Клеточное строение листа. Внешнее строение листьев
Сколько бы ни было на нашей планете деревьев, с разнообразными формами крон и самой листвы, все они заботятся об одном - очистке воздуха Земли от углекислого газа, который в небывалых количествах выбрасывает в окружающую среду человечество, животный мир, различная техника. Есть много научной и познавательной литературы, посвящённой именно этому разделу ботаники - "Виды листьев". дерева или кустарника человек может изменить, придав любую, даже самую причудливую, форму. Но виды листьев деревьев и растений на протяжении тысячелетий остаются неизменными.
Части «тела» листа
Листья - это неотъемлемая часть стволовой системы любого дерева, кустарника или растения. Составные части листа имеют свои названия: пластинка, черешок, прилистники.
Пластинка - это самая крупная часть листа, она плоская по своему виду и имеет разнообразные формы, о которых мы расскажем позже.
Черешок - это, проще говоря, стебелёк, благодаря которому пластина листа крепится к ветке. У некоторых растений черешок совсем маленький или отсутствует.
Прилистники - это так называемые придатки листа, которые находятся у его основания. Эту часть листа мало кто видел и знает. Дело в том, что у большинства растений прилистники отпадают ещё до того, как лист развернётся полностью. Исключение составляют лишь некоторые виды, акация например.
В ботанике классифицируются различные виды листьев. Фото представлены ниже.
Самые распространенные - это листья обычные (или простые). Это виды листьев, которые состоят из одиночной листовой пластинки. Она может быть как практически ровной, округлой, так и рассечённой, многогранной, как у дуба или картофеля. Простые листья делятся на три подвида: цельные, лопастные и рассечённые.
Растения, имеющие цельные листья
Говоря о видах деревьев, стоит упомянуть в первую очередь берёзы. Недаром именно это дерево является символом нашей страны. Берёза широко распространена во всём Северном полушарии Земли, но большее скопление этих деревьев находится именно на территории России. Лист берёзы - простой, цельный, слегка изогнутой формы, с зубчатым краем. Пластины равномерного зелёного цвета, прожилки - в тон. Осенью, как известно, листва берёзы приобретает желтый оттенок.
К этому же виду относится листва и другого распространенного на территории России дерева - яблони. Лист этого плодового дерева более крупный, но обладает теми же характеристиками: он цельный, слегка зазубрен по краям, ровного цвета.
Осина, сирень, тополь, вяз и другие растения имеют точно такой же вид листа. Однако только с ботанической точки зрения они схожи между собой, внешние различия, конечно, имеются.
Второй подвид - лопастные. Именно такой вид листьев присущ некоторым кленовым деревьям. Живой пример - лист, изображённый на канадском флаге. Листья относят к лопастным, если "зазубрины" на их краях не превышают одной четвёртой от общей площади.
Это именно лопастной простой лист. Если всерьез заинтересоваться темой «Виды кленовых листьев», то изучение может занять долгие годы. Этих деревьев насчитывается более 50 видов, каждый из которых примечателен не только ареалом обитания, но внешним видом: начиная от высоты, формы ветвей и ствола и заканчивая видом листьев. Мы не будем подробно останавливаться на этом.
Третий подвид простых листьев - это листья рассечённые. К данному виду относятся листья, которые имеют рассечения более одной четверти листа. Например, как у одуванчика, пижмы. Преимущественно такой тип наблюдается у лекаственных растений и цветов.
Листья со сложным строением
Виды листьев деревьев и растений образуют вторую большую группу - сложные. Сложными они называются потому, что имеют несколько пластинок. Они условно делятся на тройчатосложные, пальчатосложные и перистосложные.
Представители флоры, имеющие тройчатосложные листья - садовая клубника и лесная земляника, клевер. Их отличительная черта - три листочка на одном черешке. Поверье о клевере с четырьмя листочками переходит из поколения в поколение. Найти такое растение не представляется возможным.
К пальчатосложным относят листья конского каштана, садового люпина.
К перистосложным - листья малины, рябины, гороха. Они тоже имеют свои подвиды: к парноперистым относятся те, где на конце стебелька два листочка, например, как у гороха, а к непарноперистым - роза, у неё черешок завершается одним.
Виды листьев растений (форма пластины)
Листья классифицируются ещё и по виду листовой пластины:
1. Округлые.
К ним относится такое комнатное растение, как фиалка, а также садовая настурция, осина.
2. Овальные.
Тип листьев встречается у вяза, орешника.
3. Ланцетные.
4. Яйцевидные.
Такое название носят листья всем известного подорожника
5. Линейные.
Такой тип листа преобладает у злаковых, например, у ржи.
Форма основания листа - отдельный признак для классификации. Исходя из этого параметра. листья бывают:
- сердцевидные (как у сирени);
- клиновидные (щавель);
- стреловидные (стрелолист).
Форма вершины листа бывает тупой, заострённой, округлой, двулопастной.
Отдельная тема - жилкование
Теперь рассмотрим, как влияет на название листа его жилкование.
Для двудольных растениий характерно сетчатое жилкование. Оно бывает двух видов: пальчатое (когда все жилки выходят, словно пучок из одного основания) и перистое (когда от основной жилки ответвляются более мелкие).
У обычно встречается параллельное или дуговое жилкование. Параллельное - у более тонких пшеницы, камыша), дуговое - на широких листах (ландыши).
Несколько интересных фактов о листьях
- Нежнейшие листья - у папоротника под названием адиантум-тонколистник. Тоньше их в природе просто нет.
- Самые острые листья - у травы путанг. Местное население говорит, что такая трава острее ножа.
- Более 45 миллионов листьев - у кипариса.
- Больше двух листов никогда не вырастает на вельвичии.
- Кувшинка «виктория» имеет листья диаметром более двух метров.
- Длина листа пальмы Рафия - 20 метров.
- Не все растения сбрасывают на зиму листву. Есть те, что зовут вечнозелёными.
Виды и цвет листьев
Как ни странно, но окраска листа зачастую не завистит ни от его формы, ни от расположения. Просто растению присуща именно такая окраска, вот и все.
Из чего складывается цвет листа? В летний период практически все растения окрашены в зелёный цвет благодаря наличию в их тканях особого пигмента - хлорофилла. Это вещество помогает растениям поддерживать свою жизнедеяельность, с его помощью растение проделывает небывалый фокус: в дневное время суток синтезирует глюкозу из углекислого газа. В свою очередь глюкоза становится строительным материалом для всех основных питательных веществ.
Почему листья желтеют?
Кроме хлорофилла, листья растений содержат и другие красящие вещества, такие как ксантофиллы, каротин, антоцианы. В летний период их воздействие на расцветку очень минимально, поскольку концентрация хлорофилла в выше в тысячи раз. Но с наступлением осени все процессы жизнедеятельности начинают затухать, количество хлорофилла начинает уменьшаться. Примечательно, что именно при свете холорофилл разрушается гораздо быстрее. Поэтому если осень солнечная и тёплая, то листва быстрее желтеет и опадает.
Различен. В то же время между ними много общего. У большинства растений листья зеленые.
Листья состо-ят из листовой пластин-ки и черешка (рис. 123).
Листовая пластинка
Листовая пластинка вы-полняет основные функ-ции листа.
Черешок
Внизу листовая пластинка пе-реходит в черешок — су-женную стеблевидную часть листа. При помощи черешка лист прикреп-ляется к стеблю. Такие листья называют черешковыми. Черешковые листья имеют липа, береза, вишня, клен, яблоня.
У алоэ, гвоздики, льна, традесканции, медуницы листья не имеют череш-ков. Такие листья называются сидячи-ми (см. рис. 123). Они прикрепляются к стеблю основанием листовой пластинки.
У некоторых растений (рожь, пшеница и др.) основание листа разрастается и охватывает стебель (рис. 125). Такое разросшееся основание придает стеблю большую прочность.
Прилистники
У некоторых растений у основания черешков находятся прилистники, имеющие вид пленок, чешуек, маленьких лис-точков (рис. 124). Основная функция прилистников — защи-та молодых развивающихся листьев. У гороха, чины весенней и многих других растении прилистники сохраняются в тече-ние всей жизни листа и выполняют функцию фотосинтеза. У липы, березы, дуба пленчатые прилистники опадают в ста-дии молодого листа. У некоторых растений, например у акации белой (робинии лжеакации), прилистники видоизмене-ны в колючки и выполняют защитную функцию, охраняя растения от повреж-дений животными.
Листья большинства растений име-ют размеры от 3 до 15 см. Длина листьев некоторых пальм достига-ет 10 м и более. Плавучие округлые с загнутыми вверх краями листо-вые пластинки виктории регии, ко-торая обитает в водах реки Амазон-ки, достигают в поперечнике 2 м. Такой лист легко удерживает на сво-ей поверхности 3-летнего ребенка. А у вереска обыкновенного длина листочка измеряется всего несколькими миллиметрами.
Простой лист
У липы, осины, сирени, пше-ницы листья имеют только одну листовую пластинку. Такие листья называются простыми.
Форма листовых пластинок разнообразна: у осины она округлая, у сирени и липы — сердцевидная, у пшеницы, ячменя — линейная и т. д. (рис. 126).
Листовые пластинки дуба и клена разделены вырезами на лопасти и называются лопастными (рис. 127). Листья одуванчика — раздельные, их вырезы более глубокие. Выре-зы рассеченных листьев тысячелистника и полыни доходят почти до середины листа.
Сложный лист
У рябины, каштана, акации, земляники, клевера, люпина листья сложные (рис. 128). Они имеют несколько листо-вых пластинок, которые прикреплены к одному главному че-решку маленькими черешками. Во время листопада сложные листья опадают не целиком: сначала осыпаются листочки, затем — черешки.
На нижней стороне листовых пла-стинок хорошо заметны жилки. Это проводящие пучки листьев (рис. 129). Они состоят из про-водящих и механических тка-ней. Расположение в листьях проводящих пучков называ-ется жилкованием (рис. 130).
Параллельное жилкование
У ириса, кукурузы, пшеницы жилки располагаются парал-лельно одна другой. Это па-раллельное, или линейное, жилкование.
Дуговое жилкование
У купены, ландыша, подорожника жилкование дуговое — жилки по листу идут дугами.
Сетчатое жилкование
У березы, дуба, то поля жилки на листьях образуют сеть. При этом от крупной центральной жилки отходят боковые, которые также ветвятся. Такое жилкование называется сетчатым. Сетчатое жил-кование может быть пальчатым и перистым.
Пальчатое жилкование
При пальча-том жилковании несколько крупных жилок отходят ради-ально от основания пластинки, как растопыренные пальцы рук (клен и др.). Материал с сайта
Перистое жилкование
При перистом жилковании выделяется одна главная жилка, от которой отходят ветвящиеся боковые (береза, черемуха, дуб. тополь и др.).
Листья на стебле располагаются та-ким образом, чтобы избежать затенения одного другим.
Очередное листорасположение
Чаще всего наблюдается очередное листорасположение — листья на стебле размещаются один за другим (ива, дуб, береза, злаки, голубика, колокольчик, яблоня, тополь).
Супротив-ное листорасположение
При супротив-ном листорасположении листья располагаются попарно, друг против друга (клен, сирень, молочай, жимолость, шалфей, мята).
Мутовчатое листорасположение
Если листья располагаются по три и более в узле — это мутовчатое листорасположение (вербейник обыкновен-ный, подмаренник, вороний глаз, олеандр, элодея) (рис. 131).
Лист - очень важный орган растения. Это часть побега, основными функциями которой являются транспирация и фотосинтез. Особенности строения листа заключаются в его высокой морфологической пластичности, больших приспособительных возможностях и разнообразии форм. Основание может расширяться в виде прилистников - листовидных косых образований с каждой стороны. В некоторых случаях они бывают настолько большими, что играют в фотосинтезе определённую роль. Прилистники бывают приросшими к черешку или свободными, они могут быть смещены на внутреннюю сторону, и тогда называются пазушными.
Внешнее строение листа
Листовые пластинки неодинаковы по размерам: они могут быть от нескольких миллиметров до десяти-пятнадцати метров, а у пальм - даже целых двадцать метров. Строение листа определяет продолжительность жизни вегетативного органа, она обычно короткая - не больше нескольких месяцев, хотя у некоторых составляет от полутора до пятнадцати лет. Форма и размер выступают наследственными признаками.
Части листьев
Лист являет собой боковой вегетативный орган, который растет от стебля, имеет при основании зону роста и двустороннюю симметрию. Обычно он состоит из черешка (за исключением сидячих листьев) и листовой пластинки. У ряда семейств строение листа предполагает также наличие прилистников. Наружные органы растений могут быть простыми - с одной пластинкой, и сложными - с несколькими пластинками.
Листовая подушка (основание) - это та часть, которая соединяет лист со стеблем. Находящаяся здесь образовательная ткань дает рост черешку и листовой пластинке.
Черешок - суженная часть, своим основанием соединяющая стебель и листовую пластинку. Он ориентирует лист относительно света, выступает местом, где располагается вставочная образовательная ткань, за счёт которой и происходит рост вегетативного органа. Кроме этого, черешок ослабляет удары по листу во время дождя, ветра, града.
Листовая пластинка - обычно плоская расширенная часть, выполняющая функции газообмена, фотосинтеза, транспирации, а у некоторых видов также функцию вегетативного размножения.
Говоря про анатомическое строение листа, необходимо сказать и о прилистниках. Это листовидные парные образования в основании вегетативного органа. При развёртывании листа они могут опадать или сохраняться. Предназначены для защиты пазушных боковых почек и вставочной образовательной ткани.
Сложные и простые листья
Строение листа считается простым, если он имеет одну листовую пластинку, и сложным - если несколько или множество пластинок с сочленениями. За счет последних пластинки сложных листьев опадают не вместе, а по одной. Но у некоторых растений возможно опадение и целиком.
Цельные листья по форме могут быть лопастными, раздельными или рассечёнными. У лопастного листа вырезы по краю пластинки составляют до 1/4 его ширины. Для раздельного органа характерно большее углубление, его лопасти называют долями. Рассечённый лист по краям пластины имеет вырезы, доходящие практически до средней жилки.
Если пластинка удлинённая, с треугольными сегментами и долями, лист называют струговидным (например, у одуванчика). Если боковые доли к основанию уменьшаются, являются неравновеликими, а конечная доля округлая и крупная, получается лировидный наружный орган растения (к примеру, у редьки).
Строение листа с несколькими пластинами значительно отличается. Выделяют пальчатосложные, тройчатосложные, перистосложные органы. Если сложный лист включает три пластинки, он называется тройчатым, или тройчатосложным (например, клён). Пальчатосложным лист считается тогда, когда его черешочки прикрепляются к главному черешку в одной точке, а пластинки расходятся радиально (к примеру, люпин). Если боковые пластинки на главном черешке имеются с двух сторон по длине, лист называют перистосложным.
Формы цельных пластинок
У разных растений формы листовых пластинок неодинаковы по степени расчленённости, очертанию, виду основания и верхушки. Они могут иметь круглые, овальные, треугольные, эллиптические и другие очертания. Пластинка бывает удлиненной, а ее свободный конец может быть тупым, остроконечным, острым или заострённым. Основание оттянуто и сужено к стеблю, бывает сердцевидным или округлым.
Прикрепление к стеблю
Рассматривая строение листа растения, следует сказать пару слов о том, как он крепится к побегу. Прикрепление осуществляется при помощи длинных или коротких черешков. Бывают также сидячие листья. У некоторых растений их основания срастаются с побегом (низбегающий лист), а случается, что побег насквозь пронизывает пластинку (пронзённый лист).
Внутреннее строение. Кожица
Эпидерма (верхняя кожица) - это покровная ткань, расположенная на обращённой стороне органа растения, часто покрытая кутикулой, волосками, воском. Внутреннее строение листа таково, что снаружи он имеет кожицу, защищающую его от высыхания, механических повреждений, проникновения болезнетворных микроорганизмов к внутренним тканям и других неблагоприятных воздействий.
Клетки кожицы являются живыми, они разные по форме и размерам: одни - прозрачные, крупные, бесцветные, плотно прилегающие друг к другу; другие - более мелкие, с хлоропластами, придающими им зелёный цвет, такие клетки могут менять форму и располагаются парами.
Устьице
Клетки кожицы могут отдаляться друг от друга, в таком случае между ними появляется щель, которую называют устьичной. Когда клетки насыщены водой, устьице открывается, а при оттоке жидкости - закрывается.
Анатомическое строение листа таково, что через устьичные щели к внутренним клеткам поступает воздух и через них же наружу выходят газообразные вещества. Когда растения недостаточно обеспечены водой (это бывает в жаркую и сухую погоду), устьица закрываются. Так представители флоры себя защищают от иссушения, поскольку при закрытых устьичных щелях водяные пары наружу не выходят и сохраняются в межклетниках. Таким образом, в засушливый период растения сохраняют воду.
Основная ткань
Внутреннее строение листа не обходится без столбчатой ткани, клетки которой находятся в верхней, обращенной к свету стороне, плотно прилегают друг к другу, имеют цилиндрическую форму. Все клетки имеют тонкую оболочку, ядро, хлоропласты, цитоплазму, вакуоль.
Еще одна основная ткань - губчатая. Ее клетки по форме круглые, расположены рыхло, между ними есть крупные межклетники, заполненные воздухом.
То, каким будет строение листа растения, какое количество слоёв губчатой и столбчатой тканей образуется, зависит от освещения. У выросших на свету листьев столбчатая ткань гораздо сильнее развита, чем у тех, что росли в условиях затемнения.
Основная часть обычного листа – это его пластинка. Листовая пластинка – это расширенное плоское образование, выполняющее функции фотосинтеза, газо- и водообмена. Кроме пластинки листья часто имеют черешок – удлиненную цилиндрическую стеблеподобную часть, с помощью которой пластинка прикрепляется к стеблю. Если черешок есть, лист называют черешковым, а при его отсутствии – сидячим. Нижняя часть листа – его основание – может разрастаться и в виде трубки охватывать стебель. Такое образование называется листовым влагалищем. Довольно часто при основании листа у черешка находятся особые выросты – прилистники. Прилистники бывают парными, различной формы и величины, зеленые или бесцветные, свободные или сросшиеся с черешком. Прилистники могут опадать по мере роста листа или не опадать.
Простыми называют листья, имеющие одну листовую пластинку на черешке, а у сложного листа к одному черешку прикрепляются несколько пластинок, называемых листочками.
Простой лист. Листовая пластинка у простого листа может быть цельной или, напротив, расчлененной, т.е. в той или иной степени изрезанной, состоящей из выступающих частей пластинки и выемок. Для определения характера расчлененности, степени и формы изрезанности листовых пластинок и правильного наименования таких листьев, прежде всего, следует учесть, как распределяются выступающие части пластинки – лопасти, доли, сегменты – по отношению к черешку и к главной жилке листа. Если выступающие части симметричны главной жилке, то такие листья называют перистыми. Если выступающие части выходят как бы из одной точки, листья называются пальчатыми. По глубине вырезов листовой пластинки различают листья: лопастные, если выемки (глубина надрезов) не доходят до половины ширины полупластинки (выступающие части называют лопастями); раздельные, при глубине вырезов, заходящих глубже половины ширины полупластины (выступающие части – доли); рассеченные, при глубине надрезов, доходящих до главной жилки или почти ее касающихся (выступающие части – сегменты).
Сложный лист.
Сложные листья по аналогии с простыми называются перистыми и пальчатыми с добавлением слова «сложный». Например, перистосложный, пальчатосложный, тройчатосложный и т.д. Если сложный лист оканчивается одним листочком, лист называется непарноперистосложным. Если же он оканчивается парой листочков, то называется парноперистосложным.
Расчленение пластинки простого листа, так же как и ветвление частей сложного листа, может быть многократным. В этих случаях с учетом порядка ветвления или расчленения говорят о дважды-, трижды-, четыреждыперистых или пальчатых, простых или сложных листьях.
Основные формы листовой пластинки
Типы расчленения пластинок простых листьев и классификация сложных листьев
Основные типы края листа
1 - цельнокрайний; 2 - выемчатый; 3 - волнистый; 4 - шиповатый; 5 - зубчатый; 6 - двоякозубчатый; 7 - пильчатый; 8 - городчатый
Формы верхушки Формы верхушки, основания и края листовых пластинок также являются признаками, используемыми при описании и определении растений.
Основные формы верхушки листовой пластинки
Формы основания листовой пластинки
Главные типы листьев
Лист - это вегетативный орган растений, является частью побега. Функции листа - фотосинтез, испарение воды (транспирация) и газообмен. Кроме этих основных функций, в результате идиоадаптаций к различным условиям существования листья, видоизменяясь, могут служить следующим целям.
- Накопления питательных веществ (лук, капуста), воды (алоэ);
- защиты от поедания животными (колючки кактуса и барбариса);
- вегетативного размножения (бегония, фиалка);
- улавливания и переваривания насекомых (росянка, венерина мухоловка);
- движения и укрепления слабого стебля (усики гороха, вики);
- удаления продуктов обмена веществ во время листопада (у деревьев и кустарников).
Общая характеристика листа растения
Листья у большинства растений зеленые, чаще всего - плоские, обычно двустороннесимметричные. Размеры от нескольких миллиметров (ряска) до 10-15м (у пальм).
Лист формируется из клеток образовательной ткани конуса нарастания стебля. Зачаток листа дифференцируется на:
- Листовую пластинку;
- черешок, с помощью которого лист прикрепляется к стеблю;
- прилистники.
У некоторых растений черешков нет, такие листья в отличие от черешковых называются сидячими . Прилистники также бывают не у всех растений. Они представляют собой различных размеров парные придатки у основания черешка листа. Форма их разнообразна (пленки, чешуйки, маленькие листочки, колючки), функция - защитная.
Простые и сложные листья различают по числу листовых пластинок. Простой лист имеет одну пластинку и отпадает целиком. У сложного на черешке располагается несколько пластинок. Они прикрепляются к главному черешку своими маленькими черешочками и называются листочками. При отмирании сложного листа сначала отпадают листочки, а затем - главный черешок.
Листовые пластинки разнообразны по форме: линейные (злаки), овальные (акации), ланцетовидные (ива), яйцевидные (груша), стреловидные (стрелолист) и т.д.
Листовые пластинки в разных направлениях пронизаны жилками, которые представляют собой сосудисто-волокнистые пучки и придают листу прочность. У листьев двудольных растений чаще всего сетчатое или перистое жилкование, а у листьев однодольных - параллельное или дуговое.
Края листовой пластинки могут быть сплошными, такой лист называется цельнокрайним (сирень) или с выемками. В зависимости от формы выемки, по краю листовой пластинки различают листья зубчатые, пильчатые, городчатые и др. У зубчатых листьев зубцы имеют более или менее равные стороны (бук, лещина), у пильчатых - одна сторона зубца длиннее другой (груша), городчатые - имеют острые выемки и тупые выпуклости (шалфей, будра). Все эти листья называются цельными, так как выемки у них неглубокие, не достигают ширины пластинки.
При наличии более глубоких выемок листья бывают лопастные, когда глубина выемки равна половине ширины пластинки (дуб), раздельные - более половины (мак). У рассеченных листьев выемки доходят до средней жилки или до основания листа (репейник).
В оптимальных условиях роста нижние и верхние листья побегов неодинаковы. Различают низовые, срединные и верховые листья. Такая дифференцировка определяется еще в почке.
Низовые, или первые, листья побега - это чешуйки почек, наружные сухие чешуи луковиц, семядольные листья. Низовые листья при развитии побега обычно опадают. К низовым относят и листья прикорневых розеток. Срединные, или стебельные, листья типичны для растений всех видов. Верховые листья обычно имеют более мелкие размеры, располагаются вблизи цветков или соцветий, бывают окрашены в различные цвета, либо бесцветны (кроющие листья цветков, соцветий, прицветники) .
Типы расположения листов
Существует три основных типа листорасположения:
- Очередное или спиральное;
- супротивное;
- мутовчатое.
При очередном расположении одиночные листья прикрепляются к стеблевым узлам по спирали (яблоня, фикус). При супротивном - два листа в узле располагаются один против другого (сирень, клен). Мутовчатое листорасположение - три и более листа в узле охватывают стебель кольцом (элодея, олеандр).
Любое листорасположение позволяет растениям улавливать максимальное количество света, так как листья образуют листовую мозаику и не затеняют друг друга.
Клеточное строение листа
Лист, как и все другие органы растения, имеет клеточное строение. Верхняя и нижняя поверхности листовой пластинки покрыты кожицей. Живые бесцветные клетки кожицы содержат цитоплазму и ядро, располагаются одним сплошным слоем. Наружные оболочки их утолщены.
Устьица — органы дыхания растения
В кожице находятся устьица - щели, образованные двумя замыкающими, или устьичными, клетками. Замыкающие клетки имеют полулунную форму и содержат цитоплазму, ядро, хлоропласты и центральную вакуоль. Оболочки этих клеток утолщены неравномерно: внутренняя, обращенная к щели, толще, чем противоположная.
Изменение тургора замыкающих клеток меняет их форму, благодаря чему устьичная щель бывает открыта, сужена или полностью закрыта в зависимости от условий окружающей среды. Так, днем устьица открыты, а ночью и в жаркую сухую погоду - закрыты. Роль устьиц заключается в регуляции испарения воды растением и газообмена с окружающей средой.
Устьица располагаются обычно на нижней поверхности листа, но бывают и на верхней, иногда они распределены более или менее равномерно по обе стороны (кукуруза); у водных плавающих растений устьица расположены только на верхней стороне листа. Число устьиц на единице площади листа зависит от вида растений, условий роста. В среднем их 100-300 на 1мм 2 поверхности, но может быть и значительно больше.
Мякоть листа (мезофил)
Между верхней и нижней кожицей листовой пластинки располагается мякоть листа (мезофил). Под верхним слоем находится один или несколько слоев крупных прямоугольных клеток, которые имеют многочисленные хлоропласты. Это столбчатая, или палисадная, паренхима - основная ассимиляционная ткань, в которой осуществляются процессы фотосинтеза.
Под палисадной паренхимой находится несколько слоев клеток неправильной формы с большими межклетниками. Эти слои клеток образуют губчатую, или рыхлую, паренхиму. В клетках губчатой паренхимы содержится меньше хлоропластов. Они выполняют функции транспирации, газообмена и запасания питательных веществ.
Мякоть листа пронизана густой сетью жилок, сосудисто-волокнистых пучков, осуществляющих снабжение листа водой и растворенными в ней веществами, а также отведение из листа ассимилянтов. Кроме того, жилки выполняют механическую роль. По мере отхода жилок от основания листа и приближения их к вершине, они утончаются за счет ветвления и постепенного выпадения механических элементов, затем ситовидных трубок, наконец, трахеид. Мельчайшие разветвления у самого края листа обычно состоят только из трахеид.
Схема строения листа растения
Микроскопическое строение листовой пластинки существенно меняется даже в рамках одной систематической группы растений, в зависимости от разных условий произрастания, прежде всего, от условий освещения и водоснабжения. У растений затененных мест часто отсутствует палисадная перенхима. Клетки ассимиляционной ткани имеют более крупные палисады, концентрация хлорофилла в них выше, чем у светолюбивых растений.
Фотосинтез
В хлоропластах клеток мякоти (особенно столбчатой паренхимы) на свету происходит процесс фотосинтеза. Сущность его заключается в том, что зеленые растения поглощают солнечную энергию и из углекислого газа и воды создают сложные органические вещества. В атмосферу при этом выделяется свободный кислород.
Созданные зелеными растениями органические вещества являются пищей не только для самих растений, но и для животных и человека. Таким образом, жизнь на земле зависит от зеленых растений.
Весь кислород, содержащийся в атмосфере, имеет фотосинтетическое происхождение, он накапливается за счет жизнедеятельности зеленых растений и его количественное содержание благодаря фотосинтезу поддерживается постоянным (около 21%).
Используя углекислый газ из атмосферы для процесса фотосинтеза, зеленые растения тем самым очищают воздух.
Испарение воды листьями (транспирация)
Кроме фотосинтеза и газообмена в листьях происходит процесс транспирации - испарения воды листьями. Основную роль в испарении выполняют устьица, частично в этом процессе принимает участие и вся поверхность листа. В связи с этим различают устьичную транспирацию и кутикулярную - через поверхность кутикулы, покрывающей эпидермис листа. Кутикулярная транспирация значительно меньше устьичной: у старых листьев 5-10% общей транспирации, однако у молодых листьев, имеющих тонкую кутикулу, может достигать 40-70%.
Поскольку транспирация осуществляется в основном через устьица, куда проникает и углекислый газ для процесса фотосинтеза, существует взаимосвязь между испарением воды и накоплением сухого вещества в растении. Количество воды, которое испаряется растением для построения 1г сухого вещества, называется транспирационным коэффициентом . Величина его колеблется от 30 до 1000 и зависит от условий роста, вида и сорта растений.
На построение своего тела растение использует в среднем 0,2% пропускаемой воды, остальная расходуется на терморегуляцию и транспорт минеральных веществ.
Транспирация создает сосущую силу в клетке листа и корня, поддерживая тем самым постоянное передвижение воды по растению. В связи с этим листья получили название верхнего водяного насоса в отличие от корневой системы - нижнего водяного насоса, который нагнетает воду в растение.
Испарение защищает листья от перегревания, что имеет большое значение для всех процессов жизнедеятельности растения, особенно - фотосинтеза.
Растения засушливых мест, а также в сухую погоду испаряют больше воды, чем в условиях повышенной влажности. Регулируется испарение воды кроме устьиц защитными образованиями на кожице листа. Эти образования: кутикула, восковой налет, опушение из различных волосков и др. У растений-суккулентов лист превращается в колючки (кактусы), а его функции выполняет стебель. Растения влажных мест обитания имеют крупные листовые пластинки, на кожице нет защитных образований.
Транспирация — механизм испарения воды листьями растения
При затрудненном испарении у растений наблюдается гуттация - выделение воды через устьица в капельно-жидком состоянии. Это явление происходит в природе обычно утром, когда воздух приближается к насыщению водяными парами, или перед дождем. В условиях лаборатории гуттацию можно наблюдать, накрыв молодые проростки пшеницы стеклянными колпаками. Через короткий срок на кончиках их листьев появляются капельки жидкости.
Система выделения — опадание листьев (листопад)
Биологическим приспособлением растений к защите от испарения является листопад - массовое опадение листьев на холодное или жаркое время года. В умеренных зонах деревья сбрасывают листья на зиму, когда корни не могут подавать воду из замерзшей почвы, а мороз иссушает растение. В тропиках листопад наблюдают в сухой период года.
Подготовка к сбрасыванию листьев начинается при ослаблении интенсивности жизненных процессов в конце лета - начале осени. Прежде всего происходит разрушение хлорофилла, другие пигменты (каротин и ксантофилл) сохраняются дольше и придают листьям осеннюю окраску. Затем у основания черешка листа паренхимные клетки начинают делиться и образуют отделительный слой. После этого лист отрывается, а на стебле остается след - листовой рубец. Ко времени листопада листья стареют, в них скапливаются ненужные продукты обмена веществ, которые удаляются из растения вместе с опавшими листьями.
Все растения (обычно это деревья и кустарники, реже - травы) делятся на листопадные и вечнозеленые. У листопадных листья развиваются в течение одного вегетационного сезона. Ежегодно с наступлением неблагоприятных условий они опадают. Листья вечнозеленых растений живут от 1 до 15 лет. Отмирание части старых и появление новых листьев происходит постоянно, дерево кажется вечнозеленым (хвойные, цитрусовые).
Загрузка...
