Лист
Лист — боковой орган побега, приспособленный прежде всего к фотосинтезу, газообмену и испарению воды. Его форма и строение связаны с условиями среды: освещённостью, влажностью, температурой и доступностью воды.
Внешнее строение листа
Типичный лист состоит из листовой пластинки и черешка. Листовая пластинка обычно плоская и широкая: такая форма увеличивает площадь, освещаемую солнцем, и облегчает обмен газами. Черешок соединяет пластинку со стеблем, выносит её к свету и может изменять положение листа.
У некоторых растений черешок отсутствует: такие листья называют сидячими. У основания листа иногда находятся прилистники — небольшие выросты, защищающие почку или молодую часть побега. Листовая пластинка имеет верхушку, основание и край. Край может быть цельным, зубчатым, пильчатым, городчатым или лопастным.
Лист — обычно плоский боковой вегетативный орган побега с ограниченным ростом, выполняющий фотосинтез, газообмен и транспирацию.
По числу листовых пластинок различают простые и сложные листья. У простого листа одна пластинка, даже если она разделена на лопасти. У сложного листа несколько листочков, каждый из которых имеет собственную маленькую пластинку, но весь лист прикреплён к стеблю одним общим черешком. Расположение листьев на стебле изучают в теме листорасположение, а направление и характер жилок — в теме жилкование листа.
| Часть листа | Строение | Значение |
|---|---|---|
| Листовая пластинка | Плоская расширенная часть листа | Фотосинтез, газообмен, испарение |
| Черешок | Суженная часть, соединяющая пластинку со стеблем | Проведение веществ, размещение листа на свету |
| Жилки | Проводящие пучки внутри пластинки | Перенос воды, минеральных и органических веществ; опора |
| Прилистники | Выросты у основания листа | Защита почки или молодого листа |
Внутреннее строение листа
Снаружи лист покрыт кожицей, или эпидермисом. Клетки кожицы обычно прозрачны и плотно сомкнуты, поэтому пропускают свет внутрь листа и уменьшают потерю воды. Наружная поверхность часто покрыта кутикулой — тонким водоотталкивающим слоем.
В кожице находятся устьица — отверстия, окружённые двумя замыкающими клетками. Через них в лист поступает углекислый газ, а выделяются кислород и водяной пар. Обычно у двудольных растений устьиц больше на нижней стороне листа: это уменьшает нагрев и испарение. У водных растений устьица могут располагаться на верхней стороне плавающих листьев.
Под верхней кожицей располагается столбчатая, или палисадная, ткань. Её вытянутые клетки содержат много хлоропластов и образуют основной слой фотосинтеза. Ниже находится губчатая ткань. Её клетки расположены менее плотно, между ними есть крупные межклетники. Межклетники соединяются с устьицами и обеспечивают движение газов внутри листа.
В толще листа проходят жилки. В них находятся проводящие ткани: ксилема доставляет воду и минеральные вещества от корня, а флоэма отводит органические вещества, прежде всего сахара, от листа к другим органам. Жилки также служат внутренним каркасом листовой пластинки. Подробное описание слоёв листа дано на странице строение листа.
| Слой или ткань | Основные особенности | Функция |
|---|---|---|
| Верхняя кожица | Плотные прозрачные клетки, кутикула | Защита, пропускание света, уменьшение испарения |
| Столбчатая ткань | Плотно расположенные клетки с хлоропластами | Интенсивный фотосинтез |
| Губчатая ткань | Клетки с межклетниками | Газообмен внутри листа |
| Нижняя кожица | Клетки с устьицами | Регуляция газообмена и испарения |
| Жилка | Ксилема, флоэма и механические элементы | Проведение веществ и опора |
Чем больше площадь листа и число хлоропластов, тем больше возможностей для фотосинтеза; чем плотнее покровы и меньше открыты устьица, тем слабее потеря воды, но тем медленнее газообмен.
Какой слой листа обычно содержит наиболее плотное расположение хлоропластов?
Функции листа
Фотосинтез — образование органических веществ из углекислого газа и воды на свету с участием хлорофилла. В ходе процесса запасается энергия света, а побочным продуктом обычно становится кислород. Основной фотосинтез происходит в клетках мякоти листа, особенно в столбчатой ткани.
Газообмен — поступление и выделение газов через устьица и межклетники. Для фотосинтеза лист поглощает углекислый газ, а при дыхании поглощает кислород. Дыхание идёт постоянно, а фотосинтез — только при наличии подходящего освещения. Общие закономерности обмена газами рассматриваются в теме газообмен растений.
Транспирация — испарение воды растением, главным образом через устьица. Она охлаждает лист и помогает поддерживать ток воды от корня к листьям. Однако чрезмерная транспирация приводит к увяданию, поэтому растение регулирует её закрыванием устьиц и изменением площади испаряющей поверхности. Подробнее процесс разобран в статье транспирация.
Дополнительные функции листьев — защита, запасание воды и питательных веществ, вегетативное размножение. У растений разных местообитаний лист может выполнять одну или несколько таких функций.
Приспособления листьев к среде
У растений засушливых мест листья уменьшают потерю воды. Они могут быть мелкими, узкими, жёсткими, покрытыми толстой кутикулой или волосками. У некоторых растений листья превращаются в колючки, а фотосинтез выполняет зелёный стебель. У суккулентов листья или их части запасают воду.
У водных растений листовая пластинка часто широкая и тонкая, чтобы получать больше света. У плавающих листьев устьица находятся сверху, поскольку нижняя сторона соприкасается с водой. Подводные листья обычно сильно рассечены: это уменьшает сопротивление воде и облегчает обмен веществ с окружающей водой.
В условиях слабого освещения листья часто крупнее и тоньше, чтобы улавливать больше света. На ярком свету они могут быть мельче и плотнее. Осеннее опадание листьев у многих деревьев уменьшает испарение и защищает растение от повреждения морозом. Разновидности листьев, выполняющие специальные функции, называют видоизменениями листьев.
Нужно объяснить положение устьиц по строению и среде обитания.
Ответ: у плавающего листа устьица расположены сверху, потому что только эта сторона непосредственно контактирует с воздухом. Нижняя сторона погружена в воду и не подходит для обычного газообмена с атмосферой.
Не путайте листовую пластинку с листом: пластинка — только часть листа. Не называйте жилки отдельными органами: это проводящие пучки внутри листа. Фотосинтез и дыхание не являются противоположными по времени процессами: дыхание идёт постоянно, а фотосинтез зависит от света. Устьица не только «выделяют кислород», но и регулируют поступление углекислого газа и испарение воды.
Сначала определите функцию по признаку. Хлоропласты и свет — фотосинтез; устьица и водяной пар — транспирация; жилка и сосуды — проведение; межклетники — газообмен. Затем проверьте, не описывается ли приспособление к воде или засухе.
Quick-test
Проверь себя
Главное
- Лист состоит из листовой пластинки, черешка и иногда прилистников; пластинка бывает простой или сложной.
- Кожица защищает лист, столбчатая ткань интенсивно фотосинтезирует, губчатая ткань обеспечивает газообмен, жилки проводят вещества и поддерживают лист.
- Главные функции листа — фотосинтез, газообмен и транспирация; устьица регулируют обмен газами и испарение.
- Строение листа изменяется в зависимости от среды: у ксерофитов уменьшается потеря воды, у водных растений устьица и форма листа приспособлены к контакту с водой.
- Специализированные листья могут превращаться в колючки, усики, чешуи или органы запаса; это изучается в теме видоизменений листьев.