concepte cheie
plante
modificări sezoniere
culori
Introducere
v-ați întrebat vreodată de ce frunzele se schimbă de la verde la o gamă uimitoare de galben, portocaliu și roșu în timpul toamnei? Frunzele își obțin culorile strălucitoare din pigmenți alcătuiți din molecule de diferite dimensiuni, care creează culori.
în lunile calde și însorite, plantele își folosesc frunzele pentru a transforma lumina soarelui în energie alimentară, un proces numit fotosinteză. Aceasta folosește în primul rând un pigment care reflectă lumina verde, ceea ce conferă frunzelor culoarea lor caracteristică.
toamna, când sosesc zile mai reci și mai scurte, multe tipuri de copaci nu mai produc energie alimentară cu frunzele lor și, în consecință, nu mai au nevoie de pigmentul verde. Alți pigmenți ai frunzelor, dintre care unii erau deja acolo în timpul verii, devin vizibili. Descoperiți aceste culori ascunse ale căderii prin separarea pigmenților de plante cu un proces numit cromatografie pe hârtie. Ce culori vei vedea?
context
există multe tipuri de pigmenți în frunzele plantelor. Clorofila le face verzi și ajută la realizarea fotosintezei în lunile calde și însorite. Pe măsură ce toamna ajunge și culoarea verde, alimentară, se estompează, alți pigmenți, cum ar fi cei galbeni, portocalii și roșii, devin mai vizibili.
Xantofilele sunt pigmenți galbeni, iar carotenoizii dau frunzelor o culoare portocalie. Fotosinteza folosește, de asemenea, acești pigmenți în timpul verii, dar clorofila, un pigment mai puternic, îi depășește. Acești pigmenți necesită mai mult timp pentru a se descompune decât clorofila, așa că îi vedeți devenind vizibili în frunzele toamnei. Ele sunt, de asemenea, găsite în morcovi, narcise, banane și alte plante care au aceste culori vibrante. Există, de asemenea, antociani, pigmenți roșii intensi care nu se fac în timpul verii, apărând doar cu grupul final al culorilor de toamnă. Aceste molecule dau, de asemenea, nuanța roșie merelor, afinelor, căpșunilor și multe altele.
deși o frunză este un amestec al acestor pigmenți, puteți separa culorile folosind o metodă numită cromatografie pe hârtie. Acest proces dizolvă pigmenții și le permite să fie absorbiți de o bandă de hârtie. Moleculele mai mari au un timp mai greu să se miște în hârtia țesută și să fie prinse mai întâi în hârtie, în timp ce cele mai mici călătoresc mai departe de-a lungul hârtiei. Acest proces separă amestecul de pigmenți în funcție de dimensiunea moleculară—și de culoare.
materiale
• frunze la diferite etape de cotitură culori (mai mult cu atât mai bine—aproximativ 10 din fiecare culoare este cel mai bun)
• Foarfece
• Pahare puternice, robust de băut (trei până la patru)
• frecare alcool (alcool izopropilic)
• lingura de lemn sau un alt ustensilă de lemn cu un capăt bont pentru strivire frunze
• furculiță
• trei până la patru)
• prosoape de hârtie puternice, albe, grele, ultra-absorbante
• riglă
• creion
• scobitori
• placă (sau altă suprafață pentru a proteja zona de lucru de pete)
• borcane de sticlă înalte, cum ar fi borcane de zidărie (trei până la patru)
• Clothespins sau agrafe mari de hârtie (nouă până la doisprezece)
preparare
• colectați câteva frunze care se află în diferite stadii de schimbare a culorii în timpul toamnei, de preferință din același copac.
• separați frunzele în grupuri distincte aranjate după culoare, cu aproximativ 10 frunze mari pe grup. Separarea lor în grămezi verzi, galbene și roșii poate fi cea mai ușoară. procedură
• tăiați frunzele în bucăți mici cu foarfece. Puneți fiecare grup de frunze în fundul unui pahar de băut.• Uită-te la ordinea în care culorile apar pe diferitele benzi. Este aceeași culoare pe același loc în benzi diferite sau este într-un loc diferit? Culorile apar în aceeași ordine de separare sau în ordine diferite pe fiecare bandă?• Extra: puteți utiliza aceeași procedură pentru a compara moleculele de culoare din multe surse diferite de plante. De exemplu, puteți încerca varză roșie, afine, morcovi, sfeclă, spanac, flori sau alte plante intens colorate. Cum se compară amestecurile lor de molecule de culoare?observații și rezultate
ați putut vedea mai multe benzi de culoare pe benzile de testare? Ați văzut că unele dintre benzile prezente erau diferite pentru diferitele soluții de culoare utilizate?
chiar dacă o frunză de plantă pare a fi în mare parte o singură culoare, este de fapt alcătuită dintr-un amestec de molecule de pigment. În această procedură, cromatografia pe hârtie a separat pigmenții de dimensiunea moleculelor lor. În consecință, ar trebui să vedeți culori diferite în locații diferite pe măsură ce mergeți de-a lungul uneia dintre benzile de prosoape de hârtie, iar ordinea în care apar culorile ar trebui să fie aproximativ aceeași între diferitele soluții de culoare pe care le-ați testat.
care sunt diferitele benzi de culoare de pe benzile de testare? Aceștia sunt diferiții pigmenți din frunze. Cele pe care le puteți vedea pe benzile de prosop de hârtie sunt: clorofile verzi, xantofile galbene, carotenoide portocalii și antociani roșii. Pigmenții cu molecule mai mari rămân, în general, aproape de fundul benzii, unde soluția a fost „pictată” mai întâi pe linia creionului, deoarece le este mai greu să călătorească prin fibra țesută a prosopului de hârtie. Pigmenții mai mici pot traversa mai ușor prosopul de hârtie și, în consecință, de obicei călătoresc mai departe pe bandă.
deoarece culoarea frunzei depinde de amestecul de pigmenți din ea, frunzele colorate diferite vor afișa culori diferite pe benzile lor de prosop de hârtie. De exemplu, frunzele foarte verzi pot să nu aibă culori roșii (antociani) pe benzile lor.
curățare
deoarece unii pigmenți de plante se pot pata, aveți grijă să nu vărsați soluțiile colorate atunci când le aruncați.
mai multe de explorat
„ce face ca frunzele copacilor să-și schimbe culoarea toamna?”de la Scientific American
„de ce frunzele își schimbă culoarea”, de la S. U. N. Y. Colegiul de științe ale mediului și silvicultură E-Center
„culoarea frunzelor de toamnă”, de la Muzeul Fisher, Pădurea Harvard, Facultatea de Arte și științe a Universității Harvard; și Florida International University, Departamentul de științe Biologice
” resurse cromatografie hârtie,” de la stiinta Buddies
„hârtie cromatografie: versiunea de bază,” de la stiinta Buddies
această activitate a adus la tine, în parteneriat cu stiinta Buddies