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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
monocotyledon
  • 子葉:1枚
  • 葉脈平行脈(葉の筋が平行に走る)
  • 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)
  • :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
dicotyledon
  • 子葉:2枚
  • 葉脈網状脈(葉脈が網目のように分かれる)
  • 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)
  • :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。
: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。
: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 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 栄養分(デンプンや糖など)が、体じゅうへ運ばれる管。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 上から下へ(葉 → 体じゅう)。葉でつくった栄養分。
  • 管は道」「管は栄養を運ぶ先」とこじつけて覚える人も多い。

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 栄養分(デンプンや糖など) を体じゅうに運ぶ管。

(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下へ)の束。茎・葉・根すべてにつながっている。