РЕГУЛЯЦІЯ ТРАВЛЕННЯ

Травлення - складний багатоступінчастий процес, який здійснюється завдяки злагодженій роботі органів травної системи. Кожний з етапів травлення автоматично йде слідом за попереднім, і в кожному з них одночасно бере участь багато органів. Які системи регулюють роботу органів травлення, керують послідовністю їх включення в процеси обробки і перетравлення їжі? Регуляція слиновиділення. Пригадаймо: слина в невеликій кількості надходить у ротову порожнину безперервно. Проте як тільки шматочок їжі опиняється в роті, слини стає більше. Слиновиділення посилюється мимовільно: його спричиняє саме надходження їжі. У тканинах ротової порожнини містяться "датчики" - закінчення нейронів, здатні розпізнавати дотик, температуру, хімічний склад їжі. Нервові імпульси, що в них виникають, прямують по нейронах до центру слиновиділення, розташованого в головному мозку. А звідти по ефекторних нейронах передаються в слинні залози, що у відповідь декретують більше слини. Таке збільшення слиновиділення є безумовними рефлексом. Проте "текти слинки" можуть і від запаху смачної їжі, яка готується. Це прояв умовного рефлексу на подразник - запах, що зазвичай передував або збігався в часі з прийомом їжі. Крім запаху, до умовних подразників, які "вмикають" центр слиновиділення, належать і вигляд їжі, і навіть дзвін посуду. Регуляція ковтання. Як тільки подрібнена і змочена їжа досягає кореня язика, починають діяти ковтальні м’язи язика, глотки, верхньої частини стравоходу. Наслідком їх дій є ковтання й згинання надгортанного хряща, що запобігає надходження їжі в дихальне горло. Ковтання є складним процесом, у якому беруть участь декілька м’язів. Що забезпечує їх злагоджені дії? Команди, тобто нервові імпульси, у відповідь на які ковтальні м’язи скорочуються, надходять до всіх ковтальних м’язів по ефекторних нейронах від центру ковтання в головному мозку. А він починає керувати м’язами, отримавши сигнали від рецепторних нейронів, закінчення яких розміщуються в корені язика і реагують на зустріч з харчовою грудкою. У момент ковтання дихання припиняється. Як відбувається координація дихання і ковтання? Річ у тому, що центр ковтання пов'язаний з центром дихання. Як тільки нервові імпульси по рецепторному нейрону надходять до центру ковтання, сигнал передається і в центр дихання - дихальні рухи на мить затримуються. Слід пам’ятати: якщо одночасно їсти й розмовляти, взаємодія між ковтальним і дихальним центрами порушується, їжа може потрапити "не в те горло" - ви поперхнетеся. Нервова система керує і скорочення м’язів стравоходу під час просування їжі до шлунка. "Запускають" рефлекс нейрони, нервові закінчення яких розташовані у стінці стравоходу. Для них подразником є розширення стінки стравоходу під дією харчової грудки. Сигнали по цих нейронах прямують у нервові центри головного мозку, а звідти по ефекторних нейронах команди передаються на гладенькі м'язи стравоходу, примушуючи їх скорочуватися. Крім того, у травний тракт "вбудована" система саморегуляції скорочення м'язів. Це нейрони, розташовані між гладенькими м'язами в його стінці. У відповідь на розтягування стінки тракту в них також виникають нервові імпульси, що передаються на гладенькі м'язи, спричиняючи їх скорочення. Регуляція травлення в шлунку й кишечнику. У керуванні процесами вироблення травних соків беруть участь і нервова, і гуморальна системи регуляції. Лише їжа подразнює закінчення рецепторних нейронів у ротовій порожнині, сигнали про це надходять до центру головного мозку, який керує секрецією шлункового соку. Його вироблення клітинами шлунку починається за командами цього центру. Секрецію шлункового соку обумовлюють й інші сигнали (запах, вигляд їжі тощо). Отже, їжа ще не встигла перетворитися на харчову грудку або навіть потрапити до рота, а клітини шлунку вже декретують шлунковий сік. Завдяки його завчасному виробленню шлунок готується до травлення, тому розщеплення речовин їжі починається, лише вона надходить до шлунка. Виділення шлункового соку регулюється також і нейронами, які розміщені в стінці шлунка. Коли стінка розтягується, ці нейрони подразнюються, і нервові імпульси прямують безпосередньо до клітин, що виділяють шлунковий сік. Секреція шлункового соку регулюється в нервово-гуморальний спосіб. Речовини їжі спричиняють хімічні подразнення нервових закінчень, що містяться в стінці шлунка. У відповідь на них певні залозисті клітини стінки шлунка рефлекторно виділяють гормон гастрин. Так до справи стає гормональний чинник: гастрин з кров’ю по капілярах шлунка досягає тих його залозистих клітин, які виробляють шлунковий сік. Під дією гастрину ці клітини збільшують секрецію шлункового соку.

ВНУТРІШНЯ БУДОВА ЛИСТКА

Якщо зробити зріз через листкову пластинку, під мікроскопом можна побачити, з яких тканин вона складається. На такому мікро-препараті видно і покриви листка, і його внутрішню частину, що складається з основної тканини і жилок.

Що собою становлять покриви листка? Погляньте на малюнок 71. Ви побачите, що зверху та знизу листок укритий клітинами покривної тканини - шкірки. ЇЇ клітини щільно прилягають одна до одної, захищаючи внутрішні частини від висихання, механічних ушкоджень тощо. Шкірка переважно одношарова і складається з живих клітин. Хлоропластів у більшості клітин шкірки немає. Тож ці клітини безбарвні й прозорі, завдяки чому сонячні промені легко проникають крізь них у товщу листка. У більшості видів рослин шкірка вкрита тоненькою плівкою з жироподібних речовин - кутикулою. Воски, що входять до складу кутикули, майже не пропускають воду. Це захищає рослини від пересихання. Тому кутикула розвинена насамперед у рослин, які зростають у посушливих умовах. Наприклад, у деяких пальм товщина кутикули може сягати 5 мм. Деякі клітини шкірки мають поверхневі утвори різної будови - волоски, шипики (мал. 71). Вони захищають листок від надмірного випаровування води, перегріву та ушкоджень.

Мал. 71. Внутрішня будова листка

Поміж безбарвних клітин шкірки можна легко помітити клітини, що містять хлоропласти. Ці клітини розташовані попарно й входять до складу особливих утворів - продихів (мал. 72). Такі зелені клітини називають замикаючими. Вони переважно бобоподібної форми з нерівномірно потовщеними стінками. Між замикаючими клітинами

можна помітити мікроскопічний щілиноподібний отвір. Крізь проди-хи здійснюється зв'язок між довкіллям і внутрішньою частиною листка. Завдяки хлорофілу у замикаючих клітинах продихів на світлі здійснюється фотосинтез. Тому внутрішньоклітинний тиск у них зростає, замикаючі клітини змінюють свою форму, внаслідок чого розмір продихової щілини збільшується. А вночі, коли фотосинтез не відбувається, внутрішньоклітинний тиск у замикаючих клітинах зменшується і продихова щілина закривається. У такий спосіб проди-хи регулюють інтенсивність газообміну та випаровування води. Коли продихи закриті, газообмін та випаровування води значно зменшуються, а коли відкриті - різко зростають.

Мал. 72. Продихи у шкірці листка (1). Закритий (2) і відкритий (3) продих

У переважної більшості рослин продихи містяться на нижньому боці листка, тому сонячні промені на них не потрапляють, що сприяє збереженню води в рослині. Але якщо листки обирають вертикальне положення (півники) чи належать рослинам, поширеним в умовах високої зволоженості (капуста), то продихи у них розташовуються з обох боків листкової пластинки. Плаваючі листки водяних рослин (латаття) мають продихи лише на верхній частині листкової пластинки, а повністю занурені у воду листки продихів взагалі не мають (наприклад, в елодеї). Кількість продихів може сягати кількох сотень на 1 мм 2 поверхні листка. 

Яка будова внутрішньої частини листка? Між верхньою та нижньою шкіркою листка розташовані клітини основної фотосинтезуючої тканини. Погляньте на малюнок 71. Ви побачите, що існують два види цих клітин. Ближче до верхньої поверхні листка в один чи кілька рядів розміщені видовжені клітини, які нагадують стовпчики. Ці стовпчасті клітини щільно прилягають одна до одної, майже без міжклітинників. Під ними розташовані овальні клітини, між якими є великі міжклітинники. Це губчаста основна тканина листка. 

Найінтенсивніше фотосинтез відбувається у стовпчастих клітинах, які містять більше хлоропластів. Кількість хлоропластів у клітинах губчастої тканини менша, тому фотосинтез здійснюється не так активно. У цих клітинах запасаються різні речовини, наприклад крохмаль. Міжклітинники займають до 25 % об'єму листка. Вони сполучені з продихами і забезпечують газообмін у листку. 

Як ви пам'ятаєте, пластинка листка пронизана щільною сіткою жилок - судинно-волокнистих пучків. Отже, функції жилок -провідна та опорна. Основу жилок складають ситоподібні трубки і судини. По ситоподібних трубках з листка до всіх інших органів відтікають органічні речовини, утворені під час фотосинтезу. А судини забезпечують постачання клітин листка водою та неорганічними сполуками. Волокна механічної тканини з потовщеними оболонками слугують скелетом листка. 

Терміни і поняття, які потрібно засвоїти
продихи, основна фотосинтезуюча тканина

Підсумки

Листок зверху та знизу вкритий покривною тканиною - шкіркою. В ній містяться продихи, які здатні регулювати інтенсивність газообміну та випаровування води. Під шкіркою розміщена основна фотосинтезуюча тканина. Крізь неї проходять жилки, що забезпечують проведення у листок води та неорганічних сполук, виведення з нього утворених органічних речовин, а також надають йому міцності. 

Запитання для контролю
1. Що таке шкірка? Яка її будова та які функції?
2. Яку роль у житті рослин відіграють кутикула та волоски?
3. Які будова та функції продихів?
4. Які особливості будови та функцій стовпчастої та губчастої фотосинтезуючої тканини?
5. Які функції у листках виконують жилки?

Поміркуйте
Як розташування продихів пов'язане з умовами місцезростання рослин? 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Тема: Внутрішня будова листка у зв'язку з його функціями*.

Мета: ознайомитися з внутрішньою будовою листка; навчитися пояснювати особливості його будови у зв'язку з виконуваними функціями.

Обладнання, матеріали та об'єкти дослідження: живі листки рослин (традесканції, пеларгонії тощо), постійний мікропре-парат «Листок камелії», мікроскопи, предметні і накривні скельця, препарувальний набір, піпетки, фільтрувальний папір, вода, таблиці.

Хід роботи:

1. Виготовте тимчасовий мікропрепарат шкірки листка рослини, яку запропонував учитель.

2. Розгляньте препарат під мікроскопом. Знайдіть безбарвні клітини шкірки та зелені продихові клітини. Зверніть увагу на деталі їхньої будови.

3. Замалюйте ділянку шкірки листка і на малюнку підпишіть деталі її будови.

4. Роздивіться постійний мікропрепарат поперечного зрізу через листок. Знайдіть верхню та нижню шкірку, клітини основної фото-синтезуючої тканини, міжклітинники, судинно-волокнистий пучок.

5. Замалюйте поперечний зріз через листок і на малюнку підпишіть деталі його будови.

6. Запишіть у зошит висновки, сформульовані на підставі виконаних досліджень.

ЛИСТОК. ЗОВНІШНЯ БУДОВА ЛИСТКА

Як ви пам'ятаєте, листок - це бічна частина пагона. Розміри листків бувають від декількох міліметрів до 10-20 м. Особливо великі листки у пальм, банана, лопуха, борщівника та інших. У тропічної водяної рослини - вікторії амазонської (родички нашого латаття) листки, що плавають, мають діаметр до 2 м. На відміну від стебла та кореня, листок має обмежений ріст, тобто досягає певних розмірів, після чого вже не збільшується.

Яка зовнішня будова листка? Основна частина листка - листкова пластинка (мал. 66). До вузла стебла у більшості рослин вона кріпиться пружною паличкоподібною частиною - черешком. Черешок якнайкраще орієнтує листкову пластинку відносно сонячних променів. Листок із черешком називають черешковим. Проте є листки і без черешка, їх називають сидячими (пригадайте такі рослини, як кукурудза, пшениця, жито). У деяких рослин нижня розширена частина листкової пластинки охоплює стебло у вигляді незамкненої трубки (мал. 66, 1). Вона обгортає стебло і захищає його від ушкоджень.

Біля основи листка багато рослин мають особливі вирости - прилистки (мал. 66, 2). Вони можуть мати вигляд розміщених парами листочків (горох посівний), колючок (карагана дерев'яниста) тощо. Прилистки виконують переважно захисну функцію.

Мал. 66. Зовнішня будова сидячого (1) і черешкового (2) листка

У різних рослин листкові пластинки відрізняються за формою та особливостями будови. Форма листкової пластинки може бути надзвичайно різноманітною. В одних рослин вона серцеподібна, в інших -стрілоподібна, у третіх - голчаста. В одних рослин край листкової пластинки має вирізи певної форми (наприклад, клен, калина), в інших -рівний (бузок, конвалія).

Листки бувають прості та складні.

Що таке прості та складні листки? Погляньте на малюнок 67, де зображені прості та складні листки. Простий листок складається із черешка та однієї листкової пластинки. Під час листопаду листкова пластинка простого листка відпадає разом із черешком. Спільний черешок складного листка несе декілька листкових пластинок, кожну з яких називають листочком. Кожен листочок складного листка під час листопаду може відпадати самостійно.

Мал. 67. Прості та складні листки: 1 - трійчастий; 2 - пальчастоскладний; 3 - парноперистоскладний; 4 - непарноперистоскладний

Складні листки бувають трійчастими, перистоскладними та паль-частоскладними (мал. 67). Трійчасті листки (1) мають усього три листочки, які власними короткими черешками прикріплюються до спільного черешка (наприклад, у конюшини, суниць). У пальчасто-складних листків (2) подібна будова, однак кількість листочків перевищує три (погляньте на листки гіркокаштана звичайного). У пери-стоскладних листків (3, 4) окремі листочки розташовані попарно вздовж спільного черешка.

У парноперистоскладних листків (3) верхівка спільного черешка закінчується парою листочків (у карагани), а у непарноперистосклад-них (4) - одним (у шипшини, горобини).

Що таке жилкування листка? Якщо поглянути на листкову пластинку, можна побачити на ній ніби мереживо жилок. Жилки - це судинно-волокнисті пучки, які сполучають листок із стеблом. Вони складаються з провідних та механічної тканин.

Розташування жилок листкової пластинки має назву жилкування. Розрізняють сітчасте, паралельне, дугове жилкування (мал. 68).

Мал. 68. Сітчасте (1), паралельне (2) і дугове (3) жилкування

За сітчастого жилкування жилки розгалужуються та утворюють більш-менш густу сітку (дуб, яблуня, бузок, клен). У багатьох рослин однакові за розмірами жилки пронизують листкову пластинку від основи до верхівки, не розгалужуючись. В одних випадках вони розташовані майже паралельно одна одній. Такий тип жилкування називають паралельним (наприклад, у пшениці, жита, кукурудзи). Якщо жилки дугоподібно вигнуті, як у листків тюльпана, конвалії, подорожника, то таке жилкування має назву дугового.

Мал. 69. Типи листкорозміщення: 1 - почергове; 2 - супротивне; З - кільчасте

Запам'ятайте! Кількість та розміщення жилок є важливою систематичною ознакою рослин.

Яким може бути листкорозміщення? Листкорозміщення - це певний порядок розташування листків на стеблі (мал. 69). Розрізняють такі типи листкорозміщення: почергове (спіральне), супротивне та кільчасте (мутовчасте).

За почергового, або спірального, листкорозміщення від вузла відходить лише один листок, як у яблуні, шипшини чи пшениці, причому листки розташовані на стеблі один відносно одного по спіралі. За супротивного листкорозміщення від вузла відходять два листки, які розташовуються один навпроти одного, наприклад у м'яти, шавлії, калини, бузку. Коли ж від вузла відходить більше двох листків, як, приміром, у олеандра, воронячого ока чи елодеї, то таке листкорозміщення називають кільчастим, або мутовчастим.

Зазвичай на пагонах листкові пластинки розташовуються таким чином, що якомога менше затіняють одна одну. Таке розміщення листків на рослині називають листковою мозаїкою (мал. 70).

Мал. 70. Листкова мозаїка

Підсумки

У більшості рослин листки черешкові, вони складаються з черешка та листкової пластинки. Безчереш-кові листки називають сидячими. Вони прикріплені до стебла основою листкової пластинки. Залежно від кількості листкових пластинок листки поділяють на прості та складні. Розташування жилок листкової пластинки має назву жилкування. Розрізняють сітчасте, паралельне та дугове жилкування. Листкорозміщення буває супротивним, почерговим або кільчастим.

Запитання для контролю
1. Що таке листок? З яких частин він складається?
2. Які листки називають черешковими, а які - сидячими?
3. Що таке прилистки? Які їхні функції?
4. Чим відрізняються прості листки від складних? Які типи складних листків вам відомі?
5. Що таке жилкування? Які існують типи жилкування?
6. Що таке листкорозміщення? Які типи листкорозміщення вам відомі?

Поміркуйте
Інколи листкова пластинка простих листків має глибокі вирізи, які сягають центральної жилки чи основи листка. Як такі прості листки можна відрізнити від складних?


ЛАБОРАТОРНА РОБОТА

Тема: Зовнішня будова листка. Різноманітність листків.
Мета: ознайомитися із зовнішньою будовою та різноманітністю листків, навчитися розрізняти листки за особливостями будови та жилкуванням.
Обладнання, матеріали та об'єкти дослідження: живі листки або гербарні зразки листків різних рослин, лупа, таблиці.
Хід роботи:
1. Розгляньте листки різних рослин. Знайдіть листкову пластинку, черешок, прилистки. Відберіть черешкові та сидячі листки.
2. Роздивіться прості та складні листки та знайдіть відміни між ними.
3. Зверніть увагу на жилкування листків і визначте його типи.
4. Замалюйте різні види листків. На малюнку підпишіть їхні назви та складові частини.
6. Запишіть у зошит висновки, зроблені на підставі виконаних досліджень.