Клеточное строение листа и его особенности
Лист – важный орган любого растения. Основные функции листа – фотосинтез и транспирация. Строение листа характеризуется наличием черешка и листовой пластинки. Внешне черешок похож на стебель, но по происхождению все же является частью листа.
Строение листа предполагает наличие кожицы, покрывающей поверхность любого листа. Кожа является защитой от различных травм, пересыхания и проникновения болезнетворных бактерий.
Строение кожицы листа характеризуется тем, что клетки расположены близко друг к другу: это объясняется тем, что они покрывают ткань. Почти все клетки листьев бесцветны и прозрачны, поэтому свет легко проникает через поверхность листа в клетку. Как мы видим, строение листьев и строение клеток листа напрямую связаны с функциями листьев и формируют их свойства.
Изучать клеточное строение листа начинают в 6 классе школы. Содержание…
Характеристика эпидермиса
Эпидермис – это то, чем покрыт лист снаружи.
Эпидермис — это живая ткань листа, которая может состоять из одного или нескольких слоев клеток.
Такие клетки листа обычно не имеют хорошо дифференцированных хлоропластов. Клетки довольно тесно связаны друг с другом, благодаря чему эпидермис защищает ткани листа от чрезмерной потери воды и играет важную роль в функции механической опоры листа.
Эпидермис выполняет функцию в виде различных выростов на внешней поверхности клеток: волос, кутикулы, шипиков.
Также стоит упомянуть устьица листьев, которые располагаются между клетками эпидермиса. Основная функция устьиц – осуществление водно-газового обмена между растением и окружающей средой. Эта функция выполняется, в том числе, благодаря особенностям строения устьиц листьев.
Характеристика мезофилла
Мезофилл – основная ткань, расположенная между верхним и нижним эпидермисом.
Это фотосинтетическая ткань: она содержит живые клетки с большим количеством хлоропластов.
Мезофилл делится на губчатую и столбчатую паренхиму. К последним относятся клетки, расположенные перпендикулярно поверхности эпидермиса — они напоминают ряд столбиков (столбчатую паренхиму). Клетки палисадной паренхимы имеют призматическую форму, эти клетки удлиненной формы. Палисадная паренхима располагается под эпидермисом. При этом у некоторых растений он находится только на верхней стороне листа, а у других — с обеих сторон.
Губчатая паренхима характеризуется наличием клеток различной формы, часто клетки имеют выросты. Расположение клеток образует четко выраженные пространства, которые и дали название «паренхима».
Деление или дифференциация мезофилла зависит от типа растения и особенностей выращивания. При ярком освещении палисадная паренхима хорошо развивается.
Зерна в умеренном поясе не разделены на палисадную и губчатую паренхиму.
Эти две ткани устроены по-разному, поскольку отвечают за разные функции. И здесь мы находим ответ на вопрос, как строение листа обеспечивает его фотосинтетические функции.
Палисадная паренхима представляет собой узкоспециализированную ткань и выполняет функцию фотосинтеза. Это логично, ведь большинство хлоропластов находится в этой ткани и концентрируется возле клеточных стенок – так они лучше освещаются и снабжаются углекислым газом.
Помимо функции фотосинтеза (хотя и в меньшей степени) губчатая паренхима выполняет запасающую функцию: в клетках листа накапливается запасной крахмал.
Характеристика проводящей ткани
Проводящая ткань листа включает сосудисто-волокнистые пучки: они сосредоточены в жилках. Через эти пучки в лист поступает насыщенная питательными веществами вода и удаляются продукты фотосинтеза.
Проводящая ткань листовой пластинки и черешка и проводящая система стебля образуют единое целое. Строение жилки листа может характеризоваться либо пучком, либо целой группой тесно связанных друг с другом пучков.
Сосудисто-волокнистые пучки главных жилок листа имеют типичное строение. При фрагментации пучков сосуды и ситовидные трубки становятся мельче. В едва заметных ветвящихся жилках флоэма отсутствует. Ксилема также упрощена: в ней отсутствуют трахеиды, количество трахеид уменьшено. На концах вен имеются одиночные трахеиды.
Насколько прочна листовая пластинка, зависит от развития механической системы тканей. Оно включает:
- склеренхимные оболочки пучков;
- нити механической ткани. Они располагаются на противоположной стороне сосудистых пучков и вплотную позади оболочек склеренхимы;
- каменистые клетки;
- поддерживающие клетки и т д.
Строение листовой кожицы
Самое первое, что мы можем увидеть и рассмотреть под микроскопом, — это кожа. Если воспользоваться иголкой или пинцетом, его можно легко снять с поверхности листа и рассмотреть под микроскопом.
На рисунке хорошо видно, что внешняя оболочка состоит из одного слоя покровной ткани. Клетки здесь плотно прилегают друг к другу. Их внешняя оболочка покрыта пленкой в виде жироподобного вещества и толще внутренних. Это связано с защитной функцией этого вещества. Благодаря такой структуре внутренние клетки не пересыхают и защищены от повреждений. Также благодаря кожице растение сообщается с внешней средой. Клетка кожи состоит из вакуоли с клеточным соком, цитоплазмы с ядром и бесцветных пластид. Из-за этого покровная ткань бесцветна. Но есть в коже и зеленые клетки – это устьица.
Строение побега
Побег – надземная часть растения, состоящая из стебля, листьев и генеративных органов. Это то, что мы обычно изображаем на любительских рисунках и что используем, например, для составления букетов.
Стебель — осевая часть побега, к которой прикрепляются другие структуры.
Структура побега
Лист – орган высших растений, обеспечивающий фотосинтез, транспирацию (испарение воды) и газообмен с окружающей средой.
Функции устьица и его строение
Устьица имеют форму щели, которая расположена между двумя клетками, имеющими специфическое строение.
Эти клетки имеют серповидную форму, смыкаются друг с другом на противоположных концах (замыкающие клетки). Они существенно отличаются от других клеток эпидермиса: формой и наличием хлоропластов.
Устьица расположены в нижней части листовой пластинки. Однако есть растения, у которых он расположен в верхней части (зерновые, капуста).
Устьица водных растений расположены только на верхней стороне пластинки. Число устьиц на листьях растений колеблется от 40 до 600 (на квадратный миллиметр).
Листья с параллельными жилками (как у хвойных) расположены параллельными рядами. Другие растения не имеют определенного порядка.
Устьица открываются по разным причинам:
- для газообмена;
- для фотосинтеза и дыхания листьев;
- контролировать водный баланс.
Способ осуществления устьичного движения определяется структурными особенностями замыкающих клеток, а также изменениями их тургорного давления. Неравномерное утолщение оболочек — отличительная особенность строения замыкающих клеток устьиц. Это приводит к тому, что задняя стенка замыкающей клетки при повышении тургора выпячивается в сторону щели, так как эта стенка более эластична и имеет небольшую толщину. При этом передняя стенка выпрямляется и становится вогнутой, а вся ячейка изгибается в противоположную щели сторону. Устьица открыты.
Тургорное давление замыкающих клеток изменяется из-за высоких энергозатрат. Регуляция осмотического давления замыкающих клеток осуществляется с помощью органических кислот, одновалентных катионов, особенно калия.
При попадании одновалентных катионов в вакуоль замыкающих клеток осмотический потенциал последних увеличивается. Вода поступает в эти клетки и устьица открываются. Снижение осмотического давления происходит в результате выхода осмотически активных веществ из вакуолей в цитоплазму замыкающих клеток или вообще из клетки. Устьица закрываются.
Поддержание электронейтральности замыкающих клеток с открытыми устьицами обеспечивается за счет образования органических анионов.
Процесс поступления воды в клетку
Поступление воды в клетку — сложный процесс, определяемый многими факторами. В поглощении воды активное участие принимает вся система цитоплазматических коллоидов.
Всасывание – это сила, с которой клетка поглощает воду. Именно опыт помогает понять, как вода попадает в живую клетку, а также показывает полупроницаемость и эластичность цитоплазмы.
Что для этого нужно? На предметное стекло, находящееся рядом с покровным (это лист элодеи в воде), необходимо нанести каплю раствора нитрата калия (6 или 8 процентов).
Фильтровальную бумагу подносят к обратной стороне покровного стекла, вплотную к нему: она вытягивает воду до полного ее вытеснения раствором селитры и попадает под покровное стекло.
Через определенное время даже при небольшом увеличении микроскопа можно обнаружить отлет протопласта от клеточной мембраны. Этот процесс называется плазмолизом.
Затем протопласт округляют и помещают в центр клетки или возле одной из стенок. Это происходит после того, как он отделился от всей внутренней поверхности скорлупы. В результате пространство между протопластом и клеточными мембранами заполняется плазмолитическим раствором.
Строение жилок
Если сделать поперечный разрез листовой пластины, под микроскопом можно увидеть так называемую проволоку – это жилки. Они состоят из:
- волокна – придает силу;
- ситовые трубки – являются проводниками органических веществ;
- сосуды – по которым движутся минералы и вода.
Жилкование – это прохождение жилок в листе. Существует несколько типов жилкования, которые показаны на рисунке ниже.
- Параллельное жилкование – жилки идут параллельно друг другу (зерновые культуры);
- Арка – все жилки, за исключением центральной, идут дугообразно (подорожник, ландыш);
- Сетчатая – через середину проходит толстая жилка, она является основной, а от нее в стороны расходятся более тонкие боковые жилки (берёза, сирень);
- Раздвоенные – жилки расположены продольно, каждая разделена надвое, не переплетаясь (папоротники, древние растения).
Существует классификация листьев в зависимости от условий произрастания. Например, если листья растут в хорошо освещенном помещении, они имеют несколько слоев столбчатых клеток. Из-за этого диск становится толще, но имеет светло-зеленый цвет. Растения, растущие в тени, имеют один слой столбчатой ткани и слабо развитую губчатую ткань. Однако у них более крупные хлоропласты, содержащие большое количество хлорофилла. Именно поэтому листья теневыносливых растений темно-зеленые.
Всё о листе
Почка
Почка — вегетативный орган растения, являющийся предшественником других частей растения: цветка или побега.
По местоположению они разделены:
- апикальный,
- боковые ручки.
По строению их разделяют:
- вегетативный,
- генеративный,
- смешанные бутоны.
Давайте подробно рассмотрим их особенности.
Из генеративных почек затем образуются цветы – генеративные органы, поэтому они так и называются. Эти бутоны обычно круглые, крупные и содержат рудиментарные бутоны.
Вегетативная почка вырастает в побег, а смешанная почка — в побег, несущий цветок. Эти бутоны имеют продолговатую форму и небольшие размеры.
Строение вегетативных (слева) и генеративных (справа) почек
Любая почка состоит из:
- конус роста,
- рудиментарные листья,
- почка,
- корень,
- чешуйки почек.
Конус роста содержит большое количество недифференцированных клеток образовательной ткани, которые быстро и часто делятся, что обеспечивает рост рудиментарного побега или цветка.
Чешуя почки покрывает верхнюю часть почки, защищая ее от холода и других неблагоприятных факторов внешней среды.
Строение почек
Видоизменения побегов
- Нолл
Эта модификация нам знакома с детства, ведь она есть у картофеля, который часто был гарниром на нашей тарелке.Клубень служит растениям для хранения питательных веществ и вегетативного размножения.
Почему клубень считают побегом? Да, здесь все правильно написано. Клубень считается побегом, потому что у него есть почки – глазки, из которых вырастают ростки, и придаточные корни – столоны. |
Строение клубней картофеля
- Груша
Такая модификация побега характерна для представителей семейства Луковые. Лампа состоит из
- нижний,
- засуха,
- сочные ракушки.
Основание действует как видоизмененный стебель, к которому прикрепляются придаточные корни и листья: сухие и сочные чешуи.
Сухая скорлупа выполняет защитную функцию, а сочная сохраняет влагу и питательные вещества. Примеры растений: лук, чеснок, тюльпан, нарцисс, лилия.
Грушевая структура
- Корневище
Корневище участвует в вегетативном размножении растений и имеет выраженные узлы с придаточными корнями и отрастающими от них побегами и междоузлиями. Примеры растений: ирис, ландыш, пырей, крапива.
Структура корневища
Строение мякоти
Массовые клетки имеют тонкие мембраны и содержат большое количество хлоропластов. Существует два типа пульпарной ткани:
- столбчатая или палисадная ткань – клетки имеют вид столбиков и межклеточных промежутков мало;
- губчатая ткань – клетки имеют неправильную форму, в них меньше хлоропластов и большие межклеточные промежутки.
Между тканевыми клетками имеются межклеточные пространства разного размера, заполненные воздухом. Столбчатые и губчатые ткани выполняют главную функцию зеленого растения — фотосинтез.
Лист каждого растения выполняет две важные функции – фотосинтез и испарение влаги. Каждый структурный элемент листовой пластины играет свою роль; в комплексе мы получаем единый живой организм, активно реагирующий на изменения окружающей среды.
Читайте также: Северный Ледовитый океан: краткая характеристика, описание, факты