葉の内部
葉の厚さは細胞数個分しかないことも多いのに、防水の覆い、栄養を作る2種類の細胞、空気の通路、管、開閉できる扉が備わっています。
葉の外側
木から葉を1枚取って観察しましょう。平たく広がった部分を葉身といいます。多くの葉は葉柄という柄で茎につながり、葉柄のない葉は無柄と呼ばれます。中央には主脈が通り、維管束組織からなる葉脈へと枝分かれしています。葉脈の模様から、植物の特徴がわかります。チューリップやイネ科植物などの単子葉類は平行脈をもち、シナノキなどの双子葉類は網状脈をもちます。イチョウの葉脈は、二つに分かれる枝分かれを繰り返します。
層ごとに見る
葉を横に切って顕微鏡で観察すると、層が見えます。両面には表皮があり、通常は細胞が一層に並んでいます。その上をクチクラというろう状の層が覆い、表面から水が失われるのを抑えます。陸上植物はすべてクチクラをもちます。葉によっては毛状突起という細かい毛もあり、昆虫を遠ざけたり、葉の表面を流れる空気を遅くしたりします。
両側の表皮の間には、葉の中ほどにある組織、葉肉があります。上側は柵状組織です。背の高い柱状の細胞が、柵の柱のように隙間なく並び、1～3層を作ります。光が最も強く当たる上面のすぐ下に位置し、葉緑体を豊富に含みます。その下は海綿状組織で、不規則な形の細胞がゆるく並び、間に細胞間隙があります。どちらの層にも葉緑体があります。細胞間隙は気孔を通じて外部とつながり、二酸化炭素が各細胞へ広がれるようになっています。
葉肉の中には葉脈が通っています。どれほど小さな維管束にも、木部（画面では「道管」）と師部（画面では「師管」）の両方があります。木部は仮道管と道管からなり、根から水と無機養分を運び入れます。師部は、光合成でできた物質を葉から植物のほかの部分へ運びます。実験室では、典型的な双子葉植物の葉と同じく、維管束の上側に「道管」、下側に「師管」が配置されています。
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表皮にある扉
表皮には気孔という開口部があります。それぞれの気孔の両側に孔辺細胞が二つあり、膨らむと気孔が開き、縮むと閉じます。OpenStaxによると、表皮の細胞で葉緑体をもつのは孔辺細胞だけです。多くの葉では、気孔は主に裏側にあります。裏側は日陰で温度が低いため、水の損失を抑えられます。
生育場所に合った葉
葉の形は生育環境に適しています。暗い熱帯雨林の林床に育つ植物には、わずかな光も捉えるため、とても幅広い葉が多く見られます。寒い場所にすむトウヒ、モミ、マツなどの針葉樹は、表面積の小さい針状の葉と、くぼんだ気孔をもち、どちらも水の節約に役立ちます。サボテンの葉はとげに縮小し、緑の茎で光合成を行います。水面に浮く水生植物は、幅広い葉身と、水をはじく厚いろう状のクチクラをもちます。ハエトリソウなどの食虫植物は窒素の乏しい湿地に育ち、昆虫を捕らえて窒素を補うように葉が変化しています。
| クチクラ | 水の損失を抑える、ろう状の層です。 |
| 柵状組織 | 上面の下に縦長の細胞が密に並び、光合成の大部分が行われます。 |
| 海綿状組織 | 細胞がゆるく並び、気体交換のための細胞間隙があります。 |
| 道管 | 根から水と無機養分を運びます。 |
| 師管 | 葉から糖を運び出します。 |
| 孔辺細胞 | 気孔を開閉する一対の細胞です。 |
| 葉柄 | 葉を茎につなぐ柄です。 |
- 表皮とクチクラが葉を保護し、水を通しにくくします。
- 柵状組織と、その下の海綿状組織に葉緑体があります。
- すべての維管束に、水を運び入れる道管と、糖を運び出す師管があります。
- 孔辺細胞が気孔を開閉します。気孔は主に葉の裏側にあります。
- 葉の光合成の大部分が行われる層はどれですか？
- 柵状組織
- 上側の表皮
- クチクラ
- 下側の表皮
- クチクラの働きは何ですか？
- 表面から水が失われるのを抑える
- 糖を運ぶ
- 酸素を作る
- 気孔を開く
- 表皮の細胞のうち、葉緑体をもつのはどれですか？
- 孔辺細胞だけ
- すべての細胞
- どの細胞にもない
- 上側の表皮だけ
- 葉の維管束には何が含まれますか？
- 道管と師管の両方
- 道管だけ
- 師管だけ
- 空気だけ
- 葉脈が平行に並ぶイネ科植物は、どの仲間ですか？
- 単子葉類
- 双子葉類
- イチョウ
- シダ植物
- 海綿状組織の細胞間隙は、なぜ役立つのですか？
- 気孔と細胞の間を気体が移動できるから
- 糖を蓄えるから
- クロロフィルを含むから
- 葉を重くするから
- 多くの葉では、気孔はどこにありますか？
- 主に裏側
- 表側だけ
- 葉脈の中
- 柵状組織の中
- くぼんだ気孔をもつマツの針葉は、何のための適応ですか？
- 水を節約するため
- 昆虫を捕らえるため
- 水に浮くため
- 林床でより多くの光を捉えるため
- ハエトリソウが昆虫を捕らえるのはなぜですか？
- 窒素の乏しい湿地で窒素を補うため
- 水を得るため
- 二酸化炭素を得るため
- 防御だけのため
- 葉の上面から下面に向かって、層を順に並べましょう。
このコースの出典 (16)
- -fix5: gravity calculation corrected using rho*g*h = 1000*9.8*h Pa
- the cited textbook has a tenfold coefficient error. Sources (checked 2026-10-17): OpenStax Biology 2e 8.1 Overview of Photosynthesis (photoautotrophs, mesophyll, stomata on the underside, guard cells, chloroplast, thylakoid, granum, stroma, two stages; openstax.org/books/biology-2e/pages/8-1-overview-of-photosynthesis)
- 8.2 The Light-Dependent Reactions (400 to 700 nm, chlorophyll a absorbs blue and red, carotenoids, 300 to 400 chlorophylls per antenna, water split at PSII, about 10 percent of the oxygen used by the leaf's mitochondria; .../8-2-the-light-dependent-reactions-of-photosynthesis)
- 8.3 Using Light Energy to Make Organic Molecules (RuBisCO, 3-PGA, G3P, three turns per G3P and six per glucose, "dark reaction" outdated, cacti fix CO2 at night; .../8-3-using-light-energy-to-make-organic-molecules)
- 30.3 Roots (tap and fibrous roots, root cap, three zones in the first centimetre, root hairs, endodermis and Casparian strip; .../30-3-roots)
- 30.4 Leaves (lamina, petiole, midrib, parallel and reticulate venation, Ginkgo, cuticle, trichomes, palisade in one to three layers, spongy mesophyll, guard cells the only epidermal cells with chloroplasts, xylem and phloem, needles and spines; .../30-4-leaves)
- 30.5 Transport of Water and Solutes (redwoods near 116 m, turgor 0.6 to 0.8 MPa and up to 1.5 MPa = 210 psi vs tyres 30 to 34 psi, gravity -0.1 MPa per metre, -2 MPa at the leaf surface, cohesion-tension, up to 90 percent of the water lost, sources and sinks, phloem sap up to 30 percent sugar; .../30-5-transport-of-water-and-solutes-in-plants)
- 31.3 Nutritional Adaptations (rhizobia, nodules, nitrogenase, biological fixation 65 percent of nitrogen used in agriculture, mycorrhizae in more than 80 percent of land plants, up to 20 percent of the carbon; .../31-3-nutritional-adaptations-of-plants)
- 32.2 Pollination and Fertilization (self and cross pollination, bees cannot see red, nectar guides, bats, birds, wind, water, at least 25,000 orchid species, double fertilization 2n zygote and 3n endosperm, seed parts, scutellum, fruit types, dispersal, dormancy; .../32-2-pollination-and-fertilization)
- Britannica, Photosynthesis: history (Priestley 1771, Ingenhousz 1779, 1782: oxygen formed at the expense of fixed air, identified the year before as carbon dioxide) (britannica.com/science/photosynthesis/History-of-the-study-of-photosynthesis)
- Smithsonian Libraries, Ingenhousz, Experiments upon Vegetables, 1779 (library.si.edu/digital-library/book/experimentsuponv00inge)
- van Helmont's account (200 pounds of earth, 5 pound willow, 169 pounds and about 3 ounces after five years, soil short by about 2 ounces)
- quoted from Howe 1965 by S. G. Saupe, College of St. Benedict and St. John's University (employees.csbsju.edu/ssaupe/biol115/van_helmont.htm)
- F. F. Blackman, Optima and Limiting Factors, Annals of Botany 19:281-296, April 1905 (doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a089000)
- NOAA Global Monitoring Laboratory, Trends in CO2 (gml.noaa.gov/ccgg/trends/: Mauna Loa September 2026 monthly mean 426.07 ppm)
- NOAA Climate.gov, Climate change: atmospheric carbon dioxide (280 ppm or less before the Industrial Revolution of the mid-1700s, from ice cores; climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide).
確認日: 2026-10-17