Değerli taşların renginde değişiklik. Araştırma çalışması "Norveç akçaağacının yaprak rengindeki değişiklikler ve yaprak dökülmesi" Alkali ortamdaki çözeltinin rengi

Aldridge şöyle yazıyor: “... Ahtapotlar şaşırtıcı derecede hızlı ve uyumlu bir şekilde kendilerini çevrelerinin rengine uyacak şekilde renklendirirler ve bunlardan birini vurup öldürdüğünüzde veya sersemlettiğinizde, renk değiştirme yeteneğini hemen kaybetmez. Bunu bir keresinde, yakalanmış bir ahtapotu kesmek için bir gazete kağıdının üzerine koyarken gözlemlemiştim. Ahtapot anında renk değiştirerek beyaz ve siyah çizgili çizgili hale geldi!” Sonuçta, basılı bir sayfanın üzerine uzandı ve metnini kopyalayarak cildine siyah çizgiler ve açık renkli alanların değişimini bastı. Görünüşe göre bu ahtapot tamamen ölmemişti; gözleri hâlâ sonsuza dek terk ettiği güneş dünyasının solan renklerinin tonlarını algılıyordu.

Daha yüksek omurgalılar arasında bile çok azı, isteğe göre veya zorunluluk halinde ten rengini değiştirme, kendilerini yeniden boyama, dış dekorasyonun tonlarını kopyalama gibi paha biçilmez bir yeteneğe sahiptir.

Yumuşakçalar, eklembacaklılar ve omurgalılar, hayvanlar dünyasının evrimsel gelişiminin en yüksek üç dalıdır ve yalnızca bunların arasında, koşullara göre renk değiştirebilen becerikli "bukalemunlar" buluruz. Tüm kafadanbacaklılar, bazı kerevitler, balıklar, amfibiler, sürüngenler ve böceklerin derilerinin altında elastik, kauçuğa benzer hücreler gizlenmiştir. Suluboya tüpleri gibi boyayla dolular. Bu harika hücrelerin bilimsel adı kromatoforlardır. (Memelilerin ve kuşların, aynı zamanda yüksek hayvanlar, derilerinde kromatoforlar yoktur, çünkü kürk ve tüylerin altında gizlendikleri için işe yaramazlar).

Her kromatofor, mikroskobik bir toptur (dinlenme halindeyken) veya noktasal bir disktir (gerildiğinde), güneş ışınları gibi, birçok ince kasla - dilatörler, yani dilatörlerle çevrelenmiştir. Çok az sayıda kromatoforun yalnızca dört dilatörü vardır; genellikle daha fazlası vardır - yaklaşık yirmi dört. Dilatörler, büzülerek, kromatoforu gerer ve daha sonra içerdiği boya, eskisinden onlarca kat daha büyük bir alanı kaplar. Kromatoforun çapı altmış kat artar: iğne ucu boyutundan toplu iğne başı boyutuna kadar. Yani büzülmüş bir renkli hücre ile genişlemiş bir renkli hücre arasındaki fark, iki kopeklik madeni para ile araba tekerleği arasındaki fark kadar büyüktür.

Dilatör kasları gevşediğinde kromatoforun elastik kabuğu eski şeklini alır.

Dilatörler hayvanlar alemindeki çalışan kasların belki de en yorulmak bilmez işçileridir. Yorgunluğu bilmiyorlar. Deneyciler Hill ve Solandg, elektrik akımına maruz kalmanın neden olduğu yarım saatlik voltajdan sonra bile kasılma kuvvetinin hiç azalmadığını buldu.

Hayvanların yorulmak bilmeyen diğer tüm kasları (hem kalp hem de kanat kasları), bir kasılma periyodunu bir dinlenme molasının takip ettiği nabız gibi atan bir ritimle çalışır. Dilatörler saatlerce ara vermeden gerginlikte kalarak ciltte istenilen rengin korunmasını sağlar.

Kromatofor olağanüstü bir hızla esneyip büzülür. Boyutunu saniyenin 2/3'ünde, diğer kaynaklara göre ise daha da hızlı, yani saniyenin 1/2'sinde değiştiriyor.

Her dilatör sinirlerle beyin hücrelerine bağlanır.” Ahtapotlarda, manzara değişikliğinden sorumlu "kontrol merkezi", beyinde iki çift lob şeklinde lobda bulunur. Ön çift başın ve dokunaçların rengini kontrol eder, arka çift ise vücudun rengini kontrol eder. Her bıçak kendi tarafını, yani sağ veya sol tarafını kontrol eder. Sağ taraftaki kromatoforlara giden sinirleri keserseniz, yumuşakçanın sağ tarafında sabit bir renk sertleşecek, sol yarısı ise farklı renklerle oynayacaktır.

Hangi organlar beynin işleyişini düzelterek vücudun rengini tam olarak çevrenin arka planına göre değiştirmesine neden olur?

Gözler. Hayvanın aldığı görsel izlenimler, karmaşık fizyolojik kanallardan geçerek, kromatoforlara uygun sinyalleri gönderen sinir merkezlerine gider. Bazılarını esnetir, bazılarını kısaltır ve kamuflaj için en uygun renk kombinasyonunu elde ederler. Bir gözü kör olan bir ahtapot, vücudun gözsüz tarafındaki renk tonlarını kolayca değiştirme yeteneğini kaybeder Kör bir ahtapotta renk reaksiyonlarının ortadan kalkması tam değildir çünkü renkteki değişim aynı zamanda sadece gözlerin aldığı izlenimlere de bağlı değildir. , ama aynı zamanda vantuzlarla da. Bir ahtapotun dokunaçlarını mahrum bırakırsanız ya da tüm vantuzlarını keserseniz, solgunlaşır ve ne kadar şişerse şişirsin kırmızıya, yeşile ya da siyaha dönüşemez. Dokunaçlarda en az bir emici hayatta kalırsa, ahtapotun derisi önceki tüm tonlarını koruyacaktır.

Kafadan bacaklı kromatoforlar siyah, kahverengi, kırmızı-kahverengi, turuncu ve sarı pigmentler içerir. En büyüğü koyu renkli kromatoforlardır; deride yüzeye daha yakın dururlar. En küçükleri sarıdır. Her yumuşakça yalnızca üç renkte kromatoforlarla donatılmıştır: kahverengi, kırmızı ve sarı veya siyah, turuncu ve sarı. Tabii ki bunların kombinasyonu kafadanbacaklıların meşhur olduğu tüm renk tonlarını sağlayamaz. Metalik parlaklık, menekşe, gümüş mavisi, yeşil ve mavimsi opal tonlar, ciltlerine özel bir hücre türü olan iridiosistler kazandırır. Bir kromatofor tabakasının altında bulunurlar ve birçok parlak plakayı şeffaf bir kabuğun arkasına gizlerler. İridiosistler, parklardaki eğlence evleri gibi, sıra sıra aynalarla, ışığı yansıtan ve kıran, onu spektrumun muhteşem renklerine ayıran bütün bir prizma ve reflektör sistemi ile doludur.

Kafadanbacaklılar, renk zenginlikleri ve mükemmel kamuflajlarıyla ünlü bukalemunlardan çok daha üstündür. Eğer bir ahtapot veya mürekkepbalığı ile renk oyununda yarışmaya karar vermiş olsaydı, talihsiz Marsyas'ın ışık saçan Apollon'dan utanması gibi utanırdı. Kül grisinden sinirlenen bir ahtapot, bir saniyede siyaha dönüp tekrar griye dönüşebilir ve bu renk yelpazesindeki tüm ince geçişleri ve nüansları cildinde gösterebilir. Ahtapotun vücudunun sayısız renk tonu çeşitliliği ancak akşam gökyüzünün ve denizin değişen rengiyle karşılaştırılabilir.

Ahtapotlar, düşmanlarını sersemletmek ve korkutmak için hayatlarının kritik anlarında bu muhteşem renk oyununa başvururlar. Aldridge şöyle yazıyor: "Eğer bir ahtapotu fark ederseniz ve onu silahla itmeye başlarsanız, sürekli renk değiştirerek sizi korkutmaya çalışacaktır ve bu harika bir manzaradır. Eğilecek, bükülecek, devasa görünecek şekilde vücudunu şişirecek, dokunaçlarını uzatacak, hareket ettirecek ve geri çekecek, size saldırmaya hazırmış gibi davranacak; Görünüşe göre sizi onun hakkında anlatılan tüm korkutucu hikayelerin doğruluğuna ikna etmeye çalışarak gözlerini şişirmeye ve devirmeye başlayacak. Ve eğer bu sizi korkutmuyorsa, o zaman üzerinize mürekkep püskürtecek ve öyle inanılmaz bir hızla kafa karışıklığı içinde ortadan kaybolacak ki, sizi şaşkına çevirecek: Neden hemen kaçmaya başlamadı?"

Ten rengini değiştirmek ahtapotun bir nevi taklit dilidir. Renklerin oyunuyla duygularını ifade eder: korku, kızgınlık, yoğun ilgi ve aşk tutkusu. Renkli flaşlardan oluşan havai fişeklerle rakiplerini tehdit ederler ve dişiyi çekerler.Duygu kaleydoskopları altın turuncu ve kahverengi kırmızı tonlarından oluşur. Kalamar duygulara yenik düşmediğinde buzlu cam gibi renksiz ve yarı saydamdır. Sonra mürekkep kesesi, hayvan hayaletinin süt rengi vücudunda bir kara delik gibi açılıyor. Kalamar adını bu duruma borçludur. "Kalamar" kelimesi İtalyanca "mürekkep kabı" anlamına gelen "calamaio" kelimesinden gelir. Kalamar sinirlendiğinde kızıl veya zeytin-kahverengiye döner ve "mürekkep hokkası" kararmış örtülerin arkasında kaybolur.

Organik maddelerin çeşitliliği arasında, farklı ortamlarda renk değişimleri ile karakterize edilen özel bileşikler bulunmaktadır. Modern elektronik pH metrelerin ortaya çıkmasından önce göstergeler, ortamın asit-baz parametrelerini belirlemek için vazgeçilmez "araçlar" idi ve laboratuvar uygulamalarında analitik kimyada yardımcı olarak ve gerekli ekipmanın yokluğunda kullanılmaya devam ediyor. .

Göstergeler ne içindir?

Başlangıçta, bu bileşiklerin farklı ortamlarda renk değiştirme özelliği, çözeltideki maddelerin asit-baz özelliklerini görsel olarak belirlemek için yaygın olarak kullanıldı; bu, yalnızca ortamın doğasını belirlemeye değil, aynı zamanda reaksiyon hakkında bir sonuç çıkarmaya da yardımcı oldu. ürünler oluştu. Gösterge çözümleri, titrasyon yoluyla maddelerin konsantrasyonunu belirlemek ve modern pH ölçüm cihazlarının yokluğunda mevcut yöntemlerin nasıl kullanılacağını öğrenmek için laboratuvar uygulamalarında kullanılmaya devam etmektedir.

Her biri oldukça dar bir alana duyarlı olan bu türden birkaç düzine madde vardır: genellikle bilgi içeriği ölçeğinde 3 puanı geçmez. Bu kadar çeşitli kromoforlar ve kendi aralarındaki düşük aktiviteleri sayesinde bilim adamları, laboratuvar ve endüstriyel koşullarda yaygın olarak kullanılan evrensel göstergeler oluşturmayı başardılar.

En çok kullanılan pH göstergeleri

Tanımlama özelliğine ek olarak, bu bileşiklerin, tekstil endüstrisindeki kumaşların boyanmasında kullanılmasına olanak tanıyan iyi bir renklendirme kabiliyetine sahip olması dikkat çekicidir. Kimyadaki çok sayıda renk göstergesinden en ünlüsü ve kullanılanı metil oranj (metil oranj) ve fenolftaleindir. Diğer kromoforların çoğu şu anda birbirleriyle karışımlar halinde veya spesifik sentezler ve reaksiyonlar için kullanılmaktadır.

Metil portakal

Birçok boya, nötr bir ortamdaki ana renklerinden dolayı adlandırılır ve bu da bu kromoforun doğasında vardır. Metil turuncu, gösterge renginin kırmızıya ve sarının alkaline geçişinden sorumlu olan, bileşiminde - N = N - grubuna sahip bir azo boyasıdır. Azo bileşiklerinin kendisi güçlü bazlar değildir, ancak elektron veren grupların (-OH, -NH2, -NH (CH3), -N (CH3)2, vb.) varlığı nitrojenlerden birinin bazikliğini arttırır. Verici-alıcı ilkesine göre hidrojen protonlarını bağlayabilen atomlar. Bu nedenle bir çözeltideki H + iyonlarının konsantrasyonları değiştirilirken asit-baz göstergesinin renginde bir değişiklik gözlemlenebilir.

Metil portakalı yapımı hakkında daha fazla bilgi edinin

Metil turuncu, sülfanilik asit C6H4(S03H)NH2'nin diazotizasyonu ve ardından dimetilanilin C6H5N(CH3)2 ile kombinasyonuyla elde edilir. Sülfanilik asit, sodyum nitrit NaN02 eklenerek bir sodyum alkali çözeltisi içinde çözülür ve daha sonra sentezin 0°C'ye mümkün olduğu kadar yakın sıcaklıklarda gerçekleştirilmesi için buzla soğutulur ve hidroklorik asit HC1 eklenir. Daha sonra, bir boya elde etmek için ilk çözeltiye soğutulmuş olarak dökülen HCl içinde ayrı bir dimetilanilin çözeltisi hazırlanır. Daha da alkalileştirilir ve çözeltiden koyu turuncu kristaller çöker, birkaç saat sonra filtrelenir ve bir su banyosunda kurutulur.

Fenolftalein

Bu kromofor, adını sentezinde yer alan iki reaktifin adlarının eklenmesinden almıştır. İndikatörün rengi, alkali bir ortamda, çözelti güçlü bir şekilde alkalileştirildiğinde rengi bozulan koyu kırmızı (kırmızı-mor, kırmızı-kırmızı) bir renk tonunun elde edilmesiyle renk değişimi nedeniyle dikkat çekicidir. Fenolftalein ortamın pH'ına bağlı olarak çeşitli formlar alabilir ve kuvvetli asidik ortamlarda turuncu bir renge sahiptir.

Bu kromofor, fenol ve ftalik anhidrürün çinko klorür ZnCl2 veya konsantre sülfürik asit H2S04 varlığında yoğunlaştırılmasıyla elde edilir. Katı halde fenolftalein molekülleri renksiz kristallerdir.

Daha önce, fenolftalein müshillerin oluşturulmasında aktif olarak kullanılıyordu, ancak yerleşik kümülatif özellikler nedeniyle kullanımı yavaş yavaş önemli ölçüde azaldı.

Turnusol

Bu gösterge katı ortamda kullanılan ilk reaktiflerden biriydi. Turnusol, belirli liken türlerinden elde edilen doğal bileşiklerin karmaşık bir karışımıdır. Sadece ortamın pH'ını belirlemek için değil aynı zamanda bir araç olarak da kullanılır. Bu, insanlar tarafından kimyasal uygulamada kullanılmaya başlanan ilk göstergelerden biridir: sulu çözeltiler veya içine batırılmış filtre kağıdı şeritleri şeklinde kullanılır. Katı turnusol, hafif amonyak kokusuna sahip koyu renkli bir tozdur. Temiz suda çözündüğünde indikatörün rengi menekşe rengini alır, asitlendiğinde kırmızıya döner. Alkali bir ortamda turnusol maviye döner ve bu da çevresel göstergelerin genel belirlenmesi için evrensel bir gösterge olarak kullanılmasına olanak tanır.

Turnusol bileşenlerinin yapılarında pH değiştiğinde ortaya çıkan reaksiyonun mekanizmasını ve doğasını doğru bir şekilde belirlemek mümkün değildir, çünkü bazıları ayrılmaz aktif maddeler olabilen ve bireysel çalışmaları zorlaştıran 15'e kadar farklı bileşik içerebilmektedir. kimyasal ve fiziksel özelliklere sahiptir.

Üniversal gösterge kağıdı

Bilimin gelişmesi ve gösterge kağıtlarının ortaya çıkmasıyla birlikte, çevresel göstergelerin oluşturulması büyük ölçüde basitleştirildi, çünkü artık herhangi bir saha araştırması için bilim adamları ve kriminologlar tarafından hala başarıyla kullanılan hazır sıvı reaktiflere gerek yoktu. Böylece çözeltilerin yerini, geniş etki spektrumu nedeniyle diğer asit-baz göstergelerinin kullanılması ihtiyacını neredeyse tamamen ortadan kaldıran evrensel gösterge kağıtları aldı.

Emdirilmiş şeritlerin bileşimi bir üreticiden diğerine farklılık gösterebilir, bu nedenle dahil edilen maddelerin yaklaşık listesi aşağıdaki gibi olabilir:

• fenolftalein (0-3.0 ve 8.2-11);
• (di)metil sarısı (2.9-4.0);
• metil turuncu (3.1-4.4);
• metil kırmızısı (4.2-6.2);
• bromotimol mavisi (6.0-7.8);
• a-naftolftalein (7.3-8.7);
• timol mavisi (8.0-9.6);
• kresolftalein (8.2-9.8).

Ambalajın, ortamın pH'ını 0 ila 12 (yaklaşık 14) arasında bir tam sayı hassasiyetle belirlemenize olanak tanıyan renk skalası standartları içermesi gerekir.

Diğer şeylerin yanı sıra bu bileşikler, sulu ve sulu-alkollü çözeltilerde birlikte kullanılabilir, bu da bu tür karışımların kullanımını çok uygun hale getirir. Bununla birlikte, bu maddelerin bazıları suda çok az çözünür olabilir, bu nedenle evrensel bir organik çözücünün seçilmesi gerekir.

Asit-baz göstergeleri, özellikleri nedeniyle bilimin birçok alanında kullanım alanı bulmuş ve çeşitlilikleri, geniş bir pH aralığına duyarlı evrensel karışımlar oluşturmayı mümkün kılmıştır.

Bir çiçeğin yanından mı geçiyorsun?
Eğil
Mucizeye bak
Daha önce hiçbir yerde göremediğiniz.
Dünyada kimsenin yapamayacağı şeyleri yapabilir.
Örneğin...
Bir parça yumuşak kara toprak alıyor.
Sonra bir damla yağmur alır,
Ve mavi bir hava parçası,
Ve bir güneş ışığı.
Daha sonra her şey karışacak (ama nerede?!)
(Test tüpleri, şişeler ve ispirto lambaları sıraları nerede?),
Ve aynı kara dünyadan
Bu kırmızı, bu mavi,
bazen leylak, bazen altın!

V. Soloukhin

Makale Druzhba Narodov çeviri bürosunun desteğiyle yayınlandı. Druzhba Narodov tercüme bürosunun geniş teklif yelpazesi, 240 dil ve lehçede teknik, hukuki, tıbbi ve tercümanlık hizmetlerini içermektedir. Druzhba Narodov çeviri bürosu uzmanlarının profesyonelliği ve yüksek nitelikleri, en zorlu müşterilerin gereksinimlerini karşılayabilecek hizmetlerin sağlanmasını sağlar. “Halkların Dostluğu” çeviri bürosunun teklifi hakkında daha fazla bilgi edinebilir ve http://www.druzhbanarodov.com.ua web sitesinde ilginizi çeken konularda ücretsiz çevrimiçi danışmanlık alabilirsiniz.

Pigmentler. Onlar neler?

Doğa bizi olağanüstü bir hediye olan renk görüşüyle ​​ödüllendirdi ve bununla bize etrafımızdaki bitki dünyasının güzelliğine hayran kalma fırsatı verdi. İlkbahar yapraklarının narin yeşilliklerine umutla bakıyoruz ve sonbahar ormanının sarı-turuncu renklerine ne yazık ki hayran kalıyoruz. Çiçekli bir çayırın, orman kenarının, sonbahar yapraklarının, bahçenin ve tarlanın hediyelerine kim hayran kalmadı? Saç rengini altın renkli ekmek başaklarına, göz rengini ise mavi peygamberçiçeklerine benzetiyoruz. Renklerin isimleri bile (turuncu, mor, çivit mavisi) bitki isimlerinden gelmektedir.

Ancak kendinize sık sık şu soruyu sordunuz mu: Sonbaharda yeşil yapraklar neden sararır veya kırmızıya döner? Neden papatya yaprakları beyazdır ve ilk bahar kavak yaprakları kırmızımsıdır? Çevredeki bitkiler neden bu şekilde renkleniyor da başka türlü değil, nasıl oluyor da büyük bir renk ve ton zenginliği ortaya çıkıyor? Bir çiçek neden sabah pembe, akşam mavidir? Neden bir çiçeklenme içinde beyazdan pembeye kadar farklı renklerde çiçek taçları var? Soğuk kışın yazın parlak renklerinin tadını çıkarabilmeniz için gül çiçeklerinden, peygamber çiçeklerinden, kadife çiçeğinden boya yapmak mümkün mü? Bir kişi bitki rengine ilişkin bilgiyi günlük yaşamda nasıl uygulayabilir? Renkle tedavi mümkün mü?

Tabii ki, eğer bitkiler renkliyse, bu onların boya - pigment içerdikleri anlamına gelir. Bitki pigmentleri birçok bilimsel disiplinin araştırma konusudur. Fiziksel kimyanın konusu bitkilerden pigmentlerin izolasyonu ve kimyasal yapılarının belirlenmesidir, biyokimya renkli maddelerin oluşumuna yol açan süreçleri inceler, fizyoloji bunların bitki organlarındaki lokalizasyonu ve göçünü inceler, kemotaksonomi farklı pigmentlerin varlığını kullanır. Bitkileri sınıflandırır.

Renk, pigmentin ışığı absorbe etme yeteneğine göre belirlenir. Dalga boyu 400-700 nm olan elektromanyetik dalgalar güneş ışınımının görünür kısmını oluşturur. 400-424 nm dalga boyları mor, 424-491 mavi, 491-550 yeşil, 550-585 sarı, 585-647 turuncu ve 647-740 nm dalga boyları kırmızıdır. Dalga boyu 400 nm'den az olan radyasyon ultraviyoledir ve dalga boyu 740 nm'den fazla olan radyasyon spektrumun kızılötesi bölgesidir. Güneş ışığının maksimum renk ayrışımı 13-15 saatte gerçekleşir. Şu anda çayır ve tarla bize en parlak ve alacalı renkli görünüyor.

Bir yüzeye düşen ışık tamamen yansıtılırsa o yüzey beyaz görünür. Tüm ışınlar emilirse yüzey siyah olarak algılanır. Yalnızca belirli bir uzunluktaki ışınlar emilirse, geri kalanın yansıması renk hissini yaratır. Örneğin bir portakalın kabuğu, spektrumun mavi kısmından gelen ışınları emer. Ve turuncuyu turuncu olarak görüyoruz.

Renklenme her zaman ışığın seçici olarak emilmesinden kaynaklanmaz. Böylece, bazı bitkilerin yapraklarının metalik rengi, ışığın kırılması ve özel "optik" pulların veya hücrelerin yüzeyinden saçılmasıyla açıklanmaktadır. Ancak çoğu durumda renklendirmeden pigmentler sorumludur.

Bitki pigmentleri- Bunlar belirli bir dalga boyundaki ışığı emen büyük organik moleküllerdir. Çoğu durumda, rengin ortaya çıkmasından "sorumlu" olan bu moleküllerin belirli kısımlarıdır. kromoforlar. Tipik olarak, bir kromofor fragmanı, alternatif tek ve çift bağlarla (-C=C-C=C-) zincirler veya halkalar halinde birleşmiş bir grup atomdan oluşur. Bu tür alternatif bağlar ne kadar fazla olursa renk o kadar derin olur. Ayrıca moleküldeki halka yapılarının varlığıyla ışık emilimi arttırılır.

Bitki hücrelerinde en yaygın olarak bulunan pigmentler yeşil pigmentler, klorofiller, kırmızı ve mavi antosiyaninler, sarı flavonlar ve flavonoller, sarı-turuncu karotenoidler ve koyu melaninlerdir. Bu grupların her biri, kimyasal yapısı ve dolayısıyla ışık emilimi ve rengi bakımından farklılık gösteren çeşitli pigmentlerle temsil edilir.

Ve pigmentin rengi, ortamın asitliğindeki, sıcaklıktaki değişikliklerle ve çeşitli maddelerle etkileşime girdiğinde değişebilir. Bu nedenle hücrelerin kimyasal bileşimi, özellikle vakuolar özsu önemlidir. Son olarak, bir bitkinin rengi aynı zamanda pigmentleri içeren dokunun yapısına da bağlıdır: kalınlığı, hücreler arası boşlukların sayısı, hücrelerin yüzeyindeki mumsu kaplamanın yoğunluğu...

Bitki dünyasında beyaz renk yaygındır: beyaz çiçekler, beyaz saplar, yapraklarda beyaz lekeler. Beyaz renk veren pigmente betulin denir. Genç ağaçların kabuk hücrelerinde biriken betulin, huş ağacının gövdesini hepimizin hayran olduğu o güzel beyaz renge boyar. Ancak diğer bitkilerde, örneğin korollalarda beyaz rengin nedeni, pigment içermeyen hücrelerle birlikte geniş hücreler arası boşluklardır. Onlara beyaz rengini veren şey... havadır. Bu birkaç yolla doğrulanabilir (Deney 1).

Pembe, lila, mavi ve mor çiçeklerin rengini ne belirler? Şaşırtıcı bir şekilde, bu renkler, ilk olarak mavi peygamber çiçeği çiçeklerinden izole edilen bir grup pigment - antosiyaninler tarafından belirlenir.

Parlak kırmızı güller, mavi peygamber çiçekleri ve mor menekşeler, hücre özsuyunda çözünmüş antosiyaninler içerir. Elma, kiraz, üzüm, yaban mersini, yaban mersini, karabuğday yaprakları ve sapları, kırmızı lahana, sofra pancarının yaprakları ve kökleri, genç kırmızı okaliptüs kabuğu, kırmızı sonbahar yaprakları da renklerini antosiyaninlere borçludur. Bir bitki organının rengi mavi, mavi veya mor ise, bu rengin antosiyaninlerden kaynaklandığına şüphe yoktur.

Antosiyaninler, çeşitli şekerlerin antosiyanidinler adı verilen halkalı bileşiklerle birleşmesi sonucu oluşan glikozitlerdir. Antosiyaninler hücre özsuyunda (vakuoller) ve çok daha az sıklıkla hücre zarlarında bulunur.

Alkali varlığında, antosiyanin moleküllerinde karbon atomları arasındaki çift ve tekli bağların yeniden düzenlenmesi meydana gelir, bu da yeni bir kromofor oluşumuna yol açar - alkalin bir ortamda antosiyaninler mavi veya mavi-yeşil bir renk alır. Bu nedenle asit-baz indikatörleri olarak kullanılabilirler (Deney 2). Antosiyaninler mineral ve organik asitlere maruz kaldıklarında kırmızı tuzlar oluştururlar; alkalilere maruz kaldıklarında ise mavi tuzlar oluştururlar. Antosiyaninlerin rengi aynı zamanda bu pigmentlerin metallerle kompleks bileşikler oluşturma yeteneğinden de etkilenir.

Şimdi bitki dünyasında yaygın olan, ancak bazı durumlarda antosiyaninler ve klorofil tarafından maskelenen ve bu nedenle daha az fark edilen sarı pigmentleri ele alalım.

Bir hücreye sarı veya sarı-turuncu renk verebilen pigment grubu en çok sayıdadır - bunlar karotenoidler, flavonlar, flavonoller ve diğerleridir. Flavonlar ve flavonoller oldukça kararlı bileşiklerdir ve bazıları sıcak suda oldukça çözünür. Bu nedenle atalarımızın kumaş boyamada kullandığı ilk boyalar flavon pigmentleridir. Diğer sarı boyalar, kalkonlar ve auronlar yapı olarak flavonlara yakındır. Bitkilerde çiçeklerde (yapraklar, tepecikler), yapraklarda ve meyvelerde bulunurlar. Bildiğimiz bitkiler arasında bu pigmentler kuzukulağı, coreopsis ve aslanağzının yaprak ve çiçeklerinde bulunabilir. Epidermal hücrelerin vakuollerinde yoğunlaşırlar. Bu pigmentlerin isimleri genellikle ilk izole edildikleri bitkilerin isimlerinden gelmektedir. Örneğin quercetin meşe ağacının kabuğunda ve meyvelerinde bulunan bir pigmenttir.

Sayıları “antosiyaninler” grubuna göre sayıca az olan bazı bitki türlerinde, çiçeklerin (Tagetes erecta, büyük nasturtium) veya meyvelerin (domates, kuşburnu, vadi zambağı) turuncu ve kırmızı-kahverengi rengi, antosiyaninler hücre özsuyunda çözünmüştür, ancak esas olarak karotenoid grubunun pigmentlerine sahip sarı ve turuncu plastidlerde (kromoplastlar) bulunur. Havucun turuncu köklerinde bulunan pigmentlerden birinin onuruna bu grubun adı bitki biyokimyacısı M.S. Renk. Karotenoidler hemen hemen tüm bitki organlarında bulunur: çiçekler, yapraklar, meyveler ve tohumlar. Yapraklarda ve yeşil meyvelerde karotenoidler, klorofil tarafından maskelenen kloroplastlarda ve kromoplastlarda bulunur.

Karotenoidler suda çözünmezler ancak organik çözücüler (benzin, alkol) ile plastidlerden kolayca ekstrakte edilirler. Antosiyaninlerin aksine renkleri ortamın asitliğine bağlı değildir. Karotenoidlerde herhangi bir karakteristik kromofor parçasını tanımlamak imkansızdır çünkü molekülleri farklı uzunluklarda değişen tek ve çift bağlara sahip atom zincirleri içerir; her zincir tipinin kendi ayrı kromoforu vardır. Zincir uzadıkça pigmentlerin rengi sarıdan kırmızıya ve hatta kırmızı-mora doğru değişir. Turuncu ve turuncu-kırmızı pigmentler β-karoten (havuç ve tatlı biber pigmenti), rubixanthin (kuşburnu pigmenti) ve likopen (domates pigmenti) moleküllerinde tekli bağlarla dönüşümlü 11 çift bağ vardır ve moleküllerde kırmızı viyoksantin (bazı kırmızı meyvelerin pigmenti) - 13.

Karotenoidler, flavon pigmentleriyle birlikte salatalık, balkabağı, karahindiba, düğün çiçeği, kadife çiçeği, kadife çiçeği, kırlangıçotu, ayçiçeği, mısır meyveleri, balkabağı, kabak, patlıcan, itüzümü, domates, kavun, çiçeklerin yapraklarına ve korollalarına sarı renk verir. ve birçok narenciye. Karotenoid pigmentlerin sayısı açısından rekor sahibi kırmızı biberdir. Ancak karotenoid konsantrasyonu açısından şampiyonlar kayısı meyveleri, havuç kökleri ve maydanoz yapraklarıdır.

Tipik olarak bitki taçları antosiyaninler, flavonlar ve flavonoller içerir. Örneğin, aslanağzı çiçekleri iki tür antosiyanin (pelargonidin ve siyanidin), quercetin dahil iki flavonol ve hercai menekşe pigmenti olan luteolin gibi birkaç flavon içerir.

Peki ya siyah pigmentler? Bitkilerde kesinlikle siyah pigment yoktur. Kırmızı üzüm çeşitlerinin kabukları, bazı çiçeklerin yaprakları, siyah çay ve chaga (huş mantarı), melanin grubunun siyah-kahverengi pigmentlerini içerir. Ancak çoğu durumda siyah çiçekler veya meyveler söz konusu olduğunda koyu mavi antosiyaninlerin birikmesiyle karşı karşıya kalırız.

Yaban mersini, kara mürver ve cehri meyveleri siyah görünür çünkü renkli kağıt hamuru hücrelerinden oluşan kalın bir tabaka güneş ışığını tamamen emer.

Kahverengi renk, hücrelerde büyük miktarlarda sarı pigmentlerin birikmesinden kaynaklanır ve genellikle kırmızı-kahverengi tonlarında renkli tanenlerle kombinasyon halindedir. Örneğin at kestanesi ve saplı meşe meyveleri bol miktarda sarı pigment olan quercetin içerir.

Kahverengi ve siyah rengin ortaya çıkmasının nedeni kateşin grubundan renksiz maddeler de olabilir. Özel enzimlerle oksitlendiklerinde polimerize olurlar ve kırmızı ve kahverengi renkte “yenilebilir” tanenler üretirler. Kateşinler sıcak suda oldukça çözünür, boşluklarda birikir ve birçok bitkinin yapraklarında, odunda, meyvelerde, yapraklarda (çay) büyük miktarlarda bulunur.

Ayrı bir yeşil krallığa ait olduklarını belirleyen bitkilerin en önemli pigmenti elbette klorofildir. Bitkilerin yeşil kısımlarında bulunur (kuru yaprak kütlesinin %0,6 ila 1,2'si).

Klorofil molekülü magnezyum iyonu içerir. Geniş antosiyanin, karotenoid, flavon ve flavonol gruplarının aksine, tüm yüksek bitkilerin hücrelerinde yalnızca iki tür klorofil vardır - mavimsi bir renk tonu ile yeşil, klorofil A ve sarımsı bir renk tonu ile yeşil, klorofil B. Klorofil A tüm fotosentetik bitki türlerinin karakteristiğidir. Klorofil B yüksek bitkilerin yapraklarında ve alglerin çoğunda bulunur. Kahverengi algler ayrıca klorofil içerir İle ve kırmızı olanlar klorofildir D.

Protoklorofiller ve klorofilitler doğada çok daha az yaygındır. Tüm bu pigmentlerin yeşil rengi, basit bir deney yapılarak doğrulanabilen, magnezyum iyonuyla ilişkili açık gözenekli bir porfirin halkasının moleküllerindeki varlığından kaynaklanmaktadır (Deney 3).

Her renkli madde gibi klorofilin rengi de pigmentin absorbe etmediği ışınların birleşiminden kaynaklanır. Klorofil çözeltileri için maksimum absorpsiyon mavi-mor bölgede bulunur (klorofil için 430 nm) A ve klorofil için 450 nm B) ve kırmızı (klorofil için 660 nm A ve klorofil için 650 nm B) spektrumun alanları. Bu ışınlar tamamen klorofil tarafından emilir. Mavi, sarı ve turuncu ışınlar çok daha az oranda emilir ve bunların toplam emilimi, toplam klorofil miktarına göre belirlenir. Minimum emilim yeşil ışın bölgesinde bulunur. Spektrumda kızılötesi bölge sınırında yer alan kırmızı ışınların yalnızca küçük bir kısmı klorofil tarafından hiç emilmez. Bunlara uzak kırmızı ışınlar denir.

Spektrumun farklı kısımlarından gelen ışınların klorofil tarafından seçici olarak soğurulması deneysel olarak gözlemlenebilir (Deney 4) - test tüpündeki sıvı sütununun yüksekliği arttıkça, çözeltinin renginde parlak yeşilden kiraz kırmızısına bir değişiklik meydana gelir. gözlemlendi. Bu, yoğun bir ormanda, orman örtüsünün altından çıkan kırmızı bir parıltıyı görenlerin haklı olduğu anlamına gelir.

Farklı yaştaki ve farklı bitki türlerindeki yapraklar, çeşitli yeşil tonlarıyla karakterize edilir. Bu, yaprak renginin oluşumunda sadece klorofilin değil, aynı zamanda yaprakta bulunan diğer pigmentlerin de yer almasıyla açıklanmaktadır: sarı karotenoidler, kırmızı antosiyaninler. Yaprağı renklendiren pigmentlerin çeşitliliğini deney yoluyla doğrulayabilirsiniz (Deney 5).

Masa. Bitki materyalinden elde edilen boyalar

Bitkiler neden pigmentlere ihtiyaç duyar?

Pigmentlerin en önemli işlevi fotosentezdir. Esas olarak klorofil tarafından gerçekleştirilir. Ancak bazı karotenoidler de fotosentezde önemli rol oynar. Klorofil moleküllerinin enerji transferinden sonra orijinal hallerine dönmelerine yardımcı olur ve onları foto-oksidasyondan korurlar. Bitkiler, çeşitli pigmentler kullanarak, fotosentez için görünür ışığın neredeyse tüm spektrumunun yanı sıra ultraviyole ve kızılötesi aralıkların bir kısmını kullanmayı "başarırlar".

Pigmentler bitkilerin ışığa duyarlılığı, metabolizmanın mevsimsel düzenlenmesi, büyüme ve çiçeklenme, hazırlık ve dinlenme aşamasına geçiş, tohum çimlenme süreçlerinin düzenlenmesi ile ilişkilidir.

Flavonlar ve flavonoller ultraviyole ışınlarını emerek klorofili ve hücre sitoplazmasını yıkımdan korur. Karotenoidler, flavonlar ve antosiyaninlerin gerçekleştirdiği çok önemli bir işlev, bitkilerdeki biyokimyasal süreçleri bozan serbest radikalleri nötralize etmektir. bu pigmentler antioksidan özelliklere sahiptir.

Flavon pigmentleri bazen bitkiler tarafından antifungal veya antimikrobiyal ajanlar olarak kendini savunma amacıyla "kullanılır" ve bir besin rezervi olarak hizmet eder.

Çiçeklenmeyi çevreleyen taç yapraklarda, sepallerde veya yapraklarda bulunan pigmentler, polen yayan böcekleri çeken çiçeğe rengini verir. Parlak renk, böceklerin nektarı ve poleni nerede bulabileceğini gösteren bir “tanımlama işaretidir”. Aynı bitkinin çiçeklerinin rengi yaşla birlikte değişir. Bu, erken ilkbahar akciğer otu bitkisinde açıkça fark edilir: Genç çiçeklerinin pembe rengi, yaşlandıkça maviye döner. Bu durumda renk değişikliği böcekler için bir sinyal görevi görür; zaman kaybetmeyin!

Bir kişi bitki pigmentlerini nasıl kullanır?

Bitki dünyasının parlak renkleri gözlerimizi sevindirir ve estetik zevk verir. Ancak insanlar bitkisel boyaların faydacı kullanımlarını da buluyorlar. İndigo, kına, basma, alizari (alizarin, kök boya kökü) - bu doğal boyaların isimleri herkes tarafından bilinmektedir. Antik çağlardan beri bitki materyallerinden başka boyalar da elde edilmiştir. Hangisi coğrafyaya bağlıydı. Örneğin Rusya'nın merkezinde, elyaf ve kumaşların boyanması için sarı, kumlu tsmin, üçlü ip, düğme boyama, çayır peygamber çiçeği ve şemsiye şeklindeki şahin otu kullanıldı. St.John's wort'un öğütülmüş kısmından elde edilen bir ekstrakt, yünü yeşil, kahverengi, bataklık tonlarında boyar; sarı, yeşil, kahverengi - dereotu köklerinden elde edilen bir ekstrakt; sarı boya genç huş ağacı yapraklarından elde edilir.

Ayrıca bitkisel boya veya mürekkebi kendiniz de yapabilirsiniz (Deney 6).

Pigment bakımından zengin bitkiler bulunmuş ve tıpta kullanılmaktadır. Likopen pigmenti (domates, karpuz vb. meyvelere renk veren beta-karoten izomeri) belirgin bir antioksidan aktiviteye sahiptir, kandaki kolesterol seviyesini düşürür ve fiziksel ve zihinsel performansı artırır. Lutein (örneğin yaban mersini zengindir) ondan oluşan zeaksantin ile birlikte retina makulasının ana pigmentleridir; Yüksek antioksidan ve ışığa duyarlı aktiviteye sahiptirler - retinayı ultraviyole ışınlarının ve erken yaşlanmanın yıkıcı etkilerinden korurlar. Klorofil uyarıcı ve tonik etkiye sahiptir, bazal metabolizmayı, bağırsak tonunu, kardiyovasküler sistemi, solunum merkezini artırır, dokuların granülasyonunu ve epitelizasyonunu uyarır, kan formülünü etkiler, lökosit ve hemoglobin sayısını arttırır ve bakteriyostatik etkiye sahiptir. Klorofil ayrıca vücudun bağışıklık fonksiyonunu güçlendirir, fagositozu hızlandırır ve idrarda kalsiyum oksalat kristallerinin oluşumunu inhibe ettiğinden ve ilgili enzimlerin etkisini aktive ettiğinden, ürolitiazisin önlenmesinde kullanımını belirleyen K vitamininin bir öncüsüdür. E, A ve K vitaminlerinin sentezinde. Vücuttaki toksinleri uzaklaştırır, sağlıklı bağırsak florasını korur, tiroid ve pankreas fonksiyonlarını iyileştirir, ayrıca zayıf bir idrar söktürücü görevi görür, emziren annelerde emzirmenin artmasına yardımcı olur.

Melanin pigmentleri güçlü antioksidanlardır. Sulu çözeltilerdeki sentetik melanin meyvelerin büyümesini ve olgunlaşmasını hızlandırır, kambiyumun aktivitesini azaltır ve tohum çimlenmesini hızlandırır. Hayvanlarda ve insanlarda melaninler ultraviyole ışınlarını emerek derinin derin katmanlarındaki dokuları radyasyon hasarından korur. Suda çözünen melaninin uzun süreli uygulanması ülser oluşumunu önler, mide mukozasındaki kanama sayısını azaltır ve stres altında toplam vücut ağırlığının azalmasını önler. Sindirim işlemi sırasında melanin, bağırsak mikroflorasının katılımıyla kısmen emilir, kısmen enterosorbent, peristalsis düzenleyicisi rolünü oynar ve bağırsak mikroflorasının bileşimini normalleştirir. Akut zehirlenme için aktif bir panzehirdir, zehirlenmenin erken bir aşamasında toksinleri kana emilmeden önce sindirim sisteminden etkili bir şekilde uzaklaştırır. Kanserin tedavisinde ve önlenmesinde melanin kullanmak mümkündür.

Kına (lawonia çalısının yapraklarından elde edilen bir boya) yalnızca daha sert, daha kalın ve daha hacimli hale gelen saçları renklendirmek için değil, aynı zamanda bakteri yok edici bir madde olarak da kullanılır. Kına preparatları (merhemler ve boya çözeltileri) ayakları terlemek, egzama ve cerahatli yaraların tedavisinde kullanılır.

Biyolojik olarak aktif maddelerden oluşan bir grup olan bitki biyoflavonoidlerine (rutin, kateşinler, kersetin, sitrin, hesperidin, eriodiktyol, siyanidin) denir. P vitamini. Toplamda yaklaşık 150 biyoflavonoid bilinmektedir. Özellikle narenciye, siyah kuş üzümü, kuşburnu, kuzukulağı, yeşil çay ve salatada bunlardan çok sayıda var. Örneğin limon kabuğundan izole edilen bu vitamin, kılcal damarların kırılganlığını ve geçirgenliğini azalttı. Bu vitamin vücudumuz tarafından üretilmediğinden günlük diyete dahil edilmesi gerekir.

Sarı flavin pigmenti riboflavin, B2 vitamini olarak bilinir ve karotenoid retinol, A vitamini olarak bilinir.

Tablo 1. Gıda ürünleri için bitkisel boyalar

Tüm pigmentlerin farmakolojik etkileri yoktur. Ancak hepsi toksik değildir ve yiyecekleri renklendirmek için mükemmeldir. Kek gibi bir mutfak sanatı eserinde, az yağlı proteinli krema flavon pigmentleriyle sarıya boyanır, kırmızıdan maviye tüm renk yelpazesi antosiyaninler tarafından sağlanır, güzel mor renk pancardan elde edilen betasiyanindir ve yeşil renk ise antosiyaninler tarafından sağlanır. elbette klorofiller sayesinde ortaya çıkıyor. Zengin krem, karotenoidler sayesinde sarı, turuncu ve kırmızıya renk verir. Ancak bitkilerde yağda çözünen mavi pigmentler bulunmadığından, eğer tereyağ kreması parlak maviyse, bu sentetik bir boya kullanıldığı anlamına gelir.

Bitkisel pigmentlerin faydalarından ve bizim için öneminden durmadan bahsedebiliriz. İşte ilginç bir örnek daha: Maden yataklarını aramanın biyojeokimyasal yöntemi, toprağın kimyasal bileşimine bağlı olarak bitkilerin renk değiştirme yeteneğine dayanıyor... "Ne olmuş yani?" - birisi soracak. Hiçbir şey... Sadece yemyeşil bitkilere, çiçeklerden oluşan rengarenk halıya, yazlıktaki domateslerin kendini beğenmiş kırmızılığına bakınca, etrafımızdaki her şeyin tesadüf olmadığını, her şeyin birbiriyle bağlantılı olduğunu düşünün, ne kadar güzel olduğunu düşünün, hepimizin içinde yaşadığı dünya uyumlu ve şaşırtıcı.

Atölye

Deney 1. Çiçek yaprakları neden beyazdır?

Hedef: Menekşe, papatya, beyaz zambak ve diğer çiçeklerin yapraklarının beyaz renginin bir boyanın varlığından değil, gelişmiş bir hücreler arası boşluk sisteminden kaynaklandığından emin olun.

1. Beyaz menekşe çiçeğinin taç yaprağını mikroskop altında inceleyin.

2. Hücreler arası boşluklardan havayı çıkarın. Bu birkaç yolla yapılabilir.

A. Yaprakları parmaklarınızla yavaşça sıkın. Hava hücreler arası boşluklardan ayrılır ve taç yaprağı buz gibi renksiz ve şeffaf hale gelir.

B. Yaprakları suya batırın. Birkaç saat sonra su stomalardan hücreler arası boşluklara nüfuz ettiğinde yapraklar renksiz hale gelecektir.

B. Yaprakları bir şırıngaya (iğnesiz) yerleştirin ve suyla doldurun. Şırınga ucu yukarı bakacak şekilde, havayı dışarı çıkarmak için pistonu içeri doğru itin. Bundan sonra uç deliğini parmağınızla kapatın ve pistonu aşağı doğru hareket ettirin. Oluşturulan vakumun bir sonucu olarak, yapraklardan suya hava kabarcıkları salınmaya başlayacaktır. 1-2 dakika sonra hücreler arası boşluklardan hava kaçacaktır. Pistonu tekrar şırınganın içine itin - su hücreler arası boşluklara akacak ve taç yaprağı şeffaf hale gelecektir.

3. Deneyden sonra şeffaf hale gelen mor bir çiçek yaprağını mikroskop altında inceleyin. Hücreler arası hava boşlukları kaybolmuştur.

Sonuç: Çiçek yapraklarının beyaz rengi, gelişmiş hücreler arası boşluk sisteminden kaynaklanmaktadır.

Deney 2. Antosiyaninlerin gösterge özelliklerinin incelenmesi

Antosiyaninler suda çözünebilen pigmentlerdir. Sulu ekstraktları pancardan, kırmızı lahana yapraklarından veya pembeden mora kadar değişen renklerde çiçek yapraklarından elde edilebilir. Bunu yapmak için, 0,5-1 g bitkisel maddeyi bir harca koyun ve az miktarda iyi yıkanmış kumla öğütün, yaklaşık 5 ml su ekleyin ve elde edilen çözeltiyi filtreleyin. Bitkinin türüne bağlı olarak böyle bir ekstrakt mavi, lacivert, mor, pembe veya kırmızı olabilir.

Antosiyaninler ayrıca pancar suyunda ve birçok bitkinin meyvelerinin suyunda da bulunur: kuş üzümü, kuş üzümü, kuş üzümü, ahududu.

Temiz bir test tüpüne 2-3 ml pigment ekstraktı dökün, 1-2 damla seyreltik asit ekleyin. Ortaya çıkan antosiyanin ekstraktının rengi başlangıçta kahverengimsiyse, asit damlaları eklendikten sonra güzel bir pembe-kırmızı renk alacaktır. Renk değişiklikleri antosiyanin molekülündeki yeniden düzenlemelerle ilişkilidir.

Gösterge kağıdını kullanarak çözeltinin pH'ını belirleyin ve bir bıçağın ucuna damla damla seyreltilmiş alkali veya biraz kabartma tozu ekleyin. PH değiştikçe çözeltinin renk değişimini gözlemleyin. Asitlerin ve alkalilerin etkisi altında antosiyanin çözeltilerindeki renk değişimi döngüsü birkaç kez tekrarlanabilir.

Farklı bitkilerden izole edilen antosiyanin çözeltilerinin gösterge özelliklerini test edin. (Pigment çözeltileri hızla bozulur, bu nedenle buzdolabında saklamak ve deneyden hemen önce hazırlamak daha iyidir.) Çözüm: antosiyaninler ortamın pH'ına bağlı olarak renk değiştirir; sulu çözeltileri asit-baz indikatörleri olarak kullanılabilir.

Tablo 2. Asidik ve alkali ortamlarda çeşitli bitkilerden elde edilen antosiyaninlerin sulu ekstraktlarındaki renk değişimleri

Deney 3. Magnezyumun klorofil rengi üzerindeki etkisinin kanıtı

Klorofilin ışık karakteristiğinin emilmesi, molekülünün kimyasal yapısı ile belirlenir. Konjuge çift bağ sistemi, mavi-mor ışınların emilmesinde önemli bir rol oynar. Molekülün çekirdeğinde magnezyumun varlığı kırmızı bölgedeki emilimi belirler. Yapının ihlali, örneğin magnezyumun molekülden uzaklaştırılması, klorofil renginde bir değişikliğe yol açar. Magnezyum, klorofil ve asit arasında bir reaksiyon gerçekleştirilerek klorofilden uzaklaştırılabilir.

Çalışmak için, taze tahıl veya iç mekan bitki yaprakları,% 95 etil alkol, porselen havan ve havan tokmağı, huni ve filtre kağıdı,% 10'luk hidroklorik asit çözeltisi, çinko asetat, alkol lambası, pipet, 4'e ihtiyacınız olacak. test tüpleri.

Dikkatlice! Konsantre asitlerle çalışmanın kurallarını unutmayın!

Öncelikle yaprak pigmentlerinden bir alkol ekstraktı elde etmeniz gerekir. Bunu yapmak için, ezilmiş yapraklara 5-10 ml etil alkol ekleyin (deney için 1-2 sardunya yaprağı yeterlidir), hücre özsuyunun asitlerini nötralize etmek için bir bıçağın ucuna CaCO3 tozu (tebeşir) ekleyin ve öğütün. homojen bir yeşil kütleye kadar porselen havanda. Daha fazla etil alkol ekleyin ve alkol yoğun bir yeşil renk elde edene kadar dikkatlice ovalamaya devam edin. Elde edilen alkol ekstraktını temiz, kuru bir test tüpüne veya şişeye süzün.

Ortaya çıkan klorofil çözeltisini iletilen ışıkta (yeşil) ve yansıyan ışıkta (kiraz kırmızısı - floresan fenomeni) inceleyin. Ekstrakta (ayrı bir test tüpünde) birkaç damla su ekleyip çalkalarsanız, berrak klorofil çözeltisi bulanıklaşır (floresan fenomeni kaybolur).

2-3 ml pigment alkol ekstraktını üç temiz test tüpüne aktarın. Test tüplerinden biri kontrol tüpüdür, diğer ikisine 2-3 damla hidroklorik asit çözeltisi ekleyin. Çözeltinin rengi kahverengiye döner: asitle etkileşimin bir sonucu olarak, klorofil molekülündeki magnezyumun yerini iki hidrojen atomu alır ve kahverengi bir madde oluşur - feofitin. Test tüplerinden birini kontrol için feofitinle bırakın, diğerine bıçağın ucuyla çinko asetat ekleyip su banyosunda kaynatıncaya kadar ısıtın. Klorofil molekülündeki hidrojen atomlarının (daha önce magnezyumun yerini alan) yerini bir çinko atomu alır ve çözeltinin kahverengi rengi tekrar yeşile döner.

Çözüm: Klorofilin rengi, molekülünde organometalik bir bağın varlığına bağlıdır.

Deney 4. Yaprak pigment ekstraktının renginin klorofil miktarına bağımlılığının incelenmesi

Bu deneyde ışığın klorofil çözeltisinden aşağıdan yukarıya doğru geçmesi gerekiyor; test tüpünün altına yerleştirilebilecek bir ışık kaynağına ihtiyacımız olacak. Bu, abajursuz yatay bir masa lambası, bir akvaryum ışığı, güçlü bir el feneri vb. olabilir. Ek olarak, deney 3'te belirtildiği gibi yaprak pigmentlerinden koyu yeşil bir alkol ekstraktı hazırlamanız gerekir.

Uzun bir test tüpünü, ışığın çözeltinin üzerine yandan düşmesini önleyecek şekilde siyah kağıda sarın ve ışık kaynağının üzerine yerleştirin. Test tüpüne yukarıdan bakın ve küçük porsiyonlar halinde klorofil çözeltisini ekleyin.

Test tüpünde çok az ekstrakt olsa da rengi zümrüt yeşilidir; bunun nedeni, öncelikle spektrumun mavi-mor ve kırmızı bölgelerinden gelen ışınların emilmesidir. Mavi, sarı ve turuncu ışınlar çok az miktarda emilir. Ancak test tüpündeki ekstrakt miktarı arttıkça bu bölgelerde (önce spektrumun mavi ve sarı bölgelerinde, ardından yeşil ışınlarda) emilen toplam ışık miktarı artar. Belirli bir aşamada yalnızca uzak kırmızı ışınlar emilmeden kalır ve test tüpündeki çözelti kiraz kırmızısı bir renk alır.

Çözüm: Klorofil, görünür spektrumun çoğundan gelen ışınları emer, ancak farklı ışınların emilme yoğunluğu aynı değildir. Toplam emilim, toplam klorofil miktarına bağlıdır.

Deney 5. Alkolde çözünebilen pigmentlerin bir karışımının ayrılması

Yaprak pigmentlerinden bir alkol ekstraktı hazırlayalım (Deney 3). Ekstraktın rengi yeşildir, ancak aslında klorofillere ek olarak karotenoid grubunun sarı pigmentlerini de içerir - karoten ve ksantofil. Bunu doğrulamanın birkaç yolu vardır.

Bir cam çubuk kullanarak, yaprak pigmentlerinin elde edilen alkol ekstraktından bir damla filtre kağıdına uygulayın. 3-5 dakika sonra kağıt üzerinde renkli eşmerkezli daireler oluşur: ortada yeşil (klorofil), dışta sarı (karotenoidler).

Yaklaşık 1 cm genişliğinde ve 20 cm uzunluğunda filtre kağıdı şeridinin bir ucunu başlıklı bir test tüpüne yerleştirin. Birkaç dakika sonra, kağıt üzerinde yeşil bir klorofil şeridi ve onun üzerinde sarı karotenoid şeritleri (karoten ve ksantofil) görünecektir. Yeşil bölgede iki şerit ayırt edilebilir: yeşil (klorofil a) ve yeşil-sarı (klorofil b).

Pigmentlerin ayrılması, filtre kağıdı üzerindeki farklı adsorpsiyonlarından (yüzey katmanındaki emilim) ve solventte, bu durumda etil alkolde eşit olmayan çözünürlüklerinden kaynaklanmaktadır. Karotenoidler filtre kağıdı üzerinde klorofilden daha kötü adsorbe edilir ve kağıt boyunca klorofilden daha fazla hareket eder.

Ayrılmalarının bir başka yöntemi, pigmentlerin farklı çözücüler içindeki farklı çözünürlüğüne dayanmaktadır. Bu iş için temiz (çakmakları yeniden doldurmak için) benzine ihtiyacımız olacak.

Dikkatlice! Yanıcı sıvılarla çalışma kurallarını unutmayın!

Bir test tüpüne 2-3 ml yaprak pigmentlerinin alkol ekstraktını dökün, aynı miktarda benzin ve 1-2 damla su ekleyin. Test tüpünü bir tıpayla kapatın (baş parmağınızı kullanabilirsiniz), 2-3 dakika kuvvetlice çalkalayın ve yerleşmesini bekleyin.

Test tüpündeki sıvı iki katmana ayrılacaktır: üstte çakmak gazı, altta alkol. Alkol, benzinde çözünmeyen ksantofil pigmenti nedeniyle sarıya boyanacaktır. Benzin tabakası, içinde çözünmüş olan klorofil nedeniyle yeşil olacaktır. Aslında benzin katmanı da karoten içerir ancak rengi, klorofilin yoğun yeşil rengi tarafından maskelenir.

Karoten pigmentinin benzin katmanında gerçekten mevcut olduğundan emin olmak için %20'lik bir sodyum hidroksit veya potasyum hidroksit çözeltisine ihtiyacımız var.

Dikkatlice! Konsantre alkali ile çalışmanın kurallarını unutmayın!

Kimyasal yapısına göre klorofil, dikarboksilik asit klorofilinin ve iki alkolün (metil ve fitol) bir esteridir. Esterler alkalilerle etkileşime girdiğinde, bir sabunlaşma reaksiyonu meydana gelir; bu reaksiyon, verilen asit ve alkollerin bir tuzunu oluşturmak için ester bağlarının bölünmesidir. Klorofilin sabunlaşma reaksiyonu sonucunda klorofilinin sodyum veya potasyum tuzu, metil alkol ve fitol oluşur.

Bir test tüpüne 2-3 ml alkollü pigment ekstraktı dökün, 4-5 damla %20 alkali solüsyon ekleyin, test tüpünü bir tıpayla kapatın (bu durumda bir tıpa, parmak değil!) ve sallamak. Klorofil ile alkali arasında reaksiyon meydana gelir. Sodyum ve potasyum klorofilinler yeşil olduğundan çözeltinin rengi değişmez.

Test tüpüne, test tüpündeki toplam sıvı hacmi iki katına çıkacak miktarda benzin ekleyin, çalkalayın ve çökmesini bekleyin. Test tüpündeki sıvı iki katmana ayrılacaktır; altta alkol, üstte çakmak gazı.

Alt alkol tabakası, içinde bir tuz bulunması nedeniyle yeşile dönecektir - klorofilden farklı olarak benzinde çözünmeyen sodyum klorofilin. Burada, alkol tabakasında ksantofil pigmenti bulunur, ancak rengi, klorofilin sodyum tuzunun yoğun yeşil rengiyle maskelenir. Benzinin üst tabakası karoten pigmenti nedeniyle sarıya boyanacaktır.

Çözüm: Yaprağın alkol ekstraktı klorofil ve iki sarı pigment içerir - karoten ve ksantofil. Bir bitki yaprağının rengi öncelikle bu pigmentlerin kantitatif oranına ve ayrıca antosiyanin grubu pigmentlerin olası varlığına bağlıdır.

Çalışmanın devamında, farklı bitki türlerinden ve farklı yaşlardan analiz için farklı renkteki yaprak özlerinin alınması ilginçtir. Olgun olgun yapraklar gençlere göre daha fazla klorofil içerir. Yaşlı yapraklar daha fazla sarı pigment içerir. Bu nedenle yaprak rengi yaşla birlikte değişir: gençlerde sarı-yeşilden yetişkinlerde yoğun yeşile ve düşen sonbahar yapraklarında sarıya kadar.

Deney 6. Bitkisel boyaların elde edilmesi

I. Soğan kabuğundan boya elde edilmesi

Soğan kabuğu ekstraktı gıda ve kumaşları sarı-kahverengiye boyamak için yaygın olarak kullanılır.

Çalışmak için demir-amonyum şapına [(NH 4)2SO 4 × Fe2 (SO 4) 3 × 24 H 2 O] ve demir (II) sülfata ihtiyacınız olacak.

1. 1 litre ılık suya 100 gr soğan kabuğunu 30-35 dakika dökün, 1 çay kaşığı karbonat ekleyin ve kısık ateşte, hafifçe karıştırarak 1,5 saat kaynatın.

2. Ekstraktı boşaltın, soğan kabuğunu tekrar az miktarda suyla dökün ve bir saat kaynatın. Ekstraktı tekrar boşaltın, önceden alınan kısımla karıştırın ve çökmesini bekleyin. Boyanın konsantrasyonunu arttırmak için elde edilen ekstrakt buharlaştırılabilir.

Kalıcı renklendirme elde etmek için bir dezenfektan kullanmanız gerekir (2 litre suya 4 gr şap veya 1 gr demir sülfat). Renklendirme üç şekilde yapılabilir:

a) ön aşındırma ile: boyanacak malzemeyi dezenfektan solüsyonunda 15-20 dakika kaynatın, ardından soğuk boya solüsyonuna aktarın ve 45-60 dakika kaynatın;

b) eşzamanlı aşındırma ile: aşındırma çözeltisini boya çözeltisine ekleyin, boyanacak malzemeyi içine indirin ve her zaman ters çevirerek kaynatın;

c) ardından asitle temizleme: malzemeyi bir boya kaynağında yaklaşık 1 saat kaynatın, ardından çözeltiye bir dekapaj ajanı ekleyin ve 40 dakika daha kaynatın.

3. Boyalı kumaşı veya ipliği biraz sirke katılmış ılık suda durulayın.

Soğan kabuğu ekstraktında kaynatıldığında malzeme yavaş yavaş koyu kahverengiye dönecektir. Şap veya demir (II) sülfat aynı anda kullanılırsa malzeme siyaha döner.

Bitki materyallerini kullanan diğer boyama seçenekleri Tablo 3'te gösterilmektedir.

Tablo 3. Bitkisel boyalar ve mordanlarla renklendirme

II. Bitki materyalinden mürekkebin çıkarılması

Tanen bakımından zengin bazı bitki materyali türleri mürekkep olarak kullanılabilir. Çalışmak için demir (II) sülfata ihtiyacınız olacak.

1. %20'lik sulu demir (II) sülfat çözeltisi hazırlayın.

2. 2 gr kuru çay yaprağını 50 ml sıcak suya dökün ve kaynar su banyosunda 30-40 dakika ısıtın.

3. Çözeltiyi süzün, çökeltiye 20-25 ml su daha ekleyin, kaynatın ve tekrar süzün. Süzüntüleri birleştirin ve 8-10 ml'lik bir hacme kadar buharlaştırın.

4. 2 ml ılık süzüntüye, renk siyah görünene kadar 0,5-1 ml %20 demir (II) sülfat çözeltisi ekleyin. Mürekkebi kalınlaştırmak için 1-2 gr toz şeker ekleyin.

Çay yerine tanen bakımından zengin diğer hammaddeleri kullanabilirsiniz: meşe kabuğu, beşparmakotu veya kıvırcık dok kökleri, at kestanesi meyveleri veya kara mürver. İş için bu malzemeden 50-100 gr'a ihtiyacınız olacak.

Deney 7. Ev yapımı gösterge kağıdı yapımı

Kırmızı lahana yapraklarından elde edilen ekstrakt en iyi gösterge özelliklerine sahiptir. Başlangıçta ahududu-leylak rengine sahiptir. Güçlü asidik bir ortamda (pH 2-3) kırmızı olur ve pH 4-5'te pembeye döner. Ayrıca nötrleştirme ilerledikçe pembe-kırmızı renk önce leylak rengine, ardından açık maviye (pH 6-7) dönüşür. pH değerleri alkali bölgeye geçtiğinde çözeltinin rengi yeşil (pH 8), sarı-yeşil (pH 9-10) ve yüksek alkali ortamda (pH 10'un üzerinde) - sarı olur.

Filtre kağıdı şeritlerini bu ekstraktla ıslatıp kurutarak, asidik bölgedeki çözeltilerin pH'ının oldukça doğru bir şekilde belirlenmesi için iyi bir gösterge kağıdı elde edebilirsiniz. Alkali için indikatör (kırmızı indikatör kağıdı) hazırlamak için filtre kağıdını ıslatmadan önce kırmızı lahana ekstraktının önce 1-2 damla sirke ile pembe bir renk oluşana kadar asitlendirilmesi gerekir.

Kırmızı lahana boyasının gösterge özellikleri turnusol ile benzerdir: renk geçiş bölgesi pH 3-12 aralığındadır. Bir çözeltinin pH'ını daha doğru bir şekilde belirlemek için, bu göstergenin rengindeki değişikliklerin renk skalasını oluşturmanız gerekir.

Ortaya çıkan gösterge kağıdı, çeşitli maddelerin pH'ını ve toprağın asitliğini belirlemek için kullanılabilir (Tablo 4).

Tablo 4. Evdeki maddelerin çözeltilerinde kırmızı lahana göstergesinin rengindeki değişim

Edebiyat

Artamonov V.I. İlginç bitki fizyolojisi. – M.: Agropromizdat, 1991.
Berdonosov S.S., Berdonosov P.S. Genel Kimya El Kitabı. – M.: AST Astrel, 2002.
Golovko T.K. Bitki solunumu (fizyolojik yönler). – St.Petersburg: Nauka, 1999.
Çocuk ansiklopedisi. – M.: RSFSR Pedagoji Bilimleri Akademisi, 1959.
Zalensky O.V. Fotosentez çalışmasının ekolojik ve fizyolojik yönleri / Timiryazev Okumaları. – L.: Nauka, 1977. Cilt. 37. 57 s.
Lebedeva T.S., Sytnik K.M. Bitki dünyasının pigmentleri. – Kiev: Naukova Dumka, 1986.
Olgin O. Patlamasız deneyler. – M.: Kimya, 1986.
Pçelov A.M. Doğa ve onun yaşamı. – L.: Hayat, 1990.
Atkins P. Moleküller. – M.: Mir, 1991.

Fotoğraf: M. ve O. Barinov

Kirov bölgesi, Çepetsk bölgesi FilippovoKirovo köyündeki belediye devlet eğitim kurumu ortaokulu

Araştırma projesi

Sonbaharda Norveç akçaağacının yaprak rengindeki değişim ve yaprak dökülmesi

Tamamlayan: Lyskova Vera,

4. sınıf öğrencisi

Filippovo köyündeki MCOU ortaokulu

Başkan: Kozminykh N.V.,

ilkokul öğretmeni

Filippovo

Proje pasaportu………………….……………………………………… 3-5

Aşama raporları………………………………………………………6

1. Hazırlık aşaması. ………………………………………………………6-9

   Pratik aşama. . ……………………………………………………………10-12

   Kontrol ve değerlendirme aşaması. ……………………………………13-14

Sonuç………………………….……………………………………………………15

Kullanılan kaynakların listesi.................................................... .......16

Ek………………………………………………………………………………….17-27

Proje pasaportu

Proje adı: Norveç akçaağacının sonbaharda yaprak rengi ve yaprak dökümünün araştırılması

Proje katılımcısı: Vera Lyskova, Filippovo köyündeki MKOU ortaokulunun 4. sınıf öğrencisi

Başkan: Nina Vladimirovna Kozminykh, ilkokul öğretmeni

Proje türü: ilkokul çağındaki çocuklara yönelik uzun vadeli, bireysel, araştırma.

Proje süresi: 7 ay

Eğitim alanı: bilişsel ve araştırma (biyoloji, ekoloji)

Sorun: Akçaağaç yapraklarının rengi sonbaharda nasıl, ne zaman ve neden değişir?

Yapraklar neden renk değiştirir?

Sonbaharda yapraklar neden farklı renkte olur?

Akçaağaç yapraklarının rengini değiştirme süreci nasıl gerçekleşir?

Akçaağaç yaprağının düşmesi ne kadar sürer?

Amaç: Bir video filmi oluşturmak için sonbaharda Norveç akçaağaçlarının yapraklarının rengini ve yaprak dökümünü incelemek

Norveç akçaağacıyla ilgili bilimsel literatürü, akçaağaç yapraklarının rengindeki değişiklikleri, yaz - sonbahar döneminde yaprak dökülmesini inceleyin.

Ağustos ortasından yaprak dökülmesinin sonuna ve hava koşullarına kadar yaprak rengindeki değişikliklere ilişkin fenolojik gözlemler yapın.

Norveç akçaağacının yapraklarında meydana gelen mevsimsel değişiklikler hakkında bir sonuç çıkarın.

Herbaryum ve video filmi için materyal toplayın.

Nesne: Norveç akçaağacı

Konu: Norveç akçaağacının yaz-sonbahar döneminde yaprak rengindeki değişim ve yaprak dökülmesi

Literatür ve performans sonuçlarının incelenmesi ve analizi.

Gözlem.

Karşılaştırmak.

Genelleme.

Fotoğraf, video çekimi.

Uzman incelemesi.

Planlanan sonuçlar

Proje üzerinde çalışırken şunları öğreneceğim:

Literatürde ve İnternet kaynaklarında (bağımsız olarak ve yetişkinlerle birlikte) bilgi arayın;

Gözlem sonuçlarını toplayın, kaydedin, karşılaştırın, özetleyin ve değerlendirin, sonuçları formüle edin ve kendi bakış açınızı ifade edin;

Bir video filmi oluşturmak için Microsoft Office Word ve Film Studio programlarında çalışın;

Topluluk önünde konuşmak, projenin konusuyla ilgili soruları yanıtlamak.

dipnot

Proje, 12 Ağustos'tan Eylül 2015'in sonuna kadar olan dönemde Norveç akçaağacının yaprak rengindeki fenolojik değişimi inceliyor. Gözlem nesnesi, Filippovo köyü M. Zlobina Caddesi'ndeki 16 numaralı evin yakınında büyüyen yalnız bir akçaağaçtı ve akçaağacın bulunduğu alan tanımlandı. Ayrıca güvenilir sonuçlar elde etmek için M. Zlobin ve Zaev caddelerindeki akçaağaç ağaçlarında değişiklikler kaydedildi. Gözlemler, akçaağaç yaprağının renklenmesinin yaprağın kenarından ortasına ve ağacın kendisinin - yukarıdan alt dallara doğru meydana geldiğini, yaprak dökülmesinin 2 Eylül'de başladığını, yaprak dökülmesinin sonunun 25 Eylül olduğunu gösterdi. . Çalışma sırasında hava koşulları (hava sıcaklığı, rüzgar, yağış) not edildi. Gözlemlerin ilerleyişi video çekimleri ve fotoğraflarla da kaydedildi. Sonbaharda ağaç yapraklarında meydana gelen mevsimsel değişiklikler ve yaprak dökümü ile ilgili projenin bilimsel gerekçesi verilmektedir. Ana bilgi kaynaklarından biri, Voronej Devlet Pedagoji Üniversitesi profesörü V.A. Koposov'un bölgemizin karakteristik sonbahar dönemlerini tartışan “Doğada Fenolojik Gözlemler” adlı ders kitabıydı.

Projenin hazırlanmasında büyük bir yer, bilimsel bilgilerin ilkokul çocukları için erişilebilir bir şeye işlenmesine yönelik pratik çalışmaların yanı sıra sunuma hazırlık aşamasında toplanan fotoğraf ve video materyalleriyle yoğun çalışma süreci tarafından işgal edildi. . Projenin pratik önemi: Çevredeki dünyayla ilgili dersler için bir ders kitabı oluşturuldu.

Proje faaliyet ürünü: video filmi

Ekipman ve malzemeler: kamera, bilgisayar (Microsoft Office Word, Film Studio programları), projektör, renkli yazıcı, kağıt.

Aşamalara göre raporlama

Hazırlık aşaması:

Proje konusuyla ilgili bilimsel ve eğitimsel literatürü seçin ve inceleyin.

Gerekli ekipman ve malzemeleri hazırlayın.

Bir gözlem planı yapın.

Bilimsel literatür çalışmasının sonuçları hakkında rapor

giriiş

Bölgemizde yaz mevsiminin kademeli olarak gerilemesi 16 Ağustos'ta başlıyor. Gündüz saatlerinde kademeli bir azalma, Dünya'ya giren güneş ısısı miktarında bir azalma ve bitkilerin renginde bir değişiklik var. Bölgemizin karma ormanlarındaki rengarenk yaz renklerinin yerini altın sonbahar alıyor. Kuş sesleri sustu, yaprak ve mantar kokusu, hava temiz ve şeffaf. Eylül ayına “düşünceli” ay denir. Doğadaki sessizlik yalnızca ağaç tepelerinden düşen yaprakların hışırtısı ve esmeye başlayan soğuk rüzgarın gürültüsüyle bozulur. Doğa gelecek değişimlere hazırlanıyor. Sonbahar bitkilerin yaşamında zor bir dönemdir. Çok yıllık otlar, çalılar ve ağaçlar sonbaharda aktif olarak kışlamaya hazırlanmaya başlar. Çoğu ağaç kış için yapraklarını döker. Yaprak dökülmesinden önce sonbahar yaprak rengi gelir.

Fenoloji bilimi doğanın mevsimsel gelişim yasalarını inceler. Gezegenimizdeki periyodik doğal olaylar, öncelikle Dünyanın Güneş'ten aldığı radyant enerji miktarındaki değişikliklere bağlıdır. Fenologlara göre sonbahar dört döneme ayrılır: ilk sonbahar, altın sonbahar, derin sonbahar ve kış öncesi.

Sonbahar yaprak rengi

Sonbahar yaprak rengi değişiklikleri, yaprak döken ağaçların ve çalıların yeşil yapraklarında meydana gelir ve bunun sonucunda, altın rengi ketenden neredeyse beyaza ve kahverengi damarlı mora kadar değişen bir veya daha fazla renk ortaya çıkar. Yaprakların rengi pigmentler tarafından belirlenir. Yeşil yaprak, hücrelerde büyük miktarlarda bulunan klorofil pigmentinin varlığı nedeniyle bu renge sahiptir. Bu bitkinin büyüme döneminde meydana gelir. Yaz aylarında klorofilin yeşil rengi baskın hale gelir ve diğer pigmentlerin renklerini gölgede bırakır.

Yaz sonlarında, meyve sularını yaprağın içine ve dışına taşıyan damarlar giderek kapanır ve yaprağa giren su ve mineral miktarı azalır. Klorofil miktarı da azalmaya başlar ve genellikle yaprak tamamen renk değiştirdikten sonra bile damarlar yeşil kalır. Yaprağın rengi diğer pigmentlere bağlı olarak değişir.

Karotenoidler ağırlıklı olarak sarı veya turuncu renktedir. Yapraklarda her zaman bulunurlar ancak klorofilin yeşil rengi nedeniyle gölgelenirler.

Antosiyaninler yapraklardaki kırmızı renklerden sorumludur ve klorofil seviyeleri düşmeye başlayana kadar yapraklarda mevcut değildir.

Yaprakların kahverengi rengi herhangi bir pigmentin etkisinden değil, görünür renk pigmentleri olmadığında farkedilebilen hücre duvarlarından kaynaklanmaktadır.

Sonbahar yapraklarının rengi her bitki türünde genetik olarak belirlenir. Ancak bu rengin donuk mu yoksa parlak mı olacağı hava durumuna bağlıdır.
Yaprakların en parlak ve en zengin renkleri, havanın uzun süre devam ettiği zamanlarda ortaya çıkar: günler açık, geceler soğuk, sonbahar kuru ve güneşli. 0 ila 7 santigrat derece arasındaki sıcaklıklarda antosiyanin oluşumu artar ve yaprakların kırmızı rengi daha yoğun hale gelir. Yaprakların sarı veya kırmızı rengi yere düştükten sonra birkaç hafta daha devam edebilir.
2.1.2. Ağaç ve çalıların yaprak dökmesi

Yaprak düşmesine ne sebep olur? Yaprak dökülmesi sırasında ağaçların yapraklarını incelerseniz, yaprak sapının tabanında mantar hücrelerinin ayırıcı bir katmanını tespit etmek kolaydır. Ayırma tabakasının oluşmasından sonra nemin tabakaya erişimi durur ve kendi ağırlıkları altında ve rüzgarın etkisiyle bile kolaylıkla parçalanırlar. Gölgeli, nemli yerlerde, bitkilerin kökleri daha fazla nemi emip gövdeye ve yapraklara aktardığı için yaprak dökülmesi daha geç meydana gelir. Yüksek rakımlarda nem eksikliği nedeniyle yapraklar daha erken dökülür. Bitkiler yapraklarını dökerek zorlu kış şartlarına uyum sağladılar. Yaprak dökülmesi ağaçların ve çalıların yalnızca uzun süreli soğuğa değil aynı zamanda kuraklığa da dayanmasına yardımcı olur. Bildiğiniz gibi bitkilerin kökleri soğuk suyu ememez ve yapraklar stomalar yoluyla nemi sürekli buharlaştırır, bu da bitkilerin kurumasına ve ölmesine neden olabilir. Yaprak dökülmesi sayesinde ağaçlar zararlı metabolik ürünlerden kurtulur ve bitkiler faydalı maddeleri gövde ve köklerde tutar. Yaprak dökülmesi, ağaçları ve çalıları kış aylarında kar kırıcılardan korur.

Gözlemlenen nesnenin özellikleri

Norveç akçaağacı veya Çınar akçaağacı veya Platanifolia akçaağacı (lat. Acer platanoidleri) Avrupa ve Güney-Batı Asya'da yaygın olan bir akçaağaç türüdür.

Güzel, geniş, yoğun bir küresel taç ile 12-28 m yüksekliğinde yaprak döken ağaç. Genç ağaçların kabuğu pürüzsüz, gri-kahverengidir, yaşlandıkça koyulaşır ve uzun, dar, uzunlamasına çatlaklarla kaplıdır, dallar güçlü, geniş ve yukarı doğru yönlendirilmiştir. Yapraklar basit, karşılıklı, 18 cm uzunluğa kadardır. Yaprakların üst kısmı koyu yeşil, alt kısmı ise daha soluktur. Sonbaharda sararırlar veya turuncuya dönerler ve sonra düşerler.

Çiçekler kokulu, sarımsı yeşil renkli olup 15-30 çiçek halinde toplanır. Mayıs ayının ilk yarısında yaprak çiçeklenmesinden önce ve çiçeklenme sırasında ortaya çıkar. Böcekler tarafından tozlaşır.

Meyvesi aslan balığıdır; kanatları tohumu uzun mesafelere taşıyabilme özelliğine sahiptir. Tohumlar çıplaktır ve kış boyunca ağaçta kalabilir. Norveç akçaağacı her yıl Rusya'da - Eylül ayında meyve verir.

Akçaağaç ilk 3 yılda oldukça hızlı büyür, genç bir ağacın yıllık büyümesi 1 metreye ulaşabilir ve 17 yıl sonra meyve vermeye başlar. Doğada 150 yıla kadar yaşar.

Gözlem planı:

1. Her hafta akçaağaç ağacına gelin ve hava koşullarını not edin, akçaağaçın görünümünü anlatın, yaprakların rengindeki değişime dikkat edin. Yaprakların yoğun renklendiği ve yaprak döküldüğü dönemlerde ziyaret sıklığını artırın.

2. Gözlem sonuçlarını fotoğraf, video ve yazılı notlar kullanarak kaydedin.

3. Sonuçları tabloya girin:

4. Gözlem materyaline dayalı bir video filmi ve herbaryum hazırlayın.

5. Norveç akçaağacında yaz sonundan yaprak dökümü sonuna kadar meydana gelen mevsimsel değişiklikler hakkında bir sonuç çıkarın.

Pratik aşama:

Gözlem nesnesinin yerini açıklayın.

Gözlemler yapın ve sonuçları kaydedin

Proje ürününü hazırlayın.

Bir sonuç çıkarın (sonuç)

Akçaağaç konumunun açıklaması

Gözlemimizin amacı M. Zlobina caddesindeki 16 numaralı tuğla apartmanın avlusunda büyüyor. Filippovo Kirovo - Chepetsky bölgesi. Arsa evin asfalt yolunun karşı tarafında, sebze bahçesinin bitişiğinde yer almakta olup, yakınında çocuk oyun alanı bulunmaktadır. Toprak tınlı, oldukça yoğun, yüzey pürüzsüz. Bu alanda akçaağaçların yanı sıra yakınlarda huş ağaçları da yetişiyor, ağaçların arası mesafe 3 metredir. Akçaağaç güney ve batı taraflarında iyi aydınlatılmış, sitenin kenarında yetişiyor, yola olan mesafe yaklaşık 3 metre.

Norveç akçaağacının yaprak rengindeki değişiklikler ve yaprak dökülmesi üzerine gözlemler

Gözlemimiz 12 Ağustos'ta başladı. Bölgemizde yazın gerilemesi 16 Ağustos'ta başlıyor ve ay sonuna kadar devam ediyor. Günlük ortalama sıcaklıklar giderek azalıyor. İlk sarı yapraklar belirir. Günler kısalıyor. Sis yere düşüyor, çimlerin üzerine çiy düşüyor.

Yaprakların sonbaharda renklenmesinin başlangıcı, bitkilerde renkli yaprakların göründüğü gün işaretlenir ve bunlara her gün yenileri eklenir. Dalların sarsılmasıyla 3-5 yaprağın döküldüğü gün yaprak dökülmesinin başlangıcı işaretlenir. Gözlemlenen türlerin çoğu bitkisindeki yaprakların renk değiştirdiği günde, yapraklarda tam sonbahar rengi gözlenir. Yaprak dökülmesinin sonu, belirli bir türün çoğu örneğinin yapraklarını tamamen kaybettiği gün kutlanır.

Böylece akçaağaç yaprağının renklenmesi yaprağın kenarından ortasına, üst dallardan alt dallara doğru meydana gelir, yaprakların rengi turuncu, sarı olur. İlk yaprakların dökülmesi 2 Eylül'de, toplu yaprak dökümü 16 Eylül'de, yaprak dökümünün sonu ise 25 Eylül'de başlamıştır. Yaprakları parlak renklerle renklendirmek için uygun hava koşulları: geceler oldukça soğuk, günler ise sıcak, güneşli ve kuraktır. Karşılaştırma amacıyla cadde boyunca büyüyen diğer ağaçlar üzerinde gözlemler yapıldı. M. Zlobina ve st. Zaev'e göre, akçaağaçlardaki yeşillik rengindeki değişikliklerin zamanlaması ile yaprak düşme zamanı çakıştı.

2.3. Kontrol ve değerlendirme aşaması:

1. Projenin sunumunu yapın ve konuyla ilgili soruları yanıtlayın.

2. Projenin uzman değerlendirmesini alın.

3. Yapılan işin öz değerlendirmesini yapın.

2.3.1. Uzman değerlendirmesi (inceleme)

Proje 10 sayfalık eklerle birlikte 17 sayfa halinde sunulmakta olup, 1 tablo, 16 fotoğraf içermektedir.

Projede mevsimlere göre doğadaki gözlemlerle ilgili konular inceleniyor. Her mevsimin kendine has özellikleri, doğanın mevsimsel gelişim yasaları vardır. 4. sınıf öğrencisinin proje çalışması, doğanın güzelliği ve benzersizliği konusundaki kişisel farkındalığı ve canlı ve cansız doğa arasındaki ilişkilerin anlaşılmasıyla bağlantılıdır. Yazar ilginç ve erişilebilir bir araştırma konusu seçti, sorunu formüle etti, amaç ve hedefleri belirledi. Belirlenen görevleri çözmek için İnternet kaynakları da dahil olmak üzere 5 edebi kaynak incelendi, gözlemler planlandı ve gerçekleştirildi ve proje aşamalarında çalışmanın sonuçları çeşitli şekillerde sunuldu. Metin belirtilen hedeflere uygundur, iyi tasarlanmış ve kendi fotoğraflarıyla resimlendirilmiştir. Sonuç olarak oldukça açık ve mantıklı sonuçlar verilmektedir. Projenin ürünü olan bir video filmi, Norveç akçaağacı örneğini kullanarak yaban hayatında mevsimsel değişikliklerin nasıl meydana geldiğini açıkça göstermektedir. Proje ürünü üzerinde yapılan çalışma, öğrencinin BİT alanındaki yeteneklerini gösterdi. Ekte yer alan fenolojik sonbahar doğa takvimi, bu projenin yaban hayatı araştırmalarına yönelik umutlarını göstermektedir. Yazara dilekler: İlkbahar ve yaz dönemi için fenolojik gözlemlerle genişleterek proje üzerinde çalışmaya devam edin.

Filippovo köyündeki Belediye Belediye Eğitim Kurumu Ortaokulu 4. sınıf öğrencisi Vera Lyskova'nın proje çalışması çevre ve biyolojik yarışmalara sunulabilir.

Hakem: Shchekleina N.G., Filippovo köyündeki Belediye Eğitim Kurumu Ortaokulu biyoloji öğretmeni

Benlik saygısı

Filippovo Lyskova Vera köyündeki Belediye Belediye Eğitim Kurumu Ortaokulu 4. sınıf öğrencisi olarak 3. sınıftayken büyücü sonbaharın ağaçları hangi renklerle süslediğiyle ilgilenmeye başladım. En güzel ağaç akçaağaçtır. Yemyeşil bir tacı ve buketler halinde toplanabilen büyük oyma yaprakları vardır. Akçaağacın güzelliğini boyalarla kağıda aktardım, fotoğraf çektim. Ve yeni sonbaharda öğretmenimin rehberliğinde "Sonbaharda Norveç akçaağacının yaprak rengindeki değişiklikler ve yaprak dökülmesi" adlı bir araştırma projesine başladım.

Sonbaharda yaprakların neden renk değiştirdiğini ve ağaçlardan düştüğünü öğrendim. Bu doğa olayını gözlemlemek, gözlemlerimi kaydetmek, meydana gelen değişiklikleri açıklamak ve ardından bu doğa mucizesinin nasıl oluştuğunu net bir şekilde gösteren bir film yaratmak benim için ilginçti.

Literatürde bulduğum ve daha önce bilmediğim terimlerle (klorofil, pigmentler, karotenoidler vb.) karşılaştığımda zorlandım ama yavaş yavaş bu isimleri hatırladım.

Proje üzerinde çalışmaya devam etmek istiyorum.

Çözüm

Proje üzerinde çalışırken:

Norveç akçaağaç yaprakları ve yaprak dökülmesinde meydana gelen sonbahar değişiklikleri hakkındaki literatürü inceledi;

yaprağın görünümünü, rengindeki değişimi anlattı;

gözlem nesnesinin konumunun bir tanımını verdi;

nesnenin gözlemlerini gerçekleştirdiler ve onu diğer akçaağaçlarla karşılaştırdılar, sonuçlara göre hava koşullarını gösteren bir tablo derlediler;

ilkokul öğrencilerine göstermek için bir video hazırladı.

Gözlemler, akçaağaç yaprağının renginin yaprağın kenarından ortasına doğru olduğunu ve ağacın kendisinin - üstten alt dallara, yaprakların renginin - turuncudan parlak sarıya doğru olduğunu göstermiştir. İlk yaprakların dökülmesi 2 Eylül'de, toplu yaprak dökümü 16 Eylül'de, yaprak dökümünün sonu ise 25 Eylül'de başlamıştır. Yaprakların parlak renklere dönüşmesi için uygun hava koşulları vardı: Geceler oldukça soğuk, gündüzler ise sıcak, güneşli ve kuruydu. Karşılaştırma amacıyla cadde boyunca büyüyen diğer ağaçlar üzerinde gözlemler yapıldı. M. Zlobina ve st. Zaev'e göre, akçaağaçlardaki yeşillik rengindeki değişikliklerin zamanlaması ile yaprak düşme zamanı çakıştı.

Böylece projenin başında sorulan sorunlu sorulara yanıtlar bulundu. Ağaçların yaşamındaki mevsimsel olaylar hakkındaki bilgiler genişledi. Norveç akçaağacı örneğini kullanarak cansız doğanın (güneş ısısı, gündüz saatleri, yağış, rüzgar) canlı bir organizmayı nasıl etkilediği tespit edildi: ağaç yeni koşullara uyum sağlar, önce yaprakların rengi değişir, sonra yapraklar dökülür. Projenin beklentileri: Yetişkinlerin yardımıyla baharda genç akçaağaçlar dikerek köyümüzün sokaklarını yeşillendirin; bu çok güzel ve hızlı büyüyen bir bitkidir.

Kullanılan kaynakların listesi

Kurt - Gilsenbach.H. Ağaçlar [Metin] Ansiklopedi “Nedir” - Word, 1997. - 48 s.

Kopysov, V.A. Doğada fenolojik gözlemler [Metin]: ders kitabı - Kirov, 2009. - 135 s.

Kirov bölgesinin doğası, ekonomisi ve ekolojisi [Metin]: [Sb. makaleler] – Kirov: Kirov Doğayı Koruma Bölge Komitesi, 1996. – 490 s.

Ekolojik merkezin web sitesi "Ekosistem", http://www.ecosystema.ru/. (son erişim tarihi: 12/07/15.)

Dünya Ansiklopedisi web sitesi, https://ru.wikipedia.org/wiki/Colors_of_autumn_leaves (son erişim tarihi: 12/14/15.

Ek 1

Norveç akçaağacı

Fotoğraf 1. Norveç akçaağacı Fotoğraf 2. Yaprak

Fotoğraf 3. Çiçekler Fotoğraf 4. Meyveler

http://yandex.ru adresinden fotoğraf malzemeleri (son erişim tarihi 08/12/15)

Ek 2

Yaprak rengi ve yaprak dökülmesinin fotografik gözlemleri

Norveç akçaağacı

Fotoğraf 6. Akçaağaç yaprakları renk değiştirmeye başlar.

Fotoğraf10. Sonbahar gezisi.

Fotoğraf 16. Projenin uygulama aşamasının tamamlanması

Ek 3

Doğadaki sonbahar değişikliklerinin fenolojik takvimi

İlk sonbahar

Son fırtına.

Ahır kırlangıçlarının ayrılışı.

Swift'lerin son çağrıları.

İlk olgun İsveç kirazı meyveleri.

Huş ağaçlarının ilk sarı yaprakları.

Ihlamur ağaçlarının ilk sarı yaprakları.

Kuş kirazının ilk sarı yaprakları.

Üvez ağaçlarının ilk sarı yaprakları.

Aspenlerde ilk sarı yapraklar.

Göç eden ilk turna sürüsü.

Ortalama günlük sıcaklığın +10° C'ye geçişi.

Meşe ağacının yanında meşe palamutlarının olgunlaşması.

Çoğu ağaç ve çalıda sarı yaprakların görünümü.

Ihlamur ağacında yaprak dökümünün başlangıcı.

Uçan bir ağın görünümü.

Kuş kiraz ağacında yaprak dökümünün başlangıcı.

Huş ağacının yaprakları düşmeye başladı.

Kavak ağacının yaprakları düşmeye başladı.

Göç eden ilk kaz sürüleri.

Balmumu kanatlarının görünümü.

Kavak ağacının yaprakları düşmeye başladı.

Üvez ağacının yaprakları düşmeye başladı.

Havadaki ilk don.

Ihlamur yapraklarının tam sonbahar rengi.

Konutların yakınında saksağanların ortaya çıkışı.

Sonbahar göçünde ilk ördek sürüsü.

Üvez yapraklarının tam sonbahar rengi.

Kuş kiraz yapraklarının tam rengi.

29. Kavak yapraklarının tam rengi.

30. Kavak yapraklarının tam sonbahar rengi.

Altın sonbahar

Çoğu ağaç ve çalıda tam sonbahar rengi (leylak ve kızılağaç hariç).

Karaçam iğnelerinin sararmasının başlangıcı.

Ihlamur ağacında yaprağın ucu düşer.

Kuş kiraz ağacında yaprağın sonu düşer.

Yaprağın sonu kavakta düşer.

Üvez ve huş ağacı için yaprak sonu düşer.

derin sonbahar

1. Çoğu ağaç ve çalı için toplu yaprak dökülmesinin sonu

2. Son kaleler uçup gitti.

Karaçamda yaprak dökümü başlangıcı.

Karaçam iğnelerinin tam sonbahar rengi.

Son kaz sürüsü.

İlk kar örtüsü.

Leylakta yaprak dökümü başlangıcı.

Son ördek sürüsü

Leylaklarda yaprağın sonu düşer.

Karaçamda yaprağın sonu düşer.

Kış öncesi

1.Sıcaklıklar 0°C'nin altına düştü.

2. Kalıcı kar örtüsünün oluşturulması.

3.Nehirler buzla kaplıydı.

4. Kızak yolu yapılması.