Простое жилкование характерно для листьев

С точки зрения гистологии

Вверху находится покровная ткань — эпидермис. Это толстый слой из одной или двух клеток с плотными мембранами, расположенными очень близко друг к другу. Эта ткань защищает простыню от механических повреждений, а также предотвращает чрезмерное испарение воды из органа. Кроме того, эпидермис участвует в газообмене. Для этого в ткани присутствуют устьицы.

Над эпидермисом также находится дополнительный защитный слой, состоящий из воска, выделяемого клетками покровной ткани.

Под эпидермальным слоем находится столбчатая или ассимиляционная паренхима. Это основная ткань листа. В нем происходит процесс фотосинтеза. Клетки паренхимы расположены вертикально. В них содержится большое количество хлоропластов.

Под ассимиляционной тканью находится сосудистая система листа и губчатая паренхима. Проводящими тканями являются ксилема и флоэма. Первый состоит из сосудов — мертвых клеток, соединенных друг с другом вертикально, без горизонтальных перегородок. Через ксилему из корня в лист поступает вода с растворенными в ней веществами. Флоэма, напротив, состоит из ситовидных трубок — удлиненных живых клеток. По этой проводящей ткани растворы переносятся от листа к корню.

Губчатая ткань отвечает за газообмен и испарение воды.

Ниже этих слоев находится нижний эпидермис. Как и верхний, он выполняет защитную функцию. Еще у него есть устьица.

Для чего растениям нужны листы — какую функцию выполняют

Определение

Лист – это боковой, преимущественно плоский орган побега, который отличается ограниченным ростом и нарастает основой, а не верхушкой.

Структурно любой лист состоит из:

• листовой пластинки;
• черешка (помогает растениям ориентироваться относительно солнечных лучей);
• основы.

Листовая пластина также состоит из:

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут

• основы;
• средней жилки;
• боковых жилок;
• края листовой пластинки;
• верхушки листовой пластинки.

Также многие листья имеют прилистники – парные боковые наросты. К примеру, прилистники имеет крапива, однако липа их лишена.

Основная и дополнительная роль

Первостепенная роль листа – это выполнить фотосинтез.

Определение

Фотосинтез – это процесс переработки клетками световой энергии на энергию химических связей.

В большинстве случаев он осуществляется фотоавтотрофами – зелеными растениями и некоторыми бактериями.

Фотосинтез осуществляется с помощью ряда пигментов. Существует 3 основных класса пигментов:

• хлорофиллы (основные пигменты фотосинтеза, зеленого цвета);
• каротиноиды (желтые или оранжевые пигменты);
• фикобилины (пигменты цианобактерий и красных водорослей).

Значение фотосинтеза, с точки зрения биологии:

1. Кислород, который формируется в процессе, собирается в атмосфере и поддерживает существование всех аэробных организмов.
2. Усвоенная солнечная энергия аккумулируется в форме химической энергии созданных органических соединений. Потом эта энергия в огромных запасах существует в виде полезных ископаемых, нефти, газа, торфа, семян, плодов.
3. В течение длительного времени именно растения активно использовались для фотосинтеза, что способствовало разрушению «парникового эффекта» и общего снижения температуры на Земле до нынешних значений.

Кроме этого, лист выполняет целый ряд жизненно важных функций всего растения:

• транспирацию;
• газообмен;
• вегетативное размножение;
• опорную функцию (усики);
• защитную функцию (колючки);
• питательную функцию (у насекомоядных растений);
• удаление отдельных продуктов метаболизма (во время листопада).

Деление листьев на сложные и простые

В зависимости от основы – листовой пластины, прикрепленной к стеблю с помощью черенка, их разделяют на простейшие и со сложной структурой. Если на листиках образовался заметный черешок, травы и растения называются черешковыми: вишневое дерево, черемуха, клен, остальные – сидячими (гвоздика, лен, цикорий, драцена).

У простых листьев существует особое отличие, они обладают единственной пластиной, целой или раздвоенной, примером будет дуб, береза, клен, черемуха. Следующий немаловажный признак – во время осеннего обсыпания они полностью опадают. По форме листовая пластина может разниться верхушкой, основанием и общим контуром, который на некоторых листьях представляет овал, яйцевидные и стреловидные, игольчатые и сердцевидные очертания.

Пластинчатая верхушка бывает с острым концом, тупая без заострений, выемчатая и усообразная с основанием. Основание пластины может быть круглым, в форме копья(заостренное), с неравными сторонами или в виде клиньев. Встречаются зубчатые, пильчатые, бородчатые и другие краевые формы листовых пластин.

Сложные, состоящие из общего черешка листья, с прикрепленными простыми, способными к самостоятельному отдельному опаданию. Их делят на: тройчатые, пальчатосложные, перистые, парноперистые и непарноперистые листья. Пальчатые, расположенные вокруг радиуса черешка, напоминают человеческие пальцы на руках. У непарных присутствует наличие верхушечной пластины, нечетное ее количество.

Парные не имеют верхушки, расположены по стеблевому окончанию. Тройчатые наделены тремя пластинками, отходящими из главного стебля. Также сложные листочки различаются по способу деления: лопастные(лопасти), раздельные(доли), рассеченные(сегменты).

Расположение листьев на стебле

Различают три основных типа листорасположения: спиральное или очередное – от каждого узла стебля отходит один лист (дуб, береза, злаки и т.д.), супротивное – на каждом узле сидят два листа (сирень, мята), мутовчатое – из каждого узла выходят три и более листьев (олеандр).

Различают также прикорневую розетку листьев – это побег с укороченными междоузлиями и сближенными узлами (подорожник, одуванчик) (Рис. 43).

Рис. 43. Листорасположение: 1 – очередное, 2 – супротивное, 3 – мутовчатое, 4 – прикорневая розетка листьев.

Глава 4.

Генеративные органы растений

Генеративные органы – это органы, выполняющие функцию полового размножения. У покрытосеменных растений – это цветок, соцветие и производные цветка семя и плод.

Морфология цветка

Цветок – это видоизмененный укороченный побег, приспособленный для образования гамет, опыления, оплодотворения и образования плодов и семян.

Рис.

44. Части цветка. 1. Чашечка – совокупность чашелистиков, защищает цветок в бутоне. 2. Венчик – совокупность лепестков, защищает тычинки и пестики, привлекает насекомых. 3. Андроцей – совокупность тычинок. 4. Гинецей – совокупность плодолистиков. 5. Цветоножка – крепит цветок к стеблю. 6.

Цветоложе – расширенная часть стебля, куда крепятся все части цветка. 7. Прицветник — лист в основании цветоножки.

По особенностям симметрии цветки можно подразделить на актиноморфные, или правильные, и зигоморфные, или неправильные. Через венчик правильного цветка можно провести 2 или более плоскости симметрии (цветок яблони) (Рис.

45, 3-4, 9-11). Через зигоморфный цветок можно провести только одну плоскость симметрии (Рис. 45, 1-2, 5-7).

Околоцветник – состоит из чашечки и венчика.

Он бывает простым и двойным. Простой околоцветник состоит из одинаково окрашенных частей.

Усик как видоизменение листьев

Яркими представителями, у которых произошло листовое видоизменение в виде усиков является семейство бобовых. Оно характеризуется наличием длинных и тонких побегов и тяжелых и увесистых плодов, что не позволяет им удерживать вертикальное положение.

В результате произошло видовое изменение отдельных листовых пластинок, превратившихся в усики, что обеспечило надежное крепление слабых стеблей растений к опорам. Горох снабжен усиками, превращенными из верхних листиков. Другое название усиков – надземные столоны. Усик позволяет растению осуществлять ряд жизненно важных функций: дополнительной опоры и фиксации, вегетативного размножения и способствует расширению зоны произрастания растений. Усиками снабжены и огурцы с земляникой.

Покровный слой

Эпидермис – это покровная ткань. Как и любая кожа, она представляет собой клеточный слой, защищает организм от проникновения вредных веществ извне, а также способствует удалению лишней воды, иначе растение может загнить. Кожица покрывает лист и сверху, и снизу. При этом верхний и нижний слои выглядят по-разному. Она прозрачна, потому что ее образуют клетки, в которых совсем нет пигмента или его очень немного. Кожица кажется сплошной, однако, на самом деле это — сложное клеточное образование, в составе которого несколько типов клеток:

• двигательные, второе их название – эпидермальные, они самые большие и их в листе больше всего;
• защитные;
• вспомогательные.

На эпидермальной ткани, как и на коже человека, есть поры, которые называются “устьица”. Каждую такую пору окружает компания защитных клеток, заполненных хлоропластом, и несколько вспомогательных без хлоропласта – их обычно бывает 2-4.

Типы расчленения листовой пластины у простых листьев

Каждое растение различается листовой пластинкой, она может быть цельной или расчлененной, вмещает в себе выступающие части: сегменты, лопасти, доли.

Если выбивающиеся части листовой пластины располагаются симметрично выделяющимся прожилкам, вдоль основного черешка, их называют перистыми листьями. Они разбиваются на непарноперистые – имеющие верхушечную листовую пластину и парноперистые – не имеющие верхушечную пластину.

Выходящие или выпирающие из точки части листа, расходящиеся по радиусу, словно человеческие пальцы, называются пальчатыми. Черешок в данном случае отсутствует.

По типу вырезов листовая пластина делится на лопастные листья(лопасти), если глубина надрезов не превышает ее ширину; раздельные(доли) – если глубина вырезов достигает половину ширины; рассеченные(сегменты) – доходящие и касающиеся главной жилки.

Плектрантус Эртендаля

Плектрантус Эртендаля – представитель семейства губоцветные, имеющий характерную особенность – маленькое вздутие в нижней части трубки венчика. Мелкие белые, голубые или фиолетовые цветочки собраны в соцветия, особо декоративной ценности не имеют.Плектрантус Эртендаля выращивают ради красивой зелени. Пышная крона компактного кустарника состоит из овальных листьев с зубчатым краем.

Пестрые разновидности:

• Marginatus – ярко-зеленые листья с белой окантовкой;
• Green on Green – желтая окантовка листовых пластин;
• Display – красно-лиловая середина с зеленой каймой по краю;
• Otto Mann – оранжевый лист украшен желто-зелеными штрихами, окаймленный желтой полосой;
• Easy Gold – золотисто-желтый лист с зеленоватыми вкраплениями по центру.

Все разновидности плектрантуса выделяют эфирные масла, имеющие камфорный аромат.

 

Черешки и пластинки

Не у всех листьев можно, что называется, на глазок выделить те или иные части. Самое характерное строение – у покрытосеменных растений. Как правило, они все они имеют черешковое строение. Но, к примеру, листья клена и рябины, у которых практически одинаковое  внутреннее строение, внешне очень сильно отличаются. Если присмотреться, у них есть и общие части:

• черешок;
• листовая пластинка;
• прилистники.

С помощью черешка лист крепится к ветке растения. Само место крепления черешка к ветке или стеблю называют влагалищем листа, а угол между ним и стеблем – пазухой. Прилистники – это парные придатки, они находятся по обе стороны от черешка. Листовая пластинка являет собой плоскую зеленую часть. Но эти части есть не у всех растений. Встречаются и различные видоизменения.

Основные термины и понятия

В ботанике листом называется наружный орган растения, предназначенный для фотосинтеза (образования углеводов), газообмена и транспирации (регулируемого процесса отдачи воды). Его пластинчатое строение обеспечивает беспрепятственный доступ солнечных лучей к клеточным структурам — хлоропластам, образующим группу зелёных красящих веществ — хлорофилл.

Лист выполняет также дыхательные и испарительные функции: выделяет или накапливает воду и питательные среды. Обычно он состоит из ряда тканей:

1. Эпидермиса — наружной структуры клеток, которая насчитывает несколько слоёв и со всех сторон покрывает лист. Образуется прозрачная область на границе с окружающей средой. Она регулирует газообмен, выделяет воду или поглощает её при необходимости, а у многолетних растений дополнительно защищается надкожицей (кутикулой) из восковидного вещества кутина. Структуры верхней и нижней поверхности неодинаковы и выполняют различные роли.
2. Мезофилла (хлоренхимы) — внутренних тканевых клеток. В них имеются хлоропласты с основной функцией фотосинтеза и специальные полости, увеличивающие площадь контакта с воздушной средой. Обычный цвет листьев обуславливается присутствием хлорофилла — зелёного фотосинтезирующего пигмента, находящегося в хлоропластах. В умеренных широтах с началом осени листья опадают или отмирают, а перед этим они окрашиваются в жёлтый или оранжевый цвет. Это изменение связано с уменьшением количества ультрафиолетовых лучей, замедляющего производство хлорофилла, и проявлением характерных цветов каротиноидов и антоцианов.
3. Проводящих жилок — тканевых пучков, расположенных в сердцевине листа, губчатом слое мезофилла. Они состоят из сосудов и специальных трубок и предназначаются для перемещения воды, питательных растворов и механических примесей. Рисунок жилок аналогичен структуре разветвления всего растения.
4. Устьиц — специальных клеточных образований, размещающихся на нижней поверхности листа. Через устьичную щель, которая под воздействием окружающих условий расширяется и сужается, происходит транспирация (испарение излишков воды) и газообмен.

Литература

• Лотова Л. И. Ботаника: Морфология и анатомия высших растений: Учебник. — 3-е, испр. — М.: КомКнига, 2007. — С. 221—261.
• Коровкин О. А. Анатомия и морфология высших растений: словарь терминов. — М.: Дрофа, 2007. — 268,  с. — (Биологические науки: Словари терминов). — 3000 экз. — ISBN 978-5-358-01214-1
• Фёдоров Ал. А., Кирпичников М. Э. и Артюшенко З. Т. Атлас по описательной морфологии высших растений. Лист — herba.msu.ru/shipunov/school/books/atlas_opis_morph1956_list.djvu / Академия наук СССР. Ботанический институт им. В. Л. Комарова. Под общ. ред. чл.-кор. АН СССР П. А. Баранова. Фотографии В. Е. Синельникова. — М.—Л.: Изд-во АН СССР, 1956. — 303 с. — 3 000 экз.

Самые незаметные

О том, что у кактусов есть видоизменённые органы, которые помогают им существовать в условиях жары, все знают со времён школьных уроков биологии. Эти органы – иголки, не допускающие испарения лишней влаги. Понять, как колючки могут выполнять все остальные функции листовых пластин, учёным было сложно. Несколько лет назад это перестало быть тайной.

Дело в том, что на толстом стволе большинства кактусов размещаются микролистья, которые не видны невооружённым взглядом. Их размер составляет от 30 до 2000 микрон, поэтому увидеть и рассмотреть эти органы невооружённым взглядом не получалось. Они так долго оставались незамеченными, поскольку для изучения чаще всего брали образцы со срединной или верхней части кактуса, где происходит более активный рост. Теперь ботаникам известно, что у основания толстого стебля большинства видов кактусов густо расположены микролистья, которые считаются одними из самых мелких на Земле.

Маранта

Маранта – комнатный цветок с пестрыми листьями, эффектное украшение для жилого или офисного помещения. Маранта представляет собой компактный куст из прямостоящих побегов, покрытых широкоовальными листьями. Все разновидности отличаются окраской.

Комнатные сорта:

1. Беложильчатая – верхняя поверхность темно-зеленая, украшенная светло–зелеными узорами, с выступающими белыми прожилками. Нижняя сторона окрашена в бордово-фиолетовый цвет.
2. Двухцветная – листовая пластина с волнистым краем, вдоль центральной жилки находятся овальные темно-коричневые пятна, выделяющиеся на зеленом фоне.
3. Маранта Гибба – редкий сорт. Бархатистая светло-зеленая верхняя поверхность украшена темно-зелеными полосами, расположенными параллельно центральной прожилке.

Селекционеры вывели большое количество разновидностей сортов маранты, имеющих разноцветные жилки и пятна.

 

Другие типы сложных листьев

В зависимости от количества пластинок и их расположения различают следующие виды сложных листьев:

• две перистые палочки;
• три листа;
• перфорированный.
• похож на палец;
• пернатые;

У пальцевидных сложных листьев все пластинки расходятся по радиусу от черешка, напоминая по внешнему виду пальцы руки.

Листья цирруса имеют листовые пластинки вдоль черешка. Они делятся на два типа: парные и непарные. Первые не имеют апикальной пластинки, их количество кратно двум. Апикальная пластинка присутствует у перистых.

У двуперистых листьев пластинки расположены вдоль вторичных черешков. То же, в свою очередь, связано с главным.

Три листа имеют три пластины.

Жемчужные листья похожи на перистые.

Трава-бритва

В Новой Гвинее растёт пампасная трава путянг. Название с местного диалекта переводится как «острые колья», и тому есть понятные причины: листва этой травы настолько крепкая, твёрдая и острая, как нож, сделанный из высококачественной стали, что папуасы долгое время использовали её во время боёв и охоты.

Порезы, сделанные путянгом, легко проникают до кости, потому что лист очень тонкий и ранит быстро. Такие раны заживают долгое время, поэтому сами папуасы обходили заросли этой травы стороной, а иногда сажали её вокруг своих поселений в качестве защиты от нежеланных гостей.

Чуть позже жители тихоокеанского острова стали использовать листья путянги во время бритья, и уверяли, что такая одноразовая бритва бреет чище и быстрее, чем настоящая.

Значение видоизменения листьев в хозяйстве и природе

Листовые видоизменения происходят в результате адаптации растений к окружающей среде и к климату. Листва большинства деревьев имеет изрезанную форму, что помогает им устоять перед сильнейшими ветрами и ураганами. Такими листьями обладает канадский клен. Засушливый климат наделяет листья небольшими размерами и восковым налетом.

Примером могут служить фикусы. Волосяные покровы множества растений обратились колючками. Это можно увидеть у кактусов. Все эти метаморфозы в условиях засухи помогают значительно уменьшать испарение жидкости. Жаркие тропики, наоборот, наделяют представителей растительного мира крупными и широкими листьями с многочисленными прожилками. Это помогает им испарять большое количество жидкости. Видоизмененные листья, превращенные в колючки защищают растение от набегов вредителей. Листья эвкалиптов могут вырабатывать ядовитые или эфирные вещества, отталкивающие травоядных вредителей.

Лиановидные растения, листочки которых превратились в усики, цепляются с их помощью к различным поверхностям и, тем самым, усиливается стеблевая опора. Такими усиками наделено семейство бобовых. Для сельского хозяйства листовые изменения играют важную роль в плане защиты растений. Усики бобовых и огурцов помогают закрепить лазающие стебли самостоятельно, может не требоваться подвязка растениям. Тонкие чешуи выполняют защитную функцию для репчатого лука и помогают сохранять урожай длительное время.

Сочные чешуйки того же лука служат кладезем полезных питательных элементов. Колючки сохраняют урожай барбариса. Ловушки насекомоядных растений помогают отлавливать и уменьшать популяции вредных насекомых. Листовые видоизменения имеют колоссальное значение. Эти метаморфозы ведут к увеличению жизнестойкости растений и помогают облегчить адаптационные процессы. В процессе листовых изменений различного рода множество наземных растений освоили все климатические зоны, контрастные по степени увлажнения, температурным характеристикам и почвенным свойствам.

Помимо процессов фотосинтеза, дыхательной функции, листовые изменения наделили растения рядом новых функций: защитной от вредителей и различных повреждений, функцией регуляции газообменов и испарений жидкостей и функцией гетеротрофного питания.

Функции жилок листа

Жилкованием называется процесс, с помощью которого в листьях распределяется поступающая в растения вода, насыщенная минералами и продуктами фотосинтеза. Выявлена большая роль волокон, способствующая разделению растений по типу жилкования и классификации на однодольные и двудольные.

Они выполняют проводящую функцию, снабжая листья солями и водой, после чего выводят продукты ассимиляции. Проводящие ткани – важнейшая составная часть многих высших представителей растительности.

Функциональность жилок сравнима с кровеносной системой человеческого организма, которая разносит полезные вещества по всем его органам. Жилки состоят из ткани – ксилемы, благодаря которой совершается водный процесс листьев и флоэмы – способствующей проведению органики в результате синтеза.

Механическую или связывающую, когда жилки служат крепкой опорой листовой пластины, защищая ее от разрывов. Существуют разнообразные виды жилкования, когда лист имеет всего одну жилку, с расходящимися от нее боковыми ответвлениями; листовая пластина, имеющая несколько главных жилок, отличающихся по толщине и направлению распределения. Различают 2 вида жилок:

• ситовидные трубки – по ним совершается движение от листьев к остальным органам растения веществ, образованных после фотосинтеза;
• сосуды – из почвы, где находится корневая система, в другие части растений попадают растворившиеся в воде минералы.

Разнообразие листьев по внешнему строению

Листья: простые и сложные

По листовой пластинке:

Различают листья простые и сложные.

Простые листья

Простые листья имеют одну листовую пластинку с черешком, которая может быть целостной или расчлененной. Простые листья опадают во время листопада полностью. Они делятся на листья с цельной и расчлененной листовой пластинкой. Листья с цельной листовой пластинкой называются цельными.

Формы листовой пластинки отличаются общим контуром, формой верхушки и основания. Контур листовой пластинки может быть овальным (акация), сердцевидным (липа), игольчатым (хвойные), яйцевидным (груша), стреловидным (стрелолист) и т. п.

Кончик (верхушка) листовой пластинки бывает острым, тупым, притупленным, заостренным, выемчатым, усикообразным и т. п.

Основание листовой пластинки может быть округлым, сердцевидным, стреловидным, копьевидным, клиновидным, неравносторонним и т. п.

Край листовой пластинки может быть цельнокрайним или с выемками (не достигают ширины пластинки). По формам выемок по краю листовой пластинки различают листья зубчатые (зубцы имеют равные стороны – орешник, бук и т. п.), пильчатые (одна сторона зубца длиннее другой – груша), бородчатые (выемки острые, выпуклости тупые – шалфей) и др.

Сложные листья

Сложные листья имеют общий черешок (рахис). К нему крепятся простые листочки. Каждый из листочков может опадать самостоятельно. Сложные листья делятся на тройчатые, пальчатые и перистые. Сложные тройчатые листья (клевер) имеют три листочка, которые короткими черешками крепятся к общему черешку. Пальчатосложные листья подобны по строению предыдущим, но количество листочков больше трех. Перистосложные листья состоят из листочков, расположенных по всей длине рахиса. Бывают парноперистосложные и непарноперистосложные. Парноперистосложные листья (горох посевной) состоят из простых листочков, которые попарно расположены на черешке. Непарноперистосложные листья (шиповник, рябина) заканчиваются одним непарным листочком.

По способу членения

Листья делят на:

1)  лопастные, если членение листовой пластинки доходит до 1 /3 всей ее поверхности; выступающие части называют лопастями;

2)  раздельные, если членение листовой пластинки доходит до 2/3 всей ее поверхности; выступающие части называют долями;

3)  рассеченные, если степень членения доходит до центральной жилки; выступающие части называют сегментами.

Значение фотосинтеза

В процессе фотосинтеза энергия света заключается в энергию химических связей органических веществ. Поэтому фотосинтез служит первичным источником почти всей энергии, используемой живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Практически все живые организмы, за исключением хемосинтетиков, так или иначе пользуются теми продуктами, что выделяются при фотосинтезе.

За счёт фотосинтеза сформировалась и поддерживается пригодная для дыхания атмосфера с высоким содержанием кислорода. 

Фиксация углекислого газа в ходе фотосинтеза служит главным местом входа неорганического углерода в биогеохимический цикл. Также ассимиляция CO2 препятствует перегреву Земли, предотвращая парниковый эффект.