Лист: функции, внешнее и внутреннее строение, жилкование, листорасположение и видоизменения

Чешуйка как видоизменение листьев

Чешуйки присутствуют у лука-порея. Луковицы, сидящие глубоко под землей, являются видоизменившимися надземными побегами растения. Данные луковицы имеют плоские стебли, внизу от них отходят придаточные корни. Вверху имеются листья нескольких видов. Молоденькие листочки зеленого цвета отрастают от почек донца. Упругие толстые листья запасают влагу для растения. Сухая чешуя защищает от различного рода повреждений внутреннюю часть луковиц.

Сочная чешуя выполняет роль запасающей функции у луковичных растений, алоэ и капустных вилков. Кроящая чешуя почки служит защитой нежным листочкам в зачаточном состоянии от вредных факторов окружающего мира. Чешуя, покрывающая наружную часть почек и чешуя корневища образовались в результате видовых изменений листа. Наружные кукурузные листья стали оберткой, в результате видоизменений, служащей защитой для початков.

Морфология и структура

На уроках биологии по программе 6 класса ученики знакомятся с набором видовых характеристик. Форма и типы листа, контуры края и волосистость — внешние признаки, которые закономерно проявляются ежегодно в процессе роста и опадения. Они помогают определить принадлежность растения к конкретному виду и служат для этого главными критериями, в отличие от корней и стеблей, не прекращающих расти и изменяться в течение всей жизни.

У покрытосеменных растений (дуба, берёзы, яблони, пшеницы, ржи, капусты, пальмы, подорожника) морфология листа представлена следующим образом:

• черешок;
• прилистники;
• листовая пластинка.

Черешковыми называются экземпляры, имеющие черешки. Это необходимо листьям крапивы, липы, берёзы для крепления к стеблю и помогает им расположиться оптимально по отношению к свету. Черешок находится в центре пластинки у щитовидных образцов (настурция) и отсутствует у сидячих (алоэ, цикорий) и обвивающих (орхидея, огурец). Отдельные виды акаций имеют увеличенные филлодии различной формы, иногда целиком заменяющие листья.

Место примыкания черешка к стеблю называется влагалищем, а угол между ним и междоузлием, расположенным выше, именуется пазухой. Здесь образуется почка, цветок или соцветие. Прилистники напоминают маленькие придаточные листки, располагаются попарно на каждой из сторон в основании черешка и присутствуют у большинства двудольных растений. По форме они бывают:

• свободными;
• раструбовидными;
• сросшимися с черешком;
• опоясывающими его основание;
• противолежащими межчерешковыми.

Если прилистники опадают в процессе развития, то на этом месте формируется рубец. У растений семейства розовых и бобовых они не опадают и остаются вместе с листьями. Листовые пластинки — важнейшее место, где происходит фотосинтез. Среди их основных типов различают:

• листовидные отростки у папоротников;
• игловидная и шиловидная хвоя;
• стандартные — у покрытосеменных (цветковых) растений;
• микрофилловые — у семейства плауновидных;
• обвёрточные — у большинства трав.

При внимательном рассмотрении пластинки хорошо заметны жилки — скелет из волокнистых пучков проводящей ткани. Они сообщают жёсткость, подают воду и минеральные соли и удаляют продукты обмена. Основные типы жилкования:

• дуговидное (подорожник, ландыш) — толстые жилки изогнуты по дуге;
• параллельное (пшеница, кукуруза, просо) — крупные жилки образуют параллельные прямые;
• сетчатое (дуб, берёза) — мелкие жилки собраны в сетку вокруг мощной средней;
• пальчатое (клён, лютик) — крупные жилки расходятся от основания пластинки веером и разветвляются;
• перистое (пырей, ландыш) — мелкие жилки идут от главной, напоминая строение пера.

При описании сторон листа удобно пользоваться терминами «абаксиальный» и «адаксиальный». Это позволяет считать материнское растение системой отсчёта, не связываясь с понятиями типа «верх» и «низ», так как природа не всегда однозначно-прямолинейна. Например, для пряморастущих стеблей абаксиальная сторона будет нижней, а адаксиальная — верхней, но когда побег не вертикален, а стелется по земле, его верхние и нижние стороны допускают двоякое трактование.

Юркие и пробивные

Ещё одни удивительные видоизменённые листья, которыми природа снабдила зелёный горох, являются усиками. Эти органы способны к постоянным круговым движениям, что прекрасно видно на ускоренном видео. Совершая круговые размахивания, усик ожидает, когда он столкнётся с опорой. Если такой контакт происходит, он прекращает вести себя так бурно, а начинает быстро нарастать и накручиваться вокруг опоры. Благодаря этому горох продолжает сохранять вертикальное положение даже тогда, когда ствол с плодами становится слишком тяжёлым.

В лабораторных условиях удалось установить, что после контакта закручивание начинается уже через 1,5 – 2 минуты и продолжается 48 часов. На протяжении всего этого времени усик не прекращает выполнять естественные для листьев функции дыхания и испарения влаги, превращаясь в «универсального солдата». Благодаря такой удивительной метаморфозе листовой пластины горох может конкурировать со многими видами растений и успешно плодоносить.

Этим перечнем удивительная листва совсем не ограничиваются. Есть представители с необычной формой, неожиданными оттенками в раскраске или свойствами, которые просто поражают. Некоторые из них своей красотой способны затмить главное украшение растительного мира – цветы. Всё это показывает, что природа многогранная и разноплановая, за что её и ценят люди.

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.

Испарение воды листьями (транспирация)

Кроме фотосинтеза и газообмена в листьях происходит процесс транспирации — испарения воды листьями. Основную роль в испарении выполняют устьица, частично в этом процессе принимает участие и вся поверхность листа. В связи с этим различают устьичную транспирацию и кутикулярную — через поверхность кутикулы, покрывающей эпидермис листа. Кутикулярная транспирация значительно меньше устьичной: у старых листьев 5-10% общей транспирации, однако у молодых листьев, имеющих тонкую кутикулу, может достигать 40-70%.

Поскольку транспирация осуществляется в основном через устьица, куда проникает и углекислый газ для процесса фотосинтеза, существует взаимосвязь между испарением воды и накоплением сухого вещества в растении. Количество воды, которое испаряется растением для построения 1г сухого вещества, называется транспирационным коэффициентом. Величина его колеблется от 30 до 1000 и зависит от условий роста, вида и сорта растений.

На построение своего тела растение использует в среднем 0,2% пропускаемой воды, остальная расходуется на терморегуляцию и транспорт минеральных веществ.

Транспирация создает сосущую силу в клетке листа и корня, поддерживая тем самым постоянное передвижение воды по растению. В связи с этим листья получили название верхнего водяного насоса в отличие от корневой системы — нижнего водяного насоса, который нагнетает воду в растение.

Испарение защищает листья от перегревания, что имеет большое значение для всех процессов жизнедеятельности растения, особенно — фотосинтеза.

Растения засушливых мест, а также в сухую погоду испаряют больше воды, чем в условиях повышенной влажности. Регулируется испарение воды кроме устьиц защитными образованиями на кожице листа. Эти образования: кутикула, восковой налет, опушение из различных волосков и др. У растений-суккулентов лист превращается в колючки (кактусы), а его функции выполняет стебель. Растения влажных мест обитания имеют крупные листовые пластинки, на кожице нет защитных образований.

Транспирация — механизм испарения воды листьями растения

При затрудненном испарении у растений наблюдается гуттация — выделение воды через устьица в капельно-жидком состоянии. Это явление происходит в природе обычно утром, когда воздух приближается к насыщению водяными парами, или перед дождем. В условиях лаборатории гуттацию можно наблюдать, накрыв молодые проростки пшеницы стеклянными колпаками. Через короткий срок на кончиках их листьев появляются капельки жидкости.

Общая характеристика листа растения

Листья у большинства растений зеленые, чаще всего — плоские, обычно двустороннесимметричные. Размеры от нескольких миллиметров (ряска) до 10—15м (у пальм).

Лист формируется из клеток образовательной ткани конуса нарастания стебля. Зачаток листа дифференцируется на:

• Листовую пластинку;
• черешок, с помощью которого лист прикрепляется к стеблю;
• прилистники.

У некоторых растений черешков нет, такие листья в отличие от черешковых называются сидячими. Прилистники также бывают не у всех растений. Они представляют собой различных размеров парные придатки у основания черешка листа. Форма их разнообразна (пленки, чешуйки, маленькие листочки, колючки), функция — защитная.

Простые и сложные листья различают по числу листовых пластинок. Простой лист имеет одну пластинку и отпадает целиком. У сложного на черешке располагается несколько пластинок. Они прикрепляются к главному черешку своими маленькими черешочками и называются листочками. При отмирании сложного листа сначала отпадают листочки, а затем — главный черешок.

Примеры простого и сложного типа листьев

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.

Основные формы листьев

Форма самих листьев бывает округлой, овальной, сердцевидной или игольчатой, при этом контуры краёв тоже могут различаться. Например, у яблони они зубчатые, осины — пильчатые, а сирени — цельнокрайные. Разделение пластинок позволяет систематизировать боковые вегетативные органы растений как простые и сложные

При описании ботаники обращают внимание на следующие моменты:

1. Простой лист имеет единственную листовую пластинку с одним черешком и опадает всегда полностью. В структуре допускается присутствие лопастей, но промежутки между ними не доходят до основной жилки, как это видно на примере осины. Если выемки по краю не превышают ¼ от половины поверхности, это цельные простые листья. Примеры — яблоня, сирень, берёза, тополь.
2. Сложный лист насчитывает несколько пластинок, сидящих на одном, общем для всех, черешке и опадающих отдельно друг от друга. Иногда каждая из них крепится к собственному черешку и имеет вторичные прилистники, как у листьев гороха. Простые или сложные они — интересно разобрать на примере. Обычно у бобовых в состав входят черешок, две или три пары листочков и непарное число усиков (от трёх до пяти). Если усиков нет, листовая пластинка оканчивается непарным листиком и называется непарноперистой. Кроме того, вегетативный орган гороха может быть совсем безлисточковым, состоящим из одного черешка, который переходит в разветвлённую жилку и заканчивается усиками.

Лапчатые листья не имеют главного черешка и пластинки, расходятся по радиусу невидимой окружности, как пальцы на кисти (конский каштан, конопля). У перистых экземпляров пластинки располагаются равномерно по оси основного черешка: в случае шиповника они непарноперистые и имеют единственную верхушечный листик, а у альбиции — двуперистые, так как рассечены дважды и вторичными черешками крепятся к главному. Лист рябины — перистонадрезный, его пластинка разделяется не полностью, а трёхлистник клевера даже стал национальным символом Ирландии.

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.

Листья-ловушки как видоизменение листьев

Видоизмененные листья могут нести опасность для различных представителей животного мира. В результате видовых метаморфоз появилась отдельная категория, к которой причисляются насекомоядные растения. Эти растения осуществляют процессы фотосинтеза, равно как и обыкновенные растения. Они автотрофы. Но если возникают неблагоприятные условия и невозможно осуществлять фотосинтез, то они выбирают гетеротрофный питательный способ.

С помощью ловушек, в которые превращаются обыкновенные листья, они могут захватывать мелких насекомых и впоследствии их переваривать. Тропическая саррацения имеет воронковидные листья, окружающие нектарники с тонким ароматом. Когда насекомое приблизится, то моментально попадает в ловушку. Растения выделяют вещество наркотического действия, обездвиживающее насекомых любого размера. Видоизмененными листьями обладает и росянка с ее подвижными щупальцами, кончики которой смазаны липкой жидкостью.

Она способна к привлечению различных насекомых, желающих подкрепиться нектаром и пойманным в ловушки. Ловушками обладают растения, растущие на болотах или торфяниках со скудным, по минеральному составу, почвенным слоем. Ловчие аппараты помогают росянке средней полосы, североамериканской венериной мухоловке и непентесу азиатских тропиков переварить пищу органического происхождения и извлечь из нее необходимый азот и фосфор. По своему строению, ловушки различны, но все они могут поймать и переварить животную добычу, в чем им помогают ферменты, которые выделяются пищеварительными железами.

Колючки как видоизменение листьев

При адаптации к засушливому климату многие растения вынуждены уменьшать испаряемость и в результате этого происходит редукция листов, которая часто способствует полной потере функции фотосинтеза. В пустынях яркими представителями, вооруженными колючками, являются разнообразные кактусы. В результате видоизменений, листья превратились в колючки. Эти метаморфозы способствовали уменьшению испаряемости и приспособили растения к условиям засухи.

Отдельные виды кактусов растут и во влажном климате, имея, одновременно, и колючки и обыкновенные листья. Яркими представителями являются молочай и его разновидности. Барбарис, также, вооружен острыми колючками, которые видоизменились из обыкновенных листьев. Однако, колючки в этом случае играют оборонительную роль. Они защищают цветки и плоды от поеданий травоядными животными. Такими же оборонительными колючками снабжена акация, а также боярышник с терном.

Сложные листья

Простой чашечковидный околоцветник окрашен в зеленый цвет (вороний глаз), а венчиковидный состоит из яркоокрашенных частей (тюльпан).

Чашечка состоит из зеленых чашелистиков. Чашелистики бывают свободные, в этом случае чашечка называется раздельнолистная или свободолистная. Иногда чашелистики срастаются между собой. Это сростнолистная чашечка. У растений семейства розовые (земляника) снаружи от чашечки образуется второй круг чашелистиков, это подчашие.

Венчик – состоит из окрашенных лепестков.

Различают раздельно– и сростнолепестные венчики. У сростнолепестных венчиков различают нижнюю сросшуюся часть – трубку, и верхнюю расширенную – отгиб.

Сростнолепестные венчики бывают разных форм:

Рис.

45. Виды спайнолепестных венчиков: 1 – мотыльковый (а – парус, б – весла, в — лодочка); 2 – двугубый; 3 – трубчатый: а – трубка венчика, б – отгиб; 4 – трубчатый; 5 – язычковый; 6 – ложноязычковый; 7 – воронковидный; 8 – колокольчатый; 9 – колесовидный; 10 – трубчато-колесовидный.

Мотыльковый венчик состоит из паруса, двух весел и лодочки, сросшейся из двух лепестков.

Двугубый — верхняя губа срастается из двух лепестков, а нижняя – из трех. Трубчатый имеет длинную трубку (а) и отгиб (б). У язычкового венчика пять лепестков срастаются в одну пластинку.

Ложноязыковый – три лепестка срастаются в одну пластинку. Воронковидный – имеет длинную трубку и широкий отгиб.

Андроцей

Андроцей – совокупность тычинок одного цветка. В некоторых цветках тычинок нет – это однополые женские цветки, а в однополых мужских цветках, наоборот, есть только тычинки. Каждая тычинка состоит из тычиночной нити (1) и пыльника (2). Пыльник имеет по две половинки, соединенные связником. В гнездах пыльника формируются пыльцевые зерна (Рис.

46).

Рис. 46. Рис. 47.

Гинецей — совокупность плодолистиков одного цветка, образующих один или несколько пестиков. Пестик состоит из рыльца (1), столбика (2),завязи (3), одной или несколько семяпочек (Рис. 47). Завязь пестика защищает семяпочки от высыхания, поедания их насекомыми, колебания температур. Пестик, образованный из одного плодолистика, называют простым, а из двух и более сросшихся плодолистиков – сложным.

Гинецей, состоящий из одного простого пестика, называется монокарпным. Апокарпный гинецей состоит из двух или многих свободных простых пестиков. В процессе эволюции плодолистики разным образом срастались, образуя ценокарпный гинецей (Рис. 48).

Рис. 48. Типы гинецея. 1 – Монокарпный (из одного плодолистика), 2 – апокарпный (из нескольких свободных, не сросшихся плодолистиков), 3-6 – ценокарпный (с различной степенью срастания плодолистиков).

В зависимости от положения завязи пестика по отношению к другим частям цветка различают верхнюю, среднюю и нижнюю завязь (Рис.

49). При верхней завязи другие части цветка расположены под нею, а сама завязь полностью свободна. При средней завязи части цветка срастаются с нею примерно до половины завязи. При нижней завязи части цветка располагаются над завязью, а нижние их части срастаются с ее наружной стенкой.

Рис. 49. Типы завязи.

1-4 – верхняя, 5 – средняя, 6-8 – нижняя.

Дата добавления: 2016-09-26; просмотров: 5403;

Лист — это важнейший орган растения, главной его функцией является фотосинтез, т. е. синтез органических веществ из неорганических. Однако по внешнему строению листья растений разных видов отличаются. По форме листа часто можно определить, какому виду растений он принадлежит.

Разнообразие внешнего строения листьев связано главным образом с тем, что растения приспособлены к разным условиям жизни.

Листья растений отличаются по размеру. Самые маленькие листья имеют размер меньше сантиметра (мокрица, ряска). Огромные листья характерны для некоторых тропических растений.

Так у водного растения виктории диаметр листьев больше метра.

Во внешнем строении листьев большинства растений выделяют листовую пластинку и черешок.

В листовой пластинке находится преимущественно фотосинтезирующая ткань, а черешок служит для соединения листовой пластинки со стеблем.

Однако у некоторых видов растений листья не имеют черешков. Листья с черешками характерны для большинства деревьев (клен, липа, береза и др.). Листья без черешков свойственны алоэ, пшенице, кукурузе и др.

При внешнем осмотре листа на нем хорошо видны так называемые жилки. Лучше они видны на нижней стороне листа. Жилки образованы проводящими пучками и механическими волокнами. По проводящей ткани двигаются от корней вода и минеральные вещества, а в обратную сторону, от листьев, органические вещества.

Механическая ткань придает листьям прочность и жесткость.

Необычный реликт

Вельвичия – цветок, который появился на Земле до эпохи млекопитающих. Живёт это растение в сухой пустыне Намиб, где дождей почти не бывает. По этой причине позволить себе буйную листву вельвичия не может. Всю жизнь она проживает с 2 листами, которые появляются и отмирают вместе с ней.

Их функция – сбор драгоценной влаги, содержащейся в утреннем воздухе. Отверстия, которые расположены на листовой пластине, аккумулируют в себе воду и передают её дальше по жилкам. Её органы дыхания продолжают медленно расти всю жизнь (1200 — 1300 лет), поэтому их размер может доходить до 6 м, чтобы собрать на огромной площади как можно больше росы. В то время как у основания нарастают новые ткани, старые на концах плавно усыхают.

На некоторых фотографиях можно видеть, что листиков у вельвичии гораздо больше, чем 2. Это легко объясняется: для того, чтобы притенить от зноя корни, цветок делит лист на узкие ленты, которые, скрутившись, надёжно укрывают землю от палящего солнца, помогая растению выжить.

Интересно и то, что вельвичия всю жизнь проживает на стадии проростка, поэтому её листовые пластины являются крупными проросшими семядолями.

Разнообразие листьев по внешнему строению

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.