Лабораторная работа. Изучение устьиц и замыкающих клеток. Свежие листья Традесканции, микроскоп, предметные и покровные стекла, пинцет, бритвы, капельницы, 10%-ный раствор соли.

Методика. 1. Разорвали лист под углом, держа его нижней поверхностью вверх. Во время этой операции удалили части нижнего эпидермиса, выглядевший в виде узкой, бесцветной каймы вдоль отрезанного края. Отрезали маленький фрагмент этого бесцветного слоя и сразу положили его в каплю воды на предметное стекло, не допуская высыхания этого фрагмента. Положили на него покровное стекло. Рассмотрели препарат при разном увеличении.

2. Удалили нижний эпидермис с листа растения, которое было на ярком свету. Положили кусочек эпидермиса в каплю воды и исследовали при большом увеличении. Положили кусочек фильтрованной бумаги на один край покровного стекла, чтобы удалить воду. Добавили каплю 10% раствора соли на противоположный край покровного стекла. По мере того как раствор соли потек под покровное стекло, проследили за изменением замыкающих клеток. Методика.

Открытие и закрытие устьиц регулируется изменениями тургорного давления (давление воды изнутри на клеточную стенку) в замыкающих клетках. Открывание устьиц происходит, когда в замыкающих клетках в процессе фотосинтеза активно накапливаются растворенные вещества (главным образом, моносахара, например, глюкоза), что приводит к увеличению осмотического давления в клетке и поступлению воды в замыкающие клетки и последующему увеличению тургорного давления (большего, чем в соседних клетках). При повышении тургорного давления обращенные наружу стенки замыкающих клеток выпячиваются. Это вызывает искривление и внутренних стенок, в результате чего они отходят друг от друга и между ними образуется щель. При уменьшении тургорного давления (уменьшение растворенных веществ в клетках устьиц и выход из них воды) эластичные внутренние стенки восстанавливают свою первоначальную форму и устьица закрываются. Механизм изменений тургорного давления весьма сложен и зависит от нескольких слагаемых: он связан с образованием в клетках глюкозы и других осмотически активных веществ, растворенных в воде; с изменением градиента водного потенциала, зависящего от переноса ионов (главным образом К+) и анионов (хлорида и малата) через клеточную мембрану; также зависит от микроструктуры оболочек замыкающих клеток. При открывании устьиц углекислота поступает в лист и создает предпосылки для фотосинтеза. В отсутствие света фотосинтез в замыкающих клетках прекращается (как и во всех других), тургорное давление снижается и устьица закрываются. При недостатке поступления воды в растение устьица тоже закрываются, сберегая таким образом то небольшое количество влаги, которое доступно растению. Устьице Замыкающие клетки Околоустьичные клетки Хлоропласты