アイデア数理塾 京の算数学問題#1536
算数学コラム
植物の体の中には、水や養分を運ぶための管があります。
しかし、
- 道管と師管は何を運ぶのか
- 茎の内側と外側のどちらにあるのか
- 維管束とは何をまとめた名前なのか
- 双子葉類と単子葉類では、維管束の並び方がどう違うのか
が混ざってしまう人は少なくありません。
この記事では、道管・師管・維管束の違いを、植物の体の中を物質が移動する流れと結びつけて整理していきます。
道管と師管は「運ぶもの」が違う
最初に、3つの用語を表で確認しましょう。
| 用語 | おもに運ぶもの・意味 | 茎の維管束での位置 |
|---|---|---|
| 道管 | 根から吸収した水や水に溶けた養分 | 内側 |
| 師管 | 葉でつくられた養分 | 外側 |
| 維管束 | 道管と師管が集まってできた束 | 植物の種類で並び方が異なる |
道管：根から水などを運ぶ
師管：葉でつくられた養分を運ぶ
そして、道管と師管を合わせたまとまりを維管束といいます。
道管とは？
道管は、根から吸収した水や水に溶けた養分が通る管です。
根毛から取り入れられた水などは、根の内部にある道管へ集まり、茎の道管を通って葉まで運ばれます。
水などの通り道
土の中 → 根毛 → 根の道管 → 茎の道管 → 葉
茎の縦断面を観察すると、道管は根から茎、葉へ連続してつながっていることが分かります。
テストでは、道管について「根から吸収した水や水に溶けた養分を運ぶ管」と答えられるようにしましょう。
師管とは？
師管は、葉でつくられた養分が通る管です。
葉では光合成によってデンプンなどのもとになる養分がつくられます。
その養分は師管を通り、根・茎・芽・実など、植物の体の中で必要とされる部分へ運ばれます。
ここで大切なのは、師管の流れを単純に「上から下」とだけ覚えないことです。
養分は、葉から養分を必要とする部分へ運ばれます。根へ向かうこともあれば、新しく伸びる芽や実へ向かうこともあります。
道管と師管の違いを比較
| 比べるポイント | 道管 | 師管 |
|---|---|---|
| おもに運ぶもの | 水や水に溶けた養分 | 葉でつくられた養分 |
| 出発する場所 | 根 | おもに葉 |
| 運ぶ先 | 茎・葉など | 根・芽・実など必要な部分 |
| 茎での位置 | 維管束の内側 | 維管束の外側 |
| 色水の実験 | 着色した部分 | 基本的には着色しない部分 |
覚えるときは、水は道管、葉でつくった養分は師管と、運ぶものをセットにするのがおすすめです。
維管束とは？
道管と師管が集まって、1つの束のようになったものを維管束といいます。
式のように表すと、道管 ＋ 師管 ＝ 維管束です。
維管束は根から茎、葉へとつながり、植物の体の中で水や養分を運ぶ通り道になっています。
人の体の血管と少し似た役割をもっていますが、道管と師管は運ぶものが異なる点に注意しましょう。
茎では道管が内側、師管が外側
茎の維管束を拡大すると、道管と師管の位置には決まりがあります。
- 道管：茎の中心側（内側）
- 師管：茎の表皮側（外側）
テストで茎の断面図に矢印が示されているときは、まず「中心はどちらか」「表皮はどちらか」を確認します。
中心側なら道管、表皮側なら師管です。
「道管＝青、師管＝赤」のような教科書の色分けは覚える助けになりますが、実物に必ずその色がついているわけではありません。位置と運ぶものを理解することが大切です。
双子葉類と単子葉類では維管束の並び方が違う
茎の横断面を見ると、維管束の並び方から双子葉類と単子葉類を見分けられます。
双子葉類
維管束が輪のように並んでいるのが特徴です。
例：ホウセンカ、ヒマワリ、アブラナ
単子葉類
維管束が茎の中に散らばっているのが特徴です。
例：トウモロコシ、イネ、ユリ
| 植物の分類 | 維管束の並び方 | 根のつくり |
|---|---|---|
| 双子葉類 | 輪のように並ぶ | 主根と側根 |
| 単子葉類 | 散らばっている | ひげ根 |
維管束だけでなく、根のつくりとセットで覚えると分類問題に強くなります。
根では道管が中心付近に集まる
根にも道管と師管があり、茎へつながっています。
根の横断面では、道管が中心付近に集まり、師管はそのまわりにあります。
根毛から吸収された水などは、根の中心付近にある道管へ集まり、茎へ運ばれます。
茎では「道管が内側、師管が外側」、根では「道管が中心付近」と整理しておきましょう。
色水を使った実験では何が分かる？
道管の位置を調べる実験では、ホウセンカやトウモロコシなどを、食紅で着色した水につけてしばらく置きます。
その後、根や茎を輪切り・縦切りにして観察します。
観察結果
- 根や茎の内部に、着色した部分が見られる
- 植物によって、着色した部分の並び方が異なる
考察
着色した水が通った部分には、水などを運ぶ道管があります。
つまり、染まった部分を観察することで、道管の位置や維管束の並び方を確かめられます。
色水を使う目的は、もともと見えにくい水の通り道を、色をつけて見やすくすることです。
維管束をもつ植物・もたない植物
種子をつくらない植物の分類でも、維管束の有無がポイントになります。
- シダ植物：維管束がある
- コケ植物：維管束がない
シダ植物には根・茎・葉の区別がありますが、コケ植物には本当の根・茎・葉の区別がありません。
これは少し先の分類問題でも使われるため、余裕があれば合わせて覚えておきましょう。
定期テストでよくある間違い
間違い1｜道管が葉でつくられた養分を運ぶ
葉でつくられた養分を運ぶのは師管です。
道管が運ぶのは、根から吸収した水や水に溶けた養分です。
間違い2｜師管は必ず上から下へ運ぶ
師管は、葉でつくられた養分を必要な部分へ運びます。
根だけでなく、芽や実などへ向かうこともあります。
間違い3｜道管と師管を合わせたものが葉脈
道管と師管が集まった束は維管束です。
葉では維管束が葉脈として見えます。
間違い4｜双子葉類の維管束は散らばっている
双子葉類は輪のように並び、単子葉類は散らばっています。
間違い5｜色水で染まるのは師管
着色した水が通るため、染まるのはおもに道管です。
すぐできる確認問題
問題1
根から吸収した水や水に溶けた養分が通る管を何といいますか。
答え：道管
問題2
葉でつくられた養分が通る管を何といいますか。
答え：師管
問題3
道管と師管が集まった束を何といいますか。
答え：維管束
問題4
茎の維管束では、道管と師管のどちらが内側にありますか。
答え：道管
問題5
双子葉類の茎では、維管束はどのように並びますか。
答え：輪のように並ぶ
問題6
単子葉類の茎では、維管束はどのように並びますか。
答え：茎の中に散らばっている
まとめ
最後に、重要ポイントを確認しましょう。
- 道管は、根から吸収した水や水に溶けた養分を運ぶ
- 師管は、葉でつくられた養分を必要な部分へ運ぶ
- 道管と師管が集まった束を維管束という
- 茎の維管束では、道管が内側、師管が外側にある
- 双子葉類の維管束は輪のように並ぶ
- 単子葉類の維管束は茎の中に散らばっている
- 色水の実験で染まる部分には道管がある
まずは、次の組み合わせを確実に覚えましょう。
水など＝道管／葉でつくられた養分＝師管／2つの束＝維管束
記事の内容を定着させたい人は、次の一問一答PDFも活用してください。
定期テスト直前対策「中2理科｜道管・師管・維管束」一問一答PDF（問題1ページ＋解答1ページ）
京の算数学 解答#1536
