Аркуш як орган фотосинтезу
Лист як орган фотосинтезу - Лекція, розділ Біологія, Лекції з фізіології рослин У процесі еволюції рослин сформувався Спеціалізований орган Фотосинте.
У процесі еволюції рослин сформувався спеціалізований орган фотосинтезу – аркуш. Пристосування його до фотосинтезу йшло у двох напрямках: можливо повніше поглинання та запасання променистої енергії та ефективний газообмін з атмосферою.
Залежно від виду рослин та умов їх виростання листя відрізняються великою різноманітністю. Однак можна виділити загальні анатомічні особливості, що забезпечують можливість ефективного фотосинтезу (рис. 7).
1. Наявність покривної тканини - епідермісу, що захищає листок від зайвої втрати води. Клітини нижнього і верхнього епідермісу позбавлені хлоропластів, мають великі вакуолі, які, подібно до лінз, фокусують світло на розташовану глибше хлорофілоносну тканину. Діяльність клітин мезофілу заснована не тільки на їхньому хорошому освітленні, вона залежить також від надходження СО2. Нижній епідерміс, рідше і верхній, мають велику кількість продихів. Щілини відкритих продихів займають приблизно 1% площі листової пластинки, дифузія СО2 всередину листа йде через них порівняно швидко. Окреме продихи дозволяє за 1 с надійти в лист 2500 млрд. молекул СО2. Поверхня листа поглинає СО2 тільки в 1,5-2 рази менше, ніж відкрита поверхня щілин тієї ж площі, хоча відкриті продихи складають лише соту частину поверхні. Така висока швидкість пов'язана з особливостями дифузії газів через дрібні отвори, що знаходяться на значній відстані один від одного за рахунок крайового ефекту.
Мал. 7. Поперечний розріз листя соняшнику
1 га посіву -> 5 га площа листя -> 50 га поверхня міжклітинників -> 1000 гаповерхню хлоропластів.
Таким чином, 1 га посіву, який випаровує води не більше, ніж відкрита водна поверхня такої ж площі, має 50 га поверхні, що поглинає СО2, і 1000 га світлоуловлювальної поверхні хлоропластів. Це є виразом загальнобіологічної особливості організації - створення великих внутрішніх робочих поверхонь при порівняно малих зовнішніх площах, що випаровують за рахунок витрат невеликих кількостей матеріалу.
3. Наявність сильно розвиненої густої системи жилок — провідних шляхів, що забезпечує швидкий відтік асимілятів та постачання фотосинтезуючих клітин водою та необхідними мінеральними речовинами.
Залежно від зовнішніх умов, за яких відбуваються формування та функціонування листя, анатомічна будова їх може суттєво відрізнятися. Листя, що формуються в умовах недостатньої вологозабезпеченості, мають ксероморфну структуру. Залежно від освітлення змінюється співвідношення між полісадною та губчастою паренхімою у мезофілі. Є й інші пристосування для функціонування аркуша певних умов. Ще більш суттєві відхилення від типової будови листа пов'язані з фізіолого-біохімічними особливостями фіксації СО2 у С4-рослин, до яких належать кукурудза, цукрова тростина, ряд злісних бур'янів.