Какое строение имеют верхняя и нижняя кожица листа в чем их отличия

Обновлено: 04.10.2024

Лист является важным органом любого растения. Основные функции листа — фотосинтез и транспирация. Строение листа характеризуется наличием черешка и листовой пластинки. Внешне черешок похож на стебель, однако по происхождению он все же является частью листа.

Лист по строению предполагает наличие кожицы, которой покрыта поверхность любого листа. Кожица является защитой от различных повреждений, высыхания и попадания внутрь болезнетворных бактерий.

Строение кожицы листа характеризуется тем, что ее клетки плотно примыкают друг к другу: это объясняется тем, что они являются покрывной тканью. Почти все клетки в листах не имеют цвета и прозрачные, поэтому свет без проблем проникает через поверхность листка в клетку. Как видим, строение листьев и строение клетки листа напрямую связаны с функциями листьев и формируют их особенности.

Начинают изучать клеточное строение листа в 6 классе школы.Контент.

Характеристика эпидермиса

Эпидермис — это то, чем лист покрыт снаружи.

Эпидермис является живой тканью листа и может состоять из одного или нескольких слоев клеток.

Такие клетки листа обычно не отличаются хорошо дифференцированными хлоропластами. Клетки соединены между собой достаточно плотно, благодаря чему эпидермис защищает ткани листа от чрезмерной потери воды и играет важную роль в осуществлении листом функции механической опоры.

Эпидермис имеет особенность в виде различных выростов на внешней поверхности клеток: волосков, кутикул, шипиков.

Также стоит упомянуть устьица листа, которые находятся между клетками эпидермиса. Основная функция устьиц — осуществление водо- и газообмена растения с окружающей средой. Эта функция выполняется, в том числе, за счет особенностей строения устьица листа.

Характеристика мезофилла

Мезофилл — основная ткань, которая размещается между верхним и нижним эпидермисом.

Она представляет собой фотосинтезирующую ткань: в нее входят живые клетки с большим количеством хлоропластов.

Мезофилл делится на губчатую и палисадную паренхиму. Последняя включает клетки, расположенные перпендикулярно к поверхности эпидермиса — они напоминают ряд столбиков (столбчатая паренхима). У клеток палисадной паренхимы призматическая форма, эти клетки удлинены. Расположение палисадной паренхимы — под эпидермисом. При этом у одних растений она располагается только в верхней стороне листа, а у других — с обеих сторон.

Разделение или дифференциация мезофилла основана на виде растения и специфике его выращивания. При ярком освещении хорошее развитие получает палисадная паренхима.

Злаковые умеренной зоны не имеют деления на палисадную и губчатую паренхимы.

Эти две ткани устроены по-разному, так как они отвечают за разные функции. И здесь мы найдем ответ на вопрос, как строение листа обеспечивает его фотосинтезирующие функции.

Палисадная паренхима является высокоспециализированной тканью и выполняет функцию фотосинтеза. Это логично, ведь большинство хлоропластов располагаются именно в этой ткани и концентрируются около стенок клетки — так они лучше освещаются и снабжаются углекислым газом.

Губчатая паренхима помимо функции фотосинтеза (хоть и в меньшей степени) выполняет запасающую функцию: в клетках листа скапливается запасной крахмал.

Характеристика проводящей ткани

Проводящая ткань листа включает сосудисто-волокнистые пучки: они сконцентрированы в жилках. По этим пучкам в лист попадает вода, насыщенная питательными веществами, и отводятся продукты фотосинтеза.

Проводящая ткань пластинки и черешка листа и проводящая система стебля образуют единое целое. Строение жилки листа может характеризоваться как одним пучком, так и целой группой пучков, тесно между собою сомкнутых.

Сосудисто-волокнистые пучки основных жилок листа отличаются типичным строением. По мере раздробления пучков сосуды и ситовидные трубки уменьшаются. В едва заметных разветвлениях жилок нет флоэмы. Ксилема также упрощается: в ней отсутствует трахея, сокращается количество трахеид. На концах жилок — одиночные трахеиды.

То, насколько крепкая листовая пластинка, зависит от развития системы механических тканей. В нее входят:

склеренхимные обкладки пучков;
тяжи механической ткани. Они размещаются против проводящих пучков и смыкаются позади склеренхимных обкладок;
каменистые клетки;
опорные клетки и др.

Функции устьица и его строение

Устьице по форме напоминает щель, которая располагается между двумя клетками со специфическим строением.

Эти клетки серповидные, между собой они смыкаются противоположными концами (замыкающие клетки). Они существенно отличаются от других клеток эпидермиса: по форме и наличию хлоропластов.

Устьица располагаются с нижней части листовой пластинки. Однако есть растения, у которых оно расположено в верхней части (злаки, капуста).

Устьица водных растений располагаются только в верхней стороне пластинки.

Число устьиц на листьях растений варьируется от 40 до 600 (на один квадратный миллиметр).

Листья с параллельным жилкованием (такие есть у хвойных растений) размещаются параллельными рядами. У других растений какого-либо конкретного порядка нет.

Устьица открываются по разным причинам:

для осуществления газообмена;
для фотосинтеза и дыхания листа;
для контроля над водным балансом.

То, как осуществляется устьичное движение, определяется особенностями структуры замыкающих клеток, а также изменениями их тургорного давления. Неравномерное утолщение оболочек — отличительная характеристика строения замыкающих клеток устьиц. Это приводит к тому, что задняя стенка замыкающей клетки с увеличением тургора выпячивается в сторону щели, поскольку эта стенка отличается большей эластичностью и небольшой толщиной. При этом передняя стенка выпрямляется и становится вогнутой, а вся клетка изгибается в противоположную от щели сторону. Происходит открытие устьица.

Тургорное давление замыкающих клеток меняется в связи с большими затратами энергии. Регуляция осмотического давления замыкающих клеток осуществляется при помощи органических кислот, одновалентных катионов, в частности — калия.

Когда одновалентные катионы поступают в вакуоль замыкающих клеток, то осмотический потенциал последних увеличивается. В эти клетки поступает вода, и устьице открывается. Снижение осмотического давления происходит в результате выхода осмотических активных веществ из вакуолей в цитоплазму замыкающих клеток или из вообще из клетки. Устьице закрывается.

Поддержание электронейтральности замыкающих клеток при открытых устьицах обеспечивается образованием органических анионов.

Процесс поступления воды в клетку

Поступление воды в клетку — непростой процесс, который обусловлен множеством факторов.

Вся система коллоидов цитоплазмы принимает активное участие в поглощении воды.

Сосущая сила — сила насасывания клеткой воды.

Есть опыт, который помогает понять, как происходит поступление воды в живую клетку, а также показывает полупроницаемость и эластичность цитоплазмы.

К оборотной стороне покровного стекла, вплотную к нему, подносят фильтровальную бумагу: она оттягивает воду до того момента, пока раствор селитры полностью ее не заменит, входя под покровное стекло.

Спустя определенное время даже при небольшом увеличении микроскопа можно обнаружить отхождение протопласта от оболочки клетки. Такой процесс называется плазмолизом.

Далее протопласт округляется и размещается в середине клетки или возле одной из ее стенок. Происходит это после его отделения от всей внутренней поверхности оболочки. В результате происходит заполнение пространства между протопластом и оболочками клетки раствором плазмолитика.

Как клетка листа испаряет воду

Транспирация — испарение воды растениями.

Воду испаряет вся поверхность растения, но особенно интенсивно — лист.

Есть два вида транспирации:

Кутикулярная. В этом случае воду испаряет вся поверхность листа.
Устьичная. Испарение осуществляется через устьице листа.

Транспирация важна тем, что благодаря ей внутрь листа поступает углекислый газ, а это — основа углеродного питания растения. Кроме того, благодаря транспирации лист не перегревается.

Основная ткань растения предназначена для запасания и синтеза различных веществ, в том числе и питательных. Обычно этот вид ткани занимает всё пространство между проводящими, механическими и покровными тканями.

4. Что такое межклетники?

Пространства, которые возникают в тканях при разрушении, разъединении или отмирании части клеток, называют межклетники. Наличие таких свободных пространств позволяет улучшить газовый обмен как с окружающей средой, так и между клетками.

Лабораторные работы

Лабораторная работа: Строение кожицы листа

1. Возьмите кусочек листа кливии (амариллиса, пеларгонии, традесканции), надломите его и осторожно снимите с нижней стороны небольшой участок тонкой прозрачной кожицы. Приготовьте препарат так же, как препарат кожицы чешуи лука. Рассмотрите под микроскопом. (Можно использовать готовые препараты кожицы листа.)

Рассмотрим под микроскопом кусочек листа традесканции:

2. Найдите бесцветные клетки кожицы. Рассмотрите их форму и строение. На какие уже известные вам клетки они похожи?

Бесцветные клетки кожицы — это клетки неправильной формы плотно прилегающие друг к другу. Практически все пространство этих клеток занято прозрачной вакуолью с клеточным соком, а ядро оттеснено к оболочке клетки.

Бесцветные клетки кожицы листа традесканции похожи на бесцветные клетки чешуи лука. У них такое же строение, но немного другая форма.

3. Найдите устьичные клетки. Чем они отличаются от других клеток кожицы лука?

Устьичные клетки — это две замыкающие клетки, между которыми находится щель.

В отличие от других клеток кожицы лука в цитоплазме устьичных клеток находятся зелёные пластиды, которые называются хлоропласты.

4. Зарисуйте кожицу лука под микроскопом. Отдельно зарисуйте устьице. Сделайте подписи на рисунках.

Клетка кожицы лука (вверху) и устьице кожицы листа (внизу)

5. Сделайте вывод о значении кожицы листа.

Кожица листа — один из видов покровной ткани растения. Кожица предохраняет внутренние части листа от повреждений и от высыхания.

Лабораторная работа: Клеточное строение листа

1. Изучите готовые микропрепараты среза листа. Найдите клетки верхней и нижней кожицы, устьица.

Рассмотрим срез листа камелии

2. Рассмотрите клетки мякоти листа. Какую форму они имеют? Как расположены?

В верхней части внутренности листа клетки похожи на столбики, плотно прижатые друг у другу — это столбчатая ткань листа. В цитоплазме этих клеток особенно много хлоропластов.

В нижней части мякоти листа расположены более округлые клетки, неплотно прилегающие друг к другу — это губчатая ткань листа. В этих клетках хлоропластов меньше, а пространство между клетками заполнено воздухом.

3. Найдите на микропрепарате межклетники. Каково их значение?

Межклетники находятся в нижней губчатой ткани мякоти листа. Это пространство между клетками ткани, заполненное воздухом. Межклетники необходимы растениям для улучшения газообмена между клетками листа и окружающей средой. Кроме того в межклетниках могут находиться различные продукты выделительных тканей: эфирные масла, смолы и т.д.

4. Найдите проводящие пучки листа. Какими клетками они образованы? Какие функции выполняют? Сравните микропрепараты с рисунком учебника.

Проводящие пучки листа — это дилки листа, состоящие из сосудов, ситовидных трубок и волокон.

волокна придают листу прочность;
сосуды проводят воду и растворённые в ней минеральные вещества;
по ситовидным трубкам продвигаются растворы органических веществ.

5. Зарисуйте поперечный срез листа и сделайте подписи.

Вопросы в конце параграфа

1. Какие клетки образуют листовую пластинку?

Листовую пластину образуют три типа клеток:

клетки кожицы листа — покровная ткань;
клетки мякоти листа — основная ткань;
клетки жилки (проводящего пучка) листа — проводящая ткань.

2. Какое значение имеет кожица листа? Клетками какой ткани она образована?

Кожица листа предохраняют лист от повреждения и высыхания, а также обеспечивает проникновение в лист воздуха и испарение воды. Кожица образована из клеток покровной ткани.

3. Что такое устьица и где они расположены?

Устьица — это специальные клетки кожицы листа. Они образованы двумя парами замыкающих клеток, между которыми находится устьичная щель. Устьичная щель может находиться в закрытом состоянии либо в открытом. Через открытую щель в лист растения попадает воздух, а из листа испаряется вода.

Обычно устьица расположены на нижней стороне листовой пластины, но у водных растений устьица находятся только на верхней стороне листа.

4. Какое строение имеют клетки мякоти листа? К какому типу тканей они относятся?

Мякоть листа состоит из клеток двух типов ткани: столбчатой ткани и губчатой ткани.

Столбчатая ткань образована двумя-тремя рядами одинаковых по величине и вытянутых по форме клеток — столбиков. Они плотно прилегают друг к другу и не имеют межклеточного пространства. В цитоплазме клеток столбчатой ткани находится огромное количество хлоропластов.

Губчатая ткань мякоти листа состоит из округлых клеток или клеток неправильной формы. Они неплотно прилегают друг к другу и содержат значительно меньше хлоропластов, чем столбчатая ткань. Межклетники губчатой ткани заполнены воздухом.

И столбчатая, и губчатая ткань мякоти листа относятся к основной ткани растения.

5. В каких клетках листа особенно много хлоропластов?

Самое большое количество хлоропластов находится в столбчатой ткани мякоти листа.

Подумайте

Какую функцию выполняют проводящие пучки листа? Клетками каких тканей они образованы?

Проводящие пучки выполняют несколько функций:

придают листу прочность — за это отвечают волокна проводящего пучка;
транспортируют воду и растворённые в ней минеральные вещества — за это отвечают сосуды проводящего пучка;
проводят растворы органических веществ — за отвечают ситовидные трубки проводящего пучка.

Проводящий пучок состоит из механических и проводящих тканей.

Задания

1. Поместите две луковицы в банки с водой так, чтобы вода касалась их основания. Одну банку поставьте в тёмное место, а другую — в освещённое. Наблюдайте за ростом листьев. Как они различаются? Почему? Результаты наблюдений обсудите в классе.

Луковица, которую выращивали в освещенном месте, более развита:

стебли в 2,5 раза длиннее, чем стебли у растения, выращенного в темноте;
корневая система мощнее примерно в 10 раз, чем корневая систем у растения, выращенного в темноте.

Луковица, выращенная на свету, развита лучше потому, что любому растению для роста нужен свет. Если же растение ощущает недостаток солнечного света, то развиваться оно будет медленнее или вовсе зачахнет.

Основная часть устьиц большинства растений находятся на кожице нижней стороны листа. Причём у дуба, яблони и сливы, произрастающих во влажных и умеренно влажных местах, на верхней стороне листовой пластины устьиц нет вообще.

У растений произрастающих в недостаточно влажных местах (пшеница, овес, очиток, молодило) имеется достаточное количество устьиц и на нижней, и на верхней стороне листовой пластины. Причём, чем в более сухом месте они произрастают, тем больше устьиц находится на верхней стороне листа.

У растений плавающих на поверхности воды (кувшинка) устьиц на нижней стороне листа практически нет, но их очень много на верхней стороне листа.

растения, произрастающие во влажных местах имеют большее количество устьиц на каждом квадратном сантиметре листа, чем растения произрастающие в местах с недостаточным увлажнением;
у растений произрастающих в очень сухих местах количество устьиц на верхней и нижней стороне листа практически равно;
у растений, растущих на поверхности воды практически все устьица расположены на верхней стороне листа.

3. Учёные установили, что чем больше загрязнён воздух, тем меньше число устьиц. У листьев, собранных с деревьев, растущих в пригородах, где воздух относительно чистый, на единицу поверхности листа приходится в 10 раз больше устьиц, чем у листьев деревьев сильно загрязнённых промышленных районов. Какой вывод из этого можно сделать?

Все растения чутко приспосабливаются к условиям внешней среды в которых они произрастают. Поскольку поглощение грязного воздуха вредно не только для людей, но и для растений, то они сокращают количество устьиц и, тем самым, меньше поглощают вредных веществ из окружающей среды.

Число устьиц у разных растений на 1 мм² поверхности листа

Фотосинтез — процесс, при котором зелёные растения, используя солнечный свет, из неорганических веществ производят органические вещества.

Изучение микроскопического строения листовой пластинки позволит понять механизм фотосинтеза и функции зелёных листьев.

Если рассмотреть поперечный срез листовой пластинки под микроскопом, то можно заметить, что сверху и снизу он покрыт тонкой бесцветной кожицей, а внутри находятся зелёные клетки. Хорошо видна жилка, или проводящий пучок.

На верхней и нижней поверхностях листа находится кожица ( эпидермис , эпидерма ). Это разновидность покровной ткани, которая защищает клетки от механических повреждений и от высыхания, а также обеспечивает газообмен и испарение воды.

На поверхности кожицы находится кутикула — восковой слой (восковой налёт), который предотвращает потерю воды. Растения с толстой кутикулой испаряют меньше воды, чем растения с тонкой кутикулой.

В клетках мякоти имеются хлоропласты , в которых происходит фотосинтез . В мякоти присутствуют две разновидности основной ткани: столбчатая и губчатая. Столбчатая ткань находится под верхним эпидермисом. Она состоит из нескольких слоёв продолговатых клеток, содержащих большое количество хлоропластов.

Под столбчатой тканью расположены клетки губчатой ткани. Эти клетки округлые и расположены рыхло. Между ними много межклетников , заполненных воздухом. В клетках губчатой ткани меньше хлоропластов по сравнению со столбчатой тканью.

На поперечном срезе листовой пластинки под микроскопом хорошо видны жилки (проводящие пучки). Они образованы сосудами, ситовидными трубками и волокнами.

Волокна имеют толстые стенки. Они выполняют опорную функцию. Сосуды обеспечивают поступление к клеткам листа воды и минеральных солей, а ситовидные трубки — отток образовавшихся в ходе фотосинтеза органических веществ к другим органам растения.

Лист является боковым органом побега. Листья — вегетативные органы растения, расположенные на стебле в определенной последовательности. Различают очередное, супротивное и мутовчатое листорасположение (рис. 1).

Рис.1 Расположение листьев на стебле

Если от каждого узла побега отходит лишь один лист, то такое расположение называют очередным (яблоня, дуб и др.).

Если на узле два листа расположены друг против друга, то такое листорасположение называется супротивным (сирень, мята, клен, крапива и др.).

Если три или больше листьев растут на одном узле стебля — это мутовчатое листорасположение (барбарис, олеандр, подмаренник, вороний глаз и др.).

Внешнее строение листа. Лист состоит из листовой пластинки и черешка (рис. 2). Листовая пластинка — расширенная часть листа. В основании пластинка переходит в черешок (суженная часть).

Рис.2 Внешнее строение листа

Листья, не имеющие черешка, называются сидячими (осот), или влагалищными (пшеница, рожь, кукуруза, камыш, рис) (рис.3).

Рис.3 Прикрепление листьев на стебле

Все функции листа выполняет листовая пластинка.
Черешок служит опорой, обеспечивая прочное прикрепление листа к стеблю. С его помощью поверхность листовой пластинки поворачивается к свету. Через черешок вещества переходят от стебля к листу и обратно.

Типы листьев. Листья бывают простыми и сложными (рис.4).

Рис.4 Типы листьев

Лист называют простым, если на одном черешке находится одна листовая пластинка (тополь, дуб, береза, вишня и др.).

Сложный лист в отличие от простого имеет три и более листовых пластинок, каждая из которых сочленена с общим черешком.

Среди сложных листьев различают:
1) тройчатосложные — на одном черешке расположены три листочка, например у клевера, земляники, клубники;
2) пальчатосложные — все листочки прикрепляются при помощи сочленения в одном месте к черешку, напоминают растопыренные пальцы, например у конского каштана, люпина, конопли;
3) перистосложные — листья располагаются с двух сторон черешка на некотором расстоянии друг от друга. Перистосложные, в свою очередь, делятся на парноперистые (горох, желтая акация, чина, заячий горох) и непарноперистые (шиповник, рябина, ясень, грецкий орех).

Рис.5 Жилкование листьев

Жилкование бывает сетчатым (перистым, пальчатым) параллельным и дуговидным.

Сетчатое жилкование бывает двух типов: перистое и пальчатое.

Перистое жилкование — жилки по форме напоминают перышко (листья ивы, тополя, яблони, груши, дуба).

Пальчатое жилкование — несколько крупных жилок, расходящихся по краям в виде пальцев (листья клена канадского, бегонии, клещевины).

Параллельное жилкование — жилки расположены параллельно (пшеница, кукуруза).

Дуговидное жилкование — жилки изгибаются в виде дуг (ландыш, подорожник большой).

Внутреннее строение листа видно на поперечном срезе под микроскопом (рис. 6). С верхней и нижней сторон лист покрыт кожицей — покровной тканью, состоящей из плотно прилегающих друг к другу клеток. Они защищают внутренние ткани листа.

Рис.6 Внутреннее строение листа

На нижней стороне листа расположены устьица (рис.7). Каждое устьице состоит из двух замыкающих клеток бобовидной формы и устьичной щели между ними.

Рис.7 Строение устьица

Устьица выполняют три функции:
1) обеспечивают дыхание растений;
2) поглощают углекислый газ, необходимый для фотосинтеза;
3) испаряют воду и таким образом помогают растворенным веществам продвигаться по жилкам и стеблю.

Устьица экономят воду, поэтому они обычно закрыты в жаркую и сухую погоду, при недостатке влаги. Если растениям хватает влаги, устьица открыты днем и закрыты ночью.

Под кожицей листа находится основная ткань — мякоть листа. Главная функция листа — фотосинтез, т. е. питание растений. Хлоропласты в клетках мякоти листьев обеспечивают их зеленый цвет и осуществляют фотосинтез. Клетки, расположенные ближе к верхней стороне листа, похожи на столбики. Это столбчатая ткань. Под ней расположена губчатая ткань.

Видоизменения листа

Побег и почка

Листья — вегетативные органы растения, расположенные в определенной последовательности. Различают очередное, супротивное и мутовчатое листорасположение. Лист состоит из пластинки и черешка. Листья бывают черешковыми, сидячими и влагалищными; простыми и сложными. Среди сложных листьев различают: тройчатосложные, пальчатосложные, перистосложные. Жилкование листьев — расположение проводящих пучков в листовой пластинке. Жилкование бывает сетчатым (перистым, пальчатым), параллельным и дуговидным. С верхней и нижней сторон лист покрыт кожицей — покровной тканью, состоящей из плотно прилегающих друг к другу клеток. Под кожицей листа находится основная ткань — мякоть листа.

Читайте также: