Листья растений
Содержание
Листья – основные фотосинтезирующие органы растений. На развитом побеге они инициируются как листовые примордии в апикальных меристемах. Увеличиваются за счёт деления и растяжения клеток краевых и плоскостных вставочных меристем, а рост их останавливается с наступлением зрелости. Исключение – вельвичия удивительная, листья которой растут всю жизнь за счёт вставочной меристемы, расположенной у оснований. Длительное время нарастают верхушками листья папоротника – вайи.
Как и любой орган, листья имеют определённую структуру. Их расположение, размер, форма и даже внутреннее строение различаются не только у разных видов и родов, но даже у одного растения. Всё это имеет приспособительное значение и зависит от среды обитания и места расположения.
Простые и сложные листья растений
Листья могут быть простыми (состоящими из одной пластинки, которая при листопаде опадает целиком) и сложными. В сложных листьях, например у бузины, грецкого ореха, рябины, пластина разделена на листочки, каждый из которых самостоятельно прикрепляется к обшей оси, а часто даже имеет свой черешок. Листочки сложного листа отрываются отдельно. Общая ось, на которой расположены листочки, называются рахисом. Сложные листья очень разнообразны. В зависимости от расположения на рахисе листочков они бывают:
- тройчатосложными;
- пальчатосложными;
- перистосложными.
Перистосложные листья с нечётной листовой пластинкой на верхушке называют непарноперистыми, а с чётным числом листочков – парноперистыми.
Процесс формирования сложного листа напоминает ветвление, которое может идти до второго-третьего порядка. Тогда образуются листья дважды- и трижды-перисторассечённые, многократно тройчатые и т. д.
Форма листовой пластинки
Форма листовой пластинки – важный систематический признак. Она бывает очень разной. При оценке морфологии листовой пластины смотрят главным образом на её верхушку и основание.
Основание листа может быть почти незаметным или иметь вид небольшого утолщения (подушечки), например у кислицы. Часто основание сильно разрастается в ширину и длину, охватывая узел целиком, и образуя трубку, называемую влагалищем листа. Образование влагалища характерно для многих однодольных, в частности для злаков, из двудольных оно встречается у зонтичных. Влагалища часто защищают почки, стебли, зачаточные побеги и цветы.
Иногда основание листа формирует раструб, который можно расценивать либо как вырост влагалища, либо как результат слияния двух пазушных прилистников. Раструб характерен для всех видов семейства гречишных.
Различают листья и по характеру края листовой пластинки. У берёзы, сирени они простые неразделённые, сплошные — цельнокройные. Но простые листья могут иметь также зубчики, лопасти, доли или сегменты – выемки различных размеров, как у клёна или дуба. Зубчатый край способствуют большей интенсивности фотосинтеза. Если вырезки на листе заходят не глубже, чем на ¼ их ширины, то листовые пластинки называют цельными с изрезанным краем. Изрезанность листовой пластинки – это приспособление для уменьшения воздействия ветра. Если край изрезан глубже, то пластинки называются расчленёнными. В результате получаются перисто- и пальчато-лопастные, перисто- и пальчато-раздельные, перисто- и пальчато-рассечённые листья.
Листорасположение
- спиральное, или рассеянное (очерёдное) – на каждом узле расположен один лист и основания листьев одной оси последовательно можно соединить условной спиральной линией: растянутой, если стебель удлинённый, и плоскостной, если он укороченный;
- двурядный вид листорасположения, который можно рассматривать как частный случай спирального. Отражает маятниковую симметрию деятельности апекса. На каждом узле находится один лист, охватывающий основанием всю или почти всю окружность. Средняя линия всех листьев лежит в одной вертикальной плоскости;
- мутовчатое – появляется, если на одном уровне закладывается несколько листовых примордиев, образующих общий узел.
Нередко при близком изучении оказывается, что каждый лист мутовки имеет собственный узел, но они сильно сближены;
- супротивное листорасположение – частный случай мутовчатого, когда на одном узле образуется два листа точно напротив друг друга. Часто такое расположение бывает накрест супротивным, т. е. плоскости соседних пар листьев являются взаимно перпендикулярными.
Хотя тип расположения листьев – это наследственный признак, однако он зависит от среды обитания и в процессе роста растения может меняться. Благодаря неравномерности роста стебель может скручиваться вокруг своей оси. Для сохранения симметрии размещения листьев по стеблю их черешки могут изгибаться, поворачивая листья так, что по их расположению уже не удаётся определить исходную формулу филлотаксиса.
Особенно ярко это выражается на листовой мозаике. При этом листья выстраиваются горизонтально, подставляя пластинки свету, так что становятся одной плоскостью.
Листовая мозаика
Внутреннее строение листа
Внутренняя структура листовой пластинки приспособлена для фотосинтеза, газообмена и испарения воды. Вся поверхность листа покрыта прозрачной эпидермой, большинство клеток которой не имеет хлоропластов. Эпидерма верхней стороны листовой пластины содержит восковой кутикулярный слой, препятствующий испарению воды и отражающий солнечные лучи, на нём могут присутствовать железистые волоски и трихомы. Трихомы удерживает влагу и препятствуют её испарению. Эпидерма выполняет несколько функций:
- защита от излишнего испарения;
- регуляция газообмена для дыхания и фотосинтеза;
- выделение воды и некоторых веществ;
- впитывания воды (у некоторых растений, не у всех).
Слой эпидермы на нижней стороне большинства листьев содержит щелевидные отверстия (устьица), с расположенными по бокам замыкающими клетками. При равном освещении обеих сторон листа, устьица образуются на обеих из них. У плавающих в воде листьев устьица есть только на верхней эпидерме. Устьица регулируют газообмен и испарение, они связаны с межклетниками основной ткани листа.
Основная ткань между верхней и нижней эпидермой называется мезофиллом. Мезофилл – важнейшая ткань листа, в её клетках сосредоточены хлоропласты и происходит фотосинтез. Она перемежается жилками различных размеров. Клетки мезофилла покрыты тонкой оболочкой, они не имеют одревесневшей клеточной стенки.
Большинство листьев папоротников и цветковых растений имеет два различных типа мезофилла:
- верхний, столбчатый (палисадный) – состоящий из одного или нескольких (чаще двух) рядов плотноупакованных бочкообразных или цилиндрических вытянутых клеток хлоренхимы (паренхима с хлоропластами). Они расположены прямо под эпидермой вертикально по отношению к ней. Листья, растущие на солнце, содержат до 5 слоёв палисадного мезофилла, в теневых листьях есть только 1 слой.
Некоторые растения, например виды Эвкалиптов из-за особого расположения их листьев по отношению к свету (боком) содержат столбовидную хлоренхиму ближе к краям листовой пластинки.
- губчатый – пространство между столбчатой хлоренхимой и нижним эпидермисом заполнено рыхлой паренхимой, между клетками которой имеется множество воздушных пространств. Эти воздушные полости взаимосвязаны с устьицами и участвуют в газообмене и выведении водяного пара из листа. Увеличение межклеточных пространств достигается различными путями: в одних случаях клетки сохраняют округлую форму, в других образуют выросты.
Расположение устьиц преимущественно на нижней стороне листа объясняется не только положением губчатого мезофилла. Потеря воды листом в процессе транспирации идёт медленнее через устьица, расположенной в нижней, а не в верхней эпидерме. Кроме того, главным источником углекислого газа в атмосфере является «почвенное дыхание» — выделение СО2 в результате жизнедеятельности многочисленных живых существ, населяющих почву.
Абсолютная толщина палисадной и губчатой ткани и число слоёв клеток в них различны, в зависимости от освещения и других причин. Даже у одной особи, например на одном кусте сирени, листья, выросшие на свету, имеют более развитый мезофилл, чем теневые листья.
Внутреннее строение листьев может меняться. Если нижняя сторона листьев получает достаточно света, то и на ней образуется столбчатый мезофилл. У многих листьев однодольных растений мезофилл не дифференцируется на столбчатый и губчатый, а состоит из одинаковых клеток. Встречаются уклонения от типичной плоской структуры листа и тогда клеточное строение тоже меняется. У некоторых растений-ксерофитов обе стороны листа имеют одинаковую эпидерму и мезофилл. У многих суккулентов листья цилиндрической формы с радиальной симметрией. У некоторых злаков имеется особенно высокоспециализированный тип мезофилла – корончатый. Здесь клетки мезофилла окружают проводящие пучки, примыкая к ним по радиусу. В промежутках между клетками имеются большие межклетники, против которых с обеих сторон имеются устьица.
Видоизменённые листья растений
Когда растения колонизировали широкий спектр сред от пустынь до тропических лесов, возникали и изменения их органов для приспособления к специфике климата. В связи с приспособлением к выполнению новых функций многие листья изменились и стали непохожими на листья в привычном для нас виде. Краткое описание некоторых их адаптаций следует ниже.
- Хвоя – листья голосеменных хвойных растений. Они стали такими из-за суровости климата в местах произрастания.
- Прицветники, верховые, или цветочные листья. У кизила и пуансеттии есть относительно незаметные, небольшие, зеленовато-жёлтые цветки. Оба растения производят большие, яркие прицветники, у пуансеттии они окрашены в красный или белый цвета, у кизила – в розовый. Эти прицветники окружают настоящие цветы и выполняют функцию лепестков, привлекая насекомых-опылителей.
- Шипики (колючки). Листья или их части многих кактусов и других растений превращаются в шипы.
- Усики. Превращение части листовой пластинки в усики характерно для растений семейства бобовых. У видов чины, гороха, вики усики образованы из центральной жилки листочка или из жилок нескольких листочков (ветвистые усики). Усики чины прилистниковой появляются из прилистников, а её крупные прилистники выполняют роль листовой пластины.
Усики также могут образовываться из черешка листа.
- Чешуйки. У многих растений листья превращаются в чешуйки, например у туи. Толстые, мясистые чешуйки луковицы служат для запасания веществ. Почечные чешуи выполняют защитную функцию, а листья-чешуйки саксаула способствуют уменьшению транспирации.
- Филлодии. У растений засушливых мест обитания, например у австралийских акаций листья редуцированы, а их роль выполняют филлодии – уплощённые листовые черешки.
- Пестик. Это тоже видоизменённые листья.
- Репродуктивные листья. Некоторые растения, например каланхоэ, производят крошечные, но цельные саженцы по краям листьев. Каждый такой саженец, отделяется от листа и вырастает в полноразмерное растение. Американский ходячий папоротник (
- Форточки. Некоторые растения, обитающие в пустынях, образуют мясистые листья с прозрачными краями.
Сами листья оказываются погребёнными в песок, а прозрачные кончики остаются снаружи. Они снабжены кутинизированным эпидермисом и могут впускать свет внутрь листа. Эта стратегия помогает фотосинтезу происходить под землёй.
- Мешковидные листья. Срастаются так, что образуют структуру, похожую на мешок, способную удерживать воду. Такое приспособление есть у эпифитов и лиан.
- Суккулентные листья – мясистые, служат для запасания воды у растений засушливых мест обитания.
- Насекомоядные листья. Известно почти 200 видов цветковых растений, листья которых приспособлены к ловле насекомых. Растения с насекомоядными листьями чаще растут на кислых болотистых почвах, в которых отсутствуют азот и другие необходимые для жизни элементы или они содержатся в недоступных для растения формах. Поэтому они и восполняют недостаток за счёт насекомых.
Ловчие приспособления разнообразны: пузырьки с клапанами у пузырчатки, липкие желёзки, захлопывающиеся половинки листа и др.
Растения с листьями в форме кувшинов (Саррацения, Дарлингтония или виды Непентеса, или Кувшиночника) накапливают внутри этих резервуаров воду. Внутренняя поверхность листьев очень гладкая, но по их краю спускаются жёсткие волоски. Из такого листа, упавшим насекомым сбежать трудно и они в конце концов тонут. Собственные или бактериальные ферменты разлагают тело насекомого.
Другие растения, такие как росянка (Drosera), имеют желёзки, выделяющие липкую слизь. Она ловит насекомых, которые затем перевариваются ферментами. Листья Венериной мухоловки (Dionaea muscipula) в середине как-будто соединены при помощи шарнира. Когда насекомые задевают крошечные волоски на их листовых пластинках, две половинки листа захлопываются, и пищеварительные ферменты разлагают мягкие части насекомого до такого состояния, в котором они могут быть поглощены через поверхность листа. Интересно, что венерина мухоловка не способна жить в богатой азотом среде. Видимо это стало результатом сложного биохимического процесса, который и развил у растения способность улавливать и переваривать насекомых.
Чем отличаются простые листья от сложных?
Простые и сложные листья и их отличия (основная информация)
Важный орган всех растений, который является побегом, называется лист. Обладает двумя функциями, фотосинтез и транспирация. У листьев есть большое количество форм и различий, поэтому они делятся на группы простых листьев и сложных.
Отличительные черты
Для того чтобы отличить простые листья от сложных, нужно определить сколько листовых пластинок вырастает из черешка. Черешок, на котором расположен один лист называется простым, а если листика два и более тогда это сложный.
Чем отличаются простые и сложные листья?
Простые листья делят на группы: лопастные, раздельные, цельные, рассеченные. Цельными считаются листья, у которых выемки на краю листа не слишком глубоко расположены. Например: тополь, яблоня, береза, груша, липа, вишня, осина.
Рассеченные листья – это те, в которых разрез опускается до средней жилы или до самого основания.
Лопастные – листья, у которых разрезы на краях пластинки опускаются на одну четвертую от всего листа и разделяют его на лопасти. Например: дуб, клен, боярышник, смородина.
Раздельные листья – разрезы на пластине не доходят до средней жилы или до конца листа. У сложных листьев пластинка листа может отпасть без черешка, а у простых только с черешком.
Расположения листьев
Любые листья растут на стеблях и места их роста называют узлами, а расстояния между узлами междоузлиями. Расположение листовых пластин делят на три группы: мутовчатое, супротивное, очередное. Чаще всего у растений очередное расположение листьев. Например: береза, фикус, роза, рожь. Реже встречаются растения с мутовчатым расположением листьев это значит, что на одном узле по кругу растет несколько листьев, «мутовка» в переводе с латинского вокруг стебля, отсюда и название.
Прикрепления листьев
Листики могут прикрепляться к стеблю по-разному. Например, сидячие листья крепятся без черешка, и создается вид того, что они сидят на стебле.
Длинночерешковые — крепятся при помощи длинного черешка.
Короткочерешковые листья — крепятся с помощью короткого черешка к стеблю.
Пронзенный – это когда листовая пластинка окружена стеблем и создается впечатление что лист «пронзен».
Супротивные листья – образуются при сросшихся основаниях. Так же есть влагалищные листья и низ бегающие. Одной из важнейших функций пластины листа является фотосинтез. Благодаря фотосинтезу происходит поглощение углекислого газа и обратный процесс наполнения Земли кислородом.
Занятия с листьями для дошкольников: как исследовать листья
Вы ищете какие-нибудь забавные занятия с листьями для дошкольников?
Осенью, когда падают листья, самое время рассказать детям о листьях и деревьях. Конечно, дети любят листья, но как вы можете использовать их интерес, чтобы помочь им учиться?
ПРОСТО Купите НАБОР ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Нет времени читать всю статью?
Вот быстрые ссылки для покупки печатных материалов для расследований, представленных в статье.
ПРИОБРЕТЕНИЕ НА TPT
Как вы учите детей о листьях?
Исследование листьев — это идеальный способ рассказать своим детям все о листьях. Итак, позвольте мне предложить вам несколько забавных способов изучения листьев вашими маленькими учеными.
Поиск листьев
Если вы собираетесь изучать листья и деревья, вам нужно найти несколько листьев для научной деятельности. Ваши дети могут помочь вам с этой задачей. Если на вашей игровой площадке есть деревья, они могут собирать там листья. Дошкольники ОБОЖАЮТ получать домашнее задание, поэтому они будут в восторге, если вы попросите их принести листик из дома или района.
Если вы живете на юге, найти красивые осенние листья может быть проблемой. Вот несколько идей:
- Попросите друга или родственника с севера прислать вам листья.
- Купите шелковые листья в магазине для рукоделия.
- Используйте то, что можете использовать локально. Ничего страшного, если все листья, которые вы исследуете, зеленые.
Исследование листьев
Теперь, когда у вас есть много листьев для изучения ваших детей, пришло время провести научное исследование. Ученые узнают о вещах в мире, изучая и классифицируя их. Итак, давайте посмотрим, как ваши дети могут изучать листья.
Изучите внешний вид листьев
Цвет
Какого цвета листья вы видите? Если вам повезет, вы можете найти много ярко-желтых, оранжевых и темно-красных цветов. Однако, если вы из Техаса, как и я, у вас, скорее всего, будут зеленые и коричневые листья.
Попросите детей выбрать один лист для изучения. Затем они могут нарисовать свои листья или раскрасить картинку, чтобы показать цвет своих листьев.
Текстура
Как ощущается лист? Мягкий ли он и гнущийся, или лист сухой и рассыпчатый? Как это звучит, когда вы прикасаетесь к нему?
Определите части листа
Используйте это задание по изучению листьев как возможность научить детей новым словарным запасам. Посмотрите, смогут ли они идентифицировать эти части каждого листа:
- средняя жилка – центральная жилка, идущая вниз по центру листа
- жилки – возьмите увеличительное стекло, чтобы увидеть все жилки, отходящие от средней жилки
- верхушка – кончик или точка на конце листа
- черешок или черешок — официальное название стебля листа
- основание — точка, где черешок соединяется с листом
Другие способы, которыми дети могут классифицировать листья , дети могут изучать свои листья дополнительными способами.
Простые и сложные листья
Дети могут изучить свой лист, чтобы определить, является ли он простым (один лист) или сложным (состоящим из нескольких листьев меньшего размера).
У него есть черешок или черешок?
Иногда листья теряют черешок, когда падают на землю. У вашего листа есть черешок?
Край листа
Попросите детей изучить края своих листьев. Что вы заметили на границе? Край мог быть гладким или зубчатым, как пила. Некоторые листья также имеют лопастной край. У лопастных листьев есть участки, которые выступают, и участки, которые имеют углубления.
Измерение листьев
Ученые измеряют вещи, поэтому исследование листьев должно включать измерение листьев. Дети могут классифицировать свои листья как маленькие, средние или большие. Они также могут описать свой лист как широкий, тонкий, длинный, короткий.
Дети также могут измерить длину своих листьев. Предоставьте счетные кубики или мерную полосу для использования в качестве измерительного инструмента.
Вы также можете помочь детям отрезать кусок пряжи, чтобы он был такой же длины, как их лист.
Предложите детям сравнить длину разных листьев. Смогут ли они найти самую длинную? Смогут ли они найти кратчайший путь?
Математические упражнения с листьями
Вы также можете выполнять множество математических заданий на тему листьев в рамках изучения листьев.
Тематические задания по счету листьев
Используйте пластиковые желуди, мини-ластики с осенней тематикой или маленькие листья в качестве жетонов для чисел и счетных действий.
Сортировка листьев
Вы можете использовать настоящие листья, шелковые листья или фотографии листьев для сортировки. Предложите детям найти разные способы сортировки листьев. Вот несколько идей:
- по цвету
- по типу кромки
- сортировка по размеру
- простая или составная
Вы также можете предоставить лоток с различными предметами в стиле дерева для открытой сортировки. Вот некоторые материалы, которые вы можете использовать для сортировки.
- ветки и палочки
- листья
- деревянные диски
- пластиковые желуди
- мульча или кусочки коры дети рисуют.
Вы можете прикрепить листья к верхней части большого листа бумаги и попросить детей добавить наклейку в колонку под своим любимым листом.
Когда дети закончат выбирать своих любимых, вы можете рассчитать и проанализировать данные вместе с ними.
Дополнительные занятия с листьями для дошкольников
Вы также можете заниматься другими делами, связанными с листьями. Вот несколько идей:
Стирка листьев
Поместите лист бумаги на лист, а затем используйте цветной карандаш, чтобы нанести на бумагу цвет. На бумаге появится текстура листа и его прожилки. Могут ли ваши дети идентифицировать различные части листа?
Кора
Выйдите на улицу и приложите лист бумаги к стволу дерева. Цвет на бумаге и текстура коры дерева появятся на бумаге. Затем сделайте натирание корой другого дерева. Сравните два разных натирания. Насколько они разные?
Сенсорная корзина
Используйте шелковые листья, чтобы создать забавный осенний сенсорный столик.
Добавьте палочки, пластиковые желуди и небольшие контейнеры для сортировки и измерения.
Эти задания для дошкольников идеально подходят для знакомства детей с миром науки. Кроме того, они могут помочь вашим дошкольникам изучать листья и развивать навыки математики, счета, сортировки, построения графиков и многого другого.
Приобретите печатные формы для исследования листьев
Вы готовы исследовать листья в своем научном центре? Вы можете приобрести распечатки Leaf Investigation, представленные в этом посте, в моем магазине. Нажмите на изображение ниже, чтобы проверить их.
Вы предпочитаете делать покупки в магазине «Учителя платят учителям»? вы также можете приобрести Расследование листьев и деревьев или Набор расследований в моем магазине TPT.
Другие идеи для научной деятельности
Симметрия листьев — Музей науки Буффало
Перейти к основному содержаниюЗакрыть поиск
Просмотреть все задания
Симметрия листьев
Веселитесь всей семьей! Выполняйте задания под присмотром родителей.
Материалы:
- Листья 2-5 разных растений
- Белая бумага
- Карандаш
- Ножницы
- Лента
- Линейка
Процедура
- Соберите живой лист с двух-пяти разных растений. Будьте осторожны, чтобы не разорвать лист. Берите только то, что вам нужно, чтобы минимизировать вред растениям.
- Начните с основания стебля и срежьте каждый лист прямо посередине вдоль главной жилки.
- Надежно прикрепите половину листа скотчем к листу бумаги.
- Проверьте симметрию отражения, перевернув другую половину листа и поместив ее на заклеенную половину. Это совпадение? Это зеркальное отражение второй половины? В каком положении оно не зеркальное? Она точно такая же, как другая половина, или немного другая?
- Теперь посмотрите на обклеенную скотчем половину листа и попробуйте нарисовать другую половину, чтобы снова сделать лист целым. Это требует внимательного наблюдения и практики! Некоторые листья более сложные, чем другие.
Начните с простого листа овальной формы. Перейдите к более сложным лопастным листьям, таким как листья клена и дуба.
- Чтобы помочь создать его симметричную половину, используйте линейку, чтобы измерить, насколько далеко каждая точка листа находится от основной жилки. Теперь измерьте это расстояние с другой стороны и поставьте точку. Обратите внимание, как самые большие вены начинаются у основания и расходятся наружу. Попробуйте скопировать этот узор на свой рисунок.
- Обязательно сделайте снимок или видео, чтобы поделиться ими в комментариях на Facebook на страницах Музея науки Буффало или Природного заповедника Тиффта!
О чем все это?
В природе можно наблюдать множество закономерностей. Симметрию найти проще всего.
Что-то симметрично, когда оно одинаково с обеих сторон. Фигура обладает симметрией, если на ней можно провести центральную разделительную линию (зеркальную линию), показывающую, что обе стороны фигуры абсолютно одинаковы.