Газообмен листа это кратко

Обновлено: 30.06.2024

ГАЗООБМЕ́Н (био­ло­гич.), об­мен га­зов ме­ж­ду ор­га­низ­мом и внеш­ней сре­дой в про­цес­се ды­ха­ния. В ор­га­низ­мы по­сту­па­ет ки­сло­род (O2), ко­то­рый за­тем ис­поль­зу­ет­ся для окис­ле­ния со­еди­не­ний, во­вле­кае­мых в об­мен ве­ществ; в ре­зуль­та­те ос­во­бо­ж­да­ет­ся энер­гия, не­об­хо­ди­мая для жиз­не­дея­тель­но­сти, и об­ра­зу­ют­ся ко­неч­ные про­дук­ты об­ме­на, в т. ч. ди­ок­сид уг­ле­ро­да (CO2) и не­зна­чит. ко­ли­че­ст­во др. га­зо­об­раз­ных со­еди­не­ний. Ор­га­низ­мы по­лу­ча­ют не­об­хо­ди­мый им O2 ли­бо из ат­мо­сфе­ры, ли­бо из во­ды, в ко­то­рой он рас­тво­рён. Г. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся пу­тём диф­фу­зии га­зов не­по­сред­ст­вен­но че­рез по­верх­ность кле­ток.

Газообмен осуществляется, главным образом, через устьица листа. В зависимости от количества воды в устьичных клетках их неравномерно утолщенные оболочки растягиваются в разной степени, что способствует открыванию или замыканию устьичной щели. Через эту щель углекислый газ поступает к хлорофиллсодержащим тканям листа, а освобожденный в ходе фотосинтеза кислород выходит наружу. В процессе дыхания кислород, наоборот, поглощается, а углекислый газ поступает в окружающую среду. Таким образом, процессы фотосинтеза и дыхания противоположны друг другу, но в то же время и взаимосвязаны. В процессе фотосинтеза кислорода освобождается больше, чем потребляется при дыхании, поэтому зеленые растения обогащают им атмосферу. Водяные пары также выходят в окружающую среду через устьица. Как вы помните, этот процесс называется транспирацией. Скорость газообмена в растении регулируется открыванием и закрыванием устьичной щели. Удостовериться в том, что растение в процессе фотосинтеза выделяет кислород можно с помощью такого опыта. Одно растение плотно накроем стеклянным колпаком и поставим на несколько суток в темное место, а другое, также накрытое колпаком, оставим на свету. Через несколько суток под стеклянные колпаки, которыми накрыты растения, поставим зажженные свечи. Вы сможете убедиться, что свеча будет дольше гореть под колпаком, которым было накрыто освещенное растение. Это объясняется тем, что фотосинтез осуществляется только на свету, поэтому кислород накапливается именно под этим колпаком. В растении, которое оставалось в темноте, в отличие от освещенного, фотосинтез не происходит и кислород, необходимый для горения, не выделяется. Чтобы выявить дыхание у растений, возьмите два стеклянных сосуда с чистой водой и с веточкой элодеи в каждом. В один из них долейте прозрачной известковой воды. Накройте сосуды колпаками и поставьте в темное место. Через два-три дня можно увидеть, что известковая вода помутнела. Это свидетельствует о том, что растение во время дыхания выделяет углекислый газ, который и реагирует с известковой водой.

да в целом нормально, в отличии от России и украины

у растений – в процессе дыхания (поглощают О2 и выделяют СО2) и фотосинтеза (поглощают СО2 и выделяют О2). У зелёных растений ночью происходит только дыхание, а днём – ещё и фотосинтез, т. е. одновременно два противоположных процесса. Если бы они были одинаково сильны, в растении не было бы прироста сухой массы. Но поскольку поглощение углекислого газа при фотосинтезе происходит в 10–20 раз интенсивнее, чем выделение его при дыхании, в растении постепенно накапливаются органические вещества.



Лист и его органы дыхания

Лист – вегетативный орган растения. Он располагается на побеге, или стебле, месторасположениие листа называют узлом. От узла отходят боковые органы – листья, почки, ветки, придаточные корни.

Лист выполняет важные функции в жизни растения. Основными функциями листа являются газообмен, фотосинтез и транспирация. Именно с помощью листьев растение хорошо улавливает солнечный свет.

Мякоть листа состоит из:

  • эпидермиса (кожицы),
  • столбчатой ткани (хлоренхимы),
  • губчатой ткани (аэренхимы),
  • жилок (сосудисто-волокнистого пучка),
  • межклетников,
  • замыкающих клеток и устьица.

Устьица представляют собой крошечные поры. Количество устьиц у разных растений ризменяется от нескольких десятков до нескольких тысяч на 1 кв.мм. Они расположены на эпидермисе листьев, стеблей и других органов. Устьице состоит из 2-х замыкающих клеток, содержащих хлоропласты, и соответственно, способных к фотосинтезу.

При недостатке влаги замыкающие клетки начинают тесно прилегать друг к другу. При избытке воды в замыкающих клетках они увеличиваются в объеме, их более тонкие стенки начинают растягиваться. Таким образом, между замыкающими клетками образуется отверстие – устьичная щель. Она способна сужаться или расширяться, что регулирует испарение воды и газообмен.

Под устьичной щелью располагается межклетник. Он представляет собой воздушную полость, окруженную клетками мякоти листа. Через открытые устьица внутрь листа проникает воздух, который в дальнейшем используется в процессах дыхания и фотосинтеза. Благодаря наличию хлорофилла в столбчатом мезофилле – основной ткани пластинки листа, и происходит фотосинтез.


Благодаря межклетникам и устьицам, расположенным в губчатом мезофилле листа, происходит процесс газообмена.

Клетки кожицы, примыкающие к замыкающим клеткам, называют сопровождающими, или околоустьичными. Замыкающие и сопровождающие клетки – это устьичный аппарат. Устьица могут располагаться на верхней плоскости листа, снизу листа или сразу с 2-х сторон. У большинства растений они расположены на нижней поверхности листа, это предотвращает пересыхание влаги на солнечном свету.

Важной особенностью клеточного строения листа является содержание хлоропластов в некоторых клетках. Их основная функция – фотосинтез.

Что такое газообмен листьев

Растения, как и все живые организмы, растут, питаются, размножаются и дышат. Дыхание представляет собой процесс поглощения организмом кислорода и удаления из него углекислого газа. Процесс не прекращается ни днем, ни ночью. Органы дыхания у растений не такие сложные, как у животных или людей. Из воздуха кислород попадает в ткани и клетки растений через лист, стебель или корень. Больше всего кислорода попадает в растение именно через листья.

Существует два основных типа дыхания, присущее и листьям растения: аэробное и анаэробное.

  • Аэробное дыхание происходит в митохондриях всех эукариотических организмов и свойственно всем высшим организмам, для него требуется атмосферный кислород. Оно представляет собой окислительный процесс, состоящий из бескислородной и кислородной стадии. Бескислородная стадия сопровождается освобождением водорода. Во время кислородной стадии расщепляются атомы.
  • Энаэробное дыхание происходит у прокариотических организмов – бактерий и дрожжей, сопровождается отсутствием кислорода и образование этилового спирта и диоксида углерода. При нем окисляется молекулярный водород и энергия, необходимая для синтеза аденозинтрифосфорной кислоты.

Газообмен листьев представляет собой совокупность процессов обмена газами между живыми организмами, в частности растениями, и окружающей средой. У растений он осуществляется через устьица листьев, чечевички или мелкие трещины в коре.

Газообмен обеспечивает жизнедеятельность между живыми организмами и окружающей средой. В процессе диффузии растения поглощают кислород из воды или воздуха, а окружающую среду выделяют углекислый газ, образовавшийся в результате фотосинтеза. В процессе фотосинтеза растения, наоборот, поглощают из окружающей среды углекислый газ и выделяют в нее кислород. Следовательно, дыхание и фотосинтез у листьев растений – полностью противоположные процессы, и в то же время взаимосвязанные межу собой.


Функция газообмена листа

Функции листа разнообразны: газообмен, фотосинтез, испарение, запас питательных веществ, удаление ненужных веществ. Благодаря работе устьиц происходит газообмен между растением и окружающей его атмосферой.

Доступ кислороду к органам растения, в том числе и листьев, это – одно из важнейших условий его жизни. Растениям требуется относительно мало кислорода по сравнению с животными. На дыхание растений кислорода тратится намного меньше, чем выделяется в процессе фотосинтеза

Кислород жизненно необходим для дыхания растения, а углекислый газ нужен растению для образования органических веществ. В воздух выделяется кислород через устьица листа, образованный в процессе фотосинтеза. Образовавшийся у растения в процессе дыхания углекислый газ удаляется.

Дыхание, газообмен, фотосинтез во всех клетках листа происходят непрерывно. Как только прекращается дыхание, лист погибает.

Вследствие процесса газообмена листья защищены от иссушения, в них сохраняется вода в засушливый период.


Процесс газообмена в листьях

Газообмен листьев происходит благодаря диффузии газов через всю поверхность листа и через устьица листьев. Под диффузией понимают процесс, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного разных веществ.

Основной оборот газа у растений главным образом происходит через листья благодаря большой площади его поверхности и очень малой толщине. В мякоти листа содержится огромное количество хлоропластов с зеленым хлорофиллом.

Кислород поступает в ткани растения, далее через межклетники он проникает в его клетки.

Обмен газов происходит при открытии и закрытии устьиц между листом и атмосферой. Через устьица кислород поступает в лист, через них же выводится углекислый газ и испаряется влага. В процессе фотосинтеза поступление углекислого газа осуществлятся через щель в клетках устьиц. Затем он поступает к хлорофилосодержащим тканям листа.


Это сопровождается выделением кислорода – освободившись в процессе фотосинтеза, он начинает выходить наружу. В процессе дыхания растение поглощает кислород, а выделяет углекислый газ. Кроме кислорода растения способны высвобождать водяные пары, также выходящие через устьица. Этот процесс называют транспирацией. Таким образом, газообменные процессы в листе регулируются благодаря открыванию и закрыванию устьичной щели.


Через что происходит газообмен листьев

Газообмен происходит благодаря работе устьиц. Дыхание в листьях происходит в клетках органов, которые расположены по всей поверхности. Такие же клетки расположены и на поверхности стебля и корней. Но, основной оборот газа проходит именно через листья.

Замыкающие клетки устьиц листьев могут меняться в размерах, расширяться, сужаться или замыкаться. Благодаря этому свойству через них происходит испарение воды и газообмен. Клетки, примыкающие к устьичной щели, более утолщенные. В зависимости от объема воды в устьичных клетках, их оболочки, которые имеют разную толщину, в разной степени растягиваются. Благодаря этому процессу открывается или замыкается устьичная щель. Только замыкающие клетки кожицы содержат хлоропласты. Изменение формы замыкающих клеток приводит к изменению ширины устьичной щели. Наружная часть устьица состоит из пленчатых выступов, которые ограничивают небольшое пространство от наружных поверхностей.

Скорость газообмена и транспирации в листьях растений может регулироваться открыванием и закрыванием устьичной щели.

При транспирации выводится водяной пар. Воду испаряют все части растения, но больше всего ее испаряют листья, создавая особый микроклимат возле растения. Устьичная транспирация листа является самой интенсивной.


Приспособление листьев к газообмену

Для осуществления газообмена листьев есть специальные приспособления – кожица, жилки, устьица и чечевички.

Со всех сторон лист окружен покровной тканью – эпидермой или кожицей, состоящей из слоя плотно примыкающих живых клеток без межклетников между ними. Наружные стенки покровных клеток утолщенные. Эти клетки выделяют воскоподобные вещества, образующие кутикулу. Клетки кожицы не содержат хлорофилла. Поэтому, они не способны к фотосинтезу и газообмену. Но, они свободно пропускают солнечные лучи в глубину листа к фотосинтезирующим клеткам основной ткани. Их называют паренхимами.

Кожица листа также непроницаема для газов. С одной стороны, эпидермис защищает листья растения от высыхания. Но, с другой стороны, через него проходят массы газов и паров воды, причем в разных направлениях. К ним относятся весьма интенсивные процессы газообмена и парообмена. У листьев растений проблема газообмена и парообмена успешно разрешается через устьица.


Почти всю площадь листа, кроме жилок, занимает основная ткань, мезофилл. Она состоит из столбчатой и губчатой фотосинтезирующих тканей. Столбчатый мезофилл, или основная фотосинтезирующая ткань листа, располагается над верхним слоем кожицы и состоит из вертикально вытянутых клеток. Они плотно прижаты друг к другу и содержат хлорофилл в большом количестве. Благодаря наличию хлоропластов в столбчатой ткани мякоти листа происходит фотосинтез с образованием органических веществ. Они доставляются в разные части растения.

Губчатый мезофилл расположен ниже относительно столбчатого мезофилла. Он состоит из фотосинтезирующих клеток, которые рыхло расположены и имеют большие межклетники. Благодаря этому осуществляется свободный газообмен с внешней средой.

В эпидермисе листа располагаются устьица. Через устьица и межклетники губчатого мезофилла углекислый газ поступает в клетки столбчатого мезофилла. Образованный в процессе фотосинтеза кислород свободно проникает в атмосферу из листа. Площадь поверхности клеток губчатого мезофилла превышает площадь поверхности листа. Это способствует интенсивному газообмену листьев.

Устьица занимают не более 2 процентов площади всего листа. Длина устьичной щели составляет 20-30 мкм. Ширина щели колеблется в пределах 3-6 мкм


Что происходит в листе во время газообмена

При солнечном свете в замыкающих клетках устьица вырабатывается сахар, ответственный за оттягивание воды от соседних клеток. Происходит увеличение тургора в замыкающих клетках, при этом тонкие места оболочки устьичных клеток растягиваются намного сильнее по сравнению с толстыми. Выступы в форме выпуклостей, которые выпячиваются в щель устьица, принимают плоскую форму. Все это приводит к раскрытию устьица.

В темноте сахар переходит в крахмал, соответственно, в замыкающих клетках начинает падать тургор. Ослабляется растяжение тонких участков оболочки. Они начинают выпячиваться навстречу во встречных направлениях. Соответственно, происходит закрытие устьица.

Через устьичные щели воздух попадает к внутренним клеткам листа. Через них же пары воды и газы выходят наружу.

Лист в биологии — это наружный орган растения, производящий газообмен, фотосинтез и транспирацию.

Главной особенностью листа является пластинчатая структура, обусловленная необходимостью обеспечения доступа к свету клеткам с хлорофиллом. Его анатомия включает:

  • эпидермис — слой клеток, основной функцией которых является предотвращение излишнего испарения и защита от агрессивных воздействий окружающей среды;
  • паренхима — хлорофиллоносная внутренняя ткань, отвечающая за фотосинтез;
  • сеть жилок — проводящих воду, сахар и растворенные соли ситовидных трубок и сосудов;
  • устьица — клеточные комплексы, производящие газообмен и транспирацию или испарение лишней воды.

Еще одна важная особенность строения — наличие двух сторон: абаксиальной — обращенной в сторону основания побега, адаксиальной — обращенной к вершине.

В тексте учебника 6 класса можно найти подтверждение тому, что листья наиболее наглядно демонстрируют приспособленность растений к окружающим условиям. К примеру, изрезанные формы уменьшают воздействие ветра, блестящие поверхности отражают излишки солнечного света, а толстые образования запасают и сохраняют воду.

В таблице представлены разные формы листьев.

Описание функции газообмена

При дневном свете растения поглощают углекислый газ, а во внешнюю среду выделяют кислород. Ночью наоборот: происходит поглощение кислорода и выделение углекислого газа.

Газообмен производится посредством устьиц листа. Кислород и углекислый газ проходят через них, обогащая растение и избавляя его от переработанных соединений.

Без возможности газообмена растительный организм не сможет развиваться, расти, восстанавливать поврежденные ткани.

В результате такого своеобразного дыхания растение поглощает кислород и глюкозу, которая в ходе фотосинтеза дополнительно преобразуется в масла, жиры и крахмал, а также применяется для синтеза целлюлозы.

Описание функции фотосинтеза

Листья имеют важное значение в жизни растительного организма, так как выполняют функцию фотосинтеза.

Фотосинтез — это химическое преобразование неорганических веществ в органические с использованием световой энергии.

Первостепенной задачей листовых пластинок является максимально полное улавливание солнечного света. Этому способствует не только их строение, но и расположение на стебле: все листки располагаются относительно друг друга так, чтобы не отбрасывать тень.

В ботанике такую схему называют листовой мозаикой.

Внутри листовой пластинки есть фотосинтезирующие клетки, при помощи которых растение поглощает из воздуха углекислый газ и преобразует его в углеводы — необходимые элементы питания. Кроме того, в процессе фотосинтеза и с участием энергии света производится кислород.

Самим растениям нужно мало кислорода: они выделяют намного больше, чем нужно им самим для поддержания жизнедеятельности. Однако стоит пояснить, что для других живых организмов — животных, птиц, рыб и людей он очень важен. Этим объясняется особая ценность представителей растительного мира на Земле.

Значение функций листа для жизни растений

Краткий перечень важнейших функций включает следующие пункты:

  • улавливание кожицей — поверхностью листовой пластины солнечного света;
  • создание условий для эффективного газообмена — дыхания;
  • фотосинтез — образование характерных для растений органических веществ;
  • испарение воды;
  • обеспечение взаимосвязей с корнями, транспортирование минеральных веществ;
  • регулирование объема испарений при помощи закрывания и открывания устьиц;
  • газообмен.

У многих видов осенью происходит листопад. Этот процесс можно охарактеризовать как избавление от ненужных веществ: накопив их в себе, листья освобождают растение и сокращают тем самым объем испарения влаги.

При ответе на вопрос о функциях стоит указать на способность некоторых видов накапливать в листьях запасы питательных веществ. В качестве примера можно привести лук, кочанную капусту, алоэ.

Также можно перечислить покрытосеменные растения, вегетативно размножающиеся при помощи листьев: бегония, сеполия, лимон, сердечник луговой. А листья папоротника участвуют в размножении, образуя споры.

Функциональность листьев зависит от того, каковы условия произрастания. Например, листья гороха превращаются в усики, чтобы цепляться за опору, поднимать растение выше и обеспечивать ему достаточную инсоляцию. А листья барбариса, верблюжьей колючки и кактуса можно охарактеризовать как защитное средство от поедания животными.

Читайте также: