Лист
Лист — боковой орган побега, обычно имеющий плоскую пластинку и черешок. Его главные функции — фотосинтез, газообмен и испарение воды; особенности строения листа помогают растению выполнять каждую из них.
Общее строение листа
Типичный лист состоит из листовой пластинки, черешка и основания. Листовая пластинка — широкая плоская часть листа. Благодаря большой площади она улавливает больше света и соприкасается с воздухом. Черешок соединяет пластинку со стеблем, поддерживает её и проводит воду и растворённые минеральные вещества к пластинке, а органические вещества — от неё к другим частям растения.
У некоторых растений черешок отсутствует: такой лист называют сидячим. На основании листа могут находиться прилистники. Край листовой пластинки бывает цельным, зубчатым, пильчатым или волнистым. Форма, размер и расположение листьев зависят от условий жизни растения; это изучают, в частности, при рассмотрении листорасположения.
Внутри листа проходят жилки — проводящие пучки. Их совокупность образует жилкование. По жилкам к клеткам листа поступают вода и минеральные соли, а оттекают органические вещества, образовавшиеся при фотосинтезе. Жилки также служат внутренним каркасом и поддерживают пластинку.
Лист — боковой вегетативный орган растения с ограниченным ростом, приспособленный прежде всего к фотосинтезу, газообмену и испарению воды.
Внутреннее строение и связь со строением
Снаружи лист покрыт кожицей, или эпидермисом. Обычно верхняя и нижняя кожица состоят из одного слоя клеток и защищены прозрачной кутикулой. Кутикула уменьшает потерю воды, но не должна полностью препятствовать газообмену.
Между кожицами находится мякоть листа — мезофилл. В верхней части обычно располагается столбчатая ткань: её клетки плотно прилегают друг к другу и содержат много хлоропластов. Ниже находится губчатая ткань с большими межклетниками. В межклетниках перемещаются кислород, углекислый газ и водяной пар.
В нижней кожице чаще всего расположены устьица. Устьице состоит из двух замыкающих клеток и щели между ними. Через открытую устьичную щель углекислый газ поступает внутрь листа, а кислород и водяной пар выходят наружу. Подробное строение и работу устьиц рассматривают на странице устьица.
| Часть листа | Особенности | Значение |
|---|---|---|
| Кутикула и кожица | Покровный защитный слой | Защита от повреждений и избыточной потери воды |
| Столбчатая ткань | Плотные клетки, много хлоропластов | Основное место фотосинтеза |
| Губчатая ткань | Крупные межклетники | Обмен газами внутри листа |
| Жилки | Проводящие ткани и волокна | Доставка веществ и опора |
| Устьица | Щель, регулируемая замыкающими клетками | Газообмен и испарение воды |
Почему устьица чаще находятся на нижней стороне листа?
Фотосинтез — образование органических веществ
Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету. Он происходит в хлоропластах, содержащих зелёный пигмент хлорофилл. В результате образуется глюкоза, а кислород выделяется в окружающую среду.
Углекислый газ поступает в лист через устьица, а вода поднимается по проводящей ткани жилок из корня. Свет поглощается хлорофиллом. Образовавшаяся глюкоза может использоваться для получения энергии, превращаться в крахмал или служить исходным веществом для синтеза других органических соединений. Подробнее процесс рассматривается на странице фотосинтез.
Для фотосинтеза необходимы свет, вода, углекислый газ и хлорофилл. Недостаток любого из этих условий ограничивает интенсивность процесса.
Газообмен и испарение воды
Газообмен — поступление одних газов в лист и выход других. При фотосинтезе лист поглощает углекислый газ и выделяет кислород. При дыхании растение круглосуточно поглощает кислород и выделяет углекислый газ. Поэтому нельзя говорить, что растение только поглощает углекислый газ: направление и количество газов зависят от условий, особенно от освещения.
Испарение воды листьями называют транспирацией. Вода испаряется главным образом с влажных поверхностей клеток губчатой ткани и выходит через устьица. Транспирация охлаждает лист и создаёт условия для движения воды от корней вверх. Однако чрезмерное испарение может привести к увяданию, поэтому устьица способны закрываться.
На транспирацию влияют температура, влажность воздуха, ветер, освещённость и площадь листьев. При повышении температуры и движении сухого воздуха испарение обычно усиливается. При высокой влажности воздуха, закрытии устьиц или уменьшении площади листьев оно ослабевает. О механизме этого процесса см. транспирация.
Два одинаковых по массе растения находились 2 часа. Первое потеряло 12 г воды, второе — 8 г. Какова интенсивность транспирации каждого растения и у какого растения она выше?
Жауабы: интенсивность транспирации первого растения равна \(6\ \text{г/ч}\), второго — \(4\ \text{г/ч}\). У первого растения транспирация выше. В опыте это может быть связано с большим числом открытых устьиц, большей площадью листьев, более высокой температурой или меньшей влажностью воздуха.
1. Не путайте фотосинтез и дыхание: фотосинтез требует света, а дыхание идёт и днём, и ночью. 2. Не утверждайте, что весь кислород растение получает из углекислого газа: в школьной записи фотосинтеза кислород выделяется при образовании органического вещества из воды и углекислого газа. 3. Не считайте жилки только «сосудами»: они также укрепляют лист. 4. Испарение происходит не только с поверхности листа, а преимущественно через устьица.
Как строение помогает выполнять функции
Плоская пластинка увеличивает площадь поглощения света и обмена с воздухом. Прозрачная кожица пропускает свет к фотосинтезирующим клеткам. Столбчатая ткань эффективно поглощает свет, а губчатая ткань обеспечивает перемещение газов по межклетникам. Жилки доставляют воду и удаляют продукты фотосинтеза. Устьица регулируют одновременно газообмен и потерю воды.
- Большая площадь листа — больше света и контакт с воздухом.
- Хлоропласты — место поглощения света и фотосинтеза.
- Межклетники — путь перемещения газов внутри листа.
- Устьица — регулируемые отверстия для газообмена и транспирации.
- Жилки — транспорт веществ и опора листовой пластинки.
Лист — орган фотосинтеза, газообмена и транспирации. Его строение нельзя рассматривать отдельно от функций: каждая часть листа помогает выполнять одну или несколько из них.
Проверь себя
Главное
- Лист состоит из листовой пластинки, черешка и жилок; внутри находятся кожица, мезофилл, межклетники и устьица.
- Фотосинтез идёт в хлоропластах на свету при наличии воды и углекислого газа; образуются органические вещества и кислород.
- Газообмен происходит главным образом через устьица; при фотосинтезе поглощается углекислый газ, а при дыхании поглощается кислород.
- Транспирация — испарение воды листьями, преимущественно через устьица. Она зависит от температуры, влажности, ветра, света и площади листьев.
- Строение листа соответствует его функциям: пластинка улавливает свет, жилки проводят вещества, межклетники проводят газы, устьица регулируют обмен и испарение.