В каких тканях листа содержатся хлоропласты

Хлоропласты – двухмембранные органоиды растительных клеток, именно они играют ключевую роль в одном из самых важных биологических процессов в природе – фотосинтезе. В частности именно хлоропласты в процессе фотосинтеза выделяют зеленый пигмент хлорофилл, благодаря которому листья деревьев приобретают зеленый цвет (впрочем, не только листья, но и многие другие представители растительного мира, например водоросли). Какое строение хлоропластов, какие функции и процессы они осуществляются в жизнедеятельности клетки, об этом читайте далее.

Количество хлоропластов в растительной клетке может быть разным, у некоторых водорослей в клетке содержится лишь один большой хлоропласт, часто причудливой формы, в то время как в клетках некоторых высших растений находится множество хлоропластов. Особенно их много в так званных мезофильных тканях листьев, там одна клетка может иметь в себе до сотни хлоропластов.

Строение хлоропластов

Устройство хлоропласта включает в себя внутреннюю и внешнюю мембрану, (как и в клетке, они играют роль защитного барьера), межмембранное пространство, строму, тилакоиды, граны, ламеллы, люмен.

Вот так строение хлоропласта выглядит на картинке.

Как видим с картинки внутри хлоропласта имеется полужидкое пространство, именуемое стромой и приплюснутые диски – это тилакоиды. Последние объединены в стопки, названные гранамы, и сами граны соединены друг с другом при помощи длинных тилакоид, которые называют ламеллами. Именно в тилакоидах находится важный зеленый пигмент – хлорофилл.

В полужидкой строме хлоропласта находятся его молекулы ДНК и РНК, а также рибосомы, обеспечивающие этому важному органоиду некую автономность внутри клетки. Помимо этого в строме хлоропласта есть зерна крахмала, которые образуются при избытке углеводов, образованных при фотосинтетической активности.

Функции хлоропластов

Самая важная функция хлоропласта – это, конечно же, осуществление фотосинтеза. Об этом удивительном процессе на нашем сайте есть отдельная большая статья. Тем не менее, напомним, что при фотосинтезе хлоропластами растительных клеток при помощи солнечного света осуществляется синтез глюкозы из углекислого газа и воды. При этом в качестве важного «побочного продукта» выделяется кислород.

Основным фотосинтезирующим пигментом в этом процессе является хлорофилл, локализированный в мембранах тилакоидов, именно здесь проходят световые реакции фотосинтеза. Кроме хлорофилла тут же присутствуют ферменты и переносчики электронов.

Интересный факт: хлоропласты стараются расположиться в клетке таким образом, чтобы их тилакоидные мембраны находились под прямым углом к солнечному свету. Или говоря простым языком, хлоропласты в клетке всегда тянутся на свет.

Строение хлорофилла

Что же касается строения самого хлорофилла, то он состоит из длинного углеводного хвоста и порфириновой головки. Хвост его гидрофобен, то есть боится влаги, поэтому погружен в тилакоид, головка наоборот любит влагу и находится в жидкой субстанции хлоропласта – строме. Поглощение солнечного света осуществляется именно головкой хлорофилла.

К слову биологами различается несколько разных видов хлорофилла: хлорофилл a, хлорофилл b, хлорофилл c1, хлорофилл c2 и так далее, все они обладают разным спектром поглощения солнечного света. Но больше всего в растениях именно хлорофилла а.

Рекомендованная литература и полезные ссылки

• Белякова Г. А. Водоросли и грибы // Ботаника: в 4 т. / Белякова Г. А., Дьяков Ю. Т., Тарасов К. Л. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — Т. 1. — 320 с. — 3000 экз. — ISBN 5-7695-2731-5.
• Карпов С.А. Строение клетки протистов. — СПб.: ТЕССА, 2001. — 384 с. — 1000 экз. — ISBN 5-94086-010-9.
• Lee, R. E. Phycology, 4th edition. — Cambridge: Cambridge University Press, 2008. — 547 с. — ISBN 9780521682770.

Хлоропласты, видео

И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.

Количество хлоропластов в клетках служит одним из важнейших физиологических показателей продуктивности листа, поскольку ассимиляционная поверхность клеток зависит, безусловно, от этого показателя. Отсюда понятен тот большой практический интерес, который помогает выяснению природы пластидообразования и возможности управления этим процессом с целью повышения продуктивности фотосинтеза.

Численность хлоропластов в клетке варьирует в очень широких пределах, от 1—2 до 100 и больше. У высших растений клетки с 1—2 хлоропластами встречаются очень редко, обычно их насчитывается несколько десятков. Причем в клетках разных тканей у одного и того же растения число пластид может быть различным. Таким образом, этот показатель исключительно лабилен и зависит, как это было экспериментально показано, не только от вида растения, его возрастного состояния, яруса листа, но также и от условий вегетации. Улучшение снабжения растений минеральными элементами, особенно азотом, содействует увеличению количества хлоропластов. Под влиянием усиленного питания азотом и другими элементами минерального питания повышается жизнедеятельность клеток в целом, что положительно отражается и на пластидообразовании.

На число пластид, образующихся в клетке, оказывает влияние и водный режим почвы. При хорошем водообеспечении растений наблюдается заметное увеличение количества хлоропластов. Данные Л. И. Онищенко, полученные для сахарной свеклы, показывают, что при влажности почвы, равной 30% от полной полевой влагоемкости, в клетках листьев 14-го яруса в среднем содержится по 139 хлоропластов, а при 60%-ной влажности — 174 хлоропласта.

Фотосинтетическая активность растений зависит не только от количества хлоропластов, но и от их линейных размеров, которые колеблются в довольно широких пределах у разных систематических групп растений, особенно у водорослей. Некоторые виды водорослей отличаются гигантскими пластидами — до 100 мкм. У большинства же высших растений хлоропласты далеко не столь велики — обычно от 3 до 10 мкм, а в среднем 4—6 мкм, причем у растений, произрастающих в затененных местах, они крупнее, чем у растущих на открытых, незатененных местах, даже в клетках разных тканей одного и того же листа хлоропласты могут отличаться по величине. Так, для губчатой паренхимы листа характерны более крупные хлоропласты, чем для столбчатой паренхимы этого же листа. Размеры пластид не остаются постоянными и на протяжении жизни растения: развитие и превращение пропластид в хлоропласты сопровождается их увеличением, а по мере старения пластид размеры их, наоборот, неуклонно уменьшаются.

Совсем недавно установили, что хлоропласты могут быстро изменять свои размеры в зависимости от освещения. На свету их объем резко уменьшается, в темноте происходит возвращение к первоначальному размеру, причем это сопряжено с перестройкой их внутренней структуры. Уменьшение объема на свету происходит с затратой энергии, которую поставляют молекулы такого чрезвычайно богатого энергией соединения, каким является аденозинтрифосфат (АТФ). Считается, что сократительная способность хлоропластов обусловлена наличием в них белка, аналогичного по своим свойствам сократительному белку мышц. Есть полное основание полагать, что дальнейшее изучение этого явления, как и вообще влияния различных факторов внешней среды на размеры и количество пластид, позволит найти пути, которые дадут возможность более активно управлять фотосинтетической деятельностью растений.

Источник: Н.Н. Овчинников, Н.М. Шиханова. Фотосинтез. Пособие для учителей. Изд-во «Просвещение». Москва. 1972

Человек с трудом может представить, что клеточное строение листа – это сложная система. Любой организм живой природы состоит из мельчайших клеточек.

Каждая их группа имеет свои особенности, выполняет определенные функции и отвечает за определенные процессы.

Какие клетки образуют листовую пластину

В анатомии листовой пластины есть множество клеток, различных по форме и размеру.

Сверху и снизу находится кожица – эпидермис. Внутри размещена мякоть. На нижней поверхности имеются устьица.

Какую функцию выполняют жилки листа

Жилкование – это вид распределения жилок по листу. Жилки – это трубки в листьях. Они выполняют 2 функции – проводящую и опорную. В первом случае их можно сравнить с кровеносными сосудами человека. Они разносят вещества по всему организму.

Жилки бывают 2-х видов: ситовидные трубки и сосуды. По ситовидным трубкам от листьев к другим органам движутся вещества, образованные путем фотосинтеза.

По сосудам от корней из земли в другие части растения попадают растворенные в воде минеральные вещества. Иногда сосуды называют древесиной, а ситовидные трубки лубом.

По жилкованию листья разделяют на несколько типов. Ниже представлена таблица с примерами и кратким описанием.

Сами трубки покрыты механической тканью, которая выполняет защитную функцию.

Какое строение имеют клетки мякоти листа

Мякоть состоит из 2-х типов клеток. Они образуют столбчатую и губчатую ткани.

Столбчатая расположена в верхней части. Она представляет собой ряды столбиков, плотно прижатых друг к другу.

Губчатая ткань находится ниже. Она имеет рыхлую структуру и содержит много пространства, заполненного воздухом. Эти пространства называют межклетниками. Через губчатую ткань испаряется вода, и происходит газообмен.

Обратите внимание: у листьев, находящихся в хорошей освещенности, больше слоев столбчатой ткани и лучше развита губчатая ткань, чем у листьев теневых растений.

В каких клетках листа особенно много хлоропластов

Хлоропласты представляют собой двумембранные пластиды зеленого цвета, слегка расплющенные в длине. Их размер может варьироваться от 2 мкм до 50 мкм.

В этих пластидах содержится хлорофилл. Он играет важную роль в процессе фотосинтеза, в результате которого выделяется кислород. Больше всего хлоропластов содержится в столбчатой ткани, т. к. она находится на поверхности, а значит, лучше всего освещена. На свету и происходит фотосинтез.

У высших растений в составе одной клетки может содержаться от 10 до 30 пластид. Однако, большое количество хлоропластов не входит в состав водорослей. У них бывает один хлоропласт на одну клетку. Но есть удивительные исключения. В клетках палисадной ткани махорки обнаружено около 1000 пластид.

Это интересно: теневые растения обычно имеют темно-зеленый цвет, потому что содержат больше хлорофилла, чем световые. Это нужно, для того чтобы при недостатке света было больше возможностей для фотосинтеза.

Какое значение имеет кожица листа

Кожица – это наружный слой. Она защищает от высыхания и повреждения. Кожицу можно легко подцепить иглой и снять. Тогда будет возможность увидеть, что она прозрачная. Благодаря этому свет легко проникает внутрь.

Сверху кожицы находится восковой слой. Он нужен для предотвращения потери воды. Чем толще восковой слой, тем меньше будет испаряться воды.

Рисунок и описание внутреннего строения листа

Здесь представлен срез листа. На схеме хорошо видны клетки кожицы и мякоти.

Свойства клеток устьица листа

В нижней части в нескольких местах кожицы образованы небольшие отверстия, расположенные между замыкающими клетками. Это отверстие называются устьицем. Оно является форточкой листа.

Замыкающие клетки периодически открываются и закрываются, благодаря чему происходит газообмен и испарение воды. При недостатке влаги устьице закрыто, и открывается оно только с поступлением воды.

Количество устьиц на поверхности листа огромно. Оно может достигать 500 только на 1 кв. мм.

У растений, живущих на поверхности воды, устьица расположены на верхней части листа. У большинства наземных растений – на нижней. Но встречаются и такие растения, у которых устьица находятся и наверху, и внизу. К ним относятся дуб, берёза, липа, ромашка, паприка, шалфей и др.

Из представленной статьи мы узнали, каково строение листа. Благодаря слаженной работе всех клеток и работе каждой отдельной клетки, образуется кислород, которым мы дышим.