Каким образом в лист поступает углекислый газ для фотосинтеза?

Углекислый газ попадает в лист в основном путём диффузии через устьица. Если по шагам, то процесс выглядит так:

1. Воздух снаружи листа
   В атмосфере всегда есть некоторое количество CO₂. Воздух омывает поверхность листа, в том числе его нижнюю сторону, где у большинства растений особенно много устьиц (но устьица могут быть и сверху).

2. Устьица – «ворота» для газа
   На эпидермисе листа (кожице) расположены устьица – маленькие поры, образованные двумя замыкающими клетками.

   • Когда растение получает свет и ему нужен CO₂ для фотосинтеза, замыкающие клетки набирают воду, становятся тургорными и выгибаются – устьичная щель открывается.

   • Через открытую щель газы свободно проходят внутрь листа и наружу.

3. Диффузия CO₂ внутрь листа
   Внутри листа концентрация CO₂ обычно ниже, чем снаружи, потому что он постоянно расходуется на фотосинтез. Из-за разницы концентраций углекислый газ самопроизвольно диффундирует:

   • из наружного воздуха →

   • через устьичную щель →

   • в систему межклеточных (воздушных) пространств внутри листа.

4. Межклеточные пространства губчатой ткани
   Под устьицами находится губчатая (рыхлая) ткань листа с большим количеством воздушных полостей. Это как «лабиринт» из воздуха:

   • CO₂, попав через устьице, распространяется по этим полостям, заполняя внутренний объём листа.

   • Благодаря этому углекислый газ подводится сразу к большому количеству клеток мезофилла (основной фотосинтезирующей ткани).

5. Переход CO₂ в клетки
   Стенки клеток мезофилла снаружи покрыты тонкой водной плёнкой. Чтобы CO₂ попал в клетку, он проходит ещё несколько этапов:

   • диффундирует из межклеточного воздуха к поверхности клетки;

   • растворяется в этой водной плёнке;

   • затем диффундирует через клеточную стенку и плазматическую мембрану внутрь клетки.

6. Дальше – в хлоропласты
   Внутри клетки CO₂ диффундирует к хлоропластам – органоидам, где идёт фотосинтез. Там он включается в цикл Кальвина и используется для синтеза органических веществ.

7. Регуляция поступления CO₂
   Количество углекислого газа, которое может попасть в лист, сильно зависит от состояния устьиц:

   • При свете устьица, как правило, открыты – идёт активный фотосинтез, нужен CO₂.

   • При засухе растение может закрывать устьица, чтобы уменьшить испарение воды, но тогда уменьшается и поступление CO₂.

   • На открытие/закрытие устьиц также влияет концентрация CO₂ внутри листа: если его уже много (например, фотосинтез замедлился), устьица могут частично закрываться.

8. Дополнительный источник CO₂
   Частично CO₂ в листе образуется и в результате дыхания самих клеток (митохондрии выделяют углекислый газ). Этот CO₂ тоже может использоваться для фотосинтеза, но основной поток для фотосинтеза всё равно приходит из внешнего воздуха через устьица.

Итого:
Углекислый газ поступает в лист через открытые устьица путём диффузии из воздуха. Затем он распространяется по межклеточным воздушным полостям губчатой ткани, растворяется в водной плёнке на стенках клеток, диффундирует в клетки мезофилла и далее – в хлоропласты, где используется в реакциях фотосинтеза.