تهویه
اهمیت روزنه در گیاهان ساختار روزنه های گیاهی

اهمیت روزنه در گیاهان ساختار روزنه های گیاهی

تعیین وضعیت روزنه در گیاهان داخلی

برگ یک گیاه وظایف مختلفی را انجام می دهد. این عضو اصلی است که فتوسنتز، تبادل گاز و تعرق (تبخیر آب) در آن انجام می شود. برای اجرای تبادل گاز در اندام های زمینی گیاه، تشکل های خاصی وجود دارد - روزنه.

روزنه ها اگرچه بخشی از اپیدرم (پوست برگ) هستند، گروه خاصی از سلول ها هستند. دستگاه روزنه شامل دو سلول محافظ است که بین آنها یک شکاف روزنه ای، 2 تا 4 سلول پریستوماتال و یک محفظه گاز-هوا در زیر شکاف روزنه قرار دارد.

سلول‌های نگهبان روزنه‌ها شکلی منحنی کشیده و "لوبیا شکل" دارند. دیواره آنها رو به شکاف روزنه ضخیم است. سلول های روزنه قادر به تغییر شکل خود هستند - به همین دلیل، باز یا بسته شدن شکاف روزنه رخ می دهد. این سلول ها حاوی کلروپلاست (پلاستیدهای سبز) هستند. باز و بسته شدن شکاف روزنه به دلیل تغییر تورگور (فشار اسمزی) در سلول های نگهبان اتفاق می افتد. کلروپلاست سلول های نگهبان حاوی نشاسته است که می تواند به قند تبدیل شود. هنگامی که نشاسته به قند تبدیل می شود، فشار اسمزی افزایش می یابد و روزنه ها باز می شوند. با کاهش محتوای قند، روند معکوس رخ می دهد و روزنه ها بسته می شوند.

شکاف های دهانه اغلب در اوایل صبح کاملاً باز و در طول روز بسته (یا نیمه بسته) هستند. تعداد روزنه ها به شرایط محیطی (دما، نور، رطوبت) بستگی دارد. درجه افشای آنها در زمان متفاوتروزها در گونه های مختلف بسیار متفاوت است. در برگ های گیاهان در زیستگاه های مرطوب، تراکم روزنه ها 100-700 در هر 1 میلی متر مربع است.

بیشتر گیاهان زمینی فقط در قسمت زیرین برگ روزنه دارند. آنها همچنین می توانند در هر دو طرف برگ، به عنوان مثال، در کلم یا آفتابگردان یافت شوند. در عین حال، تراکم روزنه در دو طرف بالا و پایین برگ یکسان نیست: کلم 140 و 240 در هر 1 میلی متر مربع و آفتابگردان دارای 175 و 325 در هر 1 میلی متر مربع است. در گیاهان آبزی مانند نیلوفرهای آبی، روزنه ها فقط در قسمت بالایی برگ با تراکم حدود 500 در 1 میلی متر مربع قرار دارند. گیاهان زیر آب اصلا روزنه ندارند.

هدف، واقعگرایانه:

تعیین وضعیت روزنه در گیاهان مختلف داخلی

وظایف

1. بررسی ساختار، محل و تعداد روزنه ها در گیاهان مختلف با توجه به ادبیات تکمیلی.

2. گیاهان را برای تحقیق انتخاب کنید.

3. وضعیت روزنه ها، درجه باز شدن آنها را در گیاهان مختلف داخلی موجود در اتاق زیست شناسی تعیین کنید.

مواد و روش ها

تعیین وضعیت روزنه طبق روشی انجام شد که در " توصیه های روش شناختیدر مورد فیزیولوژی گیاهی» (تدوین شده توسط E.F. Kim و E.N. Grishina). ماهیت تکنیک این است که درجه باز شدن روزنه ها با نفوذ به پالپ برگ برخی از آنها تعیین می شود. مواد شیمیایی. برای این منظور از مایعات مختلفی استفاده می شود: اتر، الکل، بنزین، نفت سفید، بنزن، زایلن. ما از الکل، بنزن و زایلن که در آزمایشگاه شیمی در اختیارمان قرار می‌گرفت استفاده کردیم. نفوذ این مایعات به داخل گوشت برگ به میزان باز شدن روزنه بستگی دارد. اگر 2 تا 3 دقیقه پس از ریختن یک قطره مایع در قسمت زیرین تیغه برگ، یک لکه روشن روی برگ ظاهر شد، به این معنی است که مایع از طریق روزنه نفوذ می کند. در این حالت، الکل فقط با روزنه های باز و بنزن با عرض دهانه متوسط به برگ نفوذ می کند و فقط زایلن از طریق روزنه های تقریباً بسته نفوذ می کند.

در مرحله اول کار سعی کردیم امکان تعیین وضعیت روزنه (درجه باز شدن) را در گیاهان مختلف ایجاد کنیم. در این آزمایش از آگاو، سایپروس، تردسکانتیا، گل شمعدانی، اگزالیس، سینگونیوم، زنبق آمازون، بگونیا، سانشتیا، دیفن باخیا، کلرودندرون، گل ساعتی، کدو تنبل و لوبیا استفاده شد. اگزالیس، شمعدانی، بگونیا، سانشتیا، کلرودندرون، گل ساعتی، کدو تنبل و لوبیا برای کار بیشتر انتخاب شدند. در موارد دیگر، درجه باز شدن روزنه را نمی توان تعیین کرد. این ممکن است به این دلیل باشد که آگاو، سیپروس، سوسن دارای برگ های نسبتاً سختی هستند که با پوششی پوشیده شده است که از نفوذ مواد از طریق شکاف روزنه جلوگیری می کند. دلیل احتمالی دیگر می تواند این باشد که تا زمان آزمایش (14:00 ساعت) روزنه های آنها قبلا بسته شده بود.

مطالعه در طول هفته انجام شد. هر روز بعد از مدرسه ساعت 14 درجه باز شدن روزنه ها را به روش فوق تعیین می کردیم.

نتایج و بحث

داده های به دست آمده در جدول ارائه شده است. داده های داده شده میانگین می شوند، زیرا که در روزهای مختلفوضعیت روزنه ها یکسان نبود. بنابراین، از شش اندازه گیری، دهانه وسیع روزنه دو بار در اگزالیس، یک بار در شمعدانی و دو بار در بگونیا ثبت شد. درجه متوسطباز شدن روزنه این تفاوت ها به زمان آزمایش بستگی ندارد. شاید آنها به شرایط آب و هوایی مربوط باشند، اگرچه رژیم دما در مطالعه و روشنایی گیاهان نسبتاً ثابت بود. بنابراین، داده های میانگین به دست آمده را می توان یک هنجار مشخص برای این گیاهان در نظر گرفت.

تحقیقات انجام شده نشان می دهد که در گیاهان مختلف به طور همزمان و در شرایط یکسان، میزان باز شدن روزنه ها یکسان نیست. گیاهانی با روزنه های باز (بگونیا، سانچشیا، کدو تنبل)، اندازه متوسط شکاف روزنه (ترش، شمعدانی، لوبیا) وجود دارد. شکاف های باریک روزنه فقط در کلرودندرون یافت می شود.

ما این نتایج را مقدماتی می دانیم. در آینده، ما قصد داریم مشخص کنیم که آیا و چگونه ریتم های بیولوژیکی در باز و بسته شدن روزنه ها در گیاهان مختلف متفاوت است یا خیر. برای انجام این کار، زمان بندی وضعیت شقاق روزنه در طول روز انجام می شود.

روزنه های گیاهی

در پوست آنها (اپیدرم) یافت می شود. هر گیاه در تبادل دائمی با جو اطراف است. دائماً اکسیژن را جذب می کند و دی اکسید کربن آزاد می کند. علاوه بر این با قسمت های سبز رنگ خود دی اکسید کربن را جذب کرده و اکسیژن آزاد می کند. سپس، گیاه به طور مداوم آب را تبخیر می کند. از آنجایی که کوتیکول که برگ ها و ساقه های جوان را می پوشاند، گازها و بخار آب را بسیار ضعیف از خود عبور می دهد، سوراخ های مخصوصی در پوست برای تبادل بدون مانع با جو اطراف وجود دارد که U. در قسمت عرضی برگ نامیده می شود. 1)، U. در شکاف ظاهر می شود ( اسمنتهی به حفره هوا ( من).

شکل. 1. استوما ( اس) از یک برگ سنبل در مقطع.

در دو طرف U. یکی وجود دارد سلول بسته شدنپوسته سلول های نگهبان دو خروجی به سمت دهانه روزنه ایجاد می کند که به دلیل آن به دو اتاق تقسیم می شود: حیاط قدامی و خلفی. هنگامی که از سطح مشاهده می شود، U. به صورت یک شکاف مستطیلی که توسط دو سلول نگهبان نیمه ماه احاطه شده است ظاهر می شود (شکل 2).

در روز، U. باز هستند، اما در شب آنها بسته هستند. U. نیز در طول روز در هنگام خشکسالی بسته است. بسته شدن U. توسط سلول های نگهبان انجام می شود. اگر تکه ای از پوست برگ در آب قرار گیرد، U. همچنان باز می ماند. اگر آب با محلول قندی که باعث پلاسمولیز سلولی می شود جایگزین شود، U. بسته می شود. از آنجایی که پلاسمولیز سلول ها با کاهش حجم آنها همراه است، بنابراین بسته شدن سلول ها نتیجه کاهش حجم سلول های نگهبان است. در طول خشکسالی، سلول‌های نگهبان بخشی از آب خود را از دست می‌دهند، حجم آن کاهش می‌یابد و U را می‌بندند. برگ با یک لایه کوتیکول پیوسته پوشیده شده است که نفوذپذیری ضعیفی به بخار آب دارد که از خشک شدن بیشتر جلوگیری می‌کند. شب بسته شدن U. با ملاحظات زیر توضیح داده می شود. سلول های نگهبان دائماً حاوی دانه های کلروفیل هستند و بنابراین قادر به جذب دی اکسید کربن اتمسفر هستند، یعنی خود تغذیه شوند. مواد آلی انباشته شده در نور به شدت آب را از سلول های اطراف جذب می کنند، بنابراین سلول های نگهبان افزایش حجم پیدا می کنند و باز می شوند. در شب مواد آلی تولید شده در نور مصرف می شود و با آنها قابلیت جذب آب از بین می رود و U. بسته می شود. U. هم روی برگ ها و هم روی ساقه ها هستند. روی برگ ها، آنها یا روی هر دو سطح یا روی یکی از آنها قرار می گیرند. برگهای علفی و نرم هم در سطح بالایی و هم در سطح زیرین دارای U. هستند. برگهای چرمی سخت تقریباً منحصراً در سطح زیرین دارای U. هستند. در برگهای شناور روی سطح آب، U. منحصراً در سمت بالایی قرار دارند. مقدار U. در گیاهان مختلف بسیار متفاوت است. برای اکثر برگها، تعداد U. در میلی متر مربع بین 40 تا 300 در نوسان است. بزرگترین عدد U. در سطح پایینی برگ Brassica Rapa قرار دارد - در هر 1 متر مربع. mm 716. بین مقدار U. و رطوبت محل رابطه وجود دارد. AT گیاهان عمومیمناطق مرطوب نسبت به گیاهان در مناطق خشک U. بیشتری دارند. علاوه بر U. معمولی که برای تبادل گاز خدمت می کنند، بسیاری از گیاهان نیز دارند اب U. آنها برای رهاسازی آب نه در حالت گازی، بلکه در حالت مایع خدمت می کنند. به جای حفره هوا که در زیر U. معمولی قرار دارد، در زیر آب U. یک آبخوان مخصوص وجود دارد که از سلول هایی با غشاهای نازک تشکیل شده است. U. آب بیشتر در گیاهان مناطق مرطوب یافت می شود و در آنها یافت می شود بخشهای مختلفبرگها، صرف نظر از U. معمولی، درست در آنجا قرار دارند. Water U. در بیشتر موارد زمانی قطرات آب از خود ساطع می کند که به دلیل رطوبت زیاد هوا، U. حامل هوا نمی تواند آب را تبخیر کند. همه این تشکل ها نامیده می شوند هیداتود(هیداتود). یک مثال هیداتدهای Gonocarium pyriforme است (شکل 3).

برش عرضی از برگ نشان می دهد که برخی از سلول های پوست به شکل خاصی تغییر کرده و به هیداتد تبدیل شده اند. هر هیداتد از سه قسمت تشکیل شده است. رویش اریب به بیرون بیرون زده و توسط لوله باریکی که آب هیداتود از آن عبور می کند سوراخ می شود. قسمت میانی شبیه یک قیف با دیواره های بسیار ضخیم است. قسمت پایینی هیداتود از یک حباب با دیواره نازک تشکیل شده است. برخی از گیاهان برگ های خود را می دهند مقادیر زیادآب، بدون داشتن هیچ گونه هیداتود مرتب شده خاصی. به عنوان مثال. انواع مختلفسالاسیا بین ساعت 6-7 صبح چنان مقادیر زیادی آب ترشح می کند که کاملاً سزاوار نام درختچه های بارانی هستند: با لمس ملایم شاخه ها، باران واقعی از آنها می بارد. آب توسط منافذ ساده ای ترشح می شود که به مقدار زیاد غشای خارجی سلول های پوست را می پوشاند.

وی. پالادین.

فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون - سنت پترزبورگ: بروکهاوس-افرون. 1890-1907 .

ببینید "روزنه گیاهی" در سایر لغت نامه ها چیست:

آنها در پوست آنها (اپیدرم) یافت می شوند. هر گیاه در تبادل دائمی با جو اطراف است. دائماً اکسیژن را جذب می کند و دی اکسید کربن آزاد می کند. علاوه بر این با قسمت های سبز رنگ خود دی اکسید کربن را جذب کرده و اکسیژن آزاد می کند.

روزنه برگ گوجه فرنگی در زیر میکروسکوپ الکترونی Stomata (به لاتین stoma، از دهان یونانی "دهان، دهان") در گیاه شناسی منافذی است که در لایه پایین یا بالایی اپیدرم برگ گیاه قرار دارد و از طریق آن آب تبخیر می شود و گاز می گیرد. تبادل با ... ... ویکی پدیا

اولین تلاش‌ها برای طبقه‌بندی گیاهان گلدار، و همچنین به‌طور کلی جهان گیاهی، بر اساس چند نشانه بیرونی به‌راحتی قابل‌مشاهده و به‌طور خودسرانه انجام شد. تمیز بودند طبقه بندی های مصنوعی، که در یک ...... دایره المعارف زیستی

فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون

گروه‌هایی از سلول‌ها که در بدن گیاه به ترتیب خاصی قرار دارند، ساختار خاصی دارند و برای عملکردهای حیاتی مختلف ارگانیسم گیاهی عمل می‌کنند. سلول های تقریباً همه گیاهان چند سلولی همگن نیستند، اما در T جمع آوری می شوند. فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون- چنین فرآیندها و پدیده هایی در یک موجود زنده گیاهی رخ می دهد که هرگز در طول زندگی عادی آن رخ نمی دهد. به گفته فرانک، B. plants یک انحراف از حالت طبیعی گونه ... فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون

مطالب: موضوع تغذیه F.F. F. رشد. F. اشکال گیاهان. F. تولید مثل. ادبیات. فیزیک گیاهی فرآیندهایی را که در گیاهان اتفاق می افتد مطالعه می کند. این بخش از علم گیاه شناسی گسترده با سایر بخش های طبقه بندی آن متفاوت است، ... ... فرهنگ لغت دایره المعارف F.A. بروکهاوس و I.A. افرون

برگ (folium)، اندامی از گیاهان عالی است که عملکردهای فتوسنتز و تعرق را انجام می دهد و همچنین تبادل گاز با هوا و شرکت در سایر فرآیندهای مهم زندگی گیاه را انجام می دهد. مورفولوژی، آناتومی برگ و ... دایره المعارف بزرگ شوروی

برگ اندام رویشی گیاهان است، بخشی از ساقه است. وظایف برگ فتوسنتز، تبخیر آب (تعرق) و تبادل گاز است. علاوه بر این کارکردهای اساسی، در نتیجه انطباق های اصطلاحی با شرایط مختلف وجود، تغییر برگ ها می تواند اهداف زیر را انجام دهد.

تجمع مواد مغذی (پیاز، کلم)، آب (آلوئه)؛
محافظت در برابر خورده شدن توسط حیوانات (خارهای کاکتوس و زرشک)؛
تکثیر رویشی (بگونیا، بنفشه)؛
گرفتن و هضم حشرات (شبنم، تله مگس زهره)؛
حرکت و تقویت ساقه ضعیف (نخود نخودی، ویکی)؛
حذف محصولات متابولیک در طول ریزش برگ (در درختان و درختچه ها).

مشخصات عمومی برگ گیاه

برگ های بیشتر گیاهان سبز، اغلب صاف، معمولاً به صورت دو طرفه متقارن هستند. اندازه ها از چند میلی متر (علف اردک) تا 10-15 متر (در کف دست).

برگ از سلول ها تشکیل می شود پارچه آموزشیمخروط های رشد ساقه ریشه برگ به موارد زیر متمایز می شود:

لبه ی برگ؛
دمبرگ که با آن برگ به ساقه چسبیده است.
شرط می کند.

برخی از گیاهان فاقد دمبرگ هستند، به چنین برگهایی بر خلاف دمبرگ گفته می شود نشسته. استیپول ها نیز در همه گیاهان یافت نمی شوند. آنها زائده های جفتی با اندازه های مختلف در پایه دمبرگ برگ هستند. شکل آنها متنوع است (فیلم ها، فلس ها، برگ های کوچک، خارها)، عملکرد آنها محافظ است.

برگهای ساده و مرکببا تعداد تیغه های برگ مشخص می شود. یک ورق ساده یک صفحه دارد و به طور کامل ناپدید می شود. این مجموعه دارای صفحات متعددی بر روی دمبرگ است. آنها با دمبرگ های کوچک خود به دمبرگ اصلی چسبیده اند و به آنها برگچه می گویند. هنگامی که یک برگ مرکب می میرد، ابتدا برگچه ها و سپس دمبرگ اصلی می ریزند.

تیغه های برگ از نظر شکل متنوع هستند: خطی (غلات)، بیضی (اقاقیا)، نیزه ای (بید)، بیضی (گلابی)، پیکانی شکل (سر پیکان) و غیره.

تیغه های برگ در جهات مختلف توسط رگبرگ ها سوراخ می شوند که دسته های آوندی-فیبری هستند و به ورق استحکام می بخشند. برگ‌های گیاهان دو لپه‌ای اغلب دارای تهویه‌های مشبک یا دولپه‌ای هستند، در حالی که برگ‌های گیاهان تک لپه‌ای دارای تهویه موازی یا قوسی هستند.

لبه های تیغه برگ می تواند جامد باشد، چنین ورقه ای تمام لبه (یاسی) یا بریده نامیده می شود. بسته به شکل شیار، در امتداد لبه تیغه برگ، دندانه دار، دندانه دار، کرنات و غیره وجود دارد که در برگ های دندانه دار دندانه ها اضلاع کم و بیش مساوی دارند (راش، فندقی)، در دندانه دار - یک طرف. دندان بلندتر از دیگری است (گلابی)، کرنات - دارای بریدگی های تیز و برآمدگی های صاف (مریم گلی، بودرا). همه این برگها را کامل می نامند، زیرا فرورفتگی آنها کم عمق است، به عرض صفحه نمی رسد.

در صورت وجود فرورفتگی های عمیق تر، برگ ها لوب می شوند، زمانی که عمق شکاف برابر با نصف عرض صفحه (بلوط) باشد، جدا - بیش از نصف (خشخاش). در برگ های برش خورده، فرورفتگی ها به قسمت میانی یا به پایه برگ (باباآدم) می رسد.

در شرایط رشد مطلوب، برگ های پایین و بالایی شاخه ها یکسان نیستند. برگ های پایینی، میانی و بالایی وجود دارد. چنین تمایزی حتی در کلیه مشخص می شود.

برگهای پایینی یا اول شاخه فلسهای کلیه، فلسهای خشک بیرونی پیازها، برگهای لپه هستند. برگهای پایینی معمولاً در طول رشد شاخساره می ریزند. برگهای رزهای پایه نیز متعلق به پایه است. برگ های میانی یا ساقه ای برای انواع گیاهان معمولی هستند. برگ های بالایی معمولاً اندازه های کوچک تری دارند، در نزدیکی گل ها یا گل آذین قرار دارند، به رنگ های مختلف رنگ آمیزی می شوند یا بی رنگ هستند (پوشاننده برگ های گل، گل آذین، براکت).

انواع چیدمان ورق

سه نوع اصلی آرایش برگ وجود دارد:

منظم یا مارپیچ؛
مقابل
حلقه زده

در آرایش بعدی، تک برگ ها به صورت مارپیچی (سیب، فیکوس) به گره های ساقه متصل می شوند. با مخالف - دو برگ در گره یکی در مقابل دیگری قرار دارند (یاس بنفش، افرا). آرایش برگ های حلقه ای - سه یا چند برگ در یک گره ساقه را با یک حلقه می پوشانند (الودیا، خرزهره).

هر گونه آرایش برگ به گیاهان اجازه می دهد تا حداکثر نور را جذب کنند، زیرا برگ ها یک موزاییک برگ را تشکیل می دهند و یکدیگر را پنهان نمی کنند.

ساختار سلولی برگ

برگ نیز مانند سایر اندام های گیاهی دارای ساختار سلولی است. سطوح فوقانی و تحتانی تیغه برگ با پوست پوشیده شده است. سلول های زنده بی رنگ پوست حاوی سیتوپلاسم و هسته هستند که در یک لایه پیوسته قرار دارند. پوسته بیرونی آنها ضخیم است.

روزنه ها اندام های تنفسی گیاه هستند.

در پوست روزنه ها وجود دارد - شکاف هایی که توسط دو سلول دنباله دار یا روزنه ای ایجاد می شوند. سلول های نگهبان هلالی شکل هستند و حاوی سیتوپلاسم، هسته، کلروپلاست و یک واکوئل مرکزی هستند. غشاهای این سلول ها به طور ناهموار ضخیم می شوند: قسمت داخلی، رو به شکاف، ضخیم تر از مقابل است.

تغییر در تورگور سلول های نگهبان، شکل آنها را تغییر می دهد، به همین دلیل دهانه روزنه بسته به شرایط باز، باریک یا کاملا بسته می شود. محیط. بنابراین در روز روزنه ها باز هستند و در شب و در هوای گرم و خشک بسته می شوند. نقش روزنه ها تنظیم تبخیر آب توسط گیاه و تبادل گاز با محیط است.

روزنه ها معمولاً در سطح پایین برگ قرار دارند ، اما در قسمت بالایی نیز وجود دارند ، گاهی اوقات آنها کم و بیش به طور مساوی در هر دو طرف توزیع می شوند (ذرت). در گیاهان شناور آبزی، روزنه ها فقط در قسمت بالایی برگ قرار دارند. تعداد روزنه در واحد سطح برگ به گونه گیاهی و شرایط رشد بستگی دارد. به طور متوسط، 100-300 عدد در هر 1 میلی متر مربع از سطح وجود دارد، اما می تواند بسیار بیشتر باشد.

تفاله برگ (مزوفیل)

بین پوست فوقانی و تحتانی تیغه برگ، پالپ برگ (مزوفیل) قرار دارد. در زیر لایه بالایی یک یا چند لایه سلول مستطیلی بزرگ وجود دارد که دارای کلروپلاست های متعدد هستند. این یک پارانشیم ستونی یا پلکی است - بافت اصلی جذب که در آن فرآیندهای فتوسنتز انجام می شود.

در زیر پارانشیم palisade چندین لایه از سلول های نامنظم با فضاهای بین سلولی بزرگ وجود دارد. این لایه های سلولی یک پارانشیم اسفنجی یا شل را تشکیل می دهند. سلول های پارانشیم اسفنجی حاوی کلروپلاست کمتری هستند. آنها عملکردهای تعرق، تبادل گاز و ذخیره مواد مغذی را انجام می دهند.

گوشت برگ با شبکه ای متراکم از رگبرگ ها، بسته های فیبری آوندی نفوذ کرده است که آب و مواد محلول در برگ را تامین می کند و همچنین مواد جذب کننده را از برگ حذف می کند. علاوه بر این، وریدها نقش مکانیکی دارند. با دور شدن رگبرگ ها از قاعده برگ و نزدیک شدن به آن ها به سمت بالا، به دلیل انشعاب و از بین رفتن تدریجی عناصر مکانیکی و سپس لوله های غربال و در نهایت تراکئید نازک می شوند. کوچکترین شاخه ها در لبه برگ معمولاً فقط از تراکئید تشکیل شده است.

نمودار ساختار یک برگ گیاه

ساختار میکروسکوپی تیغه برگ حتی در یک گروه سیستماتیک از گیاهان بسته به شرایط رشد مختلف، عمدتاً به شرایط روشنایی و تامین آب، به طور قابل توجهی متفاوت است. گیاهان در مکان‌های سایه‌دار اغلب فاقد پرنشیم پالیزید هستند. سلولهای بافت جذبی دارای پالیزهای بزرگتری هستند، غلظت کلروفیل در آنها بیشتر از گیاهان فتوفیل است.

فتوسنتز

در کلروپلاست سلول های پالپ (به ویژه پارانشیم ستونی) فرآیند فتوسنتز در نور انجام می شود. ماهیت آن در این واقعیت نهفته است که گیاهان سبز انرژی خورشیدی را جذب می کنند و مواد آلی پیچیده ای را از دی اکسید کربن و آب ایجاد می کنند. این باعث آزاد شدن اکسیژن آزاد در جو می شود.

مواد آلی ایجاد شده توسط گیاهان سبز نه تنها غذای خود گیاهان، بلکه برای حیوانات و انسان نیز هستند. بنابراین، زندگی روی زمین به گیاهان سبز بستگی دارد.

تمام اکسیژن موجود در جو منشا فتوسنتزی دارد، به دلیل فعالیت حیاتی گیاهان سبز تجمع می یابد و محتوای کمی آن به دلیل فتوسنتز ثابت می ماند (حدود 21٪).

گیاهان سبز با استفاده از دی اکسید کربن موجود در جو برای فرآیند فتوسنتز، هوا را تصفیه می کنند.

تبخیر آب از برگها (تعرق)

علاوه بر فتوسنتز و تبادل گاز، فرآیند تعرق در برگ ها رخ می دهد - تبخیر آب توسط برگ ها. روزنه ها نقش اصلی را در تبخیر دارند و کل سطح برگ نیز تا حدی در این فرآیند شرکت می کند. در این راستا، تعرق روزنه ای و تعرق کوتیکولی - از طریق سطح کوتیکول پوشاننده اپیدرم برگ - متمایز می شوند. تعرق کوتیکولی بسیار کمتر از روزنه ای است: در برگ های مسن، 5-10٪ کل تعرق، اما در برگ های جوان با کوتیکول نازک، می تواند به 40-70٪ برسد.

از آنجایی که تعرق عمدتاً از طریق روزنه انجام می شود، جایی که دی اکسید کربن نیز برای فرآیند فتوسنتز وارد می شود، بین تبخیر آب و تجمع ماده خشک در گیاه رابطه وجود دارد. مقدار آبی که گیاه برای ساختن 1 گرم ماده خشک تبخیر می کند نامیده می شود میزان تعرق. مقدار آن از 30 تا 1000 متغیر است و به شرایط رشد، نوع و تنوع گیاهان بستگی دارد.

این گیاه به طور متوسط 0.2 درصد از آب عبوری را برای ساختن بدن خود مصرف می کند و مابقی صرف تنظیم حرارت و انتقال مواد معدنی می شود.

تعرق یک نیروی مکش در سلول برگ و ریشه ایجاد می کند و در نتیجه حرکت ثابت آب را در سرتاسر گیاه حفظ می کند. در این راستا، بر خلاف سیستم ریشه - پمپ آب پایین، که آب را به داخل گیاه پمپ می کند، به برگ ها پمپ آب بالایی می گویند.

تبخیر از برگها در برابر گرمای بیش از حد محافظت می کند که باعث شده است پراهمیتبرای تمام فرآیندهای زندگی یک گیاه، به ویژه فتوسنتز.

گیاهان مناطق خشک و همچنین در هوای خشک تبخیر می شوند آب بیشترنسبت به شرایط رطوبت بالا تبخیر آب به جز روزنه ها با تشکیلات محافظ روی پوست برگ تنظیم می شود. این تشکیلات عبارتند از: کوتیکول، پوشش مومی، بلوغ از کرک های مختلف و غیره. گیاهان زیستگاه های مرطوب دارای تیغه های برگ بزرگ هستند، هیچ تشکیلات محافظ روی پوست وجود ندارد.

تعرق مکانیسمی است که توسط آن آب از برگ های گیاه تبخیر می شود.

با تبخیر دشوار در گیاهان، روده شدن- انتشار آب از طریق روزنه در حالت قطره ای مایع. این پدیده در طبیعت معمولاً در صبح، زمانی که هوا به اشباع بخار آب نزدیک می شود یا قبل از باران رخ می دهد. در شرایط آزمایشگاهی با پوشاندن نهال های جوان گندم با درپوش شیشه ای می توان روده شدن را مشاهده کرد. پس از مدت کوتاهی، قطرات مایع در نوک برگ های آنها ظاهر می شود.

سیستم جداسازی - ریزش برگ (ریزش برگ)

سازگاری بیولوژیکی گیاهان برای محافظت در برابر تبخیر، سقوط برگ است - سقوط گسترده برگ ها در فصل سرد یا گرم. در مناطق معتدل، درختان برای زمستان زمانی که ریشه ها نمی توانند آب را از خاک یخ زده تامین کنند و یخ زدگی گیاه را خشک می کند، برگ های خود را می ریزند. در مناطق گرمسیری، ریزش برگ در فصل خشک مشاهده می شود.

آماده سازی برای ریختن برگ ها با تضعیف شدت فرآیندهای زندگی در اواخر تابستان - اوایل پاییز آغاز می شود. اول از همه، کلروفیل از بین می رود، سایر رنگدانه ها (کاروتن و زانتوفیل) ماندگاری بیشتری دارند و به برگ ها رنگ پاییزی می دهند. سپس در قاعده دمبرگ برگ، سلول های پارانشیمی شروع به تقسیم کرده و یک لایه جداکننده تشکیل می دهند. پس از آن، برگ جدا می شود و اثری روی ساقه باقی می ماند - اسکار برگ. در زمان ریزش برگ ها، برگ ها پیر می شوند، محصولات متابولیکی غیر ضروری در آنها جمع می شود که همراه با برگ های افتاده از گیاه خارج می شود.

همه گیاهان (معمولا درختان و درختچه ها، کمتر معمول گیاهان) به برگریز و همیشه سبز تقسیم می شوند. در برگهای برگریز در طول یک فصل رشد رشد می کند. هر سال با شروع شرایط نامطلوب سقوط می کنند. برگ های گیاهان همیشه سبز از 1 تا 15 سال عمر می کنند. مرگ بخشی از کهنه و ظاهر شدن برگهای جدید به طور مداوم اتفاق می افتد، درخت همیشه سبز به نظر می رسد (مخروطی، مرکبات).

و دی اکسید کربن آزاد می کند. علاوه بر این با قسمت های سبز رنگ خود دی اکسید کربن را جذب کرده و اکسیژن آزاد می کند. سپس، گیاه به طور مداوم آب را تبخیر می کند. از آنجایی که کوتیکول که برگ ها و ساقه های جوان را می پوشاند، گازها و بخار آب را بسیار ضعیف از خود عبور می دهد، سوراخ های مخصوصی در پوست برای تبادل بدون مانع با جو اطراف وجود دارد که U. در قسمت عرضی برگ نامیده می شود. 1)، U. در شکاف ظاهر می شود ( اسمنتهی به حفره هوا ( من).

شکل. 1. استوما ( اس) برش برگ سنبل

شکل. 2. روزنه های یک برگ Sedum purpurascens از سطح.

در روز، U. باز هستند، اما در شب آنها بسته هستند. U. نیز در طول روز در هنگام خشکسالی بسته است. بسته شدن U. توسط سلول های نگهبان انجام می شود. اگر تکه ای از پوست برگ در آب قرار گیرد، U. همچنان باز می ماند. اگر آب با محلول قندی که باعث پلاسمولیز سلولی می شود جایگزین شود، U. بسته می شود. از آنجایی که پلاسمولیز سلول ها با کاهش حجم آنها همراه است، بنابراین بسته شدن سلول ها نتیجه کاهش حجم سلول های نگهبان است. در طول خشکسالی، سلول‌های نگهبان مقداری از آب خود را از دست می‌دهند، حجمشان کاهش می‌یابد و U را می‌بندند. معلوم می‌شود که برگ با یک لایه کوتیکول پیوسته پوشیده شده است که بخار آب را ضعیف عبور می‌دهد و این از خشک شدن بیشتر محافظت می‌شود. شب بسته شدن U. با ملاحظات زیر توضیح داده می شود. سلول های نگهبان دائماً حاوی دانه های کلروفیل هستند و بنابراین قادر به جذب دی اکسید کربن اتمسفر هستند، یعنی خود تغذیه شوند. مواد آلی انباشته شده در نور به شدت آب را از سلول های اطراف جذب می کنند، بنابراین سلول های نگهبان افزایش حجم پیدا می کنند و باز می شوند. در شب مواد آلی تولید شده در نور مصرف می شود و با آنها قابلیت جذب آب از بین می رود و U. بسته می شود. U. هم روی برگ ها و هم روی ساقه ها هستند. روی برگ ها، آنها یا روی هر دو سطح یا روی یکی از آنها قرار می گیرند. برگهای علفی و نرم هم در سطح بالایی و هم در سطح زیرین دارای U. هستند. برگهای چرمی سخت تقریباً منحصراً در سطح زیرین دارای U. هستند. در برگهای شناور روی سطح آب، U. منحصراً در سمت بالایی قرار دارند. مقدار U. در گیاهان مختلف بسیار متفاوت است. برای اکثر برگها، تعداد U. که در یک میلی متر مربع قرار دارد، بین 40 تا 300 است. بیشترین تعداد U. در سطح پایینی برگ Brassica Rara - در هر 1 مربع است. mm 716. بین مقدار U. و رطوبت محل رابطه وجود دارد. به طور کلی گیاهان در مناطق مرطوب نسبت به گیاهان در مناطق خشک UV بیشتری دارند. علاوه بر U. معمولی که برای تبادل گاز خدمت می کنند، بسیاری از گیاهان نیز دارند اب U. آنها برای رهاسازی آب نه در حالت گازی، بلکه در حالت مایع خدمت می کنند. به جای حفره هوا که در زیر U. معمولی قرار دارد، در زیر آب U. یک آبخوان مخصوص وجود دارد که از سلول هایی با غشاهای نازک تشکیل شده است. آب W. بیشتر در گیاهان مناطق مرطوب یافت می شود و در قسمت های مختلف برگ ها، صرف نظر از W. معمولی واقع در آنجا، یافت می شود. U. تعدادی دستگاه مختلف برای رهاسازی آب در مایع وجود دارد. توسط برگ تشکیل می شود. همه این تشکل ها نامیده می شوند هیداتود(هیداتود). یک مثال هیداتدهای Gonocarium pyriforme است (شکل 3).

شکل. 3. هیداتود برگ Gonocarium pyriforme.

برش عرضی از برگ نشان می دهد که برخی از سلول های پوست به شکل خاصی تغییر کرده و به هیداتد تبدیل شده اند. هر هیداتد از سه قسمت تشکیل شده است. رویش اریب به بیرون بیرون زده و توسط لوله باریکی که آب هیداتود از آن عبور می کند سوراخ می شود. قسمت میانی شبیه یک قیف با دیواره های بسیار ضخیم است. قسمت پایینی هیداتود از یک حباب با دیواره نازک تشکیل شده است. برخی از گیاهان با برگ های خود مقادیر زیادی آب تراوش می کنند، بدون هیچ گونه هیداتدی که به طور خاص مرتب شده اند. به عنوان مثال. گونه های مختلف سالاسیا بین ساعت 6 تا 7 صبح چنان مقادیر زیادی آب تراوش می کنند که کاملاً سزاوار نام درختچه های بارانی هستند: وقتی به آرامی لمس شوند، باران واقعی از آنها می بارد. آب توسط منافذ ساده ای ترشح می شود که به مقدار زیاد غشای خارجی سلول های پوست را می پوشاند.

روزنه ها، ساختار و مکانیسم اثر آنها

سلول های اپیدرم به دلیل ساختار عجیب دیواره بیرونی آنها تقریباً در برابر آب و گازها غیرقابل نفوذ هستند. تبادل گاز بین گیاه و محیط خارجی و تبخیر آب - فرآیندهای لازم برای زندگی طبیعی گیاه چگونه است؟ در میان سلول های اپیدرم تشکیلات مشخصه ای به نام روزنه وجود دارد.

روزنه ها یک شکاف شکاف مانند است که از دو طرف توسط دو سلول دنباله دار که عمدتاً به شکل نیمه قمری هستند، احاطه شده است.

روزنه ها منافذی در اپیدرم هستند که از طریق آنها تبادل گاز صورت می گیرد. آنها عمدتاً در برگها و همچنین در ساقه یافت می شوند. هر روزنه از دو طرف توسط سلول های محافظ احاطه شده است که بر خلاف سایر سلول های اپیدرمی حاوی کلروپلاست هستند. سلول های نگهبان اندازه دهانه روزنه را با تغییر چروک خود کنترل می کنند.

این سلول ها زنده هستند و حاوی دانه های کلروفیل و دانه های نشاسته هستند که در سایر سلول های اپیدرم وجود ندارند. به خصوص روزنه های زیادی روی برگ وجود دارد. مقطع نشان می دهد که مستقیماً در زیر روزنه ها در داخل بافت برگ حفره ای به نام حفره تنفسی وجود دارد. در داخل شکاف، سلول‌های نگهبان در قسمت میانی حجره‌ها به هم نزدیک‌تر هستند و در بالا و پایین از یکدیگر فاصله می‌گیرند و فضاهایی به نام حیاط جلو و عقب را تشکیل می‌دهند.

سلول های نگهبان می توانند اندازه خود را کم و زیاد کنند، به همین دلیل دهانه روزنه یا به طور گسترده باز می شود، سپس باریک می شود و یا حتی به طور کامل بسته می شود.

بنابراین سلول های نگهبان دستگاهی هستند که روند باز و بسته شدن روزنه ها را تنظیم می کنند.

این فرآیند چگونه انجام می شود؟

دیواره‌های سلول‌های محافظ رو به شکاف بسیار قوی‌تر از دیواره‌های رو به سلول‌های مجاور اپیدرم ضخیم‌تر هستند. هنگامی که گیاه روشن می شود و رطوبت اضافی دارد، نشاسته در دانه های کلروفیل سلول های محافظ جمع می شود که بخشی از آن به قند تبدیل می شود. قند حل شده در شیره سلولی، آب را از سلول های همسایه اپیدرم جذب می کند، در نتیجه تورگ در سلول های محافظ افزایش می یابد. فشار قوی منجر به بیرون زدگی دیواره های سلولی مجاور دیواره های اپیدرمی می شود و در مقابل دیواره های به شدت ضخیم صاف می شوند. در نتیجه دهانه روزنه باز می شود و تبادل گاز و همچنین تبخیر آب افزایش می یابد. در تاریکی یا با کمبود رطوبت، فشار تورگ کاهش می‌یابد، سلول‌های محافظ موقعیت قبلی خود را می‌گیرند و دیواره‌های ضخیم بسته می‌شوند. دهانه روزنه بسته می شود.

روزنه ها بر روی تمام اندام های زمینی جوان و غیرسمی گیاه قرار دارند. به خصوص تعداد زیادی از آنها روی برگ ها وجود دارد و در اینجا عمدتاً در سطح پایین قرار دارند. اگر برگ به صورت عمودی قرار گیرد، روزنه ها در دو طرف آن رشد می کنند. برخی از برگ ها روی سطح آب شناور هستند گیاهان دریایی(به عنوان مثال، نیلوفرهای آبی، کپسول) روزنه ها فقط در سمت بالای برگ قرار دارند.

تعداد روزنه ها در هر 1 مربع. میلی متر از سطح برگ به طور متوسط 300 است، اما گاهی اوقات به 600 یا بیشتر می رسد. در cattail (Typha) بیش از 1300 روزنه در هر 1 متر مربع وجود دارد. میلی متر برگ های غوطه ور در آب روزنه ندارند. روزنه ها اغلب به طور مساوی در تمام سطح پوست توزیع می شوند، اما در برخی گیاهان به صورت گروهی جمع آوری می شوند. در گیاهان تک لپه ای و همچنین روی سوزن های بسیاری از مخروطیان، آنها در ردیف های طولی قرار دارند. در گیاهان مناطق خشک روزنه ها اغلب در بافت برگ غوطه ور می شوند. رشد روزنه معمولاً به شرح زیر است. در سلول های جداگانه اپیدرم، دیواره های قوسی شکل می گیرند و سلول را به چندین قسمت کوچکتر تقسیم می کنند به طوری که قسمت مرکزی به جد روزنه تبدیل می شود. این سلول توسط یک سپتوم طولی (در امتداد محور سلول) تقسیم می شود. سپس این سپتوم شکافته می شود و شکافی ایجاد می شود. سلول هایی که آن را محدود می کنند به سلول های نگهبان روزنه تبدیل می شوند. برخی از خزه های کبدی روزنه های عجیبی دارند که فاقد سلول های محافظ هستند.

روی انجیر ظاهر روزنه ها و سلول های نگهبان را در یک میکروگراف به دست آمده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان می دهد.

در اینجا می توان دید که دیواره سلولی سلول های نگهبان از نظر ضخامت یکنواخت نیستند: دیواره نزدیک به دهانه روزنه به وضوح ضخیم تر از دیواره مقابل است. علاوه بر این، میکروفیبریل های سلولزی که دیواره سلولی را تشکیل می دهند به گونه ای چیده شده اند که دیواره رو به سوراخ کمتر کشسانی داشته باشد و برخی از الیاف نوعی حلقه در اطراف سلول های محافظ سوسیس مانند تشکیل می دهند. از آنجایی که سلول آب را می مکد و کدر می شود، این حلقه ها از انبساط بیشتر آن جلوگیری می کنند و فقط به آن اجازه می دهند از نظر طول منبسط شود. از آنجایی که سلول‌های محافظ در انتهای خود به هم متصل هستند و دیواره‌های نازک‌تر دور از شکاف روزنه راحت‌تر کشیده می‌شوند، سلول‌ها شکل نیم‌دایره‌ای به خود می‌گیرند. بنابراین، یک سوراخ بین سلول های نگهبان ظاهر می شود. (اگر سوسیس شکل را باد کنیم همین اثر را خواهیم داشت بالونبا نوار چسب در امتداد یکی از طرفین آن.)

برعکس، زمانی که آب از سلول های محافظ خارج می شود، منافذ بسته می شود. چگونگی تغییر در تورژیدی سلولی هنوز مشخص نیست.

در یکی از فرضیه های سنتی، یعنی فرضیه «نشاسته قند»، فرض بر این است که در طول روز غلظت قند در سلول های نگهبان افزایش می یابد و در نتیجه فشار اسمزی در سلول ها و جریان آب به داخل آنها افزایش می یابد. . با این حال، هیچ کس هنوز نتوانسته است نشان دهد که قند کافی در سلول‌های نگهبان تجمع می‌کند تا تغییرات مشاهده شده در فشار اسمزی را ایجاد کند. اخیراً مشخص شده است که در طول روز، در نور، یون‌های پتاسیم و آنیون‌های همراه آنها در سلول‌های نگهبان تجمع می‌یابند. این تجمع یون ها برای ایجاد تغییرات مشاهده شده کافی است. در تاریکی، یون‌های پتاسیم (K +) از سلول‌های محافظ خارج می‌شوند و به سلول‌های اپیدرمی مجاورشان می‌روند. هنوز مشخص نیست که کدام آنیون بار مثبت یون پتاسیم را متعادل می کند. برخی (و نه همه) گیاهان مورد مطالعه تجمع مقادیر زیادی آنیون اسیدهای آلی مانند مالات را نشان دادند. در عین حال، دانه های نشاسته که در تاریکی در کلروپلاست سلول های نگهبان ظاهر می شوند، کاهش می یابند. این نشان می دهد که نشاسته در حضور نور به مالات تبدیل می شود.

برخی از گیاهان مانند Allium cepa (پیاز) در سلول های محافظ خود نشاسته ندارند. بنابراین، با روزنه های باز، مالات تجمع نمی یابد و کاتیون ها ظاهراً همراه با آنیون های معدنی مانند کلرید (Cl-) جذب می شوند.

برخی از مسائل حل نشده باقی مانده است. به عنوان مثال، چرا روزنه ها برای باز شدن به نور نیاز دارند؟ کلروپلاست ها در کنار ذخیره نشاسته چه نقشی دارند؟ آیا مالات در تاریکی به نشاسته تبدیل می شود؟ در سال 1979، نشان داده شد که کلروپلاست سلول‌های محافظ Vicia faba (لوبیا اسب) فاقد آنزیم‌های چرخه کالوین است و سیستم تیلاکوئید ضعیف است، اگرچه کلروفیل وجود دارد. در نتیجه، C3 معمولی - مسیر فتوسنتز کار نمی کند و نشاسته تشکیل نمی شود. این می تواند توضیح دهد که چرا نشاسته در طول روز، مانند سلول های فتوسنتزی معمولی، در شب تشکیل نمی شود. یکی دیگر حقیقت جالب- عدم وجود پلاسمودسماتا در سلول های نگهبان، به عنوان مثال. جداسازی مقایسه ای این سلول ها از سایر سلول های اپیدرم.