Что такое устьица?
Из статьи вы узнаете, что такое устьице, какое у него строение, роль и функции в жизни живых организмов, где оно находится, и как осуществляется процесс дыхания в растениях.
Устьица – что это такое
Под устьицами понимают поры, которые расположены в покровной ткани растений (кожице).
- Парные клетки эпидермиса с неравномерно утолщенными стенками, которые по форме напоминают бобы.
- Между ними расположена устьичная щель, окруженная двумя клетками замыкающего типа. В середине находятся ядро и хлоропласты с гранами. По форме они напоминают серп, имеют вогнутые стенки, ограничивающие межклеточное пространство или устьичную щель, и разное содержание хлорофилла.
- Снаружи и внутри замыкающие клетки, между которыми часто встречаются плазмодесмы, покрыты кутикулой.
- Выше входа в щель и на конце находятся образования – кутикулярные отростки клюковидной формы. Они соприкасаются с подустьичной полостью для вещества, похожей на канал в форме воронки, расширенный на концах.
Центр устьичной щели при расширении открывается, при сужении наблюдается обратный процесс. Такая особенность позволяет регулировать интенсивность газообмена в растениях.
Роль и функции устьиц в жизни растения
Основная задача – обмен веществ с внешней средой. Наиболее важный элемент в данном процессе – вода, которая испаряется. Этот процесс называется транспирацией, отвечает за то, чтобы растения не перегревались в жару и не погибали. Чем больше в замыкающих клетках воды, тем сильнее меняется их форма. В результате чего процесс газообмена становится интенсивнее, жидкость испаряется. При этом температура растения не повышается, в том числе в летние месяцы. Самый активный период транспирации наступает именно при нагревании воздуха и усилении ветра.
В периоды, когда жидкость не должна испаряться, устьица прекращают процесс транспирации, что помогает удерживать влагу.
Также устьица выполняет и другие функции:
- Отвечает за поступления кислорода, углекислого газа, необходимых для фотосинтеза.
- Контролирует интенсивность внутренних процессов, что проявляется в адаптации живых организмов к условиям окружающей среды.
В деятельности устьиц участие принимают все органоиды, среди которых главная роль принадлежит вакуолярной системе и ее изменениям. Когда в замыкающих клетках много влаги, они начинают забирать жидкость из окружающих элементов. Благодаря этому происходит увеличение объема вакуолей и повышение осмотического давления, растягивание тонких клеток и расхождение утолщенных стенок, которые пропускают водяной пар. Благодаря этому осуществляется газообмен.
Источник
11.Устьица: строение, расположение, значение, механизм устьичных
Устьица выполняют две основные функции: осуществляют газообмен и транспирацию (испарение).
Устьице состоит из двух замыкающих клеток и устьичной щели между ними. К замыкающим примыкают побочные (околоустьичные) клетки. Под устьицем расположена воздушная полость. Устьица способны автоматически закрываться или открываться по мере необходимости. Это обусловлено тургорными явлениями.
Степень раскрытия устьиц зависит от интенсивности света, кол-ва воды в листе и угл.газа. в межклетниках, t воздуха и др.факторов. В зависимости от фактора, запускающего двигательный механизм (свет или начинающийся водный дефицит в тканях листа), различают фото- и гидроактивное движение устьиц. Существует также гидропаесивное движение, вызванное изменением оводненности клеток эпидермиса и не затрагивающее метаболизм замыкающих клеток. Например, глубокий водный дефицит может вызвать подвядание листа, эпидермальные клетки при этом, уменьшаясь в размерах, растягивают замыкающие клетки, и устьица открываются. Или, наоборот, сразу после дождя эпидермальные клетки настолько разбухают
от воды, что сдавливают замыкающие клетки, и устьица закрываются.
Гидропассивная р-ция — закрывание устьичных щелей, когда паренхимы клетки переполнены водой и механ.сдавливают замык.клетки
Гидроактивная открывания и закрывания — движения, вызванные изменением в содержании воды в замыкающих клетках устьиц.
Фотоактивная — проявл.в открытии устьиц на свету и закрывании в темноте.
13. Влияние внешних факторов на транспирацию
Транспирация — потеря влаги в виде испарения воды с поверхности листьев или других частей растения, осуществляется с помощью устьиц. При недостатке воды в почве интенсивность транспирации снижается.
Низкие температуры инактивируют ферменты, затрудняя поглощение воды и замедляя транспирацию. Высокие температуры способствуют перегреву листьев, усиливая транспирацию. С увеличением температуры интенсивность транспирации увеличивается. Температура — источник энергии для испарения воды. Охлаждающий эффект транспирации особенно значителен при высокой температуре, низкой влажности воздуха и хорошем водоснабжении. Кроме того, температура выполняет еще и регуляторную функцию, влияя на степень открытости устьиц.
Свет. На свету температура листа повышается и транспирация усиливается, а физиологическое действие света – это его влияние на движение устьиц – на свету растения траспирируют сильнее, чем в темноте. Влияние света на транспирацию связано, прежде всего, с тем, что зеленые клетки поглощают не только инфракрасные солнечные лучи, но и видимый свет, необходимый для фотосинтеза. В полной темноте устьица сначала полностью закрываются, а потом немного приоткрываются.
Ветер повышает транспирации из-за уноса паров воды, создавая их дефицит у поверхности листьев. Скорость ветра не так сильно влияет на транспирацию, как на испарение со свободной водной поверхности. Вначале при появлении ветра и увеличении его скорости транспирация возрастает, но дальнейшее усиление ветра почти не влияет на этот процесс.
Влажность воздуха. При избыточной влажности транспирация снижается (в теплицах), в сухом воздухе – повышается, чем меньше относительная влажность воздуха, тем ниже его водный потенциал и тем быстрее идет транспирация.при недостатке воды в листе включаются устьичная и внеустьичная регуляция, поэтому интенсивность транспирации увеличивается медленнее испарения воды с водной поверхности. При возникновении сильного водного дефицита транспирация может почти прекратиться, несмотря на увеличивающуюся сухость воздуха. С увеличением влажности воздуха транспирация уменьшается; при большой влажности воздуха происходит только гуттация.
Высокая влажность воздуха препятствует нормальному ходу транспирации, следовательно, отрицательно влияет на восходящий транспорт веществ по сосудам, регуляцию температуры растения, устьичные движения.
Водный дефицит – нехватка воды растениям.
Источник
Какова функция устьиц растений?
Устьица – это крошечные отверстия или поры в тканях растений, которые обеспечивают газообмен. Устьицы обычно находятся в листьях растений, но их также можно найти в некоторых стеблях. Специализированные клетки, известные как замыкающие клетки, окружают устьица и открывают и закрывают поры устьиц. Устьица позволяет растению поглощать углекислый газ, необходимый для фотосинтеза. Они также помогают уменьшить потерю воды, закрываясь в жаркую или сухую погоду. Устьица похожи на крошечные рты, которые открываются и закрываются, помогая дышать.
Растения, которые живут на суше, обычно имеют тысячи устьиц на поверхности листьев. Большинство устьиц расположено на нижней стороне листьев растений, что снижает их подверженность воздействию тепла и воздушного потока. У водных растений устьица расположены на верхней поверхности листьев. Стома (в единственном числе для устьиц) окружена двумя типами специализированных растительных клеток, которые отличаются от эпидермальных клеток других растений. Эти клетки называются замыкающими клетками и вспомогательными клетками.
Защитные клетки представляют собой большие клетки в форме полумесяца, две из которых окружают стому и соединены с обоими концами. Эти клетки увеличиваются и сокращаются, открывая и закрывая поры устьиц. Защитные клетки также содержат хлоропласты, светозахватывающие органеллы растений.
Дочерние клетки, также называемые вспомогательными клетками, окружают и поддерживают замыкающие клетки. Они действуют как буфер между замыкающими клетками и клетками эпидермиса, защищая клетки эпидермиса от роста замыкающих клеток. Дочерние клетки разных типов растений существуют в различных формах и размерах. Они также расположены по-разному относительно их расположения вокруг защитных ячеек.
Типы устьиц
Устьицы можно сгруппировать в разные типы в зависимости от количества и характеристик окружающих вспомогательных клеток. Примеры различных типов устьиц включают:
- Аномоцитарные устьицы: содержат клетки неправильной формы, похожие на клетки эпидермиса, которые окружают каждую стому.
- Анизоцитарные клетки. Устьица: особенности включают неравное количество вспомогательных клеток (три), окружающих каждую стому. Две из этих клеток значительно больше, чем третья.
- Диацитарные устья: устьица окружены двумя вспомогательными клетками, перпендикулярными каждой стоме.
- Парацитарные устья: две вспомогательные клетки расположены параллельно замыкающим клеткам и устьичной поре.
- Зерновые устья: замыкающие клетки узкие в середине и более широкие на концах. Вспомогательные ячейки параллельны защитным ячейкам.
Две основные функции устьиц
Двумя основными функциями устьиц являются для поглощения углекислого газа и ограничения потери воды из-за испарения. У многих растений устьица днем остаются открытыми, а ночью закрытыми. Устьица открыты в течение дня, потому что именно в это время обычно происходит фотосинтез.. При фотосинтезе растения используют углекислый газ, воду и солнечный свет для производства глюкозы, воды и кислорода. Глюкоза используется в качестве источника пищи, а кислород и водяной пар уходят через открытые устьицы в окружающую среду. Углекислый газ, необходимый для фотосинтеза, поступает из открытых устьиц растений. Ночью, когда солнечный свет больше не доступен и фотосинтез не происходит, устьица закрываются. Это закрытие предотвращает утечку воды через открытые поры.
Как они открываются и закрываются?
Открытие и закрытие устьиц регулируется такими факторами, как свет, уровень углекислого газа в растениях и изменения условий окружающей среды. Влажность – это пример условий окружающей среды, которые регулируют открытие или закрытие устьиц. При оптимальных условиях влажности устьица открыты. Если уровень влажности в воздухе вокруг листьев растений снизится из-за повышения температуры или ветреных условий, больше водяного пара будет распространяться от растения в воздух. В таких условиях растения должны закрывать устьица, чтобы предотвратить лишнюю потерю воды.
Устьицы открываются и закрываются в результате диффузии. В жарких и сухих условиях, когда потеря воды из-за испарения велика, устьица должны закрыться, чтобы предотвратить обезвоживание. Защитные клетки активно перекачивают ионы калия (K + ) из замыкающих клеток в окружающие клетки. Это заставляет воду в увеличенных замыкающих клетках осмотически перемещаться из области с низкой концентрацией растворенного вещества (замыкающие клетки) в область с высокой концентрацией растворенного вещества (окружающие клетки). Потеря воды в замыкающих клетках приводит к их сокращению. Это сжатие закрывает устьичную пору.
Когда условия меняются так, что устьица нуждаются в открытии, ионы калия активно перекачиваются обратно в замыкающие клетки из окружающих клеток. Вода осмотически перемещается в замыкающие клетки, заставляя их набухать и искривляться. Это увеличение замыкающих клеток открывает поры. Через открытые устьицы растение поглощает углекислый газ, который используется в фотосинтезе. Кислород и водяной пар также выбрасываются обратно в воздух через открытые устьица.
Источники
- Чандра, В. и Пушкарь. , К. «Тема по ботанике: анатомические особенности по отношению к таксономии». Competition Science Vision , август 2005 г., стр. 795-796.
- Ферри, Р. Дж. Стомат, дочерняя компания Клетки и последствия “. Журнал MIOS , т. 9 выпуск. 3, март 2008 г., стр. 9–16.
Источник