sleutelbegrippen
planten
seizoensveranderingen
kleuren
Inleiding
heeft u zich ooit afgevraagd waarom bladeren tijdens de herfst van groen veranderen in een verbazingwekkende reeks van geel, oranje en rood? Bladeren krijgen hun briljante kleuren van pigmenten die bestaan uit verschillende grootte, kleur-creërende moleculen.
tijdens de warme, zonnige maanden gebruiken planten hun bladeren om zonlicht om te zetten in voedselenergie, een proces dat fotosynthese wordt genoemd. Dit maakt voornamelijk gebruik van een pigment dat groen licht reflecteert, waardoor de bladeren hun karakteristieke kleur krijgen.
in de herfst, wanneer koudere, kortere dagen aanbreken, maken veel soorten bomen met hun bladeren geen voedselenergie meer aan en hebben daarom het groene pigment niet meer nodig. De andere pigmenten van de bladeren, waarvan sommige er al in de zomer waren, worden zichtbaar. Ontdek deze verborgen kleuren van Val door plantaardige pigmenten te scheiden met een proces genaamd papierchromatografie. Welke kleuren zal je zien?
Achtergrond
er zijn vele soorten pigmenten in plantenbladeren. Chlorofyl maakt ze groen en helpt bij het uitvoeren van fotosynthese tijdens warme, zonnige maanden. Als de herfst aankomt en de groene, voedselproducerende kleur vervaagt, worden andere pigmenten zoals gele, oranje en rode meer zichtbaar.
xanthofylen zijn gele pigmenten en carotenoïden geven de bladeren een oranje kleur. Fotosynthese gebruikt deze pigmenten ook in de zomer, maar chlorofyl, een sterker pigment, overmeestert ze. Deze pigmenten hebben meer tijd nodig om af te breken dan chlorofyl, dus je ziet ze zichtbaar worden in herfstbladeren. Ze zijn ook te vinden in wortelen, narcissen, bananen en andere planten die deze levendige kleuren hebben. Er zijn ook anthocyanen, intense rode pigmenten die niet worden gemaakt tijdens de zomer, alleen verschijnen met de laatste groep van de herfstkleuren. Deze moleculen geven ook de rode tint aan appels, veenbessen, aardbeien en meer.
hoewel een blad een mengsel van deze pigmenten is, kunt u de kleuren scheiden met behulp van een methode die papierchromatografie wordt genoemd. Dit proces lost de pigmenten op en laat ze door een strook papier worden opgenomen. Grotere moleculen hebben een moeilijker tijd verplaatsen in het geweven papier en worden gevangen in het papier eerst, terwijl kleinere reizen verder langs het papier. Dit proces scheidt het mengsel van pigmenten door moleculaire grootte-en door kleur.
Materialen
• Bladeren in de verschillende fasen van het omzetten van kleuren (hoe meer, hoe beter—zo ‘ n 10 van elke kleur is het beste)
• Schaar
• Sterke, robuuste drinkglazen (drie tot vier)
• alcohol (isopropyl alcohol)
• Houten lepel of een andere houten gebruiksvoorwerp met een stomp uiteinde voor het breken van bladeren
• Vork
• Zeer kleine kommetjes of thee-licht kaarsenhouders (drie tot vier)
• Sterke, witte, licht, ultra-absorberend keukenpapier
• Liniaal
• Potlood
• Tandenstokers
• Plaat (of een ander oppervlak te beschermen werkje van vlekken)
* hoge glazen potten, zoals metselaar potten (drie tot vier)
* wasknijpers of grote paperclips (negen tot twaalf)
bereiding
* Verzamel enkele bladeren die zich tijdens de val in verschillende stadia van kleurverandering bevinden, bij voorkeur van dezelfde boom.
• scheid uw bladeren in verschillende groepen gerangschikt op kleur, met ongeveer 10 grote bladeren per groep. Het scheiden van hen in groene, gele en rode palen kan het makkelijkst zijn.
* maak papieren handdoekstrips, maak drie tot vier stroken voor elke groep bladeren. Snijd een sterke, dikke papieren handdoek in lange, één-inch brede stroken. Ze moeten lang genoeg zijn om de bodem van de hoge glazen potten of mason potten te raken en nog steeds uit te breiden over de top. Teken met een potlood voorzichtig een lijn een centimeter van de onderkant van elke strip.
Procedure
* snijd de bladeren in kleine stukjes met een schaar. Zet elke groep bladeren in de bodem van een drinkglas.
* Voeg één eetlepel alcohol toe aan elk glas.
• plet de blaadjes gedurende ongeveer vijf minuten met het stompe uiteinde van een houten lepel in de alcohol tot de oplossing donker is. Hoe is de kleur van de alcohol veranderd?
* laat de oplossing binnen 30 minuten op een donkere plaats zitten.
* gebruik een vork om eventuele bladstukjes uit de oplossingen te verwijderen en gooi deze weg, terwijl de vloeistof in het glas blijft.
• giet elke oplossing in een zeer kleine kom en laat deze op een donkere plaats binnen zodat er meer alcohol kan verdampen. Je bent klaar voor de volgende stap wanneer je je oplossingen roert met een tandenstoker en ze lijken dikker.
* roer elke gekleurde oplossing grondig door met een tandenstoker, gebruik een andere tandenstoker voor elke oplossing om de kleuren niet te mengen.
* gebruik voor elke kleur een tandenstoker en “schilder” een deel van elke oplossing soepel en gelijkmatig over een papieren handdoek strip op de potloodlijn die u tekende. Omdat sommige plantpigmenten kunnen vlekken, moet u dit doen op een plaat, zodat de kleur niet vlekken op uw werkoppervlak. Voor elke kleur, doe dit met behulp van een totaal van drie tot vier strips.
* laat de stroken drogen.
* giet tijdens het drogen van de stroken in elke glazen pot voldoende alcohol om de bodem te bedekken. Bereid een pot voor elke kleuroplossing.
* doe met de droge stroken voorzichtig het gepigmenteerde uiteinde in de pot totdat de strip de alcohol raakt. Drapeer de bovenkant van de strip over de opening van de pot en zet deze vast met een wasknijper. Zorg ervoor dat elke strip de zijkanten van de pot niet raakt, maar alleen in contact komt met de pot waar deze is vastgezet. Plaats en bevestig strips van dezelfde oplossing in dezelfde pot, maar zorg ervoor dat ze elkaar niet raken.
* laat de glazen 30 minuten zitten en let op de papierstroken. Wat gebeurt er met de kleur van de papierstroken?
* als een van de kleuren de bovenkant van een strook bereikt, verwijder dan alle stroken en laat ze drogen.
* Kijk naar de verschillende gedroogde stroken. Hoe zijn de kleuren in de strips verschillend? Hebben strips van verschillende kleuroplossingen unieke kleuren, gedeelde kleuren of beide?
* Kijk naar de volgorde waarin de kleuren op de verschillende stroken verschijnen. Is dezelfde kleur op dezelfde plaats in verschillende stroken of is het op een andere plaats? Verschijnen de kleuren in dezelfde scheidingsvolgorde of in verschillende orden op elke strip?
* Tip: Als uw chromatografie bleek uit komt, probeer dan meer bladeren te gebruiken, ze in kleinere stukken te snijden en / of meer van uw oplossing te” schilderen ” op de potloodlijn op de papieren handdoek.
* Extra: u kunt dezelfde procedure gebruiken om de kleurmoleculen in veel verschillende plantenbronnen te vergelijken. U kunt bijvoorbeeld rode kool, bosbessen, wortelen, bieten, spinazie, bloemen of andere intens gekleurde planten proberen. Hoe vergelijken hun mengsels van kleurmoleculen?
* Extra: Als u een boom met een breed scala aan kleuren vindt, kunt u deze procedure herhalen met behulp van bladeren in meer tussenstadia van verandering. Een bijzonder goede bron van een grote verscheidenheid aan bladkleuren is Espen.
observaties en resultaten
kon u meerdere kleurbanden op uw teststrips zien? Heb je gezien dat sommige van de aanwezige bands verschillend waren voor de verschillende kleuroplossingen die werden gebruikt?
hoewel een plantenblad er meestal uit ziet dat het één kleur heeft, bestaat het eigenlijk uit een mengsel van pigmentmoleculen. In deze procedure, scheidde de papierchromatografie het pigment door de grootte van hun molecules. Bijgevolg moet u verschillende kleuren op verschillende locaties te zien als je langs een van de papieren handdoek strips, en de volgorde waarin de kleuren verschijnen moet ongeveer hetzelfde zijn onder de verschillende kleur oplossingen die u Getest.
Wat zijn de verschillende kleurbanden op de teststrips? Dit zijn de verschillende pigmenten in de bladeren. Degene die u op uw papieren handdoekstrips kunt zien zijn: groene chlorofyllen, gele xanthophyllen, oranje carotenoïden en rode anthocyanen. Pigmenten met grotere moleculen blijven over het algemeen in de buurt van de bodem van de strip, waar de oplossing eerst werd “geschilderd” op de potloodlijn, omdat het moeilijker voor hen om te reizen door de papieren handdoek geweven vezels. Kleinere pigmenten kunnen gemakkelijker de papieren handdoek doorkruisen en daardoor reizen ze meestal verder de strook op.
omdat de kleur van het blad afhankelijk is van het mengsel van pigmenten erin, zullen verschillende gekleurde bladeren verschillende kleuren op hun papieren handdoekstrips vertonen. Bijvoorbeeld, zeer groene bladeren mogen geen rode kleuren (anthocyanen) op hun strips.
opruimen
omdat sommige plantaardige pigmenten vlekken kunnen veroorzaken, moet u oppassen dat u uw gekleurde oplossingen niet morst wanneer u ze weggooit.
meer om te onderzoeken
” Wat veroorzaakt dat de bladeren van bomen van kleur veranderen in de herfst?”from Scientific American
” Why Leaves Change Color, “from S. U. N. Y. College of Environmental Science and Forestry E-Center
” Autumn Foliage Color, ” from the Fisher Museum, Harvard Forest, Faculty of Arts and Sciences of Harvard University; and Florida International University, Department of Biological Sciences
“Paper Chromatography Resources,” from Science Buddies
“Paper Chromatography: Basic Version,” from Science Buddies
deze activiteit werd u aangeboden in samenwerking met Science Buddies