Лист: функции, описание и строение. Функции проводящих пучков в листьях

Лист - это надземный, вегетативный орган растения, который обладает двусторонней симметрией. Рост листа происходит в его основании ограниченное время.

Функции листа : фотосинтез; испарение воды, или транспирация; газообмен; запасание питательных веществ; вегетативное размножение.

Лист образован листовой пластинкой, основанием, черешком и прилистниками; черешков и прилистников может и не быть. Основание листа может расширяться и охватывать стебель, при этом образуется влагалище. Листья с черешками называют черешковыми, а без черешков - сидячими. У некоторых растений у основания листа могут быть парные боковые выросты - прилистники. Они бывают разнообразной формы - в виде пленок, чешуек, колючек и т.д. Листья различаются между собой по ряду признаков:

По размерам - от нескольких миллиметров до 20 метров (у пальм);

По продолжительности жизни - у листопадных растений листья живут несколько месяцев, а у вечнозеленых - от 1,5 до 15 лет (бразильская араукария);

По форме листовой пластинки - листья бывают округлые, овальные, игольчатые, линейные, продолговатые, яйцевидные, обратнояйцевидные и т.д.;

По краю листовой пластинки - он может быть волнистым, выемчатым, городчатым, зубчатым и т.д.

Листья бывают простыми и сложными. Простой лист имеет только одну листовую пластинку и один черешок. При листопаде простой лист отпадает целиком. Сложный лист образован несколькими листовыми пластинками, каждая из которых имеет черешок, соединяющий листовую пластинку с общим черешком. Во время листопада в сложном листе листовые пластинки отпадают независимо друг от друга.

Листья различаются по типу жилкования . Жилки представляют собой проводящие пучки листа. У двудольных растений, как правило, наблюдается сетчатое жилкование, а у однодольных - параллельное и дуговое.

Листья расположены на стебле в определенном порядке. Участок стебля, который несет лист, называется узлом, расстояние между узлами - междоузлием, а угол между листом и стеблем - пазухой листа.

Выделяют три типа размещения листьев: очередное, или спиральное; супротивное и мутовчатое . При очередном листорасположении листья располагаются по спирали, при этом от каждого узла стебля отходит только один лист. При супротивном листорасположении в каждом узле находится пара листьев - один против другого. При мутовчатом листорасположении каждый узел несет три листа или более.

Листорасположение, величина и форма листьев демонстрируют приспособления к условиям освещенности. Расположение листьев на растении образует мозаику. В листовых мозаиках листья не затеняют друг друга и максимально поглощают свет.

С верхней и нижней сторон лист покрыт однослойной кожицей. Кожица - это покровная живая ткань. Ее клетки плотно сомкнуты между собой, в них отсутствуют хлоропласты. Кожица защищает лист от избыточной потери влаги и служит для механической опоры. На поверхности клеток кожицы могут располагаться волоски и шипики различной формы. Часто кожица выделяет кутикулу, или восковидный налет, которая предохраняет растение от испарения. Для обеспечения водо- и газообмена между клетками кожицы находятся устьица.

Устьица обычно располагаются с нижней стороны листовой пластинки, а у водных растений (кувшинка, кубышка) - только на верхней. У ряда растений (злаки, капуста) устьица есть на обеих сторонах листа.

Устьица представляют собой щель, которая расположена между двумя бобовидными (замыкающими) клетками. Замыкающие клетки находятся над большим межклетником в рыхлой ткани листа. Они смыкаются между собой противоположными концами. В отличие от других клеток кожицы в них находятся хлоропласты. Для замыкающих клеток устьиц характерно неравномерное утолщение их оболочек. Оболочка, обращенная к щели, толстая, а задняя стенка клетки - более тонкая и эластичная. При увеличении тургорного давления в замыкающих клетках тонкая стенка выпячивается, а передняя стенка становится вогнутой и вся клетка изгибается в направлении от щели. Устьице при этом открывается. При снижении тургорного давления клетки принимают нормальную форму и устьичная щель закрывается.

Между верхней и нижней кожицей в листе располагается основная ткань (паренхима). Это живая фотосинтезирующая ткань, в клетках которой имеется много хлоропластов. Основная ткань обычно подразделяется на два слоя - столбчатую и губчатую паренхиму. Под верхней кожицей находится столбчатая, или палисадная, паренхима, состоящая из одного ряда клеток. Клетки удлиненной формы, плотно прилегают друг к другу, имеют много хлоропластов. Столбчатая паренхима - это основная ассимиляционная ткань. Под столбчатой паренхимой расположена губчатая, или рыхлая, паренхима. Ее клетки имеют неправильную форму, между ними располагаются крупные межклетники, заполненные воздухом. В клетках губчатой паренхимы хлоропластов меньше, чем в клетках столбчатой.

Проводящий пучок листа, или жилка, состоит из сосудов древесины, ситовидных трубок луба и механической ткани. Между лубом и древесиной в пучках нет камбия. Древесина в пучке обращена к верхней стороне листа, а луб - к нижней.

Процессы дыхания в тканях листа протекают постоянно - как днем, так и ночью. В противоположность дыханию световая фаза фотосинтеза, во время которой происходит выделение кислорода, протекает только днем, на свету. Эти процессы связаны с газообменом, который регулируется работой устьиц. При фотосинтезе из внешних неорганических веществ (углекислого газа и воды) создаются органические вещества, при этом поглощается энергия света и выделяется кислород. В процессе дыхания, наоборот, органические вещества расходуются, запасается энергия, которая необходима для жизнедеятельности, поглощается кислород, а выделяются углекислый газ и вода. Газовый баланс растения можно представить так: растения поглощают больше углекислого газа, чем выделяют при дыхании, и выделяют больше кислорода, чем поглощают при дыхании.

Испарение воды растением называется транспирацией . Вода испаряется через всю поверхность тела растения, но особенно интенсивно через устьица в листьях. Значение транспирации: она принимает участие в передвижении воды и растворенных веществ по телу растения; способствует углеводному питанию растений; защищает растения от перегрева.

Листопад представляет собой адаптацию растений к сезонным изменениям климата, из-за которых происходит уменьшение испарения воды осенью и зимой. С понижением температуры всасывание воды корнями снижается, и поэтому растение может обезводиться и погибнуть. Сбрасывание листвы уменьшает общую площадь поверхности дерева, что предотвращает поломку ветвей при снегопаде. Перед листопадом хлорофилл разрушается, а каротиноиды становятся видимыми. Они придают желтую, оранжевую и красную окраску листьям.

Видоизменения (метаморфозы) листа : колючки (кактус, барбарис), усики (горох), листья насекомоядных растений (росянка, венерина мухоловка).

Тема: «Значение листа в жизни растения»

Цели и задачи: сформировать понятия о функциях листа; объяснить роль листопада в жизни растений; охарактеризовать разнообразие и видоизменения листьев; закрепить знания о строении растения; воспитывать интерес к познавательной и творческой деятельности, стремление к знаниям, интерес к предмету, бережное отношение к природе.

Оборудование: учебник, таблицы: «Разнообразие внутреннего строения листьев», «Внутреннее строение листа», «Простые и сложные листья», «Видоизменения листьев», видеоролики к уроку.

Ход урока:

1. Организационный момент (наличие у учащихся необходимых принадлежностей к уроку, приветствие).

2. Опрос домашнего задания (по вопросам §10-17)

3. Мотивация.

• В результате какого процесса растения выделяют в окружающую среду углекислый газ? (ответы учащихся).
• По какой растительной примете мы определяем, что пришла осень? (ответы учащихся) – просмотр видеоролика со стихотворением И.Бунина «Листопад»
• Какова роль устьиц в листе? (ответы учащихся) – просмотр видеофрагмента об испарении листьев.

4. Изучение новой темы:

• Функция листа в жизни растения.
• Процесс газообмена в листьях.
• Испарение воды листьями.
• Листопад и его значение.
• Запасание питательных веществ и воды.
• Видоизменения листьев.

5. Закрепление. Обобщающая беседа по материалу §18 учебника. Запись основных понятий темы.

Лист – это важный орган растения, выполняющий в нем такие функции, как фотосинтез, испарение, газообмен, листопад. Фотосинтез – это процесс образования органических веществ с использованием солнечного света, углекислого газа и воды. Испарение – это процесс, в результате которого вода с растворенными минеральными веществами поступает от корней, а внутри листа продвигается по клеткам и межклетникам к устьицам, через которые уходит в окружающую среду в виде пара. Листопад – это эволюционное приспособление, в результате которого растение избавляется от накопившихся продуктов жизнедеятельности. В процессе газообмена кислород используется растением для дыхания, а углекислый газ – для процесса фотосинтеза.

Видоизменение – это изменение в облике листа, вызванное выполнением новых функций. Различают следующие видоизменения: листовые усики, мясистые и чешуевидные листья, листовые колючки и иглы, ловчие листья насекомоядных растений, почечные чешуи, покрывающие почки и мясистые листья луковиц. С помощью усиков стелющиеся побеги растений, цепляясь за опору, поднимаются выше, к свету. Мясистые и чешуевидные листья служат вместилищем запасных питательных веществ и воды. Колючки и иглы защищают побеги от травоядных животных. Почечные чешуи и зачаточные листья луковиц защищают зачаточные побеги от неблагоприятных условий окружающей среды. Хищные растения с помощью листьев ловят насекомых, из тел которых получают необходимые растению органические вещества.

Самая важная функция листа - это образование органических веществ. Его плоская и большая листовая пластина хорошо улавливает солнечный свет. В клетках основной ткани листьев (в мякоти листа) содержится много хлоропластов, в которых протекает фотосинтез, в процессе которого образуются органические вещества.

С помощью листьев растение испаряет воду. Вода в листья поступает по проводящей системе от корней. Внутри листа вода перемещается к устьицам по стенкам клеток и межклетникам. Через устьица листьев вода испаряется. Испарение обеспечивает связь корней и листьев. Так обеспечивается поток минеральных веществ.

Растение может регулировать интенсивность испарения, открывая и закрывая устьица. Когда надо избежать лишней потери воды, устьица закрываются. Такое случается, когда воздух слишком сухой, мало воды, яркий свет и высокая температура. Ряд растений открывает устьица только вечером и ночью. Однако большинство интенсивно испаряют днем (например, злаки).

Также с помощью листьев осуществляется газообмен между воздухом и растением. Через устьица поступают кислород и углекислый газ. Поступающий кислород используется для дыхания, а поступающий углекислый газ - для синтеза органических веществ.

Через те же устьица в атмосферу выделяется кислород и углекислый газ. Однако выделяющийся кислород образовался в процессе фотосинтеза, а выделяющийся углекислый газ образовался в процессе дыхания.

Фотосинтез в растении осуществляется только на свету, дыхание же - всегда.

У большинства деревьев и кустарников ежегодно наблюдается такое явление как листопад. Осенью из листьев происходит отток питательных веществ, хлорофилл разрушаются, листья становятся желтыми или красными из-за других пигментов. В тканях листа накапливаются ненужные растению вещества. Таким образом состарившись, листья опадают.

Значение листопада в удалении ненужных веществ и сокращении поверхности надземных органов растения в неблагоприятный период. После листопада растение меньше испаряет воды, крона деревьев меньше будет накапливать снега и, следовательно, не ломаться.

Кроме перечисленных основных функций (фотосинтез, испарение, газообмен, листопад) листья некоторых растений выполняют разные специфические функции. Так у некоторых растений в листьях откладываются запасные питательные вещества (алоэ, кочанная капуста, лук). Ряд растений вегетативно размножаются с помощью листьев.

Листья со специфическими функциями обычно видоизменяются и становятся непохожи на обычные листья. Листья, в которых накапливаются питательные вещества приобретают мясистую чешуевидную форму. Листья, которыми растения цепляются за опору, чтобы подниматься выше, становятся похожи на усики (горох). Растения, которые защищаются от поедания животными, имеют листья в виде колючек и игл (верблюжья колючка, барбарис, кактусы). Почечные чешуи также ни что иное как видоизмененные листья, защищающие зачаток побега.

Который выполняет такие важные функции, как фотосинтез, дыхание, транспирацию (испарение) и гуттацию (выделение воды в виде капель). Возможно вегетативное размножение растений посредством листьев. Кроме вышеперечисленных функций, листья некоторых растений способны запасать воду и органические вещества. А видоизмененные листья отдельных видов растений (усики, колючки, ловчие аппараты насекомых) выполняют еще ряд важных функций, благодаря чему растение приспосабливается к неблагоприятным условиям окружающей среды.

Основные физиологические процессы, протекающие в зеленой мякоти листа (мезофилле) – это фотосинтез и дыхание . Суть фотосинтеза заключается в том, что происходит усвоение углекислого газа и воды растениями из внешней среды и преобразование их в органические вещества под воздействием фотосинтетического пигмента (хлорофилла) с помощью поглощенной энергии света. Растения, точнее их листья, можно представить как фабрику, которая с помощью энергии Солнца производит большую часть органических веществ на нашей планете. Воду для осуществления фотосинтеза растения получают из грунта, а углекислый газ – из воздуха. Углерод углекислого газа – это основа для образования молекул органических веществ. Во время фотосинтеза растения, разлагая воду, выделяют из нее кислород. Таким образом, атмосфера Земли обогащается кислородом, благодаря жизнедеятельности растений . Интенсивность протекания процесса фотосинтеза в листьях растений зависит от температуры окружающей среды, освещенности, концентрации углекислого газа, поступления воды к листьям растения.

Кроме фотосинтеза, в клетках листьев происходит дыхание - процесс, обратный фотосинтезу. При дыхании органические вещества окисляются с освобождением связанной в них энергии, которая необходима растениям для обеспечения их жизнедеятельности. Процесс дыхания обусловлен всасыванием кислорода и выделением в атмосферу углекислого газа. Но интенсивность фотосинтеза в листьях превышает интенсивность дыхания, поэтому значительно большее количестве кислорода выделяется в атмосферу, чем поглощается при дыхании. В процессе дыхания также синтезируются соединения, которые используются для образования углеводов, белков и других веществ, имеющих для растения большое значение. Скорость протекания процессов дыхания зависит от влияния определенных факторов внешней среды, к примеру, температуры, содержания углекислого газа в воздухе. Наиболее активно дыхание происходит в растущих участках растения. Это легко объяснить тем, что молодым клеткам требуется много энергии для роста.

В листьях растений осуществляется испарение воды (транспирация) и выделение воды в виде капель (гуттация). Вода – это основная внутриклеточная среда, где происходят все жизненные процессы растения. Из всего количества воды, которое проходит через тело растения, только 0,2% им усваивается. Остальная часть воды также имеет важное значение для жизнедеятельности растения. Выведение водяного пара через устьица и чечевички называется испарением воды или транспирацией. В случае если корневая система поглощает больше воды, чем листья могут вывести ее путем испарения, наблюдается выведение капель жидкой воды через листья. Этот процесс называется гуттацией. Вода испаряется через все участки тела растения, но интенсивнее – через листья. Скорость испарения регулируется устьицами. Благодаря транспирации, создается непрерывное движение воды, что облегчает передвижение растворенных в воде минеральных солей внутри растения. Также испарение понижает температуру листьев, что спасает растение от перегревания. На интенсивность транспирации и гуттации влияют влажность, наличие ветра и температура воздуха.

Посредством листьев возможно осуществление вегетативного размножения растения, позволяющее сохранить у потомства биологические свойства и признаки материнского растения, к примеру, пирамидальность, окраску цветка, разрезолистность, т.д. Многие комнатные растения выращивают из частей листа. Это обычный способ размножения глоксинии, сенполии, некоторых видов бегонии, мелколистной пеперомии. Листья этих растений очень короткие, и формируется розетка из них. Стебли этих растений нарезать не представляется возможным, а листовыми черенками их легко размножить. Чистые сорта растений, обладающие ценными качествами (запах, махровость, цвет, т.п.), можно сохранить исключительно при вегетативном размножении листьями.

Листья некоторых растений видоизменены, благодаря чему выполняют некоторые другие функции, не характерные для типичных листьев покрытосеменных растений. Так, листья, трансформированные в колючки, уменьшают испарение воды и выполняют защитную функцию. Листья, превратившиеся в усики, обеспечивают растениям (гороху, чине) усиление опорной функции стебля. У алоэ сочные крупные листья превратились в депо воды и питательных веществ. Можно привести еще много примеров выполнения листьями различных фунций, помимо основных, о которых было рассказано выше.

Растение – это целостная биологическая система, образовавшаяся за миллиарды лет эволюции. Все его части тесно взаимосвязаны и выполняют свою определенную работу. В случае повреждения или гибели какой-либо части растительного организма, гибель грозит всему растению.

Биологи выделяют растения в отдельное царство, к которому относятся несколько отделов, таких как водоросли, мхи, папоротники, хвощи, голосеменные и покрытосеменные. Представители этих отделов отличаются своим строением, размерами, способом размножения и другими характеристиками. Однако, все они представляют из себя сложные биологические системы, с большим количеством тканей и органов.

Наиболее совершенными в эволюционном плане считаются семенные растения, к ним относятся голосеменные (ель, сосна, кедр) и покрытосеменные. Их способ размножения связан с распространением семян и более эффективен, по сравнению со споровыми (мхи, папоротники). Семенные имеют очень сложное строение, они очень широко распространены на планете от полярной тундры до тропиков.

Строение покрытосеменных

Покрытосеменные или цветковые растения состоят из нескольких вегетативных органов. В данном случае это совокупность клеток, которая имеет определенное строение, отличное от других частей и выполняющий определенную, конкретную работу. Ткани имеют высокую специализацию, они весьма отличаются друг от друга. Выделяют несколько отдельных органов покрытосеменных. Это корень, стебель, лист, а также органы, которые принимают участие в размножении организма: цветки и семена. Все эти части взаимосвязаны и для каждой существует своя функция.

Растительные органы

Значение корня в жизни растений

Корень выполняет несколько важнейших функций. Прежде всего, он отвечает за снабжение остальных тканей водой и минеральными веществами, которые он всасывает из почвы. Вода нужна для процесса фотосинтеза и для нормального функционирования растительных клеток. Еще одной важной функцией корня является закрепление растения в почве. Различают стержневую и мочковатую корневые системы. В первой отчетливо выражен главный корень, а во второй – он не отличим от остальных. В корне часто накапливаются питательные вещества (корнеплоды), а также он служит для вегетативного размножения.

Значение стебля в жизни растений

Стебель – связующее звено между всеми частями организма. По нему происходит транспортировка минеральных веществ и воды от корня вверх и питательных веществ от листьев вниз. Стебель растет в высоту за счет верхушечной почти роста, а в толщину за счет образовательной ткани. Формы и размеры стеблей очень разнообразны. Еще одной, важнейшей его функцией является опорная: на нем расположены листья. Он поднимает их вверх, ближе к свету, делая процессы фотосинтеза более эффективными. Иногда фотосинтез происходит непосредственно в стебле (спаржа). В нем часто накапливаются запасные питательные вещества. Вегетативное размножение при помощи стебля – один из самых распространенных способов.

Значение листьев в жизни растений

В листе происходит процесс фотосинтеза, то есть из воды и углекислого газа, при воздействии солнечных лучей образуются органические вещества, прежде всего глюкоза. Именно они снабжают энергией все остальные ткани и клетки. Листья разных видов имеют разное строение: отличаются формой, размером, наличием или отсутствием черенка и другими особенностями. Чаще всего они имеют пластинчатую форму, такая форма наиболее эффективно улавливает солнечный свет. Каждый лист сверху покрыт эпидермисом, под которым находятся клетки, содержащие хлорофилл. Кроме фотосинтеза он выполняет еще несколько важных функций. Через лист происходит дыхание и испарение воды. С их помощью может происходить вегетативное размножение. В них часто накапливаются питательные вещества.

Значение цветов в жизни растений

Цветок предназначенный для полового размножения покрытосеменных. С ним связаны процессы опыления, оплодотворения, развития семян и плодов. В цветке расположены мужские (тычинки) и женские (пестик) половые органы. Они могут быть расположены на одном цветке, а могут и на разных. Пыльца, содержащая мужские половые клетки попадает на рыльце пестика и прорастает в завязь, в ней происходит процесс оплодотворения. Из оплодотворенной яйцеклетки образовывается зародыш семени, из оплодотворенной клетки завязи – питательный запас семени, из оболочки завязи – кожура семени, а околоплодник - из стенок завязи.

Цветы различны по своему строению, размерам, формам и внешнему виду. Часть из них потрясающе красивы. Цветы могут быть собраны в соцветия. Некоторые цветы опыляются насекомыми (они обычно имеют яркую окраску, с приятный запах и выделяют нектар), другие опыляются ветром (злаковые). После опыления образуются семена, находящиеся внутри плодов. Плоды делают распространение семян более эффективным, подключая к этому процессу животных, птиц, ветер. Значение семян в жизни растений в том чтобы продлить жизнь вида, рода, распространиться, захватить требуемые участки.

В завершении можно отметить, что растение – целостная и сложная система, которая возникла в результате миллиардов лет естественного отбора и борьбы за существование. Каждый орган имеет уникальное строение и выполняет свою работу, обеспечивает успешное функционирование и существование других частей и тканей. Нарушение в работе корневой системы, стебля или листьев, неминуемо приведет к болезни или гибели всего организма. Как человек не может жить без легких или печени, так и дерево не может обходиться без корней.