Осень - яркий период в природе, когда лес за считанные дни меняет окраску листьев с зеленых, на желтые, красные и коричневые цвета.
Чем же объясняется буйство красок в сезон созерцания листьев? Почему одни деревья желтеют, другие - краснеют, а потом они становятся коричневого цвета.
Объяснение - в замещении хролофилла другими веществами: каротиноидами и антоцианинами. Летом у деревьев много питательных веществ, но с приходом осени этот запас постепенно уменьшается. С исчерпанием запасов прекращается синтез хлорофилла. И тогда становится заметен другие пигменты, присутствующие в листьях, но перекрываемые зелёным цветом - жёлтые и оранжевые. Это те же самые пигменты, которые обусловливают, к примеру, цвет моркови - каротиноиды.
Листья красных оттенков - результат образования антоцианов. В зелёных листьях эти пигменты отсутствуют. Они начинают образовываться в листьях некоторых видов растений после исчезновения хлорофилла. Антоцианы - те же пигменты, благодаря которым редиска, герань, роза или цветная капуста обладают своим цветом.
Яркость цвета осенних листьев зависит от погоды. Самые красивые одежды деревья надевают в солнечную сухую погоду, при температуре в 0 - 7 градусов Цельсия. Если же погода пасмурная, дождливая, то листья не горят, а окрашиваются в тусклые жёлтые оттенки или же вовсе становятся коричневыми.
С приближением зимы жёлтые и красные листья постепенно теряют пигменты. Коричневые листья, которые можно увидеть поздней осенью, с наступлением сильных холодов, после выпадения снега - это листья, в которых вообще не осталось пигментов, и стали заметны клеточные стенки.
Листья у берёзы осенью жёлто-золотистого цвета
Листья у клёна осенью красного цвета
Цвет листьям деревьев придает особое вещество — красящее вещество или пигмент. При этом стоит помнить, что в световом пучке или солнечном свете есть все цвета радуги. При этом любые краски, без разницы природные искусственные поглощают или отражают определенные цвета. Если, например красящее вещество поглощает все цвета и при этом отражает красный, то наш глаз видит именно отраженный красный цвет, и нам кажется, что мы покрасили, например лист бумаги в красный цвет, а на самом деле мы покрыли его веществом, краской, поглотившей все цвета кроме красного.
Попробуйте прочитать абзац вверху несколько раз, пока не поймете основной принцип окрашивания всего живого и неживого в мире. В примере с живым, цвет коже людей негроидной расы придает тоже вещество, поглощающее все цвета, кроме черного цвета.
Вот так и с осенними листьями, мы видим их зелеными пока в них много хлорофилла, он поглощает все цвета кроме зеленого или что тоже самое отражает зеленый цвет.
Свет перерабатываются пигментом — хлорофиллом в энергию, которую может использовать растение. Когда лиственные деревья готовятся к зиме, молекулы, из которых состоят их листья (молекулы хлорофилла в том числе), разрушаются и перерабатываются. Атомы (мельчайшие строительные частички любого вещества) молекул хлорофилла используются для построения новых видов молекул. А эти новые молекулы запасаются в других частях дерева.
За время своего летнего бодрствования листья на деревьях в своей листовой пластине накапливают много различных веществ. Однако осенью солнечного цвета становится недостаточно для компенсации потребностей дерева для его нормального роста и развития, хлорофилл в листьях заканчивается, теперь в них виден каротин (желтый или оранжевый пигмент). Он там был с самого начала, но был замаскирован более сильным отражающим зеленый цвет веществом – хлорофиллом. Молекулы каротина более прочные (не так легко разрушаются), чем молекулы хлорофилла, и поэтому сохраняются в листьях даже после того, как хлорофилл в них разрушился.
А вот красными и багровыми листья становятся из-за образующегося в них пигмента антоциана (он придаёт осенним листьям красные и пурпурные оттенки). Количество антоциана и каротина неодинаково в листьях . Осенний цвет листьев даже у одного и того же растения, но растущего в разных условиях будет разным.
Действительно при низких температурах увеличивается количество сахара в листьях
. Высокое содержание сахара и обилие солнечной энергии благоприятствует накоплению в них антоциана. Вот почему после ясных, солнечных дней, сменяющихся прохладными осенними ночами, в листьях образуется пигмент антоциан
, который и окрашивает их в ярко-красные и бордовые оттенки.
Когда вступает в свои законные права осень, рука тянется к теплому пледу и сборнику стихов. Хочется свернуться в клубочек и уютно устроится у камина на мягком диване. Перелистывая хрустящие страницы томика великих русских поэтов, надолго задержаться на каком-то одном произведении — сложно. А какой ваш любимый стих об осени? Напишите в комментариях, давайте обсудим.
Сегодня мне ближе по настроению строки великого Александра Сергеевича Пушкина. И подарить красоту этого стихотворения я решила своему ребенку. Прочла строки громко, с теплом, выражением и душой. Ну, Вы их помните?
Унылая пора! Очей очарованье!
Приятна мне твоя прощальная краса -
Люблю я пышное природы увяданье,
В багрец и в золото одетые леса,
В их сенях ветра шум и свежее дыханье,
И мглой волнистою покрыты небеса,
И редкий солнца луч, и первые морозы,
И отдаленные седой зимы угрозы.
И эти строки заинтересовали моего ребенка. И тут… Посыпались тысячи вопросов. Что такое багрянец, кто такая мгла? Где они, сени ветра и почему леса одеваются в золото. Ну что, давайте с легкой подачи великого поэта ответим на один из ярких детских вопросов “Почему осенью некоторые листья разноцветные, а некоторые — зеленые?”
Любите яркие краски осени? Тогда читайте дальше. Веселая наука дает простой и точный ответ на тысячи детских “ПочеМук ”
Все ли пристегнули привязные ремни? Начинаем путешествие в глубь листьев. Именно в них и летом, и осенью находятся специальные клеточки. А увидеть их мы сможем только под микроскопом. Так вот, именно эти клеточки окрашены в разные краски: и зеленые, и красные, и желтые. Самый главный в этом параде красок — зеленый цвет, он самый сильный, доминантный. А в листьях он появляется за счет особого вещества – хлорофилла.
Хлорофилл очень важен для деревьев – он своеобразная фабрика, которая воду, углекислый газ и солнечный свет перерабатывает в питательные вещества, которые необходимы всем деревьям. Даю справку! Важен хлорофилл также и для людей, и для животных.
Ну так вот, зеленая фабрика работает, и в листочках углекислый газ перерабатывается в питательные вещества для дерева. А дерево в воздух вырабатывает кислород и мы, все живые на этой Земле, дышим им.
Современный научный юмор на злобу дня: Если бы деревья давали Интернет, они были бы повсюду.
С зеленым цветом разобрались. Идем дальше и приближаемся к ответу на главный вопрос. Кроме хлорофилла в листочках есть еще и другие клеточки – красящие вещества, – которые отвечают за другие цвета (красный, оранжевый, желтый). И у каждого листочка свои красящие вещества. После того, как листочки распускаются, солнечный свет сохраняет в них хлорофилл. А как только наступает осень, солнечного света становится меньше и продолжительность светового дня уменьшается. Осень время волшебных превращений. От недостатка солнца хлорофилл начинает разрушаться в листьях и в работу вступают другие красящие веществам.Теперь и вы знаете глобальную, сверхсекретную цель зеленых листочков: они убирают из воздуха лишний углекислый газ и наполняют воздух кислородом.
Пересматривая фотоальбом с прошлогодними снимками ребенок заметил, что не все деревья меняют свой окрас осень. Вот такие вот замечательные нынче дети. А ведь это правда. Не у всех деревьев в листьях есть другие красящие вещества, кроме хлорофилла. Так, всю осень, вплоть до полного сбрасывания листвы, зелеными остаются: например, дуб, сирень и ольха.
И еще одна осенняя заметка: иногда листочки бывают тусклыми и происходит это, когда долгое время стоит холодная, сухая погода. А если очень нам подарит много солнечных дней – то деревья нас порадуют сочными и яркими красками. Деревья грустят и печалятся в дождливую, пасмурную погоду и тогда на деревьях мы видим бледно – желтые или коричневые листочки.
Рассказать коротко о красоте осенних пейзажей не получается увы. Но краски осени радуют нас и дарят много теплых и приятных дней, готовя нас к белоснежной зиме. Начинать разговор со снегом нам пока еще рано, так что увидимся через пару месяцев на страницах Веселой Науки.
Присылайте ваши вопросы в рубрику “ПочеМук” и в ближайшем выпуске мы обязательно ответим вам.
Региональный конкурс исследовательских работ и творческих проектов
дошкольников и младших школьников «Я – исследователь!»
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа «№ 18»
Энгельсского муниципального района
Саратовской области
Индивидуальный проект на тему:
«Почему листья
меняют осенью окраску?»
Ворфоломеева Дарья
обучающаяся 1 а класса
руководитель проекта
Етеревская Людмила
Владимировна
учитель начальных классов
МБОУ «СОШ № 18» ЭМР
Саратовской области
Саратов, 2015
Описание проекта…………………………………………………………………. с. 3 - 5
Введение……………………………………………………………………… с. 3
Этапы проекта и ожидаемые результаты…………………………………... с. 4 - 5
1 этап: выбор метода исследования, ход исследования……………… …… с. 4
2 этап: изучение литературы по данной тематике, ожидаемые результаты…с. 4
3 этап: обобщение и систематизация информации……………………………с. 4-5
4 этап: выбор продукта проектной деятельности…………………………… с. 5
Выводы (значение проекта для использования на практике)…………… … с. 5
Рефлексия проектной деятельности…………………………………………….с. 5
Информационно – методическое обеспечение…………………………………… с. 6
Приложения:………………………………………………………………………. с. 7 - 9
Почему листья меняют осенью окраску
Описание проекта
Вот на ветке лист кленовый.
Нынче он совсем как новый!
Весь румяный, золотой.
Ты куда, листок? Постой!
В.Д. Берестов
Введение
Осень – прекрасное время года. Изменение окраски листьев - одна из первых примет осени. Много ярких красок в осеннем лесу! Березы, клёны желтеют, пунцово-красными становятся узорные листья рябины, оранжевыми и багряными листья осин. В это время года я вместе с мамой люблю гулять по осеннему парку или лесу, дышать свежим воздухом, наблюдать за природой, собирать букеты из опавших листьев, любуясь желтыми, багряными, лиловыми красками.
Однажды осенью, я собирала красивые листья для уроков технологии. Рассматривая их, я задалась вопросом: почему листья изменили цвет? Почему окраска с зелёного изменилась на жёлтую и красную? Зачем вообще нужны листья дереву?
Я высказала предположение, что листья меняют цвет от нехватки света или похолодания.
Чтобы ответить на эти вопросы, проведу исследование.
Цель: найти научные доказательства причин изменения окраски листьев.
Задачи:
изучить специальную литературу;
выяснить какое значение играет лист для дерева;
изучить причину изменения цвета листьев;
ответить на вопрос: почему одни листья краснеют, а другие желтеют;
разработка и оформление информационного буклета на тему проекта
Вид проекта:
по комплектности: межпредметный
по количеству участников: индивидуальный
Этапы проекта и ожидаемые результаты
1 этап - организационный . Основной метод данного этапа - наблюдение изменений в природе. Систематическое наблюдение за изменением окраски листьев на деревьях позволило сделать вывод о том, что цвет листьев меняется у разных деревьев по – разному.
Результаты наблюдения в приложении 1.
Также я использовала метод опроса одноклассников. Я выясняла – знают ли они, почему осенью листья меняют цвет? Результаты в приложении 2.
2 этап – теоретический . Основной метод – изучение литературы и поиск информации в интернете.
Изучив статью в энциклопедии для малышей «Чудо – всюду. Мир животных и растений» Т. Д. Нуждиной, и, прочитав статьи вместе с мамой в интернете, я поняла:
какую роль играет лист в жизни дерева;
узнала части листа;
открыла причину смены окраски листьев осенью;
нашла много интересной дополнительной информации по данной теме.
3 этап – практический . Основной метод – работа с информацией.
Интерес к данной теме появился во время прогулок по осеннему лесу. В результате наблюдений и изучения литературы я узнала новые понятия и факты:
Листья всё лето работают: кормят дерево, добывают ему питание из воздуха с помощью солнечного света, защищают от солнечных ожогов ветки и ствол. Не пропадут даром листья, которые упали осенью и остались лежать под деревьями. Они будут беречь влагу и защищать корни от мороза. Потом они истлеют, удобрят землю и будут кормить дерево.
В ходе исследования я нашла интересные факты про изменение окраски листьев; подобрала народные приметы, пословицы, нашла авторскую сказку о листьях, сделала фотографии осенних деревьев, сделала поделки из опавших листьев для уроков технологи.
Полученные мной сведения легли в основу выступления, презентации и информационного буклета для одноклассников.
4 этап – итоговый . Основной метод – анализ результатов проведенной работы.
Вначале проекта, я высказала предположение, что листья меняют цвет от нехватки света или похолодания. Мои предположения не подтвердились.
Я выяснила, что осенью, по мере угасания деятельности листа в нем замедляется, а затем, совсем прекращается образование хлорофилла; разрушение же хлорофилла под влиянием солнечного света продолжается. В результате лист теряет свою зеленую окраску, и желтые - красные пигменты проявляются.
Я нашла научные доказательства причин изменения окраски листьев, то есть поставленная мною цель достигнута.
Выводы
Работа над данным проектом дала мне возможность прочитать интересный материал о природе, я приобрела новые знания – узнала, что такое хлорофилл и для чего он нужен, тренировала свою наблюдательность, училась работать самостоятельно, попробовала свои силы в работе на компьютере и творческой работе с сухими листьями. Полученные знания я применила на уроках окружающего мира и технологии. Я выступила перед одноклассниками и представила результаты своей работы.
Рефлексия
В ходе работы над проектом я научилась работать с различными источниками информации, оценивать качество своей работы, которое считаю хорошим, работать в сотрудничестве с мамой и учителем, делать выводы на основе полученных данных. Также работа над проектом помогла развить мой личный интерес к изучению природы и природных явлений.
Считаю, что поставленной цели я достигла.
Информационно – методическое обеспечение:
Т.Д. Нуждина Э нциклопедия для малышей «Чудо – всюду. Мир животных и растений», Ярославль Академия Холдинг 2003
Приложение 1
Результаты наблюдения за изменением цвета листвы
Приложение 2
Результаты опроса одноклассников
Приложение 3
Сказка
Почему листья меняют осенью цвет?
Наступила осень. Листья на деревьях стали желтеть и падать.
Как-то сидела Маринка под дубом, смотрела на пожелтевшие листья и думала:
Листья желтеют от холода. Они дрожат, съеживаются, а налетит ветер - и сорвались с веток листочки, улетели. Только на дубе листья еще держались, но и на нем их оставалось с каждым днем все меньше.
Однажды Маринка - добрая душа - не выдержала: взяла дома клей, нитки и побежала к своему любимому старому дубу. Стала последние листочки к веткам привязывать да приклеивать, чтобы ветер не оборвал. Может, 20 листьев привязала и приклеила девочка, а может, и все 30. И еще бы уберегла, да только руки совсем замерзли. Села Маринка, прижала руки ко рту, дышит в кулачки: то в один, то в другой. Тут опять прилетел ветер - и вдруг показалось Маринке, что зашептались, зашушукались листья над головой. Потом дуб вроде бы потянулся со скрипом, зевнул и сказал тихонько:
Ты ш-што тут делаешь-шь, несмысленыш-ш-ш? Что ты мне спать мешаешь-шь?
Я не хотела вас будить, - смутилась Маринка. - Я вам листочки подклеиваю, а то и последние проспите.
Эх, малыш-ш! Я свои дела-заботы закончил, пора и отдохнуть. Гляди, какие я вырастил желуди, красота! Авось, новые дубки вырастут. Но это потом, а сейчас - дни все короче, света все меньше, значит, пора деревьям спать. В листьях крохотные зеленые зернышки, живые заводики, исчезли-растворились, как сахар в воде. Не стало зеленых зернышек, и сделались листья желтыми.
Но почему желтыми, а не белыми или прозрачными? - удивилась Маринка.
Потому что кроме зеленых зернышек в листьях есть еще и другие - желтые. Пока в листьях работали зеленые зернышки-заводики, желтых видно не было, но растворились зеленые зернышки - и остались только желтые. Вот листья и пожелтели. А потом они высыхают и падают.
Но как же так? ! - заволновалась девочка. - Что вы будете делать без этих заводиков, без листьев? Кто вас всю зиму будет кормить?
А я ни есть, ни пить не хочу, - прошептал дуб и протяжно зевнул. - Меня в сон клонит. Зимой так спится - благодать. Зимой мы, деревья, не растем, не цветем. - Дуб вздохнул и умолк.
Эй! - Маринка тихонько постукала по морщинистой коре. -
Я хочу спросить: может, все-таки лучше, если бы листья остались? Они хоть и сухие, желтые, но с ними дерево гораздо красивее.
Не-е, - зевнул дуб. - Зимой нам не до красоты. Мы, деревья, сами сбрасываем листья. Если все листья оставить, зимой на ветках вырастут такие сугробы, что не выдержат они, сломаются от тяжести.
А я-то думала, что листья ветер обрывает.
Можно и без ветра, - прошептал дуб. - Мы между черешком листка и веткой специально тоненькую перегородку наращиваем, которая не пропускает ни соки, ни воду. Растет перегородка и отделяет лист от ветки. Как только листу не за что будет держаться, оторвется он и полетит. Упадут листья на землю и корни от мороза укроют… Эх-хе-хе…
Девочка хотела спросить у дуба еще о коре, о почках, о желудях, но тут снова налетел ветер, и ей почудилось, что старое дерево тихонько похрапывает.
В этом году осень яркая, красивая, можно сказать «в багрец и золото одетые леса…». Поэты, наверное, не задумывались, почему желтеют и краснеют листья на деревьях. А мы попробуем объяснить это для тех, кому интересно. Вообще природа настолько загадочна, что полностью объяснить даже такие, казалось бы, простые явления, как изменение цвета листьев осенью мы, как увидите, пока полностью не можем. И здесь загадки остаются.
Итак, самое простое объяснение, известное из школьной программы, выглядит примерно так: листья осенью, когда день становится коротким и понижается температура, перестают вырабатывать зеленый пигмент хлорофилл, желтеют и опадают. Все, казалось бы понятно. Но почему, если понизить температуру до тех же 10 °С летом они не опадают? Имеет ли температура решающее значение в изменении цвета листьев? Почему листья окрашены в различные яркие цвета?
На самом деле, каждый маленький новый листочек, рожденный на березе или клене весной, уже тогда готовится к своей гибели. В основании листика существует разделительный (или «отрезающий») слой клеток, образующих капилляры, через которые поступает вода для фотосинтеза хлорофилла и через которые питательная глюкоза, которую лист вырабатывает из воды и двуокиси углерода под влиянием солнечного света, поступает в ветви и ствол. Природа так устроила, что эти каналы должны непременно перекрыться с наступлением осени. Образуется «пробка», препятствующая обмену веществ лист-ствол. Это, можно сказать, процесс «на генетическом уровне», наверное, это подобно тому, как стареет человек - с возрастом обмен веществ становится все хуже. Каналы в листе перекрываются тоже постепенно. Без воды хлорофилл вырабатываться уже не может, окраска листа меняется.
Как показали недавние исследования, за осенний парад жёлтого и золотого, следующий за исчезновением зелёного хлорофилла, отвечает всего один белок - протеаза. Белок FtsH6 относится к семейству протеаз FtsH, способных расщеплять белок мембраны хлоропластов - светопринимающий комплекс фотосистемы II (LHC II), самый распространённый мембранный белок а земле. Как только этот структурных белок расщепляется, ранее незаметные пигменты - жёлтый ксантофилл и оранжевый каротин В становятся видимыми.
В некоторых статьях, объясняющих цвет листьев осенью, на этом собственно и заканчивается объяснение окраски листьев. Говорят, что по мере потери зеленого пигмента хлорофилла становятся заметными другие пигменты (красные, желтые и т.д.), всегда присутствующие в листьях.
Это не совсем так. Если желтый и оранжевый пигменты, так называемые ксантофиллы и каротины, присутствуют в листе все лето, то пигменты красного цвета, антоцианы, образуется в некоторых листьях только с приходом осени.
Антоцианы - это мощные антиоксиданты, которые присущи многим известным овощам и фруктам, таким как свекла, красные яблоки, красный виноград. Кстати, они разрешены в качестве пищевых добавок (E163). Большое значение в синтезе антоциана имеет солнечный свет. Вы замечали, что чем осенние дни яснее, тем листья ярче?
Как образуются антоцианы? Их образование зависит от расщепления сахаров в присутствии яркого света при понижении уровня фосфата в листьях. Летом фосфата в листьях достаточно много, он нужен для расщепления сахаров, производимых хлорофиллом. Однако осенью фосфат, как и другие питательные вещества, перемещается из листьев в ствол растения. При этом изменяется процесс расщепления сахаров, что приводит к образованию антоциановых пигментов. Чем ярче свет в это время, тем больше производится антоцианов и тем более красивым получается цвет листьев. Поэтому, когда осенью солнечно и прохладно, а ночи холодные, но без заморозков, расцветка листьев обычно наиболее красочная.
Как известно все в природе имеет смысл. В чем же смысл того, что дерево тратит энергию на образование красного антоциана, если листья все равно должны скоро облететь? Думаю, что нам людям не стоит слишком обольщаться, что это только для того, чтобы доставить нам удовольствие от созерцания феерии осенних красок.
Полностью загадка не разгадана. Существует несколько гипотез. Первая в том, что образуя антиоксиданты растения пытаются хоть немного продлить жизнь осеннего листа. Красные пигменты понижают температуру замерзания жидкостей в листе и помогают растению защититься от холода. Согласно теории фотозащиты, антоцианы защищают лист от вредного воздействия света при низких температурах, в присутствии антоцианов дереву удаётся усваивать питательные вещества (особенно азот) более эффективно. Чем дольше сохраняются листья, тем больше питания накапливается на зиму.
Существует также теория аллелопатии. Аллелопатией называют свойство растений выделить органические соединения, которые тормозят развитие других растений. Американский биолог Френк Фрай (Frank Frey) выдвинул гипотезу, согласно которой деревья с большой концентрацией антоцианов в листьях отравляют почву под собой для других видов растений. Он провёл эксперимент, в котором обливал ростки сорняков экстрактом из жёлтых, зелёных и красных листьев. Семена, которые были политы экстрактом из красных листьев клёна, развивались существенно хуже.
Исследования продолжаются, и появляются новые теории, пытающиеся объяснить эту чудесную осеннюю загадку красного листа. И разгадывая подобные природные явления человек возможно сможет помочь самому себе стать здоровее и счастливее…
