植物とは？定義・種類・構造・光合成の仕組みを簡潔に解説
植物の定義・種類・構造・光合成を図解で簡潔解説。初心者もわかる基礎知識と生活で使えるポイントを一挙紹介。
植物は、生物の6つの大きなグループ（王国）の一つです。彼らは自己栄養真核生物であり、複雑な細胞を持ち、自分たちで食物を作る。通常、彼らは動くことができません（成長をカウントしていません）。
植物には、樹木、ハーブ、潅木、草、つる性植物、シダ、コケ、緑藻類などの身近な種類があります。植物学として知られる植物の科学的研究では、約35万種の現存する（生きている）植物が確認されています。菌類や緑藻類以外のものは植物として分類されていません。
ほとんどの植物は地面に生え、茎は空中に、根は水面下にあります。水に浮かぶものもあります。根の部分は、水と植物が生きて成長するために必要ないくつかの栄養素を吸収します。これらは茎を登って葉に届きます。葉の気孔から水分が蒸発することで、植物の中に水が引き込まれます。これは蒸散と呼ばれています。
植物は光合成によって食物を作るために、太陽光、二酸化炭素、ミネラル、水を必要としています。植物に含まれるクロロフィルと呼ばれる緑色の物質は、食べ物を作るのに必要な太陽からのエネルギーを閉じ込めています。葉緑素は主に葉の中にあり、葉の細胞の中にあるプラスチッドの中にあります。葉は食品工場と考えることができます。植物の葉は、形や大きさは様々ですが、太陽エネルギーを取り込むのに最適な植物器官であることは間違いありません。葉の中で食物が作られると、それは茎や根など植物の他の部分に運ばれます。
また、「植える」という言葉は、何かを地面に置く行為を意味することもあります。例えば、農家の人は畑に種を植えます。
光合成は、植物の葉によって行われるプロセスです。葉は、このプロセスを行うことができる植物の唯一の部分です（彼らが適応したように）。これはまた、植物がその食物を取得する方法として知られています。あなたは、より多くのCO2、光とクロロフィルを追加することにより、プロセスを迅速にすることができます。
植物の定義（簡潔に）
植物は、一般に自分で有機物を作る能力を持つ多細胞の生物群です。光合成を行う能力を持ち、細胞壁や葉緑体（プラスチド）を持つことが多いのが特徴です。多くは固定的に生育し、根・茎・葉などの器官に分かれています。
主な種類（分類の概観）
- 種子植物：被子植物（花を咲かせるグループ）と裸子植物（花は咲かないが種子を持つ）に分かれます。
- シダ類：種子を作らず胞子で増える古い陸上植物群。
- コケ類：小型で胞子による繁殖が中心、湿った環境に多い。
- 藻類（緑藻類など）：水中生活のものが多く、陸上植物の祖先と関係が深いグループもあります。
植物の構造（器官と細胞）
器官レベル：多くの陸上植物は「根・茎・葉」という基本的な器官を持ちます。根は水や無機塩類の吸収、茎は物質の輸送と支持、葉は光捕集と気体交換（ガス交換）を担います。葉の表面にある気孔（葉の気孔）から水が蒸発することで水流が生じ、これが茎を通じて根から水分を引き上げる助けになります（蒸散）。
細胞・組織レベル：植物細胞は細胞壁（主にセルロース）と大きな中央液胞を持ち、光合成を行う葉緑体（プラスチッド）を含みます。葉緑体内のクロロフィル（クロロフィル）が光エネルギーを吸収します。維管束（木部と師部）は、水や養分、有機物を全身に輸送します。
光合成の仕組み（やさしい説明）
光合成は、植物が光エネルギーを使って無機物（二酸化炭素と水）から有機物（糖）を合成する反応です。おおまかに次の2段階に分かれます。
- 光反応（光依存反応）：葉のチラコイド膜で光を受け、クロロフィルが光エネルギーを使って水を分解し、酸素を出しながらATPとNADPHというエネルギー貯蔵分子を作ります。
- カルビン回路（暗反応）：葉緑体のストロマ（液相）でATPとNADPHを使って、二酸化炭素から糖（有機物）を合成します。
この過程で太陽の光（太陽光）と水（水を）とCO2が必要です。クロロフィルは太陽からのエネルギーを捕らえる色素で、葉緑体（プラスチッド、プラスチッドの中に存在）に含まれます。
水と栄養の動き（簡単に）
- 根が水と無機塩類を吸収し、導管を通して茎→葉へ運ばれます。
- 葉で光合成により作られた糖は篩管を通って植物体の各部（成長点や根、貯蔵器官）へ運ばれます。
- 蒸散（蒸散）は水の移動を促し、葉の温度調節やミネラルの輸送にも役立ちます。
繁殖の方法（概要）
植物は種子・胞子・栄養繁殖など多様な方法で増えます。被子植物は花を作り、受粉と受精を経て種子を作ります。シダやコケは胞子で増えるタイプが中心です。
人間と植物の関係（利用と役割）
- 植物は食料（穀物、野菜、果実）、薬、木材、繊維、観賞用など多くの用途に利用されます。
- また、二酸化炭素を吸収して酸素を放出することで地球環境を支える重要な存在です。
補足：言葉の使い方
「植える」は一般に「種や苗を地面や鉢に置き、生育させる行為」を指します（例：農家の人は畑に種を植えます）。
まとめ
植物は光合成を行い、自ら有機物を作る能力を持つ多様な生物群です。葉、茎、根などの器官と特殊な細胞（細胞壁・葉緑体）を備え、地球の生態系や人間社会に不可欠な役割を果たしています。基本的な仕組み（光合成、蒸散、物質輸送）を押さえておくと、植物の働きや栽培、保護などに役立ちます。
水仙の緑の葉と黄色の花
植物の種類
緑の藻類。
陸生植物（胚葉植物
植物性食品工場
少なくともいくつかの植物の細胞には、光合成を行う小器官（プラスチッド）があり、これによって植物は自分たちで食べ物を作ることができます。この小胞体は、太陽光、水、二酸化炭素を使って、植物が必要とする基本的な分子である糖を作ります。光合成の副産物として遊離酸素（O2）が生成されます。
その後、細胞質の中で、糖はタンパク質のアミノ酸、DNAやRNAのヌクレオチド、デンプンなどの炭水化物に変化します。この過程では、窒素、カリウム、リン、鉄、マグネシウムといった特定のミネラルが必要となります。
植物の栄養素
植物栄養学とは、植物の成長に必要な化学元素の研究です。
マクロ栄養素。
微量栄養素（微量元素）には、以下のようなものがあります。
- Cl＝塩素（浸透とイオンバランス
- 鉄＝鉄（光合成と酵素の補因子
- B＝ホウ素（糖の輸送と細胞分裂
- Mn＝マンガン（葉緑体を作る
- Ｎａ＝ナトリウム（各種
- Ｚｎ＝亜鉛（多くの酵素
- Cu＝銅（光合成
- Ni＝ニッケル（酵素の一種
- Mo＝モリブデン（酵素共役因子
アフィネ の細胞内に見られる葉緑体
ルーツ
植物の根は主に2つの機能を果たします。第一に、彼らは植物を地面に固定します。第二に、彼らは土壌から水と水に溶け込んだ様々な栄養素を吸収します。植物は水を利用して食料を作ります。また、水は植物を支えています。水が不足している植物は、茎が葉を支えきれずにぐったりとした状態になってしまいます。砂漠地帯に特化した植物は、根の生え方の種類によって、キセロファイトやフトモモと呼ばれています。
水は根から植物の中の特別な容器を通って植物の残りの部分に運ばれます。水が葉に届くと、その一部は空気中に蒸発します。多くの植物は、根が正しく機能するために菌類の助けを必要としています。この植物/菌類共生は、菌根と呼ばれています。根結節の根粒菌は、いくつかの植物が窒素を得るのに役立ちます。
開花植物の繁殖
花と受粉
花は、花を咲かせる植物（被子植物）のみの生殖器官です。花の花びらは、昆虫などの受粉者を誘引するために、鮮やかな色や香りをつけていることが多いです。雄しべは、植物の雄しべの部分です。花粉を産生する葯を保持するフィラメント（茎）で構成されています。花粉は、植物が種子を生産するために必要なものです。カーペルは花の雌の部分である。カーペルの上部には刺し子がある。スタイルは、カルペルの首の部分です。卵巣は、カルペルの下の方にある膨らんだ部分です。卵巣は種を作る。萼は、蕾として花を守る葉です。
花粉がある花から別の花に移るプロセスは、受粉と呼ばれています。この移動にはさまざまな方法があります。ミツバチのような昆虫は、明るくて香りの良い花に惹かれます。ミツバチが花の中に入って蜜を集めると、トゲトゲした花粉が後ろ足にくっつきます。ミツバチが着地したり、近くを飛んだりすると、別の花についた粘着性のある花茎が花粉をキャッチします。
花の中には、風を利用して花粉を運ぶものがあります。ぶら下がっている雄しべからは、風で運ばれるほど軽い花粉がたくさん出ます。花は小さく、色もあまり濃くありません。これらの花の雄しべは羽毛のようになっており、花の外側に垂れ下がって花粉を受け止めます。
種子の旅人
植物は多くの胞子や種子を生産します。コケやシダなどの下級植物は胞子を生産します。種子を作る植物は、裸子植物（ギムノスパーム）や被子植物（アンギオスパーム）です。種子が植物以外に全部地面に落ちてしまうと、過密状態になってしまうかもしれません。すべての種子のために十分な水とミネラルがないかもしれません。種子は通常、新しい場所に行くための何らかの方法を持っています。種子の中には、風や水で飛散するものもあります。ジューシーな果物の中に入っている種は、食べた後に散らばってしまう。種子が動物にくっついて、そのように散っていくこともあります。
化石
最古の植物化石の問題は、「植物」という言葉が何を意味するのかにかかっている。
- 植物とは葉緑素を利用する光栄養植物のことだとすれば、ストロマトライト中のシアノバクテリアが最初の化石であり、34億5千万年前（ミャ）のアルカイア紀の化石である。この化石が溶岩流に挟まれていたからこそ、埋め込まれたジルコン結晶から正確な年代を知ることができたのである。
- 植物に藻類のすべての種類が含まれている場合は、最も古くから知られている紅藻類は16億年前に生息していたことになります。その化石が最近インドで発見された。
- 植物によって我々は緑の植物、Viridiplantaeを意味するならば、最初の化石は緑の藻類である。これは、おそらくプロの植物学者の間で大多数の位置です。charophyte緑藻類と胚糸植物の単糸体のための説得力のある証拠があります。まだ2つの選択肢があります。
- アクリタルク（有機壁の微細化石群）は、緑藻類の生殖嚢胞である可能性がある。もしそうであれば、新約1000年前の新新約新生代に存在していたことになる。
- それ以外では、カンブリア紀の540ミヤ頃にプランクトン藻類が大きく増加しています。
- 植物で陸生植物を意味するならば、最初の化石はシルル紀にある。
シルル紀までには、植物全体の化石が保存されています。デボン紀からは、植物の詳細な化石が発見されています。これらの古代植物の初期の化石は、植物組織内の個々の細胞を示しています。デボン紀はまた、化石記録の最初の木、ワッテジアの進化を見た。このシダのような木は、間葉のある幹を持ち、胞子を生産していました。
石炭地帯は古生代の植物の化石の主要な供給源であり、この時代には多くの植物のグループが存在しています。炭鉱の残骸は採集に最適な場所です。石炭自体が植物の化石化した遺物ですが、植物の化石の構造的な詳細は石炭ではほとんど見ることができません。グラスゴーのビクトリアパークの化石の森では、レピドクナゲの木の切り株が元の成長位置で発見されています。
植物の系統樹、主要なクラッドと伝統的なグループを示しています。単系統群は黒で、準系統群は青である。植物細胞の共生遺伝的起源、および藻類、蘚苔類、維管束植物、および開花植物の系統によると図。
関連ページ
質問と回答
Q:植物とは何ですか?
A:植物は5つの大きな生物群（kingdoms）のうちの1つです。植物は独立栄養生物で、複雑な細胞を持っており、自分で食べ物を作ります。通常、植物は動くことができません（成長を除く）。植物には、木、ハーブ、潅木、草、つる植物、シダ、コケ、緑藻類など、身近な種類があります。
Q:植物の種類はいくつ確認されているのですか?
A:植物の科学的研究により、約35万種の現存する植物が確認されています。
Q:ほとんどの植物はどこで育つのですか?
A:ほとんどの植物は、茎は空中に、根は地表下にあり、地中で生育している。水面に浮くものもある。
Q:植物が生きて成長するために必要なものは何ですか?
A:植物は光合成によって食物を作るために、日光、二酸化炭素、ミネラル、水が必要です。
Q:クロロフィルとは何ですか?
A:クロロフィルとは、植物に含まれる緑色の物質で、食物を作るのに必要な太陽のエネルギーを閉じ込める働きがあります。葉の細胞内にあるプラスティドに多く含まれています。
Q:蒸散とは何ですか?
A:蒸散とは、葉にある気孔から水分が蒸発し、植物内に水が引き込まれることです。
Q:「植物」とは、生物の一種以外にどのような意味があるのですか?
A:「植物」には、農家が畑に種を植えるように、何かを地面に置くという行為も含まれます。
百科事典を検索する