Все об листьях

v Происхождение листа и его функции v Внешнее строение листа v Внутреннее строение листа v Ученые и исследователи v Литература

Лист и его функции

Лист осуществляет три важные функции: фотосинтез, испарение воды и газообмен. Фотосинтез - это процесс поглощения листьями на свету углекислого газа из воздуха и образование органических веществ из углекислого газа и воды под воздействием солнечных лучей (белков, нуклеиновых кис лот, углеводов, липидов, АТФ, витаминов и гормонов), передвижение и использование образовавшихся в листе органических веществ растительным организмом. Это единственный на нашей планете процесс, связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей, заключённую в органических веществах. Таким способом поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасённая зелёными растениями в сахарах и крахмале, жир ах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира - от бактерий до человека. Возникнув на первых этапах эволюции жизни, он выполняет космическую функцию, производя за счёт солнечной энергии огромное количество растительной биомассы и поставляя кислород в атмосферу. Образующиеся в ходе процесса фотосинтеза органические соединения используются клетками растительного организма в качестве питательных веществ. Ткань, в которой синтезируются органические вещества, преимущественно находятся в мякоти листа.

В жаркий солнечный день происходит сильное нагревание листьев. Между тем клетки при нагревании выше 50 о погибают. Спасает листья от перегрева испарение влаги, так как оно всегда сопровождается понижением темпера туры. Это можно проверить на себе, если намочить руки водой, а затем дать е й испариться с их поверхности. В жару мы потеем, и это спасает нас от перегрева, так как испарение связано с понижением температуры и охлаждением поверхности нашего тела.

Испарение воды листьями имеет и второе немаловажное значение: оно способствует передвижению воды и растворённых в ней веществ от корней по стеблю к листьям. Испаряющую деятельность листьев можно сравнить с насосом, нагнетающим в клетки всё новые и новые порции воды с растворами питательных солей, необходимых для образования органических веществ. Из 1000 грамм воды поглощённой корнями, приблизительно 990 грамм испаряется, а 10 грамм остаётся в растении. Клетки листа всегда наполнены водой, поступающей по сосудам жилок и черешка листа, веток, ствола, корня.

В листьях ели - 66,2% воды, в листьях берёзы - 63,7%, а в листьях салата - 94,3%. Вода из поч вы, поступая в корень непрерывно по тонким сосудам ствола, поднимается в верх к листьям. В листьях вода не только наполняет клетки, но и испаряется через устьица в воздух. Испарение воды в солнечный день охлаждает листья. Приложите листик к щеке - вы почувствуете, что он холодит.

Листья испаряют воду в большом количестве. Так, берёза испаряет шесть вёдер, а дуб - пять вёдер воды в день.

Леса различных пород деревьев испаряют в течение лета с одного гектара разное количество воды: еловый лес - 2240 тонн; буковый лес -2070 тонн; дубовый лес - 1200 тонн; сосновый лес - 470 тонн.

Испарение воды лесом оказывает большое влияние на климат. Над лесом скор ее образуются облака. В лесу влажно и оттого в жаркие дни прохладно. Наиболее сильное испарение бывает в верхнем ярусе леса, где листья больше нагреваются солнцем и продуваются ветром. Под пологом крон деревьев сумрачно, влажно и прохладно, поэтому и испарение у растений замедленное. В тропических лесах, где особенно влажно, тепло и темно, некоторые растения имеют оригинальные приспособления, увеличивающие испарения. У одних растений вода собирается каплями по краям листьев, у других красный цвет способствует большому нагреванию их. Бывают выпуклые клетки кожицы, которые , как лупы, собирают скудный свет. Бывает, что листья и стебль покрыты выростами, увеличивающими испаряющую поверхность.

В процессе дыхания растение осуществляет газообмен. Дыхание - сложный процесс в клетках в ходе, которого в следствии распада органических веществ высвобождается энергия, необходимая для процессов жизнедеятельности организма. Основным органическим веществом, участвующем в деятель ном процессе являются углеводы, главным образом сахара (особенно глюкоза).

Весь процесс дыхания в клетках растительного организма, когда сложные органические вещества расщепляются на более сложные - неорганические, можно разделить на два этапа.

На первом, начальном этапе происходит распад молекул глюкозы. В итоге сложных реакций при участии разнообразных ферментов из глюкозы образуется более простое соединение и выделяется энергия, запасённая в виде химических связей в молекулах АТФ. Этот первый этап дыхательного процесса происходит в цитоплазме. Образованием простых веществ завершается первая, подготовительная часть дыхательного процесса.

Взаимодействуя с кислородом, эти вещества окисляются до образования углекислого газа и воды. В ходе последовательно идущих одна за другой реакций с участием ферментов не только образуется углекислый газ и вода, но и высвобождается много энергии, которая не теряется, и не вся расходуется, а запасается в большом количестве в молекулах АТФ. В этом заключается второй этап дыхательного процесса, протекающего непосредственно в митохондриях клетки.

процессы фотосинтез дыхание 1. Поглощение Углекислый газ Кислород 2. Выделение Кислород Углекислый газ 3. Органические вещества Образование сложных из простых Расщепление сложных на простые 4. Вода

Поглощение Выделение 5. Энергия Поглощение и накопление в органических веществах Высвобождение и накопление в АТФ 6. Время Только на свету На свету и в темноте 7. При участии Хлоропластов и хлорофилла Цитоплазмы и хлорофилла 8. Гд е В зелёных частях, преимущественно в листе В клетках всех органов

Внешнее строение листа

В процессе эволюции листья возникли из боковых веточек главного побега в результате их уплощения.

Например, уриниофитов достигавших высоты 20 – 25 сантиметров, не было настоящих листьев, но уже развились покровная ткань с устьицами, защищавшая от высыхания, механическая ткань, укрепляющая тело растения в воздушной среде, корнеподобные отростки, прикрепляющие растение к почве и поглощающие воду с растворёнными минеральными веществами, примитивная проводящая система. У них ещё не было корней и листьев, были только земные стебли и мешочки, в которых развивались споры.

Листья, возникшие в результате уплощения веточек главного побега, были с начала спороносными, и выполняли как функцию фотосинтеза, так и функцию бесполого размножения, и только в ходе дальнейшей эволюции произошло разделение этих функций. Превращение обычных веточек в плоские органы рез ко увеличило поверхность надземной части растения, что усовершенствовало процесс фотосинтеза и испарения воды.

Несмотря на многообразие строения листа, в нём можно выделить следующие основные части: листовую пластинку и черешок. Листовая пластинка крепится к стеблю с помощью черенка. У многих растений листья лишены черен ка - такие листья называют сидячими. Иногда при основании черенка развиваются прилистники. Участок стебля между узлами называют междоузлиями.

У большинства растений от каждого узла отходит только один лист. В итоге все листья на побеге располагаются как бы один за другим поочерёдно. Так ое расположение листьев называется очередным. У некоторых растений от каждого узла отходит два листа, располагаясь один против другого. Такое расположение листьев называют супротивным. Если от узла отходит три и больше листьев такое расположение называют мутовчатым.

Основанием лист прикрепляется к стеблю. При осмотре внешнего строения листа хорошо видно, что на листовой пластин ке многих растений чётко выражены жилки. В них находятся проводящие со суды. У одних растений в листьях жилки примерно одинаковые по величине и лежат дугообразно или параллельно друг другу. У других – жилки представ лены сетью мелких, сходящихся в одну крупную центральную жилку в середине листа. Перистое жилкование широко представлено в листьях двудольных растений, а параллельное и дуговое характерно для листьев многих однодольных растений.

У многих растений листья простые, так как имеют только одну листовую пластинку. Есть растения, у которых лист имеет несколько листовых пластинок. Такие листья называются сложными.

Простые листья могут быть цельными и лопастными. Цельные листья имеют многие деревья. У лопастных листьев пластинка имеет надрезы, которые разделяют её на лопасти. Сложные листья называются пальчато-сложными, если несколько листовых пластинок прикрепляются в одной точке. Различают также перисто-сложные листья, у которых листовые пластинки прикрепляются по всей длине корешка. Перисто-сложны е листья наблюдаются двух видов: парноперистые и непарноперистые. Парно - перистые заканчиваются парой листовых пластинок, непарнопёристые – одним листком.

Для питания углекислым газом из воздуха и наиболее полного улавливания солнечных лучей деревья раскидывают громадный шатёр крон, ветви, и листья которых располагаются в несколько этажей. Если посмотреть сверху, то кажется что, листья расположены так, что закрывают все просветы. На самом деле листья почти не затеняют друг друга. Недаром такое расположение называют листовой мозаикой.

Особенно причудливую мозаику создаёт листва клёна, липы, плюща.

Снаружи лист покрыт кожицей. Кожица (эпидерма) защищает внутренние ткани листа. Прозрачность эпидермы позволяет свету легко проникать внутрь листа.

Внутреннее строение листа

Зелёный лист кажется гладким и блестящим. Но на самом деле нижняя его поверхность покрыта устьицами (от слова «у ста») – мельчайшими отверстиями в виде щели, окружённой двумя замыкающими клетками. На каждом листе устьиц невероятно много. Например, на 1 см 2 листа у пшеницы 1500 устьиц, у подсолнечника – в 10 раз больше, у фасоли – в 20 раз больше. На одном листе липы их более миллиона, а на листе капусты – несколько миллионов.

Устьица микроскопически малы. Среднее по размерам устьице имеет в длину две – три сотых части миллиметра, а в ширину не больше одной сотой. Учёные подсчитали, что устьица занимают всего лишь 1% площади листа!

Несмотря на малые размеры, при необходимости устьица обеспечивают лист у возможность испарять почти столько же воды, сколько испаряется с открытой поверхности. Это случается в то время, когда лист работает с максимальной нагрузкой, а растение хорошо обеспечено водой. Тогда через каждое устьице в одну секунду может выходить наружу такое число молекул воды, что для его подсчёта нужна цифра с пятнадцатью нулями. Вместе с этими молекулами движется большое количество кислородных молекул. Их немного меньше, всего 2 500 000 000 000, а навстречу – столько же молекул углекислого газа.

Например, кактусы медленно растут потому, что мало поступает минеральных солей из– за отсутствия влаги в почве, а также углекислого газа, так как устьица на стебле закрыты большую часть суток. Через устьице проходит газообмен.

Внутреннее строение листа

Внутри листа имеется очень много клеток основной ткани – мякоть. Мякоть листа иногда называют фотосинтезирующей тканью.

Эпидерма или эпидермис покрывает всё части однолетних и молодые побеги многолетних древесных растений с весны до осени. У последних эпидерма сменяется пробкой, а потом корой. Эпидермис у большинства растений состоит из одного слоя клеток, прочно соединённых между собой. Клетки плоские, центральное место занимает вакуоль, ядро и лейкопласты смещены к перефирии, хлоропласты обычно отсутствуют. Исключение составляют некоторые водные растения, папоротники, тенелюбивые, покрытосемянные. Она относится к покровным тканям.

Паренхима (основная ткань) состоит из живых клеток. Она окружает проводящие и механические ткани и переплетается с ними.

Восковой налёт образуется на поверхности надземных частей. Элементы проводящей системы вместе с волокнами механической ткани образуются пучки. Сосудисто-волокнистые пучки объединяют органы растения в единое целое.

По внешнему виду клеток и их расположению в мякоти листа различают столбчатую и губчатую ткани. У растений выросших в условиях яркого освещения, обычно имеется два или три слоя столбчатых клеток. Такие листья называются световыми.

У растений выросших при недостатке света, в тени, столбчатые клетки образуют только один тонкий слой в верхней части листа, а основную массу мякоти представляют округлые, рыхло лежащие клетки. Такие листья называют теневыми.

Проводящие ткани представлены пучками. Они состоят из древесины (ксилемы) и луба (флоэмы).

Учёные и исследователи

Андрей Тимофеевич Болотов.

(1738 -1833)

А. Т. Болотов – русский естествоиспытатель, один из основоположников отечественной агрономической науки. Его работа «О разделении полей» (1771г. ) – первое руководство по введению севооборотов и организации сельскохозяйственной территории.

Особенную ценность представляет работа А. Т. Болотова «Изображения и описания разных пород яблонь и груш, родящихся в Дворяниновских и отчасти в других садах» (семь томов, 1797 – 1800г. г. ). Он разрабатывал практические вопрос ы удобрения, посева и ухода за сельскохозяйственными растениями. А. Т. Болотов был одним из инициаторов возделывания картофеля в России. Им разработана агротехника его выращивания и способы хранения.

А. Т. Болотов был первым русским селекционером, который сознательно работал над выведением новых сортов растений и пользовался при этом научными методами селекции. Он также разработал принципы лесоразведения и лесопользования.

Климент Аркадьевич Тимирязев

(1843 – 1920)

К. А. Тимирязев – выдающийся русский учёный-ботаник, который внес большой вклад в изучение фотосинтеза растений. Он установил, что этот процесс вызывают только поглощенные хлорофиллом солнечные лучи, и доказал, что процесс фотосинтеза подчиняется закону сохране ния энергии.

Научная деятельность К. А. Тимирязева была тесно связана с практикой, с запросами сельского хозяйства. Его труды по вопросам минерального питания способствовали подъему отечественной агрономии, а сам К. А. Тимирязев со хранил за собой почетное звание «патриарха русской агрономии».

К. А. Тимирязев был не только крупным ученым, но и талантливым популяризатором науки. Его прославленная книга «Жизнь растения» и на сегодняшний день является образцом научно-популярной книги, которая для многих ботаников сыграла решающую роль в выборе профессии.

Вся жизнь этого выдающегося ученого, мыслителя и гражданина является ярким примером верного служения своему народу.

Николай Иванович Вавилов

(1887 – 1943)

Н. И. Вавилов – выдающийся советский учёный, который исследовал проблемы генетики, растениеводства и других отраслей биологической науки.

Он разработал научные основы современной селекции и учение о мировых центрах происхождения и эволюции культурных растений, об их географическом распространении. Н. И. Вавилов насчитал семь центров происхождения важнейших культурных растений. Учение Н. И. Вавилова продолжают развивать ботаники нашей страны и многие исследователи других стран мира.

Н. И. Вавилов был организатором и участником многочисленных экспедиций д ля изучения растительных ресурсов земного шара. На основе собранных во время экспедиций материалов создана многочисленная коллекция культурных растений мира и их дикорастущих предков, насчитывающая в настоящее время сотни тысяч образцов. Ценная коллекция образцов семян всё время пополняется и служит материалом для улучшения селекционной работы.

Свыше 350 печатных работ Н. И. Вавилова вошли в сокровищницу мировой биологической работы.

Иван Владимирович Мичурин

(1855 – 1935)

И. В. Мичурин – выдающийся советский учёный, один из основателей науки о селекции плодовых культур. Он создал более 300 с ортов ценнейших плодовых растений, которые растут во многих районах наш ей страны. Таковы, например, груша Бере зимняя Мичурина, яблони Пепин шафранный и Кандиль китайка, вишня Краса Севера и многие другие.

И. В. Мичурин поставил целью своей жизни обогатить сады нашей страны новы ми сортами и с неутомимым трудом добивался этого.

Иван Владимирович хотел видеть нашу страну покрытой цветущими и плодоносящими садами. Он считал, что кроме крупных промышленных садов, которые решают основную проблему питания всего населения свежими плодами, около каждого дома колхозника, квартиры рабочего и служащего необходимо иметь приусадебный садик с плодово-ягодными культурами, декоративными растениями и цветами. И если такой садик будет содержаться в образцовом порядке, то это уже будет одним из элементов коммунистической культуры, большим культурным завоеванием.

Георгий Юрьевич Морозов

(1867 – 1920)

Г. Ф. Морозов – известный русский основоположник лесоводческой науки. В своей основной работе – «Учение о лесе» - Г. Ф. Морозов показал динамичность биологических процессов, которые происходят в лесу, и провёл фундаментальные исследования типов лесных насажден ий. Учение о типах леса считается крупным научным достижением отечественного лесоводства. Г. Ф. Морозов разработал основные принципы и способы разведения леса в степи; обратил внимание на обеспечение природного возобновления леса, выяснил важное значение рубок по уходу за лесом и главных рубок лесных массивов.

Г. Ф. Морозову принадлежит значительная роль в создании классического учения о смене лесных пород. Он показал, что смена пород в лесу определяется не только их особенностями, но и условиями окружающей среды. На основе на учных исследований Г. Ф. Морозов первый создал единое учение о лесе, определяя его как географическое явление. Он написал более 300 научных работ, которые прославили отечественную биологическую работу.