Если в эпидермисе листа нет устьиц

Обновлено: 27.04.2024

Устьица у растения — это поры, находящиеся в слоях эпидермиса. Они служат для испарения лишней воды и газообмена цветка с окружающей средой.

Впервые о них стало известно в 1675 году, когда натуралист Марчелло Мальпиги опубликовал своё открытие в работе Anatome plantarum. Однако он не смог разгадать их настоящего назначения, что послужило толчком для развития дальнейших гипотез и проведения исследований.

История изучения

Далее эстафету принял современник Марчелло — Неемия Грю. Он предположил, что значение устьиц в дыхании растений схоже с ролью трахеи у насекомых, и в чём-то его предположение было близко к истине.

В XIX веке наступил долгожданный прогресс в исследованиях. Благодаря Гуго фон Молю и Симону Швенденеру стал известен основной принцип работы устьиц и их классификация по типу строения.

Эти открытия дали мощный толчок в понимании функционирования пор, однако некоторые аспекты былых исследований продолжают изучаться до сих пор.

Строение листа

Такие части растений, как эпидермис и устьице, относятся к внутреннему устройству листа, однако сначала следует изучить его внешнее строение. Итак, лист состоит из:

Листовой пластины — плоской и гибкой части, отвечающей за фотосинтез, газообмен, испарение воды и вегетативное размножение (для определённых видов).
Основания, в котором находится образовательная ткань, служащая для роста пластины и черешка. Также с его помощью лист крепится к стеблю.
Прилистника — парного образования в основании, защищающего пазушные почки.
Черешка — сужающейся части листа, соединяющей пластинку со стеблем. Он отвечает за жизненно важные функции: ориентирование на свет и рост посредством образовательной ткани.

Внешнее строение листа может несколько различаться в зависимости от его формы и типа (простой/сложный), но все перечисленные выше части присутствуют всегда.

К внутреннему устройству относят эпидерму и устьице, а также различные формирующие ткани и жилки. Каждый из элементов имеет собственную конструкцию.

Например, покровная ткань внешней стороны листа состоит из живых клеток, отличных по размеру и форме. Самые поверхностные из них обладают прозрачностью, позволяющей солнечному свету проникать внутрь листа.

Более мелкие клетки, расположенные несколько глубже, содержат хлоропласты, придающие листьям зеленый цвет. За счёт своих свойств они были названы замыкающими. В зависимости от степени увлажнения они то сжимаются, то образуют меж собой устьичные щели.

Строение

Длина устьица у растения варьируется в зависимости от вида и степени получаемого им освещения. Самые крупные поры могут достигать в размере 1 см. Образуют устьице замыкающие клетки, регулирующие уровень его открытия.

Механизм их движения довольно сложен и разнится для отличных друг от друга видов растений. У большинства из них - в зависимости от водоснабжения и уровня хлоропластов - тургор тканей клеток может как понижаться, так и повышаться, тем самым регулируя открытие устьица.

Предназначение устьичной щели

Наверное, нет нужды подробно останавливаться на таком аспекте, как функции листа. Об этом знает даже школьник. А вот за что отвечают устьица? Их задача - обеспечение транспирации (процесс движения воды через растение и её испарение через наружные органы, такие как листья, стебли и цветы), что достигается за счёт работы замыкающих клеток. Этот механизм защищает растение от иссушения в жаркую погоду и не позволяет начаться процессу гниения в условиях чрезмерной влажности. Принцип его работы предельно прост: если количество жидкости в клетках недостаточно высоко, давление на стенки падает, и устьичная щель смыкается, сохраняя требуемое для поддержания жизнедеятельности содержание влаги.

И напротив, её переизбыток ведёт к усилению напора и открытию пор, через которые лишняя влага испаряется. Благодаря этому, роль устьиц в охлаждении растений также велика, поскольку температура воздуха вокруг снижается именно посредством транспирации.

Также под щелью расположена воздушная полость, служащая для газообмена. Воздух проникает в растение сквозь поры, чтобы в дальнейшем вступить в процесс фотосинтеза и дыхания. Лишний кислород затем выходит в атмосферу посредством всё той же устьичной щели. При этом её наличие или отсутствие часто используется для классификации растений.

Функции листа

Лист является внешним органом, с помощью которого выполняется фотосинтез, дыхание, транспирация, гуттация и вегетативное размножение. Более того, он способен накапливать влагу и органические вещества посредством устьиц, а также обеспечивать растению большую приспособляемость к сложным условиям окружающей среды.

Поскольку вода — основная внутриклеточная среда, выведение и циркуляция жидкости внутри дерева или цветка одинаково важны для его жизнедеятельности. При этом растение усваивает лишь 0,2 % всей влаги, проходящей через него, остальная же часть уходит на транспирацию и гуттацию, за счёт которых происходит передвижение растворённых минеральных солей и охлаждение.

Вегетативное размножение зачастую происходит посредством срезания и укоренения листьев цветков. Многие комнатные растения выращиваются подобным образом, поскольку только так можно сохранить чистоту сорта.

Как было сказано ранее, видоизменённые листья помогают приспособиться к различным природным условиям. Например, трансформация в колючки помогает пустынным растениям снизить испарение влаги, усики усиливают функции стебля, а большие размеры зачастую служат для сохранения жидкости и полезных веществ там, где климатические условия не позволяют подпитывать запасы регулярно.

И этот список можно продолжать бесконечно. При этом сложно не заметить, что данные функции одинаковы для листьев цветков и деревьев.

У каких растений нет устьиц?

Поскольку устьичная щель характерна для высших растений, она имеется у всех видов, и ошибочно считать её отсутствующей, даже если у дерева или цветка нет листьев. Единственное исключение из правила составляет ламинария и прочие водоросли.

Строение устьиц и их работа у хвойных, папоротников, хвощей, плавунов и моховидных растений отличаются от таковых у цветковых. У большинства из них днём щели открыты и активно участвуют в газообмене и транспирации; исключением являются кактусы и суккуленты, у которых поры распахнуты ночью и закрываются с наступлением утра в целях экономии влаги в засушливых регионах.

Устьица у растения, листья которого плавают на поверхности воды, расположены только в верхнем слое эпидермиса, а у "сидячих" листьев — в нижнем. У остальных разновидностей эти щели присутствуют с обеих сторон пластины.

Расположение устьица

У двудольных растений устьичные щели расположены с двух сторон листовой пластины, однако их количество в нижней части несколько больше, чем в верхней. Эта разница обусловлена потребностью снизить испарение влаги с хорошо освещенной поверхности листа.

Для однодольных растений не существует конкретики касательно расположения устьиц, поскольку оно зависит от направления роста пластин. Например, эпидермис листьев растений, ориентированных вертикально, содержит в себе одинаковое количество пор как в верхнем, так и в нижнем слое.

Как было сказано ранее, у плавающих листьев с нижней стороны устьичные щели отсутствуют, поскольку они впитывают влагу через кутикулу, как и полностью водные растения, у которых подобных пор нет вообще.

Устьица хвойных деревьев находятся глубоко под эндодермой, что способствует снижению способности к транспирации.

Также расположение пор различается относительно поверхности эпидермиса. Щели могут находиться вровень с остальными «кожными» клетками, уходить выше или ниже, образовывать правильные ряды или быть рассыпанными по покровной ткани хаотично.

У кактусов, сукуллентов и иных растений, листья у которых отсутствуют или видоизменились, трансформировавшись в иглы, устьица расположены на стеблях и мясистых частях.

Устьица у растения делятся на множество типов в зависимости от расположения сопровождающих клеток:

Аномоцитный — рассматривается как самый распространённый, где побочные частицы не отличаются от прочих, находящихся в эпидермисе. Как одну из его простых модификаций можно назвать латероцитный тип.
Парацитный — характеризуется параллельным примыканием сопровождающих клеток относительно устьичной щели.
Диацитный — имеет только две побочных частицы.
Анизоцитный — тип, присущий лишь цветковым растениям, с тремя сопровождающими клетками, одна из которых заметно отличается по размеру.
Тетрацитный — свойственен для однодольных, имеет четыре сопровождающих клетки.
Энциклоцитный — в нём побочные частицы смыкаются кольцом вокруг замыкающих.
Перицитный — для него характерно устьице, не соединенное с сопровождающей клеткой.
Десмоцитный — отличается от предыдущего типа только наличием сцепления щели с побочной частицей.

Здесь приведены лишь самые популярные виды.

Влияние факторов среды на внешнее строение листа

Для выживания растения крайне важна степень его приспособляемости. Например, для влажных мест характерны крупные листовые пластины и большое количество устьиц, в то время как в засушливых регионах этот механизм действует иначе. Ни цветы, ни деревья не отличаются размерами, а количество пор заметно сокращено, чтобы воспрепятствовать избыточному испарению.

Таким образом, можно проследить, как части растений под воздействием окружающей среды со временем видоизменяются, что влияет и на количество устьиц.

1) Независимая переменная - атмосферная концентрация СО2. Зависимая переменная - количество устьиц на эпидерме листа
2) Устьица участвуют в газообмене, в т.ч. поглощении СО2, следовательно, чем ниже концентрация СО2, тем больше растению требуется устьиц
3) Для фотосинтеза

Илья Швыдкин

Ира, ты не обосновала почему у растений, которые были выращены в теплице, устьиц больше, чем у тех, что были выращены в инкубаторе. Ты просто обосновала ответ исходя из исследований. Что это даёт растениям?

Илья, напиши свой ответ, пожалуйста, я просто не догоняю почему в теплице устьиц больше. Потому что в инкубаторе влажность выше, и она задерживает процесс транспирации?

Илья Швыдкин ответил Ире

Ира, нет. Даже если исходить из твоих рассуждений, в теплице всё равно среда будет влажнее, чем в инкубаторе. Растения таким образом компенсирует недостаток углекислого газа, который необходим для фотосинтеза. Так как СО2 в теплице меньше, значит нужно больше устьиц, которые пропускают CO2 в межклеточное пространство листа. При этом концентрация СО2 у растений из инкубатора и у растений из теплицы в межклетниках листа будет одинаковой. Ну я так подумал, а там не знаю… Просто если ты не обоснуешь свой ответ, тебе вычтут балл. Меня раздражает, что экзамен полностью подстроен под какие-то жёсткие критерии. Все наши знания подстраиваются постоянно под какие-то деньги…

Илья Швыдкин ответил Ире

В остальном, как написала - все отлично. В 3 только еще нужно указать, что СО2 восстанавливается до глюкозы в темновой фазе фотосинтеза.

Илья, поняла, спасибо за замечания!

Соня Майтомалова

1. Независимая переменная - атмосферная концентрация СО2

Зависимая переменная - количество устьецев на эпидермисе листа.

2.Где концентрация углекислого газа была больше, устьиц на эпидермисе листа стало больше, чем там, где концентрация СО2 была меньше. Мы можем наблюдать данную закономерность из-за того, что во время фотосинтеза углекислый газ поступает через устьица в эпидермисе листа. Поэтому чем больше концентрация углекислого газа, тем больше устьиц.

3. Во время темновой фазы фотосинтеза происходит фиксация углекислого газа. Далее углекислый газ восстановится до глюкозы.

ЕГЭ видео | Подготовка к ЕГЭ по биологии |Москва запись закреплена

Функции и механизм работы устьиц

В покровной кожице листа (эпидерме) находятся устьица. Их функции — регуляция интенсивности испарения воды и газообмен.

Функции устьиц

1. Испарение воды через листья (транспирация).
2. Выделение кислорода при фотосинтезе.
3. Поглощение кислорода при дыхании листьев.
4. Выделение углекислого газа в процессе дыхания.
5. Поглощение углекислого газа при фотосинтезе.

Локализация устьиц

1. Если листья на стебле располагаются горизонтально, устьица чаще всего расположены на нижней поверхности.
2. На вертикальных листьях, например, у ириса, устьица находятся с обеих сторон.
3. У водных растений, таких как кувшинки и лилии, устьица сверху.
4. Если растение полностью погружено в воду, устьиц и столбчатой ткани у него нет.

Каков механизм работы устьиц?

1. При небольшом количестве воды (тургор понижается) замыкающие клетки прилегают друг к другу, и устьичная щель закрыта. Такое происходит, когда в клетке уменьшается количество глюкозы, образующейся при фотосинтезе (в основном ночью).

2. По мере уменьшения количества глюкозы, в клетках повышается концентрации воды, которой становится очень много. Вода по закону осмоса начинает покидать (в направлении градиента концентрации) клетку в сторону ее меньшего количества в окружающей среде. В связи с этим замыкающие клетки «обвисают» и щель закрывается. Если днем в замыкающих клетках накопилась глюкоза в ходе фотосинтеза, воды сразу же становится меньше. Поэтому вода по закону осмоса двигается внутрь клеток. Тургор повышается. Устьица открываются.

3. Замыкающие клетки устьиц утолщены неравномерно, поэтому их форма при изменении объема оболочек может становиться другой, что меняет просвет устьичной щели.

Лист - вегетативный орган растения, располагающийся на побеге. Место расположения листа на побеге называется узел. Узел (лат. nodus) — участок побега (стебля) растения, от которого отходят боковые органы (ветви, листья, почки, придаточные корни и другие.)

Строение и функции листа

Основная ткань пластинки листа - мезофилл. Выделяют столбчатый и губчатый мезофилл, функции которых различны.

Благодаря наличию хлоропластов в клетках столбчатой ткани мякоти листа происходит процесс фотосинтеза, в результате которого образуется большое количество органических веществ, доставляемых флоэмой в разные части растения. Вообразите следующую информацию в виде 3D-модели: проводящая система листа является продолжением проводящей системы стебля, в месте узла происходит отхождение сосудисто-волокнистого пучка в направлении листа.

В губчатой ткани листа расположены межклетники, вход в которые открывают устьица. Здесь происходит газообмен между организмом растения и внешней средой, заключающийся в процессах дыхания и фотосинтеза. Крайне важно разделить два понятия: фотосинтез и дыхание.

Не удивляйтесь тому, что растения поглощают кислород в процессе дыхания. Все живые клетки аэробных организмов находятся в процессе дыхания постоянно, днем и ночью. Запомните, что дыхание это поглощение кислорода и выделение углекислого газа. В ходе светозависимой фазы фотосинтеза напротив, кислород выделяется как ненужный побочный продукт, а углекислый газ поглощается клетками.

Осуществляется через устьица в эпидермисе (кожице).

Самые первые листья растения - зародышевые листья (семядоли или семенодоли), которые развиваются у зародыша ещё в семени. В дальнейшем листья формируются из примордиев - нерасчленённых зачатков листьев в виде бугорков или валиков на конусе нарастания побега.

Основные части листа

Это расширенная нижняя часть листа. У некоторых растений оно, разрастаясь, преобразуется в незамкнутую или замкнутую трубку, которую называют листовое влагалище.

Выполняет главные функции листа - газообмен и фотосинтез, в основании пластинка сужается и переходит в стеблевидный черешок.

Это тонкая стеблевидная часть листа, идущая от листовой пластинки к узлу побега.

Меняя свою форму, черешок смещает листовую пластинку. Таким образом, основная функция черешка - обеспечить как можно большую освещенность листовой пластинки, вынести листья к свету. Именно так и создается листовая мозаика - расположение листьев на растении, при котором они не затеняют друг друга. Листья с черешками называются черешковыми, без черешка - сидячими.

Выросты листообразной формы, расположенные у основания листа. Они могут срастаться со стеблем или быть свободно расположенными. У многих растений прилистники отсутствуют в принципе, или образуются, но рано отмирают.

Лист называют полным, если в составе его элементов имеется пластинка, основание, прилистники и черешок. Полные листья характерны для многих широко известных растений: рябина, дуб, черемуха, роза.

Лист называют неполным, если у него отсутствует черешок (сидячий лист), прилистники или пластинка. Сидячие листы, лишенные прилистников, имеют лен, гвоздика, алоэ. Отсутствуют прилистники также на листьях картофеля, сирени, капусты. В редких случаях лист может не иметь листовой пластинки, тогда ее функции перенимают черешок - у акации, прилистники - у чины безлисточковой.

Жилкование листьев

Встречается у многих папоротниковидных растений и примитивных семенных, при вильчатом жилковании жилки делятся дихотомически (одна жилка разделяется на две жилки).

При таком типе жилкования крупные жилки проходят вдоль листовой пластинки параллельно друг другу. Характерно для злаковых растений.

Отличается наличием крупных жилок, которые подобно дуге изогнуты вдоль листовой пластинки. Характерно для однодольных.

Для этого типа характерна выраженная центральная (главная) жилка, от которой в стороны отходят более тонкие боковые ветви. Имеется у дуба черешчатого, черемухи обыкновенной.

Такой тип жилкования отличается наличием нескольких примерно одинаковых по размеру крупных жилок, расходящихся веером по пластинке, при этом сходящихся в одной точке у ее основания. Имеется у манжетки обыкновенной, клена платановидного.

Форма листа

Однолисточковые - у мандарина, лимона.
Тройчатосложные - у земляники, клевера.
Пальчатосложные, состоящие из множества листовых пластинок, у люпина, каштана конского.

Необходимо особо отметить, что есть сложные листья, у которых листочки расположены по всей длине рахиса - пункты 4 и 5.

С цельной листовой пластинкой - сирень, береза, тополь, яблоня.
С рассеченной (расчлененной) листовой пластинкой. Каждую отдельную часть простой пластинки называют сегментом. Здесь также имеется еще одно деление, по степени расчлененности листовых пластинок различают:
- Пальчтолопастную (перилопастную) - в случае если расчленение не превышает 1/3 всей поверхности листовой пластинки.
- Перистолопастную (перистораздельную) - расчленение не превышает половины (до 1/2) листовой пластинки.
- Пальчаторассеченную (перисторассеченную) - расчленение достигает главной жилки листа или основания листовой пластинки.
Листорасположение
- Очередное - от узла отходит только один лист. Имеется у березы, липы, дуба.
- Супротивное - на узле располагаются два листа, супротив (напротив) друг друга. Встречается у бузины, клена, калины.
- Мутовчатое - на узле стебля 3 и более листьев. Есть у вороньего глаза, ветренницы, элодеи.
Видоизменения листьев

Это интереснейшие приспособления, которые возникли в процессе приспособления растений к различным средам обитания. Они выполняют дополнительные функции, но главная их задача - это адаптация растения к условия среды.

Не все растения питаются автотрофно, для некоторых из них свойственен гетеротрофный тип питания. Известный пример росянка капская - насекомоядное растение. Ее лист покрыт липкой вязкой массой, которая выделяется волосками листа. Если насекомое садится на лист, то приклеивается к нему, волоски начинают сворачиваться, и насекомое оказывается в образовавшейся полости. После чего начинается выделение ферментов в полость и переваривание насекомого.

Образования, которые выполняют опорную функцию. Цепляясь усиками за опору, растение занимает в пространстве вертикальное положение, растут вверх. Имеются у чины, гороха.

Выполняют различные функции. К примеру, чешуи почки защищают ее от механических повреждений, а листья у лука в луковице превращены в сочные чешуи, которые запасают питательные вещества.

Ограждают растение от поедания его животными. Подобную защитную функцию выполняют колючки барбариса, кактуса.

Эти видоизменения листьев не утратили свою основную функцию, и приобрели дополнительную - запасание воды. Особенно актуальна эта функция для растений суккулентов, произрастающих в местах с засушливым климатом - алоэ, молодил, очиток.

Хвоя - это видоизмененные листья голосеменных (хвойных) растений. Таким листьям, в отличие от неизмененных, нужно меньше питательных веществ и воды. Они способны противостоять холоду и засухе, при этом выполняя свою основную роль - обеспечение процесса фотосинтеза.

Вечнозелеными растениями является подавляющее большинство голосеменных, которые сохраняют хвою в течение 12 месяцев, не сбрасывая ее перед зимой. У отдельных видов, сосны долговечной, хвоя сохраняется до 45 лет.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Тип 18 № 22301

Установите соответствие между признаками растений и их классификацией по отношению к воде: к каждой позиции, данной в правом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

А) целиком или большей частью погружены в воду

Б) в эпидермисе отсутствуют устьица

В) растут по берегам водоёмов на мелководье

Г) листовая пластинка тонкая, сильно рассечённая

Д) хорошо развита аэренхима

Е) хорошо развиты механические ткани листа, устьица на верхней стороне

Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.

1) гидатофиты: А) целиком или большей частью погружены в воду; Б) в эпидермисе отсутствуют устьица; Г) листовая пластинка тонкая, сильно рассечённая; Д) хорошо развита аэренхима

2) гидрофиты:В) растут по берегам водоёмов на мелководье; Е) хорошо развиты механические ткани листа, устьица на верхней стороне

Экологические группы растений по отношению к воде:

Это растения, большая часть площади которого (или даже все растение целиком) находятся в воде. К ним относятся рдесты, кувшинки, кубышки, элодея (водяная чума) и т. д.

Это растения, начинающий свой жизненный цикл в воде, но со временем стебли и листья которого покидают пределы воды. К ним относятся частуха, тростник, рис и т. д.

Это растения, живущие на сильно увлажненных почвах. К ним относятся многие виды папоротников, чаровница (цирцея), адокса, болотный подмаренник и т. д.

Это растения, живущие на достаточных (не влажных и не сухих) почвах. К ним относятся большинство лесных и луговых трав, цветов, кустарников и деревьев: липа, береза, лещина, крушина, клевер, тимофеевка, костер, луговая овсяница ит. д.

Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты лучше, чем все другие растения, способны регулировать водный обмен, поэтому и во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Это растения пустынь, степей, жестколистных вечнозеленых лесов и кустарниковых зарослей, песчаных дюн. Ксерофиты подразделяются на два основных типа: суккуленты и склерофиты.

под буквой е ответ 1 так как я со своим учителем проверил все учебники и интернет, а в них описано что у гидатофитов нет устьиц на нижней стороне листа, но они хорошо развиты на верхней стороне.

Согластна, но там указан не один признак. устьица у гидрофитов есть и на верхней строне, но могут встречаться и на нижней и хорошо развита механическая ткань, в то в ремя как у гидатофитов механическая ткань развита плохо. прочность обеспечивают специальные клетки воздухоносной ткани.

«В корневище кувшинки, как и в других частях растения, имеется сложная система воздухоносных каналов, которую можно заметить даже невооруженным глазом. Эти каналы обеспечивают не только дыхание растения, но и помогают листьям удерживаться в толще воды и на ее поверхности. Часто в полости каналов выдаются жесткие звездчато-разветвленные клетки–склереиды. Скорее всего, они служат для повышения механической прочности тканей растения, предотвращая разрывы, которые могут возникнуть под влиянием быстрого течения или сильного ветра.»

У гидатофитов могут быть устьица, например у кувшинок, кубышек, рдеста устьц очень много, до 600 на 1 кв.мм. У элодеи их нет, она полностью в воде, а вот у всех плавающих они есть но только на верхней стороне листа. Я считаю, вопрос некорректный.

Читайте также: