Lektion "Et blads cellulær struktur"

Mål: vise forholdet mellem strukturen af ​​et blad og dets funktioner; udvikle konceptet om planters cellulære struktur; fortsætte med at udvikle færdighederne til selvstændigt arbejde med instrumenter, evnen til at observere, sammenligne, sidestille og drage konklusioner på egen hånd;

udvikle kærlighed og respekt for naturen. Udstyr

: tabeller "Blades mangfoldighed", "Blades cellulære struktur"; herbarium – bladvenation, simple og sammensatte blade; indendørs planter; præparater af huden af ​​Tradescantia og geranium blade.

UDVIKLING AF LEKTIONEN

Hvert forår og sommer, på gader, pladser, i skolegården og derhjemme - hele året rundt i vindueskarmene er vi omgivet af elegante grønne planter. Vi er vant til dem. Vi er så vant til det, at vi ofte ikke bemærker forskellen på dem.

Tidligere troede mange mennesker, at alle blade var ens, men den sidste lektion viste mangfoldigheden af ​​deres fantastiske former og deres skønhed. Lad os huske det dækkede materiale.

Planter er opdelt i to grupper afhængigt af antallet af kimblade. Hvilke? Det er rigtigt, enkimbladede og tokimbladede! Se nu: det viser sig, at hvert blad ved, hvilken klasse dens plante tilhører, og kniplingen af ​​blade hjælper bladene til bedre at bruge lyset.

Så tag den første konvolut. Den indeholder blade af forskellige planter. Opdel dem i to grupper efter typen af ​​venation. Godt gået! Del nu bladene fra den anden kuvert i to grupper, men efter eget skøn. Hvem kan sige, hvilket princip der guidede dig, da du bragte tingene i orden? Det er rigtigt, du opdelte bladene i komplekse og simple.

Se nu - der ligger opgaver på bordene. Udfyld dem venligst.

1. Et blad er en del... . Bladene består af... og... .

2. Billedet viser blade med forskellige former for venation. Mærk hvilket blad der har hvilken åre.

Fra den ydre beskrivelse går vi videre til at studere bladets indre struktur. I en af ​​lektionerne lærte vi, at bladet er nødvendigt for, at planten kan give luftnæring, men hvordan virker det? Et blad består af celler, men cellerne er ikke identiske og udfører forskellige funktioner. Hvilket stof dækker lagen? Dækkende eller beskyttende!
I det grønne palæ
Arealerne er ikke opmålt,
Værelserne tælles ikke med
Væggene er som glas
Alt er synligt hele vejen igennem!
Og der er vinduer i væggene,
De lukker sig selv!

Lad os se på dette mysterium. Det grønne tårn er et blad, rummene er celler. Gennemsigtige, ligesom glas, er vægge et dækkende stof. Det er det, vi vil se på i dag. For at gøre dette skal du forberede stoffet. Vi lærte, hvordan man gør dette korrekt, da vi studerede bladets hud.

En elev laver en forberedelse af huden på oversiden af ​​bladet, den anden - undersiden.

Vi forberedte og satte mikroskopet op. Lad os først se på den øverste hud. Hvorfor er hun som glas?

Fordi det er gennemsigtigt og derfor transmitterer lysstråler.

Hvad betyder "vinduer i væggene"?

Prøv at finde dem! For at gøre dette er det bedre at undersøge huden på undersiden af ​​bladet. Hvordan er nogle celler forskellige fra andre?

Stomatale celler danner et "vindue": de er beskyttelsesceller og har, i modsætning til andre celler i integumentært væv, en grøn farve, fordi indeholder kloroplaster. Gabet mellem dem kaldes stomatal.

Hvorfor tror du, der er behov for stomata?

For at sikre fordampning og indtrængning af luft ind i pladen. Og de åbner og lukker for at regulere indtrængning af luft og vand.

Overvej forskellene i strukturen af ​​den øvre og nedre hud. Der er flere stomata på undersiden. Forskellige planter har blade med forskelligt antal stomata.

Nu skal vi formalisere vores observationer i form af en laboratorierapport.

For at gøre dette skal du udføre følgende opgaver.

Laboratoriearbejde "Struktur af bladhud"

Stomata er porer i epidermis, hvorigennem der sker gasudveksling. De findes hovedsageligt i bladene, men også på stænglen. Hver stomata er på begge sider omgivet af beskyttelsesceller, som i modsætning til andre epidermale celler indeholder kloroplaster. Beskyttelsesceller kontrollerer størrelsen af ​​stomatalåbningen ved at ændre deres turgiitet.

Disse celler er levende og indeholder klorofylkorn og stivelseskorn, som er fraværende i andre celler i epidermis. Der er især mange stomata på bladet. Tværsnittet viser, at der direkte under stomata inde i bladvævet er et hulrum kaldet åndedrætshulen. Inden for mellemrummet er vagtcellerne tættere sammen i den midterste del af cellerne, og over og under er de længere fra hinanden og danner rum kaldet for- og baggårde.

Beskyttelsesceller er i stand til at øge og trække deres størrelse sammen, på grund af hvilken stomatalfissuren nogle gange åbner bredt, nogle gange indsnævres eller endda bliver helt lukket.

Beskyttelsesceller er således det apparat, der regulerer processen med at åbne og lukke stomata.

Hvordan udføres denne proces?

Væggene af beskyttelsescellerne, der vender mod mellemrummet, er meget tykkere end væggene, der vender mod nabocellerne. Når planten er oplyst og har overskydende fugt, ophobes stivelse i vagtcellernes klorofylkorn, hvoraf en del omdannes til sukker. Sukker opløst i cellesaft tiltrækker vand fra tilstødende epidermale celler, som et resultat af hvilket turgor øges i beskyttelsescellerne. Stærkt tryk fører til fremspring af cellernes vægge, der støder op til de epidermale, og de modsatte, stærkt fortykkede vægge rettes ud. Som et resultat åbner stomatalfissuren sig, og gasudvekslingen såvel som vandfordampningen øges. I mørke eller med mangel på fugt falder turgortrykket, beskyttelsescellerne vender tilbage til deres tidligere position, og de fortykkede vægge lukker. Stomatalspalten lukker.

Stomata er placeret på alle unge, ikke-lignificerede jordorganer af planten. Der er især mange af dem på bladene, og her er de primært placeret på den nederste overflade. Hvis bladet er placeret lodret, udvikles stomata på begge sider. I bladene fra nogle vandplanter, der flyder på vandoverfladen (for eksempel åkander, ægkapsler), er stomata kun placeret på oversiden af ​​bladet.

Antal stomata pr. 1 kvm. mm bladoverflade er i gennemsnit 300, men når nogle gange 600 eller mere. Kattehale (Typha) har over 1300 stomata per 1 kvadratmeter. mm. Blade nedsænket i vand har ikke stomata. Stomata er oftest placeret jævnt over hele hudens overflade, men hos nogle planter er de samlet i grupper. I enkimbladede planter såvel som på nålene på mange nåletræer er de arrangeret i langsgående rækker. Hos planter i tørre områder er stomata ofte nedsænket i bladvævet. Stomatal udvikling sker normalt som følger. I enkelte celler i epidermis dannes bueformede vægge, der deler cellen i flere mindre, så den centrale bliver stamfader til stomata. Denne celle er delt af en langsgående (langs cellens akse) septum. Denne septum splittes derefter, og der dannes et hul. De celler, der begrænser det, bliver stomataens beskyttelsesceller. Nogle levermoser har ejendommelige stomata, blottet for beskyttelsesceller.

I fig. viser udseendet af stomata og beskyttelsesceller i et mikrofotografi opnået ved hjælp af et scanningselektronmikroskop.

Det kan her ses, at vagtcellernes cellevægge er heterogene i tykkelsen: den væg, der er tættere på åbningen af ​​stomata, er klart tykkere end den modsatte væg. Desuden er cellulosemikrofibrillerne, der udgør cellevæggen, arrangeret på en sådan måde, at væggen mod hullet er mindre elastisk, og nogle fibre danner en slags bøjler omkring beskyttelsescellerne, ligesom pølser. Da cellen absorberer vand og bliver turgi, forhindrer disse bøjler den i at udvide sig yderligere, så den kun kan strække sig i længden. Da beskyttelsescellerne er forbundet i deres ender, og de tyndere vægge væk fra stomatalfissuren lettere strækker sig, får cellerne en halvcirkelformet form. Derfor opstår der et hul mellem vagtcellerne. (Vi får den samme effekt, hvis vi puster en pølseformet ballon op med klæbende tape på den langs en af ​​dens sider.)

Omvendt, når vand forlader beskyttelsescellerne, lukker poren sig. Hvordan ændringen i celleturgiditet opstår er endnu ikke klart.

En af de traditionelle hypoteser, "sukker-stivelse"-hypotesen, antyder, at koncentrationen af ​​sukker i vagtceller øges i løbet af dagen, og som følge heraf øges det osmotiske tryk i cellerne og strømmen af ​​vand ind i dem. Ingen har dog endnu været i stand til at påvise, at der ophobes tilstrækkeligt sukker i vagtceller til at forårsage de observerede ændringer i osmotisk tryk. Det blev for nylig fundet, at i løbet af dagen i lyset ophobes kaliumioner og ledsagende anioner i vagtceller; Denne ophobning af ioner er ganske tilstrækkelig til at forårsage de observerede ændringer. I mørke forlader kaliumioner (K+) beskyttelsescellerne ind i de tilstødende epidermale celler. Det er stadig uklart, hvilken anion der balancerer den positive ladning af kaliumionen. Nogle (men ikke alle) af de undersøgte planter viste akkumulering af store mængder anioner af organiske syrer såsom malat. Samtidig aftager stivelseskornene, som optræder i mørket i vagtcellernes kloroplaster, i størrelse. Dette tyder på, at stivelse omdannes til malat i lyset.

Nogle planter, såsom Allium cepa (løg), har ikke stivelse i deres beskyttelsesceller. Derfor, når stomata er åbne, akkumuleres malat ikke, og kationer absorberes tilsyneladende sammen med uorganiske anioner såsom chlorid (Cl-).

Nogle spørgsmål forbliver uafklarede. Hvorfor har du for eksempel brug for lys for at åbne stomata? Hvilken rolle spiller kloroplaster udover at opbevare stivelse? Bliver malat igen til stivelse i mørke? I 1979 blev det vist, at kloroplasterne i vagtcellerne i Vicia faba (faba-bønne) mangler Calvin-cyklusenzymer, og thylakoidsystemet er dårligt udviklet, selvom klorofyl er til stede. Som et resultat virker den sædvanlige C3-vej for fotosyntese ikke, og der dannes ikke stivelse. Dette kunne være med til at forklare, hvorfor stivelse ikke dannes om dagen, som i almindelige fotosyntetiske celler, men om natten. En anden interessant kendsgerning er fraværet af plasmodesmata i vagtceller, dvs. sammenlignende isolering af disse celler fra andre celler i epidermis.

Af særlig betydning i en plantes liv er stomata, som tilhører det epidermale vævssystem. Stomatas struktur er så unik, og deres betydning er så stor, at de bør overvejes hver for sig.

Den fysiologiske betydning af epidermalt væv er dobbelt, stort set modstridende. På den ene side er epidermis strukturelt tilpasset til at beskytte planten mod udtørring, hvilket lettes af tæt lukning af epidermale celler, dannelsen af ​​et neglebånd og relativt lange dækkende hår. Men på den anden side skal epidermis passere gennem masser af vanddamp og forskellige gasser, der suser i indbyrdes modsatte retninger. Gas- og dampudveksling kan under nogle omstændigheder være meget intens. I en planteorganisme løses denne modsætning med succes ved hjælp af stomata. Stomata består af to ejendommeligt modificerede epidermale celler forbundet med hinanden med modsatte (langs deres længde) ender og kaldet vagtceller. Det intercellulære rum mellem dem kaldes stomatal fissur.

Beskyttelsesceller kaldes så, fordi de gennem aktive periodiske ændringer i turgor ændrer deres form på en sådan måde, at stomatalfissuren enten åbner eller lukker. De følgende to funktioner er af stor betydning for disse stomatale bevægelser. For det første indeholder beskyttelsesceller, i modsætning til andre celler i epidermis, kloroplaster, hvori der sker fotosyntese i lyset, og der dannes sukker. Ophobningen af ​​sukker som et osmotisk aktivt stof forårsager en ændring i turgortrykket i beskyttelsesceller sammenlignet med andre celler i epidermis. For det andet fortykkes beskyttelsescellernes membraner ujævnt, så en ændring i turgortrykket forårsager en ujævn ændring i volumenet af disse celler og som følge heraf en ændring i deres form. Ændringen i formen af ​​beskyttelsescellerne forårsager en ændring i bredden af ​​stomatalfissuren. Lad os illustrere dette med følgende eksempel. Figuren viser en af ​​tokimbladede planters stomatatyper. Den yderste del af stomata består af hindefremspring dannet af neglebåndet, nogle gange ubetydelige, og nogle gange ret betydelige. De begrænser et lille mellemrum fra den ydre overflade, hvis nedre grænse er selve stomatalgabet, kaldet forhave stomata. Bag stomatalispalten, indeni, er der et andet lille rum, afgrænset af små indvendige fremspring af beskyttelsescellernes sidevægge, kaldet terrassestomata. Terrassen åbner direkte ind i et stort intercellulært rum kaldet luft hulrum.

I lyset dannes sukker i vagtcellerne, det trækker vand fra naboceller, vagtcellernes turgor øges, og de tynde dele af deres skal strækker sig mere end de tykke. Derfor bliver de konvekse fremspring, der rager ind i stomatalspalten, flade, og stomata åbner sig. Hvis sukker for eksempel bliver til stivelse om natten, falder turgoren i beskyttelsescellerne, dette medfører en svækkelse af de tynde sektioner af skallen, de stikker ud mod hinanden og stomata lukkes. I forskellige planter kan mekanismen for lukning og åbning af stomatalgabet være forskellig. For eksempel i græsser og kværn har vagtceller udvidede ender og er indsnævret i den midterste del. Membranerne i de midterste dele af cellerne er fortykkede, mens deres udvidede ender bevarer tynde cellulosemembraner. En stigning i turgor forårsager hævelse af enderne af cellerne, og som et resultat bevæger de lige midterdele sig væk fra hinanden. Dette fører til åbningen af ​​stomata.

Funktioner i stomatalapparatets funktionsmekanisme skabes både af formen og strukturen af ​​beskyttelsescellerne og ved deltagelse i den af ​​epidermale celler, der støder op til stomata. Hvis cellerne umiddelbart ved siden af ​​stomata adskiller sig i udseende fra andre celler i epidermis, kaldes de ledsagende stomataceller.

Oftest har ledsagende og efterfølgende celler en fælles oprindelse.

Stomatas beskyttelsesceller er enten hævet lidt over overfladen af ​​epidermis eller omvendt sænket ned i mere eller mindre dybe gruber. Afhængig af vagtcellernes position i forhold til det generelle niveau af overfladen af ​​epidermis, ændres selve mekanismen til justering af bredden af ​​stomatalfissuren noget. Nogle gange bliver stomiens vagtceller lignificerede, og så bestemmes reguleringen af ​​åbningen af ​​stomatalfissuren af ​​aktiviteten af ​​tilstødende epidermale celler. Udvider og krymper, det vil sige at ændre deres volumen, de medfører beskyttelsescellerne ved siden af ​​dem. Men ofte lukker stomata med lignificerede beskyttelsesceller slet ikke. I sådanne tilfælde udføres regulering af intensiteten af ​​gas- og dampudveksling anderledes (gennem den såkaldte begyndende tørring). I stomata med lignificerede beskyttelsesceller dækker neglebåndet ofte med et ret tykt lag ikke kun hele stomatalfissuren, men strækker sig endda til lufthulen og forer dens bund.

De fleste planter har stomata på begge sider af bladet eller kun på undersiden. Men der er også planter, hvor stomata kun dannes på oversiden af ​​bladet (på blade, der flyder på vandoverfladen). Som regel er der flere stomata på blade end på grønne stængler.

Antallet af stomata på bladene fra forskellige planter varierer meget. For eksempel er antallet af stomata på undersiden af ​​et awnless brome-blad i gennemsnit 30 per 1 mm 2, i solsikkedyrkning under samme forhold er det omkring 250. Nogle planter har op til 1300 stomata per 1 mm 2 .

I eksemplarer af samme planteart afhænger stomatas tæthed og størrelse stærkt af miljøforhold. For eksempel var der på bladene af en solsikke dyrket i fuldt lys, i gennemsnit 220 stomata pr. 1 mm 2 bladoverflade, og på et eksemplar dyrket ved siden af ​​det første, men med let skygge, var der omkring 140. På en plante vokset i fuldt lys, tætheden af ​​stomata stiger fra de nederste blade til de øverste.

Antallet og størrelsen af ​​stomata afhænger ikke kun af plantens vækstbetingelser, men også af de indre forhold mellem livsprocesser i selve planten. Disse værdier (koefficienter) er de mest følsomme reagenser for hver kombination af faktorer, der bestemmer væksten af ​​en plante. Derfor giver bestemmelse af tætheden og størrelsen af ​​stomata af blade af planter dyrket under forskellige forhold en idé om arten af ​​forholdet mellem hver plante og dets miljø. Alle metoder til bestemmelse af størrelsen og antallet af anatomiske elementer i et bestemt organ tilhører kategorien af ​​kvantitative anatomiske metoder, som nogle gange bruges i miljøundersøgelser, såvel som til at karakterisere sorter af dyrkede planter, da hver sort af enhver dyrket plante er kendetegnet ved visse grænser for størrelse og antal anatomiske elementer pr. arealenhed. Metoder til kvantitativ anatomi kan med stor fordel bruges i både plantedyrkning og økologi.

Sammen med stomata beregnet til gas- og dampudveksling er der også stomata, hvorigennem vand frigives ikke i form af damp, men i en dråbe-væske tilstand. Nogle gange ligner sådanne stomata ganske almindelige, kun lidt større, og deres beskyttelsesceller mangler mobilitet. Ganske ofte, i sådan en stomata i en fuldt moden tilstand, er vagtceller fraværende, og kun et hul er tilbage, der fører vand ud. Stomata, der udskiller dråber flydende vand kaldes vand, og alle formationer involveret i frigivelsen af ​​dråbe-flydende vand - hydatoder.

Strukturen af ​​hydatoder er varieret. Nogle hydatoder har parenkym under hullet, der fjerner vand, som er involveret i overførslen af ​​vand fra det vandledende system og i dets frigivelse fra organet; i andre hydatoder nærmer det vandledende system sig direkte udløbet. Hydatoder dannes især ofte på de første blade af frøplanter af forskellige planter. I fugtigt og varmt vejr frigiver de unge blade af korn, ærter og mange enggræsser således vand dråbe for dråbe. Dette fænomen kan observeres i den første halvdel af sommeren tidligt om morgenen hver skønne dag.

De mest veldefinerede hydatoder er placeret langs kanterne af bladene. Ofte bæres en eller flere hydatoder af hver af de dentikler, der slukker for kanterne af bladene.

Der er tre typer reaktioner af stomatalapparatet på miljøforhold:

1. Hydropassiv reaktion- dette er lukningen af ​​stomatale fissurer, forårsaget af det faktum, at de omgivende parenkymceller er fyldt med vand og mekanisk komprimerer beskyttelsescellerne. Som følge af kompression kan stomata ikke åbne sig, og der dannes ikke en stomatal fissur. Hydropassive bevægelser observeres normalt efter kraftig vanding og kan forårsage hæmning af fotosynteseprocessen.

2. Hydroaktiv reaktionåbning og lukning er bevægelser forårsaget af ændringer i vandindholdet i stomatas beskyttelsesceller. Mekanismen for disse bevægelser er diskuteret ovenfor.

3. Fotoaktiv reaktion. Fotoaktive bevægelser viser sig ved åbning af stomata i lyset og lukning i mørke. Af særlig betydning er røde og blå stråler, som er mest effektive i processen med fotosyntese. Dette er af stor adaptiv betydning, fordi på grund af åbningen af ​​stomata i lyset, diffunderer CO 2, der er nødvendig for fotosyntesen, til kloroplasterne.

Mekanismen for fotoaktive bevægelser af stomata er ikke helt klar. Lys har en indirekte effekt gennem en ændring i koncentrationen af ​​CO 2 i stomatas vagtceller. Hvis koncentrationen af ​​CO 2 i de intercellulære rum falder under en vis værdi (denne værdi afhænger af plantetypen), åbner stomata sig. Når CO 2 -koncentrationen stiger, lukker stomata. Beskyttelsescellerne i stomata indeholder altid kloroplaster, og der sker fotosyntese. I lyset optages CO 2 under fotosyntesen, dets indhold falder. Ifølge den canadiske fysiolog W. Scarces hypotese påvirker CO 2 graden af ​​åbenhed af stomata gennem en ændring i pH i beskyttelsescellerne. Et fald i CO 2 -indholdet fører til en stigning i pH-værdien (et skift til den alkaliske side). Tværtimod medfører mørket en stigning i CO 2 -indholdet (på grund af det faktum, at CO 2 frigives under respirationen og ikke bruges i fotosynteseprocessen) og et fald i pH-værdien (et skift til den sure side). Ændring af pH-værdien fører til en ændring i enzymsystemernes aktivitet. Især et skift i pH til den alkaliske side øger aktiviteten af ​​enzymer involveret i nedbrydningen af ​​stivelse, mens et skift til den sure side øger aktiviteten af ​​enzymer involveret i stivelsessyntese. Nedbrydningen af ​​stivelse til sukkerarter medfører en stigning i koncentrationen af ​​opløste stoffer, og derfor bliver det osmotiske potentiale og som følge heraf vandpotentialet mere negativt. Beskyttelsescellerne begynder intensivt at modtage vand fra de omgivende parenkymceller. Stomata åbnes. Modsatte ændringer opstår, når processer skifter mod stivelsessyntese. Dette er dog ikke den eneste forklaring. Det har vist sig, at stomatale beskyttelsesceller indeholder væsentligt mere kalium i lyset sammenlignet med mørke. Det er blevet fastslået, at mængden af ​​kalium i beskyttelsesceller, når stomata åbner, stiger 4-20 gange, mens denne indikator i medfølgende celler falder. Der ser ud til at være en omfordeling af kalium. Når stomata åbner sig, opstår der en signifikant gradient af membranpotentiale mellem beskyttelsen og de ledsagende celler (I.I. Gunar, L.A. Panichkin). Tilsætning af ATP til epidermis, der flyder på KS1-opløsning, øger hastigheden af ​​stomatal åbning i lys. En stigning i ATP-indholdet i stomataens beskyttelsesceller under deres åbning er også blevet vist (S.A. Kubichik). Det kan antages, at ATP, dannet under fotosyntetisk fosforylering i beskyttelsesceller, bruges til at øge tilførslen af ​​kalium. Dette skyldes aktiviteten af ​​H + -ATPase. Aktivering af H+-pumpen fremmer frigivelsen af ​​H+ fra vagtceller. Dette resulterer i transport langs den elektriske gradient af K+ ind i cytoplasmaet og derefter ind i vakuolen. Den øgede tilførsel af K+ fremmer igen transporten af ​​C1 - langs den elektrokemiske gradient. Osmotisk koncentration stiger. I andre tilfælde balanceres indtaget af K + ikke af C1 -, men af ​​salte af æblesyre (malater), som dannes i cellen som reaktion på et fald i pH som følge af frigivelsen af ​​H +. Ophobningen af ​​osmotisk aktive stoffer i vakuolen (K +, C1 -, malater) reducerer det osmotiske og derefter vandpotentialet i stomataens beskyttelsesceller. Vand kommer ind i vakuolen og stomata åbnes. I mørke transporteres K+ fra en vis mængde (denne værdi afhænger af plantearten), stomata åbnes. Når CO 2 -koncentrationen stiger, lukker stomata. Beskyttelsescellerne i stomata indeholder altid kloroplaster, og der sker fotosyntese. I lyset optages CO 2 under fotosyntesen, dets indhold falder. Ifølge den canadiske fysiolog W. Scarces hypotese påvirker CO 2 graden af ​​åbenhed af stomata gennem en ændring i pH i beskyttelsescellerne. Et fald i CO 2 -indholdet fører til en stigning i pH-værdien (et skift til den alkaliske side). Tværtimod medfører mørket en stigning i CO 2 -indholdet (på grund af det faktum, at CO 2 frigives under respirationen og ikke bruges i fotosynteseprocessen) og et fald i pH-værdien (et skift til den sure side). Ændring af pH-værdien fører til en ændring i enzymsystemernes aktivitet. Især et skift i pH til den alkaliske side øger aktiviteten af ​​enzymer involveret i nedbrydningen af ​​stivelse, mens et skift til den sure side øger aktiviteten af ​​enzymer involveret i stivelsessyntese. Nedbrydningen af ​​stivelse til sukkerarter medfører en stigning i koncentrationen af ​​opløste stoffer, og derfor bliver det osmotiske potentiale og som følge heraf vandpotentialet mere negativt. Beskyttelsescellerne begynder intensivt at modtage vand fra de omgivende parenkymceller. Stomata åbnes. Modsatte ændringer opstår, når processer skifter mod stivelsessyntese. Dette er dog ikke den eneste forklaring. Det har vist sig, at stomatale beskyttelsesceller indeholder væsentligt mere kalium i lyset sammenlignet med mørke. Det er blevet fastslået, at mængden af ​​kalium i beskyttelsesceller, når stomata åbner, stiger 4-20 gange, mens denne indikator i medfølgende celler falder. Der ser ud til at være en omfordeling af kalium. Når stomata åbner sig, opstår der en signifikant gradient af membranpotentiale mellem beskyttelsen og de ledsagende celler (I.I. Gunar, L.A. Panichkin). Tilsætning af ATP til epidermis, der flyder på KS1-opløsning, øger hastigheden af ​​stomatal åbning i lys. En stigning i ATP-indholdet i stomataens beskyttelsesceller under deres åbning er også blevet vist (S.A. Kubichik). Det kan antages, at ATP, dannet under fotosyntetisk fosforylering i beskyttelsesceller, bruges til at øge tilførslen af ​​kalium. Dette skyldes aktiviteten af ​​H + -ATPase. Aktivering af H+-pumpen fremmer frigivelsen af ​​H+ fra vagtceller. Dette resulterer i transport langs den elektriske gradient af K+ ind i cytoplasmaet og derefter ind i vakuolen. Den øgede tilførsel af K+ fremmer igen transporten af ​​C1 - langs den elektrokemiske gradient. Osmotisk koncentration stiger. I andre tilfælde balanceres indtaget af K + ikke af C1 -, men af ​​salte af æblesyre (malater), som dannes i cellen som reaktion på et fald i pH som følge af frigivelsen af ​​H +. Ophobningen af ​​osmotisk aktive stoffer i vakuolen (K +, C1 -, malater) reducerer det osmotiske og derefter vandpotentialet i stomataens beskyttelsesceller. Vand kommer ind i vakuolen og stomata åbnes. I mørke transporteres K+ fra vagtcellerne til de omgivende celler og stomata lukkes. Disse processer er præsenteret i form af et diagram:

Stomatale bevægelser reguleres af plantehormoner (fytohormoner). Åbning af stomata forhindres, og lukningen stimuleres af fytohormonet abscisinsyre (ABA). Det er interessant i denne henseende, at ABA hæmmer syntesen af ​​enzymer involveret i nedbrydningen af ​​stivelse. Der er tegn på, at ATP-indholdet falder under påvirkning af abscisinsyre. Samtidig reducerer ABA indtaget af K+, muligvis på grund af et fald i outputtet af H+-ioner (hæmning af H+-pumpen). Andre phytohormoners rolle - cytokininer - i reguleringen af ​​stomatal åbning ved at øge K+-transporten ind i stomatale guard-celler og aktivere H+-ATPase diskuteres.

Bevægelsen af ​​stomatale celler viste sig at være temperaturafhængig. En undersøgelse af en række planter viste, at ved temperaturer under 0°C åbner stomata sig ikke. En stigning i temperaturen over 30°C forårsager lukning af stomata. Dette kan skyldes en stigning i CO 2 -koncentrationen som følge af en stigning i respirationsintensiteten. Samtidig er der observationer, at i forskellige hvedesorter er stomatas reaktion på forhøjet temperatur forskellig. Langvarig udsættelse for høje temperaturer skader stomata, i nogle tilfælde så meget, at de mister evnen til at åbne og lukke.

Observationer af graden af ​​åbenhed af stomata er af stor betydning i fysiologisk og agronomisk praksis. De hjælper med at bestemme behovet for et anlæg til at levere vand. Lukningen af ​​stomata indikerer allerede ugunstige ændringer i vandmetabolismen og som følge heraf vanskeligheder med at fodre planter med kuldioxid.

Spørgsmål 1. Hvilket organ vil vi tale om? Vi taler om blade.

Foreslå lektionens hovedspørgsmål. Sammenlign din version med forfatterens (s. 141). Hvilket planteorgan kan fordampe vand og absorbere lys?

Spørgsmål 2. Hvordan optager alger ilt, vand og mineraler? (5. klasse)

Alger absorberer ilt, vand og mineraler over hele overfladen af ​​thallus.

Hvordan bruger planter lys? (5. klasse)

Typisk bruger en plante sollys til at behandle den kuldioxid, der er nødvendig for dens liv. Takket være klorofyl, stoffet der gør bladene grønne, er de i stand til at omdanne lysenergi til kemisk energi. Kemisk energi giver os mulighed for at få kuldioxid og vand fra luften, hvorfra kulhydrater syntetiseres. Denne proces kaldes fotosyntese. Samtidig frigiver planter ilt. Kulhydrater kombineres med hinanden og danner endnu et stof, der ophobes i rødderne, og dermed dannes de stoffer, der er nødvendige for plantens liv og udvikling.

Hvad er stomata? (5. klasse)

Stomata er spaltelignende åbninger i huden på et blad, omgivet af to beskyttelsesceller. Server til gasudveksling og transpiration.

Hvilke planteblade høster folk til fremtidig brug og hvorfor?

Blade af lægeplanter (for eksempel plantain, ildgær, følfod osv.) høstes til efterfølgende tilberedning af te og afkog. Ribsblade tilberedes også til te, mynte til te og madlavning. Mange tørrede krydderier laves også af bladene.

Hvilken gas frigiver celler under respiration? (5. klasse)

Når du trækker vejret, optages ilt, og der frigives kuldioxid.

Spørgsmål 3. Forklar ved hjælp af tekst og billeder, hvordan strukturen af ​​et blad er relateret til de funktioner, det udfører.

Bladceller, der er rige på kloroplaster, kaldes hovedbladvævet, og det udfører bladenes hovedfunktion - fotosyntese. Det øverste lag af hovedvævet består af celler, der er tæt presset sammen i form af søjler - dette lag kaldes søjleparenkym.

Det nederste lag består af løst anbragte celler med store mellemrum imellem dem - det kaldes svampet parenkym.

Gasser passerer frit mellem cellerne i det underliggende væv. Tilførslen af ​​kuldioxid genopfyldes både fra atmosfæren og fra celler.

Til gasudveksling og transpiration har bladet stomata.

Spørgsmål 4. Overvej bladets struktur i figur 11.1.

Et blad består af et bladblad, et bladstilk (måske ikke findes i alle blade, i så fald kaldes et sådant blad siddende), stipler og bladbladets bund.

Spørgsmål 5. Der er en selvmodsigelse: bladets fotosyntetiske celler skal pakkes tættere, men bevægelsen af ​​gasser kan ikke hindres. Overvej figur 11.2 og forklar, hvordan bladets struktur eliminerer denne modsætning.

Der er lufthuler i bladparenkymet, der løser dette problem. Disse hulrum er forbundet med det ydre miljø gennem stomata og linser. Stængler og rødder fra vand-, mose- og andre planter, der lever under forhold med mangel på luft og som følge heraf vanskelig gasudveksling, er rige på luftførende hulrum.

Konklusion: blade udfører fotosyntese, fordamper vand, absorberer kuldioxid og frigiver ilt, beskytter nyrerne og lagrer næringsstoffer.

Spørgsmål 6: Hvilke funktioner har et regneark?

Blade fordamper vand, absorberer kuldioxid og frigiver ilt gennem fotosyntese, beskytter knopper og lagrer næringsstoffer.

Spørgsmål 7. Hvad sker der med ilt og kuldioxid i et blad?

Kuldioxid + vand optaget fra atmosfæren (allerede i bladene) omdannes til organiske stoffer og ilt i bladene under påvirkning af sollys. Sidstnævnte frigives af planten til atmosfæren.

Spørgsmål 8. Hvad sker der i et blad med vand?

Noget af vandet, der kommer ind i bladene, fordamper, og noget bruges i fotosynteseprocessen.

Spørgsmål 9. Hvilke stoffer består lagen af?

Bladet er dækket af integumentært væv - epidermis. De kloroplastrige bladceller kaldes hovedbladvævet. Det øverste lag af hovedvævet består af celler, der er tæt presset sammen i form af søjler - dette lag kaldes søjleparenkym. Det nederste lag består af løst anbragte celler med store mellemrum imellem dem - det kaldes svampet parenkym.

Gasser passerer frit mellem cellerne i hovedvævet på grund af det luftbærende parenkym. Til gasudveksling og transpiration har bladet stomata.

Tykkelsen af ​​hovedbladvævet gennemtrænges af ledende væv - bundter af kar bestående af xylem og floem. Bundterne af kar er forstærket af lange og tykvæggede celler af støttevæv - de giver arket yderligere stivhed.

Spørgsmål 10. Hvad er funktionerne af bladårer?

Vener er transportveje i to retninger. Sammen med de mekaniske fibre danner årerne bladets stive ramme.

Spørgsmål 11. Hvad er faren for overophedning og hypotermi af et ark?

Hvis temperaturen er for høj, som om temperaturen er for lav, stopper fotosyntesen. Der produceres ikke organisk stof eller ilt.

Spørgsmål 12. Hvordan adskilles et blad fra en gren?

Næringsstoffer forlader bladene og aflejres i rødderne eller skuddene som reserver. På det punkt, hvor bladet hæfter på stilken, dør cellerne (der dannes et ar), og broen mellem bladet og stilken bliver skør og kan ødelægges af en svag brise.

Spørgsmål 13. Hvad forårsager variationen af ​​bladformer i planter af forskellige arter?

Fordampning fra det afhænger af bladets form. Planter i varmt og tørt klima har mindre blade, nogle gange i form af nåle og ranker. Dette reducerer det overfladeareal, hvorfra vandet fordamper. En måde at reducere fordampning fra store blade på er at vokse fnug eller blive dækket af et tykt neglebånd eller en voksagtig belægning.

Spørgsmål 14. Hvorfor kan formen og størrelsen af ​​blade på den samme plante variere?

Afhængig af miljøet, hvor disse blade er placeret. For eksempel i pilespids er bladene, der er i vandet, forskellige fra de blade, der kommer til vandoverfladen. Hvis det er en landplante, afhænger det af solens belysning af planten, graden af ​​bladets nærhed til roden og tidspunktet for bladblomstring.

Spørgsmål 15. Min biologiske forskning

Et verbalt portræt af et blad kan erstatte dets billede.

Botanikere er blevet enige om, hvilke ord de skal kalde blade af en eller anden form. Derfor kan de genkende et blad fra et verbalt portræt uden at se på et botanisk atlas. For begyndere er det dog nyttigt at bruge deres billeder. Os. 56 viser diagrammer, der viser forskellige former for blade, toppe og bunde af blade og komplekse blade (fig. 11.7–11.11). Brug disse diagrammer til at skabe verbale portrætter af planteblade fra et herbarium, botanisk atlas eller lærebog.

For eksempel er zonale geraniumblade lange bladstilke, svagt fligede, afrundede, nyreformede, lysegrønne og pubescente. Bladbladets kant er hel. Bladbladets spidser er afrundede, bunden af ​​bladet er hjerteformet.

Ædel laurbær. I almindelig sprogbrug kaldes bladet laurbærblad. Bladene vekslende, kortbladede, helkantede, glatte, enkle, 6-20 cm lange og 2-4 cm brede, med en ejendommelig krydret lugt; Bladbladet er aflangt, lancetformet eller elliptisk, indsnævret mod bunden, mørkegrønt over, lysere på undersiden.

Norge ahorn. Bladformen er enkel, helt opdelt. Bladene har klare, udtalte årer, har 5 lapper, der ender i spidse lapper, de 3 forlapper er identiske, de 2 nederste er lidt mindre. Der er afrundede riller mellem knivene. Bladbladets spidser er trukket tilbage, bladets bund er hjerteformet. Bladbladets kant er hel. Bladene er mørkegrønne over, lysegrønne forneden og holdes på lange bladstilke.

Hvid akacie. Bladet har en ulige-fjedret, kompleks, bestående af faste, ovale eller ellipseformede småblade ved bunden af ​​hvert blad er der stipuler modificeret til rygsøjler.

Birk. Birkeblade er vekslende, hele, takkede langs kanterne, ovale-rhombiske eller trekantede-ovale, med en bred kileformet base eller næsten afskårne, glatte. Ventilationen af ​​bladbladet er perfekt pinnate-neural (pinnate-marginal): de laterale vener ender i tænder.

Hyben. Bladarrangementet er alternativt (spiral); venation – pinnat. Dens blade er sammensatte, ulige-fjedrede (spidsen af ​​bladet ender i en folder), med et par stipler. Der er fem til syv foldere, de er elliptiske, kanterne er takkede, spidsen er kileformet, og bunden er grålig.