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6 叶子都是绿色的吗?

时空记录

地点:公园

天气:晴空万里 21℃

开启课堂

小凯和胖球继续在公园里散步,映入眼帘的是大片大片的绿色,突然小凯看到了几棵树的叶子是红色的。小凯问:“为什么有的树叶不是绿色呢?难道也是因为酸碱度不同吗?”

胖球过了一会儿回答:“叶子中含有叶绿素可以使叶子显绿色。除了叶绿素以外,叶子还含有叶黄素、胡萝卜素等其他色素,这些色素让叶子呈现其他颜色,比如黄、橙等。因此你看到有的树叶不是绿色。”

除了叶绿素、叶黄素和类胡萝卜素之外,还有一个影响叶子颜色的因素是花青素。有些植物的叶子里能生成花青素,也能让叶子显示出红、黄、紫等颜色。例如枫叶的叶片细胞液为酸性,到了秋天叶子水分流失,叶片里细胞液的酸性逐渐增强,花青素遇酸变红,叶子就变成了红色。

叶绿素、类胡萝卜素和花青素三类色素之间不断“争斗”,使叶子呈现出不同的颜色。一般情况下,正常叶子中叶绿素所占比例最大,因此大部分叶子都是绿色的。

“那为什么季节不同,树叶的颜色也随着变化呢?”小凯问道。

胖球想了一想说:“早春,刚发芽的树叶含有的叶绿素还不多,叶黄素、胡萝卜素、花青素的颜色就会呈现出来,这时往往呈现的是黄色、红色。阳光照射后,叶绿素慢慢增多了,叶子就会慢慢变绿了。仲夏,阳光强烈,植物生长茂盛,光合作用强,叶绿素会占得上风,因此夏天多呈现出一片深绿。秋天温度降低,空气也变得干燥,树叶中的水分蒸发快,加上光照时间也缩短,这些因素影响植物根部的吸收能力和叶子的光合作用,叶绿素合成得少,但是却分解得多,叶子就会慢慢显示出其他色素的颜色,由此变黄、变橙或是变红。如果叶子受伤或是衰老,叶绿素也会被分解,叶子的颜色也会发生变化。虽然温度、湿度、pH甚至土壤条件都已被证明会影响叶子的颜色,但是最终的决定因素还是光照。”

“那么为什么有的树叶一年四季都是绿色呢?”小凯又问。

“常年保持绿色的树被称作常青树。这类植物的特征主要是叶片呈针状、叶片有蜡质层或是耐旱。”

科学情报

知识要点

常青树的叶子并非永不凋落,只不过叶子寿命比落叶树的叶子寿命长一些,比如冬青叶可活 1 年~ 3 年,松树叶可活 3 年~ 5 年。

常青植物也要落叶,也有老叶、新叶的更替,但一年四季都在进行,它们到了冬天也不是整体变黄脱落,所以一年四季都保持有绿叶,通常就以为它们的叶子不变黄。如果你仔细观察就会发现,它们也会有叶子脱落的。

实验基地

探究一:神奇的叶绿素

材料

绿萝、剪刀、玻璃杯、医用酒精、水。

步骤

①摘下几片绿萝的叶子,剪成碎片,分别放在两个杯中;

②在两个杯中分别加入酒精和水;

③静置 30 分钟后观察结果。

现象

加入酒精的杯子水变绿了,加入水的杯子几乎没有变化。

解释:

绿色的叶子中含有一种被称为叶绿素的物质使叶子呈绿色,叶绿素可溶于酒精,但是几乎不溶于水。因此,将叶子置入酒精中就使叶绿素被溶解,于是酒精变成了绿色。

探究二:寻找树叶中被隐藏的色素(叶色谱)

材料

树叶、剪刀、研钵、消毒酒精、玻璃杯、保鲜膜、过滤纸(茶叶或者咖啡过滤纸)、大碗。

步骤

①把叶子剪成小片,放入研钵中。

②尽可能将树叶捣碎,然后将它们放入玻璃杯中。

③将酒精倒入玻璃杯中,直到叶片被覆盖,这时酒精变得有一点淡淡的绿色。用保鲜膜覆盖杯子。

④把杯子放进大碗里,然后把沸水倒入碗里。

⑤在热水里放 30分钟直到酒精变成深绿色,如果必要的话可以延长加热时间。

⑥将咖啡滤纸剪成条状,贴着杯子边缘放置一条。

⑦等待约 1 个小时后,拿出滤纸条,看看发生了什么?

现象

可以看到咖啡滤纸上有相对清晰的条状颜色分布。

解释:

大部分叶子之所以呈现绿色是因为树叶中含有大量叶绿素。但除了叶绿素之外,还有花青素(红色或紫色)、叶黄素(黄色)和胡萝卜素(橙色)。在大部分生长季节,叶子中含有的叶绿素比例很高,使它们看起来很绿。

不同的色素在滤纸上以不同速率运动,最终被分开,从而显现不同颜色。

色谱法的创始人是俄国的植物学家茨维特。100 多年后的今天色谱法仍然是最常用的检测手段。 Rig53mhE4l7nMSZhDo+pIDAyWovYOlRn1F9FGTsD7vtrex2neT5ULXjprQ7M38bl

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