Какие растения имеют устьица на обеих сторонах листа

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Из статьи вы узнаете, что такое устьице, какое у него строение, роль и функции в жизни живых организмов, где оно находится, и как осуществляется процесс дыхания в растениях.

Устьица – что это такое

Под устьицами понимают поры, которые расположены в покровной ткани растений (кожице).

Парные клетки эпидермиса с неравномерно утолщенными стенками, которые по форме напоминают бобы.
Между ними расположена устьичная щель, окруженная двумя клетками замыкающего типа. В середине находятся ядро и хлоропласты с гранами. По форме они напоминают серп, имеют вогнутые стенки, ограничивающие межклеточное пространство или устьичную щель, и разное содержание хлорофилла.
Снаружи и внутри замыкающие клетки, между которыми часто встречаются плазмодесмы, покрыты кутикулой.
Выше входа в щель и на конце находятся образования – кутикулярные отростки клюковидной формы. Они соприкасаются с подустьичной полостью для вещества, похожей на канал в форме воронки, расширенный на концах.

Центр устьичной щели при расширении открывается, при сужении наблюдается обратный процесс. Такая особенность позволяет регулировать интенсивность газообмена в растениях.

Расположение устьиц на листьях.

Роль и функции устьиц в жизни растения

Основная задача – обмен веществ с внешней средой. Наиболее важный элемент в данном процессе – вода, которая испаряется. Этот процесс называется транспирацией, отвечает за то, чтобы растения не перегревались в жару и не погибали. Чем больше в замыкающих клетках воды, тем сильнее меняется их форма. В результате чего процесс газообмена становится интенсивнее, жидкость испаряется. При этом температура растения не повышается, в том числе в летние месяцы. Самый активный период транспирации наступает именно при нагревании воздуха и усилении ветра.

В периоды, когда жидкость не должна испаряться, устьица прекращают процесс транспирации, что помогает удерживать влагу.

Также устьица выполняет и другие функции:

Отвечает за поступления кислорода, углекислого газа, необходимых для фотосинтеза.
Контролирует интенсивность внутренних процессов, что проявляется в адаптации живых организмов к условиям окружающей среды.

В деятельности устьиц участие принимают все органоиды, среди которых главная роль принадлежит вакуолярной системе и ее изменениям. Когда в замыкающих клетках много влаги, они начинают забирать жидкость из окружающих элементов. Благодаря этому происходит увеличение объема вакуолей и повышение осмотического давления, растягивание тонких клеток и расхождение утолщенных стенок, которые пропускают водяной пар. Благодаря этому осуществляется газообмен.

Схематичное изображение процесса газообмена в растениях.

Пшеница, ряска, элодея, это те растения у которых на обеих сторонах имеются устьица, или еще нужно указать растения?

Из растений устьица на обеих сторонах листа имеют - пшеница, ряска, слива, элодея?

Где содержится наибольшее кол - во белка : пшеница, ряска, кувшинка, лен?

Рассмотрите листья пшеницы?

Рассмотрите листья пшеницы.

Как они соединены со стеблем?

Какое имеют жилкование?

Какова роль устьиц у листа?

Какова роль устьиц у листа.

Почему у плавающих листьев водных растений устьица расположены только на верхней стороне листа, а у погруженных в воду листьев устьиц совсем нет?

Почему у плавающих листьев водных растений устьица расположены только на верхней стороне листа, а у погруженных в воду листьев устьиц совсем нет?

Почему у одних растений устьица расположены на нижней, а у других - на верхней стороне листа?

Из перечисленных растений устьица на обеих сторонах листа имеют : а) пшеница б) ряска в) слива г) элодея?

Из перечисленных растений устьица на обеих сторонах листа имеют : а) пшеница б) ряска в) слива г) элодея.

Почему у злаков и некоторых других растений устьица расположены на обеих частях листа?

На какой стороне листа расположены больше устьиц у светолюбивых растений?

На какой стороне листа расположены больше устьиц у светолюбивых растений.

Влаголюбивые растения имеют множество устьиц и большие листья это пример?

Влаголюбивые растения имеют множество устьиц и большие листья это пример.

Вопрос На обеих сторонах листа устьица имеют : 1?, расположенный на этой странице сайта, относится к категории Биология и соответствует программе для 5 - 9 классов. Если ответ не удовлетворяет в полной мере, найдите с помощью автоматического поиска похожие вопросы, из этой же категории, или сформулируйте вопрос по-своему. Для этого ключевые фразы введите в строку поиска, нажав на кнопку, расположенную вверху страницы. Воспользуйтесь также подсказками посетителей, оставившими комментарии под вопросом.

В 8 Изменчивость - способность организма приобретать новые признаки в процессе онтогенеза (инд. Развития).

Хорошо но в чём вопрос.

Радиолярии. Теплые моря. Тела многих простейших заключены в известковые раковины. Умирая, они солнечники. Пресные водоемы опускаются на дно, образуя толщи известковых отложений, например мел. Многие корненожки. В морской и пресной воде, являютс..

Среда обитания, строение и передвижение амебы. Обыкновенная амеба встречается в иле на дне прудов с загрязненной водой. Она похожа на маленький (0, 2 - 0, 5 мм), едва заметный простым глазом бесцветный студенистый комочек, постоянно меняющий свою ф..

1)Углеводы - органические соединения, в состав которых входят углерод, азот, кислород и водород. Не совсем, Cx(H2O)y - формула углеводов, азот отсутствует 4)Они выполняют в организме энергетическую, структурную и ферментативную функции. Кроме ферме..

Жила на свете белом - стрекоза, И вот я заглянул к ней прям в глаза. Весь мир был отражён в её очах И пенье птиц, журчание ручья. Видала много в своей жизни стрекоза, Как медленно спускается роса, Как яблочко катается на блюде И как на свете радуют..

Под моим окном с утра сидела стрекоза, Шелестя серебряными крыльями. Никогда не видел я в глаза Нечто что ль красивое. И пока я любовался ей, Стрекоза вспорхнула. Обратилась в сторону полей, Крыльями взмахнула. И, сияя в солнечных лучах, С шумом ..

До переферичної н. С. відносять нерви.

13. в) расходует органические вещества с освобождением энергии. 14. б) одни вещества получают, другие - выделяют в окружающую среду. 15. б) антибиотиков. 16. б) столбняк.

В) расходует органические вещества с освобождением энергии.

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Актуальность и выбор темы исследования определены следующими факторами: объекты исследования всегда под рукой, комнатные растения представители различных систематических и экологических групп.

В качестве объекта нашего исследования были выбраны комнатные растения.

Предмет исследования: строение устьиц и механизм устьичных движений у некоторых видов комнатных растений.

Цель исследования: изучить строение и работу устьичных клеток у комнатных растений.

Для достижения поставленной цели были выполнены следующие

Проработан литературный материал по данной теме;
Изучил методику изучения строения и функций устьичных клеток;

Приготовил микропрепарат и рассмотрел под микроскопом;
Выявлены закономерности распределения устьиц на листе изучаемого объекта и устьичных движений.

Поисковый (сбор материалов из литературных источников, интернета)
Микроскопирование (приготовление микропрепаратов и изучения их под микроскопом)
Практико – ориентированный (изучение и обобщение)

Описание устьиц некоторых видов комнатных растений в зависимости от естественных условий обитания вида и особенностей содержания их в искусственной среде;
Составление таблицы по результатам изучения особенностей их устьичного аппарата.

Практическая значимость исследовательской работы:

Позволяет расширить знания о клеточном строении растений, об особенностях строения и работы устьичного аппарата у различных экологических групп комнатных растений
Вызывает интерес к исследовательской работе;
Научимся ставить микробиологические опыты;

Лист, как и все другие органы растения, имеет клеточное строение. Снаружи лист имеет кожицу (покровная ткань), которая защищает его от неблагоприятных воздействий внешней среды: от высыхания, от механических повреждений, от проникновения к внутренним тканям болезнетворных микроорганизмов.

Клетки кожицы живые, по размерам и форме они разные. Одни из них более крупные, бесцветные, прозрачные и плотно прилегают друг к другу, что повышает защитные качества покровной ткани. Прозрачность клеток позволяет проникать солнечному свету внутрь листа. Другие клетки кожицы более мелкие, в них имеются хлоропласты, придающие им зеленый цвет. Эти клетки располагаются парами и обладают способностью изменять форму.

Для соприкосновения листа с атмосферой имеются устьица.

Устьица одно из оригинальных приспособлений листа, обладающее способностью открываться и закрываться. У двудольных растений замыкающие клетки бобовидной, или полулунной, формы, при этом их внутренние прилегающие друг к другу стенки более толстые, а внешние – тонкие. Когда воды мало, замыкающие клетки плотно прилегают друг к другу и устьичная щель закрыта. Эти растения защищают себя от иссушения, так как водяные пары при закрытых устьичных щелях не выходят наружу и сохраняются в межклетниках листа. В пространство, заполненное паром, не выделяются новые порции воды из клеток мякоти листа. Растения сохраняют воду в засушливый период. Когда воды в замыкающих клетках много, то она давит на стенки и более тонкие стенки растягиваются сильнее, а более толстые втягиваются внутрь, между замыкающими клетками появляется щель.

У однодольных растений устьица представлены двумя удлинёнными клетками, на концах которых стенки более тонкие. При насыщении водой более тонкие стенки на концах растягиваются и раздвигают замыкающие клетки, благодаря чему образуется щель.

У растений, листья которых расположены горизонтально, устьица в основном находятся на нижней стороне листа. Здесь лист меньше нагревается и устьица не подвержены прямому действию солнечных лучей. Если листья располагаются вертикально, как у ириса, то устьица имеются на обеих сторонах листа. У растений с листьями, плавающими на поверхности воды (кувшинка), устьица находятся на верхней стороне пластинки. Количество устьиц огромно.

Часто на листьях имеются волоски. Это выросты клеток кожицы. Они усиливают защитные функции покровной ткани. Одни волоски, образуя беловойлочный покров, отражают солнечные лучи и тем самым защищают растение от перегрева.

Внешние условия не только регулируют степень открытости устьиц, но и оказывают влияние непосредственно на процесс транспирации.

Транспирация также подчиняется этой формуле, но с отклонениями. Чем больше дефицит влажности воздуха , тем ниже (более отрицателен) его водный потенциал и тем быстрее идет испарение. Это характерно и для транспирации. Чем меньше относительная влажность воздуха, тем выше интенсивность транспирации.

Следующим фактором среды является температура . Влияние температуры можно проследить также исходя из уравнения Дальтона. С повышением температуры значительно увеличивается количество паров воды, которое насыщает данное пространство. Возрастание упругости паров воды приводит к повышению дефицита влажности. В связи с этим с повышением температуры транспирация увеличивается.

Сильное влияние на транспирацию оказывает свет .

1. На свету, благодаря тому, что зеленые листья поглощают определенные участки солнечного спектра, повышается температура листа, и это вызывает усиление процесса транспирации. У зеленых растений даже рассеянный свет повышает транспирацию на 30—40%.

2. Под влиянием света устьица раскрываются.

3. Увеличивается проницаемость цитоплазмы для воды, что также, увеличивает скорость ее испарения. Все это в целом приводит к тому, что на свету транспирация идет во много раз интенсивнее, чем в темноте.

На интенсивность процесса транспирации оказывает влияние влажность почвы . С уменьшением влажности почвы транспирация уменьшается. Уменьшение содержания воды в растительном организме автоматически снижает процесс транспирации в силу устьичной и внеустьичной регулировки. В этой связи имеет значение и величина осмотического потенциала почвенного раствора. Чем более отрицателен, тем ниже при прочих равных условиях интенсивность транспирации. Формула Дальтона выведена для спокойной погоды.

Ветер оказывает влияние и на транспирацию по сравнению с испарением, в несколько ослабленной форме. Под влиянием ветра возрастает в основном третий этап транспирации, т. е. перенос насыщенного водой воздуха от поверхности листа. В силу этого при ветре усиливается кутикулярная транспирация, где кутикула развита слабее.

Транспирация зависит и от ряда внутренних факторов , прежде всего от содержания воды в листьях. Всякое уменьшение содержания воды уменьшает интенсивность транспирации. Транспирация изменяется в зависимости от концентрации клеточного сока. Молекулы воды удерживаются осмотическими силами. Чем концентрированнее клеточный сок, тем слабее транспирация. Интенсивность транспирации зависит от эластичности клеточных стенок. Если клеточные стенки мало эластичны, то уже небольшая потеря воды приводит к сокращению объема клетки до минимума. Транспирация изменяется в зависимости от величины листовой поверхности, а также при изменении соотношения корни/побеги. В процессе естественного отбора у растений выработалась компенсирующая способность к меньшему испарению с единицы поверхности листа при увеличении листовой поверхности.

Смена дня и ночи , изменение условий в течение суток наложили отпечаток и на процесс транспирации. Как устьичные движения, так и транспирация имеют свой определенный суточный ход. Английский исследователь Д. Лофтфельд разделил все растения в отношении суточного хода устьичных движений на три группы:

1. Растения, у которых ночью устьица всегда закрыты. Утром устьица открываются, и их дальнейшее поведение в течение дня зависит от условий среды. Мало воды — они закрываются, достаточно воды — открываются.

2. Растения, у которых ночное поведение устьиц зависит от дневного. Если днем устьица были закрыты, то ночью они открываются, если днем были открыты, то ночью закрываются. К этой группе принадлежат растения с тонкими листьями.

3. Растения с более толстыми листьями, у которых ночью устьица всегда открыты, а днем, как и у всех остальных групп растений, открыты или закрыты в зависимости от условий.

Значение транспирации для растения

2. Транспирация создает непрерывный ток воды из корневой системы к листьям, который связывает все органы растения в единое целое.

Листья и молодые стебли высших растений покрыты особой тканью — эпидермой. Почти все клетки эпидермы прозрачны. Они плотно прилегают друг к другу и выделяют на поверхность листа слой воскоподобных веществ — кутикулу. Кутикула эпидермы защищает лист от высыхания, но при этом препятствует газообмену с атмосферой.

Для фотосинтеза растению необходим углекислый газ, поэтому без газообмена не обойтись, и в эпидерме листа есть поры — устьица, состоящие из пары бобовидных клеток и щели между ними. Эти клетки могут менять свою форму, открывая или закрывая устьичную щель. Клетки толщи листа под устьицами располагаются очень рыхло, образуя микропустоты — межклетники. Воздух в межклетниках насыщен парами воды.

Открывая или закрывая устьичную щель, растение может регулировать интенсивность газообмена. При этом неизбежны потери водяных паров из влажного воздуха межклетников. Как правило, у растений больше устьиц находится с нижней стороны листа, которая меньше нагревается.

Задача

На фото перед вами отпечаток кожицы (эпидермы) листа омелы белой (Viscum album), рис. 1.

Рис. 1. Устьица на поверхности листа омелы. Длина масштабного отрезка 400 мкм

Для сравнения — эпидерма листа тюльпана (рис. 2).

На листьях омелы необычайно много устьиц, причем с обеих сторон листа. Почему? У каких еще растений можно ожидать повышения числа устьиц по тем же причинам, что и у омелы?

Подсказка 1

Вспомните, какой образ жизни ведет омела белая.

Подсказка 2

Подумайте, для чего при образе жизни омелы может быть нужно ускоренное испарение воды листьями.

Решение

Как правило, для растений характерно неравномерное распределение устьиц по сторонам листа: их больше на нижней стороне листа (представьте себе, например, хвоинку пихты: все или почти все ее устьица собраны в две светлые полосочки с нижней стороны). Верхняя сторона листа нагревается солнцем и могла бы усиленно испарять воду, но тогда растение тратило слишком много воды, поэтому бы на верхней стороне листа устьиц обычно нет или очень мало. У омелы же обе стороны листа несут частые устьица. Такое строение не располагает к экономии воды, но дополнительно усиливает испарение в солнечные дни.

Омела белая — паразит деревьев. У нее есть фотосинтезирующие листья, но нет настоящих корней, растущих в почве: омела формирует специальный корень — гаусторию, которая внедряется в проводящую систему растения-хозяина и берет оттуда воду и питательные вещества. Такие растения называются полупаразитами. Точно не известно, в какой мере омела зависит от органических веществ из проводящей системы хозяина.

Послесловие

Все паразитические растения можно разделить на две большие группы: растения, паразитирующие на грибах, или микогетеротрофные растения, и растения, паразитирующие на других растениях.

Микогетеротрофность возникла в ходе эволюции более 40 раз в разных группах, от печёночников до цветковых растений. Чаще всего она возникала у растений, живущих в глубокой тени под пологом леса, и, конечно, больше всего таких микогетерофов в вечнозеленых тропических лесах. Схожий тип питания приводит к сходным изменениям во внешнем виде: у полных микогетеротрофов не синтезируется хлорофилл, листья редуцируются до бесцветных чешуй, растение переходит к преимущественно подземному образу жизни — его можно обнаружить только по периодически появляющимся надземным цветоносам с цветками. На молекулярно-генетическом уровне обнаружено, что гены пластид, связанные с фотосинтезом, теряют функциональность: обратной дороги у микогетеротрофов нет.

Известно более 400 видов полностью микогетеротрофных растений — казалось бы, это капля в море на фоне общего разнообразия растительного мира. Однако сам по себе редкий феномен микогетеротрофии, привлекая внимание исследователей, подтолкнул их к открытию разных вариантов частичной микогетеротрофии. Оказывается, что около 10% всех растений являются микогетеротрофами на некоторых стадиях своей жизни — чаще всего на стадии прорастания споры (некоторые папоротникообразные) или семени без запаса питательных веществ (большинство орхидей). Правда, семена орхидей научились проращивать и без грибов, на стерильной питательной среде с сахарами. Кроме того, обнаружено), что часть зеленых орхидей и во взрослом состоянии не полностью обеспечивает свои потребности в органических веществах фотосинтезом, а частично получает их от грибов (см. G. Gebauer et al., 2016. Partial mycoheterotrophy is more widespread among orchids than previously assumed).

Растения-паразиты других растений прикрепляются специфическими корнями — гаусториями — к корням или побегам растений-хозяев. Выделяют полупаразитов и полных паразитов. Полные паразиты, как и микогетеротрофы, — бесхлорофилльные растения с редуцированными, чешуевидными листьями. Полные паразиты нуждаются не только в воде и минеральных веществах из ксилемы, но и в органических веществах из флоэмного сока. Полупаразиты — это растения, не утратившие способность к самостоятельному фотосинтезу. Впрочем, они могут в той или иной степени зависеть от органических веществ, украденных у растений-хозяев — без специального исследования, как с марьянником, этого не определить (см. L. E. Nave et al., 2018. Radiocarbon Suggests the Hemiparasitic Annual Melampyrum Lineare Desr. May Acquire Carbon from Stressed Hosts).

Гаустории будут отличаться по деталям строения у разных растений-паразитов, в зависимости от того, внедряется ли паразит во флоэму хозяина или нет (рис. 3 и 4).

Рис. 4. Гаустория повилики (она еще не достигла проводящего пучка стебля). Фото © Moran Farhi с сайта www-plb.ucdavis.edu

Мы обсудили, как омела усиливает ток воды в своей проводящей системе за счет усиления испарения. Дополнительно усилить испарение можно, если устьица не будут реагировать на изменение влажности воздуха и будут открыты всегда — и действительно, у некоторых полупаразитов устьица могут просто не закрываться ни днем, ни ночью. Растения-хозяева таких полупаразитов при нехватке воды в почве или при сильном заражении паразитом будут увядать. Омела белая относится к таким растениям. Устьица этого вида малочувствительны к абсцизовой кислоте — гормону водного стресса, к тому же исследования показывают, что омела каким-то образом уменьшает концентрацию абсцизовой кислоты в ксилемном соке, который она забирает у хозяина.

Кстати, у мхов устьица есть только на коробочках. А у печеночных мхов устьиц нет вообще никогда — устьицами иногда называют поры на их слоевище, имеющие совсем другое строение. Спорофит мха (диплоидный организм, образующий споры) вырастает из оплодотворенной яйцеклетки прямо на гаметофите (гаплоидный организм, образующий гаметы). Существовали предположения, что устьица спорофиту нужны для скорейшего высыхания коробочки, но сейчас ученые склоняются к тому, что испарение воды усиливает ток растворенных веществ от гаметофита к спорофиту. Можно условно сказать, что спорофит мхов является полупаразитом на своем же собственном родителе!

У полных паразитов листья редуцированы, и испарение через устьица в любом случае будет неэффективным из-за очень небольшой площади листа. Для них оказывается возможен сброс воды в жидком виде через специальные структуры — гидатоды. Гидатоды могут быть устроены по-разному: это либо поры в эпидерме листа (похожие на устьица, но без механизма открывания-закрывания), к которым подходит сосудистый пучок, или волоски эпидермы. Такой механизм реализован как у некоторых полупаразитических растений, так и у полных паразитов — заразихи, Петрова креста. У последнего капельки воды выделяются через чешуевидные листья на подземном побеге — корневище.

Интенсивность паразитизма связана с продолжительностью жизненного цикла паразита. Многолетние паразиты, такие, как Петров крест, или полупаразиты, такие, как омела, отличаются медленным ростом и редко доводят хозяина до гибели. Однолетние паразиты и полупаразиты (многие заразихи, стриги (Striga), повилики) в прямом смысле высасывают жизнь из своих хозяев.

И у полупаразитов, и у полных паразитов поглощение раствора из проводящей системы хозяина связано с повышением осмотического давления в гаустории. Поток воды из проводящей системы хозяина перенаправляется в проводящую систему паразита благодаря тому, что в его теле, прежде всего в корнях-гаусториях, содержатся вещества, повышающие осмотическое давление. Осмотическое давление повышают любые растворенные вещества. Это могут быть те же самые сахара, аминокислоты, минеральные вещества, которые паразит забирает из проводящей системы растения-хозяина.

Литература:
1. P. Escher, A. D. Peuke, P. Bannister, S. Fink, W. Hartung, F. Jiang, H. Rennenberg. Transpiration, CO₂ assimilation, WUE, and stomatal aperture in leaves of Viscum album (L.): Effect of abscisic acid (ABA) in the xylem sap of its host (Populus x euamericana) // Plant Physiology and Biochemistry. 2008. V. 46. Issue 1. P. 64–70.
2. D. Haig. Filial mistletoes: the functional morphology of moss sporophytes // Annals of Botany. 2013. V. 111. Issue 3. P. 337–345.
3. L. Irving & D. Cameron. You are What You Eat: Interactions Between Root Parasitic Plants and Their Hosts // Advances in Botanical Research. 2009. V. 50. P. 87–138. DOI: 10.1016/S0065-2296(08)00803-3.
4. Mycoheterotrophy: The Biology of Plants Living on Fungi. Ed.: Vincent Merckx. New York: Springer, 297–342.
5. M. C. Press, J. D. Graves, G. R. Stewart. Physiology of the interaction of angiosperm parasites and their higher plant hosts // Plant, Cell & Environment. 1990. V. 13. Issue 2. P. 91–104.

Читайте также: