Внутреннее строение листа с подписями. Лист. Клеточное строение листа. Влияние факторов среды на строение листа

Чтобы лучше понять значение зеленых листьев в жизни растений, познакомимся с внутренним строением листа.

Разрежем лист поперек. Срежем острой бритвой с поперечного разреза листа тончайшую пластиночку. Положим ее в каплю воды на предметном стекле, накроем покровным стеклом и рассмотрим под микроскопом.

Оказывается, лист - не сплошная зеленая пластинка. Он состоит из множества клеток различной величины и формы, то есть имеет клеточное строение.

Даже самая крупная клетка листа настолько мала, что простым глазом ее не различить. Если поставить точку на бумаге и разделить ее на 200- 300 частей, то каждая такая частичка по величине будет равна клетке. Приглядитесь: сверху и снизу листа вытянулись в ряд и плотно прилегают друг к другу клетки одинакового размера и формы. Это клетки кожицы. Она покрывает лист, предохраняет его от повреждений и высыхания. Клетки кожицы образуют покровную ткань.

Клетки верхней кожицы прозрачны, как стекло, а в клетках нижней кое-где встречаются мелкие парные зеленые клетки. Эти парные клетки-называют устъичными. Устьичные клетки и щель между ними называют устьицем. Через устьица совершается проникновение углекислого газа воздуха внутрь листа и выход кислорода в атмосферу.

Через устьица из растения также испаряется избыток влаги.

У большинства растений устьица находятся только в нижней кожице листьев. Но у некоторых, например у капусты, они расположены и в верхней кожице. У растений, листья которых плавают на поверхности воды, например у белой лилии-кувшинки, устьица находятся только на верхней стороне листа. Число устьиц на листьях огромно. Ученые подсчитали, что на одном только листе подсолнечника на 1 мм 2 220 устьиц, а на листе клена их на 1 мм 2 - 550.

Под кожицей лежат клетки мякоти. Они зеленые, потому что в их цитоплазме содержатся очень мелкие зеленые пластиды - хлоропласты. Зеленый цвет хлоропластов объясняется присутствием в них зеленого красящего вещества - хлорофилла. Хлорофилл в хлоропластах образуется только на свету. Хлоропласты у цветковых растений по их форме часто называют хлорофилловыми зернами. О пластидах вы узнали еще при изучении строения клетки.

Мякоть листа состоит из нескольких рядов клеток. Клетки, примыкающие к верхней кожице, похожи на довольно ровные столбики. В них особенно много хлорофилловых зерен. Нижние клетки, более округлые или неправильной формы, неплотно прилегают друг к другу. Пространства между клетками называют межклетниками. Межклетники губчатой ткани заполнены воздухом.

Если рассматривать под микроскопом мякоть листа, в середине ее можно увидеть округлый разрез жилки. Присмотревшись, нетрудно заметить поперечные разрезы видоизмененных клеток - сосудов и волокон, они образуют сосудисто-волокнистые пучки жилки листа.

По жилкам передвигаются вода и растворенные в ней вещества, жилки придают прочность листу.

Сосудисто-волокнистые пучки жилки образованы, волокнами, сосудами и ситовидными трубками.

Волокна придают листу прочность, они состоят из отдельных сильно вытянутых клеток с утолщенными стенками.

Ситовидные трубки в отличие от сосудов образованы живыми клетками, поперечные перегородки между которыми продырявлены как сито. По ситовидным трубкам из листьев во все органы растения передвигаются органические вещества.

Клеточное строение листа водного растения элодеи, которую часто разводят в аквариумах, можно рассмотреть под микроскопом, даже не делая среза.

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.

Знакомство с внутренним строением листовой пластинки поможет лучше понять значение зеленых листьев в жизни растений.

Строение кожицы. Сверху и снизу лист покрыт тонкой прозрачной кожицей, ее клетки предохраняют лист от по клетками кожицы повреждений и высыхания. Кожица -- один из видов покровной ткани растения.

Среди бесцветных и прозрачных клеток кожицы встречаются расположенные парами замыкающие клетки, в цитоплазме которых содержатся зеленые пластиды -- хлоропласты. Между ними находится щель. Эти клетки и щель между ними называют устьицем . Через устьичную щель в лист проникает воздух и происходит испарение воды.

У большинства растений устьица находятся в основном на кожице нижней стороны листовой пластинки. На листьях водных растений, плавающих на поверхности воды, устьица находятся только на верхней стороне листа, а на подводных листьях устьиц нет вообще. Число устьиц огромно. Так, на листе липы их насчитывается более миллиона, а на листе капусты -- несколько миллионов устьиц.

Строение мякоти листа. Под кожицей находится мякоть листа, состоящая из клеток основной ткани . Два-три слоя, непосредственно прилегающих к верхней кожице, образованы плотно прилегающими друг к другу клетками удлиненной формы. Они напоминают почти одинаковой величины столбики, поэтому верхнюю часть основной ткани листа называют столбчатой. В цитоплазме этих клеток особенно много хлоропластов.

Под столбчатой тканью лежат более округлые или неправильной формы клетки. Они неплотно прилегают друг к другу. Межклетники заполнены воздухом.

Внутреннее строение листа

Строение жилок листа. Если рассматривать под микроскопом поперечный разрез листовой пластинки, в ней можно увидеть проводящие пучки листа -- жилки, состоящие из сосудов, ситовидных трубок и волокон. Сильно вытянутые клетки с толстыми стенками -- волокна -- придают листу прочность. По сосудам передвигаются вода и растворенные в ней минеральные вещества. Ситовидные трубки в отличие от сосудов образованы живыми длинными клетками. Поперечные перегородки между ними пронизаны узкими каналами и выглядят как сита. По ситовидным трубкам из листьев передвигаются растворы органических веществ.

Лист - это чрезвычайно важный орган растения. Основными функциями его являются фотосинтез и транспирация. Лист состоит из листовой пластинки и черешка, который по внешнему виду напоминает стебель, но по происхождению являются частью листа.

Клеточное строение листа

Поверхность любого листа покрыта кожицей, она защищает лист от повреждений, высыханий, проникновения болезнетворных бактерий. Клетки кожицы листа плотно примыкают друг к другу, так как это покрывная ткань. Большинство клеток бесцветны и прозрачны что позволяет свету проникать свету во внутрь листа.

Снаружи лист покрыт эпидермисом . Это живая ткань, состоящая из одного или несколько слоев клеток, у которых как правило, не наблюдается хорошо дифференцированных хлоропластов. Клетки плотно соединены между собой, что способствует роли эпидермиса в защите ткани листа от избыточной потери воды и в осуществлении механической опоры.

Замечание 1

Характерной особенностью этой ткани является наличие различного типа выростов на внешней поверхности клеток (волоски, шипики, кутикулы). Для осуществления водообмена и газообмена растения с окружающей средой между клетками эпидермиса имеются устьица.

Определение 1

Основная ткань, находящаяся между верхним и нижним эпидермисом, называется мезофиллом (от греческого «мезос» - средний и «филлон» – лист). Это фотосинтезирующая ткань, состоящая из живых клеток с большим количеством хлоропластов. У многих растений мезофилл дифференцируются на палисадную и губчатую паренхиму. Палисадная паринхима состоит из клеток, расположенных перпендикулярно к поверхности эпидермиса и напоминающих ряд столбиков (столбчатая паринхима). Клетки палисадной паренхимы имеют призматическую форму, удлиненны. Расположена палисадная паренхима непосредственно под эпидермисом, у некоторых растений только в верхней стороне листа, у других с обеих сторон.

Для губчатой паренхимы свойственны клетки различной формы, часто с выростами. Расположены они так, что между ними есть много хорошо выраженных промежутков (отсюда и название паренхимы).

Степень дифференциации мезофилла зависти от вида растений и особенностью их выращивания. Известно, что в условиях яркого освещения хорошо развивается палисадная паренхима. У многих злаков умеренной зоны мезофилл не дифференцируется на палисадную и губчатую паренхиму.

Разница в строении этих двух тканей свидетельствует о возможной функциональной специализации их: палисадная паренхима, вероятно, является высокоспециализированной тканью, выполняющей функцию фотосинтеза. Это подтверждается тем, что большинство хлоропластов расположено именно в этой ткани, концентрируясь возле клеточных стенок, что способствует их лучшему освещению и снабжением углекислым газом. Губчатая паренхима выполняет в меньшей степени функцию фотосинтеза, а также еще функцию запасающей ткани (в клетках откладывается запасной крахмал).

Проводящая ткань листа состоит из сосудисто-волокнистых пучков, сконцентрированных в жилках. По ним поступаю в лист вода с питательными веществами, и отводятся продукты фотосинтеза. Проводящая ткань пластинки и черешка листа представляет непрерывное целое с проводящей системой стебля. Жилка может состоять из одного или группы тесно сомкнутых пучков.

Строение сосудисто-волокнистых пучков основных жилок листа типичное, но в меру раздробления пучков наблюдается уменьшение сосудов и ситовидных трубок. В мельчайших разветвлениях жилок совершенно отсутствует флоэма, упрощается и ксилема – в ней нет трахей, остается небольшое количество трахеид. Оканчиваются жилки одиночными трахеидами.

Крепость листовой пластинки обуславливается развитием системы механических тканей: склеренхимные обкладки пучков, тяжи механической ткани, расположенные против проводящих пучков и смыкающихся со склеренхимными обкладками, каменистые клетки, опорные клетки и другие.

Строение и функции устьица

Устьице имеет вид щели, расположенной между двумя клетками со своеобразным строением. Это две серповидные клетки, смыкающие между собой противоположными концами (замыкающие клетки), значительно отличающие от других клеток эпидермиса по форме и по наличию хлоропластов. Устьица преимущественно расположены с нижней стороны листовой пластинки, но у некоторых растений – и с верхней (у капусты злаков). У водных растений (полупогруженных, например у водяной лилии) устьица расположены только на верхней стороне пластинки.

Количество устьиц на листьях растений различно – от $40$ до $600$ на $1 \ мм^2$ и даже больше.

На листьях с параллельным жилкованием (у хвойных) устьица расположены параллельными рядами, на листьях других растений – без определенного порядка.

Открывание устьиц зависит от других причин: необходимости газообмена, связанной с фотосинтезом и дыханием листа, и контроля над водным балансом листа.

Механизм устьичного движения зависит от особенностей структуры замыкающих клеток и связан с изменением их тургорного давления. Характерной особенностью строения замыкающих клеток устьиц является неравномерное утолщение их оболочек. В результате этого задняя стенка замыкающей клетки, более тонкая и эластичная, при увеличении тургора выпячивается в направлении от щели, передняя становится прямой или вогнутой, вся клетка изгибается в направлении от щели. Устьица при этом открываются.

Изменение тургорного давления замыкающих клеток связано со значительной затратой энергии. В регуляции осмотического давления замыкающих клеток участвуют органические кислоты, а также существенную роль играют одновалентные катионы, особенно калий. Поступление одновалентных катионов в вакуоль замыкающих клеток увеличивает их осмотический потенциал, в клетки поступает вода, устьице открывается. Выход осмотических активных веществ из вакуолей в цитоплазму замыкающих клеток или из клетки вообще снижает осмотическое давление и устьице закрывается. Электронейтральность замыкающих клеток при открытых устьицах поддерживается в основном за счет образования органических анионов.

Поступление воды в клетку

Замечание 2

Поступление воды в клетку это очень сложный процесс, обусловленный многими факторами. Активное участие в поглощении воды выполняет вся система коллоидов цитоплазмы.

Сила, с которой клетка насасывает воду, называется сосущей.

Поступление воды в живую клетку, полупроницаемость и эластичность цитоплазмы можно продемонстрировать следующим опытом. На предметное стекло, вплотную к покровному стеклу, где в воде находится лист элодеи, наносят каплю $6-8\%$-ного раствора калийной селитры $(KNO_3)$. С другой стороны покровного стекла, также вплотную к нему, подносим фильтровальную бумагу, которая оттягивают воду до тех пор, пока раствор селитры, входя под покровное стекло, полностью не заменит ее. Через некоторое время даже при малом увеличении микроскопа наблюдаем, что протопласт отходит от оболочки клетки. Этот процесс получил название плазмолиза. Позже протопласт отделяясь от всей внутренней поверхности оболочки, округляется и располагается непосредственно в середину клетки или возле одной из ее стенок. Таким образом, пространство между протопластом и оболочками клетки заполняется раствором плазмолитика.

Испарение воды листьями

Испарении воды растениями называется транспирацией. Испаряет воду вся поверхность тела растения, особенно интенсивно листа. Учитывая разные формы испарения воды различают два вида транспирации. Кутикулярная транспирация характеризуется испарением всей поверхности листа. Устьичная транспирация соответственно происходит через устьице листа.

Биологическая роль транспирации способствует поступлению углекислого газа внутрь листа, что обеспечивает углеродным питанием растения. Также роль заключается в защите листа от перегрева.

Лист, как и все органы растения, имеет клеточное строение и состоит из различных . Его строение обусловлено уникальной способностью производить на свету органические вещества.

Строение кожицы и мякоти листа

Строение жилок листа

Все органы растений имеют проводящие ткани. В листьях они образуют проводящие пучки жилки. По ситовидным трубкам жилок из листьев движутся органические вещества, по сосудам в листья поступает вода и минеральные соли. В состав проводящих пучков входят . Они придают жилкам прочность.

Типы жилкования листьев

Прохождение жилок в называют жилкованием.

Различают несколько типов жилкования:

• параллельное - крупные жилки проходят параллельно друг другу (пшеница, рогоз);
• сетчатое - посередине листовой пластинки проходит мощная главная жилка, а от нее отходят более тонкие боковые; взаимное расположение жилок напоминает перо птицы (сирень, крапива);
• дуговое - каждая жилка, кроме центральной, изогнута дугой (ландыш, подорожник);
• вильчатое - жилки располагаются вдоль листа, одна жилка разветвляется на две, и они не пересекаются ( , гинкго и другие древние растения).

Световые и теневые листья

У растений, обитающих в условиях хорошей освещенности, листья содержат несколько слоев столбчатых клеток. Хорошо развита в них и губчатая ткань. Такие листья называют световыми. У теневыносливых растений листья имеют но одному слою мелких столбчатых клеток, и губчатая ткань у них менее развита. Такие листья называют теневыми. Таким образом, листовые пластинки у световых листьев толще, чем у теневых, однако в теневых листьях хлоропласты крупнее и содержат больше хлорофилла. Поэтому они и имеют темно-зеленую окраску. Световые листья - светло-зеленые, так как в них содержится меньше хлорофилла. Световые и теневые листья отличаются размерами. В лесах растения имеют крупные листья, которые улавливают больше света.