高校受験の理科 植物のつくり—花・葉・根の観察から各部分の役割を結び付ける｜武蔵野個別指導塾

胚珠から種子、子房から果実への対応を図で追い、葉脈と根の観察結果を組み合わせて判断する練習に取り組めます。

よくあるのは、中学生が花の断面図を見て、胚珠と子房がそれぞれ何になるかを逆にしてしまう場面です。どちらもめしべの根元にあるため、名前を覚えただけでは、図のどこを指すのか迷いやすくなります。外側の袋状の部分と、その内側にある粒を分けて見れば、変化をたどる出発点が定まります。花に加えて葉と根も観察し、見えた形から言えることと、観察だけでは決められないことを整理しましょう。

観察の問題で求められること

出方の1つは、花を縦に切った図に線を引き、花粉がつく場所や胚珠の位置を答えるものです。線の先が内側の粒を指しているのか、それを包む部分を指しているのかを見ます。言葉の並び順ではなく、図の中の位置が判断の根拠です。

別の型では、受粉後にどの部分が種子や果実になるかを問います。受粉は花粉がめしべの柱頭につくことであり、受精とは区別します。子房と胚珠の変化は、受精後の発達として整理します。花粉がついたという情報だけから、必ず種子ができたと決めることはできません。

もう1つは、葉脈と根の観察結果を組み合わせる型です。葉脈が網目状か平行か、根が太い主根と側根からなるか、ひげ根かをそれぞれ観察します。図の一部が隠れているときは、見えない部分を見えたことにしない姿勢が必要です。花の構造と葉・根の対応を扱い、胞子でふえる植物などの分類はここでは扱いません。

花の内側と葉・根を見る

図1のように、花の中心にあるめしべは、先端の柱頭、細い花柱、根元の子房に分けて見ます。子房の中にあるのが胚珠です。図は位置関係を示す模式図で、形や大きさは実物そのままではありません。外側から順にたどると、子房の内側に胚珠があることを確かめられます。

図1のように、柱頭はめしべの先端で花粉を受け取る場所です。おしべの先端のやくには花粉ができます。おしべとめしべを取り違えたときは、やくのある側と、子房につながる側を指でたどってみましょう。花弁は目立つ部分、がくはその外側にありますが、花の形には違いがあります。見え方が例と違っても、部位のつながりを確認します。

受粉後、受精を経て胚珠は種子になり、子房は果実になります。種子の中には、発芽して新しい個体に育つもとになる胚があります。果実は種子を包む部分です。胚珠と子房は同じものの別名ではなく、内側と外側に分かれた部分ですから、対応も別々に書きます。

葉脈は葉に見えるすじです。網状脈はすじが枝分かれして網目のようにつながり、平行脈は主に葉の付け根から先へ平行に近い形で走ります。葉脈の中には水や養分の通り道があり、葉を支える働きにも関係します。線が少し曲がっていても、全体の走り方を見て判断します。

根には土の中から水や水に溶けた物質を取り入れ、体を支える働きがあります。太い主根から細い側根が出る形と、同じ程度の太さの根が多数出るひげ根の形を区別します。主根と側根を持つ植物には網状脈、ひげ根を持つ植物には平行脈が見られることが多いものの、問題では示された条件や観察結果を優先します。根の先に近い部分の細い毛のような根毛は、水などを吸収する面積を広げます。根毛と側根は大きさも位置も異なるので、同じものとして扱いません。

観察するときは、花を外側から順に見て、どの部分がどこにつながるかを記録します。花を分けて並べる場合も、外側にあったものと中心にあったものの順番を残すと、元の花に戻して考えられます。断面の図では、線が部分の境界を指しているのか、中身を指しているのかも確認します。実物を切る作業は、道具の扱いに気をつけ、大人や先生の指示に従います。

葉では、1本のすじだけでなく葉全体のすじを見ます。太いすじから細いすじが枝分かれし、互いにつながっているなら網状脈です。付け根から先へ同じ向きに並ぶ様子なら平行脈と判断します。根は土を落として広がり方を見ると、中心の太い根があるか、似た太さの根が集まっているかを比べやすくなります。途中で根が切れている場合は、残った形だけで元の全体を断定しません。

基本例題：花の断面から変化を追う

ある花の縦断面を模式的に描いた図2で、Pはめしべの先端、Qはめしべの根元のふくらんだ部分、RはQの内部にある粒を指します。花粉がPにつき、その後に受精が起こって種子と果実が発達したとします。次の問いにそれぞれ用語で答えてください。

1. P、Q、Rの名称は何ですか。
2. 花粉がPにつくことを何といいますか。
3. RとQはそれぞれ何になりますか。

図2のように、まずPからめしべの根元へ線をたどります。Pは先端、Qは根元のふくらみ、RはQの内側の粒です。図2の矢印の先がどの部分に触れているかを確認してから、名前を置きます。

答えは、1がPは柱頭、Qは子房、Rは胚珠です。2は受粉です。3はRが種子、Qが果実です。求める順に、位置、名称、変化をつないでみます。

• Pはめしべの先端 → 柱頭 → 花粉がつく場所です。
• Qは根元のふくらみ → 子房 → 受精後に果実になります。
• RはQの中の粒 → 胚珠 → 受精後に種子になります。

この問題では計算式を使いません。矢印の前後が対応関係を表します。Rを果実と答えると、内側の粒が外側の果実になることになり、図の包む・包まれる関係と合いません。答えを図に戻し、果実の内側に種子があるという関係を確かめると、取り違えに気づけます。

花粉が柱頭につくことと、種子が発達することは別の段階です。設問は受精が起こったと条件を置いているので、胚珠から種子への変化までたどれます。もし花粉がついたことしか示されていなければ、その情報だけで種子の発達を断定しないようにします。問いの条件を最後まで読むことが、名称を覚えることと同じくらい重要です。

少し難しい例題：見えた情報を分ける

植物AとBの葉と根を観察したところ、Aは網状脈と主根・側根が見えました。Bは平行脈とひげ根が見えました。別に、植物Cは葉が途中で破れていて葉脈の全体が見えず、根は観察していません。これらは問題のために設定した観察結果です。次の問いには、植物を記号で答え、理由を1文で書いてください。

1. 示された結果のうち、網状脈と主根・側根の両方を確認できた植物はどれですか。
2. 葉脈と根の組合せを、この結果だけでは判定できない植物はどれですか。

1の答えはAです。Aには網状脈と主根・側根の両方が記録されています。Bは平行脈とひげ根であり、求められた組合せではありません。Cは必要な観察結果がそろっていません。3つを問題の条件へ戻し、両方を確認できたものを選ぶと、Aだけが残ります。

2の答えはCです。葉脈の全体が見えず、根も観察していないため、組合せを決められません。Cが網状脈でも平行脈でもないと決まったわけではありません。観察が不足していることと、どちらの特徴も持たないことは別です。

分かれ目は「見えた特徴を答える」のか、「見えない特徴を推測する」のかです。問題が予想を求めるなら、一般に見られる対応を使い、予想であると明記できます。しかし、確認したものを問われたら、予想を観察結果に混ぜません。葉だけを見て根の形まで観察したと書くと、理由に飛躍が生じます。

誤答を図で直す

「胚珠が果実になり、子房が種子になる」と書く誤答を考えます。似た名前を対にして暗記すると、内側と外側の位置が入れ替わっても気づきにくくなります。図3のように、まず子房の中に胚珠がある状態を見て、次に果実の中に種子がある状態へ線をつなぎます。

図3のように、外側の子房は果実、内側の胚珠は種子へ対応します。線が交差するように覚えるのではなく、包むものと包まれるものをそれぞれ追うと修正できます。果実の中に種子があることを出発点へ戻して、子房の中に胚珠があることも言えれば確認は十分です。

別の誤りは「花粉がつけば必ず果実と種子ができる」とすることです。受粉は花粉が柱頭につく段階を指します。その後の受精や発達が成立するという条件が示されているかを読み、受粉と受精を一続きの同じ用語にしないようにします。

葉と根でも、根毛を細い側根と呼ぶ間違いがあります。根毛は根の表面にできる細い毛のような部分で、主根から枝分かれする側根とは異なります。どちらも細く描かれることがあるので、絵の線の太さだけでなく、どこから出ているかを見て名前を直します。

図を使った説明では、矢印が何を表すかにも注意します。花粉が運ばれる向きを示す矢印と、部位が発達した後の姿を示す矢印は、同じ形でも意味が違います。図3の線は物が移動する道ではなく、発達する前後の対応です。子房が果実へ場所を移動するという意味ではありません。

花の断面が上下逆に描かれていても、柱頭から花柱を通り子房へつながる関係は変わりません。紙の上側にあるか下側にあるかだけで判断せず、めしべの先端と根元を探します。図の向きが変わった場合にも、胚珠は子房の内部にある粒として見つけられます。

観察の手がかりを使う練習

次の4問は自作の設定です。答えは問われた形で書いてください。先に4問を解き、その後で答え合わせをします。

1. 花のめしべの断面で、外側のふくらみをX、その中にある粒をYとします。受精後に発達するとき、XとYがそれぞれ何になるか、用語で答えてください。
2. 花粉がつくめしべの先端を何と呼び、そこに花粉がつくことを何というか、それぞれ用語で答えてください。
3. 植物Dは平行脈とひげ根、植物Eは網状脈と主根・側根を観察しました。主根・側根を確認した植物を記号で答え、その葉脈の形も用語で答えてください。
4. 植物Fは網状脈を観察しましたが、根は土に隠れて見えませんでした。根が主根・側根であると観察結果から確定できるかを「できる」か「できない」で答え、理由を1文で書いてください。

答えと考え方

1の答えはXが果実、Yが種子です。Xは外側の子房、Yはその中の胚珠に当たります。答えを元の設定に戻すと、果実の中に種子がある関係と、Xの中にYがある関係が対応します。受精後に発達するという条件も見落とさないようにします。

2の答えは柱頭、受粉です。花粉はおしべのやくにでき、めしべの先端の柱頭につきます。柱頭という場所の名前と、受粉という出来事の名前を別々に答えます。答えを問題へ戻すと、花粉がつく先端は柱頭であり、その出来事が受粉です。

3の答えはE、網状脈です。Dにはひげ根、Eには主根・側根と書かれています。Eの行に戻ると、同じ植物の葉脈は網状脈なので、根と葉を別の植物から取り違えていないことも確かめられます。一般的な対応を覚えていても、まず与えられた観察結果を読むことが必要です。

4の答えは「できない」です。根を観察していないため、根の形は確認されていないからです。網状脈から根の形を予想することはできますが、土に隠れた根を実際に見たことにはなりません。根が隠れているという条件に答えを戻せば、観察と予想が混ざっていないかを確かめられます。

手元に残す要点

• めしべの柱頭に花粉がつくことが受粉です。
• 子房の中に胚珠があり、受精後にそれぞれ果実と種子へ発達します。
• 網状脈と主根・側根、平行脈とひげ根の組合せを観察します。
• 見えなかった部分は、予想と観察結果を分けて扱います。

どこで迷ったかを見つける

答えが逆になったときは、名称を言い直す前に図の子房と胚珠をそれぞれ指せるかを確かめます。指せるのに変化先が逆なら、果実の内側に種子がある状態へ戻って対応をたどります。指す位置から迷うなら、めしべの先端から根元までを順に追い、外側と内側を言葉にします。

お子さまが葉脈から根を即答した場合は、実際に根が描かれていたかを尋ねると、観察と予想を区別できているか見えます。個別指導では図1のどこまでを自分の言葉で説明できるか、図3の対応を根拠つきで示せるかを確かめます。見えた位置と変化の前後を結ぶと、花の部分は一組ずつ整理できます。