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【高校入試理科】光合成・呼吸・蒸散と道管・師管を10分で攻略!

高校入試 理科 ストーリーシリーズ
植物の「3大作用」を
イメージ → 理由 → 入試答案へ

光合成・呼吸・蒸散/道管・師管/実験(エタノール・ヨウ素液)まで一気に得点源に

🎯 今日のゴール(この記事でできるようになること)
 1. 光合成・呼吸・蒸散の「3大作用」の違いと関係性をマスターする!
 2. 道管(どうかん)と師管(しかん)の役割を、語呂合わせで即答できる!
 3. 入試頻出の「光合成の実験(エタノール・ヨウ素液)」の手順と理由を説明できる!
 4. さらに入試で差がつく「条件判断(昼/夜・明/暗)」と「実験のバリエーション」まで押さえる!


みんな、受験勉強進んでる?
合格屋マックスのブログへようこそ。

今日は、生物分野のスタート地点、
「植物のつくりと働き」を攻略するよ。

「植物って動かないし地味…」
「道管と師管、どっちが水だっけ?」
そんなふうに思っているキミ! もったいない!

実は植物の中では、
水が引っ張り上げられ、栄養が運ばれ、工場(葉緑体)が稼働している。
植物は“静かな超ハイテク生命体”なんだ。

今回は、
理科が苦手な中3男子 ゆうと 👦
理科クイーン あかり 👩
と一緒に、伝説の解法「マックス流」で一気に得点源にしていこう!

目次

1. 葉っぱは「超ハイテク工場」だ!

① 葉っぱの裏にある「口」=気孔

ゆうと 👦
「植物って、口がないのにどうやって息してるの?」

あかり 👩
「あるよ、口!
葉っぱの裏側にある『気孔(きこう)』っていう小さな穴がそれ!」

【気孔の3つの仕事】
 ・呼吸:酸素を吸って、二酸化炭素を出す(24時間)
 ・光合成:二酸化炭素を吸って、酸素を出す(光があるとき)
 ・蒸散(じょうさん):水を水蒸気として捨てる(汗みたい!)

ゆうと 👦
「呼吸もして、光合成もして、汗もかくのか! 忙しい口だな…」

✅ 入試の安全ワード
気孔が裏に多いのは 「多くの陸上植物では」
(例外もあるので、“多くの”をつけておくと答案が強くなる!)

② 汗をかくのには理由がある「蒸散」

あかり 👩
「特に大事なのが『蒸散(じょうさん)
葉っぱから水を捨てることで、ストローみたいに
根から水を吸い上げる力を作ってるの」

ゆうと 👦
「なるほど! 上から出さないと、下から入ってこない!」

あかり 👩
「それだけじゃないよ。
水を蒸発させて体の熱を逃がす(体温調節)役割もある。植物も暑いの苦手だからね」

(ここに図①:葉(気孔)→蒸散→根から水が吸い上げられるイメージ図)

2. 光合成と呼吸の「24時間シフト」

① 昼と夜で“見た目”が変わる(入試の最重要ポイント)

ゆうと 👦
「植物って、 CO₂を吸う(光合成)と、O₂を吸う(呼吸)と、どっちやってるの?逆のことしてない?」

あかり 👩
「どっちもやってる!
ただし、ポイントはここ:
呼吸は24時間光合成は光があるときだけ
そして昼は、光合成の量が呼吸より大きいから“見た目”が逆に見えるの!」

【マックス流・植物の24時間(超整理)】
 ☀️ 昼(光あり)
   光合成:たくさん(メイン)
   呼吸:もちろんやってる(24時間)
   見た目CO₂を吸って O₂を出すように見える(光合成が勝つ)
 🌙 夜(光なし)
   光合成:できない
   呼吸:やる(24時間)
   見た目O₂を吸って CO₂を出す(呼吸だけ)

ゆうと 👦
「なるほど!
昼は“光合成が強すぎて”呼吸が隠れるだけなんだな!」

(ここに図②:昼/夜のガスの出入りまとめ図)

② 光合成の場所「葉緑体」

あかり 👩
「光合成をしている緑色の工場の名前、覚えてる?」

ゆうと 👦
葉緑体(ようりょくたい)! これは余裕!」

【光合成のスペシャルレシピ】

水 + 二酸化炭素 ➡ (光エネルギー) ➡ デンプン + 酸素

あかり 👩
「水と空気(CO₂)だけで“ご飯(デンプン)”を作る。植物って魔法使いだよね」

3. 体の中の「配管工事」根と茎

① 根っこのモジャモジャ「根毛」

あかり 👩
「根っこの先に細かい毛みたいなのがあるでしょ? あれが根毛(こんもう)

ゆうと 👦
「なんであんな毛が必要なの?」

あかり 👩
表面積が大きくなるから!
土に触れる面積が増える ➡ 水や養分を効率よく吸収できる

(※小腸の「絨毛」と同じ理屈!)

② 運ぶ管「道管」と「師管」(ここは絶対得点)

ゆうと 👦
「道管と師管がごっちゃになる…!」

あかり 👩
「漢字と語呂で一撃!」

【マックス流・管の覚え方】

1. 道管(どうかん)
 ・運ぶもの:(+養分)
 ・覚え方:水(すい)どうかん!
 ・(※水道管と同じで水を運ぶ!)

2. 師管(しかん)
 ・運ぶもの:葉で作った栄養(デンプンなど)
 ・覚え方:「おい師(し)い栄養、師管!」
 ・(※美味しい栄養を運ぶ!)

あかり 👩
「この2つが束になったものを維管束(いかんそく)って言うの。植物のライフライン!」

(ここに図③:根→茎→葉の運搬図)

4. 入試に出る!光合成の実験(手順+理由)

① 「ふ・た・た・び」で一撃暗記

あかり 👩
「入試で一番出る実験。
“手順”だけじゃなくて、なぜそうするかを聞かれるよ!」

【実験手順と理由】
 1.熱湯につける
   理由:葉を柔らかくし、活動を止めるため。
 2.エタノールに入れて温める
   理由:葉の緑色(葉緑素)を抜く(脱色)ため。変化を見やすくする!
   ✅安全:引火するので、直接火にかけず“湯せん”で温める!
 3.水ですすぐ
   理由:エタノールで固くなった葉を柔らかくするため。
 4.ヨウ素液につける
   理由:デンプンがあるか確かめるため(デンプン反応)。

【結果の読み取り】
 青紫色 ➡ デンプンがある(光合成した)
 変化なし ➡ デンプンがない(光合成してない)

② 入試で差がつく「実験バリエーション」

あかり 👩
「ここからが、入試でよく出るよ」

A)アルミ箔で葉の一部を隠す実験
  光が当たる部分 ➡ デンプンができる ➡ 青紫
  光が当たらない部分 ➡ デンプンができない ➡ 変化なし
B)斑入り(ふいり)葉の実験(白い部分がある葉)
  緑の部分(葉緑体が多い) ➡ 光合成しやすい ➡ 青紫
  白い部分(葉緑体が少ない) ➡ 光合成しにくい ➡ 変化なし

(ここに図④:アルミ箔・斑入り葉の青紫になる場所図)

5. 先生から「ここだけは押さえろ!」

マックス流・最強まとめ

① 植物の3大作用(答案用)

  • 光合成(光があるとき):CO₂を吸ってO₂を出す/デンプンをつくる/場所:葉緑体
  • 呼吸(24時間):CO₂を吸ってCO₂を出す
  • 蒸散:水を捨てる(吸い上げ&体温調節)/場所:気孔

② 管の覚え方(絶対暗記)

  • 道管 = 水道管 = 水を運ぶ
  • 師管 = おい師い = 栄養を運ぶ
  • 根毛 = 表面積を広げて吸収効率UP

③ 実験のポイント

  • エタノール = 脱色(見やすくする) ※湯せん
  • ヨウ素液 = デンプン反応(青紫)
  • 光が当たる場所/葉緑体がある場所だけデンプンができる!

6. 引っかかり厳禁!○×チェック

Q1.植物は、昼間は呼吸をしていない。

【答え】 ×
(解説)呼吸は24時間。昼は光合成が強くて見えにくいだけ。

Q2.道管は、葉で作られた栄養分を運ぶ管である。

【答え】 ×
(解説)「水どうかん」!水を運ぶ。栄養は師管。

Q3.気孔は、主に葉の表側に多くある。

【答え】 ×
(解説)多くの陸上植物では葉の裏側に多い(乾燥を防ぐため)。

Q4.夜の植物は、二酸化炭素を吸って酸素を出す。

【答え】 ×
(解説)夜は光合成ができない。呼吸のみ ➡ O₂を吸ってCO₂を出す。

Q5.アルミ箔で隠した部分も、ヨウ素液で青紫になる。

【答え】 ×
(解説)光が当たらない ➡ 光合成できない ➡ デンプンできない。

7. 入試レベル!確認問題にチャレンジ

(1) 根の先端近くにある、綿毛のような細かい突起を何というか。また、その役割を簡潔に説明せよ。

【解答と解説】根毛/役割:表面積を広げ、水や養分を効率よく吸収する。
<マックス流> キーワードは「表面積」「効率よく」。

(2) 葉の実験で、葉をエタノールにつける理由を答えよ。

【解答と解説】葉の緑色(葉緑素)を抜いて、色の変化を見やすくする(脱色)。
<マックス流> 「脱色」が入れば満点。

(3) 茎の維管束において、根から吸収した水が通る管の名前を答えよ。

【解答と解説】(3) 道管
<マックス流> 水道管=道管!

(4) 植物を暗い場所に置いたとき、植物が外に出す気体は主に何か。

【解答と解説】二酸化炭素(CO2)
<マックス流> 暗い=光合成できない=呼吸だけ ➡ CO2を出す。

(5) 葉の一部をアルミ箔で覆って日光に当て、ヨウ素液で調べた。青紫になるのはどの部分か。理由も述べよ。

【解答と解説】アルミ箔で覆っていない部分/理由:光が当たる部分だけ光合成でき、デンプンができるため。
<マックス流> 「光が当たる=デンプンできる=青紫」までつなげる。

8. 入試直前1分チェック

ここだけ見ればOK

・呼吸は24時間(昼も夜も)
・光合成は光があるときだけ
・昼は「光合成>呼吸」➡ CO2吸う/O2出すように見える
・夜は呼吸だけ ➡ O2吸う/CO2出す
・道管=水、師管=栄養(語呂で即答)
・実験:エタノール=脱色(湯せん)、ヨウ素液=デンプン(青紫)

光が当たる場所/葉緑体がある場所だけデンプンができる

部位 説明 機能
気孔 葉の表皮にある、孔辺細胞に囲まれた開口部 蒸散:水蒸気の放出
呼吸:酸素を入れて二酸化炭素を出す
光合成:二酸化炭素を入れて酸素を出す
葉緑体 葉肉にある緑色の粒 光合成を行う場所
葉脈 葉に網目状に走る管 道管+師管で水や養分を輸送
道管 維管束の一部 根から吸収した無機養分を輸送
(覚え方:水道管
師管 維管束の一部 光合成で作った糖(デンプンなどのもと)を輸送
葉の断面
プロセス 説明 場所 時間帯
光合成 光エネルギーを利用し、二酸化炭素と水から栄養酸素を作る。 葉緑体 日中(光があるとき)
呼吸 酸素を利用し、有機物を分解してエネルギーを得る。
二酸化炭素を発生する。
植物体全体 昼夜問わず(24時間)
蒸散 植物体内の水分を水蒸気として気孔を通して放出する。
植物体の温度調節にも関わる。
気孔 主に日中(いつでも起こるが、光・温度で増えやすい)
光合成

最後に先生から

お疲れ様!
植物って「地味」どころか、体の中で工場・配管・体温調節を全部やってる“超システム”だったよね。

  • 気孔 = 口であり、汗腺。
  • 道管 = 水道管。
  • 師管 = 栄養の配送便。
  • 根毛 = 吸収効率を上げる工夫。

このイメージを持っていれば、植物は怖くない。

次回は 「植物の分類」
双子葉類と単子葉類、シダとコケ…を、図鑑を使った“仲間分けゲーム”で攻略するぞ。お楽しみに!

(内部リンク:【高校入試理科】植物の分類を完全攻略!種子植物と胞子植物の覚え方へ)

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