Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
13 800 13 000 45 000
16 100
13 000
Опыт 13.5. Изучение распределения устьиц
Материалы и оборудование
Бесцветный лак для ногтей Предметные и покровные стекла Тонкие пинцеты
Свежие полностью развернувшиеся листья Микроскоп
Методика
Для того чтобы изучить распределение устьиц, удобно будет воспользоваться отпечатками (репликами), сделанными с листовой поверхно-
сти. С этой целью кисточкой, вделанной в крышку пузырька, нанесите на лист тонкий слой лака. Дайте лаку высохнуть и пинцетом осторожно стяните с листа образовавшуюся реплику, положите на предметное стекло и накройте покровным (можно в капле воды). Рассмотрите препарат под микроскопом. Подсчитайте число устьиц в поле зрения; сделайте это несколько раз в разных участках и рассчитайте среднее значение. Определите площадь поля зрения микроскопа, измерив его диаметр прозрачной линейкой или калиброванным предметным стеклом, по формуле кг2 (г — радиус, ал = 3,142). Теперь можно рассчитать число устьиц на 1 см2.
Сравните плотность распределения устьиц на верхнем и нижнем эпидермисе одного и того же листа и у разных видов растений. Наблюдается ли корреляция между этой плотностью и типичными для вида условиями произрастания?
13.14. Какая зависимость существует между тремя переменными, представленными на рис. 13.13; объясните ее.
О со
Температура воздуха на уровне растений
Интенсивность транспирации
Освещенность
Время суток, ч
Рис. 13.13. Зависимость интенсивности транспирации у люцерны от освещенности и температуры воздуха. (Из L. J. Briggs, Н. L. Shantz (1916) J. Agr. Res., 5, 583-649; цит. по А. С. Leopold (1964) Plant growth and development, p. 396. McGraw-Hill.)
13.3.8. Физиологическая роль транспирации
Транспирацию иногда называют «неизбежным злом», поскольку это неминуемое, но потенциально вредное следствие того, что клеточные
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
стенки должны быть влажными и что с них испаряется вода. Вода теряется в основном через устьица, необходимые растению и для газообмена с окружающей средой. Посредством газообмена растения получают извне диоксид углерода (углекислый газ), без которого невозможен фотосинтез. (Поскольку кислорода в атмосфере гораздо больше, он проникает в растение даже при закрытых устьицах, поэтому в темноте никаких затруднений с дыханием не происходит.) Если бы не было кутикулы, газообмен шел бы и без устьиц, а его эффективность возросла бы. Однако в таком случае ничем не контролировались бы потери воды. Кутикула снижает потери воды, а дальнейшая регуляция потерь осуществляется устьицами, которые у большинства растений очень чувствительны к водному стрессу и закрываются в сухих условиях. Устьица обычно закрываются также в темноте, когда прекращается фотосинтез. Потери воды чреваты завяда-нием, высыханием и гибелью растения. Всем известно, что даже небольшая засуха может замедлить развитие сельскохозяйственных культур и привести к значительным потерям урожая.
Несмотря на явную неизбежность транспирации, интересно было бы знать, не приносит ли она растению какой-либо пользы. Потенциально существуют две возможности.
1. Транспирации сопутствует испарение воды клетками мезофилла. Этот процесс идет с затратой энергии, что приводит к охлаждению листьев точно так же, как испарение пота — к охлаждению кожи млекопитающих. Иногда это бывает важно, особенно при прямом солнечном освещении, когда листья поглощают большое количество лучистой энергии и могут перегреваться, а сильный перегрев подавляет фотосинтез. Однако вряд ли такой охлаждающий эффект играет существенную роль в обычных условиях. В областях с жарким климатом растения пользуются другими способами защиты от теплового стресса.
2. Кроме того, высказано предположение, что транспирационный ток необходим для распределения по растению растворенных в воде минеральных солей. Гипотеза вполне логичная, однако для передвижения минеральных солей вполне хватило бы очень малой скорости транспира-
_Транспорт у растений 119
ции. Например, поступление минерального питания в листья ничуть не снижается ночью, когда транспирация невелика; это связано с тем, что ксилемный сок ночью становится более концентрированным, чем днем. Поглощение же минеральных солей из почвы почти не зависит от транспирационного тока,
13.3.9. Устьица: строение и механизм работы
Устьица — это отверстия в эпидермисе, через которые происходит газообмен. Они находятся в основном на листьях, но имеются также и на стеблях. Каждое устьице окружено двумя замыкающими клетками, которые в отличие от обычных эпидермальных клеток содержат хлоропла-сты. Замыкающие клетки контролируют величину отверстия устьица за счет изменения своей ту pre с це нтн ости. Внешний вид устьиц и замыкающих клеток хорошо видны на микрофотографиях, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа (рис. 13.14).
Замыкающие Эпцдермальные Устьичная
клетки клетки щель
Рис. 13.14. Микрофотография устьиц на нижней поверхности листа, полученная с помощью сканирующего электронного микроскопа.
