§ 28. Внутреннее строение листа

Определения и обозначения

Мякоть листа (мезофилл) — внутренняя ткань, расположенная между верхней и нижней кожицей. Она состоит из клеток столбчатой и губчатой тканей, которые отличаются формой и расположением. В мякоти находятся хлоропласты, поэтому здесь образуются органические вещества при фотосинтезе. Такое устройство позволяет листу одновременно улавливать свет и обеспечивать движение газов.

Столбчатая ткань — слой вытянутых клеток под верхней кожицей, содержащих много хлоропластов. Клетки стоят близко друг к другу и получают достаточно света. Благодаря этому в них особенно активно идёт фотосинтез. Столбчатая ткань помогает листу использовать освещение для образования питательных веществ.

Губчатая ткань — слой клеток мякоти, между которыми есть крупные промежутки — межклетники. Они заполнены воздухом и связаны с устьицами. Через эти пространства газы перемещаются внутри листа и достигают его клеток. Поэтому рыхлое расположение клеток этой ткани важно для газообмена.

Устьице — отверстие в кожице листа, окружённое особыми замыкающими клетками. Через него лист обменивается газами с окружающей средой и испаряет воду. Замыкающие клетки могут менять ширину отверстия, регулируя эти процессы. Устьице — не отдельная клетка, а отверстие вместе с клетками, которые управляют его состоянием.

Как это устроено

На поперечном срезе листовой пластинки снаружи видна верхняя кожица, ниже — мякоть, а с другой стороны — нижняя кожица. Кожица образует покров, который защищает внутренние клетки, но не заменяет их работу. Основные ткани мякоти размещены внутри, где есть условия для фотосинтеза и перемещения газов. Такое разделение помогает листу сочетать защиту, образование органических веществ и обмен с окружающей средой.

Под верхней кожицей обычно находится столбчатая ткань, потому что верхняя сторона листа получает много света. Вытянутая форма клеток и их тесное расположение позволяют разместить в этом слое много хлоропластов. Хлоропласты улавливают свет, необходимый для фотосинтеза. Поэтому расположение столбчатой ткани способствует эффективному образованию органических веществ.

В губчатой ткани клетки лежат свободнее, чем в столбчатой, и между ними остаются межклетники. Эти пространства сообщаются с устьицами, поэтому воздух может перемещаться от поверхности листа к внутренним клеткам и обратно. Такое сообщение необходимо для обмена газами, которые используются или выделяются при жизненных процессах. Значит, рыхлое строение ткани помогает газам распределяться по листу.

Устьице образовано отверстием и двумя окружающими его замыкающими клетками. Когда клетки меняют форму, щель открывается шире или сужается; так растение регулирует поступление и выход газов. Через открытые устьица также испаряется вода, поэтому их закрывание помогает уменьшить её потерю. Регулируя ширину отверстия, лист согласует газообмен с сохранением воды.

На листовой пластинке заметны жилки, внутри которых проходят проводящие пучки. По одним сосудам к листу движутся вода и растворённые минеральные вещества, нужные клеткам для работы. По другим сосудам из листа отводятся органические вещества, образованные при фотосинтезе. Поэтому повреждение жилок мешает и снабжению листа, и перемещению созданных в нём веществ.

Ткани и структуры листа: строение и функции

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найди структуру по её расположению или особенностям клеток, а затем сверь её функцию. Например, большое количество хлоропластов указывает на столбчатую ткань, а заметные промежутки — на губчатую. Если речь идёт о движении веществ по листу, ищи строку о жилках и проводящих пучках.

Разбор задач

Задача 1. На схеме поперечного среза листа обозначьте кожицу, столбчатую и губчатую ткани. Чтобы не перепутать ткани, нужно определить, где находятся наружные покровы и в каком порядке расположена мякоть. Полезно сначала найти верхнюю и нижнюю стороны листа, а затем сравнить форму клеток и промежутки между ними. По этим признакам слои можно различить без опоры только на их название.

1. Найди наружные слои, которые ограничивают лист с двух сторон: это верхняя и нижняя кожица.
2. Посмотри на клетки сразу под верхней кожицей. Если они вытянутые, стоят плотно и образуют ровный слой, это столбчатая ткань.
3. Ниже, ближе к нижней кожице, найди клетки, разделённые крупными промежутками. Это губчатая ткань.

Ответ: снаружи лист покрыт верхней и нижней кожицей; под верхней кожицей расположена столбчатая ткань, а ближе к нижней — губчатая.

Задача 2. У листа удалили нижнюю кожицу с устьицами. Какие процессы будут нарушены сильнее всего? Здесь важно не просто назвать повреждённый слой, а вспомнить, какие структуры в нём находятся и с чем они связаны. Устьица открывают путь между воздухом и межклетниками губчатой ткани. Поэтому повреждение нижней кожицы сказывается на процессах, которые зависят от устьиц.

1. Установи, что устьица обеспечивают обмен газами между листом и окружающей средой.
2. Вспомни, что через те же отверстия испаряется вода, а замыкающие клетки регулируют ширину щели.
3. Свяжи удаление кожицы с потерей устьиц: газообмен станет нарушаться, а регулирование испарения ухудшится.

Ответ: сильнее всего нарушатся газообмен и регулирование испарения воды. Если устьица удалены, листу сложнее обмениваться газами и контролировать потерю воды.

Задача 3. Объясните, почему повреждение жилок затрудняет фотосинтез и отток органических веществ из листа. В условии названы два последствия, и каждое нужно связать с отдельной функцией проводящего пучка. Не следует считать, что все вещества движутся по жилке в одном направлении. Сначала проследи, что поступает к листу, а затем — что покидает его.

1. Для фотосинтеза листу нужны вода и минеральные вещества. Их доставка к листу по проводящим сосудам может затрудниться при повреждении жилок.
2. В результате клетки получают необходимые вещества хуже, поэтому фотосинтез становится менее эффективным.
3. Другие проводящие сосуды отводят из листа органические вещества. Если жилка повреждена, их перемещение к другим частям растения также затрудняется.

Ответ: повреждение жилок мешает доставке воды и минеральных веществ, необходимых для фотосинтеза, и затрудняет отток органических веществ из листа.

Типичные ошибки

Ошибка: считать кожицу основной фотосинтезирующей тканью. Кожица выполняет прежде всего защитную роль, а хлоропластов в её клетках обычно мало или нет. Такую путаницу допускают, потому что кожица видна снаружи и покрывает весь лист. Проверь себя: основная часть фотосинтеза идёт в мякоти, особенно в столбчатой ткани.

Ошибка: путать столбчатую и губчатую ткани. Первая состоит из вытянутых плотно расположенных клеток, вторая — из клеток с межклетниками. Их названия могут казаться похожими, если не обращать внимания на строение. На схеме ищи у столбчатой ткани ровный плотный слой, а у губчатой — свободные промежутки между клетками.

Ошибка: называть устьице отдельной клеткой. Устьице — это отверстие, которое образуют и регулируют замыкающие клетки. Путаница возникает из-за того, что эти клетки хорошо заметны рядом с отверстием. Чтобы проверить себя, отдели само отверстие от клеток, которые меняют его ширину.

Ошибка: считать, что по жилкам движется только вода. По проводящим пучкам к листу поступают вода и минеральные вещества, но по ним также отводятся органические вещества. Ошибка появляется, если вспоминать только о снабжении листа. Проверь, можешь ли ты назвать оба направления движения и вещества для каждого из них.

Связь с другими темами

Для понимания строения листа нужно знать его основные части и помнить, что клетки растения объединяются в ткани. Функции тканей связаны с фотосинтезом, дыханием и испарением воды: устройство листа помогает выполнять все эти процессы. Устьица и межклетники объясняют, как газы перемещаются между клетками и окружающей средой. Проводящие пучки листа связаны с темой строения стебля: по ним вещества перемещаются между органами растения.

Что запомнить

• Внутри листа расположена мякоть между верхней и нижней кожицей.
• В столбчатой ткани много хлоропластов; в ней активно идёт фотосинтез.
• Межклетники губчатой ткани обеспечивают движение газов.
• Устьица участвуют в газообмене и испарении воды.
• Замыкающие клетки регулируют открывание устьица.
• Жилки содержат проводящие пучки, по которым перемещаются вода и органические вещества.