§ 9. Клеточное строение листа

Определения и обозначения

Кожица листа — наружный покровный слой клеток, который покрывает лист с одной или обеих сторон. Она защищает внутренние части от повреждений и уменьшает потерю воды. Клетки кожицы обычно расположены плотно, поэтому образуют защитный покров без больших промежутков.

Устьице — отверстие в кожице листа вместе с двумя окружающими его замыкающими клетками. Через устьица внутрь и наружу листа перемещаются газы, а наружу испаряется вода. Такая структура нужна растению, чтобы обмениваться газами и регулировать потерю влаги.

Мякоть листа — основная внутренняя ткань между верхней и нижней кожицей. Её клетки обычно содержат хлоропласты — структуры, в которых происходит фотосинтез. Благодаря мякоти лист улавливает свет и участвует в образовании органических веществ.

Жилка — участок листа, внутри которого проходят проводящие ткани. По ним перемещаются вода и растворённые вещества, а сеть жилок связывает лист с другими органами растения. Жилки также поддерживают листовую пластинку, помогая ей сохранять форму.

Как это устроено

Снаружи лист покрыт кожицей, потому что его нежные внутренние клетки нуждаются в защите от повреждений и высыхания. Клетки кожицы расположены плотно: так между ними остаётся меньше открытых промежутков, через которые лист мог бы терять воду. При этом кожица обычно прозрачная, чтобы не задерживать солнечный свет на поверхности и пропускать его к клеткам мякоти. Так покров одновременно защищает лист и не мешает ему получать свет.

Устьице образовано отверстием и двумя замыкающими клетками, расположенными по его краям. Эти клетки способны менять свою форму, поэтому отверстие становится шире или уже. Через открытое устьице углекислый газ может поступать в лист, а кислород и водяной пар — выходить наружу. Изменяя ширину устьица, растение регулирует газообмен и испарение воды.

Под верхней кожицей обычно лежит столбчатая мякоть: её вытянутые клетки расположены рядами и тесно прилегают друг к другу. Ниже находится губчатая мякоть с более рыхло расположенными клетками. Между ними есть межклетники — пространства, по которым могут перемещаться газы. Такое различие связано с задачами слоёв: столбчатые клетки активно участвуют в фотосинтезе, а межклетники губчатой мякоти облегчают газообмен.

В клетках мякоти обычно много хлоропластов, потому что именно здесь лист поглощает свет и образует органические вещества при фотосинтезе. Особенно много хлоропластов обычно в клетках столбчатой мякоти, расположенной ближе к верхней стороне листа. До неё хорошо доходит свет, прошедший через прозрачную кожицу. Поэтому положение клеток и наличие в них хлоропластов помогают листу эффективнее использовать свет.

Жилки проходят внутри листовой пластинки и соединяют её ткани с другими органами растения. По проводящим тканям к листу поступают вода и растворённые вещества, а от листа перемещаются вещества, образовавшиеся при фотосинтезе. Сеть жилок распределяет эти потоки по листовой пластинке. Одновременно жилки служат опорой и помогают листу не терять форму.

Части листа и особенности их клеточного строения

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите часть листа по её положению или строению. Затем сопоставьте её признаки с функцией: например, межклетники указывают на губчатую мякоть. Помните, что одна часть может выполнять несколько задач.

Разбор задач

Задача 1. На поперечном срезе листа найдите наружный слой клеток и определите, какую часть листа он образует.
Решение:

1. На срезе рассмотрим самые внешние клетки: они ограничивают лист с поверхности.
2. Сравним их положение с внутренними тканями: наружный слой покрывает их сверху или снизу.
3. Такой покровный слой называется кожицей. Его расположение помогает отличить его от мякоти, которая находится внутри листа.

Ответ: наружный слой клеток образует кожицу листа.

Задача 2. В препарате кожицы листа видны отверстие и две окружающие его клетки. Назовите эту структуру и укажите её значение.
Решение:

1. Сначала определим, что именно показано: отверстие находится в кожице, а по его краям расположены две особые клетки.
2. Отверстие вместе с этими замыкающими клетками образует устьице. Называть устьицем только одну из клеток неверно.
3. Через устьице лист обменивается газами и испаряет воду. Замыкающие клетки могут изменять ширину отверстия.

Ответ: это устьице; оно участвует в газообмене и испарении воды.

Задача 3. На поперечном срезе различаются плотно расположенные вытянутые клетки под верхней кожицей и рыхло расположенные клетки с промежутками ниже. Определите эти слои и объясните, почему их строение различается.
Решение:

1. Сначала используем расположение и форму клеток. Вытянутые клетки сразу под верхней кожицей — это столбчатая мякоть.
2. Ниже видны рыхло расположенные клетки с промежутками. Это губчатая мякоть; промежутки между клетками называют межклетниками.
3. Плотное расположение столбчатых клеток помогает им использовать свет при фотосинтезе. Межклетники губчатой мякоти создают пространство для перемещения газов внутри листа.

Ответ: сверху находится столбчатая мякоть, ниже — губчатая; различие их строения связано с фотосинтезом и газообменом.

Типичные ошибки

Ошибка — считать кожицу главным местом фотосинтеза. Так думают, потому что она расположена снаружи и первой встречает солнечный свет. Но её клетки обычно прозрачны и не содержат хлоропластов; исключение составляют замыкающие клетки устьиц. Проверь себя: в клетках какого слоя листа обычно находятся хлоропласты?

Ошибка — называть устьицем только одну из клеток вокруг отверстия. Замыкающие клетки заметны на препарате, поэтому их легко перепутать со всей структурой. Устьице включает и отверстие, и обе замыкающие клетки. Проверь себя: можешь ли ты показать все три составляющие?

Ошибка — путать столбчатую и губчатую мякоть. Оба слоя находятся внутри листа, но столбчатая мякоть обычно лежит ближе к верхней кожице и состоит из вытянутых плотно расположенных клеток. В губчатой мякоти клеток больше разделяют межклетники. Проверь себя: какой слой выглядит рыхлее?

Ошибка — считать, что жилки только укрепляют лист. Их заметная сеть действительно похожа на опору, поэтому легко упустить проводящую функцию. По жилкам также перемещаются вода и растворённые вещества. Проверь себя: какие два разных значения жилок можно назвать?

Связь с другими темами

Чтобы понять строение листа, нужно знать, что растения состоят из клеток, а группы клеток образуют ткани с определёнными строением и функциями. Это помогает связать расположение клеток с их работой. Например, строение кожицы и устьиц пригодится при изучении испарения воды и газообмена у растений. Хлоропласты в мякоти связывают тему с фотосинтезом — процессом образования органических веществ с использованием света.

Что запомнить

• Лист снаружи покрыт кожицей.
• Устьица обеспечивают газообмен и участвуют в испарении воды.
• Мякоть листа состоит из столбчатой и губчатой ткани.
• В клетках мякоти обычно находятся хлоропласты.
• Жилки проводят вещества и укрепляют лист.
• Строение разных частей листа связано с выполняемыми ими функциями.