reforef.ru 1

Удивительные опыты с растениями.


Батурицкая Н. В., Фенчук Т. Д.
Удивительные опыты с растениями: Кн. для учащихся.—Мн.: Нар. асвета, 1991.—208 с.: ил.
Почему лепестки ромашки белые, а первые весенние листочки тополя красноватые? Как приготовить краску из цветков василька? Почему растения плохо растут на зеленом свету? Разли­чают ли проростки стороны света? Почему табач­ный дым «убивает» листья? Как сделать косын­ку из крапивы? Почему кленовый сок сладкий? Можно ли заставить сирень зацвести в декабре?

На эти и другие вопросы вы получите от­веты, проделав опыты, предлагаемые в книге.
СОДЕРЖАНИЕ

От авторов 5

ИГРА ЦВЕТОВ 7

БЕЛЫЙ ЦВЕТ 10

1 Почему лепестки цветков белые 12

КРАСНЫЙ РОЗОВЫЙ СИНИЙ ФИОЛЕТОВЫЙ 13

2 Выделение антоцнанов. Изменение цвета под действием кислот и щелочей 16

3 Приготовление индикаторной бумаги из растворов антоцианов 18

4 Изменение окраски цветков в букете 20

5 Надписи на лепестках 24

6 Муравьиные художества 25

7 Влияние ионов металлов на окраску цветков гортензии 26

8 Мозаика из всходов 29

9 Обесцвечивание антоцианов сернистым газом 31

10 Акварельные краски из антоцнанов 32

ЖЕЛТЫЙ ЦВЕТ 33

11 Получение облепихового (морковного) масла 35

12 Получение желтого красителя из сухой чешуи лука 38

КОРИЧНЕВЫЙ И ЧЕРНЫЙ ЦВЕТА 41

13 Обнаружение катехинов в клетках растений 44

14 Получение чернил из растительного материала 45

15 Почему органы растении после гибели чернеют 48

16 Многие ли растения содержат дубильные вещества 49

17 В какой части стебля накапливаются дубильные вещества 51

ЗЕЛЕНЫЙ ЦВЕТ —

18 Какие пигменты содержатся в зеленом листе 52

19 Разделение пигментов по методу Крауса 54

20 Действие щелочи на хлорофилл 55

21 Какого цвета хлорофилл 57


22 Взаимодействие хлорофилла с кислотой 60

23 Письмо на зеленом листе 61

24 Образование колец отмирания на листьях 62

25 Получение отпечатков фотографии с помощью раствора хлорофилла (по К А Тимирязеву) 64

26 Фотография жизнью (по К А Тимирязеву) 67

27 Фотографии на листьях 69

28 Окрашивание цветков искусственными красителями 71

РОСТ РАСТЕНИЙ 75

29 Периодичность роста древесных побегов 79

30 Выращивание растения с 2 стеблями из 1 семени 81

31 Причудливые стебли 83

32 Березовый сок и старение растении 86

33 Салициловая кислота— ингибитор роста растений 87

34 Влияние ростовых веществ дрожжей на укоренение черенков 89

35 Влияние качества света на рост растений 91

36 Тормозящее влияние света на рост растений 96

37 Влияние табачного дыма на рост растении 97

38 Срастание корневых систем древесных растений 98

39 Взаимное влияние растений 100

40 Влияние газообразных выделений растении на прорастание семян 103

41 Бактерицидное действие фитонцидов горчицы 104

РАЗДРАЖИМОСТЬ И ДВИЖЕНИЯ У РАСТЕНИИ 106

РАЗДРАЖИМОСТЬ РАСТЕНИЙ 107

42 Обнаружение токов повреждения в разрезанном яблоке 108

43 Опыт с зеленой горошиной 110

44 Стоит ли трогать растения без надобности 112

ГИГРОСКОПИЧЕСКИЕ ДВИЖЕНИЯ 114

45 Движения чешуи шишек хвойных сухого мха сухоцветов

46 Гигроскопические движения семян. Гигрометр из семян аистника 117

ТРОПИЗМЫ 120

47 Гидротропизм корня —

48 Влияние силы земного тяготения на рост стебля и корня 122

49 Влияние этилена на геотропическую реакцию проростков гороха 125

50 Как поднимаются полегшие стебли ржи 127

51 Изучение фототропизма растении 129

52 Движение корзинки подсолнечника 131


53 Магнитное поле Земли и рост корня 133

НАСТИИ 134

54 Наблюдения за движениями венчиков цветков 135

55 Термонастии цветка тюльпана 142

56 Как движутся листья кислицы обыкновенной и робинии лжеакации 143

57 Влияние ауксина на закручивание усиков гороха 147

58 Хмель завивается 149

РАСТЕНИЯ ОСЕНЬЮ И ЗИМОЙ 151

ЛИСТОПАД И ВЕТВЕПАД 153

59 Искусственный листопад

60 Опадение листьев под влиянием табачного дыма 155

61 Береза — растение комнатное? 157

62 Как сохранить естественную окраску засушиваемых цветов 161

63 Влияние листовой пластинки на длительность жизни черешка 163

64 Получение растительного волокна 165

ОСЕННИЕ КРАСКИ 171

65 Влияние условий освещения на пожелтение листьев 172

66 Необходимость кислорода для разрушения хлорофилла 173

67 Искусственная осень 174

68 Надписи и рисунки на плодах 176

69 Тайны созревающих плодов 177

ПОКОЙ - ЭТО ТОЖЕ ЖИЗНЬ 182

70 Много ли питагельных веществ в опавших листьях 183

71 Судьба запасного крахмала 184

72 Повышение морозоустойчивости тканей растений 187

73 Продолжительность периода глубокого покоя у разных видов растении 190

74 Цветы зимой 194

75 Теплые ванны для растения 197

76 Почки осенние и весенние 198

77 Покой семян 200
ОТ АВТОРОВ

«Без нас прожила бы природа — без нее мы не можем прожить»,— сказал поэт. Этим объясняется неиссякаемый интерес к позна­нию природы. А всякое познание начинается с любознательности. Совсем не обязательно быть ученым, чтобы увидеть поле ржи не малахитово-зеленым, а красным: достаточно посмотреть через синее стекло. Но чтобы объ­яснить увиденное, одного созерцания мало.

Еще в XVIII в. женевский пастор Жан Сенебье задумался над вопросом: почему этот зеленый мир зелен? Изучив действие сол­нечного света, он показал, что благодаря процессу образования кислорода и поглощения углекислого газа, происходящему в зеленом листе, питается растение, а через него и живот­ный мир. Так было сделано одно из величай­ших открытий. Но вопрос о зеленой окраске листьев так и остался открытым.


Ученые-естествоиспытатели всего мира искали на него ответ. Более 35 лет отдал вели­кий русский ученый Климент Аркадьевич Ти­мирязев изучению зеленого листа, запасающе­го впрок солнечные лучи. Была открыта важ­нейшая роль пигмента хлорофилла в процессе фотосинтеза и значение растений на Земле.

Огромное количество вопросов задает нам мир растений. И как интересно самостоя­тельно поискать ответы на них. Почему сте­бель растения растет вверх, а корень вниз? Откуда берется сахар в березовом соке? Поче­му растения, выращенные на синем свету, приземистые? Отчего зеленые листья осенью желтеют, краснеют? Почему семена не прорастают внутри плода? Можно ли вывести из состояния зимнего покоя «спящие» почки?

Сами по себе опыты прямых ответов не дают. Но они помогают добыть факты, без которых предположение, догадка так и не становятся

истинным знанием.

Большинство предлагаемых опытов было выполнено студентами факультета естество­знания Брестского государственного педаго­гического института им. А. С. Пушкина и уча­щимися школ г. Бреста под руководством доцента Тамары Дмитриевны Фенчук.

В качестве объектов рекомендуются, как правило, широко распространенные в Бело­руссии растения. При этом нельзя забывать о необходимости правильного поведения в при­роде, бережного к ней отношения. Из приве­денных в перечне растений используйте в пер­вую очередь комнатные, декоративные, сорные, растущие на пустырях и бросовых землях. Бе­рите для опытов побеги деревьев и кустарников, которые хорошо переносят обрезку, быстро ра­стут и возобновляются.

Нужные реактивы имеются в каждой школе. Желающих проделать опыты дома пусть не смущают трудности с приготовлением раство­ров нужной концентрации. Вполне удовлетвори­тельные результаты можно получить с приме­нением разбавленных растворов кислот и щелочей, например 1 объем кислоты и 10 объе­мов воды. Перед постановкой опыта полу­чите консультацию у учителя.

Авторы будут признательны юным исследо­вателям, которые сочтут возможным поде­литься радостью маленьких открытий или трудностями на пути к этим открытиям.

ИГРА ЦВЕТОВ
Кто не восхищался красками цветущего луга, лесной опушки, осенней листвы, даров сада и поля? Но далеко не всем известно, отку­да у природы такая богатая палитра цветов. Всей этой красотой обязаны мы специальным красящим веществам — пигментам, которых в растительном мире известно около 2 тысяч.

Цвет вещества, в том числе и пигмента, определяется его способностью к поглощению света. Если свет, падающий на вещество или какой-либо орган растения, равномерно отра­жается, они выглядят белыми. Если же все лучи поглощаются, объект воспринимается как черный. Человеческий глаз способен раз­личать до 300 оттенков ахроматического, т. е. нецветного, серого цвета. Если вещество по­глощает только отдельные участки видимой части солнечного спектра, оно приобретает определенную окраску.

Электромагнитные волны с длиной волны 400—700 нм составляют видимую часть солнеч­ного излучения. В этой части спектра выде­ляются отдельные участки: с длиной волны 400—424 нм — фиолетовый цвет, 424—491 нм — синий, 491—550 нм — зеленый, 550—585 нм — желтый, 585—647 нм — оранжевый, 647—740 нм — красный. Излучение с длиной волны меньше 400 нм — ультрафиолетовая,

7

а с длиной волны более 740 нм — инфракрас­ная область спектра.

Зрительный аппарат человека способен раз­личать до 10 млн различных хроматических, т. е. окрашенных, цветов и оттенков. Макси­мальное цветоразложение солнечного света приходится на 13—15 часов. Именно в это время луг, поле кажутся нам, наиболее ярко и пестро расцвеченными.

В растительных клетках чаще всего встре­чаются зеленые пигменты хлорофиллы, жел­то-оранжевые каротиноиды, красные и синие антоцианы, желтые флавоны и флавонолы. Каждая из этих групп представлена несколь­кими отличающимися по химическому строе­нию, а следовательно, по поглощению све­та и окраске пигментами. Например, группа хлорофиллов высших растений включает 2 пигмента, а каротиноидов — свыше 300.

Растительные пигменты — это крупные органические молекулы, имеющие группи­ровки, ответственные за поглощение света. Для этих группировок характерно наличие цепочки чередующихся простых и двойных связей (—С=С—С==С—). У желто-оранже­вого пигмента бетта-каротина 11 двойных связей, у красного ликопина — 13. Кроме того, по­глощение света усиливается при наличии в молекуле кольцевых структур. Так, желтые флавоны и флавонолы, сине-фиолетовые ан­тоцианы, коричневые катехины содержат по 3 кольца. Цвет пигмента может меняться при изменении кислотности среды, темпера­туры, при взаимодействии его с металлами, образовании солей.


В природе нет двух растений, которые имели
Рис. 1. Эписция: а — общий Вид. б — схема строения листа
бы абсолютно одинаковый цвет. Следова­тельно, окраска зависит не только от количе­ства и типа пигментов, но и от строения ткани: ее толщины, количества межклетников, плот­ности находящегося на поверхности клеток воскового налета, химического состава клет­ки, особенно вакуолей.

Правда, не всегда окраска обусловлена избирательным поглощением света. Так, «ме­таллический» цвет листьев некоторых расте­ний объясняется преломлением света и рассе­янием его с поверхности особых «оптических» чешуек или клеток. У эписции медной сильно опушенные коричневые листья, середина кото­рых отливает перламутром от голубоватого до медного цвета (рис. 1). Особенность листьев эписции в том, что под прозрачным эпидермисом находятся клетки, отражающие свет в направлении падения лучей на предмет. Это вызывает эффект, напоминающий све­чение дорожного знака в темноте при освещении его фарами.

Многие растительные пигменты исполь­зуются в качестве красителей. Например, из корнеплодов моркови получают желтый, а из свеклы столовой — красный пищевые кра­сители. Из листьев индигоферы красильной — синий краситель индиго, широко применяемый в текстильной промышленности, а из листьев лавсонии — хну, оранжево-красную краску, издавна используемую для окраски волос, шерстяных и шелковых тканей, пищевых продуктов. Из плодов барбариса амурского по­лучают красный пищевой краситель, из ры­лец пестиков шафрана посевного — желтый.

Но даже, если орган не содержит никакого' пигмента, он все равно не прозрачен, а имеет свой цвет — белый.
БЕЛЫЙ ЦВЕТ

В природе белый цвет распространен очень широко: белые цветки, белые стебли, белые пятна на листьях. Больше всего расте­ний с белыми цветками в высокогорных и приполярных областях, где они составляют до 30—40% обитающих там видов. В средней


10

полосе их меньше (до 25% видов) и совсем мало в пустынях и степях.

Белый красящий пигмент называется бетулином (от лат. «бетула»—береза). Накап­ливаясь в клетках коры молодых деревьев, бетулин окрашивает ствол березы в тот прекрас­ный белый цвет, который так любим и воспет поэтами. Удивительно, что во флоре средней полосы Европейской части СССР береза — единственное растение, образующее этот пигмент.

Выделить из клеток коры березы бетулин можно, хотя и не очень просто. Для этого применяют метод возгонки: мелко измельчен­ную сухую кору помещают в колбу и медлен­но нагревают. При этом бетулин выделяется из клеток и оседает на стенках колбы в виде белого налета.

У других растений причиной белой окраски венчиков являются обширные межклетники в сочетании с клетками, лишенными пигмен­тов. Белые лепестки белы по той же причине, по какой снег белый. Каждая снежинка в отдельности бесцветна, так как свободно про­пускает солнечные лучи. Но снежинки, падая друг на друга, отражают солнечные лучи, и снег кажется белым. А вот лед, не имеющий воз­душных полостей, прозрачен, поскольку свет свободно проходит через него.

Убедиться в том, что белый цвет лепест­ков ромашки, белой лилии и других цветов обус­ловлен не наличием красящего вещества, а развитой системой межклетников, можно несколькими способами.

11

1. Почему лепестки цветков белые

Вариант I (самый простой). Лепесток осто­рожно сожмите пальцами. Воздух из меж­клетников выходит, и лепесток становится бес­цветным и прозрачным, как лед.

Вариант II (более продолжительный). Погрузите лепестки в воду. Через неско­лько часов, когда вода через устьица про­никнет в межклетники, лепестки станут бес­цветными.

Вариант III (самый надежный). Лепестки поместите в шприц и заполните его водой. Уста­новив шприц наконечником вверх (без иглы), задвиньте поршень, чтобы вытеснить воздух. После этого закройте пальцем отверстие наконечника и отведите поршень вниз. В ре­зультате создавшегося вакуума из воды и ле­пестков начнут выделяться пузырьки возду­ха. Через 1—2 мин воздух из межклетников выйдет. Вновь задвиньте поршень в шприц. При этом вода поступит в межклетники и ле­песток станет прозрачным.


Задание. Используя приведенные вари­анты опытов, проверьте, как изменяют окраску лепестки нивяника обыкновенного, ромашек, лилий, нарциссов, жасмина садового (чубушника), яблони.
КРАСНЫЙ, РОЗОВЫЙ, СИНИЙ. ФИОЛЕТОВЫЙ

Вы проходите мимо цветка? Наклонитесь, Поглядите на чудо,

Которое видеть вы раньше нигде не могли. Он умеет такое, что никто На земле не умеет Например. Он берет крупинку Мягкой черной земли, Затем он берет дождя дождинку, И воздуха голубой лоскуток, И лучик, солнышком пролитой. Все смршает потом (но где?! Где пробирок, и колб, И спиртовок рядьр!), И вот из одной и той же Черного цвета земли Он то красный, то синий, то сиреневый, то золотой!

В. Солоухин

Как это ни удивительно, но эти цвета опре­деляет одна группа пигментов — антоцианы (от греч. «антос» — цветок, «цианос» — голу­бой), впервые выделенные из цветков ва­силька синего.

Антоцианы хорошо растворимы в воде. Со­держатся в клеточном соке (вакуолях), значи­тельно реже — в клеточных оболочках. Могут существовать в различных формах. При дей­ствии минеральных и органических кислот образуют соли красного, при действии щело­чей — синего цвета. На цвет антоцианов вли­яет не только кислотность клеточного сока, но и способность этих пигментов образовывать комплексные соединения с металлами. На­пример, для проявления синего цвета необхо­димо наличие в клетках комплексного соеди-

13

нения антоцианов с магнием, алюминием, оло­вом, а также белками и сахарами.

Поскольку в клетках содержится обычно несколько различных антоцианов, а химичес­кий состав растений изменяется с возрастом, то окраска даже кратковременно живущих венчиков может изменяться на протяжении дня. Так, у чины весенней они сначала красные, за­тем зеленовато-синие. Иногда меняется окраска только части венчика. Например, у конского каштана желтое пятнышко на лепестке сна­чала становится оранжевым, потом красным, причем нектар выделяется только в желтой стадии.


Ярко-красные розы, голубые васильки, фиолетовые анютины глазки содержат раст­воренные в клеточном соке антоцианы. Яб­локи, вишни, виноград, черника, голубика своим цветом обязаны антоцианам. Клеточный сок листьев и стеблей гречихи, краснокочанной капусты, листьев и корнеплодов столовой свеклы, молодая красная кора эвкалипта, крас­ные осенние листья также содержат антоцианы. Больше всего антоцианов накапливают расте­ния в местностях с суровыми климатическими условиями (Арктика, высокогорные луга), а также ранневесенняя флора. Антоцианы по­глощают свет в ультрафиолетовой и зеле­ной областях спектра. Поглощенная энер­гия частично превращается в тепло, повышая на 1—4°С температуру листьев, пестиков, ты­чинок. Это создает более благоприятные усло­вия как для фотосинтеза, так и для оплодотво­рения и прорастания пыльцы в условиях пони­женных температур. У высокогорных растений антоцианы, поглощая избыток солнечной ра-

14

диации, защищают хлорофилл и наследствен­ный аппарат клетки от повреждений. Несом­ненно, яркая окраска цветков и плодов играет большую роль в привлечении насекомых-опы­лителей и в распространении плодов. Инте­ресно, что «антоциановые» растения обла­дают повышенной стойкостью к загрязнению воздуха кислыми газами промышленных предприятий.

Поступая в организм человека с фруктами и овощами, антоцианы проявляют действие, сходное с действием витамина Р: они поддер­живают нормальное состояние кровяного давления и сосудов, предупреждая внутрен­ние кровоизлияния. Образуя комплексы с ра­диоактивными элементами, антоцианы спо­собствуют быстрому выведению их из орга­низма. Кроме того, эти пигменты способны улучшать зрение.

Если орган растения имеет голубой, синий, фиолетовый цвет, то нет никакого сомнения в том, что его окраска обусловлена антоцианами. А вот с красной окраской несколько сложнее. У некоторых, немногочисленных по сравнению с «антоциановой» группой видов растений оранжевая, красно-коричневая окраска цветков (тагетес прямостоячий, настурция большая), плодов (томаты, шипов­ник, ландыш майский) обусловлена не раст­воренными в клеточном соке антоцианами, а находящимися преимущественно в желтых и оранжевых пластидах (хромопластах) пиг­ментами группы каротиноидов (от лат. «карота» — морковь).


Наиболее распространен красный пигмент ликопин, близкий по строению к каротину

15

Каротиноиды не растворимы в воде, но хоро­шо извлекаются из пластид органическими растворителями. Их цвет, в отличие от антоцианов, не зависит от кислотности среды.

Используя свойство антоцианов изменять цвет в зависимости от реакции среды, можно поставить ряд интересных опытов.
2. Выделение антоцианов.

Изменение цвета под действием кислот и щелочей

Для опыта понадобятся листья краснокочанной капусты, фиолетовые цветки анюти­ных глазок или другие растения, содержащие антоцианы, 2 пробирки, 1-процентная соляная или 6-процентная уксусная кислоты, 0,001-процентный гидроксид натрия, индикаторная бумага.

Получить антоциановую вытяжку можно двумя способами. 0,5—1 г красных листьев или синих, фиолетовых лепестков помести­те в пробирку. Залейте 5 мл воды и доведите до кипения над пламенем спиртовки. На­гревание выше 70°С приводит к разрушению мембран клеток. Антоцианы свободно выхо­дят из клеток, окрашивая воду в розовый, синий или зеленоватый цвет. Отфильтруйте раствор в чистую пробирку через бумажный фильтр.

Вместо кипячения листья или лепестки мож­но измельчить в ступке с небольшим количест­вом песка, и, добавив около 5 мл воды, от­фильтровать. Цвет раствора убеждает в том, что антоцианы — водорастворимые пигменты.

Начинать следующую часть работы луч­ше с рассмотрения действия кислот. В чистую

16i

пробирку отлейте 2—3 мл вытяжки пигментов, добавьте каплю разбавленной кислоты (1-процентной соляной, 6—9-процентной уксусной, 0,025-процентной лимонной) Если полученная вытяжка антоцианов имела первоначально буроватую окраску, то после добавления 1— 2 капель кислоты она примет красивый розо­во-красный цвет. Изменения окраски связаны с перестройками в молекуле антоциана.

К окрасившемуся в розовый цвет раство­ру добавляйте по каплям разбавленную ще­лочь (0,001-процентный раствор едкого нат­ра) или немного, на самом кончике ножа, по­рошка питьевой соды. Розовая окраска исче­зает.


Контролируя с помощью индикаторной бумаги изменение рН раствора, происходя­щее в результате постепенного добавления кислоты или щелочи, можно установить более точную зависимость цвета антоцианов от кислотности среды. У краснокочанной капусты исходная вытяжка имеет красно-фиолетовый цвет. В сильнокислой среде (рН 2—3) она приобретает красный, а при рН 4—5 —ро­зовый цвет. В результате нейтрализации ро­зово-красный цвет изменяется сначала на синий (нейтральная среда, рН 6—7), затем на зеленый (рН 8), желто-зеленый (рН 9—10) и в сильно щелочной среде на желтый (рН выше 10).

К зеленоватому или синему раствору до­бавьте еще несколько капель кислоты Наблю­дается повторное появление красного окраши­вания. Можно повторить весь цикл изменения окраски антоциановых растворов под дейст­вием кислот и щелочей несколько раз.

17

Вытяжка пигментов синих лепестков и листьев многих растений при добавлении ще­лочи окрашивается в зеленый цвет. Только у некоторых видов, например, у фиолетовых аню­тиных глазок, гибискуса (китайская роза), краснокочанной капусты, раствор антоциана приобретает под действием щелочи довольно устойчивую сине-фиолетовую окраску У ва­силька синего голубая окраска устойчива даже в кислой среде (рН 4—6). Причина этого явления в том, что голубой и синий цвета появляются только в том случае, если молекула пигмента входит в состав сложного комплекс­ного соединения с металлами (Fe, Ca, Mg и др.), углеводами, белками. У многих видов в про­цессе выделения пигментов из листьев происхо­дит разрушение этого комплекса и утрата способности к проявлению голубого и синего цветов.

В клетках растений может содержаться одновременно несколько различающихся по цвету антоцианов. Так, в ягодах темноокрашенного винограда их найдено 11.

Задание Проследите изменения окраски растворов антоцианов под действием кислот и щелочей на других, не названных выше, растениях. Какие из них под действием щело­чи сохраняют стойкую синюю окраску?

3. Приготовление индикаторной бумаги из растворов антоцианов

Антоцианы растений относятся к группе индикаторов — веществ, изменяющих свою окраску в зависимости от реакции среды. Поэтому вытяжка из окрашенных в красный

18

и синий цвет органов может быть с успехом использована для приготовления индикатор­ной бумаги Чтобы приготовить индикатор на щелочь, (красную индикаторную бумагу) вы­тяжку, полученную из красных лепестков или других окрашенных антоцианом тканей расте­ния, подкислите 1—2 каплями любой кислоты до появления четкой розовой окраски. По­лоску фильтровальной бумаги пропитайте раствором антоциана и высушите на стекле. Индикаторная бумага готова.

Индикаторную бумагу на кислоты готовьте, пропитывая полоски фильтровальной бума­ги сине-фиолетовым или зеленым раствором антоцианов.

Проверить эффективность приготовленной индикаторной бумаги можно, нанеся на нее по капле кислоты или щелочи. Индикаторные свойства антоцианов сходны с лакмусом: область перехода окраски лежит в интервале рН 3—12.

19

Для более точного определения рН раство­ра с помощью индикаторной антоциановой бумаги необходимо подготовить цветную шка­лу изменений окраски антоцианов данного вида растений в интервале рН 2—10. Раство­ры, получаемые из окрашенных в красный, синий цвета органов растений, всегда содер­жат комплекс антоцианов (до 10-15), которые различаются по строению и способности к поглощению отдельных участков спектра. Поэтому индикаторные свойства окрашенных вытяжек, получаемых из разных видов расте­ний, также различны.

Задание. Сравните индикаторные свой­ства антоцианов корнеплода столовой свек­лы, лепестков розы, плодов рябины черноплод­ной.
4. Изменение окраски цветков в букете

Убедиться в том, что окраска органа зависит во многом от кислотности клеточ­ного сока, можно на простом и эффектном опыте.

Для опыта нужны 3—4 вида растений с различной окраской венчиков, 2 стеклянных колпака, 2 стеклянные подставки под колпаки, водный раствор аммиака, концентрированная («дымящая») соляная кислота.


Составьте 3 одинаковых букета из цветов с различной окраской венчика: красных, голу­бых, фиолетовых, белых. Особенно эффект­ные результаты получаются с розами.

Первый букет (контрольный) оставьте в стакане с водой. Второй поместите в пары аммиака. Для этого на подставку из стекла

20

поставьте букет в стакане без воды. Рядом в маленьком стакане или бюксе — водный раствор аммиака. Быстро накройте стеклянным колпаком. Третий букет поместите рядом со стаканчиком с концентрированной кислотой, накройте колпаком. Помните, что кислота оседает не только на цветках, но и на столе. Поэтому необходима подставка.

В течение 15—30 мин, по мере проникно­вения в клетки паров кислоты или 'аммиака, происходит постепенное изменение окраски комплекса антоцианов и их цветового соче­тания с сопутствующими желтыми пигментами. В варианте, где лепестки венчиков подверга­лись воздействию паров кислоты, на лепестках синего цвета постепенно появляются розовые и красные пятна.

В варианте с воздействием на лепестки па­ров аммиака изменения окраски более раз­нообразны. Это'обусловлено тем, что при из­менении кислотности клеточного сока от кислой до щелочной происходит изменение цвета от красного через сине-фиолетовые тона до зеленого и желтого (рис. 3). Лепестки вен­чиков, имевшие до опыта красные, розовые тона приобретают необычную расцветку. У темно-красных роз в атмосфере аммиака цвет ле­пестков изменяется сначала до разных оттен­ков зеленого, затем переходит в коричневый. Такое изменение окраски связано с тем, что в лепестках роз одновременно содержатся не только антоцианы, придающие лепесткам красный цвет, но и желтые пигменты флавонолы. Под влиянием аммиака цвет флавонолов тоже меняется: слабое желтое окрашивание переходит в желто-оранжевое, коричневое.

21

Интересные результаты получаются с некоторыми белыми и бело-красными цветка­ми. Так, у турецкой гвоздики, имеющей крас­ные лепестки с белой каймой под влиянием паров кислоты может наблюдаться покрасне­ние белых частей. Дело в том, что в клетках растений с белыми цветками и плодами могут синтезироваться бесцветные предшествен­ники антоцианов — лейкоантоцианы, которые в результате окисления способны превра­щаться в окрашенные вещества.


В самом упрощенном варианте цветки или отдельные лепестки можно погрузить в 1— 2-процентный раствор соляной кислоты или 0,001-процентный раствор гидроксида нат­рия. По мере проникновения растворов в клетки происходит изменение окраски. Недо­статок этого варианта в том, что венчики намо­кают, антоцианы постепенно вымываются в раствор. Удобнее этим способом окрасить в ярко-красный цвет цветки бессмертника (под этим названием обычно объединяют 2 вида: акроклиниум розовый и гелихризум боль­шой).

В книге О. Ольгина «Опыты без взрывов» предложен более сложный способ выполне­ния опыта. В вытяжном шкафу обрабатывают цветки парами смеси 50 мл медицинского эфи­ра и 50 мл аммиака. Так как эфир, накаплива­ясь в клетках, нарушает проницаемость мемб­ран, кислота или щелочь легко проникают в вакуоли, и сам опыт протекает быстро.

Задание. Проделайте опыты с цветками, лепестки которых окрашены в различные цве­та, и опишите изменения их окраски.

22
Рис. 3. Изменение окраски лепестков роз под действием щелочи.
5. Надписи на лепестках

В журнале «Химия и жизнь» (№ 1, 1977) членам клуба «Юный химик» было предложено задание: найти забытый способ надписей на лепестках. Победителем был признан деся­тиклассник из Винницы. Плотно прижимая к стеклянной пластинке лепестки узамбарской фиалки, он с помощью пера, иглы или стек­лянной трубочки с оттянутым концом наносил на лепестки вещества (главным образом раз­бавленные кислоты и щелочи) и наблюдал за изменением окраски. Так школьнику удалось написать поздравление сестре ко дню 8 Марта.

Приведем таблицу, в которую ученик свел результаты своих опытов (в скобках указан цвет, который приобрели лепестки со време­нем) .

Реагент


Лепестки


белые


розовые


голубые


NH4ОH


Ярко-желтый


Светло-салатовый


Голубой (изумрудный с синей каймой)


NaOH


Зеленый (красно-коричневый)


Зеленый (красно-коричневый)


Голубой (желтый с зеленой каймой)


НС1


Зеленовато-голубой






НВг


Зеленый (синий)


Розово-красный


Розово-красный


Н2SO4


Зеленый


Карминово-красный


Бордо


НNО3


Салатовый


Бордо


Красный


СН3СООН





Бледно-розовый


Бледно-красный



24

Лепестки цветков фиалки узамбарской по размерам невелики, но, благодаря разнообра­зию их окраски, очень удобны для предвари­тельного изучения изменения окраски лепест­ков под действием кислоты и щелочи. Для над­писей лучше использовать более крупные лепе­стки тюльпанов, роз, пионов, гладиолусов.

Надпись делайте остро заточенной палоч­кой, смоченной в растворе кислоты или ще­лочи. Так как лепестки часто покрыты воско­вым налетом, малопроницаемым для водных растворов, поверхность листа слегка поца­рапайте острым концом палочки. Надписи,сде­ланные кислотой на синих лепестках, будут розового цвета, а щелочью на красных — си­ними или зелеными.

Задание. Накалывая лепестки сирени иглой, конец которой смочен в растворе кис­лоты или щелочи, попробуйте получить со­цветия сирени с разноцветными лепестками.