【中学受験理科】植物のつくりと分類を図解で総まとめ—花のつくり 受粉 種子 単子葉と双子葉｜武蔵野個別指導塾

花の断面図で胚珠と子房を区別し、種子と果実への変化を追います。発芽実験の表を読む例題や単子葉類・双子葉類の分類問題を通して、答えの根拠を親子で確かめられます。

よくあるのは、返されたテストの余白に花の絵を描き直したものの、「種子になる部分」と「果実になる部分」の答えを、もう一度逆にしてしまうという場面です。お子さまが「胚珠」「子房」という名前を言えても、それぞれが花のどこにあり、後に何へ変わるのかまで結びついていないと、矢印の先が変わっただけで迷いやすくなります。

植物の問題では、名前を覚えることと、つくりの関係を読むことの両方が必要です。花の中の小さな粒が種子になることを押さえると、果実に種子がたくさん入っている理由も説明できます。また、発芽の実験では、知っている条件を答えるだけでなく、表のどの組を比べれば確かめられるかを考えます。

まず花の位置関係を整理し、受粉後の変化、種子のつくりと発芽、植物の分類へ進みましょう。図と実験結果を根拠にして、選択問題でも記述問題でも「なぜその答えなのか」を短く説明することが目標です。

この単元で身につけること

• 花の4要素を、位置とはたらきで区別します。がく、花弁、おしべ、めしべを、外側から内側への並びと結びつけて覚えます。
• 受粉と、その後に起こる変化を分けます。花粉が柱頭につくこと、胚珠が種子になること、子房が果実になることを順に説明します。
• 種子の中の養分と、発芽の条件を区別します。子葉や胚乳にたくわえられた養分を使うことと、水・空気・適当な温度が必要なことは、別々の問いへの答えです。
• 対照実験で比べる組を選びます。調べたい条件だけが異なり、ほかの条件がそろっている組を、表から探せるようにします。
• 種子植物を段階に沿って分類します。胚珠が子房に包まれるかを先に調べ、その後で被子植物を単子葉類と双子葉類に分けます。

これまでの植物の観察で見た葉や根、芽の形が、分類や実験の理由を説明する手がかりになります。見た目の印象だけで決めず、問題文に示された特徴を順に確かめる習慣をつけましょう。

基本の考え方

花の4要素を外側から読む

アブラナなどの花では、基本的に外側から、がく、花弁、おしべ、めしべの順に並びます。がくはつぼみの中の部分を保護します。花弁は花びらのことで、色や形が昆虫を引き寄せるのに役立つ花もあります。ただし、すべての植物に目立つ花弁があるわけではありません。花の4要素は基本の見取り図であり、どの花にも必ず4要素がそろう、という意味ではないのです。

おしべの先にある袋状の部分を「やく」といいます。やくの中で花粉がつくられます。めしべの先は「柱頭」、その下の細い部分は「花柱」、根元のふくらんだ部分は「子房」です。子房の中には「胚珠」があります。めしべ全体と子房は同じものではなく、子房はめしべの一部分です。

図1のように、花を縦に切った模式図では、子房を外側の囲み、胚珠をその内側の小さな粒として読むと位置関係をつかめます。この図は部分どうしの関係を示しており、花弁やおしべの実際の本数を表したものではありません。ラベルを隠して、線の先が囲みを指すのか、粒を指すのかを確かめましょう。

花のつくりを問う問題では、まず引き出し線の先を見ます。めしべの根元に線が向かっているからといって、すぐ「胚珠」と答えないことが大事です。ふくらみ全体なら子房、その中の粒なら胚珠です。図を読む順番を「位置を確かめる、名前を答える、はたらきを思い出す」とすると、似た用語が混ざりにくくなります。

ヘチマのように、おしべをもつお花と、めしべをもつめ花が別々についている植物もあります。め花には、花の下に小さな実のように見える子房があります。お花とめ花を見分けるときは、花の色よりも、おしべ・めしべと子房の有無を手がかりにします。なお、1つの花におしべとめしべがそろっていても、必ずその花自身の花粉で受粉するとは限りません。

受粉から種子へ、種子から芽へ

被子植物で、花粉がめしべの柱頭につくことを「受粉」といいます。花粉が風で運ばれる花もあれば、昆虫によって運ばれる花もあります。受粉は花粉が到着する段階です。その後、花粉から花粉管が伸び、胚珠の中で受精が起こります。受粉と受精は同じ言葉ではありません。中学受験では、まず「つく」と「その後に中で起こる変化」を分けておくと整理しやすくなります。

受精後、胚珠は種子へ、子房は果実へと育ちます。この対応は「中にあったものが、後でも中にある」という関係で覚えられます。子房の中に胚珠があり、果実の中に種子があるのです。子房に胚珠がいくつも入っていれば、種子を複数含む果実になることがあります。ただし、胚珠があっても受精しなかったり、途中で育たなくなったりすれば、その全部が成熟した種子になるとは限りません。

ふだんの食事でいう「くだもの」と、理科の「果実」は範囲が違います。エンドウのさやも、子房からできる果実です。さやの中の豆は種子に当たります。一方、イチゴの食べる赤い部分のように、子房以外の部分が大きく発達する例もあります。「食べるところは全部子房」と広げず、まず何の植物のどの部分について聞かれているかを確かめます。

種子の外側を包む皮を「種皮」といいます。種子の中には、やがて芽や根になる部分を含む「胚」があります。胚は、幼芽、幼根、胚軸、子葉などからできています。子葉は胚の一部なので、「胚と子葉はまったく別のもの」と並べて覚えないようにします。図によって子葉が大きく描かれていても、それは養分を多くたくわえているためで、すべての種子の子葉が同じ大きさになるわけではありません。

インゲンマメは、主に子葉に発芽のための養分をたくわえています。トウモロコシやイネは、主に胚乳に養分をたくわえています。このため、種子の断面を読むときは、外側の皮、芽や根になる部分、養分をたくわえる部分を分けて見ます。双子葉類でも胚乳に養分をたくわえる植物はあります。子葉の枚数と養分の貯蔵場所は、同じ基準ではありません。

発芽には、一般に水、空気中の酸素、適当な温度が必要です。水を吸った種子は、たくわえた養分を使いながら活動を始めます。呼吸のための酸素も必要なので、水があればあるほどよいわけではありません。種子が長く水に沈むと、空気に触れにくくなります。ここでいう適当な温度も、必ず何℃という1つの値ではなく、植物の種類によって違います。

インゲンマメの発芽を調べる標準的な実験では、日光や肥料を発芽の必要条件に入れません。芽が出始めるときは種子の養分を利用できるためです。その後、葉を広げてよく成長する段階では、光や肥料などの条件を改めて考えます。また、光が発芽に影響する種子もあるため、インゲンマメの結果をあらゆる植物へ無条件に広げないようにしましょう。

植物の分類は大きな分かれ道からたどる

種子をつくる植物を「種子植物」といいます。種子植物は、胚珠が子房の中にある「被子植物」と、胚珠が子房に包まれていない「裸子植物」に分かれます。アブラナ、アサガオ、イネなどは被子植物です。マツ、スギ、イチョウなどは裸子植物です。裸子植物には子房がないため、子房からできる果実もありません。

マツにはお花とめ花があり、花粉は主に風で運ばれます。め花のりん片には胚珠がついています。まつかさを果実と呼びたくなりますが、子房からできたものではありません。また、裸子植物の受粉では、被子植物のように「柱頭につく」とは説明しません。胚珠がむき出しという分類上の特徴と結びつけて考えます。

被子植物を子葉の枚数で分けると、子葉が1枚の「単子葉類」と、2枚の「双子葉類」になります。単子葉類にはイネ、トウモロコシ、ユリなどがあり、双子葉類にはアブラナ、インゲンマメ、アサガオなどがあります。この分け方で数えるのは子葉です。発芽後に伸びた本葉や、成長した株についている葉の総数ではありません。

代表的な単子葉類は、葉脈がほぼ並ぶ平行脈、根は細い根が多数出るひげ根です。代表的な双子葉類は、葉脈が網目状の網状脈、根は太い主根とそこから分かれる側根です。これらは子葉を見られないときの手がかりになります。ただし例外もあるため、名前のわからない植物を葉脈だけで必ず断定できるわけではありません。問題に複数の特徴が示されていれば、組み合わせて判断します。

例題で解き方を確かめる

例題1　花の部品と受粉後の変化

ある被子植物の花を縦に切ったところ、めしべの先をア、根元のふくらみをイ、イの中の小さな粒をウとしました。花粉がつく部分を記号で答えましょう。また、受精後にイとウはそれぞれ何になるでしょうか。

1. ア・イ・ウに名前をつけます。アは柱頭、イは子房、ウは胚珠です。後の変化を考える前に、どの部分を指しているかを確定させます。
2. 受粉の意味を当てはめます。被子植物では花粉が柱頭につくので、選ぶ記号はアです。「花粉をつくる場所」のやくとは、問いが違います。
3. 子房と胚珠の変化を対応させます。子房は果実に、胚珠は種子になります。外の囲みと中の粒の関係を、そのまま受粉後のつくりへ移します。

答え：花粉がつく部分はア、イは果実、ウは種子になります。

この問題では、記号だけを覚えても別の図には使えません。答え合わせのときは「アだから柱頭」ではなく、「めしべの先だから柱頭」と説明します。引き出し線の向きが変わっても、同じ位置関係をたどれることが大切です。

例題2　胚珠の数と種子の数を計算する

エンドウのめしべを調べると、1つの子房に胚珠が8個ありました。同じつくりの花が5個あり、それぞれで胚珠のうち6個が受精して、すべて成熟した種子になりました。子房はすべて果実になったものとします。できた果実と種子は、それぞれ何個ですか。また、種子にならなかった胚珠は合計何個ですか。

1. 果実の数を先に決めます。1つの子房から1つの果実ができる条件なので、5個の花にある5個の子房から、5個の果実ができます。胚珠の数を掛ける必要はありません。
2. 1つの果実に入る種子の数を読みます。8個の胚珠すべてではなく、受精して成熟した6個が種子になります。種子の合計は、6 × 5 ＝ 30個です。
3. 種子にならなかった胚珠を数えます。1つの子房では8 − 6 ＝ 2個です。子房が5個あるため、合計は2 × 5 ＝ 10個です。

答え：果実は5個、種子は30個、種子にならなかった胚珠は10個です。

計算前に、「花1個当たり」「子房1個当たり」「全部で」という言葉を見つけておくと、何を掛けるのかがはっきりします。検算では、最初の胚珠が8 × 5 ＝ 40個であり、種子になった30個とならなかった10個の合計に一致することを確かめます。

例題3　発芽実験で比べる組を選ぶ

発芽する力のある同じ種類のインゲンマメを、各組10粒ずつ用意しました。容器、観察期間、明るさなどはそろえ、次の条件で調べました。「少ない」は、水に沈めて空気に触れにくくした条件です。表の温度はこの実験で用いた値です。

水、空気、温度の影響を調べるには、それぞれどの2組を比べればよいでしょうか。また、Aで発芽した種子の割合は何％でしょうか。図2のように、基準のAと比べ、変えた条件がどの列にあるかを追うと整理できます。色の違う欄が、Aから変えた条件です。

1. 水以外が同じ組を探します。AとBは空気への触れ方と温度が同じで、水だけが違います。そのため、水の影響を調べる比較に使えます。
2. 空気、温度についても同じように探します。AとCは空気への触れ方だけ、AとDは温度だけが違います。一度に複数の条件が変わる組では、結果の違いの原因を1つに絞れません。
3. 割合は、発芽した数を、まいた数で割ります。Aでは9 ÷ 10 × 100 ＝ 90％です。分母にするのは発芽しなかった1粒ではありません。

答え：水はAとB、空気はAとC、温度はAとDを比べ、Aの発芽の割合は90％です。

Aで1粒が発芽しなかったことだけから、「水・空気・適当な温度は発芽と無関係」とは結論できません。種子の状態の違いなども考えられます。また、この表には暗い場所の組がないため、日光の必要性を直接調べた実験ではありません。知識として知っていることと、この表から確かめられることを分けて答えましょう。

例題4　分類の根拠を文章にする

植物Pは胚珠が子房の中にあり、子葉が1枚で、葉脈は平行脈でした。植物Qは胚珠が子房に包まれていませんでした。PとQをそれぞれ分類し、判断の根拠を短く説明しましょう。

1. 胚珠と子房の関係を先に調べます。Pは子房の中に胚珠があるので被子植物です。Qは胚珠が子房に包まれないので裸子植物です。子葉の枚数を見る前の分かれ道を飛ばさないようにします。
2. 被子植物Pについて子葉を調べます。1枚なので単子葉類です。平行脈という特徴も、代表的な単子葉類の特徴に合っています。
3. 理由は、答えを決めた特徴と結びつけます。「Pは葉が細そうだから」と印象で書かず、問題文にある子房と子葉の情報を使います。

答え：Pは胚珠が子房の中にあり子葉が1枚なので被子植物の単子葉類、Qは胚珠が子房に包まれないので裸子植物です。

Qをさらに単子葉類か双子葉類かに分ける必要はありません。この問題で使う単子葉類・双子葉類の区分は、被子植物の中の分け方だからです。分類の記述では、特徴をたくさん並べるより、どの分かれ道で何を根拠にしたかを順につなげます。

つまずきやすいところと直し方

胚珠と子房を逆にする

誤った書き方は「胚珠が果実になり、子房が種子になる」です。違う点は、中にある小さな粒と、それを包むふくらみの対応が逆になっていることです。正しい書き方は「胚珠が種子になり、子房が果実になる」です。

直すときには、「胚珠・種子」「子房・果実」を別々に唱えるだけで終えません。大きな囲みの中に小さな丸を3個描き、変化する前後の絵を並べます。前の囲みに子房、丸に胚珠、後の囲みに果実、丸に種子と書くと、2組の用語が1つの位置関係で結びつきます。小さな丸の数は植物によって違うことも、ひと言添えましょう。

発芽と成長の条件を混ぜる

誤った書き方は「インゲンマメの発芽には、水・日光・肥料が必要」です。違う点は、葉を広げた後の成長を調べる条件を発芽へ持ち込み、空気と適当な温度を落としていることです。正しい書き方は「インゲンマメの発芽には、水・空気・適当な温度が必要」です。

直すときは、問題の「発芽」という言葉に線を引きます。次に「芽が出るとき、使う養分はどこにあるか」とたどり、種子の中の養分へ戻ります。肥料は種子がたくわえた養分と同じものではありません。また、明るい場所に置いてあったという実験の設定だけでは、光が必要だとはいえません。暗い場所との比較があるかを確認する必要があります。

分類を同じ高さで並べる

誤った書き方は「種子植物は、単子葉類・双子葉類・裸子植物の3つに同じ基準で分かれる」です。違う点は、子房の有無による区分と子葉の枚数による区分を混ぜていることです。正しい書き方は「種子植物を被子植物と裸子植物に分け、被子植物を単子葉類と双子葉類に分ける」です。

図3のように、まず左から最初の分かれ道へ進みます。被子植物の枝へ進んだ後に、子葉の枚数を確かめます。図の線は成長の順番ではなく、分類のつながりを示しています。裸子植物が成長して被子植物になる、という意味ではありません。

たとえば、イネとマツを同じ「葉が細い植物」としてまとめても、この分類の根拠にはなりません。イネは子房があり子葉が1枚、マツは胚珠が子房に包まれないという違いで判断します。外見が似ているかどうかより、問題で指定された分類の基準に合うかどうかを確かめましょう。

ここで手が止まるなら、止まった単元まで一緒に戻ります。学年別個別指導コース／お問い合わせ

練習問題

練習1　花と種子の名前

花粉をつくるおしべの先の部分、被子植物で花粉がつくめしべの先の部分を、それぞれ答えましょう。また、インゲンマメとトウモロコシが発芽に使う養分を主にたくわえる部分も、それぞれ答えてください。4つの答えを、問われた順に並べます。

練習2　種子の数

ある被子植物の花が4個あり、それぞれの子房には胚珠が7個ずつありました。各子房で5個の胚珠が受精し、そのすべてが成熟した種子になりました。子房もすべて果実になりました。果実の数、種子の合計、種子にならなかった胚珠の合計を求めましょう。

練習3　発芽実験の読み取り

同じ種類のインゲンマメを各組20粒ずつ使い、水と空気は十分、温度は25 ℃にそろえました。明るい場所のEでは18粒、暗い場所のFでは18粒が発芽しました。容器や観察期間など、ほかの条件も同じです。各組の発芽の割合は何％ですか。また、この結果から日光が発芽に必ず必要だといえるでしょうか。理由も答えましょう。

練習4　分類と根拠

植物Rは子房の中に胚珠があり、子葉は2枚、葉は網状脈、根は主根と側根でした。Rの分類を答え、子房と子葉に触れて理由を書きましょう。また、子房をもたないマツのまつかさを、理科でいう果実と呼べるかも答えてください。

答えと解説

練習1の答え：やく、柱頭、子葉、胚乳です。やくは花粉をつくる場所、柱頭は花粉を受ける場所です。インゲンマメとトウモロコシでは、主な養分の貯蔵場所が違います。子葉の枚数を問う問題と混ぜず、何を答える欄なのかを先に確かめます。

練習2の答え：果実は4個、種子は20個、種子にならなかった胚珠は8個です。果実は子房の数から4個とわかります。種子は5 × 4 ＝ 20個、種子にならなかった胚珠は（7 − 5）× 4 ＝ 8個です。最初の胚珠28個と、20 ＋ 8 ＝ 28個が一致します。

練習3の答え：EもFも90％で、日光が発芽に必ず必要だとはいえません。18 ÷ 20 × 100 ＝ 90％です。暗い場所でも発芽したので、このインゲンマメでは日光がなくても発芽できたことが根拠になります。ただし、この結果だけで、その後の成長にも光が不要だとはいえません。

練習4の答え：Rは被子植物の双子葉類で、まつかさは果実とは呼びません。Rは胚珠が子房の中にあるので被子植物、子葉が2枚なので双子葉類です。まつかさは子房が育ってできたものではありません。「種子をつけるものなら全部果実」とは考えないことがポイントです。

次の単元へのつながりと家庭での確かめ方

植物のつくりを学ぶと、次に光合成・呼吸・蒸散を考える土台ができます。発芽直後に種子の養分を使うことと、葉が育って光を受けながら養分をつくることがつながるからです。水や養分を運ぶ道を学ぶ際にも、根・茎・葉が別々にはたらくのではなく、1つの体としてつながっていることを意識できます。

家庭では、保護者が付き添い、各5分ほどでできる確認を2つ試せます。1つ目は、紙に子房の囲みと胚珠の粒を描き、「受粉後、どこが何になるか」をお子さまに矢印で結んでもらう方法です。答えを先に伝えず、粒と囲みを区別できているかを見ます。実物を切ったり、知らない植物を採取したりする必要はありません。

2つ目は、例題3の表の発芽数を紙で隠し、「水だけが違う組」を探してもらう方法です。選べたら、空気と温度についても比べる組を変えます。発芽をその場で観察する活動ではなく、実験の条件を読む練習なので、5分で終えられます。個別指導で確かめるときも、名称を取り違えたのか、図の線の先を読めなかったのか、条件をそろえる意味で止まったのかまで戻って確認します。

まとめ

返されたテストの余白に描く花は、きれいである必要はありません。子房の中に胚珠があり、その粒が種子へ育つ関係を示せれば、図は答えの理由になります。分類も実験も、同じように判断の根拠を目に見える形へ直せます。

名前が出てこないときと、関係を取り違えたときでは、戻る場所が違います。名前なら図の位置へ、変化なら前後の対応へ、実験なら比べる条件へ戻ります。植物の理解の確かさは、覚えた名前の数ではなく、胚珠から種子へ1本の矢印を引く理由に表れます。