Lekcija "Celična struktura lista. Stomati v rastlini: definicija, lokacija, funkcije

Stomata v rastlini so pore, ki se nahajajo v plasteh povrhnjice. Služijo za izhlapevanje presežek vode in izmenjavo plinov cveta z okoljem.

Prvič so postali znani leta 1675, ko je naravoslovec Marcello Malpighi objavil svoje odkritje v Anatome plantarum. Vendar pa mu ni uspelo razvozlati njihovega pravega namena, kar je služilo kot spodbuda za razvoj nadaljnjih hipotez in raziskav.

Zgodovina študija

V 19. stoletju je prišlo do dolgo pričakovanega napredka v raziskavah. Zahvaljujoč Hugu von Mohlu in Simonu Schwendenerju je postalo znano osnovno načelo delovanja stomatov in njihova razvrstitev glede na vrsto strukture.

Ta odkritja so dala močan zagon razumevanju delovanja por, vendar nekatere vidike prejšnjih raziskav preučujemo še danes.

Struktura listov

Dele rastlin, kot so povrhnjica in stomati, uvrščamo med notranja struktura list, vendar ga morate najprej preučiti zunanja struktura. Torej, list je sestavljen iz:

• Listna plošča - ploščat in prožen del, ki je odgovoren za fotosintezo, izmenjavo plinov, izhlapevanje vode in vegetativno razmnoževanje(za določene vrste).
• Osnova, v kateri se nahajata rastna plošča in pecelj. Pomaga tudi pri pritrditvi lista na steblo.
• Stipule so seznanjene tvorbe na dnu, ki ščitijo aksilarne popke.
• Listni pecelj - zoženi del lista, ki povezuje rezilo s steblom. Odgovoren je za življenjsko pomembne funkcije: Osredotočanje na svetlobo in rast skozi izobraževalno tkanino.

Zunanja struktura lista se lahko nekoliko razlikuje glede na njegovo obliko in vrsto (enostavna/kompleksna), vendar so vsi zgoraj navedeni deli vedno prisotni.

Notranja struktura vključuje povrhnjico in želodce ter različna tvorna tkiva in žile. Vsak od elementov ima svojo zasnovo.

Na primer, zunanjo stran lista sestavljajo žive celice, ki se razlikujejo po velikosti in obliki. Najbolj površinski med njimi so prozorni, kar omogoča, da sončna svetloba prodre v list.

Manjše celice, ki se nahajajo nekoliko globlje, vsebujejo kloroplaste, ki dajejo liste zelene barve. Zaradi njihovih lastnosti so jih poimenovali zapiralne. Odvisno od stopnje vlage se skrčijo ali med seboj tvorijo stomatalne reže.

Struktura

Dolžina stomatov rastline se razlikuje glede na vrsto in stopnjo svetlobe, ki jo prejme. Največje pore lahko dosežejo velikost 1 cm.

Mehanizem njihovega gibanja je precej zapleten in se razlikuje za različne vrste rastlin. Pri večini od njih - odvisno od oskrbe z vodo in ravni kloroplastov - se lahko turgor celičnih tkiv bodisi zmanjša ali poveča, s čimer se uravnava odpiranje stomatov.

Namen stomatalne razpoke

Verjetno se ni treba podrobneje ukvarjati s takim vidikom, kot so funkcije lista. Tudi šolar ve za to. Toda za kaj so odgovorni stomati? Njihova naloga je zagotoviti transpiracijo (proces gibanja vode skozi rastlino in njeno izhlapevanje skozi zunanje organe, kot so listi, stebla in cvetovi), kar dosežemo z delom zaščitnih celic. Ta mehanizem ščiti rastlino pred izsušitvijo v vročem vremenu in preprečuje, da bi se proces gnitja začel v pogojih prekomerne vlažnosti. Načelo njegovega delovanja je izjemno preprosto: če je količina tekočine v celicah premajhna, pritisk na stene pade in stomatalna razpoka se zapre, pri čemer se ohrani vsebnost vlage, ki je potrebna za ohranjanje življenja.

In nasprotno, njegov presežek vodi do povečanega pritiska in odpiranja por, skozi katere odvečna vlaga izhlapi. Zaradi tega je tudi vloga želc pri hlajenju rastlin velika, saj se temperatura zraka okoli njih znižuje prav s transpiracijo.

Tudi pod režo je zračna votlina, ki služi za izmenjavo plina. Zrak vstopa v rastlino skozi pore, da nato vstopi v dihanje. Presežek kisika nato uide v ozračje skozi isto stomatalno režo. Poleg tega se njegova prisotnost ali odsotnost pogosto uporablja za razvrščanje rastlin.

Funkcije delovnega lista

List je zunanji organ, preko katerega potekajo fotosinteza, dihanje, transpiracija, gutacija in vegetativno razmnoževanje. Poleg tega je sposoben kopičiti vlago in organska snov skozi želodce in rastlini zagotavljajo tudi večjo prilagodljivost težke razmere okolju.

Ker je voda glavni znotrajcelični medij, sta izločanje in kroženje tekočine znotraj drevesa ali cveta enako pomembna za njegovo življenje. V tem primeru rastlina absorbira le 0,2% vse vlage, ki prehaja skozi njo, ostalo gre za transpiracijo in gutacijo, zaradi česar pride do gibanja raztopljenih mineralnih soli in hlajenja.

Vegetativno razmnoževanje pogosto poteka z rezanjem in ukoreninjenjem cvetnih listov. Mnogi sobne rastline tako pridelane, saj le tako ohranimo čistost sorte.

Kot smo že omenili, pomagajo pri prilagajanju različnim naravne razmere. Pomaga na primer preoblikovanje v trnje puščavske rastline zmanjšajo izhlapevanje vlage, vitice okrepijo funkcije stebla in velike velikosti pogosto služijo za ohranjanje tekočine in hranilnih snovi, kjer podnebne razmere ne omogočajo rednega dopolnjevanja rezerv.

In ta seznam se lahko nadaljuje neskončno. Hkrati je težko ne opaziti, da so te funkcije enake za liste rož in dreves.

Katere rastline nimajo stomatov?

Ker je stomatalna razpoka značilna za višje rastline, je prisotna pri vseh vrstah in je napačno šteti, da je ni, tudi če drevo ali cvet nima listov. Edina izjema od pravila so morske alge in druge alge.

Zgradba stomatov in njihovo delovanje pri iglavcih, praprotih, preslicah in plavalcih se razlikuje od tistih pri cvetnicah. V večini so čez dan reže odprte in aktivno sodelujejo pri izmenjavi plinov in transpiraciji; Izjema so kaktusi in sukulente, katerih pore se ponoči odprejo in zjutraj zaprejo, da ohranijo vlago v sušnih območjih.

Stomata v rastlini, katere listi plavajo na površini vode, se nahajajo le v zgornji plasti povrhnjice, v "sedilnih" listih pa v spodnji plasti. Pri drugih različicah so te reže prisotne na obeh straneh plošče.

Lokacija stomatov

Stomatalne reže se nahajajo na obeh straneh listne plošče, vendar je njihovo število v spodnjem delu nekoliko večje kot v zgornjem delu. Ta razlika je posledica potrebe po zmanjšanju izhlapevanja vlage z dobro osvetljene površine pločevine.

Za enokalične rastline ni posebnosti glede lokacije stomatov, saj je odvisna od smeri rasti plošč. Na primer, povrhnjica navpično usmerjenih rastlinskih listov vsebuje enako število por v zgornji in spodnji plasti.

Kot smo že omenili, plavajoči listi nimajo stomatičnih rež na spodnji strani, saj absorbirajo vlago skozi povrhnjico, kot popolnoma vodne rastline, ki takšnih por sploh nimajo.

Stomata iglavcev se nahajajo globoko pod endodermisom, kar prispeva k zmanjšanju sposobnosti transpiracije.

Tudi lokacija por se razlikuje glede na površino povrhnjice. Reže so lahko poravnane s preostalimi celicami "kože", segajo višje ali nižje, tvorijo pravilne vrste ali pa so naključno razpršene po prekrivnem tkivu.

Pri kaktusih, sukulentih in drugih rastlinah, katerih listi manjkajo ali so se spremenili in se spreminjajo v iglice, so želodci nameščeni na steblih in mesnatih delih.

Vrste

Stomate v rastlini so razdeljene na več vrst, odvisno od lokacije spremljajočih celic:

• Anomocitna - velja za najpogostejšo, kjer se stranski produkti ne razlikujejo od drugih, ki jih najdemo v povrhnjici. Kot enega njegovih enostavne modifikacije lahko imenujemo laterocitni tip.
• Paracitni - za katerega je značilno vzporedno naleganje spremljajočih celic glede na stomatalno razpoko.
• Diacitic - ima samo dva stranska delca.
• Anizocitna - vrsta, ki jo najdemo samo v cvetočih rastlinah, s tremi spremljajočimi celicami, od katerih je ena opazno drugačne velikosti.
• Tetracitna - značilna za enokaličnice, ima štiri spremljajoče celice.
• Enciklocitni - pri njem se stranski delci sklenejo v obroč okoli zapiralnih.
• Pericitna - značilna je stomata, ki ni povezana s spremljajočo celico.
• Desmocyte - se od prejšnje vrste razlikuje le po prisotnosti adhezije med režo in stranskim delcem.

Tukaj so navedene le najbolj priljubljene vrste.

Vpliv okoljskih dejavnikov na zunanjo zgradbo lista

Za preživetje rastline je izjemnega pomena njena stopnja prilagodljivosti. Na primer, za vlažna območja so značilne velike listne plošče in veliko število stomatov, medtem ko v sušnih regijah ta mehanizem deluje drugače. Niti rože niti drevesa se ne razlikujejo po velikosti, število por pa je opazno zmanjšano, da se prepreči prekomerno izhlapevanje.

Tako je mogoče zaslediti, kako se deli rastlin skozi čas spreminjajo pod vplivom okolja, kar vpliva tudi na število želc.

Vprašanje 1. O katerem organu bomo govorili? Govorimo o listih.

Predlagajte glavno vprašanje lekcije. Primerjaj svojo različico z avtorjevo (str. 141). Kateri rastlinski organ lahko izhlapeva vodo in absorbira svetlobo?

Vprašanje 2. Kako alge absorbirajo kisik, vodo in minerale? (5. razred)

Alge absorbirajo kisik, vodo in minerale po celotni površini steljke.

Kako rastline uporabljajo svetlobo? (5. razred)

Običajno rastlina uporablja sončno svetlobo za predelavo ogljikovega dioksida, potrebnega za njeno življenje. Zahvaljujoč klorofilu, snovi, ki obarva liste zelene, lahko pretvorijo svetlobno energijo v kemično. Kemična energija nam omogoča pridobivanje ogljikovega dioksida in vode iz zraka, iz katerih se sintetizirajo ogljikovi hidrati. Ta proces se imenuje fotosinteza. Ob tem rastline sproščajo kisik. Ogljikovi hidrati se med seboj povezujejo v drugo snov, ki se kopiči v koreninah in tako nastanejo snovi, potrebne za življenje in razvoj rastline.

Kaj so stomati? (5. razred)

Stomati so režam podobne odprtine v lupini lista, obdane z dvema varovalnima celicama. Služijo za izmenjavo plinov in transpiracijo.

Liste katere rastline ljudje nabirajo za prihodnjo uporabo in zakaj?

Listi so pripravljeni zdravilne rastline(na primer trpotec, ognjič, mabel itd.) za kasnejšo pripravo čaja in decokcij. Liste ribeza pripravljamo tudi za čaj, meto za čaj in kuhanje. Iz listov izdelujejo tudi številne posušene začimbe.

Kateri plin sproščajo celice med dihanjem? (5. razred)

Ko dihate, se absorbira kisik in sprošča ogljikov dioksid.

Vprašanje 3. Z besedilom in slikami razložite, kako je zgradba lista povezana s funkcijami, ki jih opravlja.

Listne celice, bogate s kloroplasti, imenujemo glavno tkivo lista in opravlja glavna funkcija listi - fotosinteza. Zgornja plast glavnega tkiva je sestavljena iz celic, ki so tesno stisnjene skupaj v obliki stebrov - ta plast se imenuje stolpični parenhim.

Spodnjo plast sestavljajo ohlapno razporejene celice z velikimi vrzelmi med njimi – imenujemo jo gobasti parenhim.

Plini prosto prehajajo med celicami spodnjega tkiva. Zaloga ogljikovega dioksida se obnavlja tako iz ozračja kot iz celic.

Za izmenjavo plinov in transpiracijo ima list želodce.

Vprašanje 4. Razmislite o strukturi lista na sliki 11.1.

List je sestavljen iz listne plošče, peclja (lahko ni pri vseh listih, v tem primeru se tak list imenuje sedeči), listnih listov in dna listne plošče.

Vprašanje 5. Obstaja protislovje: fotosintetske celice lista morajo biti tesneje zapakirane, vendar gibanja plinov ni mogoče ovirati. Razmislite o sliki 11.2 in pojasnite, kako struktura lista odpravi to protislovje.

V listnem parenhimu so zračne votline, ki rešujejo ta problem. Te votline so povezane z zunanjim okoljem preko stomatov in leč. Stebla in korenine vodnih, močvirskih in drugih rastlin, ki živijo v razmerah pomanjkanja zraka in posledično otežene izmenjave plinov, so bogate z zrakonosnimi votlinami.

Zaključek: listi izvajajo fotosintezo, izhlapevajo vodo, absorbirajo ogljikov dioksid in sproščajo kisik, ščitijo ledvice in shranjujejo hranila.

Vprašanje 6: Kakšne so funkcije delovnega lista?

Listi izhlapevajo vodo, absorbirajo ogljikov dioksid in sproščajo kisik s fotosintezo, ščitijo popke in shranjujejo hranila.

Vprašanje 7. Kaj se zgodi s kisikom in ogljikovim dioksidom v listu?

Ogljikov dioksid + voda, absorbirana iz atmosfere (že v listih), se v listih pod vplivom sončne svetlobe pretvorijo v organske snovi in ​​kisik. Slednjega rastlina sprosti v ozračje.

Vprašanje 8. Kaj se zgodi v listu z vodo?

Nekaj ​​vode, ki vstopi v liste, izhlapi, nekaj pa se porabi v procesu fotosinteze.

Vprašanje 9. Iz katerih tkanin je sestavljena rjuha?

List je prekrit s pokrivnim tkivom - povrhnjico. S kloroplasti bogate listne celice imenujemo glavno listno tkivo. Zgornja plast glavnega tkiva je sestavljena iz celic, ki so tesno stisnjene skupaj v obliki stebrov - ta plast se imenuje stebrični parenhim. Spodnjo plast sestavljajo ohlapno razporejene celice z velikimi vrzelmi med njimi – imenujemo jo gobasti parenhim.

Plini prosto prehajajo med celicami glavnega tkiva zaradi parenhima, ki nosi zrak. Za izmenjavo plinov in transpiracijo ima list želodce.

Debelina glavnega listnega tkiva je prežeta s prevodnimi tkivi - snopi žil, sestavljenimi iz ksilema in floema. Snopi žil so ojačani z dolgimi in debelostenskimi celicami podpornega tkiva - dajejo plošči dodatno togost.

Vprašanje 10. Kakšne so funkcije listnih žil?

Žile so transportne poti v dveh smereh. Skupaj z mehanskimi vlakni tvorijo žile togo ogrodje lista.

Vprašanje 11. Kakšna je nevarnost pregrevanja in hipotermije rjuhe?

Tudi kdaj visoka temperatura, kot da je prenizka, se fotosinteza ustavi. Organske snovi ali kisik ne nastajajo.

Vprašanje 12. Kako se list loči od veje?

Hranila zapuščajo liste in se kot rezerva odlagajo v korenine ali poganjke. Na mestu, kjer se list pritrdi na steblo, celice odmrejo (nastane brazgotina), most med listom in steblom pa postane krhek in ga lahko uniči šibak vetrič.

Vprašanje 13. Kaj povzroča raznolikost oblik listov pri rastlinah različnih vrst?

Izhlapevanje iz njega je odvisno od oblike lista. Rastline v vročem in suhem podnebju imajo manjše liste, včasih v obliki iglic in vitic. S tem se zmanjša površina, s katere voda izhlapeva. Način za zmanjšanje izhlapevanja iz veliki listi– postanejo kosmičasti ali pokriti z debelo povrhnjico ali voskasto prevleko.

Vprašanje 14. Zakaj se lahko oblika in velikost listov na isti rastlini razlikujeta?

Odvisno od okolja, kjer se ti listi nahajajo. Na primer, pri puščice se listi, ki so v vodi, razlikujejo od listov, ki pridejo na površje vode. Če gre za kopensko rastlino, potem je odvisno od osvetlitve rastline s soncem, stopnje bližine lista do korenine in časa cvetenja listov.

Vprašanje 15. Moje biološke raziskave

Besedni portret lista lahko nadomesti njegovo podobo.

Botaniki so se dogovorili, s katerimi besedami naj imenujemo liste takšne ali drugačne oblike. Zato lahko prepoznajo list iz besednega portreta, ne da bi pogledali v botanični atlas. Vendar pa je za začetnike koristno uporabiti njihove slike. nas. 56 prikazuje diagrame, kjer različne oblike listne plošče, vrhovi in ​​baze listnih plošč, sestavljeni listi (sl. 11.7–11.11). S pomočjo teh diagramov ustvarite besedne portrete listov rastlin iz herbarija, botaničnega atlasa ali učbenika.

Na primer, conski listi geranije so dolgi pecljati, šibko lobirani, zaobljeni, ledvičasti, svetlo zeleni in pubescentni. Rob listne plošče je poln. Vrhovi listne plošče so zaobljeni, osnova lista je v obliki srca.

Žlahtni lovor. V navadnem jeziku se list imenuje Lovorjev list. Listi so nadomestni, s kratkimi peclji, s celimi robovi, goli, enostavni, 6-20 cm dolgi in 2-4 cm široki, značilnega pikantnega vonja; Listna plošča je podolgovata, suličasta ali eliptična, proti dnu zožena, zgoraj temno zelena, spodaj svetlejša.

Norveški javor. Oblika listov je preprosta, popolnoma deljena. Listi imajo jasne, izrazite žile, imajo 5 rež, ki se končajo s koničastimi režnji, 3 sprednji režnji so enaki, 2 spodnja sta nekoliko manjša. Med rezili so zaobljeni utori. Vrhovi listne plošče so umaknjeni, osnova lista je srčasta. Rob listne plošče je poln. Listi so zgoraj temno zeleni, spodaj svetlo zeleni in se držijo na dolgih pecljih.

Bela akacija. List ima neparno pernato, sestavljeno iz trdnih, ovalnih ali elipsastih lističev, na dnu vsakega lista so stipule, spremenjene v bodice.

Breza. Listi breze so nadomestni, celorobi, nazobčani vzdolž robov, ovalno-rombični ali trikotno-ovalni, s široko klinasto podlago ali skoraj prisekani, gladki. Venacija listne plošče je popolna pernato-nevralna (pinnato-marginalna): stranske žile se končajo z zobmi.

Šipek. Razporeditev listov je izmenična (spiralna); žilanje – pernato. Listi so sestavljeni, neparipernati (vrh lista se konča v enem lističu), s parom stipules. Lističev je od pet do sedem, so eliptični, robovi so nazobčani, vrh je klinast, dno je sivkasto.

Stomati na spodnjo površino bezgov list (fotografija Power in Syred).

Znanstveniki še vedno ne morejo pojasniti mehanizma, ki nadzoruje želodce rastlin. Danes lahko le z gotovostjo trdimo, da doza sončnega obsevanja ni jasen in odločilen dejavnik, ki bi vplival na zapiranje in odpiranje ust.

Za življenje morajo rastline absorbirati ogljikov dioksid iz zraka za fotosintezo in črpati vodo iz zemlje. Oboje naredijo s pomočjo želc – por na površini lista, obdanih z zaščitnimi celicami, ki jih te pušice odpirajo ali zapirajo. Voda izhlapeva skozi pore in se ohranja D.C. tekočina od korenin do listov, hkrati pa rastline uravnavajo stopnjo izhlapevanja, da se v vročem vremenu ne izsušijo. Po drugi strani pa fotosinteza nenehno potrebuje ogljikov dioksid. Očitno je, da morajo stomati včasih reševati skoraj medsebojno izključujoče naloge: preprečiti, da bi se rastlina izsušila, in hkrati dovajati zrak z ogljikovim dioksidom.

Metoda uravnavanja delovanja stomatov že dolgo zaseda znanost. Splošno sprejeto stališče je, da rastline upoštevajo količino sončnega sevanja v modrem in rdečem območju spektra in glede na to ohranjajo odprta ali zaprta želodca. Toda pred kratkim je več raziskovalcev predlagalo alternativno hipotezo: stanje želodca je odvisno od celotne količine absorbiranega sevanja (in ne samo od njegovih modrih in rdečih delov). sončna svetloba Ne samo, da segreje zrak in rastlino, potrebno je za reakcijo fotosinteze. Ob upoštevanju skupne doze sevanja bi se želodci lahko natančneje odzvali na spremembe osvetlitve - in zato natančneje nadzirali izhlapevanje vlage.

Raziskovalci z Univerze v Utahu (ZDA), ki so testirali to teorijo, so bili prisiljeni priznati, da revolucije v fiziologiji rastlin še ni na vidiku. Sklep, da rastline oddajajo neto sevanje, je temeljil na meritvah temperature na površini listov. Keith Mott in David Peak sta uspela najti način za določitev notranje temperature lista: po mnenju znanstvenikov je razlika med zunanjo in notranjo temperaturo tista, ki določa hitrost izhlapevanja. Kot pišejo avtorji v reviji PNAS, jim ni uspelo najti ujemanja med temperaturno razliko znotraj in na površini lista ter skupno dozo sevanja. Izkazalo se je, da tudi stomati niso upoštevali tega celotnega sevanja.

Po mnenju raziskovalcev bi lahko bil najverjetnejši mehanizem, ki nadzoruje želodce, nekaj podobnega samoorganizirajočemu omrežju, ki nejasno spominja na nevronsko mrežo (ne glede na to, kako noro se sliši, ko se uporablja za rastline). Tudi splošno sprejeta hipoteza o modrem in rdečem delu spektra ne pojasni vsega v delovanju stomatov. Ali si je v zvezi s tem mogoče predstavljati, da so vse varovalne celice med seboj nekako povezane in si lahko izmenjujejo določene signale? Če bi bili združeni, bi se lahko hitro in natančno odzvali tako na spremembe v zunanjem okolju kot na zahteve rastlin.

Lekcija " Celična zgradba list"

Cilj: prikazati razmerje med zgradbo lista in njegovimi funkcijami; razviti koncept celične zgradbe rastlin; nadaljujte z razvojem spretnosti samostojno delo z instrumenti sposobnost samostojnega opazovanja, primerjanja, sopostavljanja in sklepanja; razvijati ljubezen in spoštovanje do narave.

Oprema: tabele “Raznolikost listov”, “Celična zgradba listov”; herbarij – listna venacija, enostavni in sestavljeni listi; sobne rastline; pripravki kože Tradescantia in listov geranije.

MED POUKOM

Vsako pomlad, poletje na ulicah, trgih, na šolskem dvorišču in doma - skozi vse leto Na okenskih policah nas obdajajo elegantne zelene rastline. Navajeni smo jih. Tako smo navajeni, da pogosto ne opazimo razlike med njimi.

Prej so mnogi mislili, da so vsi listi enaki, zadnja lekcija pa je pokazala raznolikost njihovih neverjetnih oblik in njihovo lepoto. Spomnimo se obravnavane snovi.

Rastline glede na število kličnih listov delimo v dve skupini. kateri? Tako je, enokaličnice in dvokaličnice! Poglejte zdaj: izkazalo se je, da vsak list ve, kateremu razredu pripada njegova rastlina, in čipka razporeditve listov pomaga listom, da bolje uporabljajo svetlobo.

Torej, vzemite prvo ovojnico. V njej so listi različne rastline. Razdelimo jih v dve skupini glede na vrsto venacije. Dobro opravljeno! Zdaj razdelite liste iz druge ovojnice v dve skupini, vendar po lastni presoji. Kdo ve, kakšno načelo vas je vodilo pri urejanju stvari? Tako je, liste ste razdelili na zapletene in enostavne.

Poglejte zdaj - na mizah so naloge. Prosimo, da jih izpolnite.

1. List je del ... . Listi so sestavljeni iz... in... .

2. Na sliki so listi z različni tipižilanje. Označite, kateri list ima kakšno žilo.

Pojdimo od zunanjega opisa k študiju notranja struktura list. V eni od lekcij smo se naučili, da je list potreben za rastlino, da zagotovi prehrano iz zraka, toda kako deluje? List je sestavljen iz celic, vendar celice niso enake in opravljajo različne funkcije. Katera tkanina pokriva rjuho? Prekrivno ali zaščitno!

V zeleni graščini
Površine niso izmerjene,
Sobe se ne štejejo
Stene so kot steklo
Vse se vidi skozi in skozi!
In v stenah so okna,
Odprejo se sami
Zaprejo se!

Poglejmo to skrivnost. Zeleni stolp je list, sobe so celice. Prozorne, kot steklo, stene so pokrivna tkanina. To si bomo ogledali danes. Če želite to narediti, morate pripraviti zdravilo. Kako to pravilno narediti, smo se naučili, ko smo preučevali kožo lista.

En učenec naredi pripravek kože zgornje strani lista, drugi - spodnje strani. Pripravili in postavili smo mikroskop. Najprej si oglejmo zgornjo kožo. Zakaj je kot steklo? Ker je prozoren in zato prepušča svetlobne žarke.

Kaj pomeni "okna v stenah"? Poskusite jih najti! Če želite to narediti, je bolje pregledati kožo spodnje strani lista. Kako se nekatere celice razlikujejo od drugih?

Stomatalne celice tvorijo "okno": so zaščitne celice in so za razliko od drugih celic ovojnega tkiva zelene barve, ker vsebujejo kloroplaste. Vrzel med njimi se imenuje stomatalna.

Zakaj misliš, da so stomati potrebni? Za zagotovitev izhlapevanja in prodiranja zraka v ploščo. In se odpirajo in zapirajo, da uravnavajo prodor zraka in vode. Upoštevajte razlike v zgradbi zgornje in spodnje kože. Na spodnji strani je več stomatov. Različne rastline imajo liste z različnim številom želc.

Zdaj moramo svoja opažanja formalizirati v obliki laboratorijskega poročila. Če želite to narediti, dokončajte naslednje naloge.

Laboratorijsko delo "Zgradba kože listov"

1. Na mikrostekelcu poiščite brezbarvne celice pokrivnega tkiva in jih preglejte. Opišite, kakšno obliko imajo? Kakšna je njihova struktura? Kakšno vlogo imajo v življenju lista?

2. Poiščite želodce. Narišite obliko zaščitnih celic. Upoštevajte, kako se zaščitne celice razlikujejo od celic pokrivnega tkiva. Poiščite stomatalno vrzel med zaščitnimi celicami.

3. V zvezek nariši kožo, risbo označi: glavne celice kože, celice varovalke, želodci, stomatalna razpoka.

Stomati, njihova struktura in mehanizem delovanja

Epidermalne celice so zaradi svoje posebne strukture skoraj neprepustne za vodo in pline zunanja stena. Kako poteka izmenjava plinov med napravo in zunanjim okoljem ter izhlapevanje vode - procesi, potrebni za normalno delovanje naprave? Med celicami povrhnjice so značilne tvorbe, imenovane stomati.

Stomata je reži podobna odprtina, ki jo na obeh straneh obrobljata dve varovalni celici, večinoma v obliki polmeseca.

Stomati so pore v povrhnjici, skozi katere poteka izmenjava plinov. Najdemo jih predvsem v listih, pa tudi na steblu. Vsako stomato je na obeh straneh obdano s celicami varovalkami, ki za razliko od drugih epidermalnih celic vsebujejo kloroplaste. Zaščitne celice nadzorujejo velikost stomatalne odprtine s spreminjanjem njihove čvrstosti.

Te celice so žive in vsebujejo zrna klorofila in zrna škroba, ki jih v drugih celicah povrhnjice ni. Posebno veliko je stomatov na listu. Na prečnem prerezu je razvidno, da je neposredno pod želodcem znotraj listnega tkiva votlina, imenovana dihalna votlina. Znotraj vrzeli so stražarske celice bližje skupaj v srednjem delu celic, zgoraj in spodaj pa bolj narazen in tvorijo prostore, imenovane sprednje in zadnje dvorišče.

Zaščitne celice so sposobne povečevati in krčiti svojo velikost, zaradi česar se stomatalna razpoka včasih na široko odpre, včasih zoži ali celo popolnoma zapre.

Tako so zaščitne celice aparat, ki uravnava proces odpiranja in zapiranja stomatov.

Kako poteka ta postopek?

Stene zaščitnih celic, obrnjene proti vrzeli, so veliko debelejše od sten, obrnjenih proti sosednjim epidermalnim celicam. Ko je rastlina osvetljena in ima odvečno vlago, se v klorofilnih zrncih varovalnih celic nabira škrob, ki se delno pretvori v sladkor. Sladkor, raztopljen v celičnem soku, privlači vodo iz sosednjih epidermalnih celic, zaradi česar se poveča turgor v zaščitnih celicah. Močan pritisk vodi do izbočenja sten celic, ki mejijo na epidermalne, nasprotne, močno odebeljene stene pa se zravnajo. Posledično se odpre stomatalna razpoka, povečata se izmenjava plinov in izhlapevanje vode. V temi ali pri pomanjkanju vlage se turgorski tlak zmanjša, zaščitne celice se vrnejo v prejšnji položaj in zadebeljene stene se zaprejo. Stomatalna reža se zapre.

Stomati se nahajajo na vseh mladih, neolesenelih pritličnih organih rastline. Še posebej veliko jih je na listih, pri nas pa se nahajajo predvsem na spodnji površini. Če je list postavljen navpično, se želodci razvijejo na obeh straneh. Nekateri listi plavajo na površini vode vodne rastline(na primer vodne lilije, jajčne kapsule) se stomati nahajajo le na zgornji strani lista.

Število stomatov na 1 kvadratni meter. mm listne površine je v povprečju 300, včasih pa doseže 600 ali več. Cattail (Typha) ima več kot 1300 želc na 1 kvadratni meter. mm. Listi, potopljeni v vodo, nimajo stomatov. Stomati so najpogosteje enakomerno nameščeni po celotni površini kože, pri nekaterih rastlinah pa so zbrani v skupinah. V enokaličnicah, pa tudi na iglicah mnogih iglavcev, se nahajajo v vzdolžnih vrstah. Pri rastlinah v sušnih regijah so stomati pogosto potopljeni v listno tkivo. Stomatalni razvoj običajno poteka na naslednji način. V posameznih celicah povrhnjice se oblikujejo lokaste stene, ki delijo celico na več manjših, tako da osrednja postane prednica želc. Ta celica je razdeljena z vzdolžno (vzdolž osi celice) pregrado. Ta pregrada se nato razcepi in nastane vrzel. Celice, ki ga omejujejo, postanejo varovalne celice stomatov. Nekateri jetrni mahovi imajo svojevrstne stomate, brez zaščitnih celic.

Na sl. prikazuje videz stomatov in zaščitnih celic na mikrofotografiji, pridobljeni z uporabo vrstičnega elektronskega mikroskopa.

Tu je razvidno, da so celične stene varovalnih celic heterogene po debelini: stena, ki je bližje odprtini želc, je očitno debelejša od nasprotne stene. Poleg tega so celulozne mikrofibrile, ki tvorijo celično steno, razporejene tako, da je stena, obrnjena proti luknjici, manj elastična, nekatera vlakna pa tvorijo nekakšne obroče okoli varovalnih celic, podobno kot klobase. Ko celica absorbira vodo in postane trda, ji ti obroči preprečujejo nadaljnje širjenje in ji omogočajo le raztezanje v dolžino. Ker so varovalne celice na koncih povezane in se tanjše stene stran od stomatalne razpoke lažje raztegnejo, dobijo celice polkrožno obliko. Zato se med zaščitnimi celicami pojavi luknja. (Enak učinek bomo dosegli, če napihnemo klobasasto obliko balon s trakom, prilepljenim na eno od njegovih strani.)

Nasprotno, ko voda zapusti zaščitne celice, se pore zaprejo. Kako pride do spremembe turgornosti celic, še ni jasno.

Ena od tradicionalnih hipotez, "sladkor-škrobna" hipoteza, pravi, da se čez dan poveča koncentracija sladkorja v zaščitnih celicah, posledično pa se poveča osmotski tlak v celicah in pretok vode vanje. Vendar še nikomur ni uspelo dokazati, da se v zaščitnih celicah nabere dovolj sladkorja, da bi povzročil opazovane spremembe osmotskega tlaka. Pred kratkim so ugotovili, da se podnevi, na svetlobi, kalijevi ioni in spremljajoči anioni kopičijo v zaščitnih celicah; To kopičenje ionov je povsem dovolj, da povzroči opazovane spremembe. V temi kalijevi ioni (K+) zapustijo zaščitne celice v sosednje epidermalne celice. Še vedno ni jasno, kateri anion uravnava pozitivni naboj kalijevega iona. Nekatere (vendar ne vse) proučevane rastline so pokazale kopičenje velikih količin anionov organskih kislin, kot je malat. Hkrati se škrobna zrna, ki se v temi pojavijo v kloroplastih varovalnih celic, zmanjšajo. To nakazuje, da se škrob na svetlobi pretvori v malat.

Nekatere rastline, kot je Allium cepa (čebula), nimajo škroba v svojih zaščitnih celicah. Zato se malat ne kopiči, ko so stomati odprti, kationi pa se očitno absorbirajo skupaj z anorganskimi anioni, kot je klorid (Cl-).

Nekatera vprašanja ostajajo nerešena. Na primer, zakaj potrebujete svetlobo za odpiranje stomatov? Kakšno vlogo imajo kloroplasti poleg shranjevanja škroba? Ali se malat v temi spremeni nazaj v škrob? Leta 1979 je bilo dokazano, da so v kloroplastih Vicia faba zaščitne celice ( Fava fižol) ni encimov Calvinovega cikla in tilakoidni sistem je slabo razvit, čeprav je klorofil prisoten. Posledično običajna pot C3 fotosinteze ne deluje in škrob se ne tvori. To bi lahko pomagalo razložiti, zakaj se škrob ne tvori podnevi, kot v navadnih fotosintetskih celicah, ampak ponoči. Še ena zanimivo dejstvo- odsotnost plazmodezmatov v varovalnih celicah, tj. primerjalno izolacijo teh celic od drugih celic povrhnjice.