Простой лист

Расположение листьев

На стебле растения выделяют узлы и междоузлия. От узлов отрастают листья, а междоузлия — это участки стебля между узлами. Расположение листьев на стебле может быть различным в зависимости от вида растения.

Если листья располагаются по одному в узлах, при этом все вместе листья дают вид расположения как бы по спирали вдоль стебля, то говорят об очередном расположении листьев.

Такое расположение характерно для подсолнечника, березы, шиповника.

При супротивном расположении листья растут по два в каждом узле, друг напротив друга. Супротивное расположение встречается у клена, крапивы и др.

Если в каждом узле растут более двух листьев, то говорят о мутовчатом листорасположении. Оно свойственно, например, для элодеи.

Существует также розеточное расположение листьев, когда междоузлий почти нет, а все листья растут как бы из одного места по кругу.

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).

Типы жилкования у двудольных покрытосеменных растений

У двудольных растений встречается большое разнообразие форм листовых пластинок. От этого, в общем, зависит, какое жилкование листьев будем наблюдать:

1. Перистое жилкование (перистонервный лист). Хорошо выделяется центральная или основная жилка, проходящая от черенка до верхушки листа. От нее (обычно под острым углом) отходят боковые жилки первого порядка. От них, в свою очередь, жилки второго порядка и т. д. Соответствующие формы листьев: удлиненные с зубчатым или пильчатым краем, перистораздельные, перистолопастные.
2. Пальчатое жилкование (пальчатонервный лист). В месте соединения черешка с листовой пластинкой начинается несколько хорошо выраженных жилок первого порядка, расходящихся более или менее равномерно в разные стороны. Наблюдается у листьев, длина которых не превышает ширину, с пальчатолопастным или пальчатораздельным краем.
3. Сетчатое жилкование (сетчатонервный лист). Является разновидностью нервации, когда жилки первых порядков сильно ветвятся и быстро истончаются, образуя по всей поверхности листа густую сеть мелких ячеек. Различают перисто сетчатое жилкование (у яблони, барбариса, ивы) и пальчатосетчатое (пилея).

Существует несколько вариантов классификации жилкования, иногда пальчатое и перистое относят к разновидностям сетчатого.

Ядовитая красота

Но не все в растительном мире такие беззащитные. Есть и те, которые выглядят очень красиво, затмевая царицу цветов, но контакт с соком, содержащимся в их листве, может иметь серьёзные последствия.

К таким цветам относится красавец-олеандр, который пестрит удивительными гроздьями красных, бордовых, розовых или белых лепестков, благоухающих во время цветения. Глядя на такую красоту, сложно предположить, насколько она ядовита: в одном зелёном листке олеандра содержится доза яда, которой достаточно для того, чтобы стать причиной смерти человека вследствие судорог и остановки дыхания.

По вкусу олеандр горький, поэтому людям не приходит в голову есть его. Но иначе обстоит дело с животными: к сожалению, они нередко погибают после того, как пробуют на вкус зелень этого растения. В домах, где есть маленькие дети, олеандр лучше совсем не выращивать, чтобы не подвергать риску любопытного малыша.

Форма края листовой пласти

Еще одной важной морфологической характеристикой листа является форма края листовой пластинки. По форме края пластинки различают листья:

По форме края пластинки различают листья:

• цельнокрайние (1);
• зубчатые, когда обе стороны зубцов равны (2);
• пильчатые, когда одна из сторон зубцов длиннее другой (3);
• городчатые — с округлыми зубцами (4);
• выемчатые (5);
• волнистые (6).
• Если зубцы разных размеров — различают листья двоякозубчатые (7) и двоякопильчатые (8).

Лист — это вегетативный орган растений, является частью побега. Функции листа — фотосинтез, испарение воды (транспирация) и газообмен. Кроме этих основных функций, в результате идиоадаптаций к различным условиям существования листья, видоизменяясь, могут служить следующим целям.

• Накопления питательных веществ (лук, капуста), воды (алоэ);
• защиты от поедания животными (колючки кактуса и барбариса);
• вегетативного размножения (бегония, фиалка);
• улавливания и переваривания насекомых (росянка, венерина мухоловка);
• движения и укрепления слабого стебля (усики гороха, вики);
• удаления продуктов обмена веществ во время листопада (у деревьев и кустарников).

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.

Основные и дополнительные функции листа

Основные: функции фотосинтеза, газообмена и испарения воды (транспирация).

Дополнительные: вегетативное размножение, запасание веществ, защитная (колючки), опорная (усики), питательная (у насекомоядных растений), удаление некоторых продуктов обмена веществ (с опаданием листвы). Листья растут преимущественно до определенных размеров за счет краевой меристемы. Рост их ограничен (в отличие от стебля и корня) лишь до определенных размеров. Размеры – разные, от нескольких миллиметров до нескольких метров (10 и больше).

Срок жизни разный. У однолетних растений листья отмирают вместе с другими частями тела. Многолетние растения могут заменять листву постепенно, на протяжении вегетационного периода или на протяжении жизни – вечнозеленые растения (лавр благородный, фикус, монстера, брусника, вереск, барвинок, лавровишня, пальма и т. п.). Опадение листвы в неблагоприятные времена года получило название – листопад. Растения, у которых наблюдается листопад, называются листопадными (яблоня, клен, тополь и т. п.).

Листопад

Это одновременное сбрасывание листьев на период неблагоприятных условий. Основными причинами листопада является изменение продолжительности светового дня, снижение температуры. При этом усиливается отток органических веществ из листка к стеблю и корню. Наблюдается осенью (иногда, в засушливые годы, летом). Листопад является приспособлением растения для защиты от чрезмерной потери воды. Вместе с листьями удаляются разные вредные продукты обмена веществ, которые в них откладываются (например, кристаллы оксалата кальция).

Подготовка к листопаду начинается еще до наступления неблагоприятного периода. Снижение температуры воздуха приводит к разрушению хлорофилла. Другие пигменты становятся заметными (каротины, ксантофиллы), поэтому листья изменяют окраску.

Клетки черешка около стебля начинают усиленно делиться и образуют поперек его отделительный слой из паренхимы, который легко расслаивается. Они становятся округлыми, гладкими. Между ними возникают большие межклетники, которые позволяют клеткам легко отделяться. Лист остается прикрепленным к стеблю лишь благодаря сосудисто-волокнистым пучкам. На поверхности будущего листового рубца заранее образуется защитный слой пробковой ткани.

У однодольных растений и травянистых двудольных не образуется отделительный слой. Лист отмирает, постепенно разрушается, оставаясь на стебле.

Опавшие листья разлагаются почвенными микроорганизмами, грибами, животными.

Каждый лист растения пронизан мелкими трубочками, образующими его проводящую систему. Взаимное их расположение в листовых пластинках и есть жилкование листьев. Эти сосудисто-волокнистые пучки (нервы) продолжаются в черешок листа, а затем в стебель, являясь частью проводящей системы растения.

Жилкование листьев обусловлено их формой и размером. Проводящие пучки ветвятся и пересекаются, чтобы обеспечить все клетки водой и минеральными веществами. Флоэмная часть жилок уносит из листовой пластинки органические вещества, образованные в ходе фотосинтеза. Таким образом, поддерживается рост всего растения и накопление биомассы.

Строение листовых жилок

Проводящие пучки в ткани листа имеют строение, аналогичное таковым в стебле и корне. Поскольку ток жидкости в них осуществляется в двух направлениях, то и анатомическое строение включает два типа проводящих элементов.

Ток воды, несущей растворенные минеральные вещества, идет от корней к листьям по трахеидам (пустотелые мертвые клетки, вытянутые в длину). Транспорт органических (пластических) веществ от листьев происходит по живым проводящим клеткам – ситовидным трубкам.

Хорошо различимые толстые жилки выполняют еще и опорную функцию, поддерживая листовую пластинку в расправленном состоянии. Проводящие пучки окружены прочной механической тканью, и эта армирующая сеть, повторяющая жилкование листьев, не дает им разрываться и добавляет прочности.

Тончайшие концевые жилки состоят из одних трахеид, концы которых слепо замкнуты. Подобно сети капилляров, они соединяются между собой анастомозами (перемычками), благодаря которым создается густая сеть мелких каналов. Даже если переломить центральную жилку, лист будет получать питание благодаря этой сети.

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.

Листорасположение

Листорасположение, или филлотаксис – это порядок размещения листьев на оси побега. Различают несколько основных вариантов листорасположения:

• спиральное, или рассеянное (очерёдное) – на каждом узле расположен один лист и основания листьев одной оси последовательно можно соединить условной спиральной линией: растянутой, если стебель удлинённый, и плоскостной, если он укороченный;
• двурядный вид листорасположения, который можно рассматривать как частный случай спирального. Отражает маятниковую симметрию деятельности апекса. На каждом узле находится один лист, охватывающий основанием всю или почти всю окружность. Средняя линия всех листьев лежит в одной вертикальной плоскости;
• мутовчатое – появляется, если на одном уровне закладывается несколько листовых примордиев, образующих общий узел. Нередко при близком изучении оказывается, что каждый лист мутовки имеет собственный узел, но они сильно сближены;
• супротивное листорасположение – частный случай мутовчатого, когда на одном узле образуется два листа точно напротив друг друга. Часто такое расположение бывает накрест супротивным, т. е. плоскости соседних пар листьев являются взаимно перпендикулярными.

Листорасположение

Хотя тип расположения листьев – это наследственный признак, однако он зависит от среды обитания и в процессе роста растения может меняться. Благодаря неравномерности роста стебель может скручиваться вокруг своей оси. Для сохранения симметрии размещения листьев по стеблю их черешки могут изгибаться, поворачивая листья так, что по их расположению уже не удаётся определить исходную формулу филлотаксиса.

Особенно ярко это выражается на листовой мозаике. При этом листья выстраиваются горизонтально, подставляя пластинки свету, так что становятся одной плоскостью.  Листовая мозаика способствует максимальному использованию рассеянного света. Её можно наблюдать на горизонтальных ветвях в кроне липы, на побегах плюща, герани, подорожника, табака и т.д.

Листовая мозаика

Клеточное строение листа

Лист, как и все другие органы растения, имеет клеточное строение. Верхняя и нижняя поверхности листовой пластинки покрыты кожицей. Живые бесцветные клетки кожицы содержат цитоплазму и ядро, располагаются одним сплошным слоем. Наружные оболочки их утолщены.

Устьица — органы дыхания растения

В кожице находятся устьица — щели, образованные двумя замыкающими, или устьичными, клетками. Замыкающие клетки имеют полулунную форму и содержат цитоплазму, ядро, хлоропласты и центральную вакуоль. Оболочки этих клеток утолщены неравномерно: внутренняя, обращенная к щели, толще, чем противоположная.

Устьичная щель листа

Изменение тургора замыкающих клеток меняет их форму, благодаря чему устьичная щель бывает открыта, сужена или полностью закрыта в зависимости от условий окружающей среды. Так, днем устьица открыты, а ночью и в жаркую сухую погоду — закрыты. Роль устьиц заключается в регуляции испарения воды растением и газообмена с окружающей средой.

Устьица располагаются обычно на нижней поверхности листа, но бывают и на верхней, иногда они распределены более или менее равномерно по обе стороны (кукуруза); у водных плавающих растений устьица расположены только на верхней стороне листа. Число устьиц на единице площади листа зависит от вида растений, условий роста. В среднем их 100—300 на 1мм2 поверхности, но может быть и значительно больше.

Мякоть листа (мезофил)

Между верхней и нижней кожицей листовой пластинки располагается мякоть листа (мезофил). Под верхним слоем находится один или несколько слоев крупных прямоугольных клеток, которые имеют многочисленные хлоропласты. Это столбчатая, или палисадная, паренхима — основная ассимиляционная ткань, в которой осуществляются процессы фотосинтеза.

Под палисадной паренхимой находится несколько слоев клеток неправильной формы с большими межклетниками. Эти слои клеток образуют губчатую, или рыхлую, паренхиму. В клетках губчатой паренхимы содержится меньше хлоропластов. Они выполняют функции транспирации, газообмена и запасания питательных веществ.

Мякоть листа пронизана густой сетью жилок, сосудисто-волокнистых пучков, осуществляющих снабжение листа водой и растворенными в ней веществами, а также отведение из листа ассимилянтов. Кроме того, жилки выполняют механическую роль. По мере отхода жилок от основания листа и приближения их к вершине, они утончаются за счет ветвления и постепенного выпадения механических элементов, затем ситовидных трубок, наконец, трахеид. Мельчайшие разветвления у самого края листа обычно состоят только из трахеид.

Схема строения листа растения

Микроскопическое строение листовой пластинки существенно меняется даже в рамках одной систематической группы растений, в зависимости от разных условий произрастания, прежде всего, от условий освещения и водоснабжения. У растений затененных мест часто отсутствует палисадная перенхима. Клетки ассимиляционной ткани имеют более крупные палисады, концентрация хлорофилла в них выше, чем у светолюбивых растений.

Филлодии как видоизменение листьев

Филлодии представляют собой листовидные и расширенные листовые черешки, выполняющие функции листовых пластинок. Собственно, сами листовые пластины находятся в недоразвитом состоянии или отсутствуют вовсе. Название «Филлодии» образовалось из греческого языка и означает листовидные. Множество австралийских акаций с кассиями имеют филлодии.

В России филлодиями наделена южная чина. Филлодии участвуют в процессах фотосинтеза. Обыкновенные листья при этом редуцированы. Филлодии образовались в результате длительных засушливых периодов. Строением они напоминают листочки с целостными пластинами, плотные и кожистые, на ощупь твердые, покрытые смолянистым веществом. Как правило, видоизменениям подвержены листовидные боковые побеги.

Побег

Побег – это надземная вегетативная часть растения. Состоит из осевой части – стебля, на котором расположены листья и почки. На некоторых побегах могут быть размещены также генеративные органы – цветки. Имеет более сложное строение, чем корень.

На стебле побега можно различить узлы и междоузлия. Узел – это место прикрепления одного или нескольких листков к стеблю. Междоузлия – это расстояние между двумя соседними узлами. Между стеблем и листком есть верхний угол, который называется листовой пазухой. Почки находятся на верхушке побега и в листовых пазухах.

Побеги в зависимости от степени вытягивания междоузлий могут быть укороченными или удлиненными. Укороченные побеги состоят фактически из одних узлов. На укороченных побегах у травянистых растений (одуванчик, морковь, свекла и т. п.) листья расположены близко один к другому и образуют прикорневую розетку.

Среди травянистых растений различают растения однолетние, двухлетние и многолетние. Однолетние развиваются и растут на протяжении одного года (одного вегетационного периода). В первый год жизни двухлетние растения (морковь, редька, свекла и т. п.) образуют вегетативные органы, накапливают питательные вещества, во второй – цветут, дают плоды и семена. Многолетние растения живут три и больше лет. Древесные растения – многолетние.

Расположение листьев на стебле

И простые, и сложные листья могут располагаться по-разному. Существует четыре типа расположения:

• Мутовчатое. Листья крепятся по три штуки к узкому стеблю — мутовке. Они могут быть перекрестными, при этом каждая мутовка относительно предыдущей повернута на 90 градусов. Растениями с таким расположением листьев являются элодея, вороний глаз.
• Розеточное. Все листья находятся на одной и той же высоте и расположены по кругу. Такими розетками обладает агава, хлорофитум.
• Последовательное (очередное). Листья крепятся по одному на каждый узел. Таким образом они располагаются у березы, пеларгонии, яблони, розы.
• Супротивное. При таком типе расположения на каждом узле находится по два листа. Каждый узел обычно повернут относительно предыдущего на 90 градусов. Также листья могут располагаться двумя рядами без поворота узлов. Примерами растений с таким расположением листьев являются мята, жасмин, сирень, фуксия, яснотка.

Первые два типа листорасположения характерны для растений с простыми листьями. А вот вторые два вида могут относиться и к сложным листьям.