Подготовка к олимпиаде "Лист. Функции и строение" 6 класс
6 класс.
Лист. Функции и строение.
(подготовка к олимпиаде)
Побег — осевой вегетативный орган растения, состоящий из стебля с расположенными на нём
листьями и почками.
Лист — вегетативный орган растения, основными функциями которого являются фотосинтез и
транспирация. Фотосинтез — процесс образования органических веществ из воды и углекислого
газа под действием солнечного света. Транспирация — процесс газообмена и испарения воды с
поверхности листа, осуществляемый при помощи устьиц. Устьица — структуры на листе,
состоящие из устьичной щели и двух замыкающих бобовидных клеток, способных смыкаться и
размыкаться, реагируя на количество воды в листе. Транспирация важна для транспорта воды с
минеральными веществами, поскольку испарение играет роль «насоса», способствующего
движению воды и растворённых в ней веществ от корней в листья.
Лист состоит из следующих частей:
• листовой пластинки,
• листового основания (основания листа),
• черешка,
• прилистников.
Листовая пластинка — самая видимая часть листа, то, что мы обычно подразумеваем, говоря
«лист». Черешок — структура, при помощи которой листовая пластинка крепится к стеблю. Он
может быть длинным или коротким, может поворачивать листовую пластинку к солнцу. Если
черешок есть, лист называют черешковым. В случае отсутствия черешка лист называют сидячим.
Листовое основание — та часть листа, которой он непосредственно контактирует со стеблем. Если
у черешковых листьев легко определить, где находится основание листа, то у сидячих листьев
сделать это сложнее.
У сидячих листьев выделяют несколько типов листового основания, например, пронзённое,
полустеблеобъемлющее и др.
Прилистники расположены по бокам от черешка и выполняют функции защиты пазушной почки,
фотосинтеза. Чаще всего их два. Зачастую прилистники можно не увидеть, потому что они могут не
развиться в видимую глазом структуру, могут опадать, или, наоборот, развиться настолько сильно,
что их сложно будет отличить от листьев.
Листовая пластинка — самая большая и видимая часть листа. Она имеет шесть основных
параметров, по которым можно описать сходства и отличия листовых пластинок различных
растений:
• основание;
• окончание (верхушка);
• край;
• форма;
• жилкование;
• рассечение.
Основание листовой пластинки — нижняя часть листа, которой лист крепится к черешку (для
черешковых листьев). Для сидячих листьев основание листовой пластинки и основание листа
совпадают.
Основные типы основания листовой пластинки черешковых листьев:
• округлое (яблоня);
• сердцевидное (сирень, хоста);
• выемчатое (брунера);
• усечённое (осина);
• клиновидное (ольха);
• оттянутое;
• неравнобокое (вяз);
• стреловидное (стрелолист);
• копьевидное (щавель).
Противоположный полюс от основания листовой пластинки — окончание (верхушка) листовой
пластинки. Вариантов формы окончания листовой пластинки много, к основным относят
следующие:
• округлённое (вербейник монетчатый);
• острое (осина);
• заострённое (яблоня);
• притуплённое (щавель);
• выемчатое (ольха);
• усиковидное;
• удлинённо-остроконечное (фикус священный).
Есть большое количество растений с переходными формами окончания листовой пластинки. Всегда
при морфологическом описании нужно учитывать возможные различия даже среди листьев, взятых
с одного растения. Поэтому описывать нужно именно тот конкретный лист, который представлен в
задании, и только те структуры, которые действительно представлены, ничего не додумывая от
себя. То же самое можно сказать и про описание других характеристик листовой пластинки.
Можно выделить пять основных типов края листовой пластинки: цельнокрайний, зубчатый,
пильчатый, городчатый, реснитчатый, волнистый. Есть и другие формы края листовой
пластинки: двоякозубчатая, двоякопильчатая, двоякогородчатая. Здесь также можно найти разные
переходные формы края листа, которые могут быть представлены даже на одном листе (чаще всего,
видоизменения можно проследить от основания листа к его окончанию).
Форма края листовой пластинки
Листовые пластинки различают по степени рассечённости: неглубокие надрезы – зубчатые или
пальчатые края листа, глубокие вырезы – лопастные, раздельные и рассечённые края.
Если края листовой пластинки не имеют никаких выемок, лист называется цельнокрайним. Если
выемки по краю листа неглубокие, лист называется цельным.
Лопастной лист – лист, пластинка которого расчленена на лопасти до 1/3 ширины полулиста.
Раздельный лист – лист с пластинкой, расчленённой до ½ ширину полулиста.
Рассечённый лист – лист, пластинка которого расчленена до главной жилки или до основания
листа.
Край листовой пластинки – пильчатый (острые углы).
Край листовой пластинки – городчатый (округлые выступы).
Край листовой пластинки – выемчатый (округлые выемки).
Жилкование листьев
Одна из важнейших характеристик листовой пластинки — жилкование. Жилка — совокупность
проводящих элементов, по которым в лист из корня поступают вода с растворёнными
минеральными веществами, а от листа в другие органы отводятся синтезированные органические
вещества.
В целом можно выделить три типа жилкования листа:
• дихотомическое;
• параллельное;
• сетчатое.
Самое древнее жилкование – дихотомическое. Его можно наблюдать у такого растения как гинкго.
В случае, когда все жилки в листе одинаковы, равноправны и не имеют явных контактов между
собой, наблюдают второй тип жилкования. Виды такого жилкования:
• истинно-параллельное;
• дуговидное.
Третий тип жилкования — сетчатое. Оно характеризуется наличием доминирующих жилок и
отходящих от неё жилок второго, третьего и последующих порядков. Можно
выделить перистый и пальчатый виды сетчатого жилкования.
Также важная характеристика листовой пластинки – форма. Основанием для отнесения листа к той
или иной форме листовой пластинки является соотношение длины и ширины, а также место
расположения максимальной ширины листа.
Можно выделить основные типы формы листовой пластинки и их производные в зависимости от
расположения самого широкого места: округлая (производные —
широкояйцевидная и обратноширокояйцевидная), эллиптическая (производные —
яйцевидная и обратнояйцевидная), ланцетная или продолговатая (производные —
узкояйцевидная и обратноузкояйцевидная), линейная форма листовой пластинки.
Последняя характеристика листовой пластинки — тип рассечения. Тип рассечения листа
характеризует, насколько выемки заходят за полуширину листа или насколько выемки не доходят
до полуширины листа. Можно выделить следующие типы листа по степени
рассечения: лопастные листья (выемки не доходят до полуширины листа, делят лист на
лопасти), разделённые листья (выемки немного заходят за полуширину, делят лист на
доли), рассечённые листья (выемки доходят практически до центральной жилки, делят лист на
сегменты).
Однако, критериев рассечения больше. Стоит учитывать количество основных жилок в листе для
более конкретного описания типа рассечения листа (перистые, пальчатые и тройчатые листья).
Приложение
2 попытки
Мятлик луговой
Ландыш серебристый
Лилия белая
Клён платановидный
Вишня обыкновенная
Гинкго билоба
Дуб черешчатый
дихотомическое
параллельное
дуговидное
перисто-сетчатое
пальчато-сетчатое
Ответить
Форма листовых пластинок
Выделяются особые формы листовой пластинки: чешуйчатая, игольчатая, сердцевидная,
почковидная, стреловидная, копьевидная и др. (рис. 33).
Рисунок 33. Особые формы листовой пластинки: 1 - тесьмовидный, 2 - мечевидный, 3 - нитевидный,
4 - щетиновидный, 5 - игольчатый, 6 - чешуйчатый, 7 - вальковатый, 8 - стреловидный, 9 -
копьевидный, 10 - треугольный, 11 - ромбический, 12 - сердцевидный, 13 - почковидный, 14 -
лопаточный, 15 - щитовидный
По форме края листовой пластинки различают листья цельнокрайние, зубчатые, двоякозубчатые,
пильчатые, двоякопильчатые, городчатые, выемчатые и др. (рис. 34).
Рисунок 34. Форма края листа
По форме верхушки листовой пластинки выделяются тупые, острые, заостренные, остроконечные
листья, листья с выемчатой верхушкой и др. (рис. 35).
Рисунок 35. Форма верхушки листовой пластинки
По форме основания листовой пластинки листья могут быть клиновидные, округлые,
сердцевидные, усеченные, копьевидные и др. (рис. 36).
Рисунок 36. Форма основания листовой пластинки
Жилкование листовой пластинки определяется характером расположения и способом ветвления
жилок. Выделяется несколько типов жилкования.
При дихотомическом жилковании жилки ветвятся дихотомически и не образуют анастомозов
(мелких поперечных жилок, соединяющих более крупные). Дихотомическое жилкование
характерно для листьев папоротников, а у голосеменных - для гинкго.
При параллельном жилковании жилки расположены параллельно друг другу на протяжении всей
листовой пластинки (листья мятликовых, некоторых лилейных).
При дуговом жилковании жилки расположены дугообразно, параллельно краю листа (лист
ландыша, подорожника).
При сетчатом жилковании посередине листовой пластинки проходит главная жилка, от которой
отходят многократно ветвящиеся ответвления - боковые жилки. Сетчатое жилкование наиболее
распространено у двудольных растений.
При пальчатом жилковании от основания листовой пластинки расходятся 3-5 и более примерно
равных по толщине жилок (листья клена, платана, смородины) (рис. 37).
Рисунок 37. Типы жилкования листовой пластинки
Листья с расчлененной листовой пластинкой характеризуются по:
- по характеру расчленения листовой пластинки (тройчато-, пальчато-, перисто-);
- по степени расчленения (глубине выемок) листовой пластинки (лопастной, раздельный,
рассеченный);
- по другим формам расчленения.
Если глубина надреза листовой пластинки более 1/4 и менее 1/2 ширины полупластинки, лист
называют лопастным, а выступы между надрезами - лопастями. Если листья расчленены более 1/2
ширины полупластинки, но надрезы не доходят до срединной жилки или до основания листа, лист
называют раздельным, выступы между надрезами - долями. Если надрезы доходят до срединной
жилки или до основания листа, лист называют рассеченным, а выступы - сегментами. В
зависимости от количества и расположения выступов различают тройчатое, пальчатое и перистое
расчленение (рис. 38).
Рисунок 38. Типы расчленения пластинки простого листа
Название листа с расчлененной листовой пластинкой складывается из характера и степени
расчленения (тройчатолопастной, пальчатораздельный, перисторассеченный и т.д.). Листья могут
быть дважды или трижды расчлененными, если доли или сегменты их листовой пластинки в свою
очередь также расчленены.
Кроме общих типов расчленения выделяются другие особые формы расчленения листовой
пластинки. Лировидный лист имеет округлую, значительно крупнее боковых, верхнюю лопасть,
долю или сегмент. У гребневидного листа узкие, линейные, параллельные сегменты. Струговидный
лист характеризуется острыми, треугольными долями или сегментами. У прерывистоперистого
листа наблюдается чередование крупных и мелких долей и сегментов (рис. 39).
Рисунок 39. Особые формы расчленения листовой пластинки
4.4.2. Сложные листья
Сложный лист имеет несколько листовых пластинок (листочков), каждая из которых имеет свой
черешочек, сидящий на общей оси (главном черешке) - рахисе (рис. 40).
Рисунок 40. Строение сложного листа
Во время листопада у сложного листа опадают вначале листочки, а затем рахис, поскольку между
листочками и рахисом имеется сочленение. В зависимости от числа листочков и их расположения
различают следующие виды сложных листьев.
Тройчатосложный лист имеет три листочка, которые прикрепляются в одном месте (лист клевера,
земляники, кислицы).
У пальчатосложного листа в одном месте прикрепляется более трех листочков (лист каштана
конского, люпина).
У перистосложных листьев листочки располагаются по сторонам рахиса. Непарноперистосложный
лист заканчивается одним листочком (лист робинии ложноакации, рябины), парноперистосложный
- двумя (лист гороха, чины, вики).
По степени разветвления рахиса различают дважды- и триждыперистосложные листья. В этом
случае листочки прикрепляются к осям второго или третьего порядка (рис. 41).
Рисунок 41. Сложные листья
4.5. Гетерофиллия (разнолистность). Листовая мозаика
На одном побеге могут выделяться различные по форме листья. У растений часто наблюдается
возрастная гетерофиллия, или разнолистность (различие в форме, размерах, структуре листьев
одного растения). При этом у растений различают три категории (формации) листьев в зависимости
от их положения. Низовые листья располагаются в основании побега, имеют вид чешуек, пленок.
Листовая пластинка их часто неразвита. В большинстве случаев они отмирают до конца вегетации
растения. Низовые листья выполняют защитную функцию. Срединные листья развиваются в
средней части побега, хорошо развиты, окрашены в зеленый цвет, выполняют функции
фотосинтеза, транспирации и газообмена. Они являются наиболее характерными для данного
растения. Верховые листья развиваются в области соцветия, служат кроющими листьями
отдельных цветков или веточек соцветия. Они недоразвиты, слабо окрашены, не имеют черешка и
прилистников, могут быть пленчатыми. Иногда верховые листья выполняют дополнительную
функцию привлечения насекомых, в этом случае они ярко окрашены.
Появление на одном растение листьев разного строения и формы может быть связано не только с
возрастными различиями, но и с влиянием факторов среды обитания. В этом случае говорят об
экологической гетерофиллии. Особенно хорошо она выражена у водных растений. Надводные
листья таких растений цельные или лопастные, подводные - многократно нитевидно рассеченные
или лентовидные (рис. 42).
Рисунок 42. Экологическая гетерофиллия
По мере роста побега расположение листьев может меняться. Черешки листьев имеют способность
изгибаться, поворачивая листовую пластинку. В результате формируется листовая мозаика листьев
- такое расположение листьев в пространстве, при котором они наименьшим образом затеняют друг
друга и лучше освещаются. При этом пластинки листьев располагаются горизонтально, листья не
затеняют друг друга, более мелкие листья располагаются в просветах между крупными. В
результате происходит максимальное использование рассеянных солнечных лучей.
4.6. Продолжительность жизни листьев. Листопад
Под продолжительность жизни листьев понимают протяженность времени с момента
развертывания почек до отмирания листьев. У листопадных деревьев и кустарников
продолжительность жизни листьев составляет 4-5 месяцев. У растений субтропиков, тайги, тундры,
высокогорий листья живут от 2 до 5 лет. У хвойных растений листья функционируют до 15 лет и
более.
После того, как листья достигнут своих предельных размеров, начинаются процессы, приводящие к
их старению. Это сопровождается оттоком из листовых пластинок различных пластических
веществ (углеводов, аминокислот). Лист изменяет свою окраску - желтеет или краснеет, что связано
с разрушением хлорофилла и накоплением каротиноидов и антоцианов.
В процессе старения листа у его основания образуется отделительный слой, который состоит из
легко расслаивающейся паренхимы. По этому слою происходит отделение листа от стебля, на
котором на месте будущего листового рубца образуется защитный слой пробки. У однодольных и
травянистых двудольных растений отделительный слой обычно не формируется, и лист отмирает и
разрушается постепенно.
У листопадных деревьев и кустарников опадение листьев - листопад - происходит осенью.
Сигналом к данному процессу является изменение длины дня.
Листопад имеет приспособительное значение, поскольку позволяет уменьшить испаряющую
поверхность, что зимой предохраняет от высыхания надземные органы растения, поскольку потеря
влаги в этом время не может быть компенсирована. Сбрасывание листьев снижает вероятность
накопления на ветвях большого количества снега, что могло бы привести к обламыванию
отдельных ветвей и полеганию стволов. В безморозных регионах с резко выраженными
засушливыми периодами (тропические саванны) листопад помогает пережить засуху.
4.7. Видоизменения (метаморфозы) листа
Листья могут видоизменяться в усики, колючки, филлодии, ловчие аппараты, чешуйки, мясистые
чешуи и т.д.
Верхняя часть листа или весь лист может превращаться в простой или ветвистый усик, который
чувствителен к прикосновению и приспособлен для лазания. У представителей рода горох, чина,
вика в усики видоизменяются верхняя часть рахиса и три-семь листочков (рис. 43).
Рисунок 43. Усики
Колючки выполняют функции уменьшения испаряющей поверхности надземной части растения и
защищают другие органы растения от поедания животными. Колючки чаще встречаются у
растений, обитающих в сухом и жарком климате. У кактусов листья полностью
метаморфизируются в колючки, которые, кроме уменьшения испарения, конденсируют водяные
пары из воздуха. У барбариса в колючки превращаются листья удлиненных побегов. У эспарцета,
астрагала в колючку может видоизменяться рахис сложного листа после опадения листочков. У
акации, молочая, робинии, держидерева в колючки видоизменяются прилистники (рис. 44).
Рисунок 44. Колючки
Ads by optAd360
Для филлодийных акаций, произрастающих в опустыненных саваннах на юго-западе Австралии,
характерно наличие филлодиев. Это метаморфоз черешка или основания листа в образование,
подобное листовой пластинке и выполняющее функцию фотосинтеза. Филлодии похожи на листья
с цельной пластинкой, плотные, кожистые (рис. 45).
Рисунок 45. Побег филлодийной акации (в нижней части побега дваждыперистосложные листья с
обычными черешками, в верхней - листья, состоящие только из филлодиев)
Для луковичных характерно наличие двух метаморфозов - сухих и сочных чешуек луковицы. Сухие
наружные чешуи выполняют защитную функцию, а сочные являются видоизмененными
основаниями листьев и выполняют функцию запаса питательных веществ (рис. 46).
Ads by optAd360
Рисунок 46. Сухие и сочные чешуи луковицы
Наиболее интересными метаморфозами являются ловчие аппараты. Они развиваются у
насекомоядных растений, которые произрастают на бедных минеральными веществами почвах и
получают богатую азотом и фосфором пищу, переваривая животных. Строение ловчих аппаратов
различно. У росянки круглолистной (Drosera rotundifolia), которая широко распространенна в
северных и центральных районах России, верхняя сторона и края листьев имеют волоски с
железистой головкой. Насекомые, привлекаемые слизью, выделяемой этими железками, садятся на
лист, после чего край листа медленно загибается и захватывает насекомое, которое переваривается
пищеварительными ферментами, находящимися в слизи (рис. 47).
Рисунок 47. Листья росянки круглолистной
В прибрежной части Северной Каролины (США) произрастает венерина мухоловка
(Dionaea muscipula), листья которой превратились в две круглые створки, снабженные по
краямдлинными зубцами. На поверхности обоих створок находится по три чувствительных волоска.
Когда насекомое касается этих волосков, створки листа захлопываются. На внутренней
поверхности листа имеются мелкие железки, выделяющие секрет, который содержит
пищеварительные ферменты (рис. 48).
