Сабақ «Жапырақтың жасушалық құрылысы»

Мақсат:жапырақтың құрылысы мен атқаратын қызметі арасындағы байланысты көрсету; өсімдіктердің жасушалық құрылысы туралы түсініктерін дамыту; аспаптармен өз бетінше жұмыс істеу дағдыларын, өз бетімен бақылау, салыстыру, қатар қою, қорытынды жасай білу дағдыларын дамытуды жалғастыру;

табиғатты сүюге, құрметтеуге тәрбиелеу.Жабдық

: «Жапырақтардың әртүрлілігі», «Жапырақтардың жасушалық құрылысы» кестелері; гербарий – жапырақ венациясы, жай және күрделі жапырақтар; жабық өсімдіктер; Tradescantia және герань жапырақтары терісінің препараттары.

САБАҚТЫҢ БАРЛЫҒЫ

Әр көктемде және жазда көшелерде, алаңдарда, мектеп ауласында және үйде - жыл бойы терезелерде бізді әсем жасыл өсімдіктер қоршайды. Біз оларға үйреніп қалдық. Біз үйренгеніміз сонша, олардың арасындағы айырмашылықты жиі байқамаймыз.

Бұрын көптеген адамдар барлық жапырақтар бірдей деп ойлаған, бірақ соңғы сабақта олардың таңғажайып пішіндерінің алуан түрлілігі мен әдемілігі көрсетілді. Өтілген материалды еске түсірейік.

Өсімдіктер түйіршіктерінің санына қарай екі топқа бөлінеді. Қайсысы? Дұрыс, монокоттар мен дикоталар! Енді қараңыз: әрбір жапырақ өзінің өсімдіктің қай класқа жататынын біледі, ал жапырақ орналасуының шілтері жапырақтардың жарықты жақсы пайдалануына көмектеседі.

Сонымен, бірінші конвертті алыңыз. Оның құрамында әртүрлі өсімдіктердің жапырақтары бар. Оларды венация түріне қарай екі топқа бөліңіз. Жарайсың! Енді екінші конверттегі жапырақтарды екі топқа бөліңіз, бірақ өз қалауыңыз бойынша. Заттарды ретке келтіруде қандай принципті басшылыққа алғанын кім айта алады? Дұрыс, сіз жапырақтарды күрделі және қарапайым деп бөлдіңіз.

Енді қараңдар, үстелдерде тапсырмалар бар. Оларды толтырыңыз.

1. Жапырақ – бөлік... . Жапырақтары... және... тұрады.

2. Суретте венацияның әртүрлі түрлері бар жапырақтар көрсетілген. Қай жапырақтың тамыры бар екенін белгіле.

Сыртқы сипаттамадан біз жапырақтың ішкі құрылысын зерттеуге көшеміз. Сабақтардың бірінде біз жапырақтың өсімдікке ауадан қоректенуін қамтамасыз ету үшін қажет екенін білдік, бірақ ол қалай жұмыс істейді? Жапырақ жасушалардан тұрады, бірақ жасушалар бірдей емес және әртүрлі қызмет атқарады. Парақты қандай мата жабады? Қаптау немесе қорғаныс!
Жасыл сарайда
Аудандар өлшенбейді,
Бөлмелер есептелмейді
Қабырғалары шыны тәрізді
Барлығы көзге көрініп тұрады!
Қабырғаларда терезелер бар,
Олар өздерін жабады!

Осы жұмбақты қарастырайық. Жасыл мұнара – жапырақ, бөлмелер – ұяшық. Шыны сияқты мөлдір қабырғалар жабын матасы болып табылады. Міне, біз бүгін қарайтын боламыз. Мұны істеу үшін сіз препаратты дайындауыңыз керек. Мұны қалай дұрыс жасау керектігін біз жапырақтың терісін зерттегенде білдік.

Бір оқушы жапырақтың үстіңгі жағының, екіншісі төменгі жағының терісінен препарат жасайды.

Біз микроскопты дайындап, орнаттық. Алдымен үстіңгі қабықты қарастырайық. Неліктен ол шыны сияқты?

Өйткені ол мөлдір, сондықтан жарық сәулелерін өткізеді.

«Қабырғалардағы терезелер» нені білдіреді?

Оларды табуға тырысыңыз! Ол үшін жапырақтың астыңғы жағының терісін тексерген дұрыс. Кейбір жасушалар басқалардан несімен ерекшеленеді?

Стоматикалық жасушалар «терезе» құрайды: олар қорғаныш жасушалар болып табылады және тіннің басқа жасушаларынан айырмашылығы, жасыл түсті болады, өйткені хлоропласттардан тұрады. Олардың арасындағы алшақтық стоматальды деп аталады.

Стоматалар не үшін қажет деп ойлайсыз?

Параққа ауаның булануын және енуін қамтамасыз ету. Және олар ауа мен судың енуін реттеу үшін ашылады және жабылады.

Жоғарғы және төменгі терінің құрылымындағы айырмашылықтарды қарастырыңыз. Астыңғы жағында көбірек устьица бар. Әртүрлі өсімдіктерде стоматаның әртүрлі саны бар жапырақтары болады.

Енді біз бақылауларымызды зертханалық есеп түрінде ресімдеуіміз керек.

Ол үшін келесі тапсырмаларды орындаңыз.

Зертханалық жұмыс «Жапырақ терісінің құрылысы»

Стоматалар - эпидермистегі тері тесіктері, олар арқылы газ алмасу жүреді. Олар негізінен жапырақтарда, сонымен қатар сабақта кездеседі. Әрбір устьица екі жағынан қорғаушы жасушалармен қоршалған, оларда басқа эпидермис жасушаларынан айырмашылығы хлоропластар бар. Күзет жасушалары стоматальды саңылаудың көлемін олардың тургидтігін өзгерту арқылы басқарады.

Бұл жасушалар тірі және эпидермистің басқа жасушаларында жоқ хлорофилл дәндері мен крахмал дәндерін қамтиды. Жапырақта әсіресе көптеген устьицалар бар. Көлденең қимасы жапырақ ұлпасының ішінде устьицалардың тікелей астында тыныс алу қуысы деп аталатын қуыс бар екенін көрсетеді. Саңылаудың ішінде күзет жасушалары жасушалардың ортаңғы бөлігінде бір-біріне жақынырақ орналасады, ал жоғары және төмен олар бір-бірінен әлдеқайда алшақтап, алдыңғы және артқы аулалар деп аталатын кеңістіктерді құрайды.

Күзет жасушалары олардың мөлшерін үлкейтуге және қысқартуға қабілетті, соның арқасында стоматальды жарықтар кейде кең ашылады, кейде тарылады немесе тіпті толығымен жабылады.

Осылайша, күзет жасушалары устьицаларды ашу және жабу процесін реттейтін аппарат болып табылады.

Бұл процесс қалай жүзеге асырылады?

Саңылауға қараған күзет жасушаларының қабырғалары көрші эпидермис жасушаларына қараған қабырғалардан әлдеқайда қалың. Өсімдік жарықтандырылған және артық ылғал болған кезде, крахмал қорғаушы жасушалардың хлорофилл дәндерінде жиналады, олардың бір бөлігі қантқа айналады. Жасуша шырынында еріген қант көрші эпидермис жасушаларынан суды тартады, нәтижесінде күзет жасушаларында тургор артады. Күшті қысым эпидермистерге іргелес жасушалардың қабырғаларының шығуына әкеледі, ал керісінше, қатты қалыңдатылған қабырғалар түзетіледі. Нәтижесінде устьица жарығы ашылып, газ алмасуы, сонымен қатар судың булануы артады. Қараңғыда немесе ылғалдың жетіспеушілігімен тургор қысымы төмендейді, күзет жасушалары бұрынғы күйіне оралады және қалыңдатылған қабырғалар жабылады. Стоматальды саңылау жабылады.

Стоматалар өсімдіктің барлық жас, лигнизацияланбаған жердегі мүшелерінде орналасқан. Олардың әсіресе жапырақтарында көп, ал мұнда олар негізінен төменгі бетінде орналасқан. Егер жапырақ тігінен орналасса, онда устьица екі жағынан да дамиды. Су бетінде қалқып жүретін кейбір су өсімдіктерінің жапырақтарында (мысалы, су лалагүлдері, жұмыртқа капсулалары) устьицалар жапырақтың жоғарғы жағында ғана орналасады.

1 шаршыдағы устьицалар саны. мм жапырақ беті орта есеппен 300, бірақ кейде 600 немесе одан да көп жетеді. Cattail (Typha) 1 шаршы метрде 1300-ден астам устьицадан тұрады. мм. Суға батырылған жапырақтарда устьица болмайды. Устьицалар көбінесе терінің бүкіл бетінде біркелкі орналасады, бірақ кейбір өсімдіктерде олар топ болып жиналады. Біржарнақты өсімдіктерде, сондай-ақ көптеген қылқан жапырақтылардың инелерінде олар бойлық қатарлармен орналасады. Құрғақ аймақтардағы өсімдіктерде устьицалар көбінесе жапырақ ұлпасына батырылады. Стоматоздың дамуы әдетте келесідей жүреді. Эпидермистің жеке жасушаларында доғалы қабырғалар түзіліп, жасушаны бірнеше кішігірім бөліктерге бөледі, осылайша орталық бөлігі устьицалардың арғы атасы болады. Бұл жасуша бойлық (жасушаның осі бойымен) қалқа арқылы бөлінеді. Содан кейін бұл септум бөлініп, саңылау пайда болады. Оны шектейтін жасушалар устьицаның қорғаушы жасушаларына айналады. Кейбір бауыр мүктерінің қорғаныш жасушалары жоқ ерекше устьицалары болады.

Суретте. сканерлеуші ​​электронды микроскоптың көмегімен алынған микросуретте устьица және қорғаныш жасушаларының көрінісін көрсетеді.

Бұл жерде қорғаныш жасушаларының жасуша қабырғаларының қалыңдығы бойынша біркелкі емес екенін көруге болады: устьицаның тесігіне жақын орналасқан қабырға қарама-қарсы қабырғаға қарағанда қалыңырақ болады. Сонымен қатар, жасуша қабырғасын құрайтын целлюлоза микрофибрилдері тесікке қараған қабырғаның серпімділігі аз болатындай етіп орналасады, ал кейбір талшықтар қорғаныс жасушаларының айналасында винер тәрізді құрсаулар түрін құрайды. Жасуша суды сіңіріп, бұлыңғыр болған кезде, бұл құрсаулар оның әрі қарай кеңеюіне жол бермейді, бұл оның тек ұзындығы бойынша созылуына мүмкіндік береді. Қорғаныш жасушалары олардың ұштарында біріктірілгендіктен және стоматальды жарықтан алшақ жатқан жұқа қабырғалар оңайырақ созылатындықтан, жасушалар жартылай дөңгелек пішінге ие болады. Сондықтан күзет жасушаларының арасында тесік пайда болады. (Шұжық тәріздес шарды оның бір жағына жабысқақ лента жабыстырсақ, дәл осындай әсер аламыз.)

Керісінше, су қорғаушы жасушалардан шыққанда, тесік жабылады. Жасушаның тургидтілігінің қалай өзгеретіні әлі анық емес.

Дәстүрлі гипотезалардың бірі «қант-крахмал» гипотезасы күндізгі уақытта күзет жасушаларында қант концентрациясы жоғарылайды, нәтижесінде жасушалардағы осмостық қысым және оларға су ағыны жоғарылайды. Дегенмен, осмостық қысымның байқалатын өзгерістерін тудыруы үшін күзет жасушаларында қанттың жеткілікті мөлшерде жиналатындығын ешкім әлі көрсете алмады. Жақында күндізгі уақытта жарықта калий иондары мен ілеспе аниондар күзет жасушаларында жиналатыны анықталды; Иондардың бұл жинақталуы байқалған өзгерістерді тудыру үшін жеткілікті. Қараңғыда калий иондары (K+) қорғаушы жасушаларды көрші эпидермис жасушаларына қалдырады. Қай анион калий ионының оң зарядын теңестіретіні әлі белгісіз. Кейбір (бірақ барлығы емес) зерттелген өсімдіктер малат сияқты органикалық қышқылдардың аниондарының көп мөлшерде жинақталғанын көрсетті. Бұл кезде қорғаныш жасушалардың хлоропласттарында қараңғыда пайда болатын крахмал дәндерінің мөлшері азаяды. Бұл жарықта крахмал малатқа айналады дегенді білдіреді.

Кейбір өсімдіктер, мысалы, Allium cepa (пияз) олардың қорғаныш жасушаларында крахмал жоқ. Сондықтан устьица ашық болған кезде малат жиналмайды және катиондар хлорид (Cl-) сияқты бейорганикалық аниондармен бірге сіңеді.

Кейбір сұрақтар шешімін таппаған. Мысалы, стоматаларды ашу үшін жарық не үшін қажет? Хлоропластар крахмалды сақтаудан басқа қандай рөл атқарады? Малат қараңғыда қайтадан крахмалға айналады ма? 1979 жылы Vicia faba (фаба бұршақ) қорғаныш жасушаларының хлоропласттарында Кальвин циклінің ферменттері жоқ және хлорофилл бар болса да, тилакоидтық жүйе нашар дамығаны көрсетілді. Нәтижесінде фотосинтездің әдеттегі С3 жолы жұмыс істемейді және крахмал түзілмейді. Бұл крахмал неліктен қарапайым фотосинтетикалық жасушалардағыдай күндіз емес, түнде түзілетінін түсіндіруге көмектеседі. Тағы бір қызықты факт - күзет жасушаларында плазмодесматтардың болмауы, яғни. бұл жасушаларды эпидермистің басқа жасушаларынан салыстырмалы оқшаулау.

Өсімдік тіршілігінде эпидермисті ұлпалар жүйесіне жататын устьицалардың маңызы ерекше. Устьицалардың құрылымы соншалықты ерекше және олардың маңыздылығы соншалық, оларды бөлек қарастыру керек.

Эпидермис тінінің физиологиялық маңызы екі жақты, негізінен қарама-қайшы. Бір жағынан, эпидермис құрылымдық жағынан өсімдікті құрғаудан қорғауға бейімделген, бұл эпидермис жасушаларының тығыз жабылуы, кутикуланың және салыстырмалы түрде ұзын жабын түктерінің пайда болуымен жеңілдетіледі. Бірақ екінші жағынан, эпидермис өзара қарама-қарсы бағытта қозғалатын су буы мен әртүрлі газдар массасынан өтуі керек. Кейбір жағдайларда газ және бу алмасу өте қарқынды болуы мүмкін. Өсімдік ағзасында бұл қайшылық устьицалардың көмегімен сәтті шешіледі. Устьица бір-біріне қарама-қарсы (ұзындығы бойынша) ұштары арқылы жалғасқан, ерекше өзгертілген екі эпидермис клеткасынан тұрады және қорғаушы жасушалар. Олардың арасындағы жасушааралық кеңістік деп аталады стоматальды жарықтар.

Күзет жасушалары осылай аталады, өйткені тургордағы белсенді мерзімді өзгерістер арқылы олар өз пішінін стоматальды жарықшақ ашылатын немесе жабылатын етіп өзгертеді. Бұл стоматальды қозғалыстар үшін келесі екі ерекшелік үлкен маңызға ие. Біріншіден, қорғаныс жасушалары эпидермистің басқа жасушаларынан айырмашылығы, хлоропласттарды қамтиды, оларда жарықта фотосинтез жүреді және қант түзіледі. Қанттың осмостық белсенді зат ретінде жиналуы эпидермистің басқа жасушаларымен салыстырғанда күзет жасушаларының тургор қысымының өзгеруін тудырады. Екіншіден, қорғаныш жасушаларының қабықшалары біркелкі емес қалыңдайды, сондықтан тургор қысымының өзгеруі бұл жасушалардың көлемінің біркелкі емес өзгеруіне, демек, олардың пішінінің өзгеруіне әкеледі. Қорғаныс жасушаларының пішінінің өзгеруі стоматальды жарықшақтың енінің өзгеруіне әкеледі. Мұны келесі мысалмен түсіндірейік. Суретте қосжарнақты өсімдіктердің устьицаларының бір түрі көрсетілген. Устьицаның ең шеткі бөлігі кутикуладан түзілген, кейде елеусіз, кейде айтарлықтай мәнді мембраналық проекциялардан тұрады. Олар сыртқы бетінен шағын кеңістікті шектейді, оның төменгі шекарасы стоматальды саңылаудың өзі деп аталады алдыңғы ауладағы стоматалар. Стоматальды саңылаудың артында, ішінде, қорғаныш жасушаларының бүйір қабырғаларының кішігірім ішкі проекцияларымен шектелген тағы бір шағын кеңістік бар. патио стоматы. Патио тікелей деп аталатын үлкен жасушааралық кеңістікке ашылады ауа қуысы.

Жарықта күзет жасушаларында қант түзіледі, ол көрші жасушалардан суды сорып алады, күзет жасушаларының тургоры жоғарылайды және олардың қабығының жіңішке бөліктері қалыңдарына қарағанда көбірек созылады. Сондықтан устьица саңылауына шығып тұрған дөңес проекциялар тегіс болып, устьица ашылады. Егер қант, мысалы, түнде крахмалға айналса, күзет жасушаларындағы тургор төмендейді, бұл қабықтың жұқа бөліктерінің әлсіреуін тудырады, олар бір-біріне қарай шығып, устьица жабылады. Әртүрлі өсімдіктерде стоматальды саңылауды жабу және ашу механизмі әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, шөптесін өсімдіктер мен қырық тұқымдастардағы күзет жасушаларының ұштары кеңейіп, ортаңғы бөлігінде тарылады. Жасушалардың ортаңғы бөліктеріндегі қабықшалар қалыңдаған, ал олардың кеңейтілген ұштарында жұқа целлюлоза қабықшалары сақталады. Тургордың жоғарылауы жасушалардың ұштарының ісінуін тудырады және нәтижесінде түзу медиана бөліктері бір-бірінен алыстайды. Бұл стоматаның ашылуына әкеледі.

Устьица аппаратының жұмыс істеу механизміндегі ерекшеліктер қорғағыш жасушалардың пішіні мен құрылымымен де, оған стоматаға іргелес эпидермис жасушаларының қатысуымен де жасалады. Егер устьицаға бірден іргелес жатқан жасушалар эпидермистің басқа жасушаларынан сыртқы түрі бойынша ерекшеленсе, оларды стоматаның ілеспе жасушалары.

Көбінесе ілеспе және артындағы жасушалардың шығу тегі ортақ болады.

Устьицалардың қорғаныш жасушалары эпидермистің бетінен сәл жоғары көтеріледі, немесе керісінше, көп немесе аз терең шұңқырларға түседі. Эпидермис бетінің жалпы деңгейіне қатысты қорғаныс жасушаларының орналасуына байланысты стоматальды жарықшақтың енін реттеу механизмі біршама өзгереді. Кейде стоманың қорғаныш жасушалары лигнификацияланады, содан кейін стоматальды жарықшақтың ашылуының реттелуі көрші эпидермис жасушаларының белсенділігімен анықталады. Кеңейіп, кішірейе отырып, яғни олардың көлемін өзгерте отырып, олар өздеріне іргелес жатқан күзет жасушаларын сіңіреді. Алайда, көбінесе лигнификацияланған қорғаныш жасушалары бар устьица мүлде жабылмайды. Мұндай жағдайларда газ және бу алмасуының қарқындылығын реттеу басқаша жүзеге асырылады (бастапқы кептіру арқылы). Лингирленген қорғаныш жасушалары бар устьицаларда кутикула жиі жеткілікті қалың қабатпен бүкіл стоматальды жарықшақты ғана емес, тіпті оның түбін қаптаған ауа қуысына дейін созылады.

Көптеген өсімдіктерде жапырақтың екі жағында немесе тек төменгі жағында устьица болады. Бірақ жапырақтың үстіңгі жағында ғана (су бетінде қалқып жүрген жапырақтарда) устьица пайда болатын өсімдіктер де бар. Әдетте, жасыл сабақтарға қарағанда жапырақтарда устьица көп болады.

Әртүрлі өсімдіктердің жапырақтарындағы устьицалардың саны айтарлықтай өзгереді. Мысалы, қырықсыз бром жапырағының астыңғы жағындағы устьицалар саны орта есеппен 1 ​​мм 2-де 30, дәл осындай жағдайда өсетін күнбағыста шамамен 250. Кейбір өсімдіктерде 1 мм 2-де 1300-ге дейін устьица болады.

Бір өсімдік түрінің үлгілерінде устьицалардың тығыздығы мен мөлшері қоршаған орта жағдайларына қатты байланысты. Мысалы, күнбағыстың толық жарықта өскен жапырақтарында жапырақтың 1 мм 2 бетінде орта есеппен 220 устьица, ал біріншісінің жанында өскен, бірақ аздап көлеңкеленген үлгіде шамамен 140. толық жарықта өсірілген бір өсімдік, төменгі жапырақтардан үстіңгі жапырақтардың тығыздығы артады.

Устьицалардың саны мен мөлшері өсімдіктің өсіп-өну жағдайына ғана емес, сонымен қатар өсімдіктің өзіндегі тіршілік процестерінің ішкі байланыстарына да қатты тәуелді. Бұл мәндер (коэффициенттер) өсімдіктің өсуін анықтайтын факторлардың әрбір комбинациясы үшін ең сезімтал реагенттер болып табылады. Сондықтан әртүрлі жағдайларда өсірілген өсімдіктердің жапырақтарының устьицаларының тығыздығы мен мөлшерін анықтау әрбір өсімдіктің қоршаған ортамен байланысының сипаты туралы біршама түсінік береді. Белгілі бір мүшедегі анатомиялық элементтердің мөлшері мен санын анықтаудың барлық әдістері сандық анатомиялық әдістер санатына жатады, олар кейде экологиялық зерттеулерде, сондай-ақ мәдени өсімдіктердің сорттарын сипаттау үшін қолданылады, өйткені кез келген мәдени өсімдіктің әрбір сорты аудан бірлігіне келетін анатомиялық элементтердің мөлшері мен санының белгілі бір шегімен сипатталады. Өсімдік шаруашылығында да, экологияда да сандық анатомия әдістерін қолдануға болады.

Газ бен бу алмасуға арналған устьицалармен қатар су бу түрінде емес, тамшы сұйық күйінде шығарылатын устьицалар да бар. Кейде мұндай устьицалар кәдімгілерге өте ұқсас, тек сәл үлкенірек және олардың қорғаныш жасушаларында қозғалғыштық жоқ. Көбінесе мұндай стоматада толық жетілген күйде қорғаныш жасушалары болмайды және тек суды сыртқа шығаратын тесік қалады. Сұйық су тамшыларын бөлетін стоматалар деп аталады су, және тамшы-сұйық суды шығаруға қатысатын барлық түзілімдер - гидатодтар.

Гидатодтардың құрылымы әртүрлі. Кейбір гидатодтарда суды кетіретін тесік астында паренхима болады, ол су құбыры жүйесінен суды тасымалдауға және оны органнан шығаруға қатысады; басқа гидатодтарда су өткізгіш жүйе шығысқа тікелей жақындайды. Гидатодтар әсіресе әртүрлі өсімдіктердің көшеттерінің алғашқы жапырақтарында пайда болады. Осылайша, ылғалды және жылы ауа райында дәнді дақылдардың, асбұршақтардың және көптеген шабындық шөптердің жас жапырақтары тамшылатып суды шығарады. Бұл құбылысты жаздың бірінші жартысында әрбір тамаша күннің таңында байқауға болады.

Ең жақсы анықталған гидатодтар жапырақтардың шетінде орналасқан. Көбінесе бір немесе бірнеше гидатодтар жапырақтардың шеттерін өшіретін дентикулалардың әрқайсысымен тасымалданады.

Қоршаған орта жағдайына стоматальды аппараттың реакциясының үш түрі бар:

1. Гидропассивті реакция- бұл айналадағы паренхима жасушаларының суға толып, қорғаушы жасушаларды механикалық түрде қысуынан туындаған стоматальды жарықтардың жабылуы. Қысу нәтижесінде устьица ашылмайды және устьица жарығы пайда болмайды. Гидропассивті қозғалыстар әдетте қатты суарудан кейін байқалады және фотосинтез процесінің тежелуіне себеп болуы мүмкін.

2. Гидроактивті реакцияашу және жабу - устьицалардың қорғаныш жасушаларының су құрамының өзгеруінен туындайтын қозғалыстар. Бұл қозғалыстардың механизмі жоғарыда талқыланады.

3. Фотоактивті реакция.Фотоактивті қозғалыстар устьицалардың жарықта ашылып, қараңғыда жабылуында көрінеді. Фотосинтез процесінде ең тиімді қызыл және көк сәулелердің маңызы ерекше. Бұл үлкен адаптивті маңызға ие, өйткені жарықта устьицалардың ашылуына байланысты фотосинтезге қажетті СО 2 хлоропласттарға таралады.

Устьицалардың фотоактивті қозғалыстарының механизмі толығымен анық емес. Жарық устьицалардың қорғаныш жасушаларында СО 2 концентрациясының өзгеруі арқылы жанама әсер етеді. Жасушааралық кеңістіктегі СО 2 концентрациясы белгілі бір мәннен төмен түссе (бұл мән өсімдік түріне байланысты), устьица ашылады. CO 2 концентрациясы жоғарылағанда устьица жабылады. Устьицалардың қорғаныш жасушаларында әрқашан хлоропластар болады және фотосинтез жүреді. Жарықта СО 2 фотосинтез кезінде ассимиляцияланады, оның мөлшері азаяды. Канадалық физиолог В.Скарстың гипотезасына сәйкес, CO 2 күзет жасушаларында рН өзгеруі арқылы устьицалардың ашықтық дәрежесіне әсер етеді. CO 2 мазмұнының төмендеуі рН мәнінің жоғарылауына әкеледі (сілтілі жаққа ауысу). Керісінше, қараңғылық CO 2 құрамының жоғарылауына (тыныс алу кезінде CO 2 бөлінетіндіктен және фотосинтез процесінде пайдаланылмайтындығына байланысты) және рН мәнінің төмендеуіне (қышқылдық жағына ығысу) әкеледі. РН мәнін өзгерту ферменттік жүйелердің белсенділігінің өзгеруіне әкеледі. Атап айтқанда, рН-ның сілтілі жаққа ауысуы крахмалдың ыдырауына қатысатын ферменттердің белсенділігін арттырады, ал қышқылдық жағына ауысуы крахмал синтезіне қатысатын ферменттердің белсенділігін арттырады. Крахмалдың қантқа ыдырауы еріген заттардың концентрациясының жоғарылауын тудырады, демек, осмостық потенциал және соның салдарынан су потенциалы теріс болады. Күзет жасушалары қоршаған паренхима жасушаларынан суды қарқынды түрде қабылдай бастайды. Устьица ашылады. Процесстер крахмал синтезіне қарай ауысқанда қарама-қарсы өзгерістер орын алады. Дегенмен, бұл жалғыз түсініктеме емес. Ұстамды қорғау жасушаларында қараңғымен салыстырғанда жарықта айтарлықтай көп калий бар екені анықталды. Устьица ашылғанда қорғаныш жасушаларында калий мөлшері 4-20 есе артады, ал ілеспе жасушаларда бұл көрсеткіш төмендейтіні анықталды. Калийдің қайта бөлінуі бар сияқты. Устьица ашылғанда қорғаныш пен ілеспе жасушалар арасында мембраналық потенциалдың айтарлықтай градиенті пайда болады (И.И. Гунар, Л.А. Паничкин). KS1 ерітіндісінде қалқып жүретін эпидермиске АТФ қосылуы жарықта устьицаның ашылу жылдамдығын арттырады. Устьицалардың қорғаныш жасушаларында олардың ашылуы кезінде АТФ мөлшерінің жоғарылауы да көрсетілген (С.А. Кубичик). Қорғаушы жасушаларда фотосинтетикалық фосфорлану кезінде түзілетін АТФ калиймен қамтамасыз етуді күшейту үшін қолданылады деп болжауға болады. Бұл H + -ATPase белсенділігіне байланысты. H + сорғысының іске қосылуы қорғаныш жасушаларынан H + шығарылуына ықпал етеді. Бұл K+ электрлік градиенті бойынша цитоплазмаға, содан кейін вакуольге тасымалданады. К+ жеткізілімінің ұлғаюы, өз кезегінде, электрохимиялық градиент бойымен С1 – тасымалдауға ықпал етеді. Осмостық концентрация артады. Басқа жағдайларда K+ қабылдау C1 - емес, H+ бөлінуі нәтижесінде рН төмендеуіне жауап ретінде жасушада түзілетін алма қышқылының тұздарымен (малаттармен) теңестіріледі. Вакуольде осмостық белсенді заттардың жиналуы (К+, С1 -, малаттар) устьицалардың қорғаныш жасушаларының осмостық, содан кейін су потенциалын төмендетеді. Су вакуольге еніп, устьица ашылады. Қараңғыда К+ белгілі мөлшерден тасымалданады (бұл мән өсімдік түріне байланысты), устьица ашылады. СО 2 концентрациясы жоғарылағанда устьица жабылады. Устьицалардың қорғаныш жасушаларында әрқашан хлоропластар болады және фотосинтез жүреді. Жарықта СО 2 фотосинтез кезінде ассимиляцияланады, оның мөлшері азаяды. Канадалық физиолог В.Скарстың гипотезасына сәйкес, CO 2 күзет жасушаларында рН өзгеруі арқылы устьицалардың ашықтық дәрежесіне әсер етеді. CO 2 мазмұнының төмендеуі рН мәнінің жоғарылауына әкеледі (сілтілі жаққа ауысу). Керісінше, қараңғылық CO 2 құрамының жоғарылауына (тыныс алу кезінде CO 2 бөлінетіндіктен және фотосинтез процесінде пайдаланылмайтындығына байланысты) және рН мәнінің төмендеуіне (қышқылдық жағына ығысу) әкеледі. РН мәнін өзгерту ферменттік жүйелердің белсенділігінің өзгеруіне әкеледі. Атап айтқанда, рН-ның сілтілі жаққа ауысуы крахмалдың ыдырауына қатысатын ферменттердің белсенділігін арттырады, ал қышқылдық жағына ауысуы крахмал синтезіне қатысатын ферменттердің белсенділігін арттырады. Крахмалдың қантқа ыдырауы еріген заттардың концентрациясының жоғарылауын тудырады, демек, осмостық потенциал және соның салдарынан су потенциалы теріс болады. Күзет жасушалары қоршаған паренхима жасушаларынан суды қарқынды түрде қабылдай бастайды. Устьица ашылады. Процесстер крахмал синтезіне қарай ауысқанда қарама-қарсы өзгерістер орын алады. Дегенмен, бұл жалғыз түсініктеме емес. Ұстамды қорғау жасушаларында қараңғымен салыстырғанда жарықта айтарлықтай көп калий бар екені анықталды. Устьица ашылғанда қорғаныш жасушаларында калий мөлшері 4-20 есе артады, ал ілеспе жасушаларда бұл көрсеткіш төмендейтіні анықталды. Калийдің қайта бөлінуі бар сияқты. Устьица ашылғанда қорғаныш пен ілеспе жасушалар арасында мембраналық потенциалдың айтарлықтай градиенті пайда болады (И.И. Гунар, Л.А. Паничкин). KS1 ерітіндісінде қалқып жүретін эпидермиске АТФ қосылуы жарықта устьицаның ашылу жылдамдығын арттырады. Устьицалардың қорғаныш жасушаларында олардың ашылуы кезінде АТФ мөлшерінің жоғарылауы да көрсетілген (С.А.Кубичик). Қорғаушы жасушаларда фотосинтетикалық фосфорлану кезінде түзілетін АТФ калиймен қамтамасыз етуді күшейту үшін қолданылады деп болжауға болады. Бұл H + -ATPase белсенділігіне байланысты. H + сорғысының іске қосылуы қорғаныш жасушаларынан H + шығарылуына ықпал етеді. Бұл K+ электрлік градиенті бойынша цитоплазмаға, содан кейін вакуольге тасымалданады. К+ жеткізілімінің ұлғаюы, өз кезегінде, электрохимиялық градиент бойымен С1 – тасымалдауға ықпал етеді. Осмостық концентрация артады. Басқа жағдайларда K+ қабылдау C1 - емес, H+ бөлінуі нәтижесінде рН төмендеуіне жауап ретінде жасушада түзілетін алма қышқылының тұздарымен (малаттармен) теңестіріледі. Вакуольде осмостық белсенді заттардың жиналуы (К+, С1 -, малаттар) устьицалардың қорғаныш жасушаларының осмостық, содан кейін су потенциалын төмендетеді. Су вакуольге еніп, устьица ашылады. Қараңғыда K+ қорғағыш жасушалардан қоршаған жасушаларға тасымалданады және устьица жабылады. Бұл процестер диаграмма түрінде берілген:

Стоматальды қозғалыстар өсімдік гормондарымен (фитогормондар) реттеледі. Устьицалардың ашылуына жол берілмейді, ал жабылуы абсциз қышқылының (АБА) фитогормонымен ынталандырылады. Осыған байланысты АВА крахмалдың ыдырауына қатысатын ферменттердің синтезін тежейтіні қызық. Абсциз қышқылының әсерінен АТФ мөлшері төмендейтіні туралы деректер бар. Сонымен бірге АВА K+ қабылдауды азайтады, мүмкін Н+ иондарының шығуының төмендеуіне байланысты (Н+сорғысының тежелуі). Басқа фитогормондардың — цитокининдердің — стоматальды қорғау жасушаларына K+ тасымалдануын күшейту және Н+-АТФазаны белсендіру арқылы стоматальды ашуды реттеудегі рөлі талқыланады.

Устьица жасушаларының қозғалысы температураға тәуелді болып шықты. Бірқатар өсімдіктерді зерттеу 0°С төмен температурада устьицалар ашылмайтынын көрсетті. Температураның 30 ° C-тан жоғары көтерілуі устьицалардың жабылуын тудырады. Бұл тыныс алу қарқындылығының жоғарылауы нәтижесінде СО 2 концентрациясының жоғарылауына байланысты болуы мүмкін. Сонымен бірге бидайдың әртүрлі сорттарында жоғары температураға устьицалардың реакциясы әртүрлі болатыны туралы байқаулар бар. Жоғары температураның ұзақ әсер етуі устьицаларды зақымдайды, кейбір жағдайларда олар ашу және жабу қабілетін жоғалтады.

Устьицалардың ашықтық дәрежесін бақылау физиологиялық және агротехникалық тәжірибеде үлкен маңызға ие. Олар зауытты сумен қамтамасыз ету қажеттілігін анықтауға көмектеседі. Устьицалардың жабылуы қазірдің өзінде су алмасуындағы қолайсыз өзгерістерді және соның салдарынан өсімдіктерді көмірқышқыл газымен тамақтандырудағы қиындықтарды көрсетеді.

1-сұрақ.Қай мүше туралы айтамыз?Біз жапырақтар туралы айтып отырмыз.

Сабақтың негізгі сұрағын ұсыныңыз. Өз нұсқаңызды автормен салыстырыңыз (141-бет).Өсімдіктің қай мүшесі суды буландырып, жарықты сіңіре алады?

Сұрақ 2. Балдырлар оттегін, суды және минералды заттарды қалай сіңіреді? (5-сынып)

Балдырлар талломның бүкіл бетіне оттегі, су және минералды заттарды сіңіреді.

Өсімдіктер жарықты қалай пайдаланады? (5-сынып)

Әдетте, өсімдік өміріне қажетті көмірқышқыл газын өңдеу үшін күн сәулесін пайдаланады. Жапырақтарды жасылға айналдыратын хлорофиллдің арқасында олар жарық энергиясын химиялық энергияға айналдыра алады. Химиялық энергия ауадан көмірқышқыл газы мен суды алуға мүмкіндік береді, олардан көмірсулар синтезделеді. Бұл процесс фотосинтез деп аталады. Бұл кезде өсімдіктер оттегін шығарады. Көмірсулар бір-бірімен қосылып, тамырға жиналатын басқа зат түзеді, сөйтіп өсімдіктің тіршілігі мен дамуына қажетті заттар түзіледі.

Стоматалар дегеніміз не? (5-сынып)

Стоматалар – жапырақ терісіндегі саңылау тәрізді саңылаулар, екі қорғаныш клеткасымен қоршалған. Газ алмасу және транспирация үшін қызмет етеді.

Адамдар болашақта пайдалану үшін қандай өсімдік жапырақтарын жинайды және неге?

Дәрілік өсімдіктердің жапырақтары (мысалы, жолжелкен, отағаш, құлыншақ және т.б.) кейін шай мен қайнатпаларды дайындау үшін жиналады. Қарақат жапырақтары шайға, жалбызды шайға және тамақ дайындауға дайындайды. Жапырақтардан көптеген кептірілген дәмдеуіштер де жасалады.

Тыныс алу кезінде жасушалар қандай газ шығарады? (5-сынып)

Тыныс алған кезде оттегі сіңіріліп, көмірқышқыл газы бөлінеді.

3-сұрақ. Мәтінді және суреттерді пайдалана отырып, жапырақтың құрылымы оның атқаратын қызметтерімен байланысты екенін түсіндіріңіз.

Хлоропластарға бай жапырақ жасушаларын негізгі жапырақ ұлпасы деп атайды және ол жапырақтың негізгі қызметі – фотосинтезді орындайды. Негізгі ұлпаның үстіңгі қабаты бағандар түрінде бір-біріне тығыз қысылған жасушалардан тұрады - бұл қабат бағаналы паренхима деп аталады.

Төменгі қабат олардың арасында үлкен саңылаулары бар борпылдақ орналасқан жасушалардан тұрады - оны губка тәрізді паренхима деп атайды.

Газдар астындағы тіннің жасушалары арасында еркін өтеді. Көмірқышқыл газының қоры атмосферадан да, жасушалардан да толықтырылады.

Газ алмасу және транспирация үшін жапырақта устьица болады.

4-сұрақ. 11.1-суреттегі жапырақтың құрылысын қарастырайық.

Жапырақ жапырақ тақтасынан, жапырақшадан (барлық жапырақта болмауы мүмкін, бұл жағдайда мұндай жапырақты отырықсыз деп атайды), стипулдардан және жапырақ тақтасының түбінен тұрады.

5-сұрақ. Қарама-қайшылық бар: жапырақтың фотосинтездік жасушаларын тығызырақ орау керек, бірақ газдардың қозғалысына кедергі жасау мүмкін емес. 11.2-суретті қарастырып, жапырақтың құрылымы бұл қайшылықты қалай жойатынын түсіндіріңіз.

Жапырақ паренхимасында бұл мәселені шешетін ауа қуыстары бар. Бұл қуыстар сыртқы ортамен устьица және жасымық арқылы байланысады. Ауа жетіспейтін, соның салдарынан газ алмасу қиын жағдайда өмір сүретін су, батпақты және басқа да өсімдіктердің сабақтары мен тамырлары ауасы бар қуыстарға бай.

Қорытынды: жапырақтар фотосинтез жүргізеді, суды буландырады, көмірқышқыл газын сіңіреді және оттегін шығарады, бүйректі қорғайды және қоректік заттарды сақтайды.

6-сұрақ: Жұмыс парағының қызметі қандай?

Жапырақтары суды буландырады, көмірқышқыл газын сіңіреді және фотосинтез арқылы оттегін шығарады, бүршіктерді қорғайды және қоректік заттарды сақтайды.

Сұрақ 7. Жапырақтағы оттегі мен көмірқышқыл газымен не болады?

Көмірқышқыл газы + атмосферадан сіңірілген су (жапырақта қазірдің өзінде) күн сәулесінің әсерінен жапырақтарда органикалық заттарға және оттегіге айналады. Соңғысын өсімдік атмосфераға шығарады.

Сұрақ 8. Суы бар жапырақта не болады?

Жапыраққа түсетін судың бір бөлігі буланып, бір бөлігі фотосинтез процесіне жұмсалады.

Сұрақ 9. Парақ қандай маталардан тұрады?

Жапырақ қабық тінімен – эпидермиспен қапталған. Хлоропластқа бай жапырақ жасушалары негізгі жапырақ ұлпасы деп аталады. Негізгі ұлпаның үстіңгі қабаты бағандар түрінде бір-біріне тығыз қысылған жасушалардан тұрады - бұл қабат бағаналы паренхима деп аталады. Төменгі қабат олардың арасында үлкен саңылаулары бар борпылдақ орналасқан жасушалардан тұрады - оны губка тәрізді паренхима деп атайды.

Газдар негізгі ұлпаның жасушалары арасында ауасы бар паренхиманың арқасында еркін өтеді. Газ алмасу және транспирация үшін жапырақта устьица болады.

Негізгі жапырақ ұлпасының қалыңдығына өткізгіш ұлпалар – ксилема мен флоэмадан тұратын тамырлар шоғырлары енеді. Тамырлардың шоғырлары тірек тінінің ұзын және қалың қабырғалы жасушаларымен нығайтылады - олар параққа қосымша қаттылық береді.

Сұрақ 10. Жапырақ тамырлары қандай қызмет атқарады?

Веналар екі бағыттағы тасымалдау жолдары болып табылады. Механикалық талшықтармен бірге тамырлар жапырақтың қатты жақтауын құрайды.

Сұрақ 11. Парақтың қызып кету және гипотермия қаупі қандай?

Температура тым жоғары болса, температура тым төмен сияқты, фотосинтез тоқтайды. Органикалық заттар немесе оттегі түзілмейді.

Сұрақ 12. Жапырақ бұтақтан қалай бөлінеді?

Қоректік заттар жапырақтарды тастап, қор ретінде тамырға немесе өркенге түседі. Жапырақтың сабаққа бекінген жерінде жасушалар өледі (тыртық пайда болады), жапырақ пен сабақ арасындағы көпір сынғыш болып, әлсіз желдің әсерінен бұзылуы мүмкін.

13-сұрақ. Әр түрдегі өсімдіктердің жапырақ пішіндерінің әртүрлілігі немен байланысты?

Одан булану жапырақтың пішініне байланысты. Ыстық және құрғақ климаттағы өсімдіктердің жапырақтары кішірек, кейде ине және бұтақ түрінде болады. Бұл судың буланатын бетінің ауданын азайтады. Үлкен жапырақтардың булануын азайтудың жолы - үлпілдектерді өсіру немесе қалың кутикуламен немесе балауыз жабынмен жабу.

Сұрақ 14. Неліктен бір өсімдіктегі жапырақтардың пішіні мен мөлшері әртүрлі болуы мүмкін?

Бұл жапырақтар орналасқан ортаға байланысты. Мысалы, жебе ұшында судағы жапырақтар су бетіне шыққан жапырақтардан ерекшеленеді. Егер бұл жердегі өсімдік болса, онда ол өсімдіктің күн сәулесінің түсуіне, жапырақтың тамырға жақын болу дәрежесіне және жапырақтың гүлдену уақытына байланысты.

Сұрақ 15. Менің биологиялық зерттеуім

Жапырақтың ауызша портреті оның бейнесін алмастыра алады.

Ботаниктер бір немесе басқа пішіндегі жапырақтарды қандай сөздер деп атауға болатыны туралы келісті. Сондықтан олар ботаникалық атласқа қарамай-ақ ауызша портреттен жапырақты тани алады. Дегенмен, жаңадан бастағандар үшін олардың суреттерін пайдалану пайдалы. Біз. 56 жапырақ тақталарының, жапырақ тақталарының үстіңгі және түбінің және күрделі жапырақтардың әртүрлі пішіндерін көрсететін диаграммаларды көрсетеді (11.7–11.11-сурет). Осы сызбаларды пайдалана отырып, гербарийден, ботаникалық атластан немесе оқулықтан өсімдік жапырақтарының ауызша портретін жасаңыз.

Мысалы, зоналық герань жапырақтары ұзын жапырақты, әлсіз талшықты, дөңгеленген, бүршік тәрізді, ашық жасыл және түтік. Жапырақ тақтасының шеті тұтас. Жапырақ тақтасының ұшы дөңгелек, жапырақтың түбі жүрек тәрізді.

Асыл лавр. Жалпы тілде жапырақ лавр жапырағы деп аталады. Жапырақтары кезектесіп орналасады, қысқа жапырақты, тұтас жиекті, жалаңаш, қарапайым, ұзындығы 6-20 см, ені 2-4 см, ерекше ащы иісі бар; Жапырақ тақтасы ұзынша, ланцетті немесе эллипс тәрізді, негізіне қарай тарылтылған, жоғарыдан қою жасыл, астыңғы жағы ашықырақ.

Норвегия үйеңкі. Жапырақ пішіні қарапайым, толығымен бөлінген. Жапырақтары айқын, айқын веналары бар, 5 түйіршіктері бар, ұштары ұштары бар, 3 алдыңғы бөлігі бірдей, 2 төменгі бөлігі сәл кішірек. Пышақтардың арасында дөңгелектелген ойықтар бар. Жапырақ тақтасының ұштары тартылған, жапырақтың түбі жүрек тәрізді. Жапырақ тақтасының шеті тұтас. Жапырақтары жоғарыда қара-жасыл, төменде ашық жасыл және ұзын жапырақшаларда ұсталады.

Ақ акация. Жапырақ тақ түйіршіктелген, тұтас, сопақ немесе эллипс тәрізді жапырақшалардан тұратын, әр жапырақтың түбінде тікенектерге өзгерген стипулдар бар;

Қайың. Қайың жапырақтары кезектесіп орналасқан, тұтас, жиектері бойынша тістелген, сопақ-ромб тәрізді немесе үшбұрышты-жұмыртқа тәрізді, негізі кең сына тәрізді немесе дерлік кесілген, тегіс. Жапырақ тақтасының венациясы мінсіз пиннат-нейронды (түйінді-шекті): бүйірлік веналар тістермен аяқталады.

Раушан жамбас. Жапырақтың орналасуы кезектесіп (спираль түрінде); венация – пиннат. Оның жапырақтары күрделі, импарипинат (жапырақтың ұшы бір жапырақшамен аяқталады), жұп түтікшелері бар. Бес-жеті жапырақшалары бар, олар эллипс тәрізді, шеттері тістелген, ұшы сына тәрізді, түбі сұрғылт.