Какие клетки эпидермиса листа

Обновлено: 27.04.2024

Лист является важным органом любого растения. Основные функции листа — фотосинтез и транспирация. Строение листа характеризуется наличием черешка и листовой пластинки. Внешне черешок похож на стебель, однако по происхождению он все же является частью листа.

Лист по строению предполагает наличие кожицы, которой покрыта поверхность любого листа. Кожица является защитой от различных повреждений, высыхания и попадания внутрь болезнетворных бактерий.

Строение кожицы листа характеризуется тем, что ее клетки плотно примыкают друг к другу: это объясняется тем, что они являются покрывной тканью. Почти все клетки в листах не имеют цвета и прозрачные, поэтому свет без проблем проникает через поверхность листка в клетку. Как видим, строение листьев и строение клетки листа напрямую связаны с функциями листьев и формируют их особенности.

Начинают изучать клеточное строение листа в 6 классе школы.Контент.

Характеристика эпидермиса

Эпидермис — это то, чем лист покрыт снаружи.

Эпидермис является живой тканью листа и может состоять из одного или нескольких слоев клеток.

Такие клетки листа обычно не отличаются хорошо дифференцированными хлоропластами. Клетки соединены между собой достаточно плотно, благодаря чему эпидермис защищает ткани листа от чрезмерной потери воды и играет важную роль в осуществлении листом функции механической опоры.

Эпидермис имеет особенность в виде различных выростов на внешней поверхности клеток: волосков, кутикул, шипиков.

Также стоит упомянуть устьица листа, которые находятся между клетками эпидермиса. Основная функция устьиц — осуществление водо- и газообмена растения с окружающей средой. Эта функция выполняется, в том числе, за счет особенностей строения устьица листа.

Характеристика мезофилла

Мезофилл — основная ткань, которая размещается между верхним и нижним эпидермисом.

Она представляет собой фотосинтезирующую ткань: в нее входят живые клетки с большим количеством хлоропластов.

Мезофилл делится на губчатую и палисадную паренхиму. Последняя включает клетки, расположенные перпендикулярно к поверхности эпидермиса — они напоминают ряд столбиков (столбчатая паренхима). У клеток палисадной паренхимы призматическая форма, эти клетки удлинены. Расположение палисадной паренхимы — под эпидермисом. При этом у одних растений она располагается только в верхней стороне листа, а у других — с обеих сторон.

Губчатая паренхима отличается наличием клеток разной формы, нередко у клеток имеются выросты. Расположение клеток формирует хорошо выраженные промежутки, которые и дали название «паренхима».

Разделение или дифференциация мезофилла основана на виде растения и специфике его выращивания. При ярком освещении хорошее развитие получает палисадная паренхима.

Злаковые умеренной зоны не имеют деления на палисадную и губчатую паренхимы.

Эти две ткани устроены по-разному, так как они отвечают за разные функции. И здесь мы найдем ответ на вопрос, как строение листа обеспечивает его фотосинтезирующие функции.

Палисадная паренхима является высокоспециализированной тканью и выполняет функцию фотосинтеза. Это логично, ведь большинство хлоропластов располагаются именно в этой ткани и концентрируются около стенок клетки — так они лучше освещаются и снабжаются углекислым газом.

Губчатая паренхима помимо функции фотосинтеза (хоть и в меньшей степени) выполняет запасающую функцию: в клетках листа скапливается запасной крахмал.

Характеристика проводящей ткани

Проводящая ткань листа включает сосудисто-волокнистые пучки: они сконцентрированы в жилках. По этим пучкам в лист попадает вода, насыщенная питательными веществами, и отводятся продукты фотосинтеза.

Проводящая ткань пластинки и черешка листа и проводящая система стебля образуют единое целое. Строение жилки листа может характеризоваться как одним пучком, так и целой группой пучков, тесно между собою сомкнутых.

Сосудисто-волокнистые пучки основных жилок листа отличаются типичным строением. По мере раздробления пучков сосуды и ситовидные трубки уменьшаются. В едва заметных разветвлениях жилок нет флоэмы. Ксилема также упрощается: в ней отсутствует трахея, сокращается количество трахеид. На концах жилок — одиночные трахеиды.

То, насколько крепкая листовая пластинка, зависит от развития системы механических тканей. В нее входят:

склеренхимные обкладки пучков;
тяжи механической ткани. Они размещаются против проводящих пучков и смыкаются позади склеренхимных обкладок;
каменистые клетки;
опорные клетки и др.

Функции устьица и его строение

Устьице по форме напоминает щель, которая располагается между двумя клетками со специфическим строением.

Эти клетки серповидные, между собой они смыкаются противоположными концами (замыкающие клетки). Они существенно отличаются от других клеток эпидермиса: по форме и наличию хлоропластов.

Устьица располагаются с нижней части листовой пластинки. Однако есть растения, у которых оно расположено в верхней части (злаки, капуста).

Устьица водных растений располагаются только в верхней стороне пластинки.

Число устьиц на листьях растений варьируется от 40 до 600 (на один квадратный миллиметр).

Листья с параллельным жилкованием (такие есть у хвойных растений) размещаются параллельными рядами. У других растений какого-либо конкретного порядка нет.

Устьица открываются по разным причинам:

для осуществления газообмена;
для фотосинтеза и дыхания листа;
для контроля над водным балансом.

То, как осуществляется устьичное движение, определяется особенностями структуры замыкающих клеток, а также изменениями их тургорного давления. Неравномерное утолщение оболочек — отличительная характеристика строения замыкающих клеток устьиц. Это приводит к тому, что задняя стенка замыкающей клетки с увеличением тургора выпячивается в сторону щели, поскольку эта стенка отличается большей эластичностью и небольшой толщиной. При этом передняя стенка выпрямляется и становится вогнутой, а вся клетка изгибается в противоположную от щели сторону. Происходит открытие устьица.

Тургорное давление замыкающих клеток меняется в связи с большими затратами энергии. Регуляция осмотического давления замыкающих клеток осуществляется при помощи органических кислот, одновалентных катионов, в частности — калия.

Когда одновалентные катионы поступают в вакуоль замыкающих клеток, то осмотический потенциал последних увеличивается. В эти клетки поступает вода, и устьице открывается. Снижение осмотического давления происходит в результате выхода осмотических активных веществ из вакуолей в цитоплазму замыкающих клеток или из вообще из клетки. Устьице закрывается.

Поддержание электронейтральности замыкающих клеток при открытых устьицах обеспечивается образованием органических анионов.

Процесс поступления воды в клетку

Поступление воды в клетку — непростой процесс, который обусловлен множеством факторов.

Вся система коллоидов цитоплазмы принимает активное участие в поглощении воды.

Сосущая сила — сила насасывания клеткой воды.

Есть опыт, который помогает понять, как происходит поступление воды в живую клетку, а также показывает полупроницаемость и эластичность цитоплазмы.

К оборотной стороне покровного стекла, вплотную к нему, подносят фильтровальную бумагу: она оттягивает воду до того момента, пока раствор селитры полностью ее не заменит, входя под покровное стекло.

Спустя определенное время даже при небольшом увеличении микроскопа можно обнаружить отхождение протопласта от оболочки клетки. Такой процесс называется плазмолизом.

Далее протопласт округляется и размещается в середине клетки или возле одной из ее стенок. Происходит это после его отделения от всей внутренней поверхности оболочки. В результате происходит заполнение пространства между протопластом и оболочками клетки раствором плазмолитика.

Как клетка листа испаряет воду

Транспирация — испарение воды растениями.

Воду испаряет вся поверхность растения, но особенно интенсивно — лист.

Есть два вида транспирации:

Кутикулярная. В этом случае воду испаряет вся поверхность листа.
Устьичная. Испарение осуществляется через устьице листа.

Транспирация важна тем, что благодаря ей внутрь листа поступает углекислый газ, а это — основа углеродного питания растения. Кроме того, благодаря транспирации лист не перегревается.

Эпидермис — это наружный слой кожного покрова человека, верхняя производная многослойного эпителия.

Отличительная особенность эпидермиса — способность к быстрой регенерации. Такая способность включает ряд определенных превращений, миграцию кератиноцитов из глубоких кожных слоев.

Когда чешуйки кожи отслаиваются, вместе с ними с поверхности удаляются различные биологические и химические патогены. А еще эпидермис состоит из некоторых компонентов иммунной системы.

Есть несколько основных слоев в строении эпидермиса:

базальный или ростковый слой кожи. Он включает базальный и шиповатый слои. Для базального слоя эпидермиса характерно связывание клеток кератиноцитов между собой при помощи десмосом;
шиповатый слой. Его образуют клетки, расположенные в 10 и более рядов. Этот слой может включать клетки Лангерганса. Именно этот слой является основным слоем эпидермиса, в задачи которого входит образование естественного кожного барьера;
зернистый слой. Он представляет собой один или два ряда вытянутых параллельного коже клеток. Эти клетки содержат небольшое количество органелл общего и специального значения;
блестящий или цикловидный слой. Как клеточная структура он не проявляется и имеет вид блестящей полоски. Состоит из одного или двух рядов клеток. Для клеток не характерны четкие границы и наличие ядер. Такой слой получил наибольшее развитие на ладонях и подошвах;
роговой слой эпидермиса. Этот слой не включает живые клетки. Его основная функция — защитная. Роговой слой состоит из роговых чешуек. Толщина слоя определяется физической нагрузкой. Отличается хорошо развитой барьерной функцией.

Основные функции эпидермиса

То, из чего состоит эпидермис, определяет и его функции. Каковы же функции кожи? Можно выделить следующие:

барьерно-защитная. Препятствует проникновению в организм вредных вирусов, бактерий, грибов. Также благодаря ей снижается негативный эффект от химического, механического и физического воздействия. Барьерный иммунитет — это неспецифический иммунитет. Действие защитных клеток позволяет организму избегать серьезных нарушений гомеостатических показателей;
диффузия химических веществ. Проникновение веществ в организм происходит через сухие кератиновые пластинки, склеенную в однородную массу при помощи липидов. У живых клеток эпидермиса также есть способность задерживать все перечисленные вещества. Бактерицидность эпидермиса — результат низких значений pH верхних слоев эпидермиса;
формирование кислотной мантии. Это своего рода нивидимая оболочка на поверхности кожи. Она образуется из смеси остатков клеток, пота и кожного сала. Эта структура несет большую пользу для нормального функционирования всего кожного слоя;
натуральное увлажнение. Его формирование также связано с кислотной мантией, удерживающей воду в эпидермисе. Натуральное увлажнение необходимо для поддержания всех защитных свойств кожи. В противном случае уже на ранних стадиях можно будет наблюдать нарушение иммунной функции всего организма;
микробный антагонизм. Он основан на внешней бактерицидности эпидермиса и не затрагивает микробов-спорофитов. По этой причине нормальная микрофлора кожи имеет большое значение в образовании постоянной антимикробной защиты. Самый распространенный и полезный сапрофит — эпидермальный стафилококк. Он выделяет токсины, у которых отмечается антибиотикоподоное действий. Эти токсины также угнетают жизнедеятельность патогенной микрофлоры. Стафилококк вырабатывает кислоты, таким образом участвуя в формировании кислотной мантии эпидермиса;
физиологическое шелушение. Это постоянный процесс, лежащий в основе обновления кожи и устранении в результате обновления различных микробов и болезнетворных бактерий.

Физиологическое шелушение представляет собой процесс, при котором происходит отхождение верхних роговых чешуек эпидермиса и их удаление с поверхности кожи во вне вместе с микробами, на них закрепленными.

водосберегающая функция эпидермиса. Суть этой функции — в нахождении на пути испарения воды рогового слоя эпидермиса. Также важно, что основа сбережения воды — полярные липиды. Формирования таких липидных структур (церамид) в специфические мембраноподобные пласты происходит в роговом слое. Такие пласты осуществляют склейку отдельных частей рогового слоя в одну массу. За полнцоценность липидной склейки и непроницаемость рогового слоя отвечает особое вещество — линолевая кислота.

Недостаток линолевой кислоты приводит к ряду нарушений:

нарушается тургор кожи лица и шеи;
различные слои кожного покрова становятся сухими;
возникает невозможность формирования липидных спаек;
наступает дисбаланс в системе гомеостаза организма.

Как видно, основная функция эпидермиса — защита от различного негативного воздействия: механического, бактериального, ультрафиолетового и др. Благодаря эпидермису кожный покров приобретает монолитность и не происходит трансэпидермальное испарение.

В случае нарушения эпидермального барьера снижается устойчивость кожи к воздействию внешних факторов. Но проницаемость кожи в таком случае возрастает: возникает шелушение и различные нагноения. Все это проявляется в том, что кожа гиперемирована, шелушится, негативно реагирует на мыло, косметику и погодные явления. Наблюдаются сухость, жжение, кожный зуд — все приметы дерматита.

Эпидермис — важная система органов, отвечающая за поддержание гомеостаза организма.

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.

Клетки покровных тканей могут быть живыми или мёртвыми. У них плотно сомкнутые, утолщённые оболочки. Эти ткани покрывают снаружи все органы растений.
1. Защита растения от неблагоприятных условий окружающей среды, излишнего испарения, механических повреждений и т. д.
2. Обеспечение газообмена.
3. Обеспечение транспирации (испарения воды).
Кожица , или эпидермис — это ткань, образованная одним слоем живых клеток. Она покрывает поверхность органов растений.

На многолетних стволах деревьев вместо кожицы формируется пробка . Клетки пробки мёртвые. От них сохранились только толстые оболочки.

В эпидермисе листьев находятся микроскопические отверстия — устьица . Через них перемещаются водяной пар, углекислый газ и кислород.

Каждое устьице окружает пара замыкающих клеток , которая регулирует открывание устьиц. В замыкающих клетках имеются хлоропласты (на рисунке они показаны в виде зелёных точек), которые обеспечивают процесс фотосинтеза (поглощение углекислого газа и выделение кислорода с образованием органических веществ и энергии, необходимой для работы устьиц).

Во влажную погоду замыкающие клетки набухают, изгибаются, отверстие между ними увеличивается, и также увеличивается испарение воды.

В сухую погоду, когда уменьшается количество воды в клетках, замыкающие клетки смыкаются, отверстие уменьшается, и уменьшается транспирация.

если на растение поместить полиэтиленовый пакет, то можно увидеть результат транспирации. Внутри пакета будут собираться водяные капли.

Через устьица также происходят процессы дыхания растения (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) и фотосинтеза (поглощение углекислого газа и выделение кислорода).

Фотосинтез — процесс, при котором зелёные растения, используя солнечный свет, из неорганических веществ производят органические вещества.

Изучение микроскопического строения листовой пластинки позволит понять механизм фотосинтеза и функции зелёных листьев.

Если рассмотреть поперечный срез листовой пластинки под микроскопом, то можно заметить, что сверху и снизу он покрыт тонкой бесцветной кожицей, а внутри находятся зелёные клетки. Хорошо видна жилка, или проводящий пучок.

На верхней и нижней поверхностях листа находится кожица ( эпидермис , эпидерма ). Это разновидность покровной ткани, которая защищает клетки от механических повреждений и от высыхания, а также обеспечивает газообмен и испарение воды.

На поверхности кожицы находится кутикула — восковой слой (восковой налёт), который предотвращает потерю воды. Растения с толстой кутикулой испаряют меньше воды, чем растения с тонкой кутикулой.

В клетках мякоти имеются хлоропласты , в которых происходит фотосинтез . В мякоти присутствуют две разновидности основной ткани: столбчатая и губчатая. Столбчатая ткань находится под верхним эпидермисом. Она состоит из нескольких слоёв продолговатых клеток, содержащих большое количество хлоропластов.

Под столбчатой тканью расположены клетки губчатой ткани. Эти клетки округлые и расположены рыхло. Между ними много межклетников , заполненных воздухом. В клетках губчатой ткани меньше хлоропластов по сравнению со столбчатой тканью.

На поперечном срезе листовой пластинки под микроскопом хорошо видны жилки (проводящие пучки). Они образованы сосудами, ситовидными трубками и волокнами.

Волокна имеют толстые стенки. Они выполняют опорную функцию. Сосуды обеспечивают поступление к клеткам листа воды и минеральных солей, а ситовидные трубки — отток образовавшихся в ходе фотосинтеза органических веществ к другим органам растения.

Читайте также: