kluczowe pojęcia
rośliny
zmiany sezonowe
Kolory
wprowadzenie
czy kiedykolwiek zastanawiałeś się, dlaczego liście zmieniają się z zielonego na niesamowity zestaw żółtych, pomarańczowych i czerwonych podczas jesieni? Liście uzyskują swoje jaskrawe kolory z pigmentów złożonych z różnej wielkości, tworzących kolor cząsteczek.
podczas ciepłych, słonecznych miesięcy rośliny wykorzystują swoje liście do przekształcania światła słonecznego w energię pokarmową, proces zwany fotosyntezą. To przede wszystkim wykorzystuje pigment, który odbija Zielone światło, co nadaje liściom charakterystyczny kolor.
jesienią, gdy nadejdą chłodniejsze, krótsze dni, wiele gatunków drzew nie wytwarza już energii pokarmowej swoimi liśćmi, a co za tym idzie, nie potrzebuje już zielonego pigmentu. Widoczne są inne pigmenty liści, z których część była już latem. Odkryj te ukryte kolory upadku, oddzielając pigmenty roślinne za pomocą procesu zwanego chromatografią papierową. Jakie kolory zobaczysz?
Tło
istnieje wiele rodzajów pigmentów w liściach roślin. Chlorofil sprawia, że są zielone i pomaga przeprowadzać fotosyntezę podczas ciepłych, słonecznych miesięcy. Wraz z nadejściem jesieni i zanikiem Zielonego, spożywczego koloru, inne pigmenty, takie jak żółty, pomarańczowy i czerwony, stają się bardziej widoczne.
ksantofile są żółtymi pigmentami, A karotenoidy nadają liściom pomarańczowy kolor. Fotosynteza wykorzystuje również te pigmenty w lecie, ale chlorofil, silniejszy pigment, obezwładnia je. Te pigmenty potrzebują więcej czasu, aby się rozbić niż chlorofil, więc widzisz, że stają się widoczne w opadających liściach. Znajdują się również w marchwi, żonkilach, bananach i innych roślinach, które mają te żywe kolory. Istnieją również antocyjany, intensywne czerwone pigmenty, które nie są wytwarzane w lecie, tylko pojawiają się w końcowej grupie jesiennych kolorów. Cząsteczki te nadają również czerwony odcień jabłkom, żurawinie, truskawkom i innym.
chociaż liść jest mieszaniną tych pigmentów, można oddzielić Kolory za pomocą metody zwanej chromatografią papierową. Proces ten rozpuszcza pigmenty i pozwala na ich wchłonięcie przez pasek papieru. Większe cząsteczki mają trudniejszy czas poruszania się w tkanym papierze i zostają uwięzione w papierze jako pierwsze, podczas gdy mniejsze podróżują dalej wzdłuż papieru. Proces ten oddziela mieszaninę pigmentów według wielkości cząsteczkowej – i koloru.
materiały
• liście na różnych etapach obracania kolorów (im więcej, tym lepiej—około 10 każdego koloru jest najlepsze)
• Nożyczki
• mocne, wytrzymałe szklanki do picia (trzy do czterech)
• pocieranie alkoholu (alkohol izopropylowy)
• drewniana łyżka lub inne drewniane naczynie z tępym końcem do kruszenia liści
• widelec
• bardzo małe miseczki lub lekkie świeczniki (trzy do czterech)
• mocne, białe, ciężkie, ultra-chłonne ręczniki papierowe
• linijka
• ołówek
• wykałaczki
• Płyta (lub inna powierzchnia chroniąca obszar roboczy przed
* wysokie szklane słoiki, takie jak słoiki mason (od trzech do czterech)
• Spinacze do Bielizny lub duże spinacze do papieru (od dziewięciu do dwunastu)
przygotowanie
• zbierz kilka liści, które są na różnych etapach zmiany koloru podczas upadku, najlepiej z tego samego drzewa.
• oddziel liście na różne grupy ułożone według koloru, z około 10 dużymi liśćmi na Grupę. Rozdzielenie ich na zielone, żółte i czerwone stosy może być najłatwiejsze.
• przygotuj paski ręczników papierowych, wykonując trzy do czterech pasków dla każdej grupy liści. Wytnij mocny, gruby ręcznik papierowy na długie paski o szerokości 1 cala. Powinny być wystarczająco długie, aby dotknąć dna wysokich szklanych słoików lub słoików mason i nadal rozciągać się na górze. Ołówkiem delikatnie narysuj linię o cal od dołu każdego paska.
procedura • do każdej szklanki dodaj jedną łyżkę alkoholu.
• zmiażdżyć liście w roztrzepanym alkoholu tępym końcem drewnianej łyżki przez około pięć minut, aż roztwór będzie ciemny. Jak zmienił się kolor alkoholu?
• pozostaw roztwór na 30 minut w ciemnym miejscu wewnątrz.
• użyj widelca, aby usunąć kawałki liści z roztworów i wyrzucić je, pozostawiając płyn w szkle.
• wlać każdy roztwór do bardzo małej miski i pozostawić w ciemnym miejscu wewnątrz, aby więcej alkoholu odparowało. Będziesz gotowy do następnego kroku, gdy mieszasz swoje rozwiązania za pomocą wykałaczki i wydają się grubsze.
• dokładnie wymieszaj każdy kolorowy roztwór za pomocą wykałaczki, używając innej wykałaczki dla każdego roztworu, aby nie mieszać kolorów.
* używając wykałaczki dla każdego koloru, gładko i równomiernie „pomaluj” niektóre z każdego roztworu na pasku ręcznika papierowego na narysowanej linii ołówka. Ponieważ niektóre pigmenty roślinne mogą plamić, należy to zrobić na płycie, aby kolor nie plamił powierzchni roboczej. Dla każdego koloru zrób to, używając łącznie trzech do czterech pasków.
• pozostawić do wyschnięcia.
* podczas suszenia pasków wlej tyle alkoholu do każdego szklanego słoika, aby pokryć dno. Przygotuj jeden słoik dla każdego roztworu koloru.• Zostaw okulary na 30 minut i obserwuj paski papieru. Co dzieje się z kolorem pasków papieru?
* gdy jeden z kolorów osiągnie górną część paska, usuń wszystkie paski i pozostaw do wyschnięcia.
spójrz na różne wysuszone paski. Czym różnią się kolory w paskach? Czy paski z różnych rozwiązań kolorystycznych mają unikalne kolory, wspólne kolory lub oba?
• spójrz na kolejność, w jakiej kolory pojawiają się na różnych paskach. Czy ten sam kolor na tym samym miejscu w różnych paskach, czy w innym miejscu? Czy kolory pojawiają się w tej samej kolejności oddzielania lub w różnych kolejnościach na każdym pasku?
• Tip: Jeśli chromatografia wypadnie blado, spróbuj użyć więcej liści, pokroić je na mniejsze kawałki i / lub „pomalować” więcej roztworu na linii ołówka na ręczniku papierowym.
• Extra: możesz użyć tej samej procedury do porównania cząsteczek koloru w wielu różnych źródłach roślinnych. Na przykład możesz spróbować czerwonej kapusty, jagód, marchwi, buraków, szpinaku, kwiatów lub innych intensywnie kolorowych roślin. Jak porównać ich mieszaniny cząsteczek koloru?
* Extra: Jeśli znajdziesz drzewo o szerokiej gamie kolorów, możesz powtórzyć tę procedurę za pomocą liści na bardziej pośrednich etapach zmiany. Szczególnie dobrym źródłem szerokiej gamy kolorów liści są drzewa osikowe.
obserwacje i wyniki
czy byłeś w stanie zobaczyć wiele pasm koloru na paskach testowych? Czy zauważyłeś, że niektóre z obecnych opasek różniły się różnymi zastosowanymi rozwiązaniami kolorystycznymi?
chociaż liść rośliny wygląda tak, jakby był w większości jednokolorowy, w rzeczywistości składa się z mieszaniny cząsteczek pigmentu. W tej procedurze chromatografia papierowa oddzieliła pigmenty według wielkości ich cząsteczek. W związku z tym powinieneś zobaczyć różne kolory w różnych miejscach, gdy idziesz wzdłuż jednego z pasków ręczników papierowych, a kolejność, w jakiej pojawiają się kolory, powinna być w przybliżeniu taka sama wśród różnych testowanych rozwiązań kolorystycznych.
jakie są różne paski kolorów na paskach testowych? Są to różne pigmenty w liściach. Te, które można zobaczyć na paskach ręczników papierowych to: zielone chlorofile, żółte ksantofile, pomarańczowe karotenoidy i czerwone antocyjany. Pigmenty o większych cząsteczkach zwykle pozostają w pobliżu dolnej części paska, gdzie roztwór został najpierw „pomalowany” na linii ołówka, ponieważ trudniej jest im przemieszczać się przez tkane włókno ręcznika papierowego. Mniejsze pigmenty mogą łatwiej przemierzać ręcznik papierowy, a co za tym idzie, Zwykle przemieszczają się dalej w górę paska.
ponieważ kolor liścia zależy od mieszaniny pigmentów w nim, różne kolorowe liście będą wyświetlać różne kolory na paskach ręczników papierowych. Na przykład bardzo zielone liście mogą nie mieć żadnych czerwonych kolorów (antocyjanów) na paskach.
oczyść
ponieważ niektóre pigmenty roślinne mogą plamić, uważaj, aby nie rozlać kolorowych roztworów podczas ich wyrzucania.
więcej do zbadania
” co powoduje, że liście na drzewach zmieniają kolor jesienią?”z Scientific American
” dlaczego liście zmieniają kolor „z S. U. N. Y. College of Environmental Science and Forestry E-Center
” jesienny kolor liści ” z Fisher Museum, Harvard Forest, Wydział Sztuki i Nauk Uniwersytetu Harvarda; i Florida International University, Department of Biological Sciences
„Paper Chromatography Resources,” od Science Buddies
„Paper Chromatography: Basic Version,” od Science Buddies
ta działalność przyniosła ci współpracę z Science Buddies