Устьица и газообмен листа
🌿 Биология · 6 класс
Что такое устьица
Устьица — это особые образования в кожице (эпидермисе) листа, через которые происходит газообмен и испарение воды. Каждое устьице состоит из двух замыкающих клеток бобовидной формы и щели между ними — устьичной щели. В отличие от остальных клеток кожицы, замыкающие клетки содержат хлоропласты, поэтому способны к фотосинтезу.
Через устьица в лист поступает углекислый газ, необходимый для фотосинтеза, и выходит кислород, а также испаряется вода. Большинство устьиц у наземных растений расположено на нижней стороне листа, где они меньше нагреваются солнцем. У водных растений с плавающими листьями устьица, наоборот, находятся на верхней стороне, обращённой к воздуху. Число устьиц очень велико: на одном квадратном миллиметре листа их бывают сотни.
Связь устьиц с другими тканями листа
Под кожицей листа лежит мякоть (основная ткань) с хлоропластами. Между её клетками есть межклетники — промежутки, заполненные воздухом. Газы и водяной пар сначала попадают в межклетники, а затем выходят наружу через устьичные щели. Поэтому устьица и межклетники работают вместе: устьица — это «двери», а межклетники — «коридоры» внутри листа.
Как устьица открываются и закрываются
Замыкающие клетки могут менять форму. Когда в них поступает вода, они становятся упругими (находятся в состоянии тургора) и изгибаются — щель открывается. Когда воды не хватает, клетки теряют упругость и смыкаются — щель закрывается. Так растение регулирует потерю воды.
Правило: днём на свету устьица обычно открыты, чтобы шёл фотосинтез; в жару и засуху растение закрывает устьица, чтобы не потерять слишком много воды.
Зачем нужен газообмен
Газообмен — это обмен газами между растением и воздухом. Он идёт постоянно, ведь растение и дышит, и фотосинтезирует.
| Процесс | Газ поглощается | Газ выделяется | Когда сильнее |
|---|---|---|---|
| Фотосинтез | Углекислый газ | Кислород | На свету |
| Дыхание | Кислород | Углекислый газ | Постоянно |
Условно баланс газов на свету можно записать так:
свет: CO_2 внутрь -> фотосинтез -> O_2 наружу
Опыт, доказывающий газообмен
Если затянуть нижнюю сторону листа вазелином, закрыв устьица, лист быстро завянет и пожелтеет: газообмен и испарение нарушатся. Это доказывает, что именно через устьица идёт обмен газами. Можно провести и другой опыт: сорванный лист опускают в горячую воду. Из устьиц начинают выходить пузырьки воздуха, который был в межклетниках, — больше пузырьков появляется на той стороне листа, где устьиц больше.
Значение устьиц для растения
Через устьица растение решает сразу две задачи. Во-первых, обеспечивает себя углекислым газом для фотосинтеза и удаляет лишний кислород. Во-вторых, регулирует испарение воды (транспирацию): испарение охлаждает лист и поддерживает движение воды от корней вверх по стеблю. Управляя устьицами, растение находит «золотую середину» между питанием и потерей воды.
Частые ошибки: устьица есть не только в листе, но обычно их там больше всего; замыкающие клетки — единственные клетки кожицы с хлоропластами; устьица не «дышат» сами по себе, а лишь служат «воротами» для газов и пара.
Кратко о главном
- Устьице — щель между двумя замыкающими клетками в кожице листа.
- Через устьица идёт газообмен (CO_2 и O_2) и испарение воды.
- Замыкающие клетки содержат хлоропласты и регулируют ширину щели.
- В тургоре щель открыта, при нехватке воды — закрыта.
- Больше всего устьиц на нижней стороне листа.