30. Клеточное строение листа

Определения и обозначения

Листовая пластинка — широкая, обычно плоская часть листа. Она состоит из нескольких слоёв клеток, которые образуют кожицу и внутреннюю мякоть. Такое строение позволяет разным клеткам выполнять разные задачи: защищать лист, улавливать свет и участвовать в обмене газами.

Кожица листа — наружный слой клеток, покрывающий лист сверху и снизу. Она защищает внутренние части от повреждений и чрезмерной потери воды. Клетки кожицы обычно прозрачные, поэтому солнечный свет может пройти к расположенной под ними мякоти.

Устьице — отверстие в кожице, состоящее из щели и двух окружающих её замыкающих клеток. Через щель лист обменивается газами с воздухом и теряет воду в виде водяного пара. Замыкающие клетки помогают менять ширину щели, поэтому устьице не просто отверстие, а регулируемый вход и выход.

Мякоть листа — основная внутренняя ткань листовой пластинки, расположенная между верхней и нижней кожицей. Её клетки содержат хлоропласты — клеточные части, в которых происходит фотосинтез. Мякоть занимает большую часть пластинки и благодаря своему строению принимает свет и обеспечивает перемещение газов.

Как это устроено

Лист рассматривают не как однородную пластинку, потому что его клетки различаются по форме, расположению и работе. Снаружи находится кожица, а внутри — мякоть, устроенная не одинаково на всю толщину листа. Такое разделение помогает листу одновременно защищаться, получать свет и обмениваться газами. Если бы все клетки были одинаковыми и располагались одним способом, эти задачи было бы сложнее выполнять вместе.

Верхняя и нижняя кожица покрывают лист с двух сторон, словно тонкая защитная оболочка. Их клетки обычно плотно прилегают друг к другу, поэтому внутренние ткани меньше подвержены повреждениям и высыханию. При этом прозрачность верхней кожицы нужна не для того, чтобы задерживать солнечные лучи, а, наоборот, чтобы свет достигал клеток мякоти. В кожице есть устьица, поэтому защита не превращает лист в полностью закрытую оболочку.

Сразу под верхней кожицей располагаются клетки мякоти, стоящие тесно и упорядоченно. Благодаря плотному расположению многие клетки получают доступ к свету, который прошёл сквозь кожицу. Внутри этих клеток есть хлоропласты, поэтому свет может использоваться при фотосинтезе. Такое расположение особенно полезно для листа: его верхняя поверхность чаще обращена к источнику света.

Ниже находится рыхлая часть мякоти, где клетки расположены менее тесно. Промежутки между ними называются межклетниками; они не заполнены клетками, но имеют важную роль. Межклетники сообщаются с устьичными щелями, поэтому газы могут пройти от воздуха внутрь листа и распределиться между клетками или двигаться наружу. Рыхлое расположение оставляет для такого движения больше свободного пространства.

По краям устьичной щели находятся две замыкающие клетки. Изменяя свою форму, они могут делать щель шире или уже, а значит, влиять на движение газов между листом и воздухом. Когда щель открыта, углекислый газ может поступать к клеткам мякоти, а кислород и водяной пар — выходить наружу. Через эту же щель испаряется вода, поэтому её ширина связана не только с газообменом, но и с потерей влаги.

Слои листовой пластинки и их особенности

Чтобы прочитать таблицу, сначала найдите часть листа, а затем сопоставьте её положение с особенностями клеток. Последний столбец показывает, как строение связано с работой этой части. Сравнение строк помогает увидеть, что каждый слой выполняет свою задачу.

Разбор задач

Задача 1. На схеме поперечного среза листа найдите кожицу, мякоть, межклетники и устьице. Чтобы не перепутать части, ориентируйтесь не только на названия, но и на их положение относительно наружной поверхности листа. Затем проверьте, какой признак отличает каждую часть от соседних.

1. Найдите наружные слои, которые покрывают лист сверху и снизу: это кожица.
2. Рассмотрите ткань между верхней и нижней кожицей: это мякоть листа.
3. В рыхлой части мякоти найдите промежутки между клетками — межклетники.
4. На поверхности листа найдите щель, окружённую двумя замыкающими клетками: вместе они образуют устьице.

Ответ: кожица находится по краям среза, мякоть — между её слоями, межклетники — в промежутках рыхлой мякоти, а устьице — в кожице. Проверка: у устьица должны быть видны и щель, и две замыкающие клетки.

Задача 2. Укажите, через какую часть листа углекислый газ поступает к клеткам мякоти, а кислород выходит наружу. Нужно проследить путь не только через отверстие на поверхности, но и по пространствам внутри листа. Так станет понятно, почему устьица связаны с межклетниками.

1. Начните с воздуха снаружи листа и найдите устьичную щель в кожице.
2. Проследите от щели к промежуткам между клетками рыхлой мякоти — межклетникам.
3. От межклетников путь ведёт к клеткам мякоти: туда поступает углекислый газ.
4. Для кислорода проследите тот же путь в обратном направлении — от внутренних частей листа через межклетники и устьице наружу.

Ответ: углекислый газ поступает через устьичную щель и межклетники к клеткам мякоти. Кислород выходит наружу через межклетники и ту же щель.

Задача 3. Объясните, почему повреждение кожицы и чрезмерное открытие устьиц могут привести к усиленной потере воды листом. Здесь нужно связать защитную функцию наружного слоя с тем, как вода покидает лист. Сравните, что происходит при повреждении покрова и при увеличении ширины устьичной щели.

1. Вспомните, что кожица покрывает лист и защищает его внутренние части от чрезмерного высыхания.
2. Если кожица повреждена, защита нарушается, и вода легче теряется через повреждённый участок.
3. Через устьичную щель выходит водяной пар; если замыкающие клетки широко открыли её, выходу воды ничто не мешает.
4. Соедините оба наблюдения: повреждённая кожица и широкие устьица ослабляют ограничение потери воды.

Ответ: повреждение кожицы уменьшает защиту листа, а широко открытые устьица позволяют большему количеству водяного пара выйти наружу. Поэтому в обоих случаях лист может терять воду быстрее.

Типичные ошибки

Ошибка — считать кожицу сплошной непроницаемой оболочкой. Так думают, потому что кожица действительно покрывает лист и защищает его, но в ней есть устьица для обмена с воздухом. Проверь себя: найди в строении кожицы устьичные щели; если они есть, оболочка не полностью закрыта.

Ошибка — называть устьицем только замыкающие клетки или только щель. Обычно путаются потому, что эти части расположены рядом и работают вместе. Устьице включает щель и две окружающие её замыкающие клетки. Для проверки назови обе части, когда показываешь устьице на схеме.

Ошибка — считать все клетки мякоти одинаковыми по расположению. Такое представление возникает, если смотреть на мякоть как на один сплошной слой, не сравнивая его участки. Под верхней кожицей клетки стоят плотнее, а в рыхлой части между ними больше промежутков. Сравни расположение клеток: так можно определить, о какой части мякоти идёт речь.

Ошибка — считать межклетники пустотами, которые ничем не помогают листу. Они действительно не заняты клетками, поэтому их значение легко не заметить. Но эти пространства соединяются с устьицами и помогают газам перемещаться внутри листа. Проверь себя вопросом: как газ от устьичной щели доберётся до внутренних клеток, если промежутков нет?

Связь с другими темами

Чтобы понять строение листа, нужно знать, что растительная клетка имеет клеточную оболочку, цитоплазму и хлоропласты. Эти знания помогают представить, из чего состоят слои листовой пластинки и где находятся части, связанные с фотосинтезом. Без представления о клетке трудно объяснить, почему внутреннее строение листа состоит из множества клеток.

Лист — один из органов растения, то есть его частей, выполняющих определённую работу. Знание основных органов помогает увидеть, что клеточное строение листа связано с его ролью в жизни всего растения. При изучении фотосинтеза станет понятнее, зачем листу хлоропласты и свет, а темы газообмена и испарения раскроют значение устьиц и межклетников.

Что запомнить

• Листовая пластинка состоит из слоёв клеток, различающихся строением и функциями.
• Кожица покрывает лист и защищает его.
• В клетках мякоти находятся хлоропласты.
• Межклетники рыхлой мякоти участвуют в движении газов.
• Устьице образовано щелью и двумя замыкающими клетками.
• Через устьица происходят газообмен и испарение воды.