Nøkkelbegreper
Planter
Sesongmessige endringer
Farger
Innledning
har du noen gang lurt på hvorfor bladene skifter fra grønt til et fantastisk utvalg av gult, oransje og rødt i løpet av høsten? Bladene får sine strålende farger fra pigmenter som består av forskjellige størrelser, fargeskapende molekyler.
i de varme, solfylte månedene bruker planter bladene sine til å gjøre sollys til matenergi, en prosess som kalles fotosyntese. Dette bruker primært et pigment som reflekterer grønt lys, noe som gir bladene sin karakteristiske farge.
om høsten, når kaldere, kortere dager kommer, gjør mange typer trær ikke lenger mat energi med bladene og trenger derfor ikke lenger det grønne pigmentet. Bladenes andre pigmenter, hvorav noen allerede var der om sommeren, blir synlige. Avdekke disse skjulte farger av fall ved å skille plantepigmenter med en prosess som kalles papirkromatografi. Hvilke farger vil du se?
Bakgrunn
det finnes mange typer pigmenter i planteblader. Klorofyll gjør dem grønne og bidrar til å utføre fotosyntese i varme, solfylte måneder. Som høsten kommer og den grønne, mat-making farge blekner, andre pigmenter som gul, oransje og røde blir mer synlig.
Xantofyll er gule pigmenter, og karotenoider gir bladene en oransje farge. Fotosyntese bruker også disse pigmentene om sommeren, men klorofyll, et sterkere pigment, overstyrer dem. Disse pigmentene tar mer tid å bryte ned enn klorofyll gjør, så du ser dem bli synlige i høstblader. De finnes også i gulrøtter, påskeliljer, bananer og andre planter som har disse levende farger. Det er også anthocyaniner, intense røde pigmenter som ikke er laget om sommeren, bare vises med den siste gruppen av høstfarger. Disse molekylene gir også den røde fargen til epler, tranebær, jordbær og mer.
selv om et blad er en blanding av disse pigmentene, kan du skille fargene ved hjelp av en metode som kalles papirkromatografi. Denne prosessen løser pigmentene og lar dem absorberes av en papirstrimmel. Større molekyler har en vanskeligere tid å bevege seg i det vevde papiret og bli fanget i papiret først, mens mindre reiser lenger langs papiret. Denne prosessen skiller blandingen av pigmenter etter molekylær størrelse-og etter farge.
Materialer
• Blader på forskjellige stadier av å snu farger (jo mer jo bedre—ca 10 av hver farge er best)
• Saks
• Sterke, robuste drikkeglass (tre til fire)
• Isopropylalkohol (isopropylalkohol)
• treskje eller et annet treverk med en stump ende for å knuse blader
• Gaffel
• Svært små boller eller te-lys lysestaker (Tre til fire)
• Sterke, hvite, tunge, ultraabsorberende papirhåndklær
• linjal
• blyant
• Tannpirkere
• plate (eller annen overflate for å beskytte arbeidsområdet fra (tre til fire)
* Klyper eller store binders (ni til tolv)
Forberedelse
* Samle noen blader som er på ulike stadier av fargeendring i løpet av høsten, fortrinnsvis fra samme tre.
• Separer bladene dine i forskjellige grupper ordnet etter farge, med ca 10 store blader per gruppe. Å skille dem i grønne, gule og røde hauger kan være enklest.
• Forbered papirhåndkle strimler, gjør tre til fire strimler for hver gruppe av blader. Klipp opp et sterkt, tykt papirhåndkle i lange, en-tommers brede striper. De bør være lenge nok til å berøre bunnen av de høye glasskrukker eller mason krukker og fortsatt strekker seg over toppen. Med en blyant trekker du forsiktig en linje en tomme fra bunnen av hver stripe.
Prosedyre
* Klipp bladene i små stykker med saks. Sett hver gruppe av blader i bunnen av et drikkeglass.
* Legg til en spiseskje rubbing alkohol til hvert glass.
• Knus bladene i isopropanol med den butte enden av en treskje i omtrent fem minutter, til oppløsningen er mørk. Hvordan har fargen på alkoholen endret seg?
* la oppløsningen sitte i 30 minutter på et mørkt sted innendørs.
* bruk en gaffel til å fjerne eventuelle bladstykker fra oppløsningene og kaste disse, mens du lar væsken ligge i glasset.
* Hell hver oppløsning i en veldig liten bolle, og la den stå på et mørkt sted innendørs for å la mer av alkoholen fordampe. Du vil være klar for neste trinn når du rører dine løsninger med tannpirk og de virker tykkere.
* Rør hver farget løsning grundig med en tannpirke, bruk en annen tannpirke for hver løsning for ikke å blande fargene.
* bruk en tannpirke for hver farge, jevnt og jevnt «male» noen av hver løsning over en papirhåndkle stripe på blyantlinjen du tegnet. Fordi noen plantepigmenter kan flekke, bør du gjøre dette på en tallerken slik at fargen ikke flekker arbeidsflaten din. For hver farge, gjør dette med totalt tre til fire striper.
* La strimlene tørke.
* mens strimlene tørker, hell nok sprit i hver glasskrukke til bare å dekke bunnen. Forbered en krukke for hver fargeløsning.
* med de tørre stripene, legg forsiktig den pigmenterte enden i krukken til stripen bare berører alkoholen. Draper toppen av stripen over glassets åpning og fest den med en klutnekke. Pass på at hver stripe ikke berører krukkens sider, men bare kontakter krukken der den er sikret. Plasser og fest striper fra samme løsning i samme krukke, men hold dem fra å berøre hverandre.
* la brillene sitte i 30 minutter og se på papirstrimlene. Hva skjer med fargen på papirstrimlene?
* når en av fargene når toppen av en stripe, fjern alle stripene og la dem tørke.
* Se på de forskjellige tørkede stripene. Hvordan er fargene i stripene forskjellige? Har striper fra forskjellige fargeløsninger unike farger, delte farger eller begge deler?
* Se på rekkefølgen der fargene vises på de forskjellige stripene. Er det samme farge pa samme sted i forskjellige striper eller er det pa et annet sted? Vises fargene i samme separasjonsordre eller i forskjellige ordrer på hver stripe?
* Tips: Hvis kromatografien din kommer ut blek, prøv å bruke flere blader, kutte dem opp i mindre stykker og / eller «male» mer av løsningen på blyantlinjen på papirhåndkleet.
• Ekstra: du kan bruke samme fremgangsmåte for å sammenligne fargemolekylene i mange forskjellige plantekilder. For eksempel kan du prøve rødkål, blåbær, gulrøtter, rødbeter, spinat, blomster eller andre intenst fargede planter. Hvordan sammenligner deres blandinger av fargemolekyler?
* Ekstra: Hvis du finner et tre med et bredt spekter av farger, kan du gjenta denne prosedyren ved å bruke blader på flere mellomstadier av endring. En spesielt god kilde til et bredt utvalg av bladfarger er asketrær.
Observasjoner og resultater
Kunne du se flere fargebånd på teststrimlene dine? Så du at noen av bandene til stede var forskjellige for de forskjellige fargeløsningene som ble brukt?
selv om et planteblad ser ut som om det stort sett er en farge, består det faktisk av en blanding av pigmentmolekyler. I denne prosedyren separerte papirkromatografi pigmentene etter størrelsen på deres molekyler. Derfor bør du se forskjellige farger på forskjellige steder mens du går langs en av papirhåndklestrimlene, og rekkefølgen der fargene vises, bør være omtrent det samme blant de forskjellige fargeløsningene du testet.
Hva er de forskjellige fargebåndene på teststrimlene? Dette er de forskjellige pigmentene i bladene. De du kan se på papirhåndkle strips er: grønne klorofyll, gule xantofyll, oransje karotenoider og røde anthocyaniner. Pigmenter med større molekyler holder seg generelt nær bunnen av stripen, hvor løsningen først ble «malt» på blyantlinjen, fordi det er vanskeligere for dem å reise opp gjennom papirhåndkleens vevde fiber. Mindre pigmenter kan lettere krysse papirhåndkleet, og følgelig reiser de vanligvis lenger opp stripen.
fordi fargen på bladet er avhengig av blandingen av pigmenter i den, vil forskjellige fargede blader vise forskjellige farger på papirhåndklestrimlene. For eksempel kan veldig grønne blader ikke ha noen røde farger (anthocyaniner) på stripene.
Cleanup
fordi noen plantepigmenter kan flekke, vær forsiktig så du ikke søler dine fargede løsninger når du kaster dem bort.
Mer å utforske
«Hva Får Bladene På Trærne Til Å Skifte Farge Om Høsten?»Fra Scientific American
» Hvorfor Blader Endrer Farge», Fra S. U. N. Y. College Of Environmental Science And Forestry E-Center
«Høstløvfarge», Fra Fisher Museum, Harvard Forest, Fakultet For Kunst og Vitenskap Ved Harvard University; Biologiske Vitenskaper
«Paper Chromatography Resources,» Fra Science Buddies
«Paper Chromatography: Basic Version,» Fra Science Buddies
denne aktiviteten brakt til deg I samarbeid med Science Buddies