Контрольная работа по "Ботанике "

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4 – Эндоплазматический ретикулум

 

30. Особенности  строения эпидермиса листа. Строение  и механизм работы устьица. Функции  эпидермиса, значение волосков (трихом) в защитной функции эпидермиса.

Эпидермис листа – это кожица или покровная ткань листа. Эпидермис состоит из одного слоя уплощенных клеток, плотно прилегающих друг к другу (Рисунок 5). Мультифункциональность эпидермы обусловлена морфофизиологической дифференциацией её клеток. В эпидерме выделяют:

- основные клетки — являются относительно неспециализированными и слагают массу кожицы. Размеры и очертания клеток кожицы формируются в большой зависимости от соотношения скорости роста органа в целом и его поверхности. Поэтому в удлинённых частях растения (стебли, черешки, жилки листа, листья большинства однодольных) эпидермальные клетки вытянуты в направлении длинной оси органа. В листьях, длина которых равна ширине или немного превышает её, а также в лепестках, завязях, семяпочках эпидермальные клетки часто имеют волнистые боковые стенки, что повышает прочность эпидермы.

- замыкающие клетки устьиц;

- клетки волосков (трихом).

Наружные стенки клеток покрыты кутикулой. Кутикула иногда может вклиниваться между боковыми стенками клеток. Благодаря неравномерному отложению кутина на поверхности клеток появляется кутикулярный рисунок, специфичный для каждого вида. В сканирующий микроскоп кутикула может выглядеть бугорчатой, морщинистой, гребневидной, ячеистой и т.д. Поверх кутикулы может также откладываться воск.

Строение оболочек эпидермальных клеток непрерывно меняется с возрастом и под влиянием условий жизни. Оболочки клеток эпидермиса, особенно наружные, могут пропитываться соединениями кремния (хвощи). У некоторых растений оболочки эпидермальных клеток надземных органов одревесневают, утолщаются, что сокращает размеры клеточных полостей (хвойные, многие злаки, купена). При этом часто одревесневают и клетки эпидермиса и подстилающего его слоя.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 5 –  Строение листовой пластины

Важнейшие функции — защита растений от неблагоприятных внешних факторов и регуляция газо- и парообмена. Кроме того, ткань кожицы может выделять наружу различные вещества (соли, воду, эфирные масла), принимать участие в фотосинтезе, поглощении воды и питательных веществ, синтезе различных соединений, в движении листьев, воспринимать раздражение и т.д. Полифункциональность эпидермиса обусловливает его строение. Эпидермис — сложная ткань, так как состоит из морфологически разнородных элементов.

Регуляция транспирации в большей степени обусловливается наличием жирового вещества кутина, часто в комплексе с воском. Эти вещества инкрустируют наружную стенку или образуют самостоятельный слой — кутикулу — на поверхности эпидермиса.

Кутикула может достигать значительной толщины, особенно у растений засушливых местообитаний. Комплекс кутикулы и кутинизированной оболочки представляет покров, не только защищающий растение от иссушения, она предохраняет растение от заражения всевозможными грибами-паразитами, бактериями, вирусами, которые в изобилии находятся на его поверхности.

У́стьице (лат. stoma, от греч. στόμα — «рот, уста») — в ботанике это по́ра, находящаяся на нижнем или верхнем слое эпидермиса листа растения, через которую происходит испарение воды и газообмен с окружающей средой (Рисунок 6).

Пора состоит из пары специализированных клеток, называемых замыкающими, которые регулируют степень открытости поры, между ними располагается устьичная щель. Стенки замыкающих клеток утолщены неравномерно: направленные к щели (брюшные) толще стенок, направленных от щели. Щель может расширяться и сужаться, регулируя транспирацию и газообмен. Когда воды мало, замыкающие клетки плотно прилегают друг к другу и устьичная щель закрыта. Когда воды в замыкающих клетках много, то она давит на стенки и более тонкие стенки растягиваются сильнее, а более толстые втягиваются внутрь, между замыкающими клетками появляется щель. Под щелью расположена подустьичная полость, окружённая клетками мякоти листа, через которую непосредственно и происходит газообмен. Воздух, содержащий диоксид углерода и кислород, проникает внутрь ткани листа через эти поры, и далее используется в процессе фотосинтеза и дыхании. Избыточный кислород, произведённый в процессе фотосинтеза внутренними клетками листа, выходит обратно в окружающую среду через эти же поры. Также, в процессе испарения через поры выделяются пары воды. Клетки эпидермиса, примыкающие к замыкающим, получили название сопровождающих. Они участвуют в движении замыкающих клеток. Замыкающие и сопровождающие клетки образуют устьичный комплекс. Наличие или отсутствие устьиц часто используют при классификации растений.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6 – Устьице листа томата под электронным микроскопом

Трихо́мы, или волоски́ (от греч. τρίχωμα — волос) — клетки эпидермы или выросты, образующие опушение на поверхностных органах растений, могут присутствовать на всех наземных органах растения[1]. Трихомы следует отличать от эмергенцев — межклеточных выростов, в образованиях которых участвует не только эпидерма, но и субэпидермальные ткани (Рисунок 7).

Всё многообразие трихом делят на два функциональных типа: кроющие и железистые. Первые образуются из покровных тканей и служат для защиты растения от неблагоприятного воздействия внешней среды, вторые — принадлежат к выделительным тканям наружной секреции и участвуют процессах накопления и выделения веществ различного функционального назначения.

Трихомы бывают одноклеточными и многоклеточными, мертвыми и живыми. Мертвые заполнены воздухом и придают растению белый цвет. Форма трихом может быть разнообразной (головчатые, звездчатые, крючковатые и др.). Часто трихомы минерализованы — пропитаны кремнеземом и кальцием.

Размеры трихом варьируются в значительных пределах. Чаще отдельный волосок, чешуйка или желёзка хорошо различимы в сильную лупу или микроскоп. Наиболее длинные трихомы (до 5—6 см) покрывают семена хлопчатника.

Трихомы выполняют разнообразные функции, которые до конца ещё не исследованы. Принято считать, что они защищают физиологически ткань листа — хлоренхиму от перегрева, механически всё растение от повреждения насекомыми и животными, способствуют уменьшению испарения влаги, выведению солей из тканей листа и осуществляют химическую защиту растений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 7 – Микрофотография нижней поверхности листа колеуса Блюма.

61. Лист, его строение  и функции. Морфология листа. Простые  и сложные листья.

Лист занимает боковое положение на стебле и расчленен на пластинку, черешок,  основание, прилистники. Лист называют простым, если у него одна пластинка, при этом отсутствует сочленение между нею и черешком, или сложным, если пластинка одна или несколько, но каждая из них имеет сочленение с черешком. Сложный однолисточковый лист – у мандарина, трехлисточковый — у клевера, пальчатый — у люпина, непарноперистый — у рябины, парноперистый — у гороха. Пластинку простого или пластиночку (листочек) сложного листа характеризуют, учитывая ее очертание (округлая, линейная, яйцевидная и т. д.), форму края (ровный, зубчатый, пильчатый и т. д.), форму жилкования (перистосетчатое, пальчатосетчатое, параллельное, дуговидное). Жилки — это проводящие пучки, пересекающие «мякоть» листа в разных направлениях (Рисунок 8).

Пластинка листа (как и весь лист) сверху и снизу покрыта кожицей, или эпидермой. Клетки эпидермы плотно прилегают друг к другу. Наружные их стенки (особенно у клеток верхней стороны листа) утолщены и пропитаны жироподобными веществами (кутином, воском), которые, выступая на поверхность, образуют кутикулу. Защитная функция кожицы усиливается и в результате развития волосков: кроющих, секретирующих, жгучих. Связь внутренних тканей органа с внешней средой осуществляется через устьичные щели кожицы, окаймленные замыкающими клетками устьиц. При недостатке воды днем устьица закрываются, что предохраняет растение от потери воды при испарении ее клетками внутри листа. Закрыты устьица обычно и ночью.

Под верхней кожицей находится палисадная (или столбчатая) хлорофиллоносная ткань. В клетках этой ткани осуществляется синтез органического вещества (сахара) из неорганических (углекислого газа и воды) с использованием энергии солнечного света. Энергия солнечных лучей улавливается пигментами хлоропластов (хлорофилл, каротин, ксантофилл). Хлорофилл направляет ее на осуществление сложных процессов, которые приводят к образованию в хлоропластах органического вещества. При этом из воды, участвующей в этом процессе, выделяется кислород. Часть его используется растением на дыхание, а значительная часть выделяется во внешнюю среду. Процесс образования в хлоропластах органического вещества из неорганических веществ при участии энергии солнечных лучей получил название фотосинтеза. Энергия солнечного света уже в иной форме (форме химических связей) оказывается заключенной в органическое вещество, которое образовалось при фотосинтезе.

Углекислый газ к фотосинтезирующим клеткам поступает в составе воздуха через устьичные щели. Для фотосинтеза растение использует и тот углекислый газ, который выделяется при дыхании клеток. Воду из почвы поглощают корни, и по проводящим тканям она поступает к хлорофиллоносным клеткам листа. Под столбчатой тканью в пластинке листа находятся рыхло расположенные клетки губчатой ткани. Они тоже содержат зеленые пластиды, но в меньшем числе, поэтому их вклад в создание органического вещества в процессе фотосинтеза менее значительный, чем клеток палисадной ткани.

С поверхности зеленых клеток, особенно клеток губчатой ткани, происходит испарение воды. По системе межклетников водяной пар достигает устьичные щели и через них выходит наружу. Так осуществляется процесс испарения воды листьями. Возможна потеря воды непосредственно с поверхности листа, хотя она и незначительна. Больше воды с поверхности листа теряют теневые растения, у них обычно тонкий слой кутикулы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 8 – Строение листа

 

Во всех направлениях пластинку листа пронизывают жилки — пучки проводящих тканей. По лубу проводящих пучков идет отток растворов органических веществ, образовавшихся в листьях, ко всем клеткам растения. По древесине в лист поступает вода и растворенные в ней питательные вещества. Кроме того, жилки выполняют опорную (механическую) функцию, и этому способствуют входящие в их состав волокна (вытянутые клетки с заостренными концами, с утолщенной и одревесневшей оболочкой).

Взрослый лист обычно расчленен на пластинку или несколько пластинок (у сложных листьев) и черешок - узкую стеблевидную его часть, соединяющую пластинку и узел побега. Самая нижняя часть листа, сочлененная со стеблем, называется основанием листа. Часто при основании листа заметны разного размера и формы парные боковые выросты – прилистники. Пластинка – главнейшая часть листа, осуществляющая его основные функции. Редуцируется пластинка крайне редко, и тогда ее функции принимают либо расширенный листовидный черешок  - филлодий, либо крупные листовидные прилистники. Черешок обычно округлый или сплюснутый в поперечном сечении. Кроме опорной и проводящей функций он, длительное время сохраняя способность к вставочному росту, может регулировать положение пластинки, изгибаясь по направлению к свету. Нередко черешок не развивается, и тогда лист называют сидячим. Лист с черешком называют черешковым. Основание листа принимает различную форму. Весьма часто оно суженное либо имеет вид небольшого утолщения, однако нередко оно разрастается и образует замкнутую или незамкнутую трубку, называемую листовым влагалищем. Листовое влагалище защищает пазушные почки , способствует длительному сохранению интеркалярной меристемы стебля и нередко служит средством дополнительной опоры побега.

В процессе формирования листа прилистники разрастаются раньше пластинки и играют защитную роль, составляя часть почечных покровов. После развертывания почек прилистники часто опадают или подсыхают. Изредка они имеют размеры, сравнимые с размерами листовой пластинки, и функционируют как фотосинтезирующие органы. В семействе гречишных прилистники в результате срастания образуют так называемый раструб, охватывающий стебель над узлом в виде короткой пленчатой трубки.

По очертанию   листовой  пластинки различают простые листья (Рисунок 9):

- округлые, у которых длина и ширина листовой пластинки  примерно   одинаковы (лист осины);

- овальные — немного вытянутые в длину, у основания и  верхушки закругленные (скумпия);

- яйцевидные — пластинка листа у основания округлена,  кверху  постепенно  суживается  (бук, граб);

- обратнояйцевидные — верхняя часть листа округлая,  широкая,  к основанию постепенно суживающаяся  (вяз, ольха черная);

- продолговатые — длина   превышает ширину примерно, в  3  раза и  концы  листа округлые; ланцетные — неширокие листья, постепенно суживающиеся кверху, длина листа в 3—5 раз превышает ширину (у ивы); игловидные (у сосны).

В зависимости от степени цельности листовой пластинки простые листья бывают: а) цельные и б) расчлененные. Цельными  называются листья, у которых пластинка листа цельная (береза, бук, груша, липа), расчлененными — листья, у которых пластинка листа имеет более или менее глубокие выемки.

Различают 3 типа расчлененных листьев:

- лопастные, у которых выемки не превышают ¹/з расстояния от края листа до его средней жилки; такие листья имеет, например, дуб;

- раздельные, имеющие выемки более глубокие, но не доходящие до средней жилки листа (клен остролистный, клен-явор, платан, амбровое дерево);

- рассеченные, у которых выемки доходят до средней жилки листа; такие листья имеют так называемые раесеченнолистные формы многих видов лиственных пород.

Среди сложных листьев, у которых отдельные листочки прикреплены своим и черешками к общему черешку листа, различают: тройчатосложиые, пальчатосложные и перистосложные (Рисунок 9).

У тройчатосложных лист состоит из трех листочков — например птелея, пуэрария, ракитник; у пальчато-сложных черешки листочков прикрепляются к главкому черешку в одной точке и листочки расходятся радиально, например конский каштан; у перисто сложных листочки расположены по длине черешка, по обе его стороны; при этом различают парноперистые листья, попарно расположенные на общем черешке, (например чемыш серебристый, желтая акация, и непарноперистые, у которых верхушка листа заканчивается одним непарным листочком, — робиния-лжеакация, рябина, ясень обыкновенный, орех грецкий, бархат амурский, клен ясенелистный).