nyckelbegrepp
växter
säsongsförändringar
färger
introduktion
har du någonsin undrat varför bladen ändras från grönt till ett fantastiskt utbud av gult, orange och rött under hösten? Bladen får sina lysande färger från pigment som består av olika storlek, färgskapande molekyler.
under de varma, soliga månaderna använder växter sina löv för att förvandla solljus till matenergi, en process som kallas fotosyntes. Detta använder främst ett pigment som reflekterar grönt ljus, vilket ger bladen sin karakteristiska färg.
på hösten, när kallare, kortare dagar anländer, gör många typer av träd inte längre matenergi med sina löv och behöver därför inte längre det gröna pigmentet. Bladens andra pigment, av vilka några redan fanns där under sommaren, blir synliga. Avtäck dessa dolda fallfärger genom att separera växtpigment med en process som kallas papperskromatografi. Vilka färger kommer du att se?
Bakgrund
det finns många typer av pigment i växtblad. Klorofyll gör dem gröna och hjälper till att utföra fotosyntes under varma, soliga månader. När hösten kommer och den gröna, mattillverkande färgen bleknar, blir andra pigment som gula, orange och röda mer synliga.
xantofyller är gula pigment, och karotenoider ger bladen en orange färg. Fotosyntes använder också dessa pigment under sommaren, men klorofyll, ett starkare pigment, övermannar dem. Dessa pigment tar mer tid att bryta ner än klorofyll gör, så du ser dem bli synliga i höstlöv. De finns också i morötter, påskliljor, bananer och andra växter som har dessa livfulla färger. Det finns också antocyaniner, intensiva röda pigment som inte görs under sommaren, som bara visas med den sista gruppen av höstfärgerna. Dessa molekyler ger också den röda nyansen till äpplen, tranbär, jordgubbar och mer.
även om ett blad är en blandning av dessa pigment kan du separera färgerna med en metod som kallas papperskromatografi. Denna process löser upp pigmenten och låter dem absorberas av en pappersremsa. Större molekyler har svårare att röra sig i det vävda papperet och fastnar i papperet först, medan mindre reser längre längs papperet. Denna process separerar blandningen av pigment med molekylstorlek-och efter färg.
Material
• blad i olika stadier av svarvning färger (ju mer desto bättre—om 10 av varje färg är bäst)
• sax
• starka, robusta dricksglas (tre till fyra)
• gnugga alkohol (isopropylalkohol)
• träsked eller annan trä redskap med en trubbig ände för krossning blad
• gaffel
• mycket små skålar eller te-Ljus Ljusstakar (med en tre till fyra)
• starka, vita, tunga, ultraabsorberande pappershanddukar
• linjal
• penna
• tandpetare
• platta (eller annan yta för att skydda arbetsområdet från fläckar)• klädnypor eller stora Gem (nio till tolv)
förberedelse
• samla några löv som befinner sig i olika stadier av färgförändring under hösten, helst från samma träd.
• separera dina blad i olika grupper ordnade efter färg, med cirka 10 stora blad per grupp. Att separera dem i gröna, gula och röda högar kan vara lättast.
• Förbered pappershandduksremsor, gör tre till fyra remsor för varje grupp av löv. Skär upp en stark, tjock pappershandduk i långa, en tum breda remsor. De bör vara tillräckligt lång för att röra botten av de höga glasburkar eller murare burkar och fortfarande sträcker sig över toppen. Med en penna ritar du försiktigt en linje en tum från botten av varje remsa.
procedur• krossa bladen i spritalkoholen med den trubbiga änden av en träsked i cirka fem minuter tills lösningen är mörk. Hur har alkoholens färg förändrats?• häll varje lösning i en mycket liten skål och lämna den på en mörk plats inomhus så att mer av alkoholen avdunstar. Du kommer att vara redo för nästa steg när du rör om dina lösningar med en tandpetare och de verkar tjockare.
• rör noggrant varje färgad lösning med en tandpetare med en annan tandpetare för varje lösning för att inte blanda färgerna.• tips: Om din kromatografi blir blek, försök använda fler blad, skära upp dem i mindre bitar och/eller ”måla” mer av din lösning på blyertslinjen på pappershandduken.
• Extra: Du kan använda samma procedur för att jämföra färgmolekylerna i många olika växtkällor. Du kan till exempel prova rödkål, blåbär, morötter, rödbetor, spenat, blommor eller andra intensivt färgade växter. Hur jämför deras blandningar av färgmolekyler?observationer och resultat
kunde du se flera färgband på dina testremsor? Såg du att några av de närvarande banden var olika för de olika färglösningarna som användes?
även om ett växtblad ser ut som det mest är en färg, består det faktiskt av en blandning av pigmentmolekyler. I detta förfarande separerade papperskromatografi pigmenten med storleken på deras molekyler. Följaktligen bör du se olika färger på olika platser när du går längs en av pappershandduksremsorna, och ordningen i vilken färgerna visas bör vara ungefär densamma bland de olika färglösningarna du testade.
vilka är de olika färgbanden på testremsorna? Dessa är de olika pigmenten i bladen. De som du kan se på dina pappershandduksremsor är: gröna klorofyller, gula xantofyller, apelsinkarotenoider och röda antocyaniner. Pigment med större molekyler stannar i allmänhet nära botten av remsan, där lösningen först ”målades” på pennlinjen, eftersom det är svårare för dem att resa upp genom pappershanddukens vävda fiber. Mindre pigment kan lättare korsa pappershandduken och följaktligen reser de vanligtvis längre upp på remsan.
eftersom bladets färg är beroende av blandningen av pigment i den, kommer olika färgade blad att visa olika färger på sina pappershandduksremsor. Till exempel kan mycket gröna blad inte ha några röda färger (antocyaniner) på sina remsor.
rengöring
eftersom vissa växtpigment kan fläcka, var försiktig så att du inte spiller dina färgade lösningar när du slänger dem.
mer att utforska
” vad får bladen på träd att ändra färg på hösten?”från Scientific American
”varför bladen ändrar färg”, från S. U. N. Y. College of Environmental Science and Forestry E-Center
”höstlövfärg”, från Fisher Museum, Harvard Forest, fakulteten för konst och vetenskap vid Harvard University; och Florida International University, Institutionen för Biologiska Vetenskaper
”Paper Chromatography Resources”, från Science Buddies
”Paper Chromatography: Basic Version”, från Science Buddies
denna aktivitet kom till dig i samarbete med Science Buddies