Stoma durumunun belirlenmesi iç mekan bitkileri

Bir bitkinin yaprağı çeşitli işlevleri yerine getirir. Bu, fotosentez, gaz değişimi ve terlemenin (suyun buharlaşması) gerçekleştiği ana organdır. Bitkinin karasal organlarında gaz değişiminin uygulanması için özel oluşumlar vardır - stoma.

Stomalar, epidermisin (yaprak derisi) bir parçası olmalarına rağmen özel bir hücre grubudur. Stoma aparatı, aralarında stoma boşluğu, 2-4 peristom hücresi ve stoma boşluğunun altına yerleştirilmiş bir gaz-hava odası bulunan iki koruyucu hücreden oluşur.

Stomanın koruyucu hücreleri, uzun kavisli, "fasulye şeklinde" bir şekle sahiptir. Stoma fissürüne bakan duvarları kalınlaşmıştır. Stoma hücreleri şekillerini değiştirebilir - bu nedenle stoma boşluğunun açılması veya kapanması meydana gelir. Bu hücreler kloroplastlar (yeşil plastitler) içerir. Koruyucu hücrelerdeki turgordaki (ozmotik basınç) değişiklikler nedeniyle stoma fissürünün açılıp kapanması meydana gelir. Koruyucu hücrelerin kloroplastları, şekere dönüştürülebilen nişasta içerir. Nişasta şekere dönüştürüldüğünde ozmotik basınç artar ve stomalar açılır. Şeker içeriğinde bir azalma ile ters işlem gerçekleşir ve stomalar kapanır.

Stoma yarıkları genellikle sabahın erken saatlerinde tamamen açıktır ve gündüzleri kapalıdır (veya yarı kapalıdır). Stoma sayısı çevresel koşullara (sıcaklık, ışık, nem) bağlıdır. Bunların ifşa edilme derecesi farklı zaman günler farklı türlerde büyük ölçüde değişir. Nemli habitatlardaki bitkilerin yapraklarında stoma yoğunluğu 1 mm2'de 100-700'dür.

Çoğu kara bitkisinin sadece yaprağın alt tarafında stomaları vardır. Ayrıca örneğin lahana veya ayçiçeğinde olduğu gibi yaprağın her iki tarafında da bulunabilirler. Aynı zamanda, yaprağın üst ve alt taraflarındaki stoma yoğunluğu aynı değildir: lahana 1 mm2'de 140 ve 240'a ve ayçiçeği 1 mm2'de sırasıyla 175 ve 325'e sahiptir. Nilüferler gibi su bitkilerinde stomalar, yaprağın sadece üst tarafında bulunur ve yoğunluğu 1 mm2'de yaklaşık 500'dür. Sualtı bitkilerinin hiç stomaları yoktur.

Amaç:

çeşitli iç mekan bitkilerinde stoma durumunun belirlenmesi.

Görevler

1. Ek literatüre göre çeşitli bitkilerdeki stomaların yapısı, yeri ve sayısı sorununu incelemek.

2. Araştırma için bitkileri seçin.

3. Biyoloji odasında bulunan çeşitli iç mekan bitkilerinde stoma durumunu, açılma derecesini belirleyin.

Malzemeler ve yöntemler

Stoma durumunun belirlenmesi, " bölümünde açıklanan yönteme göre yapıldı. metodolojik öneriler bitki fizyolojisi üzerine” (E.F. Kim ve E.N. Grishina tarafından derlenmiştir). Tekniğin özü, stomanın açılma derecesinin, bazılarının yaprağının hamuruna nüfuz etmesiyle belirlenmesidir. kimyasal maddeler. Bu amaçla çeşitli sıvılar kullanılır: eter, alkol, benzin, gazyağı, benzen, ksilen. Kimya laboratuvarında bize sağlanan alkol, benzen ve ksileni kullandık. Bu sıvıların yaprak etine nüfuz etmesi stomanın açılma derecesine bağlıdır. Yaprak kanadının alt tarafına bir damla sıvı uygulandıktan 2-3 dakika sonra yaprak üzerinde hafif bir nokta belirirse, bu sıvının stomadan nüfuz ettiği anlamına gelir. Bu durumda, alkol yaprağa yalnızca geniş açık stomalarla, benzen zaten ortalama bir açıklık genişliğine sahiptir ve sadece ksilen neredeyse kapalı stomalardan nüfuz eder.

Çalışmanın ilk aşamasında çeşitli bitkilerde stoma durumunu (açılma derecesi) belirleme imkanını oluşturmaya çalıştık. Bu deneyde agave, cyperus, tradescantia, sardunya, oxalis, syngonium, Amazon zambağı, begonya, sanchetia, dieffenbachia, clerodendron, çarkıfelek, kabak ve fasulye kullanılmıştır. Daha fazla çalışma için Oxalis, sardunya, begonya, sanchetia, clerodendron, çarkıfelek, balkabağı ve fasulye seçildi. Diğer durumlarda stoma açıklığının derecesi belirlenememiştir. Bunun nedeni, agave, cyperus, zambakın, maddelerin stoma boşluğundan nüfuz etmesini önleyen bir kaplama ile kaplanmış oldukça sert yapraklara sahip olması olabilir. Başka bir olası neden, deney sırasında (14.00 s) stomalarının zaten kapalı olması olabilir.

Çalışma hafta boyunca gerçekleştirildi. Her gün okuldan sonra saat 14.00'te yukarıdaki yöntemi kullanarak stoma açılma derecesini belirledik.

sonuçlar ve tartışma

Elde edilen veriler tabloda sunulmaktadır. Verilen verilerin ortalaması alınır, çünkü içinde farklı günler stomanın durumu aynı değildi. Böylece, altı ölçümden, iki kez oxalis'te, bir kez sardunyada ve iki kez begonyada geniş bir stoma açıklığı kaydedildi. ortalama derece stoma açılması. Bu farklılıklar deneyin zamanına bağlı değildir. Çalışmadaki sıcaklık rejimi ve bitkilerin aydınlatması oldukça sabit olmasına rağmen, belki de iklim koşullarıyla ilgilidir. Bu nedenle, elde edilen ortalama veriler bu bitkiler için belirli bir norm olarak kabul edilebilir.

Yapılan araştırmalar, farklı bitkilerde aynı anda ve aynı koşullarda stomaların açılma derecelerinin aynı olmadığını göstermektedir. Geniş açık stomalı bitkiler (begonya, sanchetia, balkabağı), stoma boşluğunun ortalama büyüklüğü (ekşi, sardunya, fasulye) vardır. Dar stoma yarıkları sadece Clerodendron'da bulunur.

Bu sonuçları ön sonuç olarak değerlendiriyoruz. Gelecekte, farklı bitkilerde stomaların açılıp kapanmasında biyolojik ritimlerin farklılık gösterip göstermediğini ve nasıl farklılaştığını belirlemeyi planlıyoruz. Bunu yapmak için, gün boyunca stoma fissürlerinin durumunun zamanlaması yapılacaktır.

bitki stoma

derilerinde (epidermis) bulunur. Her bitki çevredeki atmosferle sürekli değişim halindedir. Sürekli oksijeni emer ve karbondioksit salar. Ayrıca yeşil kısımları ile karbondioksiti emer ve oksijeni serbest bırakır. Daha sonra bitki sürekli olarak suyu buharlaştırır. Yaprakları ve genç gövdeleri kaplayan kütikül, gazları ve su buharını çok zayıf bir şekilde kendi içinden geçirdiği için, deride çevredeki atmosferle engelsiz değişim için U adı verilen özel delikler vardır. Yaprağın enine kesitinde (Şek. 1), U. yarıkta görünür ( S) hava boşluğuna giden ( i).

İncir. 1. Stoma ( S) bölümünde bir sümbül yaprağı.

ABD'nin her iki tarafında bir tane var kapatma hücresi. Muhafız hücrelerinin kabukları, stoma açıklığına doğru iki çıkıntı sağlar, bu nedenle iki odaya ayrılır: ön ve arka avlu. Yüzeyden bakıldığında U., iki yarımay koruma hücresiyle çevrili dikdörtgen bir yarık olarak görünür (Şekil 2).

Gündüzleri U. açık, ancak geceleri kapalı. U. ayrıca kuraklık sırasında gündüzleri kapalıdır. U.'nun kapanışı koruma hücreleri tarafından yapılır. Yaprağın derisinin bir parçası suya konursa U. açık kalmaya devam eder. Su, hücre plazmolizine neden olan bir şeker çözeltisi ile değiştirilirse, U. kapanacaktır. Hücrelerin plazmolizine hacimlerinde bir azalma eşlik ettiğinden, hücrelerin kapanmasının koruyucu hücrelerin hacmindeki bir azalmanın sonucu olduğunu takip eder. Kuraklık sırasında, koruyucu hücreler suyunun bir kısmını kaybeder, hacmi azalır ve U'yi kapatır. Yaprak, su buharına karşı zayıf geçirgen olan ve daha fazla kurumayı önleyen sürekli bir kütikül tabakası ile kaplanır. Gece kapanışı U. aşağıdaki hususlarla açıklanmaktadır. Koruma hücreleri sürekli olarak klorofil taneleri içerir ve bu nedenle atmosferik karbon dioksiti özümseme, yani kendi kendini besleme yeteneğine sahiptir. Işıkta biriken organik maddeler, çevredeki hücrelerden güçlü bir şekilde su çeker, bu nedenle koruyucu hücrelerin hacmi artar ve açılır. Geceleri, ışıkta üretilen organik maddeler tüketilir ve onlarla birlikte su çekme yeteneği kaybolur ve U. kapanır. U. hem yapraklarda hem de gövdelerde bulunur. Yapraklarda ya her iki yüzeye ya da bir tanesine yerleştirilirler. Otsu, yumuşak yaprakların hem üst hem de alt yüzeyinde U. bulunur. Sert kösele yaprakların hemen hemen yalnızca alt yüzeyinde U. bulunur. Su yüzeyinde yüzen yapraklarda, U. sadece üst taraftadır. Farklı bitkilerdeki U. miktarı çok farklıdır. Çoğu yaprak için milimetre kare başına U. sayısı 40 ile 300 arasında dalgalanır. En büyük sayı U., Brassica Rapa yaprağının alt yüzeyinde bulunur - 1 metrekare başına. mm 716. U. miktarı ile mekanın nemi arasında bir ilişki vardır. AT genel bitkilerıslak alanlar, kuru alanlardaki bitkilerden daha fazla U.'ye sahiptir. Gaz değişimine hizmet eden sıradan U.'ye ek olarak, birçok tesiste ayrıca su U. Suyu gaz halinde değil, sıvı halde serbest bırakmaya hizmet ederler. Sıradan U. altında yatan hava boşluğu yerine, U su altında, ince zarlı hücrelerden oluşan özel bir akifer vardır. Su U. çoğunlukla nemli alanların bitkilerinde bulunur ve çeşitli parçalar orada bulunan sıradan U.'dan bağımsız olarak yapraklar Su U., havanın yüksek nemi nedeniyle, hava taşıyan U. suyu buharlaştıramadığında çoğunlukla su damlaları yayar. Tüm bu oluşumlara denir hidatod(Hidatod). Bir örnek, Gonocaryum pyriforme'nin hidatodlarıdır (Şekil 3).

Bir yaprağın içinden bir kesit, bazı deri hücrelerinin özel bir şekilde değişerek hidatoda dönüştüğünü gösterir. Her hidatod üç bölümden oluşur. Eğik bir çıkıntı, hidatodun suyunun aktığı dar bir boru tarafından delinmiş, dışa doğru çıkıntı yapar. Orta kısım, duvarları çok kalınlaşmış bir huniye benziyor. Hidatodun alt kısmı ince duvarlı bir balondan oluşur. Bazı bitkiler yapraklarını verir Büyük miktarlar su, özel olarak düzenlenmiş hidatodlar olmadan. Örneğin. Farklı çeşit Salacia, sabah saat 6-7 arasında o kadar büyük miktarda su salgılar ki, yağmur çalıları adını tamamen hak ederler: Dallara hafif bir dokunuşla onlardan gerçek yağmur yağar. Su, cilt hücrelerinin dış zarlarını büyük miktarlarda kaplayan basit gözenekler tarafından salgılanır.

V. Paladin.

Ansiklopedik Sözlük F.A. Brockhaus ve I.A. Efron. - St. Petersburg: Brockhaus-Efron. 1890-1907 .

Diğer sözlüklerde "Bitki stomaları" nın ne olduğunu görün:

Derilerinde (epidermis) bulunurlar. Her bitki çevredeki atmosferle sürekli değişim halindedir. Sürekli oksijeni emer ve karbondioksit salar. Ayrıca yeşil kısımları ile karbondioksiti emer ve oksijeni serbest bırakır...

Bir elektron mikroskobu altında bir domates yaprağının stomaları Botanikte Stomata (Latince stoma, Yunanca στόμα "ağız, ağız"), bir bitki yaprağının epidermisinin alt veya üst tabakasında bulunan, içinden suyun buharlaştığı ve gaz değişiminin gerçekleştiği bir gözenektir. ile ... ... Vikipedi

Çiçekli bitkileri ve genel olarak bitki dünyasını sınıflandırmaya yönelik ilk girişimler, keyfi olarak alınan, kolayca göze çarpan birkaç dış özelliğe dayanıyordu. onlar temizdi yapay sınıflandırmalar, hangi birinde ... ... Biyolojik Ansiklopedi

Ansiklopedik Sözlük F.A. Brockhaus ve I.A. efron

Bir bitkinin gövdesinde belirli bir düzen içinde yer alan, belirli bir yapıya sahip olan ve bitki organizmasının çeşitli yaşamsal işlevlerini yerine getiren hücre gruplarıdır. Hemen hemen tüm çok hücreli bitkilerin hücreleri homojen değildir, ancak T'de toplanır. Altta ... Ansiklopedik Sözlük F.A. Brockhaus ve I.A. efron- canlı bir bitki organizmasında meydana gelen ve normal yaşamı boyunca asla meydana gelmeyen bu tür süreçler ve olaylardır. Frank'e göre B. bitkileri, türün normal durumundan bir sapmadır... Ansiklopedik Sözlük F.A. Brockhaus ve I.A. efron

İçindekiler: F.F. beslenme konusu. F. büyüme. F. bitki formları. F. üreme. Edebiyat. Bitki fiziği, bitkilerde meydana gelen süreçleri inceler. Botaniğin geniş bitki biliminin bu bölümü, taksonominin diğer bölümlerinden farklıdır, ... ... Ansiklopedik Sözlük F.A. Brockhaus ve I.A. efron

Yaprak (folium), fotosentez ve terleme işlevlerini yerine getiren, ayrıca hava ile gaz alışverişi sağlayan ve bitki yaşamının diğer önemli süreçlerine katılan yüksek bitkilerin bir organıdır. Morfoloji, yaprak anatomisi ve ... ... Büyük Sovyet Ansiklopedisi

Yaprak, bitkilerin vejetatif bir organıdır, sürgünün bir parçasıdır. Yaprağın işlevleri fotosentez, suyun buharlaşması (terleme) ve gaz değişimidir. Bu temel işlevlere ek olarak, çeşitli varoluş koşullarına idyoadaptasyonlar sonucunda yapraklar, değişme, aşağıdaki amaçlara hizmet edebilir.

• Besin birikimi (soğan, lahana), su (aloe);
• hayvanlar tarafından yenmeye karşı koruma (kaktüs ve kızamık dikenleri);
• vejetatif üreme (begonya, menekşe);
• böcekleri yakalamak ve sindirmek (çiy, venüs sinek kapanı);
• zayıf bir gövdenin hareketi ve güçlendirilmesi (bezelye dalları, wikiler);
• yaprak dökümü sırasında metabolik ürünlerin uzaklaştırılması (ağaçlarda ve çalılarda).

Bir bitki yaprağının genel özellikleri

Çoğu bitkinin yaprakları yeşildir, çoğunlukla düzdür, genellikle iki taraflı simetriktir. Birkaç milimetreden (su mercimeği) 10-15 m'ye (avuç içi) kadar olan boyutlar.

Yaprak hücrelerden oluşur eğitici kumaş kök büyüme konileri. Yaprak esası aşağıdakilere ayrılır:

• yaprak bıçağı;
• yaprağın gövdeye tutturulduğu yaprak sapı;
• kurallar.

Bazı bitkilerin yaprak sapı yoktur, bu tür yapraklara yaprak saplarının aksine denir. yerleşik. Stipüller ayrıca tüm bitkilerde bulunmaz. Yaprak sapının tabanında çeşitli boyutlarda eşleştirilmiş uzantılardır. Formları çeşitlidir (filmler, pullar, küçük yapraklar, dikenler), işlevleri koruyucudur.

basit ve bileşik yapraklar yaprak bıçaklarının sayısı ile ayırt edilir. Basit bir levhanın bir levhası vardır ve tamamen kaybolur. Kompleks, yaprak sapı üzerinde birkaç plakaya sahiptir. Küçük yaprak saplarıyla ana yaprak sapına bağlanırlar ve yaprakçık olarak adlandırılırlar. Bileşik bir yaprak öldüğünde, önce yaprakçıklar sonra da ana yaprak sapı düşer.

Yaprak bıçakları çeşitli şekillerdedir: doğrusal (tahıllar), oval (akasya), mızrak şeklinde (söğüt), oval (armut), ok şeklinde (ok başı), vb.

Yaprak bıçakları, damar lifli demetler olan ve tabakaya mukavemet veren damarlar tarafından farklı yönlerde delinir. Tek çenekli bitkilerin yaprakları paralel veya kavisli bir damara sahipken, dikotiledonlu bitkilerin yaprakları çoğunlukla ağsı veya pinnate damarlanma gösterir.

Yaprak bıçağının kenarları katı olabilir, böyle bir tabakaya tam kenar (leylak) veya çentikli denir. Çentiğin şekline bağlı olarak, yaprak bıçağının kenarı boyunca tırtıklı, tırtıklı, tırtıklı vb. Vardır. Tırtıklı yapraklarda tırtıklar aşağı yukarı eşit taraflara (kayın, ela), tırtıklı olanlarda bir tarafa sahiptir. dişin diğerinden daha uzun (armut), çentikli - keskin çentiklere ve künt çıkıntılara (adaçayı, budra) sahip. Bütün bu yapraklara bütün denir, girintileri sığ olduğundan plakanın genişliğine ulaşmaz.

Daha derin girintilerin varlığında, girintinin derinliği plakanın (meşe) genişliğinin yarısına eşit olduğunda, ayrı - yarıdan fazla (haşhaş) olduğunda yapraklar lobludur. Kesilmiş yapraklarda, girintiler orta damara veya yaprağın tabanına (dulavratotu) ulaşır.

Optimal büyüme koşullarında sürgünlerin alt ve üst yaprakları aynı değildir. Alt, orta ve üst yapraklar vardır. Bu farklılaşma böbrekte bile belirlenir.

Sürgünün alt veya ilk yaprakları böbrek pulları, soğanların dış kuru pulları, kotiledon yapraklarıdır. Alt yapraklar genellikle sürgünün gelişimi sırasında düşer. Bazal rozetlerin yaprakları da tabana aittir. Ortanca veya gövde yaprakları her tür bitki için tipiktir. Üst yapraklar genellikle daha küçük boyutlara sahiptir, çiçeklerin veya çiçek salkımlarının yakınında bulunur, çeşitli renklerde boyanır veya renksizdir (çiçeklerin yapraklarını, çiçek salkımlarını, bracts'i kaplar).

Sac düzenleme türleri

Üç ana yaprak düzenlemesi türü vardır:

• Düzenli veya spiral;
• karşısında;
• fahişe.

Bir sonraki düzenlemede, tek yapraklar bir spiral (elma, ficus) içinde gövde düğümlerine tutturulur. Tam tersi - düğümdeki iki yaprak birbirine karşı yerleştirilmiştir (leylak, akçaağaç). Whorled yaprak aranjmanı - bir düğümdeki üç veya daha fazla yaprak, sapı bir halka (elodea, zakkum) ile kaplar.

Herhangi bir yaprak düzenlemesi, yapraklar bir yaprak mozaiği oluşturduğu ve birbirini engellemediği için bitkilerin maksimum miktarda ışık yakalamasını sağlar.

Yaprağın hücresel yapısı

Yaprak, diğer tüm bitki organları gibi hücresel bir yapıya sahiptir. Yaprak bıçağın üst ve alt yüzeyleri deri ile kaplıdır. Derinin canlı renksiz hücreleri, sitoplazma ve çekirdeği içerir, sürekli bir katmanda bulunur. Dış kabukları kalınlaşmıştır.

Stomalar, bir bitkinin solunum organlarıdır.

Deride stoma vardır - iki takip eden veya stoma hücresi tarafından oluşturulan boşluklar. Koruma hücreleri hilal şeklindedir ve sitoplazma, çekirdek, kloroplast ve merkezi bir vakuol içerir. Bu hücrelerin zarları eşit olmayan bir şekilde kalınlaşır: boşluğa bakan iç kısım, tersinden daha kalındır.

Koruyucu hücrelerin turgorundaki bir değişiklik, koşullara bağlı olarak stoma açıklığının açık, daralmış veya tamamen kapalı olması nedeniyle şekillerini değiştirir. çevre. Böylece gündüzleri stomalar açık, geceleri ve sıcak, kuru havalarda kapalıdır. Stomanın rolü, suyun bitki tarafından buharlaşmasını ve çevre ile gaz alışverişini düzenlemektir.

Stomalar genellikle yaprağın alt yüzeyinde bulunur, ancak üstte de vardır, bazen her iki tarafa az ya da çok eşit olarak dağılırlar (mısır); suda yüzen bitkilerde stomalar yaprağın sadece üst tarafında bulunur. Birim yaprak alanı başına düşen stoma sayısı, bitki türüne ve büyüme koşullarına bağlıdır. Ortalama olarak, yüzeyin 1 mm 2'si başına 100-300 tane vardır, ancak çok daha fazlası olabilir.

Yaprak özü (mezofil)

Yaprak bıçağının üst ve alt derisi arasında yaprağın özü (mezofil) bulunur. Üst katmanın altında, çok sayıda kloroplast içeren bir veya daha fazla büyük dikdörtgen hücre katmanı bulunur. Bu, sütunlu veya palisade, parankimdir - fotosentez işlemlerinin gerçekleştirildiği ana asimilasyon dokusu.

Palizat parankiminin altında, geniş hücreler arası boşluklara sahip, düzensiz şekilli birkaç hücre tabakası vardır. Bu hücre katmanları süngerimsi veya gevşek bir parankimi oluşturur. Süngerimsi parankim hücreleri daha az kloroplast içerir. Terleme, gaz değişimi ve besinlerin depolanması işlevlerini yerine getirirler.

Yaprağın etine yoğun bir damar ağı, yaprağa su ve içinde çözünen maddeler sağlayan vasküler lifli demetler ve ayrıca yapraktan asimilanların uzaklaştırılması ile nüfuz edilir. Ek olarak, damarlar mekanik bir rol oynar. Damarlar yaprağın tabanından uzaklaşıp tepeye yaklaştıkça, dallanma ve mekanik elemanların, ardından elek tüplerinin ve son olarak tracheidlerin kademeli olarak kaybolması nedeniyle incelir. Yaprağın en ucundaki en küçük dallar genellikle sadece tracheidlerden oluşur.

Bir bitki yaprağının yapısının şeması

Yaprak kanadının mikroskobik yapısı, farklı büyüme koşullarına, özellikle aydınlatma koşullarına ve su kaynağına bağlı olarak, aynı sistematik bitki grubu içinde bile önemli ölçüde değişir. Gölgeli yerlerdeki bitkilerde genellikle palisade perenchyma bulunmaz. Asimilasyon dokusunun hücreleri daha büyük palizatlara sahiptir, içlerindeki klorofil konsantrasyonu fotofilik bitkilerden daha yüksektir.

Fotosentez

Pulpa hücrelerinin kloroplastlarında (özellikle sütunlu parankim), fotosentez işlemi ışıkta gerçekleşir. Özü, yeşil bitkilerin güneş enerjisini emmesi ve karbondioksit ve sudan karmaşık organik maddeler oluşturmasıdır. Bu, atmosfere serbest oksijen verir.

Yeşil bitkilerin oluşturduğu organik maddeler sadece bitkilerin kendileri için değil, hayvanlar ve insanlar için de besindir. Bu nedenle, dünyadaki yaşam yeşil bitkilere bağlıdır.

Atmosferde bulunan tüm oksijen fotosentetik kökenlidir, yeşil bitkilerin yaşamsal aktivitesi nedeniyle birikir ve fotosentez nedeniyle kantitatif içeriği sabit tutulur (yaklaşık %21).

Fotosentez işlemi için atmosferdeki karbondioksiti kullanarak yeşil bitkiler havayı arındırır.

Yapraklardan suyun buharlaşması (terleme)

Fotosentez ve gaz değişimine ek olarak, yapraklarda terleme işlemi gerçekleşir - suyun yapraklar tarafından buharlaşması. Stomalar buharlaşmada ana rolü oynar ve yaprağın tüm yüzeyi de kısmen bu süreçte yer alır. Bu bağlamda, yaprak epidermisini kaplayan kütikülün yüzeyinden stoma terlemesi ve kütikül terlemesi ayırt edilir. Kütikül terlemesi stomadan çok daha azdır: yaşlı yapraklarda toplam terlemenin %5-10'u, ince bir kütikülü olan genç yapraklarda ise %40-70'e ulaşabilir.

Terleme, esas olarak fotosentez işlemi için karbondioksitin de girdiği stoma yoluyla gerçekleştirildiğinden, suyun buharlaşması ile bitkide kuru madde birikimi arasında bir ilişki vardır. Bir bitkinin 1 gr kuru madde oluşturmak için buharlaştırdığı su miktarına ne denir? terleme katsayısı. Değeri 30 ile 1000 arasında değişir ve büyüme koşullarına, bitki türüne ve çeşidine bağlıdır.

Bitki, vücudunu inşa etmek için geçen suyun ortalama% 0,2'sini kullanır, geri kalanı termoregülasyon ve minerallerin taşınması için harcanır.

Terleme, yaprak ve kök hücresinde bir emme kuvveti yaratır, böylece suyun bitki boyunca sürekli hareketini sürdürür. Bu bağlamda, yapraklara kök sisteminin aksine üst su pompası denir - bitkiye su pompalayan alt su pompası.

Buharlaşma, yaprakları aşırı ısınmadan korur. büyük önem bir bitkinin tüm yaşam süreçleri, özellikle fotosentez için.

Kurak yerlerin bitkileri ve kuru havalarda buharlaşır daha fazla su yüksek nem koşullarında daha. Suyun buharlaşması, stoma hariç, yaprak derisindeki koruyucu oluşumlar tarafından düzenlenir. Bu oluşumlar şunlardır: kütikül, balmumu kaplama, çeşitli tüylerden tüylenme vb. Etli bitkilerde yaprak dikenlere (kaktüsler) dönüşür ve gövde işlevlerini yerine getirir. Islak habitatların bitkilerinin geniş yaprak bıçakları vardır, ciltte koruyucu oluşumlar yoktur.

Terleme, bir bitkinin yapraklarından suyun buharlaştığı mekanizmadır.

Bitkilerde zor buharlaşma ile, damlama- damla-sıvı halde suyun stomalardan salınması. Bu fenomen doğada genellikle sabahları, hava su buharıyla doygunluğa ulaştığında veya yağmurdan önce meydana gelir. Laboratuvar koşullarında genç buğday fidelerinin üzeri cam kapaklarla kapatılarak gutasyon gözlemlenebilir. Kısa bir süre sonra yapraklarının uçlarında sıvı damlacıkları belirir.

İzolasyon sistemi - yaprak dökümü (yaprak dökümü)

Bitkilerin buharlaşmaya karşı biyolojik olarak adaptasyonu yaprak dökümüdür - soğuk veya sıcak mevsimde büyük bir yaprak dökümü. Ilıman bölgelerde, kökler donmuş topraktan su sağlayamadığında ve don bitkiyi kuruttuğunda ağaçlar kış için yapraklarını döker. Tropiklerde, kurak mevsimde yaprak dökümü görülür.

Yaprakları dökmeye hazırlık, yaz sonunda - sonbaharın başlarında yaşam süreçlerinin yoğunluğunun zayıflamasıyla başlar. Öncelikle klorofil yok edilir, diğer pigmentler (karoten ve ksantofil) daha uzun süre dayanır ve yapraklara sonbahar rengi verir. Daha sonra yaprak sapının tabanında parankimal hücreler bölünmeye ve ayırıcı bir tabaka oluşturmaya başlar. Bundan sonra, yaprak çıkar ve gövdede bir iz kalır - bir yaprak izi. Yaprak düştüğünde yapraklar yaşlanır, içlerinde düşen yapraklar ile birlikte bitkiden uzaklaştırılan gereksiz metabolik ürünler birikir.

Tüm bitkiler (genellikle ağaçlar ve çalılar, daha az yaygın olarak otlar) yaprak döken ve yaprak dökmeyen olarak ayrılır. Yaprak döken yapraklarda bir büyüme mevsimi boyunca gelişir. Her yıl, olumsuz koşulların başlamasıyla birlikte düşerler. Yaprak dökmeyen bitkilerin yaprakları 1 ila 15 yıl yaşar. Eskinin bir kısmının ölümü ve yeni yaprakların ortaya çıkması sürekli meydana gelir, ağaç her zaman yeşil görünür (iğne yapraklı, narenciye).

Ve karbondioksit salıyor. Ayrıca yeşil kısımları ile karbondioksiti emer ve oksijeni serbest bırakır. Daha sonra bitki sürekli olarak suyu buharlaştırır. Yaprakları ve genç gövdeleri kaplayan kütikül, gazları ve su buharını çok zayıf bir şekilde kendi içinden geçirdiği için, deride çevredeki atmosferle engelsiz değişim için U adı verilen özel delikler vardır. Yaprağın enine kesitinde (Şek. 1), U. yarıkta görünür ( S) hava boşluğuna giden ( i).

İncir. 1. Stoma ( S) bir sümbül yaprağının kesiti.

ABD'nin her iki tarafında bir tane var kapatma hücresi. Muhafız hücrelerinin kabukları, stoma açıklığına doğru iki çıkıntı sağlar, bu nedenle iki odaya ayrılır: ön ve arka avlu. Yüzeyden bakıldığında U., iki yarımay koruma hücresiyle çevrili dikdörtgen bir yarık olarak görünür (Şekil 2).

İncir. 2. Yüzeyden bir Sedum purpurascens yaprağının stomaları.

Gündüzleri U. açık, ancak geceleri kapalı. U. ayrıca kuraklık sırasında gündüzleri kapalıdır. U.'nun kapanışı koruma hücreleri tarafından yapılır. Yaprağın derisinin bir parçası suya konursa U. açık kalmaya devam eder. Su, hücre plazmolizine neden olan bir şeker çözeltisi ile değiştirilirse, U. kapanacaktır. Hücrelerin plazmolizine hacimlerinde bir azalma eşlik ettiğinden, hücrelerin kapanmasının koruyucu hücrelerin hacmindeki bir azalmanın sonucu olduğunu takip eder. Kuraklık sırasında, koruyucu hücreler suyunun bir kısmını kaybeder, hacmi azalır ve U'yi kapatır. Yaprak, su buharını zayıf bir şekilde geçiren sürekli bir kütikül tabakası ile kaplanır ve bu, daha fazla kurumaya karşı korunur. Gece kapanışı U. aşağıdaki hususlarla açıklanmaktadır. Koruma hücreleri sürekli olarak klorofil taneleri içerir ve bu nedenle atmosferik karbon dioksiti özümseme, yani kendi kendini besleme yeteneğine sahiptir. Işıkta biriken organik maddeler, çevredeki hücrelerden güçlü bir şekilde su çeker, bu nedenle koruyucu hücrelerin hacmi artar ve açılır. Geceleri, ışıkta üretilen organik maddeler tüketilir ve onlarla birlikte su çekme yeteneği kaybolur ve U. kapanır. U. hem yapraklarda hem de gövdelerde bulunur. Yapraklarda ya her iki yüzeye ya da bir tanesine yerleştirilirler. Otsu, yumuşak yaprakların hem üst hem de alt yüzeyinde U. bulunur. Sert kösele yaprakların hemen hemen yalnızca alt yüzeyinde U. bulunur. Su yüzeyinde yüzen yapraklarda, U. sadece üst taraftadır. Farklı bitkilerdeki U. miktarı çok farklıdır. Çoğu yaprak için, bir milimetre kare üzerinde bulunan U. sayısı 40 ile 300 arasında değişir. En büyük U. sayısı Brassica Rara yaprağının alt yüzeyindedir - 1 kare başına. mm 716. U. miktarı ile mekanın nemi arasında bir ilişki vardır. Genel olarak, nemli alanlardaki bitkiler, kuru alanlardaki bitkilerden daha fazla UV'ye sahiptir. Gaz değişimine hizmet eden sıradan U.'ye ek olarak, birçok tesiste ayrıca su U. Suyu gaz halinde değil, sıvı halde serbest bırakmaya hizmet ederler. Sıradan U. altında yatan hava boşluğu yerine, U su altında, ince zarlı hücrelerden oluşan özel bir akifer vardır. Su W. çoğunlukla nemli alanlardaki bitkilerde bulunur ve orada bulunan normal W.'den bağımsız olarak yaprakların çeşitli kısımlarında bulunur. Suyun sıvı içinde salınması için bir dizi farklı cihaz vardır. yapraklardan oluşur. Tüm bu oluşumlara denir hidatod(Hidatod). Bir örnek, Gonocaryum pyriforme'nin hidatodlarıdır (Şekil 3).

İncir. 3. Gonocaryum pyriforme yaprak hidatodu.

Bir yaprağın içinden bir kesit, bazı deri hücrelerinin özel bir şekilde değişerek hidatoda dönüştüğünü gösterir. Her hidatod üç bölümden oluşur. Eğik bir çıkıntı, hidatodun suyunun aktığı dar bir boru tarafından delinmiş, dışa doğru çıkıntı yapar. Orta kısım, duvarları çok kalınlaşmış bir huniye benziyor. Hidatodun alt kısmı ince duvarlı bir balondan oluşur. Bazı bitkiler, özel olarak düzenlenmiş hidatodlar olmaksızın yapraklarıyla büyük miktarlarda su yayar. Örneğin. Salacia'nın farklı türleri, sabah saat 6-7 arasında o kadar büyük miktarda su sızdırıyor ki, yağmur çalıları adını tamamen hak ediyorlar: hafifçe dokunulduğunda, onlardan gerçek yağmur yağıyor. Su, cilt hücrelerinin dış zarlarını büyük miktarlarda kaplayan basit gözenekler tarafından salgılanır.

Stomalar, yapıları ve etki mekanizmaları

Epidermisin hücreleri, dış duvarlarının kendine özgü yapısı nedeniyle su ve gazları neredeyse geçirmez. Tesis ile dış ortam arasındaki gaz değişimi ve suyun buharlaşması - bitkinin normal ömrü için gerekli işlemler nasıldır? Epidermisin hücreleri arasında stoma adı verilen karakteristik oluşumlar vardır.

Stoma yarık benzeri bir açıklıktır ve her iki tarafta çoğunlukla yarım ay şeklinde olan iki takip eden hücre ile sınırlanmıştır.

Stomalar, gaz değişiminin gerçekleştiği epidermisteki gözeneklerdir. Esas olarak yapraklarda bulunurlar, aynı zamanda gövdede de bulunurlar. Her stoma, diğer epidermal hücrelerden farklı olarak kloroplast içeren koruyucu hücreler tarafından her iki taraftan çevrilidir. Koruma hücreleri, şişkinliklerini değiştirerek stoma açıklığının boyutunu kontrol eder.

Bu hücreler canlıdır ve epidermisin diğer hücrelerinde bulunmayan klorofil taneleri ve nişasta taneleri içerir. Özellikle yaprak üzerinde çok sayıda stoma bulunmaktadır. Kesit, yaprak dokusunun içindeki stomanın hemen altında solunum boşluğu adı verilen bir boşluk olduğunu göstermektedir. Boşluk içinde, koruma hücreleri hücrelerin orta kısmında birbirine daha yakındır ve yukarıda ve aşağıda birbirlerinden uzaklaşarak ön ve arka avlu adı verilen alanlar oluştururlar.

Koruyucu hücreler, stoma açıklığının geniş bir şekilde açılması, daha sonra daralması veya hatta tamamen kapanması nedeniyle boyutlarını artırabilir ve azaltabilir.

Böylece koruyucu hücreler, stomaların açılıp kapanma sürecini düzenleyen aparattır.

Bu süreç nasıl yürütülür?

Boşluğa bakan koruyucu hücrelerin duvarları, epidermisin bitişik hücrelerine bakan duvarlardan çok daha güçlü bir şekilde kalınlaşır. Bitki aydınlatıldığında ve aşırı neme sahip olduğunda, nişasta, bir kısmı şekere dönüştürülen koruyucu hücrelerin klorofil tanelerinde birikir. Hücre özsuyunda çözünen şeker, epidermisin komşu hücrelerinden suyu çeker ve bunun sonucunda koruyucu hücrelerde turgor artar. Güçlü basınç, epidermal olanlara bitişik hücre duvarlarının çıkıntısına yol açar ve tam tersi, kuvvetli kalınlaşmış duvarlar düzleşir. Sonuç olarak, stoma açıklığı açılır ve gaz değişiminin yanı sıra su buharlaşması artar. Karanlıkta veya nem eksikliği ile turgor basıncı düşer, koruma hücreleri eski konumlarını alır ve kalınlaşmış duvarlar kapanır. Stomaların açıklığı kapanır.

Stomalar bitkinin tüm genç odunsu olmayan toprak organlarında bulunur. Yapraklarda özellikle birçoğu var ve burada esas olarak alt yüzeyde bulunuyorlar. Yaprak dikey olarak yerleştirilmişse, her iki tarafında stomalar gelişir. Su yüzeyinde yüzen bazı yapraklar su bitkileri(örneğin, nilüferler, kapsüller) stomalar yaprağın sadece üst tarafında bulunur.

1 kare başına stoma sayısı. yaprak yüzeyinin mm'si ortalama 300'dür, ancak bazen 600 veya daha fazlasına ulaşır. Kuyrukta (Typha) 1 metrekare başına 1300'den fazla stoma vardır. mm. Suya daldırılmış yapraklarda stoma yoktur. Stomalar çoğunlukla cildin tüm yüzeyine eşit olarak dağılır, ancak bazı bitkilerde gruplar halinde toplanırlar. Monokot bitkilerde ve birçok kozalaklı ağacın iğnelerinde uzunlamasına sıralarda bulunurlar. Kurak bölgelerdeki bitkilerde stomalar genellikle yaprak dokusuna daldırılır. Stoma gelişimi genellikle şu şekilde ilerler. Epidermisin tek tek hücrelerinde, hücreyi birkaç küçük parçaya bölen kavisli duvarlar oluşur, böylece merkezi olan stomanın atası olur. Bu hücre, uzunlamasına (hücrenin ekseni boyunca) bir septum ile bölünür. Sonra bu septum bölünür ve bir boşluk oluşur. Onu sınırlayan hücreler stomanın koruyucu hücreleri olur. Bazı karaciğer yosunlarının, koruyucu hücrelerden yoksun tuhaf stomaları vardır.

Şek. taramalı elektron mikroskobu kullanılarak elde edilen bir mikrografta stoma ve koruyucu hücrelerin görünümünü gösterir.

Burada, koruyucu hücrelerin hücre duvarlarının kalınlıkta eşit olmadığı görülebilir: stoma açıklığına en yakın duvar, karşı duvardan açıkça daha kalındır. Ayrıca hücre duvarını oluşturan selüloz mikrofibriller deliğe bakan duvar daha az elastik olacak şekilde düzenlenir ve bazı lifler sosis benzeri koruyucu hücrelerin etrafında bir tür çember oluşturur. Hücre suyu emip kabardığında, bu çemberler hücrenin daha fazla genişlemesini engeller, sadece boyunun uzamasına izin verir. Koruyucu hücreler uçlarından bağlı olduğundan ve stoma fissüründen uzaktaki daha ince duvarlar daha kolay gerildiğinden hücreler yarım daire şeklini alır. Bu nedenle, koruma hücreleri arasında bir delik oluşur. (Sosis şeklinde bir şiş şişirirsek aynı etkiyi elde ederiz. balon yanlarından biri boyunca bantlanmış yapışkan bant ile.)

Tersine, su koruma hücrelerini terk ettiğinde gözenek kapanır. Hücre şişkinliğindeki değişimin nasıl meydana geldiği henüz belli değil.

Geleneksel hipotezlerden biri olan "şeker nişastası" hipotezinde, gün boyunca koruyucu hücrelerde şeker konsantrasyonunun arttığı ve bunun sonucunda hücrelerdeki ozmotik basıncın ve bunlara su akışının arttığı varsayılır. . Ancak, koruyucu hücrelerde ozmotik basınçta gözlenen değişikliklere neden olacak kadar şeker biriktiğini henüz kimse gösteremedi. Yakın zamanda, gündüz, ışıkta potasyum iyonlarının ve bunlara eşlik eden anyonların koruyucu hücrelerde biriktiği; bu iyon birikimi gözlemlenen değişikliklere neden olmak için yeterlidir. Karanlıkta, potasyum iyonları (K +), koruyucu hücrelerden onlara bitişik epidermal hücrelere çıkar. Potasyum iyonunun pozitif yükünü hangi anyonun dengelediği hala belirsizdir. İncelenen bitkilerin bazıları (hepsi değil) malat gibi büyük miktarlarda organik asit anyonlarının birikimini gösterdi. Aynı zamanda, koruyucu hücrelerin kloroplastlarında karanlıkta görünen nişasta taneleri küçülür. Bu, nişastanın ışık varlığında malata dönüştürüldüğünü gösterir.

Allium cepa (soğan) gibi bazı bitkilerin koruyucu hücrelerinde nişasta yoktur. Bu nedenle, açık stoma ile malat birikmez ve görünüşe göre katyonlar klorür (Cl-) gibi inorganik anyonlarla birlikte emilir.

Bazı sorunlar çözülmeden kalır. Örneğin, stomaların açılması için neden ışığa ihtiyacı vardır? Kloroplastlar nişastanın depolanması dışında nasıl bir rol oynar? Malat karanlıkta nişastaya döner mi? 1979'da Vicia faba koruyucu hücrelerinin (fasulye) kloroplastlarının Calvin döngüsünün enzimlerinden yoksun olduğu ve klorofil mevcut olmasına rağmen thylakoid sisteminin zayıf bir şekilde geliştiği gösterildi. Sonuç olarak, olağan C3 - fotosentez yolu çalışmaz ve nişasta oluşmaz. Bu, nişastanın neden normal fotosentetik hücrelerde olduğu gibi gündüz değil de geceleri oluştuğunu açıklamaya yardımcı olabilir. Bir diğer ilginç gerçek- koruyucu hücrelerde plazmodesmata yokluğu, yani. bu hücrelerin epidermisin diğer hücrelerinden karşılaştırmalı izolasyonu.