Проекты

Этапы работы над проектом

"Элементы большой науки" - популярный сайт о фундаментальной науке: физика, биология, химия ...

Задачи биология

Х городская научно-практическая конференция школьников

«Первые шаги в науку»

Возрастная категория: «Юниор»

Секция: естествознание 

Название работы:

«Секреты цвета в природе.»

Автор работы:

Красовская Екатерина Николаевна

г.о. Тольятти, МБУ лицей № 57, 6 класс

Соавтор: Люкшина Дарья Владимировна

г.о. Тольятти, МБУ лицей № 57, 6 класс

Руководитель: проекта

Шабаева Елена Александровна,

Введение.

           Как то раз мы гуляли с подругой, мимо магазина где продают цветы. На витрине были выставлены цветы таких окрасок каких мы не видели. Но нас заинтересовали именно розы синего и черного цвета, мы были поражены, что существуют такие цвета у роз. На следующий день у нас был урок биологии и мы спросили у учителя как добились такого цвета у роз. Нам все подробно рассказали и предложили про экспериментировать самим. Так и родилась тема нашего проекта.

            Последнее время в российских и зарубежных СМИ часто появляются сообщения о чудо-фруктах, чудо-овощах и чудо-цветах с необычной окраской, которая или не встречается у данных видов растений, или встречается, но очень редко. Розы обладают таким разнообразием цветов и оттенков, что вряд ли какие-либо другие цветы могут с ними сравниться. Еще один пример — голубая роза, мечта не одного поколения селекционеров и садоводов. Ценители роз могут полюбоваться золотистыми, коралловыми, вишневыми, оранжевыми, серебристыми и даже полосатыми бутонами, не говоря уж о всем известных белых, красных и желтых цветках. Но видел ли кто-нибудь из вас голубую или синюю розу? Между прочим, еще в прошлом веке путешественники поведали о розах с голубыми лепестками, которые были не редкостью в арабском мире. Что это — легенда или ныне утраченный редкостный сорт?

Цель работы: Выяснить секрет синего цвета роз.

Задачи:

1. Изучить и проанализировать литературу по теме исследования.
2. О чем говорит роза – цветок любви, нежности и вечности.
3. Как же добиться синего цвета у роз в домашних условиях (эксперимент)
4. Узнать какие вещества придают окраску растениям.

Основное содержание

         Розы впервые начали выращивать в Древнем Риме, хотя основное назначение садов того времени было выращивание полезных растений (плодовых, овощных, пряных и лекарственных), но в произведениях древнеримских писателей встречается описание около 10 сортов роз. Геродот уже в V-ом веке до н. э. в своей «Истории» описывает сады царя Мидоса в Македонии и упоминает там махровую розу. Роза — одно из самых популярных растений в мире. Родина культурных роз — субтропики Юго-Восточной Азии, хотя некоторые дикорастущие виды, например шиповник, широко распространены вплоть до Заполярья. В горшечной культуре выращивают вечнозеленые розы, обильно цветущие в течение всего года: сорта чайных, чайно-гибридных и полиантовых роз многократных скрещиваний следующих видов. При этом для выращивания в помещениях используют только карликовые, высотой 20–30 см, миниатюрные формы, у которых корни не уходят глубоко в почву. Лучше всего содержать растущие на собственных корнях, т. е. выращенные из черенков, розы. Что такое роза – собирательное название видов и сортов представителей рода Шиповник, выращиваемых человеком. Некоторые сорта являются формами дикорастущих видов. У диких предков роз — шиповников — цветки почти исключительно розовые (отсюда и пошло название) и лишь иногда — красные, желтые или белые. Благодаря долгой и кропотливой работе селекционеров цветовая гамма розовых лепестков расширилась. Появились даже зеленые цветки. Причина зеленой окраски доселе неизвестна: то ли чашелистики превратились в лепестки, то ли это результат вирусного заболевания растения. Одни садоводы видят в зеленой розе необычную красоту, другие считают, что она заслуживает латинского названия Rosa monstrosa (роза-монстр).

 Мы знаем, что роза одно из самых красивых растений. Роза нежное растение и их цвет говорит сам за себя. Например желто-красная роза говорит о любви, желтая роза – символ заботы… Но о чем же говорит синяя роза? Давайте узнаем.

Синие или голубые розы символизируют таинственность. Синие розы, конечно же, не встречаются в дикой природе. Этот цвет лепестки приобрели благодаря работе селекционеров. Необычные, загадочные цветки дарят столь же таинственным и недоступным людям. Синий цвет имеет различные оттенки. Например, сиреневые розы символизируют первую любовь, восхищение и очарование.

Но можно ли получить синие розы в домашних условиях? Для этого мы провели занимательный эксперимент.

Эксперимент с изменением цвета розы.

Мы можем из красной розы сделать синюю, а затем из синей опять красную. Для этого не надо быть волшебником, достаточно провести нехитрый эксперимент. Нам понадобятся: красная роза, нашатырный спирт, ватный диск (или марля), пакет для продуктов.

Для начала нам нужно снять кроющие листы розы. Следующим шагом – мы намочили ватный диск нашатырным спиртом, и положили в пакет для продуктов. Затем мы потрясли пакет, чтобы спирт обволакивал весь пакет. После того как спирт покрыл весь пакет изнутри, пора положить туда розу. После того, как мы положили розу в пакет следует его закрыть и повесить над батареей, чтобы спирт испарялся и пары попадали на розу. Кладем и ждем 15мин. После того, как пары испарились (прошло 15мин) мы достаем ее из пакета и роза приобрела синий цвет. Красный оттенок розы сменяет темно-синий (сине-фиолетовый). И наша розочка готова, и все без специальных красок, которые отнимают у цветка его долго стойкость в домашних условиях.

Что же происходит с розой или, вернее, внутри неё?

Ответ простой. В розах содержаться две группы пигментов — каротиноиды и флавоноиды — в основном окрашивают лепестки роз. Каротиноиды красят цветки в желтый цвет. Палитра флавоноидов богаче. Одни флавоноиды — антоцианы (цианидин, пеларгонии и пеонидин) дают яркие вариации красного цвета, другие антоцианы (кверцетин и кемпферол) окрашивают лепестки в бледно-желтый и белый цвет.  Остальные флавоноиды, как правило, бесцветны, но от них зависят оттенки. Вообще-то лепесток розы бесцветный, красящие пигменты сосредоточены лишь в его эпидермисе — тонком наружном слое клеток. Внутри мякоти лепестка между клетками расположены большие воздушные карманы. В них преломляется свет, усиливая яркость цветка.

В синий цвет растения красят пигменты дельфинидин и мирцетин. К сожалению, как раз у роз их нет. Но как же наш случай. Как уже говорилось выше в розе содержатся вещества — антоцианы, относящиеся к флавоноидам, — подобные индикаторам, используемым в лабораторной практике для определения кислотности среды, например фенолфталеин. Эти вещества в кислых и щелочных средах приобретают различную окраску за счёт того, что протонированная (в кислой среде) и депротонированная (в щелочной среде) молекулы имеют разное строение. Нашатырный спирт, или аммиак, относится к основаниям и создаёт щелочную среду. Когда он взаимодействует с веществом-индикатором, содержащимся в лепестках розы, цветок изменяет окраску на синюю, а по мере того, как аммиак испаряется, вновь приобретает красный цвет. Интересные превращения колеров у цветущих растений происходят под действием аммиака. Обработанные парами нашатырного спирта (в герметическом сосуде!) голубые, фиолетовые и пурпурные лепестки становятся зелеными, темно-красные (например, гвоздика) - черными, белые (белая лилия, белая роза и пр.) - желтыми. Особенно оригинальные изменения претерпевают цветки с пестрой окраской. Если же аммиак заменить парами крепкой соляной кислоты, синяя и фиолетовая расцветка превратится в красную. Любопытно еще и то, что после обработки аммиаком некоторые цветки, совсем не обладающие ароматом (например, астры), приобретают приятный запах. Подобные индикаторные вещества содержатся во многих цветах и ягодах. Из них можно получить свой собственный набор индикаторов. Для этого надо взять сушёные цветы и ягоды, приготовить из них отвар, процедить и использовать полученный раствор для проверки кислотности среды.

 А как же голубая арабская роза? Секрет прост. Голубой бутон легко получить, впрыснув в корень белой розы синий краситель, например, индиго, как это делали арабы.  Разумеется, потомство такой розы будет белым. В 2004 году методами генетической инженерии впервые в мире была получена настоящая голубая роза. Эти и другие смелые манипуляции с окраской, которые пресса называет «чудесами», стали возможными благодаря всестороннему исследованию природы антоциановой пигментации и генетической составляющей биосинтеза антоциановых соединений. Сегодня достаточно хорошо изучены такие растительные пигменты, как флавоноиды, каротиноиды и беталаины. Всем известны каротиноиды моркови, а к беталаинам относятся, например, пигменты свеклы. Группа флавоноидных соединений вносит наибольший вклад в разнообразие оттенков цветов у растений. К данной группе относятся желтые ауроны, халконы и флавонолы, а также главные герои нашего проекта — антоцианы, которые окрашивают растения в розовые, красные, оранжевые, алые, пурпурные, голубые, темно-синие цвета. Кстати, антоцианы не только красивы, но и очень полезны для человека: как выяснилось в ходе их изучения, это биологически активные молекулы.

Заключение.

Итак секрет цвета нашей розы, антоцианы — растительные пигменты, которые могут присутствовать у растений как в генеративных органах (цветках, пыльце), так и в вегетативных (стеблях, листьях, корнях), а также в плодах и семенах. Они содержатся в клетке постоянно либо появляются на определенной стадии развития растений или под действием стресса. Последнее обстоятельство навело ученых на мысль, что антоцианы нужны не только для того, чтобы яркой окраской привлекать насекомых-опылителей и распространителей семян, но и для борьбы с различными типами стрессов.

Литература

1.Антоцианы: секреты цвета О. Ю. Шоева, кандидат биологических наук «Химия и жизнь» №1, 2013

2.Голубая роза Е. Л. Рубцова, кандидат биологических наук «Химия и жизнь» №6, 1989

3.http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%EE%E7%E0