§ 31. Внутреннее строение листа

Определения и обозначения

Листовая пластинка — плоская расширенная часть листа, имеющая верхнюю и нижнюю стороны. Именно на её поверхности лист получает свет и соприкасается с воздухом. Различие сторон связано с расположением тканей и устьиц. Благодаря большой площади пластинки лист может эффективно улавливать свет и обмениваться газами.

Кожица, или эпидерма, — наружная покровная ткань листа, защищающая его внутренние части. Она образует границу между нежными клетками листа и окружающей средой. Такая защита помогает не допустить повреждений и чрезмерной потери воды. Кожица обычно прозрачная, поэтому свет проходит к внутренним клеткам.

Устьице — пора в кожице, через которую происходят газообмен и испарение воды. Оно образовано двумя замыкающими клетками, способными изменять ширину отверстия. Когда устьице открыто, углекислый газ поступает внутрь, а кислород и водяной пар могут выходить наружу. Изменение ширины поры помогает растению регулировать эти процессы.

Мякоть листа — основная ткань между верхней и нижней кожицей; она состоит из столбчатой и губчатой тканей. В клетках мякоти находится большая часть фотосинтезирующей ткани листа. Столбчатые клетки обычно тесно расположены, а губчатые разделены пространствами. Такое строение помогает одновременно улавливать свет и перемещать газы.

Как это устроено

На поперечном срезе листа снаружи видны верхняя и нижняя кожица, а между ними расположена мякоть с жилками. Такое расположение защищает внутренние клетки с обеих сторон, но оставляет листу возможность обмениваться веществами с воздухом. Жилки проходят внутри мякоти, чтобы подводить необходимые вещества к клеткам и связывать разные участки листа. Поэтому строение среза показывает, как в одном органе сочетаются защита, фотосинтез и транспорт веществ.

Клетки верхней кожицы обычно плотно прилегают друг к другу, а снаружи их может покрывать кутикула — тонкий защитный слой. Плотное расположение клеток затрудняет проникновение повреждающих воздействий внутрь листа. Кутикула снижает испарение с поверхности, что особенно полезно при ярком освещении и сухом воздухе. При этом верхняя кожица обычно прозрачная, чтобы не заслонять свет клеткам мякоти.

Столбчатая ткань состоит из вытянутых клеток, в которых много хлоропластов — органоидов, участвующих в фотосинтезе. Вытянутая форма и сравнительно плотное расположение клеток помогают разместить много хлоропластов в освещённой части листа. Здесь клетки эффективно используют свет для образования органических веществ. Поэтому столбчатая ткань обычно находится ближе к верхней стороне, куда свет попадает лучше.

В губчатой ткани клетки расположены рыхло, и между ними остаются межклетники — заполненные воздухом пространства. Через них газы перемещаются от устьиц к клеткам и обратно. Рыхлое строение создаёт внутри листа сеть путей для газообмена, а не сплошной плотный слой. Это помогает доставлять углекислый газ к местам фотосинтеза и выводить образовавшийся кислород.

Жилки образованы проводящими тканями, по которым вещества перемещаются в разных направлениях. Вода и минеральные вещества поступают по жилкам в лист, поскольку нужны его клеткам для жизненных процессов. Органические вещества, образовавшиеся при фотосинтезе, по другим проводящим тканям оттекают к остальным частям растения. Жилки также укрепляют лист, поэтому их строение связано не только с транспортом, но и с поддержанием формы пластинки.

Части листа и их строение и функции

Таблица помогает сопоставить расположение каждой части листа с её устройством и работой. Если нужно определить ткань на схеме, сначала найдите её место: кожица находится снаружи, а мякоть — внутри. Затем сравните форму и расположение клеток с описанием в таблице.

Разбор задач

Задача 1. На схеме поперечного среза листа нужно подписать кожицу, столбчатую и губчатую ткани, устьице и жилку. Чтобы не перепутать обозначения, проследим от наружной поверхности к внутренней части листа. После этого найдём отверстие в кожице и проводящий пучок в мякоти.

1. Определяем наружные границы среза: верхний и нижний покровные слои — кожица.
2. Под верхней кожицей ищем вытянутые тесно расположенные клетки: это столбчатая ткань.
3. Ниже располагается губчатая ткань с рыхлыми клетками и заметными промежутками между ними.
4. Пору в кожице, окружённую замыкающими клетками, подписываем как устьице; пучок проводящих тканей внутри мякоти — как жилку.

Ответ. Кожица находится снаружи, столбчатая и губчатая ткани — внутри листа, устьице является порой кожицы, а жилка проходит в мякоти. Такое расположение помогает проверить подписи без угадывания. Главная подсказка — форма клеток: вытянутые у столбчатой ткани и рыхло собранные у губчатой.

Задача 2. Нужно объяснить, почему столбчатая ткань обычно расположена ближе к верхней стороне листа. Недостаточно назвать её положение: нужно связать его с условиями, в которых работают клетки. Вспомним, что для фотосинтеза клеткам необходим свет, а в столбчатой ткани много хлоропластов.

1. Устанавливаем, с какой стороны лист обычно получает больше света: это верхняя сторона.
2. Связываем свет с работой хлоропластов, участвующих в фотосинтезе.
3. Делаем вывод: расположение столбчатых клеток ближе к освещённой поверхности помогает им эффективнее использовать свет.

Ответ. Столбчатая ткань обычно находится ближе к верхней стороне, потому что там больше света. Её клетки богаты хлоропластами и активно участвуют в фотосинтезе. Значит, расположение ткани связано с условиями, необходимыми для её работы.

Задача 3. Нужно проследить путь углекислого газа от воздуха к клеткам, где идёт фотосинтез, а затем путь кислорода наружу. Чтобы составить маршрут, учитываем, что устьица находятся в кожице, а межклетники соединяют воздушные пространства внутри листа. Газы движутся между воздухом снаружи и внутренними тканями через эти пути.

1. Углекислый газ из воздуха входит через открытое устьице в кожице.
2. Затем он перемещается по межклетникам губчатой ткани и достигает клеток мякоти, где используется при фотосинтезе.
3. Образовавшийся кислород проходит от клеток в межклетники, а затем через устьице выходит в окружающий воздух.

Ответ. Путь углекислого газа: воздух — устьице — межклетники — фотосинтезирующие клетки. Кислород движется в обратном направлении и выходит наружу через устьице. Значит, устьица и межклетники вместе обеспечивают газообмен листа.

Типичные ошибки

Ошибка — считать кожицу основной фотосинтезирующей тканью. Так думают, потому что кожица покрывает весь лист и первой встречает свет, но её главная задача — защита. Проверка: найдите клетки с большим количеством хлоропластов — обычно это столбчатая ткань. У отдельных клеток кожицы хлоропласты могут быть, но это не меняет основную роль покровной ткани.

Ошибка — путать столбчатую и губчатую ткани. Обе входят в мякоть, поэтому при взгляде на схему можно сосредоточиться только на их расположении. Проверьте форму и плотность клеток: вытянутые и тесно расположенные относятся к столбчатой ткани, а рыхлые, с межклетниками, — к губчатой. Межклетники особенно хорошо показывают, где внутри листа могут двигаться газы.

Ошибка — утверждать, что устьица нужны только для поступления углекислого газа. Такое представление возникает, если учитывать лишь потребность фотосинтеза в углекислом газе. Но через устьица также выходят кислород и водяной пар, поэтому они участвуют и в газообмене, и в испарении. Проверяя ответ, назовите направления движения веществ внутрь и наружу.

Ошибка — считать жилки только опорными образованиями. Их заметно на листе, поэтому легко решить, что они нужны лишь для укрепления пластинки. На самом деле внутри жилок проходят проводящие ткани: по ним поступают вода и минеральные вещества, а также перемещаются органические вещества. Самопроверка проста: перечислите и опорную, и транспортную роль жилок.

Связь с другими темами

Чтобы понять работу листа, нужно знать строение клетки: оболочка ограничивает клетку, цитоплазма заполняет её, а органоиды выполняют разные задачи. Хлоропласты участвуют в фотосинтезе, поэтому их особенно много в клетках столбчатой ткани. Строение листа связывает эту тему с процессами фотосинтеза, дыхания и испарения воды. Покровные ткани, устьица, межклетники и жилки помогают объяснить, как эти процессы происходят в растении.

Что запомнить

• Внутреннее строение листа приспособлено к фотосинтезу, газообмену и испарению воды.
• Снаружи лист покрыт кожицей, защищающей его внутренние ткани.
• В мякоти листа различают столбчатую и губчатую ткани.
• Хлоропластами особенно богаты клетки столбчатой ткани.
• Межклетники губчатой ткани обеспечивают перемещение газов.
• Устьица регулируют газообмен и испарение воды.
• Жилки проводят вещества и укрепляют лист.