ЛИСТ КАК СОСТАВЛЯЮЩАЯ ЧАСТЬ ПОБЕГА

Листок и особенности его строения

Листок - это составная часть побега, характеризующееся ограниченным ростом, имеет двустороннюю симметрию и плоскую форму. Нарастает листок основой за счет вставного роста (у однодольных) или всей поверхностью (в двудольных). Этот орган приспособлен к совершению фотосинтеза, газообмена и транспирации. Помимо основных функций, листок может выполнять еще и другие, дополнительные: запасания питательных веществ, удаление продуктов обмена вследствие ноября, вегетативное размножение, защита растений от поедания и неблагоприятных воздействий среды и тому подобное.

Морфологическое строение листьев

Самыми общими элементами морфологического строения листа является пластинка, черешок за основа (подножие). Листовая пластинка обеспечивает основные функции листа, в связи с чем имеет плоскую форму с внешним и внутренним боком, отличающихся по опушкой, цветом, характером жилок.

Черенок ориентирует пластинку относительно солнечных лучей, проводит воду с минеральными солями и продукты фотосинтеза и прикрепляет лист к стеблю. Черенки играют важную роль в расположении листьев на побеге, при котором они не затеняют друг друга. Основа листа почти незаметна или имеет вид подушечки. У некоторых растений основа, расширяясь, образует трубчатую влагалище, которая охватывает стебель (злаки, осоковые). Влагалище защищает пазушные почки и вставную меристему от действия неблагоприятных факторов. На месте перехода влагалища в листовую пластинку есть язычок, который препятствует проникновению воды, спор грибов или личинок насекомых к пазухи листа.

Кроме пластинки и черешка, листья многих растений имеют особые выросты - прилистники. В гороха, клевера они листоподобные форму и осуществляют фотосинтез, а в акаций - напоминают форму колючек, которые защищают растения от поедания животными. Пластинка листа имеет жилки , состоящих из ведущих и механических тканей, то есть сосудисто-волокнистые пучками, объединяющих стебель с листком. Они обеспечивают проведение к листьям неорганических и вывода из него органических соединений и предоставляют ему прочности. Иными словами, выполняют механическую и ведущую функции.

Анатомическое строение листьев

Чтобы лучше понять значение листьев в жизни растения, следует ознакомиться с внутренним строением листовой пластинки. Листок, как и все другие органы, имеет клеточное строение и образованный покровной, основной, ведущей и механической тканями.

Строение листа: 1 - узел;  2 - листовая пазуха;  С - черенок;  4 - листовая пластинка;  5 - жилки;  6 - основа

Строение листа: 1 - узел; 2 - листовая пазуха; С - черенок; 4 - листовая пластинка; 5 - жилки; 6 - основа

Внутреннее строение листа: 1 - верхней кожицы;  2 - столбчатый паренхимы;  С - ксилема;  4 - Флоэ;  5 - продать;  6 - склеренхимы;  7 - нижняя Шкирко;  8 - колленхимы;  9 - камбий;  10 - мезофилл

Внутреннее строение листа: 1 - верхней кожицы; 2 - столбчатый паренхимы; С - ксилема; 4 - Флоэ; 5 - продать; 6 - склеренхимы; 7 - нижняя Шкирко; 8 - колленхимы; 9 - камбий; 10 - мезофилл

Покровная ткань образует верхнюю и нижнюю кожицу ( эпидерму ) , которая защищает внутренние клетки от неблагоприятных воздействий среды. Клетки эпидермиса живые, плотно соединены между собой, хлоропластов, в основном, нет, что способствует лучшему проникновению света. Часто защитная функция усиливается восковой пленкой (кутикула), волосками (трихомы) на поверхности листа. В кожуре есть устьица - образования из парных живых специализированных клеток эпидермиса, которые регулируют газообмен и испарение воды. Продать состоит из двух клеток-замыкателей, между которыми продихова щель. В большинстве двудольных растений замыкающие клетки имеют бобоподибну форму, у однодольных - удлиненную. Устьица, как правило, размещены на нижней стороне листьев, во многих ксерофитов - и на нижнем, и на верхнем. А вот в листьев злаков и плавающих водных растений эти образования располагаются на верхней стороне. Характерной особенностью строения замыкающих клеток устьиц является неравномерное утолщение их оболочек. Эта особенность связана с механизмом продихових движений, основой которых с изменение тургориого состояния.

Между верхней и нижней кожицей располагается мякоть листа ( мезофилл ) - основная ткань, клетки которой неоднородны. Мезофилл образован столбчатыми клетками, губчатая клетками и межклетниками. Столбчатые клетки прилегают к верхней поверхности листа и образуют столбчатую , или Палисадная, паренхиму . Они имеют большое количество хлоропластов и поэтому активно осуществляют функцию фотосинтеза. В зависимости от природы растения и силы освещения клетки столбчатой паренхимы составлены в один, два и более слоев. Над нижней эпидермой расположены клетки и межклетники, которые образуют губчатую паренхиму . Количество хлоропластов в губчатых клетках меньше, поэтому в этом слое мякоти фотосинтез проходит менее активно, однако значительно активнее протекают процессы дыхания и испарения воды.

Внутри листовой пластинки расположены жилки , или сосудисто-волокнистые пучки, состоящие из элементов проводящих тканей - ситовидных трубок, сосудов и механических тканей. Совокупность ситовидных трубок, которые проводят от листа к стеблю органические вещества, образуют проводящую ткань флоэму, а совокупность сосудов, проводящих к листу неорганические вещества - проводящую ткань ксилему. Механические ткани является своеобразной арматурой листа и обеспечивают в составе жилки прочность листовой пластинки. Они представлены Колленхима и склеренхимнимы волокномы, могут быть и склереиды. Колленхима - ткань, образованная живыми клетками, которые располагаются выше и ниже жилки и предоставляют листке прочности и эластичности. Склеренхима состоит из мертвых удлиненных клеток-волокон, которые закрепляют сосудисто-волокнистый пучок и образуют механическую опору для всего листа. Механическую функцию в листьях некоторых растений выполняют склереиды, или каменистые клетки (в маслины, кувшинки, камелии). Они поддерживают сочную многослойную ткань мезофилла.

Итак, анатомическое строение листа обусловлена его функциями фотосинтеза, газообмена и транспирации.

разнообразие листьев

Листья разных растений могут сильно различаются по размерам, форме, опушением, продолжительностью жизни и т. Различия в строении листьев связанные с условиями существования растений. Особенно важные факторы, которые влияют на особенности их листьев, - доступность воды и света. Например, в кувшинки, живущего в воде, листья крупные, округлые, а у кактусов, которые являются жителями засушливых участков планеты, они превратились в колючки.

Листья чрезвычайно разнообразны по размерам. Наибольшие листья - до двух и более метров в диаметре - имеет виктория королевская, которая живет в водах Амазонки. Длинные листья - до 30 метров длиной - у пальмы рафии, которая растет на берегах этой самой реки. Но в большинстве видов растений размеры листьев колеблются в пределах от 3 до 10 см.

Листья разделяют на группы в зависимости от формы листовой пластинки (например, сердце-, нирко-, яйцо, стрило-, копьевидные ), формы краев листовой пластинки ( цельнокрайние, выемчатые, бдительности, зубчатые, городчасто ), степени расчленения {лопастные, раздельные, рассеченные ). В зависимости от внешнего строения, или структуры, различают простые листья - с одной листовой пластинкой, на черенке и сложные листья - с несколькими пластинками-листочками, которые опадают самостоятельно. Простые листья с черенками называют черешковыми (например, у яблони), а без него - сидячими (у кукурузы). Сложные листья бывают трийчастоскладни (у земляники, клевера), польчастоскладни (в каштан, люпина) и перистоскладни (парноперистоскладни в желтой акации и непарноперистоскладни в белой акации).

жилкование листьев

Жилкование - это расположение жилок в листовой пластинке. По характеру ветвления различают несколько типов жилкования:

• простое - на листке имеется только одна жилка (например, у мхов, плаунов, голосеменных, а с покрытосеменных - в элодея)

дихотомическое - жилки ветвятся вилчасто (например, в гинкго), вместе с простым жилкованием они примитивным жилкованием, которое было довольно распространенным у растений прошлых эпох;

сетчатое - от главной жилки ответвляются боковые (самый распространенный тыл жилкование) выделяют перистоситчасте (например, у дуба) и пальчастоситчасте (например, у клена)

дуговая - одинаковые неразветвленные жилки расположены бочкообразному (например, тюльпан, подорожник, ландыш)

параллельное - одинаковые неразветвленные жилки располагаются вдоль листа параллельно (например, пшеница, рожь, кукуруза).

Листкорозмищення у растений

Листкорозмищення - это расстановки листьев на стебле в определенном порядке, позволяет растению улавливать максимальное количество света. Выделяют следующие основные типы листкорозмищення:

поочередное ( спиральное ) - от узла отходит только один листок, а основы последовательно размещенных листьев можно совместить условной спиралью (например, яблоня, береза, ива), является самым распространенным в природе листкорозмищенням;

двурядное - от узла отходит только один лист, но расположение таких листьев на стебле не по спирали, а с противоположных двух сторон (у всей семьи злаков)

противоположное - от узла отходят два листа друг напротив друга, причем листья двух соседних узлов расположены крестообразно, чтобы верхняя пара не затеняла нижнюю (сирень, мята, гвоздика, клен)

кольцеобразное ( мутовчасте ) - от узла отходят три и более листьев (элодея, хвощи, вороний глаз).

Порядок листкорозмищення на побеге является наследственным признаком каждого вида. Однако в процессе развития побега из почки на расположение листьев могут действовать факторы окружающей среды - условия освещения, сила ветра, собственная масса, и обусловливают появление изменений, которые, как правило, имеют адаптивный характер.

Условия освещения влияют не только на листкорозмищення, но и размеры, форму листьев. Анализируя форму листьев на годовом приросте побега можно обнаружить три их формы, или формации. В рамках одного растения различают три основных формации листьев;

низовые, или первые, листья - недоразвитые и видоизмененные листья, которые выполняют запасающую или защитную функции (например, семядоли зародышей, чешуи лука)

срединные листья - это типичные зеленые фотосинтезирующие листья; у некоторых растений листья, принадлежащих к срединным, имеют том же побеге различную форму - явление ризнолистковости, или гетерофилии ( в стрелолистая подводные листья лентовидные, а надводные - стреловидные)

верхушечные листья - находятся на верхушке побегов и имеют меньшие размеры, другую форму, окраску (чашелистики, лепестки).

У некоторых видов растений не все формации листьев развиваются. Так, в ивы козьей, мать-и-мачехи, которые рано зацветают, срединные листья не успевают развиться. В вероники лекарственной развиваются лишь срединные листья.

Для максимального использования растениями света в них выработалось своеобразное приспособление, так называемая листовая мозаика, - определенное расположение листьев, при котором ни один лист не затеняет другое. Это обеспечивается неодинаковой длиной черенков, разной формой и размерами листовых пластинок, закручиванием междоузлий побега. Мозаичность формируется на побегах у винограда, плюща, вяза, розеточных растений - одуванчика, подорожника, свеклы и других растений.

функции листа

Фотосинтез - образование в хлоропластах органических веществ с неорганических с помощью энергии света. Этот процесс можно отразить в уравнении:

6СO2 + 6Н2O → СД2O6 + 6O2

В изучение роли света и хлорофилла большой вклад внес русский ученый К. А. Тимирязева. По его выражению, зеленые растения играют космическую роль благодаря тому, что они способны усваивать солнечную энергию. Эта энергия, аккумулированная в органических веществах, используется всеми живыми организмами нашей планеты.

Необходимыми условиями фотосинтеза является наличие фотопигмент, действие света, поступления воды и углекислого газа (СО2). Хлорофилл растения имеют в хлоропластах своих листьев, свет им дарит Солнце, вода поступает из почвы через корни и углекислый газ поступает из воздуха через устьица листьев. Фотосинтез зависит от освещенности, температуры окружающей среды, количества СО2, поступления воды и тому подобное. Осуществляется фотосинтез и за искусственного освещения, что позволяет выращивать растения в теплицах, оранжереях, парниках. Для этого можно регулировать освещение, увеличивать содержание углекислого газа в воздухе, поскольку это улучшает рост и повышает урожайность растений.

Дыхание - это процессы окисления органических соединений с высвобождением связанной в них энергии. Растения, как и другие живые существа, дышат круглосуточно. При этом они поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Дыхание можно отобразить в уравнении:

С6Н12O6 + 6O2 → 6СO2 + 6Н2O + Е

Энергия нужна растениям для обеспечения процессов жизнедеятельности, поэтому дыхание происходит непрерывно днем и ночью. Наиболее активное дыхание наблюдается в тех частях растения, которые растут. Необходимыми условиями дыхания являются органические соединения, ферменты, кислород. Органические соединения образуются при фотосинтезе, ферменты являются в гиалоплазме и митохондриях клеток, а кислород поступает в растения через устьица вместе с воздухом. Дыхание зависит от температуры окружающей среды, места прохождения в растении, количества углекислого газа и др.

Сравнительная характеристика фотосинтеза и дыхания

фотосинтез

дыхание

Образование органических веществ

Распад органических веществ

Поглощение углекислого газа

поглощение кислорода

выделение кислорода

Выделение углекислого газа

накопление энергии

высвобождение энергии

Происходит на свете

Происходит и на свету, и в темноте

Происходит в клетках, содержащих хлорофилл

Происходит во всех живых клетках

Транспирация - сложный физиологический процесс испарения воды растением в атмосферу, в основном листьями. Воду испаряют все части растения, но наиболее интенсивно это делают листья через устьица. Такую транспирацию называют продиховою. Она регулируется путем закрывания и открывания устьиц. Кроме продихових щелей, вода испаряется со всей поверхности листа, несмотря на то, что она покрыта кутикулой. Эту форму транспирации называют кутикулярный. У взрослых листьев эта транспирация в 10-20 раз слабее, чем продихова.

Чтобы доказать испарения, проводят простой опыт. Берут колбу, помещают в нее ветку с листьями и закрывают ватой. Через некоторое время на стенках колбы появляются капельки воды. Растения поглощают значительно больше воды, чем другие существа. Например, растение подсолнечника впитывает и испаряет в течение суток в 17 раз больше воды, чем человек. Почему? Испарения воды, или транспирация , создает восходящий поток воды и минеральных веществ от корней к листьям. Чем быстрее испарение, тем быстрее происходит перемещение таких веществ. Растения ведут прикрепленный образ жизни, их листья подвергаются воздействию палящих лучей солнца и могли бы нагреваться и засыхать. Но этого нет. В жаркую погоду температура поверхности листа может быть ниже на 4-б ° С, чем температура среды. Вода испаряется и защищает растения от перегрева. Различные растения испаряют разное количество воды. Так, кукуруза в сутки испаряет 800 г, капуста - 1 л, а береза - 60 л. Правда, при различных условиях даже и само растение испаряет разное количество воды. Зависит испарение воды от влажности воздуха, температуры окружающей среды, ветра, возраста листьев (молодые листья испаряют больше), величины поверхности листовой пластинки, физиологического состояния растения и тому подобное.

Итак, испарения воды защищает растения от перегрева, а также обеспечивает восходящий поток воды и минеральных веществ от корней к листьям.

Характер строения листьев различных экологических групп растений

Строение листовой пластинки существенно меняется даже в рамках одной систематической группы растений в зависимости от различных условий роста:

• в теневых растений (ландыш, медуница, черника) листья не имеют столбчатой паренхимы, есть большее количество хлорофилла в чувствительных хлоропластах, наблюдается выпячивание устьиц над поверхностью листа и др .;

• у растений со световыми листьями (береза, дуб, культурные злаки) столбчатая паренхима построена из нескольких рядов клеток, эпидерма имеет хорошо развитую кутикулу и др.

По отношению к воде растения делятся на гидрофиты, гигрофиты и ксерофиты со своими особенностями строения листьев. Гидрофиты - растения, вегетативные органы которых полностью или частично находятся в воде. Одни из них укореняются на дне водоемов (валиснерия), другие плавают в толще воды (роголисник , элодея), имеют плавающие на поверхности воды листья (ряска, сальвиния, стрелолист, кувшинки). Этой группе растений свойственны большая поверхность листьев, устьица на верхней поверхности листа, сильное развитие межклетников, слабое развитие или отсутствие кутикулы, ризнолистисть (гетерофилия), слабо развиты ведущая, механическая и корневая системы и др. Гигрофиты - растения, растущие в условиях избыточной влажности . Это традесканция, филодендрон, бегония, фуксия. Листья этих растений не имеют волосков, у них есть гидатоды - водовидильни образования, расположенные на кончиках листьев, имеются большие устьица, слабо развита механическая ткань и др. Ксерофитов - растения засушливых мест произрастания. Листья этих растений небольшие по размерам, часто видоизмененные в колючки, чешуйки, густо опушенные, имеют большое количество устьиц. К ним относят верблюжью колючку, полынь, люцерну, ковыль и др.

Возраст листьев. ноябрь

Возраст листьев определяют с момента появления их из почки. Обычно листья живут недолго и опадают ежегодно. Растения, у которых листья опадают ежегодно и одновременно, называют листопадными . В большинстве листопадных растений функционирования листьев определяется месяцами, но есть листья, которые живут несколько лет. Растения, у которых листья функционируют годами, называются вечнозелеными . К ним относятся растения тропиков (апельсин, лимон, маслина, чай). У нас вечнозелеными являются хвойные, брусника, вереск, барвинок и др. Однако они не вечнозеленые, поскольку листья опадают через 1,5-5 лет, а в араукарии могут функционировать до 15 лет. Вичнозеленисть создается тем, что старые листья систематически меняются новыми. Интересным примером является листья и их возраст (более 100 лет) в вельвичия. Это растение из класса ґнетоподибни, которая растет только в прибрежной части пустыни Намиб на юго-западе Африки. Она прекрасно приспособлена к надпосушливого климата этой пустыне, где выпадает всего до 25 мм осадков в год. Ствол вельвичии короткий (до 0,5 м) и толстый (до 1 м в диаметре), почти полностью спрятан в песок. От него вниз отходит корень, длиной до 3 м, а вверх - два больших кожистые листья длиной 2-3 м и шириной более 1 м. Листья неограниченно долго растут за счет нарастания основой, а верхушка сразу отмирает. Поэтому эти два листа сохраняются в течение всей жизни вельвичии, они разрываются на отдельные ленты и напоминают щупальца, за что вельвичия получила название "растение-осьминог".

Ноябрь - массовое опадение листьев на холодный или жаркий период года. Это явление является приспособлением растений для защиты от потери воды и обеспечивает выделение вредных продуктов обмена. Происходит осенью, а в зонах жаркого климата - с наступлением засушливого периода. Подготовка к ноябрю начинается задолго до того, как наступит неблагоприятный период, и сопровождается разрушением хлорофилла и изменением окраски листьев в связи с сохранением каротинов и ксантофил, накоплением ненужных продуктов обмена веществ, образованием видокремлювального слоя, укупоркой сосудов и др. Среди условий, которые вызывают ноябрь, важное значение имеет изменение продолжительности светового дня, а также температура окружающей среды, содержание воды в почве и т.

Видоизменения листа

Кроме основных функций, листья могут выполнять и дополнительные, в связи с чем наблюдаются их видоизменения, или метаморфозы. Метаморфозами называют видоизменения вегетативных органов растения, возникающие в процессе эволюции в результате приспособления их к выполнению других функций. Учение о метаморфозах в растений выдвинул И . В. Гете (1790). Он развивал идею единства всех органов растения, которые являются видоизменениями (метаморфозами) листа. Основными видоизменениями листьев являются:

колючки - защита от поедания и уменьшения транспирации (кактусы, молочаи, барбарис)

усики - закрепление стеблей (горох, чина, вика, тыква)

части цветка - защита и привлечения насекомых (у цветковых растений)

мясистые листья - накопление питательных веществ, воды (алоэ, очиток, молодило)

разнообразные ловушки - улавливания и переваривания насекомых для получения питательных веществ, которых не хватает в бедных азотом почвах (росянка, жирянка, волдырь, непентес, венерина мухоловка)

сухие чешуи - защита от механических повреждений (лук, чеснок) и др.

К душистых цветов много пчел летит,

в ученый человека многие по совету идет.

Китайская пословица

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >