Почему трава зеленая: пояснения из физики, биологии, химии

Строение растения

Они могут быть как одноклеточными, так и многоклеточными. Вторые разделяются на такие отделы, как зеленые, бурые и красные водоросли, споровые, голосеменные и покрытосеменные. Организм водорослей может состоять как из одной клетки, так и из многих, однако в их строении отсутствуют органы, тело сплошное — называется талломом. У споровых, голосеменных и покрытосеменных (цветковых) наблюдается наличие дифференцированных тканей и органов. Последние делятся на вегетативные и генеративные.

К первым относится побег (стебель и листья), а также корень. Многих интересует вопрос: «Почему листья зеленые?» Почему именно такой цвет? Также многие дети задают вопрос: «Почему листья зеленые?» И данную статью мы начнем именно с этой темы.

Почему трава зеленая: объяснение из биологии

Почему трава зеленая: Freepick
Пояснение цвета травы дали и биологи. Их ответы достаточно близки к ответам физиков. Однако определены иными факторами, потому что биология сосредоточивается на иных, важных для нее аспектах.

В каждой клетке травянистого растения есть органоиды (маленькие органы клеток), которые называются хлоропласты. В их составе — хлорофилл.

‘Лист зеленого цвета’ — такое значение имеет слово «хлорофилл» в греческом языке. Именно это вещество обладает зеленым цветом и окрашивает в него травы.

Зеленая трава с хлорофиллами играет важнейшую роль в жизни нашей планеты:

1. Когда на нее падают лучи Солнца, то начинается фотосинтез.
2. Это процесс, в ходе которого молекулы углекислого газа перерабатываются в кислород, которым дышит все живое на Земле.
3. Хлорофилл — ключевое вещество для фотосинтеза, поэтому у всех травянистых растений его много, и это дает им зеленый окрас.

Когда длительность светового дня уменьшается и солнечных лучей становится меньше, происходит разрушение хлорофиллов. Данный процесс наблюдаем осенью, когда трава желтеет и засыхает.

Почему листья зеленые?

Этот цвет обусловлен наличием хлорофилла. Осенью этот пигмент теряется, и зеленый лист превращается в красный, оранжевый или желтый. Зачем же нужно это вещество? Оно просто жизненно необходимо для растения. Без него не может протекать процесс фотосинтеза, благодаря которому вырабатываются питательные вещества. Органические химические вещества растения обычно получают только в результате этого процесса. Однако некоторые виды, живущие в нижних слоях тропических лесов, не получают достаточно света для полноценного фотосинтеза, поэтому прибегают к охоте на мелких насекомых, компенсируя таким образом недостаток органических соединений. К таким относятся росянка, венерин башмачок и т. д.

Почему трава зеленая: пояснение из физики

К траве относятся все растения, стебли которых не одревеснели. Многие думают, что она не бывает высокой, поэтому при упоминании травы представляют себе обычный газон. Но высокие и мощные бананы высотой около 6 м также относятся к травянистым растениям, потому что их стебель не древесина.

Цвет травы насыщенный зеленый, яркий изумрудный, такой красивый, что сложно не задаться вопросом, почему трава зеленая. Физика дает следующее пояснение:

1. Окраска травы связана с пропорцией полученного и поглощенного ею солнечного света.
2. Тот цвет из спектра, который отражается, люди воспринимают как видимый. Все оставшиеся поглощаются растением.

Эти знания часто применяются в жизни неосознанно или по привычке. К примеру, в летний период люди отдают предпочтение светлой одежде, чтобы на солнце не становилось слишком жарко. Дело в том, что светлая одежда отлично отражает все лучи и потому не нагревается.

У солнечного света есть полноценная палитра, в которую входят все цвета радуги. Травой поглощаются все, кроме зеленого. Этому факту есть объяснение:

1. Травянистые растения способны к фотосинтезу (преобразуют энергию света в энергию химических связей), зеленые лучи им для этого не нужны.
2. Чтобы вырабатывать энергию, которая будет передана клеткам, пигмент хлорофилл, с помощью которого происходит фотосинтез, выбирает оттенки красного и фиолетового.
3. Зеленые пигменты не могут дать необходимое количество энергии и даже способны повреждать клетки. Поэтому травой этот цвет отражается, а глаза человека его улавливают. Таким образом мы воспринимаем тот факт, что трава зеленая.

Такое пояснение предлагают ученые-физики, которые занимаются теорией цвета и знают все о том, почему людям видим мир в определенной цветовой гамме.

Кратко о строении растительной клетки

Она состоит из плазматической мембраны, клеточной стенки из целлюлозы, цитоплазмы, в которой содержатся органоиды, и ядра, в котором находится ДНК. В цитоплазме содержатся такие органоиды: митохондрии, рибосомы, эндоплазматический ретикулум, вакуоль (в старой клетке — одна большая, в молодой — несколько маленьких), комплекс Гольджи и пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты).

Каждый из них выполняет свои функции. Митохондрии вырабатывают энергию, рибосомы синтезируют белки, эндоплазматическая сеть (ретикулум) вырабатывает липиды, вакуоли накапливают ненужные вещества, так как вывести их наружу из-за твердой клеточной стенки невозможно, в хлоропластах проходит процесс фотосинтеза, хромопласты содержат пигменты, лейкопласты хранят запасные питательные вещества (в основном, это крахмал).

Окраска и формы листьев у пестролистных растений (с фото)

Обычно окраска листьев у растений представляет различные оттенки зеленого цвета, а также пестрые сочетания зеленого с белым и другими красками. Пестрым называется лист растения, на отдельных участках которого проявляется недостаточное количество хлорофилла или он отсутствует совсем. Чаще всего самая интересная пестролистность — это результат работы селекционеров, которые получают все новые и новые узоры и сочетания красок. Окраска и формы листьев не взаимосвязаны между собой. Так, длинный лист может быть и зелёным, и полосатым. Сердцевидный лист также может иметь разные варианты окраски.

К розово-пестролистным видам относятся, например:

Каладиум (Caladium)

Кордилина (Cordyline)

Криптантус (Cryptanthus)

Гипестес (Hypoestes)

Красно-пестролистными считаются такие виды, как:

Колеус Блума (Coleus blumei, гибриды)

Ирезина

Маранта (Maranta)

Традесканция (Tradeskantia zebrine)

Белая, кремовая или желтая пестролистность присутствует у некоторых видов:

Аглаонемы (Aglaonema)

Хлорофитума (Chlorophytum сотоsum)

Бересклета (Eonymus)

Пизонии (Pisonia)

Различными оттенками зеленого цвета украшены листья таких видов, как:

Калатея (Calathea)

Строманта

У них форма листовой пластинки зависит от периода роста растения.

Совершенно особенный рисунок в зеленых, желтых и оранжевокрасных тонах имеет Кротон (Codiaeum).

Многие пестрые листья отличаются еще определенными формами и узором:

У одних кромка листа очерчена полоской другого цвета, как у Сансевиерии (Sansevieria trifasciata)

или у Драцены (Dracaena marginata)

Другие культуры имеют мраморный рисунок, к примеру:

Диффенбахия

Сциндапсус (Epipremnum)

Гипестес (Hypoestes)

Листья одного из видов бегонии — Begonia masoniana — украшены черным крестом.

Посмотрите разнообразные пестролистные комнатные растения на фото, где представлены разнообразные окраски:

Как происходит фотосинтез?

Этот процесс осуществляется в хлоропластах, которые находятся в цитоплазме клетки. Эти органеллы являются одномембранными, в их структуру входят тилакоиды — тонкие пластины, собранные в граны — стопки. Именно в них и содержится хлорофилл — вот почему листья зеленые. Кроме того, в хлоропластах содержатся рибосомы, участвующие в выработке белков, крахмальные зерна, а также кольцевые молекулы ДНК, на которых записана информация о веществах, которые должны синтезироваться в клетке.

В процессе фотосинтеза растения поглощают солнечную энергию, воду и углекислый газ, а выделяют кислород как побочный продукт реакций. Ферменты, которые помогают осуществлять химические взаимодействия, находятся непосредственно в матриксе хлоропласта (веществе, заполняющем его).

Исследовательская работа «Почему листья зеленые»

Введение

С самой ранней весны по позднюю осень, наш глаз радует зеленая растительность в виде трав, кустов и деревьев.

Ведь растительный мир Земли насчитывает около полумиллиона различных видов, он занимает огромную часть нашей планеты — только леса покрывают до 40 % поверхности ее суши; растениям принадлежит существенная роль в жизни Земли.

Мы любим бывать в лесу: бродим по лесу, дышим свежим воздухом, наблюдаем за природой, собираем букеты из листьев.

Однажды на прогулке мы задумались, а почему листья именно зеленого цвета, не синего, не белого, а зеленого.

А с наступлением осени листья деревьев становятся разными по цвету: желтыми, красными, оранжевыми. Кто же этот волшебник, что красит листья деревьев?

И мы решили с учителем раскрыть эту тайну, провести исследования.

Гипотеза:

что же влияет на цвет листьев летом и осенью?

Актуальность исследования:

в осенний период листья стали менять цвет. Из зеленого стали превращаться в желтые, коричневые, оранжевые цвета. Какой волшебник помогает красить листья?

Цель исследования:

собрать информацию о процессах, происходящих в листьях, под воздействием солнечного цвета; о значении процесса фотосинтеза в листьях.

Задачи исследования:

— познакомиться с процессами, происходящими в листе, под воздействием солнечного света;

— определить значение процесса фотосинтеза;

— развивать навыки исследовательской работы: проводить эксперименты, анализировать результаты, делать выводы;

— изучить литературу по данной теме.

Время работы

: 4 недели — с 15 октября по 15 ноября.

Режим работы:

внеурочная деятельность.

База исследования:

• книги и справочники;
• интернет.

Методы исследования:

• сбор и анализ информации из литературы;
• эксперимент;
• опыт;
• наблюдение и хронометрия;
• описание;
• анализ и сравнение продуктов деятельности;
• результат работы, вывод.

Объект работы:

• листья растений.

Предмет исследования:

• изменение цвета листьев.

Оборудование и материалы:

• презентация, научно-популярная литература, справочная литература, фотографии, место для проведения опыта;
• листья растений.

Проведение эксперимента по плану:

1. Определение места проведения эксперимента и выбор растения.
2. Наблюдения за проведением опыта.
3. Сравнительный анализ полученных результатов. Вывод.

1. Исследовательская деятельность и ее результаты

Лист – это часть побега растения, его наружный боковой орган, с помощью которого происходит функция фотосинтеза.

В зеленом листе, как говорил замечательный русский ученый Климентий Аркадьевич Тимирязев, самая сущность растительной жизни, что растение — это прежде всего лист. Не было б на земле зеленых листьев — не было бы жизни!

Вот это мы сейчас и должны выяснить. И то, что узнаем, имеет прямое отношение к солнечному лучу к окраске листьев и травы.

2.1.Воздух и растение

Мы дышим. Воздух — это смесь разных газов. Для людей, и для животных необходим кислород.

Без кислорода мы не прожили бы и трех минут.Мы вдыхаем кислород и выдыхаем углекислый газ, а газ для нас вреден, но в воздухе его всегда очень немного сотые доли, и потому мы его не замечаем. Горят дрова в топках; для того чтобы они горели, нужен кислород, а во время горения тоже выделяется углекислота. Расход кислорода огромный: сколько людей на земном шаре, сколько животных требуют его каждую секунду! Никаких запасов не хватит!

А между тем состав воздуха не меняется, в нем остается достаточно кислорода для дыхания и всегда лишь ее доли углекислоты. Но кто же пополняет воздух кислородом, кто очищает его от излишней углекислоты?

Зеленый лист! Он вбирает в свои клетки углекислоту, а выделяет в воздух кислород, это ему нужно. А для чего?

2.2.Солнце и растение

Солнце — главный источник жизни. Луч солнца падает на лист. В клетках листа есть зеленое вещество, которое называется хлорофилл.

Зеленый лист — великая фабрика жизни. Сырьем для нее служит углекислый газ — составная часть воздуха и воды — она всегда есть в растении, а энергию дает свет.

Упадет на зеленый лист солнечный луч — и «фабрика» начинает превращение воды и углекислого газа в крахмал и сахар. Нет света — и замирает работа в зернах хлорофилла.

Зелёный цвет травы и листьев — цвет хлорофилла. Это вещество играет в фотосинтезе главную роль. Процесс фотосинтеза многоступенчатый.

Он запускается, когда на молекулу хлорофилла попадает частица света (фотон). Но дальше фотосинтез может идти и в темноте — процесс всё равно не остановится. Правда, каждую секунду на молекулу хлорофилла падает не один фотон, а очень много.

В процессе фотосинтеза учёные выделяют две фазы. Световая фаза идёт только на свету. Более длительная, темновая, в свете не нуждается.

Хлорофилл поглощает красные, синие и фиолетовые лучи, а зелёные лучи почти не поглощает, поэтому мы и видим лист зелёным.

2.3 . Листья осенью

Если осень, каждый знает, в небе листики гуляют, Цветом листья разные: желтые и красные.

А. Пилатов

С приходом осени листья меняют свою зеленую окраску на — желтую или красную. Связано это с тем, что клетки здорового листа содержат как зеленый, так и желтый пигмент. Зеленый пигмент (хлорофилл), с наступлением холодов, полностью разрушается и приоритетным становиться желтый (ксантофилл), а у ряда растений происходит к тому же образование красного пигмента (каротина).

К тому же вместе с потерей зеленого пигмента, хлорофилла, лист уже больше не является «лабораторией» по производству органических веществ, необходимых для питания растения. Крахмал, белки, сахар, которые были ранее накоплены, выводятся к местам запаса, а в листья отводятся совершенно не нужные дереву минеральные вещества, от которых дерево избавляется во время листопада.

А в морские глубины красные лучи проникают плохо, поэтому в тканях красных и бурых водорослей наряду с хлорофиллом есть и другие вещества, поглощающие свет. Но, если не счи­тать некоторых бактерий, хлорофилл есть в клет­ках всех живых существ, способных к фотоситезу.

Люди издавна наблюдают за природой, замечают все, что происходит вокруг. И в народе появились приметы, связанные с изменением окраски листьев.

Лист хотя и пожелтел, но отпадает слабо – морозы наступят нескоро.

Если осенью листья березы начнут желтеть с верхушки, то будущая весна будет ранняя, а если снизу – то поздняя.

Безвременно на деревьях появятся желтые листья – к ранней осени.

2.4.Значение листвы

Нигде больше во всем мире со всем его многообразием, нигде, — только здесь, в зеленом листе, в зеленой части растения, вырабатываются важнейшие питательные вещества.

Исчезни вдруг зеленый лист — и все на нашей планете Земля вымрет!

Мы, люди, получаем белок, крахмал, сахар и от самих растений и от животных, которых мы едим и которые, в свою очередь, питаются растениями.

Корова летом щиплет траву, зимой жует сено. Мы пьем молоко коровы, едим творог, сметану, масло. Молоко потому главная пища малышей, что в нем есть все те вещества, которые необходимы для их здоровья, для их развития, роста. Мы едим коровье мясо, а в нем тоже есть главные питательные вещества. Куры клюют зерно, а зерно — тоже растение, и мясо и яйца курицы построено из важнейших питательных веществ.

И главный наш кормилец — зеленый лист.

1. Эксперимент

Опыт №1.

Потребуется:

— кусочек фольги

— скотч

— разведенный спирт

— стакан с тонкими стенками

К живому, необорванному листку любого растения приложили кусочек фольги, его можно вырезать в виде звездочки или кружка. Чтобы фольга не упала, можно прикрепить ее полоской скотча.

Через неделю можно увидеть результат: «фотографию» на зеленом листочке. В том месте, где была фольга и куда, соответственно, не поступал свет, лист станет желтым.

Вывод: растения используют солнечный свет, чтобы из него «готовить» себе пищу. В листьях есть особое зеленое вещество, которое называется хлорофиллом. Он улавливает солнечную энергию. Когда наступает осень, света становится мало, и без него листья не могут «приготовить» себе пищу, они становятся желтыми, и листья опадают, потому что не могут прокормить себя.

Опыт№2.

Потребуется:

-листок

-спирт

-вода

-пинцет

Положили зеленый листок в стакан с тонкими стенками и залили разведенным спиртом. Затем вскипятили в миске воду и осторожно опустили в нее этот стакан – получится что-то вроде водяной бани. Через некоторое время пинцетом достали листок. Перед нами удивительное превращение – лист обесцветился, а спирт стал изумрудно-зеленого цвета.

А если проводить этот опыт со съедобным растением (салатом, например, или шпинатом), то в результате получится натуральный пищевой краситель – его можно использовать для подкраски крема или соуса. Процесс можно ускорить, если сначала измельчить листья, а стакан время от времени встряхивать.

Вывод: в спирте растворился хлорофилл. Значит, в листьях имеется зеленый цвет, частички хлорофилла.

Заключение

Подводя итоги исследовательской работы, можем сделать вывод, что цель, которую мы ставили – достигли . Мы изучили, почему листья зеленого цвета, и сравнили обоснованные и научно доказанные выводы с результатами исследования по данной теме. Узнали, что листья осенью меняют окрас из-за изменения условий на улице, т.к. температура воздуха осенью понижается и количество солнечных лучей уменьшается, поэтому вступают в «свои права» пигменты другого цвета (каротин, ксантофилл). Листья становятся красного, желтого, коричневого цвета.

Кроме этого, мы собрали фотоматериал, который может быть использован на уроках окружающего мира при знакомстве с миром природы.

Океан растений окружает нас, и все они зелены. Зелена трава, зелены листья деревьев и цветов. Даже слова «растения» и «зелень», в сущности, обозначают одно и то же. «Здесь очень зелено», — говорят люди, когда видят много деревьев, кустарников, зеленой травы «Домик утопает в зелени», «зеленая долина» — иными словами, тут много растений и все они зеленого цвета.

Список литературы

«Большая школьная энциклопедия. Т.1. Естественные науки». Автор-составитель С.Исмаилова. Москва, «Русское энциклопедическое товарищество», 2004.

И.Н.Пономарева, О.А.Корнилова, В.С.Кучменко «Биология: Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники». Учебник для 6 класса общеобразовательной школы. Москва, Издательский дом «Вентана-Граф», 2003.

Виноградова Н. Ф. Окружающий мир: 3- 4 класс: Учебник для учащихся образовательных учреждений: в 2 ч. – М:. Вентана-Граф, 2009.

Энциклопедический словарь юного натуралиста /Сост. М. Е. Аспиз. – М.: Педагогика, 1996.

Козлова Т. И. Толковый словарь для школьников/ Под ред. Н. П. Кабановой. – 4-е изд. – М.: Айрис-пресс, 2005.

https://www.numama.ru/

https://beaplanet.ru/

10

Из чего состоят листья?

В этом органе можно обнаружить несколько типов растительной ткани, их здесь четыре. Это эпидермис, мезофилл, проводящие ткани (ксилема и флоэма), а также механические ткани. Фотосинтез протекает именно в мезофилле, или паренхиме. Можно увидеть клетки зеленого листа под микроскопом. Это верхний шар — эпидермис.

Клетки его расположены тесно друг к другу, но в этом слое находятся поры, которые позволяют поглощать углекислый газ и выделять кислород, а также регулировать водный и температурный баланс. Паренхима (мезофилл) разделена на два слоя — один из столбчатых клеток, другой — из губчатых. В первом содержится большее количество хлоропластов, чем во втором. Ксилема представлена сосудами, по которым жидкость поставляется от корней к листьям, то есть вверх, а флоэма состоит из ситоподобных трубок, по которым вода транспортируется вниз. Механические же ткани обеспечивают листу жесткость и устойчивость, определенную форму.

Почему трава зеленая?

Растения получают свой зеленый окрас благодаря содержащемуся в них хлорофиллу. Именно он отвечает за поглощение световой энергии и передачи её молекулам, которые, в свою очередь, синтезируют органические вещества. Получение света обязательно для фотосинтеза — особого процесса, при течении которого растения производят органические вещества из углекислого газа и воды. Такой тип питания для растений является основным, соответственно и хлорофилл необходим для их нормального полноценного существования.

Какого окраса бывают листья?

Однако существуют и растения-мутанты без хлорофилла. Они встречаются у многих растений, например у гороха. Такие мутанты погибают сразу же, как только все запасы питательных веществ их семени истощаются. Кроме обычных бесхлорофильных, существуют и растения-паразиты, существующие и получающие за счет других растений нужные им питательные вещества.

Как мы знаем, кроме зеленого растения могут иметь и другие цвета. Так, за красную, синюю и фиолетовую окраску, например у фиалок, отвечает пигмент антоциан. Хлорофилл также присутствует в таких растениях, но антоциан некоторым образом «маскирует» его так, что зеленого окраса не остается. Также антоцианы влияют и на окрас цветочных лепестков и плодов. В зависимости от изменений, протекающих при созревании плодов и увядании цветков, свежий бутон может быть в одном цвете, а взрослый распустившийся цветок — в другом. Так, например, бутоны медуницы мягкой имеют розовый цвет, а ее же цветки окрашены в сине-фиолетовый.

Встречаются растения и с практически чёрным окрасом листьев. Но такой цвет они имеют не из-за какого-то особого пигмента, а из-за присутствия того же хлорофилла, только в очень большом количестве. Такие растения, чаще всего, встречаются в тропических лесах. Высокая плотность содержания хлорофилла на площадь листа позволяет листьям впитывать в себя почти весь солнечный свет, какой на них будет попадать. Такая концентрация и делает зеленый цвет настолько насыщенным, что он кажется буквально черным.

Также цвет растений может изменять свой окрас. Так, осенью мы видим, как листва деревьев постепенно меняет свой цвет. Листья то тут, то там становятся желтыми, оранжевыми, багряными, а затем опадают. Происходит это из-за того, что с наступлением холодов хлорофилл начинает расщепляться. Растения стараются извлечь азот из хлорофилла и запасти его в своих особых «кладовых». Другим пигментам, в отличие от хлорофилла, нужно меньше тепла и света, поэтому именно другие цвета и «активируются» в холодное время года. А для того чтобы не тратить силы на питание, растения вынуждены избавляться от лишнего груза — и сбрасывать листву. (Подробнее узнать про поведение растений в холодное время года можно в статье «Почему осенью на деревьях желтеют и опадают листья?».)

Иногда красный цвет бывает и на молодых листьях. Здесь пигмент антоциан выполняет защитную функцию. Молодому, едва распустившемуся листочку тяжело проводить фотосинтез, и антоциан бережет его от излишнего света. Пигмент является своеобразным экраном, отражающим световой избыток и не дающим лишним лучам достигнуть листка.

Биология. 5 класс. Учебник

Учебник соответствует Федеральному государственному стандарту среднего общего образования, рекомендован Министерством просвещения Российской Федерации и включен в Федеральный перечень учебников.

Купить

Почему осенью листья желтые?

С развитием генной инженерии человек научился создавать новые виды растений с листьями красочной окраски. Стало возможным получать совершенно новые, необычные цвета, или воссоздавать конкретный колор. Соотвественно, судя по таким открытиям, можно вывести и роль пигмента в значении физиологии.

Если нужно установить физиологическую роль пигмента, то проводят следующий анализ. Для работы выбираются:

• дикое растение с пигментом, находящимся у него лишь в определенных условиях,
• растение-мутант с отсутствием данного пигмента,
• растение-мутант, в котором такой пигмент присутствует всегда.

Понаблюдав и проведя серию опытов, можно установить причину и цель наличия такого пигмента у растений, а также составить прогноз, что будет, если растения его лишатся вообще или, наоборот, пресытятся им.

Биология. 6 класс. Учебник

Учебник соответствует Федеральному государственному стандарту среднего общего образования, рекомендован Министерством просвещения Российской Федерации и включен в Федеральный перечень учебников.

Купить

Что ещё почитать?

Биологические ритмы человека

Генетические законы Менделя

Строение дыхательной системы человека

Этапы энергетического обмена
#ADVERTISING_INSERT#