意義)
葉の表側に柵状組織が密集しているのは、光を効率よく受けるためです。光は表側から入るので、葉緑体を多く持つ細胞を表側に並べておくのが合理的です。
気孔が裏側に多い理由は、直射日光と乾燥を避けるためと考えられます。気孔から水分が逃げすぎないよう、植物は気温や日射、土の湿り気を感じて気孔を開閉します。
孔辺細胞は三日月型で内側の細胞壁が厚く、水が入ると外側がふくらんで開きます。これは植物が動かないながらも環境に応答する精密な機構です。
水中植物(オオカナダモなど)は気孔が表側にある、または気孔自体が退化しているなど、生息環境に応じた多様な形態を示します。
💡 ポイント
- 葉の構造(上→下): 表皮・柵状組織・海綿状組織・下表皮
- 葉緑体が最も多いのは柵状組織
- 気孔=2つの孔辺細胞に囲まれた穴
- 気孔は葉の裏側に多い
- 気孔は気体と水蒸気の出入口
- 孔辺細胞は葉緑体を持ち気孔を開閉
- クチクラ層が水分蒸発を防ぐ
注意点 (混同しやすい)
① 柵状組織(表側・密)と海綿状組織(裏側・隙間あり)を逆にしない。② 気孔(穴)と孔辺細胞(穴を囲む細胞)は別。③ 気孔は葉の裏側に多いのが一般的(植物の種類で例外あり)。④ クチクラ層は表皮の外側にあるろう状物質で、細胞ではない。
練習
- 葉の中で光合成が最も盛んな組織は何か。
- 気孔を囲む2つの細胞を何と呼ぶか。
- 気孔は一般的に葉の表側と裏側のどちらに多いか。