Sarcina 1: schimbarea culorii frunzelor la copaci. Schimbarea culorii frunzelor

Schimbarea culorii frunzelor este unul dintre primele semne ale toamnei. O mulțime de culori strălucitoare în pădure de toamnă! Mesteacănul, frasinul și teiul devin galbene, frunzele de euonymus devin roz, frunzele de rowan cu model devin roșii purpurie, frunzele de aspen devin portocalii și purpuri. Care este motivul pentru această varietate de culori?

Alături de clorofila verde, frunzele plantelor conțin pigmenți galbeni - carotenoizi. Când vremea rece se instalează, nu are loc formarea de noi molecule de clorofilă, iar cele vechi sunt distruse rapid.

Carotenoizii sunt rezistenți la temperaturi scăzute, așa că toamna acești pigmenți devin clar vizibili. Ele dau frunzelor multor plante nuanța lor galben-aurie și portocalie.

Pădurea de toamnă este colorată, însă, nu numai în tonuri de galben. Care este motivul pentru culoarea violet și purpurie a frunzelor?

Alături de clorofilă și carotenoide, frunzele plantelor conțin pigmenți numiți antociani. Sunt foarte solubile în apă și se găsesc nu în citoplasmă, ci în seva celulară a vacuolelor. Acești pigmenți sunt foarte diverși ca culoare, ceea ce depinde în principal de aciditatea sevei celulare.

Antocianinele, ca și carotenoidele, sunt mai rezistente la temperaturi scăzute decât clorofila. De aceea se găsesc în frunze toamna.

Cercetătorii au descoperit că formarea antocianilor este favorizată de un conținut ridicat de zahăr în țesuturile plantelor, temperaturi relativ scăzute și iluminare intensă.

Conținut crescut de zahăr în frunze de toamna apare din cauza hidrolizei amidonului. Acest lucru este esențial pentru transportul obiectelor de valoare nutrienți de la moartea frunzelor în părțile interne ale plantelor.

La urma urmei, amidonul în sine nu este transportabil în plantă. Cu toate acestea, rata de ieșire a zaharurilor formată ca urmare a hidrolizei sale din frunze când temperaturi scăzute mic.

În plus, atunci când temperatura scade, respirația plantelor este slăbită și, prin urmare, doar o cantitate mică de zaharuri suferă oxidare.

Toți acești factori favorizează acumularea de zaharuri în țesuturile plantelor, care încep să fie folosite în sinteza altor substanțe, în special antociani.

Formarea antocianilor depinde și de intensitatea luminii. Dacă te uiți cu atenție toamna la culorile strălucitoare ale copacilor și arbuștilor, vei observa că culoarea purpurie se găsește în principal pe acele frunze care sunt cel mai bine iluminate.

Desfaceți un tufiș de euonymus aprins cu culori de foc și veți vedea înăuntru frunze galbene, galben pal și chiar verzi.

În timpul unei toamne ploioase și înnorate, frunzișul rămâne pe copaci mai mult timp, dar nu este la fel de strălucitor din cauza lipsei soarelui. Predomină tonurile de galben, datorită prezenței carotenoidelor mai degrabă decât a antocianilor. Temperatura scăzută favorizează, de asemenea, formarea de antociani.

Dacă vremea este caldă, pădurea își schimbă încet culoarea, dar de îndată ce înghețul lovește, copacii de aspen și de arțar încep imediat să ardă.

„Pădurea este ca un turn pictat, liliac, auriu, purpuriu...”
Aceste cuvinte încep minunata poezie a lui Ivan Alekseevich Bunin „Frunze care cad”. Toamna evocă în sufletul tuturor plămânul uman tristețe și admirație pentru frumusețea naturii. Tocmai această stare de spirit umple atât „Autumn Song” de P. I. Ceaikovski, cât și „ Toamna de aur„I. I. Levitan, și poezia „Căderea frunzelor” de I. A. Bunin.- Toamna, ca primăvara, ne uimește cu abundența de culori și schimbările continue în lumea din jurul nostru. Septembrie a cusut cusături roz prin hainele verzi ale aspenilor și a aprins felinare purpurie strălucitoare pe tufele de viburn. I-a îmbrăcat pe eroii stejarului în zale de bronz.
Schimbarea culorii frunzelor este unul dintre primele semne ale toamnei. Multe culori strălucitoare în pădurea de toamnă! Mesteacănul, frasinul și teiul devin galbene, frunzele de euonymus devin roz, frunzele de rowan cu model devin purpurie, iar frunzele de aspen devin portocalii și purpuri. Care este motivul pentru această varietate de culori?
Alături de clorofila verde, frunzele plantelor conțin și alți pigmenți. Pentru a verifica acest lucru, haideți să facem un experiment simplu. În primul rând, să pregătim un extract de clorofilă, așa cum am descris mai sus. Alături de clorofilă, alcoolul conține și pigmenți galbeni. Pentru a le separa, turnați o cantitate mică de extract de alcool (aproximativ doi mililitri) într-o eprubetă, adăugați două picături de apă și aproximativ 4 mililitri de benzină. Se introduce apa pentru a ușura separarea celor două lichide. După ce închideți eprubeta cu un dop sau cu degetul, agitați-o puternic. Veți observa în curând că stratul inferior (alcool) a devenit auriu. galben, iar cea de sus (benzină) este verde smarald. Culoarea verde a benzinei se explică prin faptul că clorofila se dizolvă mai bine în benzină decât în alcool, așa că atunci când este agitată, de obicei se transformă complet în stratul de benzină.
Culoarea galben-aurie a stratului de alcool se datorează prezenței xantofilei, o substanță insolubilă în benzină. Formula sa este SadNvbOg. De natura chimica xantofila este aproape de carotenul prezent în rădăcinile de morcov - C40H56, deci sunt combinați într-un singur grup - carotenoizi. Dar carotenul se găsește și în frunzele plantelor verzi, doar el, ca și cloro
rophyll se dizolvă mai bine în benzină, așa că nu o vedem: culoarea verde intens a clorofilei „înfunda” culoarea galbenă a carotenului și nu o distingem, ca anterior xantofila într-un extract alcoolic. Pentru a vedea carotenul, trebuie să convertiți pigmentul verde într-un compus care este insolubil în benzină. Acest lucru poate fi realizat folosind leșie. Adăugați o bucată de alcali (KOH sau NaOH) în eprubeta unde s-a separat xantofila. Închideți eprubeta cu un dop și agitați bine conținutul acesteia. După ce lichidele sunt separate, puteți vedea că modelul de distribuție a pigmentului s-a schimbat: mai jos
stratul de alcool a devenit verde, iar cel de sus, stratul de benzină, a devenit galben-portocaliu, caracteristic carotenului.
Aceste experimente indică clar că pigmenții galbeni - carotenoizii - sunt prezenți în frunza verde împreună cu clorofila.
Când vremea rece se instalează, nu are loc formarea de noi molecule de clorofilă, iar cele vechi sunt distruse rapid. Carotenoizii sunt rezistenți la temperaturi scăzute, așa că toamna acești pigmenți devin clar vizibili. Ele dau frunzelor multor plante nuanța lor galben-aurie și portocalie.
Care este importanța carotenoidelor în viața plantelor?
S-a stabilit că acești pigmenți protejează clorofila de distrugerea de către lumină. În plus, prin absorbția energiei razelor albastre ale spectrului solar, o transferă la clorofilă. Acest lucru permite plantelor verzi să folosească mai eficient energia solară pentru a sintetiza materia organică.
Pădurea de toamnă este colorată, însă, nu numai în tonuri de galben. Care este motivul pentru culoarea violet și purpurie a frunzelor?
Alături de clorofilă și carotenoide, frunzele plantelor conțin pigmenți numiți antociani. Sunt foarte solubile în apă și se găsesc nu în citoplasmă, ci în seva celulară a vacuolelor. Acești pigmenți sunt foarte diverși ca culoare, ceea ce depinde în principal de aciditatea sevei celulare. Acest lucru este ușor de verificat din experiență.
În primul rând, pregătiți un extract de antociani. În acest scop, frunzele de euonymus sau alte plante, colorate în roșu sau tonuri violete, se toacă cu foarfece, se pune într-un balon, se adaugă apă și se încălzește pe o lampă cu alcool. În curând, soluția va deveni roșcat-albastru din prezența antocianilor. Se toarnă extractul de pigment rezultat în două eprubete. Adăugați acid clorhidric sau acetic slab la unul și soluție de amoniac la celălalt.
Sub influența unui acid, soluția va deveni roz, în timp ce în prezența unui alcali - în funcție de cantitatea și concentrația acestui alcali - verde, albastru și galben.
Antocianinele, ca și carotenoidele, sunt mai rezistente la temperaturi scăzute decât clorofila. De aceea se găsesc în frunze toamna. Cercetătorii au descoperit că formarea antocianilor este favorizată de un conținut ridicat de zahăr în țesuturile plantelor, temperaturi relativ scăzute și iluminare intensă.
Creșterea conținutului de zahăr în frunzele de toamnă are loc datorită hidrolizei amidonului. Acest lucru este esențial pentru transportul nutrienților valoroși de la frunzele moarte la interiorul plantei. La urma urmei, amidonul în sine nu este transportabil în plantă. Cu toate acestea, rata de scurgere a zaharurilor formate ca urmare a hidrolizei sale din frunze la temperaturi scăzute este scăzută. În plus, atunci când temperatura scade, respirația plantelor este slăbită și, prin urmare, doar o cantitate mică de zaharuri suferă oxidare. Toți acești factori favorizează acumularea de zaharuri în țesuturile plantelor, care încep să fie utilizate în sinteza altor substanțe, în special antociani.
Alte fapte indică, de asemenea, conversia excesului de zaharuri în antociani. daca tu viţă de vie Prin sunet (înlăturarea unei părți a scoarței sub formă de inel) pentru a împiedica scurgerea produselor de fotosinteză, atunci frunzele situate deasupra inelului devin roșii în două până la trei săptămâni din cauza acumulării de antociani. În același timp, se formează atât de multe dintre ele încât culoarea verde a clorofilei devine invizibilă.
Același lucru se observă nu numai cu o scădere a temperaturii sau cu sunet, ci și cu o lipsă de fosfor. Dacă, de exemplu, roșiile sunt cultivate într-o soluție nutritivă lipsită de acest element, atunci partea inferioară a frunzelor, precum și tulpinile, dobândesc Culoarea albastră. Faptul este că în absența fosforului în plante, procesul de oxidare a zahărului nu poate avea loc fără combinarea cu un reziduu de acid fosforic, molecula de zahăr rămâne inactivă; Prin urmare, în țesuturile plantelor se acumulează cantități în exces de zaharuri, care sunt folosite pentru sinteza antocianilor. O creștere a conținutului acestor substanțe duce la învârtirea în albastru a tulpinilor și frunzelor plantelor lipsite de fosfor.
Formarea antocianilor depinde și de intensitatea luminii. Dacă te uiți îndeaproape toamna la culorile strălucitoare ale copacilor și arbuștilor, vei observa că culoarea purpurie se găsește în principal pe acele frunze care sunt cel mai bine iluminate. Desfaceți tufișul euonymus, care arde cu koaskas de foc, și veți vedea înăuntru frunze galbene, galben pal și chiar verzi. În timpul unei toamne ploioase și înnorate, frunzișul rămâne pe copaci mai mult timp, dar nu este la fel de strălucitor din cauza lipsei soarelui. Predomină tonurile de galben, datorită prezenței carotenoidelor mai degrabă decât a antocianilor.
Temperatura scăzută favorizează, de asemenea, formarea de antociani. Dacă vremea este caldă, pădurea își schimbă încet culoarea, dar de îndată ce înghețul lovește, copacii de aspen și de arțar au izbucnit imediat în flăcări.
M. M. Prishvin a scris în miniatură „Lămpile toamnei”: „Lămpile toamnei s-au aprins în pădurile întunecate, o altă frunză pe un fundal întunecat arde atât de puternic, încât este chiar dureros de privit. Teiul este deja complet negru, dar rămâne o frunză strălucitoare, atârnând ca un felinar de un fir invizibil și strălucitoare.”

Ce plante își schimbă culoarea frunzelor mai devreme și care mai târziu, vă rugăm să ajutați

Răspuns:

Schimbarea culorii frunzelor este unul dintre primele semne ale toamnei. Multe culori strălucitoare în pădurea de toamnă! Mesteacănul, frasinul și teiul devin galbene, frunzele de euonymus devin roz, frunzele de rowan cu model devin roșii purpurie, frunzele de aspen devin portocalii și purpuri. Care este motivul pentru această varietate de culori? Alături de clorofila verde, frunzele plantelor conțin pigmenți galbeni - carotenoizi. Când vremea rece se instalează, nu are loc formarea de noi molecule de clorofilă, iar cele vechi sunt distruse rapid. Carotenoizii sunt rezistenți la temperaturi scăzute, așa că toamna acești pigmenți devin clar vizibili. Ele dau frunzelor multor plante nuanța lor galben-aurie și portocalie. Pădurea de toamnă este colorată, însă, nu numai în tonuri de galben. Care este motivul pentru culoarea violet și purpurie a frunzelor? Alături de clorofilă și carotenoide, frunzele plantelor conțin pigmenți numiți antociani. Sunt foarte solubile în apă și se găsesc nu în citoplasmă, ci în seva celulară a vacuolelor. Acești pigmenți sunt foarte diverși ca culoare, ceea ce depinde în principal de aciditatea sevei celulare. Antocianinele, ca și carotenoidele, sunt mai rezistente la temperaturi scăzute decât clorofila. De aceea se găsesc în frunze toamna. Cercetătorii au descoperit că formarea antocianilor este favorizată de un conținut ridicat de zahăr în țesuturile plantelor, temperaturi relativ scăzute și iluminare intensă. Creșterea conținutului de zahăr în frunzele de toamnă are loc datorită hidrolizei amidonului. Acest lucru este esențial pentru transportul nutrienților valoroși de la frunzele moarte la interiorul plantei. La urma urmei, amidonul în sine nu este transportabil în plantă. Cu toate acestea, rata de scurgere a zaharurilor formate ca urmare a hidrolizei sale din frunze la temperaturi scăzute este scăzută. În plus, atunci când temperatura scade, respirația plantelor este slăbită și, prin urmare, doar o cantitate mică de zaharuri suferă oxidare. Toți acești factori favorizează acumularea de zaharuri în țesuturile plantelor, care încep să fie utilizate în sinteza altor substanțe, în special antociani. Formarea antocianilor depinde și de intensitatea luminii. Dacă te uiți îndeaproape toamna la culorile strălucitoare ale copacilor și arbuștilor, vei observa că culoarea purpurie se găsește în principal pe acele frunze care sunt cel mai bine iluminate. Desfaceți un tufiș de euonymus aprins cu culori de foc și veți vedea înăuntru frunze galbene, galben pal și chiar verzi.

Întrebări similare

Director

biologie cal. superioară.

educație personală

Rostov, 2012

1. Introducere________________________________________________________________ 3

2. Revizuirea literaturii de specialitate_________________________________________________________ _______ 4-11

3. Metodologia cercetării _____________________________________________12-14

4. Rezultatele cercetării _________________________________________________________15-17

5. Concluzii________________________________________________________________ 18

6. Concluzie_____ ________________________________________________________19

7. Literatură_________________________________________________________________19

8. Aplicații________________________________________________________________20

1. Introducere

În excursia „Schimbări sezoniere în viața plantelor”, am observat fenomenul căderii frunzelor și am devenit interesați să știm de ce frunzele, precum și florile și fructele plantelor, își pot schimba culoarea?

Scopul studiului: aflați motivele modificărilor de culoare a frunzelor, fructelor, florilor la plante.

Z Obiectivele cercetării:

· Studiați literatura pe această temă.

· Investigați substanțele care alcătuiesc un organism vegetal.

· Efectuați experimente pentru a afla motivele modificărilor de culoare a pigmenților.

· Aflați ce rol joacă pigmenții vegetali în viața plantelor și a oamenilor.

Obiectul de studiu: diferite părți ale unui organism vegetal

Subiect de studiu: pigmenti vegetali

Ipoteza cercetării: credem că modificările de culoare a părților plantelor apar sub influența factorilor mediu inconjurator.

Metode de cercetare: descriptiv, comparativ, experimental, biochimic, de modelare.

Metodologia de realizare a experimentelor luat din carte, Fenchuk experimentează cu plante.

2. Studiul literaturii

Culorile toamnei

Un semn indispensabil al toamnei este schimbarea culorii frunzelor, care coincide cu începutul formării stratului de separare. Fiecare tip de plantă are propria sa culoare caracteristică a frunzelor. La arin și lăcustă neagră, culoarea toamnei este slab exprimată. Frunzele de tei sunt galben-verzui, plopii și mesteacănii sunt galbeni. Frunzele frumoase, de culoare roșie, de stejar roșu, de pădure canadian, de par comun și euonymus european sunt frumoase.

Această varietate de nuanțe se datorează diverse combinatiiîn frunzele de toamnă există trei grupe de pigmenți: carotenoizi galben-portocalii, clorofile verzi și antociani roșii.

O schimbare a culorii frunzelor începe întotdeauna cu încetarea sintezei clorofilei. Clorofila prezentă în cloroplaste începe să se prăbușească treptat: la unele specii - complet (frunze de stejar), la altele - parțial (prun).

Cloroplastele frunzelor verzi conțin întotdeauna 2 grupe de pigmenți: verde

clorofile și carotenoide galben-portocalii. Carotenoizii sunt mascați de clorofilă, așa că nu se observă în frunzele verzi. Spre deosebire de clorofile, carotenoidele sunt mai stabile toamna, descompunerea lor este mult mai lentă, iar la unele specii chiar și cantitatea lor; În cele din urmă, culoarea frunzei va depinde dacă este capabilă acest tip la sinteza antocianilor din frunze.

În copacii și arbuștii care nu produc antociani în frunzele lor, ca urmare a descompunerii de toamnă a clorofilei, carotenoidele devin vizibile și frunzele dobândesc diverse nuanțe galben, galben-verde.

Joc de culori

Cine nu a admirat culorile unei pajiști înflorite, ale unei margini de pădure, frunziș de toamnă, daruri ale gradinii si campului? Dar nu toată lumea știe de unde obține natura o paletă atât de bogată de culori. Toată această frumusețe datorăm substanțelor speciale de colorare - pigmenților, care sunt floră se cunosc aproximativ 2 mii.

Culoarea unei substanțe, inclusiv pigmentul, este determinată de capacitatea sa de a absorbi lumina. Dacă lumina care cade asupra unei substanțe sau a oricărui organ al unei plante este reflectată uniform, ea pare albă. Dacă toate razele sunt absorbite, obiectul este perceput ca negru. Ochiul uman este capabil să distingă până la 300 de nuanțe de acromatice, adică necolorate, gri. Dacă o substanță absoarbe doar anumite părți din partea vizibilă a spectrului solar, ea capătă o anumită culoare.

Undele electromagnetice cu o lungime de undă de 400-700 nm formează partea vizibilă a radiației solare. În această parte a spectrului, se disting secțiuni separate: cu o lungime de undă de 400-424 nm - Violet, 424-491 nm - albastru, 491-550 nm - verde, 550-585 nm - galben, 585-647 nm - portocaliu, 647-740 nm - roșu. Radiația cu o lungime de undă mai mică de 400 nm este ultravioletă, iar cu o lungime de undă mai mare de 740 nm este regiunea infraroșu a spectrului.

Aparatul vizual uman este capabil să distingă până la 10 milioane cromatice, adică culori, culori și nuanțe diferite. Descompunerea maximă a culorii luminii solare are loc la 13-15 ore. În acest moment lunca și câmpul ni se par cel mai viu și pestrit colorate.

Antocianinele sunt substanțe colorante din celulele vegetale

Antocianinele sunt, de asemenea, substanțe colorante distribuite pe scară largă în lumea plantelor. Spre deosebire de clorofilă, acestea nu sunt asociate în interiorul celulei cu formațiuni de plastide, ci sunt cel mai adesea dizolvate în seva celulară, uneori găsite sub formă de cristale mici. Antocianinele sunt ușor extrase din orice parte albastră sau roșie a plantei. Dacă, de exemplu, fierbi rădăcinile de sfeclă roșie sau frunzele de varză roșie tăiate într-o cantitate mică de apă, antocianul se va transforma în curând în violet sau în roșu murdar. Dar este suficient să adăugați câteva picături de acid acetic, citric, oxalic sau orice alt acid la această soluție și va căpăta imediat o culoare roșie intensă. Prezența antocianilor în seva celulară a plantelor conferă florilor de clopoței o culoare albastră, violete - violet, nu-mă-uita - albastru deschis, lalele, bujori, trandafiri, dalii - roșii și flori de garoafe, phlox, gladiole. - roz. De ce acest colorant are atât de multe fețe? Cert este că antocianul, în funcție de mediul în care se află (acid, neutru sau alcalin), este capabil să-și schimbe rapid nuanța. Compușii antociani cu acizi sunt roșii sau roz, într-un mediu neutru sunt violet, iar în mediu alcalin sunt albaștri.

Prin urmare, în inflorescențele Lungwort puteți găsi simultan flori pe jumătate înflorite cu o corolă roz, flori înflorite de culoare violet și flori deja decolorate de culoare albastră. Acest lucru se datorează faptului că în muguri, seva celulară are o reacție acidă, care, pe măsură ce florile înfloresc, devine neutră și apoi alcalină. Schimbări similare ale culorii petalelor se observă și la florile de iasomie de interior, nu-mă-uita de mlaștină, cianoză albastră, in comun, cicoare comună și mugure de primăvară. Poate că astfel de fenomene „legate de vârstă” dintr-o floare sunt parțial legate de procesul de fertilizare a acesteia. Există dovezi că insectele polenizatoare ale pulmonarelor vizitează doar florile înflorite roz și violet. Dar este doar culoarea corolei care le servește drept ghid?

Coloranții naturali se găsesc nu numai în flori, ci și în alte părți ale plantelor, jucând un rol cu mai multe fațete. Luați, de exemplu, culoarea discretă a tuberculilor de cartofi. La tuberculii de cartofi, diferitele culori ale cojii, ochilor, mugurilor și pulpei depind și de conținutul de compuși fenolici din ei, numiți altfel bioflavonoide. Ele vin într-o varietate de culori: alb, galben, roz, roșu, albastru, violet închis și chiar negru. Cartofii cu coji de tuberculi de culoare neagră cresc în patria lor de pe insula Chiloe. Diferitele culori ale cojii și pulpei cartofului depind de următoarele bioflavonoide pe care le conțin: alb - din leucoantocianine sau catechine incolore, galben - din flavone și flavonoide, roșu și violet - din antociani. Grupul antocianilor este cel mai numeros, cu aproximativ 10 specii. Include pionidin, pelargonidin și malvidin, care dau culori violet și roz, cianidin și delphinidin, care dau culoare albastră, și pigmentul incolor petunidin. S-a stabilit că tuberculii de cartofi colorați sunt, de regulă, mai bogați în substanțe necesare organismului nostru. De exemplu, tuberculii cu carne galbenă au un conținut ridicat de grăsimi.

Datorită capacității antocianilor de a-și schimba culoarea, se poate observa o schimbare a culorii tuberculilor de cartofi în funcție de condițiile meteorologice, intensitatea luminii, reacția mediului sol, aplicarea îngrășăminte minerale si pesticide. Când cultivați cartofi pe solurile de turbă, de exemplu, tuberculii au adesea o nuanță albăstruie atunci când sunt aplicați îngrășământ cu fosfor Sunt albe, dar sulfatul de potasiu le poate da o culoare roz. Culoarea tuberculilor se schimbă adesea sub influența pesticidelor care conțin cupru, fier, sulf, fosfor și alte elemente.

Culoarea fabuloasă de toamnă a frunzelor cu nuanțe portocalii, roșu-maro și roșu depinde și de conținutul de antociani din seva celulelor lor. Cel mai activ proces al formării lor în această perioadă este facilitat de scăderea temperaturii, iluminare puternicăși reținerea nutrienților, în special a zaharurilor, în frunziș din aceste motive.

Observațiile indică, de asemenea, că culoarea violetă a semințelor, frunzelor și tulpinilor plantelor este un indicator al conținutului de carbohidrați din ele - zaharoză, fructoză și glucoză, care determină în mare măsură rezistența la frig a plantelor. Folosind acest indicator caracteristic (test), în viitor va fi posibil să se efectueze rapid selecția preliminară pentru rezistența la îngheț și conținutul ridicat de zahăr, care este necesar în special atunci când se reproduc noi soiuri de ierburi furajere perene.

Frunzele de tei cu frunze mici, mesteacăn argintiu și ulm aspru conțin în principal carotenoizi (caroteni și xantofile) în loc de antociani. În acest caz, înainte de căderea frunzelor, după distrugerea clorofilei, frunzele capătă o culoare galben-aurie.

În consecință, nuanțele purpurie în care se întorc mulți dintre copacii noștri înainte de căderea frunzelor nu joacă niciun rol fiziologic deosebit, ci sunt doar un indicator al atenuării procesului de fotosinteză, un prevestitor al declanșării repausului de iarnă la plante.

De unde provin antocianina și xantofila toamna? Se pare că frunzele verzi ale copacilor de la începutul vieții lor conțin simultan atât clorofilă, cât și antocianină (sau xantofilă). Cu toate acestea, antocianina și xantofila au o densitate de culoare mai puțin intensă, astfel încât devin vizibile numai după ce boabele de clorofilă sunt distruse în anumite condiții de mediu. În noiembrie - decembrie, când formarea clorofilei este inhibată de lipsa luminii solare și de spectrul său incomplet, trandafiri de interior lăstarii tineri și frunzele înmugurite sunt de un roșu aprins. În lumina puternică a soarelui, acestea deveneau imediat verzi.

La unele plante, schimbarea de la frunze verzi la roșii este reversibilă. Un exemplu clar Acesta este comportamentul multor specii de aloe cultivate în conditiile camerei. Iarna si la începutul primăverii, Pa lumina soareluiîncă relativ slabe, sunt colorate Culoarea verde. Dar dacă aceste plante sunt expuse la lumina puternică a soarelui în iunie sau iulie, frunzele lor vor deveni roșu-maroniu. Mutarea plantelor într-o zonă umbrită va asigura din nou că frunzele revin rapid la culoarea verde.

Culoarea galbenă a florilor provine din flavonele pe care le conțin (caroten, xantofilă și antoclor), care, combinate cu alcalii, dau destul de gamă largă nuanțe de la portocaliu aprins la galben pal.

Printre varietatea de culori din lumea plantelor, albul ocupă un loc destul de semnificativ. Dar pentru a-l crea, de obicei nu aveți nevoie de niciun agent de colorare. Este cauzată de prezența aerului în spațiile intercelulare ale țesuturilor plantelor, care reflectă complet lumina, făcând petalele florilor să pară albe. Acest lucru poate fi văzut în exemplu plante cu flori floarea de colț obișnuită, nufărul alb, crinul, etc. Datorită pubescenței dense, plantele de edelweiss alpin, cudweed de mlaștină, toadgrass și coltsfoot au, de asemenea, o culoare albă. De asemenea, aerul conținut de firele de păr morți, ca urmare a reflexiei luminii, face albă suprafața lor pubescentă. Iar culoarea albă a scoarței de mesteacăn, care conferă trunchiului de mesteacăn un aspect elegant în orice perioadă a anului, este cauzată de cristalele de betulină („camfor de mesteacăn”) albe ca zăpada, care umplu celulele peridermului.

Influența elementelor naturale de mediu asupra culorii plantelor

Sub influența unui exces de anumite elemente în mediul natural Culoarea frunzelor, florilor, fructelor și a altor organe ale plantelor se schimbă.

Cel mai adesea, cu un exces de unul sau altul element, apare fenomenul de cloroză - pierderea culorii verzi, însoțită de îngălbenirea și uneori chiar albirea frunzelor. Îngălbenirea poate fi continuă sau mozaică. Se bazează pe o distrugere mai intensă a clorofilei, cauzată de activarea sistemelor enzimatice pentru degradarea pigmentului verde, eliberarea clorofilei dintr-o stare legată. Cu toate acestea, în unele cazuri, îngălbenirea este cauzată de inhibarea sintezei clorofilei. Când frunzele devin albe, nu numai clorofila este distrusă, ci și pigmenții galbeni - carotenoizii.

De exemplu, un exces de aluminiu in sol duce la aparitia unor pete albe pe frunze. În Fergana, pelin care crește pe soluri care conțin mult fier, frunzele devin inițial verzi intens, apoi își schimbă brusc culoarea în galben strălucitor. Concentrațiile semnificative de litiu în sol fac ca frunzele de citrice să devină pete. Culoarea verde a frunzelor de ananas și mac din California se estompează pe solurile cu conținut ridicat de mangan. Cloroza frunzelor se poate dezvolta din cauza abundenței de cupru din sol.

Un exces de zirconiu mobil duce la necroza țesutului frunzelor. În același timp, între zonele moarte pot rămâne zone verzi. Cloroza, cauzată de suprasaturarea zincului, se răspândește de la vârful frunzei la bază.

În unele cazuri, frunzele capătă o culoare diferită de galben. De exemplu, înnegrirea acelor de pin, în unele cazuri, poate indica un conținut crescut de platină în sol și roci subiacente. Se observă modificări caracteristice în rășina care a absorbit mult plumb. Frunzele și tulpinile sale devin roșu închis. Cu un exces de cupru, tulpinile capătă uneori o nuanță violetă.

Uneori se schimbă și culoarea fructului. De exemplu, în afine, abundența de uraniu în sol duce la formarea de fructe albe sau verzui, mai degrabă decât albastru închis. Se poate presupune că acest lucru este cauzat de o încălcare a sintezei pigmenților antociani din fructe.

A fost odată ca niciodată Siberia de Est Geologii au observat culoarea neobișnuită a lemnului de mesteacăn și aspen - era nefiresc de verde. Când au făcut o analiză chimică a cenușii sale, s-a dovedit a avea mult bariu și stronțiu.

În zada cu exces de cobalt generatii diferite conurile și, după cum s-a menționat, există 2-3 dintre ele în timpul sezonului de vară, sunt colorate diferit. Denivelările apar în aprilie alb, care după uscare sunt înlocuite cu conuri Culoare roz. În iunie, conurile roz se usucă și cad, iar în schimb apar cele galbene. În cele din urmă, în iulie, conurile verzi cresc, dar treptat devin verde-maro sau chiar maro. Oamenii de știință au monitorizat modificările conținutului de cobalt din muguri de diferite vârsteși a constatat că mugurii albi, roz și galbeni conțin de 2 ori mai mult cobalt decât cei verzi. În conurile de rumenire, acest element începe să se acumuleze din nou.

Schimbarea culorii frunzelor, florilor, fructelor și a altor organe ale plantelor este un semn destul de semnificativ care facilitează căutarea mineralelor pentru geologi. Îl folosesc de mult timp. În Evul Mediu, specialistul german în domeniul mineritului și metalurgiei Georg Agricola () a sfătuit să se uite mai atent la culoarea frunzișului, a ramurilor și a lemnului. Geologii sunt în continuare ghidați de această caracteristică, doar că acum preferă să detecteze schimbările de culoare la plante nu prin ochi, ci cu ajutorul instrumentelor.

Antocianine și proprietățile lor benefice

Ori de câte ori vă ospătați cu fructe de pădure delicioase, vă întrebați de ce Mama Natură le-a dat cutare sau cutare culoare bogată, plăcută ochilor? De ce afinele sunt atât de albastre-negru și zmeura atât de roșie suculentă? Răspunsul este simplu: culoarea fructelor de pădure, precum și a fructelor și legumelor, depinde numai de astfel de coloranți pigmentați: roșu, violet, albastru și culori visiniu care sunt antociani care se găsesc în flori, fructe, frunze, rădăcini și tulpini.

Funcția naturală a antocianilor este de a colora pielea fructelor pentru a atrage fauna și pentru a continua diseminarea naturală a semințelor, de a da florilor nuanțe de roșu și violet strălucitor pentru a atrage insectele polenizatoare și de a acționa ca antioxidanți puternici pentru a proteja plantele de efectele radicalilor care sunt formată ca urmare a procesului metabolic și sub influența luminii ultraviolete. Funcția lor antioxidantă este una dintre cele mai importante motive de ce fructele și legumele cu piele sau carne albastră, violetă sau roșie sunt extrem de sursa utila hrana pentru oameni.

O serie de studii au demonstrat beneficiile indubitabile ale consumului de astfel de ierburi. Produse alimentare, mai ales pentru a reduce riscul de cancer, care, din păcate, a devenit În ultima vreme foarte comun. Un studiu separat al antocianilor în condiții de laborator a arătat efectul lor pozitiv indubitabil asupra corpului uman, întărirea și vindecarea acestuia (6). Produse vegetale care conțin antociani ajută la combaterea următoarelor afecțiuni și afecțiuni:

infecții bacteriene

procese inflamatorii

Produsele care conțin cantități record de antociani includ:

vinete (coaja)

varza rosie

Astfel, nu vă lipsiți de plăcerea de a mânca fructe de pădure, legume și fructe de sezon după pofta inimii și, de asemenea, aveți grijă de pregătirea lor în timp util pentru toamnă, iarnă și perioada de primavara. Întărește-ți corpul și încântă-ți papilele gustative în orice perioadă a anului!

3. Metodologia cercetării

Experimentul 1. Ce pigmenți conțin o frunză verde

Necesar pentru experienta frunze proaspete cereale sau plante de interior, alcool etilic 95%, benzină, mortar de porțelan, eprubetă, pâlnie, foarfece, hârtie de filtru.

În primul rând, obțineți un extract de pigmenți. Este mai bine dacă extractul este concentrat și verde închis. Puteți folosi frunzele oricărei plante erbacee, dar cel mai convenabil este să folosiți plante de interior tolerante la umbră. Sunt mai moi, mai ușor de măcinat și, ca toate plantele tolerante la umbră, conțin mai multă clorofilă. Obiectele bune sunt frunzele de crin, aspidistra și pelargonium. Mai puțin potrivite pentru obținerea extractelor de clorofilă sunt frunzele de begonia, care conțin mulți acizi organici în vacuole, care, atunci când frunzele sunt măcinate, pot distruge parțial clorofila.

La frunzele zdrobite (1-2 frunze de pelargonium sunt suficiente pentru experiment), se adaugă 5-10 ml de alcool etilic, pe vârful unui cuțit CaCO3 (cretă) pentru a neutraliza acizii sucului de santhus și se pisează într-un mortar de porțelan. până la o masă verde omogenă. Adăugați mai mult alcool etilic și frecați cu atenție până când alcoolul capătă o culoare verde intens. Se filtrează extractul de alcool rezultat într-o eprubetă sau un balon curat și uscat.

Separarea pigmenților prin metoda Kraus

Vă puteți asigura că pigmenții galbeni sunt prezenți în extractul de alcool împreună cu clorofila folosind solubilitatea lor diferită în alcool și benzină.

Pentru experiment aveți nevoie de un extract alcoolic de pigmenți, benzină, eprubete, o pipetă și creioane colorate.

Se toarnă 2-3 ml de extract în eprubetă, aceeași cantitate de benzină și 1-2 picături de apă. Închideți eprubeta cu degetul mare, agitați energic timp de 2-3 minute și lăsați să stea.

Lichidul din eprubetă se va separa în 2 straturi; benzina, fiind mai usoara, va fi in partea de sus, alcoolul in partea de jos. Ambele straturi vor căpăta culori diferite: benzină - verde, alcool - galben

Pigmentul xantofilă conferă soluției de alcool culoarea galbenă.

Stratul de benzină conține 2 pigmenți: clorofilă și caroten, care nu se observă din cauza culorii verde intens a clorofilei.

1. Puneți frunze de varză roșie tăiate mărunt (culoarea lor roșie-albăstruie se datorează antocianinei) într-o eprubetă sau balon curat și umpleți cu apă rece distilată (sau fiartă). Determinați dacă o substanță colorantă este eliberată în apă din celulele de varză.

2. Fierbeți conținutul eprubetei într-o lampă cu alcool. Aflați cum s-a schimbat culoarea apei.

3. Se toarnă o parte din apa colorată cu antociani într-o eprubetă curată și se adaugă câteva picături de soluție alcalină. Determinați cum se schimbă culoarea antocianinei.

4. Se toarnă o cantitate mică de acid clorhidric și acid acetic în aceeași eprubetă. Observați cum se schimbă culoarea lichidului din eprubetă.

Pentru experiment, aveți nevoie de frunze din nivelurile inferioare ale nasturțiului mare, care au terminat deja de creștere, dar nu au încă semne externe de îmbătrânire, un pahar, o foaie de hârtie neagră.

Acoperiți jumătate din lama frunzei pe ambele părți cu hârtie neagră. Pune frunza într-un pahar cu apă și pune-o într-un loc bine luminat. După 4-5 zile, îndepărtați hârtia și comparați culoarea jumătăților de foi.

O frunză îmbătrânită, dar încă verde plantă iubitoare de lumină Puneți-l într-un pahar cu apă, astfel încât doar jumătate din el să fie sub apă.

Pentru a face acest lucru, apăsați foaia într-o fantă care acoperă sticla cu hârtie groasă sau tifon înmuiat cu parasanto. Pune Stasan într-un loc întunecat.

După 3-5 zile, notați rezultatele experimentului.

Experimentul 5. Decolorarea antocianilor cu dioxid de sulf

Dioxidul de sulf are un efect surprinzător asupra antocianilor - se decolorează: roșu, flori albastre se albesc.

Pentru experiment aveți nevoie de flori cu petale roșii și albastre, un capac de sticlă potrivit pentru tratarea florilor cu dioxid de sulf în el, o bucată de sulf sau o instalație de laborator pentru producerea dioxidului de sulf, o lingură pentru arderea substanțelor. Experimentul se desfășoară într-o hotă sau în aer liber, deoarece dioxidul de sulf irită sistemul respirator uman.

Puneți 1-2 flori (fără apă) sub un capac de sticlă și umpleți spațiul din interiorul capacului cu dioxid de sulf. Pentru a face acest lucru, aprindeți o bucată de sulf într-o lingură și aduceți-o în camera în care se află florile. Este mai bine să utilizați o configurație de laborator. Umpleți vasul cu dioxid de sulf folosind un tub de evacuare a gazului.

Închideți camera strâns. Observați decolorarea treptată a petalelor corolei timp de 15-30 de minute.

Experiența 6

Pentru experiment, aveți nevoie de 2 plante de violet Uzumbara: una care formează inflorescențe roz, a doua albastră, o soluție roz de permanganat de potasiu și o soluție de feroamoniu sau alaun-potasiu sau sulfat de fier (II) sau sulfat de aluminiu (II) (4-5 g/l).

Udă violetul albastru de 1-2 ori pe săptămână cu o soluție roz de permanganat de potasiu, iar cea roz cu o soluție de compuși de fier sau aluminiu. Din sol, soluțiile colorate intră în plante și se acumulează în celule, ceea ce în primul caz face ca culoarea petalelor corolei să se schimbe de la albastru la roz, iar în al doilea - de la roz la albastru.

Este legat de capacitatea plantelor de a-și schimba aspect depinzând de compoziție chimică sol și aer pe baza metodei biogeochimice de căutare a zăcămintelor minerale.

4. Rezultatele cercetării

Experimentul 1. Extracția pigmenților verzi și galbeni.

Un extract alcoolic puternic din frunzele verzi arată verde smarald atunci când este privit în lumină transmisă, dar în lumina reflectată este fluorescent (luminează) cu o nuanță roșu-cireș. Alături de santofilă, pigmenții galbeni trec și în alcool. Pentru a le separa, turnați puțină benzină în capotă. După agitarea amestecului, după ceva timp vei observa că benzina, fiind mai ușoară, va pluti până sus, în timp ce stratul de alcool va rămâne în partea de jos (Anexa 2). În acest caz, benzina va avea o culoare de smarald, în timp ce alcoolul va căpăta o culoare galben-aurie din pigmenții galbeni ai frunzelor rămase în ea - santofilă și caroten. Separarea clorofilei de pigmenții galbeni se bazează pe faptul că are o solubilitate mai mare în benzină decât în alcool.

Concluzie: în urma experimentului, am fost convinși că celulele mor în alcool fierbinte, iar enzima clorofilă iese în soluția de alcool. Frunza de muscata devine decolorata. Astfel, am demonstrat prezența pigmenților verzi și galbeni în frunzele plantei.

Experimentul 2. Eliberarea de antociani. Schimbarea culorii din cauza acizilor și alcalinelor

Concluzii: antocianina nu este eliberată din celulele vii ale florilor violete Uzumbara, astfel că apa din eprubetă rămâne incoloră; La fierbere, celulele mor, astfel încât antocianina pătrunde prin pereții lor în apă. Când se adaugă o soluție alcalină, culoarea roșiatică a antocianinei se schimbă - devine albastră, iar când se adaugă un acid devine din nou roșie (Anexa 3).

Prezența antocianinei explică nu numai culoarea strălucitoare a multor frunze de toamnă ale copacilor și arbuștilor, ci și culoarea roșiatică, albastră, albastră, violetă a corolelor multor flori, solzii roșiatici ale unor soiuri. ceapa, multe fructe de plante.

Experimentul 3. Influența condițiilor de iluminare asupra îngălbenirii frunzelor

După 5 zile, am scos hârtia și am comparat jumătățile foii. Diferențele de culoare au fost clar vizibile: partea iluminată era verde, iar partea întunecată era galbenă (Anexa 4). De asemenea, am comparat stabilitatea clorofilei din frunze tipuri variate plante (tabelul 1)

Tabelul nr. 1

	Începutul căderii frunzelor	Sfârșitul căderii frunzelor

1. Rezultatele experimentului indică faptul că o scădere a intensității și duratei iluminării frunzelor accelerează descompunerea moleculelor de clorofilă din cloroplaste.

2. y tipuri diferite La plante, rata de descompunere a clorofilei este diferită. Acest lucru se manifestă în dezvoltarea non-simultană a culorilor de toamnă. De exemplu, la mesteacăn acest lucru poate apărea în decurs de două luni.

Experimentul 4. Nevoia de oxigen pentru a distruge clorofila

După 3-5 zile, diferențele de culoare a frunzei au devenit sesizabile: partea care se afla în apă a rămas verde, cealaltă a devenit galbenă (Anexa 5).

Concluzie: o scădere a ratei de descompunere a clorofilei în acea parte a frunzei care se afla în apă indică faptul că distrugerea clorofilei rol important joacă procesul de respirație. Conținutul de oxigen din apă este mult mai mic decât cel din aer.

Experienta5. Decolorarea antocianilor prin dioxid de sulf

Pentru a efectua experimentul, am luat petale de trei culori muscata de interior– alb, roz și roșu. Ca urmare a expunerii la dioxid de sulf, au început treptat să se decoloreze. În 15-30 de minute, a început decolorarea treptată a petalelor corolei. Am observat o decolorare completă abia a doua zi. Dupa care am scos florile de sub capac si le-am pus in pahare cu apa. Dioxidul de sulf s-a evaporat treptat, iar petalele au revenit parțial la culoarea inițială. Restaurarea culorii a avut loc mult mai lent decât albirea (Anexa 7).

Concluzii: dioxidul de sulf determină trecerea antocianilor la o formă incoloră. Formele incolore de antociani sunt destul de răspândite, de exemplu, în frunzele, pielea și pulpa fructelor unor plante (struguri, meri). În anumite condiții, ele sunt capabile să se transforme în forme colorate.

Experiența 6. Influența ionilor de metal asupra culorii florilor violete Uzumbara

Din păcate, nu am avut timp să efectuăm acest experiment, dar am găsit în literatură o descriere a efectului ionilor de aluminiu asupra culorii unei plante comune - hortensia. Se pare că G Culoarea albastră a florilor de hortensie este asociată cu prezența unui pigment roșu în seva celulei - antocianina, care își poate schimba culoarea. Motivul sunt ionii de aluminiu. În solul acid, ionii de aluminiu sunt în stare dizolvată, în timp ce într-o reacție alcalină sunt legați de var. Din acest motiv, unele soiuri de hortensii înfloresc în medii foarte acide. albastru, într-un mediu mai puțin acid - roșu sau roz. Hortensiile albe nu își schimbă culoarea.

Concluzie: soluțiile au pătruns în plantă din sol și s-au acumulat în celule, ceea ce a provocat o schimbare a culorii petalelor corolei.

Metoda biogeochimică de căutare a zăcămintelor minerale se bazează pe capacitatea plantelor de a-și schimba aspectul, în funcție de compoziția chimică a solului și a aerului.

5. Concluzii

1. Cei mai frecventi pigmenți verzi găsiți în celulele vegetale sunt clorofilele, carotenoizii galben-portocalii și antocianii roșii și albaștri.

2. Diverși factori Mediul extern(iluminarea plantelor, temperatura aerului, alimentarea cu apă) afectează culoarea frunzelor.

3. Daunele apar la frunzele de toamnă sistem vascular, fluxul de nutrienți este perturbat, are loc stagnarea acestora, ceea ce favorizează formarea de antociani. Astfel, nuanțele purpurie pe care le învârt copacii în timpul căderii frunzelor nu sunt o adaptare specială. Ele indică doar atenuarea continuă a activității vitale în frunze în legătură cu pregătirea plantelor pt perioada de iarna pace.

4. Culoarea antocianilor este determinată nu numai de aciditatea sevei celulare, ci și de capacitatea de a forma compuși complecși cu metalele.

5. Pigmenții conferă țesăturilor culori strălucitoare, atragând polenizatorii, transformă energia luminii în căldură la începutul primăverii și protejează plantele de frig. Au un efect pozitiv asupra corpului uman, întărirea și vindecarea acestuia.

6. Concluzie

Prezența pigmenților în plante are mare importanță, atât pentru plante în sine, cât și pentru oameni.

Schimbările în culoarea florilor sunt un semnal pentru polenizatori despre care flori s-au deschis recent și sunt mai probabil să conțină hrană.

La lăstarii și frunzele tineri ale unor plante, antocianinele transformă energia luminii în energie termică la începutul primăverii și le protejează de frig.

Metoda biogeochimică de căutare a zăcămintelor minerale se bazează pe capacitatea plantelor de a-și schimba aspectul, în funcție de compoziția chimică a solului și a aerului.

Pentru definiție rapidă nevoile culturilor agricole de micro și macronutrienți caracteristici suplimentare reprezintă diagnosticul vizual. Baza acestei metode este că, cu lipsa sau excesul de nutrienți, are loc o perturbare a metabolismului normal în plante, ceea ce duce la o schimbare a formei și culorii tulpinilor și a frunzelor și la apariția unor zone de țesut mort pe acestea. organe.

7. Literatură

1. „Oracole verzi” - Moscova: Mysl, 1989 - p.190

2. , Fenchuk experimente cu plante: Carte. pentru elevi.-Mn.: Nar. Asveta, 1991.-208 p.: ill.

3. Petrov în viața pădurii. M.: Nauka, 1981.

4. Raven P., Evert R. Botanică modernă. M.: Mir, 1990.

5. http://*****/2012/05/28/antociany-i-ih-poleznye-svoystva. html

6. http://www. ******/7-1.html

Anexa 1

Povestea „Flori care vorbesc”

„De îndată ce am coborât de pe munte în vale, ghidul meu a uitat imediat de mine. S-a grăbit să culeagă flori. Era o vale de flori.

Geologul le-a rupt în grabă, le-a examinat cu atenție și a notat ceva. Buzele i se mișcau fără sunet.

Părea că vorbea cu flori. Parcă le întreabă ceva, iar ei îi răspund.

„Este într-adevăr geolog?” „Poate este un botanist?”

Ce șopti acolo? - am întrebat eu cu voce tare.

Am găsit o comoară! – răspunse geologul – Nenumărate comori sunt ascunse în adâncul pământului în această vale!

Cine ți-a spus asta? - Am fost surprins

Au spus, - a strigat geologul - Flori. „Nu-i rău”, m-am gândit, „Florile sunt piromane, apoi în subteran, sau vorbesc”.

Florile noastre sunt așa – strigă geologul – Ei știu toate comorile ascunse în pământ

înțelegeți limba lor - vă vor spune totul.”

Din cartea lui N. Sladkov „Planeta minunilor sau incredibilele aventuri ale călătorul Paramon”

Anexa 2

Extracția pigmentului

192" height="74" bgcolor="white" style="border:.75pt negru solid; vertical-align:top;background:white"> 231" height="66" bgcolor="white" style="border:.75pt negru solid; vertical-align:top;background:white">