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中学生の学習ノート教科書をもう一段くわしく

葉と根のつくり ── 単子葉類と双子葉類

前回までで「種子植物のうち、種子が子房に包まれているのが被子植物」と学びました。実は被子植物は、さらに 単子葉類 と 双子葉類 の2グループに分かれます。違いは「子葉が1枚か2枚か」だけではありません。葉脈・根・茎の中身まで、4つの特徴がセットで変わるのがおもしろいところ。身近な植物を例に整理していきましょう。

被子植物をさらに2グループに分ける

被子植物(種子が子房に包まれている植物)は、単子葉類と双子葉類の2つに分けられます。区別の出発点は「芽が出たときに最初に出てくる葉=子葉が1枚か2枚か」ですが、不思議なことに、子葉の枚数が決まると、葉脈の形・根の形・茎の中身まで 4つセットで違いが現れます。これは、進化の歴史でずっと昔に枝分かれした2系統が、それぞれ別々に体のつくりを発達させてきたからです。

覚え方のコツ:「4セットで一致する」と意識する
  • 子葉が1枚ならば → 葉脈は平行・根はひげ根・茎の維管束は散らばっている。
  • 子葉が2枚ならば → 葉脈は網目・根は主根+側根・茎の維管束は輪状。
  • 1つ分かれば残り3つも分かる、と思って覚えると効率的。

単子葉類の4特徴

子葉が1枚の仲間。イネ科の作物(イネ・ムギ・トウモロコシ)が代表選手で、ユリやツユクサ、ススキなど、すらっとした細長い葉を持つ植物が多いのが特徴です。

分類:単子葉類
単子葉類(monocotyledon)
  • 子葉:1枚
  • 葉脈:平行脈(葉の筋が平行に走る)
  • 根:ひげ根(細い根が同じくらいの太さで多数生える)
  • 茎の維管束:散らばっている(バラバラに分布)
  • 例:イネ・ムギ・トウモロコシ・ユリ・ツユクサ・ススキ・タケ・チューリップ

双子葉類の4特徴

子葉が2枚の仲間。アサガオやヒマワリ、サクラなど、私たちの身のまわりの花や野菜の多くがここに入ります。葉が広く、葉脈が網目状になっているのが見ためのポイント。

分類:双子葉類
双子葉類(dicotyledon)
  • 子葉:2枚
  • 葉脈:網状脈(葉脈が網目のように分かれる)
  • 根:主根と側根(中央の太い根=主根から、横に枝分かれする側根が伸びる)
  • 茎の維管束:輪のように並ぶ(円形に整列)
  • 例:アサガオ・ヒマワリ・タンポポ・サクラ・アブラナ・エンドウ・ナス・ダイコン
単子葉類(イネ・ユリ) 双子葉類(アサガオ・サクラ) 葉脈:平行脈 葉脈が平行に走る 葉脈:網状脈 葉脈が網目に分かれる 根:ひげ根 細い根が多数 根:主根と側根 主根 側根 側根
図1:単子葉類と双子葉類の葉脈・根の比較

双子葉類はさらに合弁花と離弁花に分かれる

双子葉類は数が多いので、もう一段階「花びらのつくり」で分けられます。

用語:合弁花
花びらがくっついている
花びらの根もとが1つにつながっていて、根もとから取ろうとすると全体が筒のようにはずれる。
例:タンポポ・アサガオ・ツツジ・キク・ヒマワリ
用語:離弁花
花びらが1枚ずつ離れている
花びらが1枚1枚バラバラに取れる。サクラの花びらが1枚ずつ散るのを思い出すとわかりやすい。
例:サクラ・アブラナ・エンドウ・バラ・ナズナ

維管束の役割 ── 道管と師管

植物の体の中には、根から葉、葉から根へ、必要なものを運ぶための「水道管」のような通り道があります。これを 維管束 と言い、道管 と 師管 の2種類の管を束ねたものです。

用語:道管
水と無機養分の通り道
根から吸い上げた 水 や、水にとけた 無機養分(肥料の成分)が通る管。茎の内側(中心に近いほう)にある。
用語:師管
栄養分(有機養分)の通り道
葉でつくられたデンプンは、水に溶けやすい物質(糖など)に変えられて師管を通り、体の必要な部分へ運ばれる。茎の外側(皮に近いほう)にある。
道管+師管=維管束
  • 道管と師管はいつもセットで束ねられて、茎・葉・根のすべてにつながっている。
  • 双子葉類:維管束が 輪のように並ぶ(茎の断面を切ると円形に並んで見える)。
  • 単子葉類:維管束が 散らばっている(茎の断面でバラバラに点が散っているように見える)。
  • 葉では、葉脈そのものが維管束。葉脈の中にも道管と師管が走っている。
方向に注意
  • 道管は 下から上へ(根 → 葉)。水と無機養分。
  • 師管は葉でつくった栄養分を 必要な部分へ(葉 → 成長する部分・果実・根など)。
  • 「道管は水道」「師管は栄養を運ぶ先師」とこじつけて覚える人も多い。

この章でつまずきやすいところ

単子葉類と双子葉類は「子葉の枚数」だけでなく、葉脈・根・茎の維管束まで4セットで違いが出る単元です。本文を読み進める途中で「葉が細ければ単子葉?」「ひげ根って根がないこと?」と迷いやすい場面を、教科書の整理に沿ってほどいていきます。

葉が細長ければ単子葉類だと思い込んでしまう

  • つまずく場面:本文で「イネやユリは細長い葉を持つ単子葉類」と読むと、写真で葉が細い植物を見るたびに「これも単子葉類」と決めつけたくなる場面です。広い葉でも単子葉類のものや、細い葉の双子葉類もあるため、見ためだけで判断すると迷子になります。
  • 克服のコツ:見分け方の整理:教科書では4つの特徴セット(子葉・葉脈・根・茎の維管束)のうち、できれば2つ以上をそろえて判定する、と整理されています。葉の幅は手がかりの1つにすぎず、葉脈が平行か網目かと根がひげ根か主根+側根かを組み合わせて確認すると安全です。
  • ミニ例:細い葉を見たら、まず葉脈の向きを確認します。イネの葉は筋がまっすぐ平行に走っていて、根もひげ根 → 単子葉類。葉が細くても網状脈で主根がある植物は双子葉類に分類されます。

ひげ根を「根がない状態」と読み違えてしまう

  • つまずく場面:本文の「ひげ根」という言葉を見たとき、「ひげみたいに細い=根が弱い・少ない」と受け取ってしまい、「単子葉類は根が貧弱なのかな」と誤解しがちな場面です。図を見ても、太い根が見つからないので不安になります。
  • 克服のコツ:位置関係で整理:教科書ではひげ根=同じくらいの太さの細い根が多数、株もとからまとまって生える形と整理されています。中心に1本太い根がある双子葉類の主根+側根とは、太さの差と分かれ方が違うだけで、根の本数自体は多い、という捉え方が正解に近いです。
  • ミニ例:イネを抜くと、株のつけ根から同じ太さの細い根が束のように広がります。一方アサガオを抜くと、まん中に太い主根があり、そこから側根が横に枝分かれしています。

道管と師管の運ぶ向きを逆に覚えてしまう

  • つまずく場面:「道管は水、師管は栄養分」と本文を読み終えたあと、いざ図を見ると「どっちが根から上へ?どっちが葉から下へ?」と方向で迷ってしまう場面です。名前と向きと中身の3つを同時に処理しようとして混乱しがちです。
  • 克服のコツ:因果関係で整理:教科書では水は根から吸い上げる→上へ運ぶ=道管、栄養分は葉でつくる→体じゅうへ配る=師管と整理されています。「つくられる場所がスタート地点」と考えると、向きが自然に決まります。水は根がスタート、栄養分は葉がスタートです。
  • ミニ例:根が水を吸う → 道管を上へ運ばれて葉に届く。葉が光合成で栄養分をつくる → 師管を通って茎や根へ配られる。スタートとゴールをセットで覚えると迷いません。

茎の維管束の並び方と植物グループの対応を取り違えてしまう

  • つまずく場面:本文を読みながら、茎の断面図を見比べる途中で「輪のように並ぶのは単子葉?それとも双子葉?」と分からなくなる場面です。子葉の枚数や葉脈の話と一緒に処理しようとすると、4セットの順番が頭の中でごちゃつきます。
  • 克服のコツ:見分け方の整理:教科書では子葉1枚=単子葉類=維管束は散らばる、子葉2枚=双子葉類=維管束は輪のように並ぶと4セットで整理されています。「1枚はバラバラ、2枚は輪」のように、子葉の枚数を軸にもう一方を引き出すと混ざりにくくなります。
  • ミニ例:トウモロコシ(子葉1枚)の茎の断面では、維管束の点があちこちに散らばって見えます。サクラやヒマワリ(子葉2枚)の茎では、維管束が円のように整列して並びます。

練習問題

問題1(穴埋め)
次の表の空欄(ア〜ク)にあてはまる語句を答えなさい。
特徴単子葉類双子葉類
子葉の数(ア)枚(イ)枚
葉脈(ウ)(エ)
根のつくり(オ)(カ)
茎の維管束(キ)(ク)
答えを見る

(ア)1 (イ)2

(ウ)平行脈 (エ)網状脈

(オ)ひげ根 (カ)主根と側根

(キ)散らばっている (ク)輪のように並ぶ

問題2(分類)
次の植物を、単子葉類と双子葉類に分けなさい。
イネ・サクラ・アサガオ・ユリ・タンポポ・トウモロコシ・ヒマワリ・ムギ
答えを見る

単子葉類:イネ・ユリ・トウモロコシ・ムギ

双子葉類:サクラ・アサガオ・タンポポ・ヒマワリ

※ イネ科(イネ・ムギ・トウモロコシ)とユリは葉が細長く葉脈が平行 → 単子葉類。サクラ・アサガオなど、花や葉が広いものは双子葉類が多い。

問題3(記述)
次の問いに答えなさい。
  1. 道管と師管は、それぞれ何を運ぶ管か答えなさい。
  2. 名前の分からない植物が単子葉類か双子葉類かを、葉と根を見て見分ける方法を説明しなさい。
答えを見る

(1) 解答例:道管は、根から吸い上げた 水と水にとけた無機養分 を運ぶ管。師管は、葉でつくられた デンプンが水に溶けやすい物質(糖など)に変えられて、体の必要な部分に運ばれる管。

(2) 解答例:葉脈が 平行に走っていて、根が ひげ根(細い根が多数)なら単子葉類。葉脈が 網目状で、太い 主根 と枝分かれした 側根 があれば双子葉類。茎を切れる場合は、維管束が散らばっていれば単子葉類、輪のように並んでいれば双子葉類と判断できる。

まとめ

  • 被子植物は 単子葉類 と 双子葉類 の2グループに分けられる。
  • 違いは 4セットで一致:子葉の数・葉脈・根・茎の維管束。1つ分かれば残り3つも決まる。
  • 単子葉類は 子葉1枚/平行脈/ひげ根/維管束は散らばる(イネ・ユリなど)。
  • 双子葉類は 子葉2枚/網状脈/主根と側根/維管束は輪状(サクラ・アサガオなど)。さらに合弁花と離弁花に分かれる。
  • 維管束は 道管(水・無機養分を上へ)と 師管(葉でつくった栄養分を必要な部分へ)の束。茎・葉・根すべてにつながっている。

もっと知る ── 発展・実生活(出典つき)

※ 教科書の内容に、信頼できる出典をもとにした発展・実生活・時事の話題を補足しています(教科書そのものではありません)。

毎日食べる主食は「単子葉類」が多い実生活

イネ(米)・コムギ・トウモロコシは、どれも子葉が1枚で葉脈が平行脈の単子葉類です。世界の人びとの主食になっているこれらの作物が同じグループだと知ると、分類が暮らしと深く結びついていることがわかります。

出典:農林水産省 こどもそうだん(とうもろこし)

ダイコンの「白い部分」は根と茎が太ったもの実生活

ふだん食べているダイコンの白い部分は、根だけでなく、子葉の下の茎(胚軸)と根がいっしょにふくらんだものです。双子葉類は太い主根が発達するため、こうして根に養分をためこむ野菜が多く見られます。

出典:農畜産業振興機構(alic)だいこん資料

茎が太く育つかどうかは「形成層」で決まる発展

双子葉類は維管束が輪のように並び、道管と師管の間に形成層という分裂組織があります。形成層が細胞をつくり続けることで茎が横に太り、サクラのような木へと成長できますが、形成層をもたない単子葉類のイネやススキは太い木にはなりません。

出典:東京大学 UTokyo Channel「樹の太るしくみ」

根の水は葉の「蒸散」が引き上げている発展

道管を通る水は、ポンプで押し上げられているのではなく、葉の気孔から水が蒸発(蒸散)することで上から引っぱり上げられています。水の分子どうしが手をつなぐようにつながって連なるため、高い木でも根の水が葉まで届きます。

出典:森林総合研究所(森林研究・整備機構)自然探訪

じつは双子葉類の中から単子葉類が生まれた発展

DNAを使った最近の研究では、被子植物の祖先はもともと双子葉のなかまで、その一部から単子葉類が分かれて進化したと考えられています。子葉1枚・平行脈・ひげ根・維管束が散在という単子葉類の特徴は、進化の途中でまとめて備わったセットなのです。

出典:福岡教育大学 福原達人「被子植物の系統樹と分類」

野菜は「どこを食べるか」で見分けられる実生活

私たちは植物の根・茎・葉・実など、部分ごとに食べ分けています。ニンジンやダイコンは根、トウモロコシやエダマメは実(種子)というように、教科書で学ぶ根や維管束のはたらきは、毎日の食卓ともつながっています。

出典:文部科学省 食育教材「食べているのはこの部分」