Внутреннее строение листаСудя по схематическому рисунку, внутреннее строение листа не очень сложное. Вообще как внешние строения листьев, так и внутренние могут отличаться друг от друга в зависимости от различных условий (уровень влаги, различные раздражители и т. д. ) и вида растений, которым они принадлежат, но у них есть и общие черты (т.к. все листья выполняют примерно одинаковые функции).

Предназначение листьев

Листья — это органы растений, значение которых — реализация фотосинтеза, транспирация и газообмен. Как правило, у растений есть определенное листорасположение, их существует три типа схемы жилкования, которые знают многие:

  • спиральное или очередное (листорасположение дуба, пшеницы, березы);
  • супротивное (такое листорасположение характерно для клена, подорожника или сирени);
  • мутовчатое (встречается у таких растений, как ландыш, олеандр или уруть);

Значение и строение листа могут частично меняться у разных растений в зависимости от условий, в которых они растут (избыточная влага или ее недостаток). Листья обладают высокой пластичностью, это нужно для защиты от внешних повреждений. Листовой край может быть различной формы, например, дуговой. Лист покрыт кожицей, которая охарактеризует внутреннюю взаимосвязь и выполняет защитную и некоторые другие функции из-за своих свойств.

Кожица и что она представляет

Кожица листа Кожица листа или эпидерма — это ткань листа, которая обычно покрыта кутикулами, волосками и воском. Кожица защищает лист от различных повреждений и прочих негативных взаимодействий с внешней средой (высыхание, различные микроорганизмы и т. д. ). По своему строению кожица листа не очень сложна в сравнении с мякотью, но имеет свои особенности. Клетки эпидермы бывают разными по размеру, форме и уровню прозрачности. Чем более прозрачен лист, тем больше он забирает света, это зависит от места обитания растения (света может быть слишком много, это может повредить лист).

Другие клетки — замыкающие. Они содержат в себе хлоропласты (это то, что дает листу зеленый цвет и осуществляет фотосинтез). Такие клетки могут менять форму, чтобы отдалиться друг от друга. Пустое пространство между замыкающими клетками называется устьицем. Устьице нужно, чтобы контролировать газообмен и испарение воды.

  Виды циперуса, уход в домашних условиях и размножение

Принцип работы устьица

Клетки устьица имеют утолщенную пластинку со стороны пустого пространства. Процесс фотосинтеза в устьицах проходит только на свету. Сахар, который образуется увеличивает концентрацию сока в клетках, вследствие этого (по закону Осмоса) вода поступает в замыкающие клетки. Из-за давления клетки начинают разбухать и увеличивать свой объем.

Вследствие этого клетки тянутся в сторону более тонкой эпидермы, а толстые — за всей остальной клеткой. В результате всего этого устьице приходит в открытое состояние. А когда свет не падает на эти клетки и процесс фотосинтеза не происходит, устьице приходит в исходное положение, то есть закрывается.

Способности фотосинтеза

Фотосинтез — это способность клеток растений синтезировать (создавать) органические вещества из различных неорганических веществ, используя солнечную энергию. Как правило, при фотосинтезе растения используют хлоропласты, которые содержат в себе хлорофилл (пигмент, который дает зеленый окрас).

Все живые остальные живые существа обязаны растениям, ведь грибы, подавляющее число бактерий и животные не обладают способностью к фотосинтезу. Остальные просто поглощают сложные органические вещества, разбирают их по средствам пищеварение и используют.

Способности фотосинтеза

Выше было приведено слишком простое определение, но, чтоб иметь полную картину, надо чуть подробнее разобраться, какие же вещества используют растения и как проходит этот процесс.

При фотосинтезе растения используют углекислый газ (СО2) и воду (Н20), углекислый газ растения берут из воздуха через устьица, а воду — из-под земли. Все эти вещества растение посредством жилок и прочих составляющих проводящей ткани переносит в фотосинтезирующие клетки (еще для фотосинтеза нужна энергия солнца, но фотоны — это не вещество).

Как правило, продуктами фотосинтеза являются органические вещества (обычно С6Н12О6, то есть глюкоза) и кислород (О2).

Органика состоит из таких соединений, как углерод C, водород (Н2) и кислород (О2). Все эти элементы содержат в себе вода и углекислый газ. Кстати, кислород, которым дышат все живые существа, выделяется при фотосинтезе, растения берут его из воды.

Реакцию фотосинтеза записывают так:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Это уравнение может сделать этот процесс более простым, но не дает понять его до конца. Хоть все элементы в уравнение сбалансированы, но тут количество атомов кислорода равно двенадцати, а молекул воды только шесть.

  Болезни комнатной фиалки и лечение их в домашних условиях

Строение кожицы листаДело в том, что данный процесс имеет несколько фаз, а именно две: световую и темновую. Как можно понять из названий, фотоны необходимы лишь первой фазе, второй фазе не нужен свет, но эта фаза необязательно проходит ночью. Мембраны тилакоидов хлоропластов — нужны для протекания первой фазы, а для второй нужен стром хлоропласта.

Во время первой фазы солнечная энергия удваивается при помощи хлорофилльных комплексов, которые запасают ее в АТФ и происходит восстановление НАДФ*Н2 из НАДФ при помощи полученной энергии. Энергию от хлорофиллов обеспечивают электроны, которые передает электрон-транспортная цепь ферментов, встроенных в мембраны тилакоидов.

Нужный для НАДФ водород добывается из Н2О разлагаемого на кислород, протоны Н2 и электроны (кислород (О2), который остается после этого процесса не используется для фотосинтеза). Все это называют фотолизом. Оставшийся после реакци кислород в виде атомов соединяется до молекул кислорода (О2). Фотолиз в виде уравнения записывают следующим образом:

H2O + (АДФ+Ф) + НАДФ → АТФ + НАДФ*H2 + ½O2

Исходя из этого становится понятно, что синтез кислорода проходит во время первой фазы. Молекул АТФ, которые были использованы во время этого процесса, для разложения одной молекулы Н2О обычно используется одна или две. Темновая фаза проходит совсем иначе.

Во время первой фазы были получены молекулы АТФ и НАДФ*Н2. В процессе этой фазы энергия, получаемая из АТФ, используется НАДФ*Н2 как восстановитель, связывая углекислый газ. Это довольно сложный этап, он проходит не совсем так, как будет показана на реакции, но так обычно записывают (это проще для понимания):

6CO2 + 6НАДФ*H2 →С6H12O6 + 6НАДФ

Во время реакции используется АТФ, которая выполняет энергетическую функцию.

Данная реакция не передает всей сути темновой фазы, но считается правильной. Дело в том, что углекислый газ связывается по одной молекуле, данная связь соединяется с готовым 5-ти углеродным органическим веществом. Это дает 6-ти углеродное вещество с очень нестабильной связью, это 6-ти углеродное вещество распадается на 3-х углеродные молекулы. Несколько таких молекул идут на ресинтез 5-ти углеродного органического вещества, чтобы связать молекулы СО2. Остальная часть 3-х углеродных молекул не участвует в этом процессе. Эти молекулы используют для синтеза белков, жиров и углеводов.

Во время второй фазы фотосинтеза производится не глюкоза, а 3-х углеродные углеводы.

Основные ткани листа

Основная ткань листа — это то, что находится под кожицей, то есть мякоть. Основную ткань разделяют на несколько видов:

  • Губчатая ткань листа. Для этой ткани характерна рыхлая структура. Клетки этой ткани имеют неправильную форму и обширные межклеточники. Функция, которая выполняет эта ткань — накапливание водяного пара в свои межклеточники и транспирация;
  • Основные ткани листаСтолбчатая ткань. Клетки этой ткани очень плотно расположены между собой и находятся по направлению к свету. Эти клетки занимаются фотосинтезом. Клетки столбчатой ткани наделены тонкой оболочкой, цитоплазмой, ядром, хлоропластами и вакуолью. Из-за наличия хлоропластов внутри этой клетки, она имеет зеленый цвет (как и весь лист). Те клетки, которые расположены близко к кожице листа имеют вытянутую форму и вертикальное расположение;
  • Проводящая ткань. Эта ткань является основной составляющей жилок листа. Жилки — это пучки, которые осуществляют транспортировку веществ. Жилки образуют луб и древесина. Луб переносит раствор сахара от листьев ко всему остальному растению. Живые клетки луба образуют ситовидные трубки (такие трубки приспособлены к передаче вещества на различные расстояния), по которым идет раствор сахара. Такие клетки имеют вытянутую форму с отверстиями в своей оболочки, через которые сахар перемещается между клетками. В составе жилок могут входить волокна — это механическая ткань, которая обволакивает жилки для придания им большей прочности.
  Чёрная орхидея: существует ли в природе загадочный тёмный цветок

То, каким будет строение листа растения, какое количество слоёв губчатой и столбчатой тканей образуется, зависит от освещения. У выросших на свету листьев столбчатая ткань гораздо сильнее развита, чем у тех, что росли в условиях затемнения.