探索科技奥秘 点亮智慧童年——泰州实验学校【小小科学家】家庭实验室第22期:树叶变色的奥秘

文摘   2024-12-13 16:03   江苏  

探索科技奥秘

点亮智慧童年



泰州实验学校“小小科学家”

家庭实验室系列(22):

树叶变色的奥秘



一颗坠落的苹果,让牛顿发现了万有引力定律。

一盏摇摆的吊灯,让伽利略发现了摇摆现象······

你有一双善于发现的眼睛吗?

你有一颗敏锐的好奇心吗?

快让我们一同走进

泰州实验学校“小小科学家”实验室,

去观察、去探索、去思考、去领悟,

共同感受科学实验的神奇魅力吧!



秋冬时节,万物萧条。孩子们,当你们走上街头,有没有发现路旁到处都是飘落的树叶,它们有黄色、红色还有绿色。昔日翠绿的树叶为什么会变色呢?  

本期的家庭实验室,就让我们通过一个小实验,一起来探究树叶变色的奥秘吧!


本期实验内容

探究树叶变色的奥秘



实验准备

1.实验材料:透明塑料一次性杯3个、各色落叶若干、搅拌棒、酒精、剪刀、厨房用纸/洗脸巾、保鲜膜。

2.科学实验单:



实验步骤

1.将三种颜色的树叶剪碎,分别放进三个杯子里。








2.在杯中倒入少量酒精,并用搅拌棒充分捣碎。

3.再倒入酒精,使其没过树叶。





4.用保鲜膜封住杯口,静置一小时。

5.取下保鲜膜,将厨房用纸叠成长条,一端浸入杯中。

6.一小时后,观察厨房用纸的颜色变化。


温馨提示:酒精需要在爸爸妈妈的帮助下才能使用哦!



实验原理

树叶中含有多种天然色素,这些天然色素的分子结构与酒精结构相似,因此能够溶于酒精。



解答时间

秋天树叶为什么会变色呢?原来,在植物的叶子里,含有许多天然色素,如叶绿素、叶黄素、胡萝卜素和花青素,其中叶黄素和胡萝卜素统称类胡萝卜素。叶的颜色是由于这些色素的含量和比例的不同而造成的。

在介绍叶子变色的原因之前,我们首先要科普一下叶子中的几种天然色素。

叶绿素

在叶绿素里,有许多许多不同的家族伙伴,最常见的有:叶绿素a 和叶绿素b。它们不溶于水,但却能溶于有机溶剂,如乙醇、丙酮等。植物体内的叶绿素,主要参与光合作用中的光吸收过程,它可以吸收大部分的红光和紫光,但反射绿光,所以叶绿素呈现绿色,秘密就在这里啦!

和活体内的其他物质一样,叶绿素也在不断地合成与分解。它的合成过程中需要较强的光照和较高的温度。春夏时节,由于叶绿素合成量大于分解量,分解的叶绿素得以及时补充;而秋冬时节合成量不及分解量,分解的叶绿素往往得不到补充。所以这就是为什么,叶片春季变绿而秋季又脱绿的原因。

类胡萝卜素

讲到类胡萝卜素,我们要介绍一下胡萝卜素、叶黄素。它们同样不溶于水,易溶于有机溶剂,光合作用中,它们主要吸收的是蓝紫光,可辅助叶绿素捕获光能。类胡萝卜素相对于叶绿素而言较为稳定,不易受到外界环境变化的影响,因此当秋天的叶绿素的含量下降后,类胡萝卜素所占比例就相应增加了,从而使叶片显现出黄色。

花青素

花青素拥有一个大家庭,平时我们看到的五颜六色的花卉、果蔬等,都与花青素积累有关。细胞中的花青素主要存在于液泡中,它本身是没有颜色的,但溶于水后,在不同的pH值条件下会产生不同的颜色。

到了秋天,和人类一样,树木必须为寒冷、黑暗的冬天做准备。随着气温的下降和光照的减弱,叶绿素的合成受阻,树木停止生产叶绿素,并吸收剩余的营养物质,为冬季做储备。此时,在春季和夏季潜伏在叶绿素下的橙色和黄色的类胡萝卜素随着树木的休眠开始暴露。此外,更短、更冷的天还会促使一些树种,如红枫和糖枫,产生红色的花青素。科学家认为,这些红色化合物就像树叶的冬衣,有助于抵御寒冷,让树木在寒潮杀死树叶前吸收树叶中最后的养分。


开拓视野

1928年,匈牙利科学家阿尔伯特在柑橘类水果中发现了维生素C,因其对治疗坏血病的独特功效,被誉为“维生素C之父”。尽管他发现了维生素C,但其来源并非实验室合成,而是从植物提取的“粗品”。然而,这个发现并不完美,阿尔伯特发现实验室合成的100%纯度维生素C在治疗坏血病上表现平平,这让他坚信在自己的“粗品”维生素C中还隐藏着一种神奇的协同物质。

二战后的1947年,法国面对物资匮乏,农业部试图利用花生下脚料喂养牲口,但牲畜们对此并不喜欢。农业部的官员们想知道,牲畜们为什么如此挑食,是否是因为花生皮或仁的包衣中含有什么有毒物质,农业部将这一研究课题委托给法国科学院,科学院将这一课题委托给法国波尔多大学(University of Bordeaux)研究生院,最后这一任务落在了当时正在波尔多大学研究生院做博士论文的马斯魁勒身上。

马斯魁勒出色地完成了任务,他首先证明这种饲料没有任何毒性,然后推断说,牲畜们之所以不喜欢吃是因为在花生仁的包衣中含有一种味道非常苦涩的“神秘物质”,这种“神秘物质”就是花青素



“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”

今天的奇思妙想,动手操作

可能将在未来结出累累硕果,

小实验,大世界;小少年,大梦想。

快快行动起来吧!

也许下一个小小科学家就是你!

供稿 孙玉娟、孔婕、薛腾飞

编辑 | 夏   云

审核 | 陆   敏





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