§ 25. Клеточное строение листа

Определения и обозначения

Кожица листа — наружный слой клеток, который защищает внутренние ткани. Верхняя кожица обычно прозрачна, поэтому свет проходит к мякоти. На кожице расположены устьица, через которые лист обменивается газами и испаряет воду.

Мякоть листа — основная внутренняя ткань между кожицей и жилками. Она образована клетками, в которых находятся хлоропласты. Благодаря этому мякоть улавливает свет и участвует в образовании органических веществ.

Устьице — пора в кожице, окружённая двумя замыкающими клетками. Через пору газы проходят между внутренними полостями листа и внешней средой. Работа устьиц помогает получать углекислый газ и отдавать водяной пар.

Жилка — проводящий участок листа, внутри которого проходят сосуды. По ним к клеткам поступают вода и растворённые вещества, а от листа переносятся образованные органические вещества. Так жилки связывают клеточное строение листа с другими частями растения.

Как это устроено

Кожица покрывает лист сверху и снизу, образуя защитную оболочку. Её клетки плотно прилегают друг к другу, поэтому внутренние ткани меньше подвержены повреждениям и потере воды. При этом верхняя кожица пропускает свет: иначе хлоропласты в мякоти получили бы меньше энергии для фотосинтеза.

Под кожицей расположена мякоть, разделённая на столбчатую и губчатую ткани. В столбчатой ткани клетки вытянуты и стоят тесно, поэтому они хорошо перехватывают свет. В губчатой ткани клетки размещены рыхло: промежутки между ними образуют воздушные полости. Благодаря этому воздух может перемещаться внутри листа и достигать клеток.

В клетках мякоти находятся хлоропласты с зелёным веществом хлорофиллом. Хлорофилл поглощает свет, необходимый для фотосинтеза — образования органических веществ из воды и углекислого газа. Мякоть особенно важна для этого процесса, потому что в ней много клеток с хлоропластами и она получает свет через прозрачную кожицу.

Воздушные полости внутри листа соединены с внешней средой через устьица. Когда устьице открыто, углекислый газ поступает внутрь и используется при фотосинтезе, а кислород выходит наружу. Одновременно через пору наружу испаряется водяной пар. Замыкающие клетки изменяют размер отверстия, поэтому растение может регулировать газообмен и потерю воды.

В жилках находятся проводящие ткани, устроенные как система путей для перемещения веществ. По одним сосудам вода с растворёнными минеральными веществами поступает от корней к клеткам листа. По другим органические вещества, образованные при фотосинтезе, направляются от листа к другим органам растения. Поэтому жилки не только поддерживают лист, но и обеспечивают обмен веществ между его клетками и остальным растением.

Клеточное строение частей листа и их функции

Используй таблицу, чтобы сравнить части листа по их строению, месту и работе. Сначала найди признак, например плотное или рыхлое расположение клеток, а затем свяжи его с функцией ткани. Так легче отличить части листа на схеме или срезе.

Разбор задач

Определение частей листа на поперечном срезе

Условие. Нужно распознать на поперечном срезе листа кожицу, столбчатую и губчатую ткани, устьица и жилку. Подсказкой служат не цвет и не размер части, а её положение и характер клеток. Сравним видимые признаки со строением каждой ткани.

1. Сначала найди два наружных слоя, которые покрывают лист сверху и снизу: это кожица.
2. Под верхней кожицей ищи вытянутые клетки, стоящие плотными рядами: это столбчатая ткань.
3. Ниже определи рыхлую ткань с промежутками между клетками — губчатую; участок с проводящими сосудами обозначь как жилку.
4. В кожице найди пору между двумя замыкающими клетками: вместе они образуют устьице.

Ответ. Наружные слои — кожица, плотные вытянутые клетки под верхней кожицей — столбчатая ткань, а рыхлая ткань с воздушными полостями — губчатая. Сосудистый пучок внутри листа является жилкой. Пора с двумя замыкающими клетками — устьице.

Почему мякоть содержит хлоропласты, а кожица прозрачна

Условие. Объясни, почему в клетках мякоти много хлоропластов, а клетки кожицы обычно прозрачны. Нужно связать строение клеток с освещением и их работой. Для этого проследим путь света от поверхности листа внутрь.

1. Свет сначала проходит через верхнюю кожицу, поэтому её прозрачность помогает не задерживать его.
2. Затем свет достигает клеток мякоти, где расположены хлоропласты с хлорофиллом.
3. Хлорофилл поглощает свет, необходимый для фотосинтеза и образования органических веществ.
4. Сопоставь функции: кожице важнее защищать и пропускать свет, а мякоти — использовать его при фотосинтезе.

Ответ. Клетки мякоти содержат много хлоропластов, потому что именно там лист улавливает свет и образует органические вещества. Клетки верхней кожицы обычно прозрачны, чтобы свет мог пройти к мякоти. Их основная роль — защищать лист, не затеняя внутренние ткани.

Что изменится, если большая часть устьиц закроется

Условие. Предположи, как изменятся газообмен и испарение, если большинство устьиц окажется закрыто. Необходимо вспомнить, какие вещества проходят через устьичную пору. Затем нужно отдельно проследить поступление газа и выход веществ из листа.

1. При закрытии пор воздуху труднее попадать во внутренние полости листа, поэтому поступление углекислого газа уменьшится.
2. Кислороду будет сложнее выходить наружу, так как путь через устьица станет уже или временно перекроется.
3. Выход водяного пара через устьица тоже уменьшится, значит, испарение воды ослабнет.
4. Сделай вывод по обоим направлениям: закрытие помогает сократить потерю воды, но ограничивает газообмен.

Ответ. Если большинство устьиц закрыто, в лист поступает меньше углекислого газа и из него выходит меньше кислорода. Испарение водяного пара через устьица также уменьшается. Значит, закрытие пор снижает потерю воды, но затрудняет газообмен.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что весь лист состоит из одинаковых клеток. Так может показаться, если представить лист как цельную пластинку, но его ткани отличаются расположением и строением клеток. Проверяй себя: у кожицы, мякоти и жилок разные признаки и задачи.

Ошибка: путать столбчатую и губчатую ткани. Обе входят в мякоть, поэтому их можно смешать, если не учитывать положение и плотность клеток. Проверь: столбчатая ткань находится ближе к верхней кожице и плотная, а губчатая лежит ниже и имеет воздушные промежутки.

Ошибка: называть устьицами только замыкающие клетки. Вероятно, их путают с самой порой, хотя устьице включает и отверстие, и окружающие его две клетки. Чтобы проверить себя, найди на схеме промежуток между клетками: именно через него проходит воздух.

Ошибка: считать жилки только опорными частями листа. На это наводит их заметная форма и прочность, но внутри жилок проходят сосуды. Проверь ответ вопросом: какие вещества перемещаются по сосудам? Они проводят воду и растворённые вещества к листу и от него.

Связь с другими темами

Чтобы понять клеточное строение листа, нужно знать, что растение состоит из органов, а ткани образованы клетками, сходными по строению и функциям. Устройство листа объясняет, как в нём происходят фотосинтез, газообмен и испарение воды. Изучение жилок помогает перейти к теме передвижения веществ по растению: проводящие ткани связывают лист с корнями и другими органами. Так знания о клетках и тканях помогают понять работу целого растения.

Что запомнить

• Лист покрыт кожицей, которая защищает его внутренние ткани.
• Основная часть мякоти листа состоит из клеток с хлоропластами.
• Столбчатая ткань расположена ближе к верхней кожице.
• В губчатой ткани есть межклетники, заполненные воздухом.
• Устьица обеспечивают газообмен и участвуют в испарении воды.
• Жилки проводят воду и растворённые вещества.