Мир прекрасен в своем многообразии. На планете очень много растений и деревьев. Когда мы думаем о природе, то представляем прогулку по лиственному лесу или полянке. Летом природные просторы утопают в зелени. А осенью деревья приобретают торжественный вид, облачаясь в разноцветные наряды. Попробуем разобраться почему листья желтеют?

В каждом зеленом листочке, даже самом маленьком, находится пигмент – вещество, которое поглощает свет и образует цвет растения, отвечает за его окраску. Называется это вещество хлорофилл. Благодаря ему травинка или листочек дышит, развивается, растет.

Когда деревья и кустарники начинают готовиться к зиме, необходимые вещества перемещаются в корни и сердцевину ствола. Они будут питать живой организм до весны. Ведь запасы пищи на холодный период нужны не только животным, но и растениям. Оставшаяся энергия будет использована для появления новых побегов.

Когда полезные элементы покидают листья, выработка хлорофилла прекращается. Его остатки распадаются, образуя пигменты других цветов. Одним из них является каротин – им богата морковь, поэтому она оранжевого цвета. А за пурпурный, красный цвет отвечает другой пигмент – антоцианин. Как в редиске или алой розе. Так и листочки приобретают различные оттенки желтого, оранжевого и красного цвета. Все зависит от того, какого вещества окажется больше.

Почему деревья сбрасывают листья?

Лист связан с деревом черенком, в котором находится скопление маленьких сосудиков. По ним поступает вода и полезные вещества. Но к зиме, деревьям необходимо экономить воду. А листья практической функции больше не несут. Поэтому, в целях экономии запаса воды, кустарники и деревья избавляются от листочков и они опадают. А мы наслаждаемся красотой золотой осени, чтобы весной снова порадоваться распускающимся почкам.

Почему осенью листья меняют цвет? Почему осень бывает разного цвета? Листья растений окрашены в зеленый цвет потому, что содержат хлорофилл - пигмент, который присутствует в растительных клетках. Пигментом называется любое вещество, поглощающее видимый свет. Хлорофилл поглощает солнечный свет и использует его энергию для синтеза питательных веществ. Осенью листья растений теряют свой яркий зеленый цвет Например, листья тополя становятся золотистыми, а у клена как бы вспыхивают красным цветом. В листьях начинаются какие-то химические превращения, то есть что-то происходит с хлорофиллом. С приходом осени растения готовятся к зиме. Питательные вещества медленно перемещаются из листьев в ветви, ствол, корень и запасаются там, на время суровых холодов. С наступлением весны растения используют запасенную энергию для выращивания новых зеленых листьев. Когда энергия запасенных питательных веществ исчерпывается, синтез хлорофилла прекращается. Оставшийся в листьях хлорофилл частично распадается, при этом образуются пигменты другого цвета. В листьях некоторых растений появляются желтые и оранжевые пигменты. Эти пигменты состоят большей частью из каротинов - веществ, которые окрашивают морковь в оранжевый цвет. Например, листья березы и орешника по мере распада хлорофилла становятся ярко-желтыми, листья некоторых других деревьев приобретают разнообразные оттенки красного цвета. Красный, темно-вишневый и пурпурный оттенки некоторых листьев обусловлены образованием пигмента антоцианина. Этот пигмент окрашивает редиску, красную капусту, розу и герань. Под воздействием осеннего холода в листьях начинаются химические реакции, превращающие хлорофилл в красно-желтые соединения. В отличие от каротинов и других желтых пигментов антоцианин вообще отсутствует в зеленых листьях. Он образуется в них только под воздействием холода. Цвет осенних листьев, как цвет волос у человека, обусловлен генетически у каждого вида растения. А вот будет ли этот цвет тусклым или ярким, зависит от погоды. Самые яркие, сочные цвета листьев бывают осенью, когда долго стоит холодная сухая и солнечная погода (при температуре от 0 до 7 градусов Цельсия усиливается образование антоцианина). Красивая расцветка листьев осенью бывает в таких местах, как штат Вермонт. А вот, например, в Великобритании, где климат дождливый и погода почти все время пасмурная, осенние листья чаще всего тускло-желтые или коричневые. Проходит осень, наступает зима. Вместе с листьями растения теряют и красочную расцветку. Листья прикрепляются к ветвям особыми черенками. С наступлением зимних холодов связь между клетками, из которых состоят черенки, распадается. После этого листья остаются связанными с веткой только тонкими сосудиками, по которым в листья поступают вода и питательные вещества. Легкое дуновение ветра или капля дождя могут разорвать эту эфемерную связь, и листья упадут на землю, добавив еще один цветной штрих к разноцветному толстому ковру из опавших листьев. Растения запасают питание к зиме, как бурундуки и белки, но накапливают его не в земле, а в ветвях, стволах и корнях Листья, в которые перестает поступать вода, высыхают, опадают с деревьев и подхваченные ветром долго кружат в воздухе, пока не улягутся на лесные тропинки, выстилая их хрустящей дорожкой. Желтая или красная окраска листьев может сохраняться несколько недель после того, как они опали. Но со временем соответствующие пигменты разрушаются. Единственное, что остается,- это танин (да- да, это именно он окрашивает чай).

Желтые и красные, оранжевые и коричневые – все листья имеют собственный оттенок. Давайте разоберемся, откуда такая разница в цвета.

Летом листья имеют зеленый цвет из-за большого количества хлорофилла. Этот пигмент – кормилец растения, так как именно с его помощью растение на свету синтезирует из углекислого газа и воды глюкозу, а из нее – все остальные питательные вещества. При наличии освещения хлорофилл в живом листе постоянно разрушается и вновь образуется.

Помимо хлорофилла, листья содержат и другие красители – желтый ксантофилл и оранжевый каротин (тот самый, который в моркови). Летом эти пигменты незаметны, так как замаскированы большим количеством хлорофилла. Осенью жизнедеятельность в листе затухает, и хлорофилл постепенно разрушается. Тут-то и проявляются желтые и оранжевые оттенки.

Разрушение хлорофилла интенсивнее происходит в солнечную погоду. Вот почему в пасмурную дождливую осень листья дольше сохраняют свою зеленую окраску. Но если на смену осадкам приходит бабье лето, то кроны деревьев за пару дней окрашиваются в привычные осенние цвета.

Помимо золотых, к нашим ногам падает много багряных листьев. Они такие из-за пигмента, который называется антоцианом. В отличие от хлорофилла, антоциан не связан с внутриклеточными пластическими образованиями (зернами), а растворен в клеточном соке.

При понижении температуры, а также при ярком свете концентрация антоциана в клеточном соке увеличивается. Кроме того, остановка или задержка синтеза питательных веществ в листве также стимулирует его синтез. Таким образом, красный цвет листопада просто свидетельствует о том, что жизненные процессы в листьях прекращаются в преддверии зимы.

Яркость осенних красок зависит от того, какая стоит погода. Если много ливней, листва от избытка воды и недостатка света будет тусклой, невыразительной. Если же холодные ночи чередуются с ясными солнечными днями, то и краски будут под стать погоде – сочными и яркими. Листья на южной стороне дерева тоже всегда будут более насыщенного цвета, поскольку получают больше солнечных лучей.

Дейнекина Екатерина

Исследование по теме" Почему летом листья зелёные, а осенью жёлтые и красные"

Скачать:

Предварительный просмотр:

«Почему летом листья зелёные, а осенью листья на деревьях разноцветные»

«Лес, точно терем расписной,

Лиловый, золотой, багряный…»

И.Бунин

1. Почему летом листья у растений зелёные?

Из 25 человек опрошенных на этот вопрос ответили:

«не знаю» - 8 человек;

«достаточно света, тепла и воды»- 16 человек.

2. Почему с наступлением осени листья меняют окраску?

«не знаю» - 12 человек;

«от старости»-7 человек;

«от холода»- 6 человек.

Как вы видите ответы разные. Поэтому я решила выдвинуть свою гипотезу: листья растений разного цвета, потому что в них содержатся вещества, которые предают листьям оттенки зелёного, жёлтого и красного цвета.

Цель исследования узнать:

* Какие вещества придают листьям разные цвета?

* Почему осенью листья на деревьях приобретают оттенки жёлтого и красного цвета?

Для достижения указанной цели я поставила следующие задачи :

1. Разобраться из чего состоит лист дерева
2. Выяснить, почему летом листья зелёного цвета?
3. Какие вещества придают листьям жёлтый и красный цвет

Для того, чтобы разобраться с этими вопросами, в своей работе я использовала следующие методы :

1. изучила литературу по данной теме
2. посмотрела информацию в Интернете
3. провела научный эксперимент

1. Свою работу я строила по следующему плану :

1. Собрала и изучила информацию о внешнем и внутреннем строении листа.
2. Провела научный эксперимент, который доказывает наличие красящих пигментов.

Из чего состоит лист?

Лист – один из основных органов растений. Он имеет плоскую форму. Лист может состоять из листовой пластины, черешка, прилистников и основания, которыми он прикрепляется к стеблю.

Внутреннее строение листа можно увидеть под микроскопом. Снаружи лист покрыт кожицей. Под кожицей находятся мякоть листа, которая состоит из двух видов тканей: столбчатая ткань и губчатая ткань. Растения кажутся нам зелеными от большого количества мельчайших хлорофилловых зерен, расположенных в основном в клетках столбчатой ткани листьев. Они лучше освещены, в них на свету образуется больше всего органических веществ. Через рыхлую губчатую ткань происходит газообмен и испарение воды Хлорофилловое зерно не остается неизменным в растении. Оно недолговечно. Улавливая солнечную энергию хлорофилл разрушается под влиянием света и вновь создается в растении, причем образование его также может происходить только лишь при условии хорошего освещения.

Для того, чтобы доказать наличие хлорофилла в листьях, мы провели опыт.

Опыт 1.

Мы поместили зеленый лист в пробирку с крепким спиртом. На наших глазах лист начинает бледнеть, тогда как спирт, напротив, быстро зеленеет. Этот процесс обесцвечивания листьев вызван тем, что хлорофилл растворяется в спирту и особенно быстро при подогревании или даже осторожном кипячении спирта в водяной бане.

Вывод: лист стал бледным, а спиртовой раствор окрасился в зелёный цвет. Следовательно, хлорофилловые зерна придают листу зелёную окраску, но под воздействием неблагоприятных условий хлорофилловые зёрна разрушаются, а другие вещества придают листу оттенки желтого и красного цвета.

Чтобы убедиться, что в состав листа входят вещества жёлтого цвета, продолжим опыт.

Вместе с хлорофиллом в спирт переходят и желтые пигменты; чтобы отделить их, в вытяжку мы налили немного бензина. Взболтав эту смесь, через некоторое время можно заметить, что бензин всплывает наверх, тогда, как слой спирта остается внизу. При этом спирт будет иметь изумрудную окраску; бензин же примет золотисто-желтый цвет от оставшихся в нем желтых пигментов листа - ксантофилла и каротина. Отделение хлорофилла от желтых пигментов основано на большей растворимости его в бензине, чем в спирте.

Итак, я убедилась, что хлорофилл - не единственное красящее вещество в тканях растений. Из энциклопедии я узнала, что наряду с ним постоянно присутствуют особые пигменты, известные под названием ксантофилла и каротина. Первый из них имеет чисто-желтый цвет, второй - оранжевый оттенок. Каротин обусловливает характерный цвет корня моркови, где он содержится в очень большом количестве. Желтые пигменты всегда есть в зелени растения, но летом они совершенно не заметны, так как замаскированы интенсивной зеленой окраской хлорофилла.

Осенняя раскраска листьев особенно привлекательна своими багряными тонами. Однако эти тона встречаются не у всех деревьев. В багрянец убираются кроны кленов и осин; нарядную, розоватую окраску принимает листва бересклета; темно-пурпуровыми становятся гирлянды дикого винограда. Наряду с этим липы, дубы и березы лишены красных оттенков, они отливают лишь различными желтыми и золотистыми тонами. Чем же обусловлен красный цвет осенних листьев? Он обусловлен особым красящим веществом-антоцианом, которое чрезвычайно широко распространено в растениях. В отличие от хлорофилла антоциан не связан внутри клетки с пластическими образованиями. Он растворен в клеточном соке и реже встречается в виде мелких кристаллов. Для того, чтобы убедиться в этом мы провели второй опыт.

Опыт 2.

Антоциан очень легко извлечь из любых красных или синих частей растения. Для этого мы прокипятили некоторое количество свеклы и увидели, что вода окрашивается от антоциана в лиловатый или грязно-красный цвет.

Вывод : В листьях содержится красящее вещество – антоциан.

Так же я узнала, что группа ученых из университета Северной Каролины в Шарлотте нашли новые закономерности в появлении осенью красных и желтых листьев.

Исследования проводились под руководством Эмили Хабинк, которая исследовала разные породы деревьев на разных территориях.

Оказалось, что красные листья обычно появляются у деревьев, которые растут на бедной почве, а желтые - на деревьях, что произрастают на богатой почве. Также было установлено, что красные листья позволяют эффективнее использовать содержащиеся в них питательные вещества в условиях их дефицита.

Так, в результате исследования красного клена и амбрового дерева, она обнаружила, что в возвышенных районах, где почва беднее, у этих деревьев листья гораздо краснее, чем у представителей тех же видов на плодородных заливных территориях. Поэтому полученные данные подтверждают теорию, которая гласит, что выработка веществ, окрашивающих листья в красный цвет, помогает листьям продержаться как можно дольше и позволяет дереву эффективнее запастись питательными веществами на зиму.

В результате своего исследования я выяснила:

1. В листьях находятся красящие вещества: хлорофилл, каротин, ксантофилл, антоциан.

2. Жёлтые пигменты всегда есть в зелени растения, но летом они совершенно не заметны, так как замаскированы интенсивной окраской хлорофилла.

3.При неблагоприятных условиях хлорофилл разрушается, и листья становятся красного или жёлтого цвета. Эти вещества осенью захватывают всё больше места в листке, потому что для их образования нужно, чтобы стало прохладнее, и чтобы замирала жизнь растения. Ещё, по мнению учёных, жёлтый или красный цвет листьев зависит от состава почвы, на которой они растут, красные листья обычно появляются у деревьев, которые растут на бедной почве, а желтые - на деревьях, что произрастают на богатой почве .

4. Т.о. в результате своего исследования я выяснила, что никто из моих одноклассников, не смог дать точного ответа на поставленные мною вопросы. Изучив, материал по этой теме, я убедилась, что выдвинутая мною гипотеза подтвердилась, и теперь я могу рассказать своим друзьям, отчего зависит цвет листьев.

Литература:

1. Дэвид Бёрни «Большая иллюстрированная энциклопедия живой природы»

1.Запартович Б.Б.,Криворучко Э.Н.,Соловьёва Л.И.

С любовью к природе. Дидактический материал по природоведению для начальной школы. «Педагогика»,1978.

2. Понамарёва И.И., Корнилова О.А., Кучменко В.С.

Биология. Растения. Бактерии. Грибы. «Вента-граф»,1999.

Когда дни становятся короче, а солнце уже не так щедро делится с землей своим теплом, наступает одно из самых красивых времён года - осень. Она, словно загадочная волшебница, меняет мир вокруг и наполняет его сочными и необычными красками. Заметнее всего эти чудеса происходят с растениями и кустарниками. Они одни из первых откликаются на перемены погоды и наступление осени. Впереди у них целых три месяца, чтобы подготовиться к зиме и расстаться со своими главными украшениями - листьями. Однако, сначала, деревья непременно порадуют всех вокруг переливами цвета и безумством красок, а опавшая листва бережно укроет своим покрывалом землю и защитит ее самых мелких жителей от сильных морозов.

Осенние изменения с деревьями и кустарниками, причины этих явлений

Осенью происходят одни из самых главных перемен в жизни деревьев и кустарников: изменение цвета листвы и листопад. Каждое из этих явлений помогает подготовиться им к зиме и пережить столь суровое время года.

Для лиственных деревьев и кустарников одной из главных проблем в зимнее время года является недостаток влаги, поэтому осенью все полезные вещества начинают накапливаться в корнях и сердцевине, а листья опадают. Листопад помогает не только увеличить запасы влаги, но и сэкономить их. Дело в том, что листья очень сильно испаряют жидкость, что очень расточительно зимой. Хвойные деревья в свою очередь могут позволить себе покрасоваться иголками и в холодное время года, так как испарение жидкости с них происходит очень медленно.

Еще одной причиной листопада является большой риск для веток быть сломанными под напором снежной шапки. Если бы пушистый снег ложился не только на сами ветки, но и на их листья, они не выдержали такой тяжелой ноши.

Кроме того, в листьях со временем накапливается много вредных веществ, избавиться от которых получается только при листопаде.

Одной из недавно раскрытых загадок является тот факт, что лиственные деревья, помещенные в теплую среду, а, значит, не нуждающиеся в подготовке к холодам, также сбрасывают листья. Это говорит о том, что листопад связан не столько со сменой времен года и подготовкой к зиме, сколько является важной частью жизненного цикла деревьев и кустарников.

Почему осенью листья меняют цвет?

С наступлением осени деревья и кустарники решаются сменить изумрудный цвет своих листьев на более яркие и необычные цвета. При этом, у каждого дерева свой набор пигментов-«красок». Эти изменения происходят из-за того, что в листьях содержится особое вещество, хлорофилл, который превращает свет в питательные вещества и придает листве зеленый цвет. Когда дерево или кустарник начинают запасать влагу, и она уже не поступает к изумрудным листьям, а солнечный день становится значительно короче, хлорофилл начинает распадаться на другие пигменты, которые и придают осеннему миру багряные и золотистые тона.

Яркость осенних красок зависит от погодных условий. Если на улице стоит солнечная и относительно теплая погода, то осенние листья будут яркими и пестрыми, а если часто идет дождь, то коричневыми или тускло-желтыми.

Как осенью меняют цвет листья разных деревьев и кустарников

Буйству красок и их неземной красотой осень обязана тому, что у листвы всех деревьев разные сочетания цветов и оттенков. Наиболее часто встречается багряный цвет листьев. Багряным окрасом могут похвастаться клен и осина. Эти деревья очень красивы осенью.

Листья березы становятся светло-жёлтыми, а дуба, ясеня, липы, граба и орешника - буровато-желтыми.

Орешник (лещина)

Тополь быстро сбрасывает свою листву, она лишь начинает набирать желтизну и вот уже опала.

Кустарники также радуют разнообразием и яркостью красок. Их листва становится желтой, фиолетовой или красной. Виноградные листья (виноград - кустарник) приобретают неповторимый темно-пурпурный цвет.

Пунцово-красным оттенком выделяются на общем фоне листья барбариса и вишни.

Барбарис

От желтого до красного цвета могут быть осенью листья рябины.

Алеют вместе с ягодами листья калины.

Бересклет одевается в фиолетовые одежды.

Красный и пурпурные оттенки листвы определяет пигмент антоцианин . Интересным является тот факт, что он полностью отсутствует в составе листьев и может образовываться только под воздействием холода. Это означает, что чем морознее дни, тем более багряным будет окружающий лиственный мир.

Однако, есть растения, которые не только осенью, но и зимой сохраняют свою листву и остаются зелеными. Благодаря таким деревьям и кустарникам оживает зимний пейзаж, а многие животные и птицы находят в них свой дом. В северных краях к таким деревьям относят деревья: сосну, ель и кедр. Южнее количество таких растений еще больше. Среди них выделяют деревья и и кустарники: можжевельник, мирт, тую, барбарис, кипарис, самшит, горный лавр, абелию.

Вечнозеленое дерево - ель

Некоторые лиственные кустарники тоже не расстаются со своей изумрудной одежкой. К ним относят клюкву и бруснику. На Дальнем Востоке есть интересное растение багульник, листья которого не меняют осенью окраску, а сворачиваются осенью в трубочку и отпадают.

Почему листья опадают, а хвоинки нет?

Листья играют большую роль в жизни деревьев и кустарников. Они помогают создавать и запасать питательные вещества, а также накапливают минеральные компоненты. Однако, зимой, когда возникает острая нехватка света, а, значит, питания, листья только увеличивают расход полезных компонентов и вызывают чрезмерное испарение влаги.

Хвойные растения, которые чаще всего растут на территориях с довольно суровым климатом очень нуждаются в питании, поэтому не сбрасывают свои иголки, выполняющие роль листьев. Хвоя прекрасно приспособлена к холодам. В иголках сосредоточено очень много пигмента хлорофилла, который и преобразует из света питательные вещества. Кроме того, они имеют небольшую площадь, что значительно уменьшает испарение с их поверхности столь необходимой зимой влаги. От холодов иголки защищены особым восковым покрытием, а благодаря веществу, в них содержащемуся, они не промерзают даже в сильные морозы. Воздух, который захватывают иголки создает вокруг дерева своеобразный изоляционный слой.

Единственным хвойным растением, которое расстается на зиму со своими иголками является лиственница. Она появилась в глубокой древности, когда лето было очень жарким, а зимы невероятно морозными. Эта особенность климата привела к тому, что лиственница стала сбрасывать свои иголки и не нужно было защищать их от холодов.

Листопад, как сезонное явление, наступает у каждого растения в свой определенный срок. Это зависит от породы дерева, его возраста и особенностей климата.

Раньше всего расстаются со своими листьями тополь и дуб, затем наступает время рябины. Яблоня одной из последних сбрасывает листья, и, даже, в зимнее время, на ней могут еще оставаться несколько листочков.

Листопад у тополя начинается в конце сентября, а к середине октября он полностью заканчивается. Молодые деревья дольше сохраняют свою листву и позже желтеют.

Дуб начинает терять свои листья в начале сентября и через месяц полностью лишается своей кроны. Если заморозки начинаются раньше, то листопад происходит значительно быстрее. Вместе с листьями дуба начинают осыпаться и желуди.

Рябина начинает свой листопад в начале октября и до 1 ноября продолжает радовать своими розовыми листьями. Считается, что после того, как рябина расстается с последними листьями, начинаются промозглые зябкие дни.

Листья на яблоне начинают золотиться к 20 сентября. К концу этого месяца начинается листопад. Последние листья осыпаются с яблони во второй половине октября.

Вечнозеленые растения и кустарники не теряют свою листву даже с наступлением холодов, как это делают обычные лиственные породы. Постоянный лиственный покров позволяет им пережить любые погодные условия и сохранить максимальный запас питательных веществ. Конечно, такие деревья и кустарники обновляют свои листья, но процесс этот происходит постепенно и практически незаметно.

Вечнозеленые растения не сбрасывают сразу все свои листья по нескольким причинам. Во-первых, тогда им не приходится тратить большие запасы питательных веществ и энергии для выращивания молодых листьев весной, а во-вторых, их постоянное наличие обеспечивает беспрерывное питание ствола и корней. Чаще всего вечнозеленые деревья и кустарники произрастают на территориях с мягким и теплым климатом, где и зимой стоит теплая погода, однако, встречаются они и в суровых климатических условиях. Наиболее распространены такие растения во влажных тропических лесах.

Такие вечнозеленые растения, как кипарисы, ели, эвкалипты, некоторые виды вечнозеленых дубов, родендрон можно найти на широкой территории от суровой Сибири до лесов Южной Америки.

Одним из наиболее красивых вечнозеленых растений является голубая веерная пальма, которая произрастает в Калифорнии.

Необычным видом и высотой более 3 метров отличается средиземноморский кустарник олеандр.

Еще одним вечнозеленым кустарником является гардения жасминовая. Ее родиной является Китай.

Осень - одно из самых красивых и ярких времен года. Всполохи пурпурных и золотистых листьев, готовящихся разноцветным ковром покрыть землю, хвойные деревья, пронизывающие своими тонкими иголками первый снег и вечнозеленые растения, всегда радующие глаз, делают осенний мир еще более восхитительным и незабываемым. Природа постепенно готовится к зиме и даже не подозревает, насколько завораживают взгляд эти приготовления.