Základní škola Vsetín, Sychrov 97

zadání badatelského úkolu- zde !
Barvy kolem nás
A tentokrát bude plné barev! Všichni víme, že od jara do podzimu jsou naše lesy zelené.
S blížícím se podzimem začínají listnaté stromy postupně měnit svoji barvu – žloutnou, hnědnou, červenají.
Přemýšleli jste někdy nad tím, proč listy mění své barvy? Co všechno na to má vliv?
 Na tyto a jiné podobné otázky si odpovíte v této badatelské hře.
Proč vlastně listy mění barvu? S odpovědí na tuto otázku vám pomůžeme, ale zjistit, co na to má vliv, bude na vás!
Listy slouží stromům jako jakési „továrny“ na potravu.
Kořeny nasávají vodu a listy oxid uhličitý – ty se díky fotosyntéze mění na látky (cukry), které stromy potřebují pro růst, a také kyslík.
 Při tomto procesu je nezbytný chlorofyl – barvivo v listech, které jim dodává jejich zelené zabarvení.
Na podzim se chlorofyl v listech rozkládá, a jsou tak vidět jiná barviva – oranžová barviva (karoteny) a žlutá barviva (xantofyly),
jež mohou za změnu barvy listů.
V zimě však není dostatek potřebného světla a vody pro fotosyntézu – na zimu tak stromy své „továrny“ zavírají a žijí z uskladněných zásob.
více zde!

Jak jsme šli na to?

1. Nejprve jsme se šli porozhlédnout kolem sebe…

Venku už některé stromy žloutly, barvily se do červena, hněda i okrova… rostliny ve škole si stále zachovávaly zelenou barvu, jen listy ibišku (jen některé) také žloutly.

Podzim je krásný.

 

2. Pak jsme si začali klást otázky

Například náhodně vybíráme ty nejzajímavější, zapojili jsme celou školu, protože všechny to zaujalo :

-         Co je to vůbec zelené barvivo chlorofyl (chemicky)-zástupci 9.A

-         Co  způsobuje jeho přeměnu nebo potlačení chlorofylu a vznik (vystoupení, zviditelnění)  jiných barviv a jaké mají chemické vzorce, jak vznikly-zástupci 9.A

-         Můžeme barviva z listů nějak dostat ven, vyluhovat nebo něco takového? – zástupci 6.A

-         Kde ta barviva v té rostlině jsou? Rozlitá v buňce, nebo ještě v dalším obalu? Nebo i mimo buňky? – zástupci 7.A

-         Má zbarvení listů souvislost s množství dopadajícího světla? – zástupci 9.A

-         Má na barvu listů vliv i něco jiného? Výživa, teplota, celková kondice rostliny? – zástupci 9.A

-         Proč má jasan bez plodů listy zelené (dne 1.10.2013) a proč ten, co se na něm letos urodily plody, listy už úplně žluté, opadané? Čím se to mohlo stát? Je vyčerpaný, upadl do dormance?

 

3.Vybrali jsme si jednu výzkumnou otázku jako hlavní a to:
Je pravda, že na barvu listí stromů i bylin má vliv celkový stav rostliny a podmínky, ve kterých žije?

 

Úvaha: dokud provádí fotosyntézu (dokud je to možné) potřebuje zelené barvivo, když se její životní podmínky změní, chybí cokoliv k průběhu fotosyntézy, rostlina rozloží chlorofyl, protože je pro ni energeticky náročně si ho „vydržovat“, když ho neužije?, Protože chlorofyl už nepotřebuje, a barví se dožluta, červena, do hněda… barviva vystupují, dřív nebyla pod chlorofylem vidět, některá se zřejmě i nově tvoří.

 

Bylo nám jasné, že dokázat tuhle hypotézu bude oříšek.

Navrhujeme postupy:

-         omezíme teplotu rostlině až pod nulu (voda mrzne, nemůže probíhat fotosyntéza), předpokládáme, že rostlině listí zežloutne

-         omezíme rostlině přísun světla, předpokládáme, že rostlině listí zežloutne

-         omezíme rostlině přísun vody, předpokládáme, že rostlině listí zežloutne

-         omezíme rostlině přístup vzduchu, tedy CO2, , předpokládáme, že rostlině listí zežloutne

-         omezíme rostlině přísun živin tím, že ji vytáhneme z půdy

-         budeme podobné jevy pozorovat v přírodě na stromech (zkoumat podmínky, ve kterých žijí s tav v jakém jsou)

 

4.Na úvod práce s internetem : Trocha teorie nikoho nezabije (a najdeme pár odpovědí na naše první otázky).

 

Rostlinná barviva:

Chlorofyl- zelené rostlinné barvivo - není jen jeden, známe chlorofyly a,b,c,d,e,f, všechny zelené rostliny obsahují chlorofyl a, chemický vzorec C₅₅H₇₂O₅N₄Mg, chlorofyl vždy obsahuje uhlík-vodík-kyslík-dusík a hořčík v různém počtu. Rozklad chlorofylu je v rostlinách řízen enzymy (zřejmě na „pokyn“ rostlinných hormonů)

 

Karoteny-xantofyly (žluté)- barví listí od žluté až po červenofialovou barvu-ty nesou odpovědnost za podzimní barevnou krásu stromů i bylin -

 

Karotenoidy- karoteny (červené) - pomocná fotosyntetická barviva rostlin

 

Dočetli jsme se, že : Oranžové a žlutá barviva (xantofyly) i červená barviva karoteny  jsou v listech obsaženy i v létě, ale viditelné jsou pouze na podzim, kdy chlorofyl (kterého je v listech velké množství a barví je do zelena) se ztrácí s příchodem změny počasí.

 

5. Pozorovali jsme také chloroplasty pod mikroskopem. Měli jsme ale dost malé zvětšení

 

6. Získávání barviv z listí:

Chlorofyl jsem získali z listů jitrocele takto: nejprve jsme listy nadrtili, namačkali, povařili v malém množství vody, pak okapali a vložili do lihu, tase pomačkali, pomíchali. Některé listy zcela vybledly. Chlorofyl, jak se zdá, se z listů dostává těžko, protože je uložen za několika membránami - za buněčnou plazmatickou membránou i buněčnou stěnou, v chloroplastu, který má také dvojitou membránu… jeví se jako rozpustný v lihu (alkoholu), ale částečně i ve vodě.

Provedli jsme chromatografii – a v zeleném roztoku nebyl jen chlorofyl, ale i část žlutých barviv, takže byly schované už v zeleném listě, jen na ně asi nebylo vidět přes ten chlorofyl.

 

Xantofyly a karoteny jsme získali také drcením, hnětením a trháním listů břízy a javoru sesbíraných na zemi. Jako rozpouštědlo jsme použili aceton. U kontrolního vzorku jsme totéž dělali jen v teplé vodě. Barva žlutá až oranžová se mírně „vylévala“ i do ní.

 

 

7. Náš pokus a jeho závěry, ověřování hypotézy:

Je pravda, že na barvu listí stromů i bylin má vliv celkový stav rostliny a podmínky, ve kterých žije?

7.a) omezíme teplotu rostlině až pod nulu (voda mrzne, nemůže probíhat fotosyntéza), předpokládáme, že rostlině listí zežloutne

Postup: Vložili jsme rostlinky řeřichy do mrazničky (- 4°C) , za  24 hodin rostlina úplně zvadla, zhnědla (jako nahnila, změkla, rozplizla se)…

Závěr: mráz mění barvu rostliny, ale nevíme, jak přesně, je možné, že došlo k poškození rostlinných pletiv, hypotéza potvrzena, mráz mění barvu rostliny, ale nejen listů, odumírá celá (aspoň řeřicha ano).

 

 

 

7b) omezíme rostlině přísun světla, předpokládáme, že rostlině listí zežloutne

Postup: zastínili jsme na několika rostlinách ve třídě části listů (foto) – nestalo se skoro nic. Pouze zelenec mírně v místě zastínění zesvětlal. Tučnolistá agáve a tchynin jazyk nedoznaly žádných barevných změn. Protože jsme si téměř jistí, že nepřítomnost světla mění barvu rostliny, domníváme se, že trvání pokusu (2 týdny) bylo krátké nebo jsme zastínili rostlinu málo nebo šlo o spíš stínomilné rostliny…

Závěr: zastínění mění barvu rostliny, ale ne vždy (asi jde o čas a přizpůsobivost rostliny)

 

 

 

Jak jsme zastiňovali rostliny

 

 

7c)omezíme rostlině přísun vody, předpokládáme, že rostlině listí zežloutne

Postup : část rostlin řeřichy jsme oddělili a nezalévali. Rostliny za 4 dny uschly a zežloutly

Závěr: nedostatek vody mění barvu rostliny, ale nejen listů, odumírá celá.

 

7d) omezíme rostlině přístup vzduchu, tedy CO₂ i O₂, , předpokládáme, že rostlině listí zežloutne

Postup: Ponořili jsme do vody polovinu listu jitrocele, část pod vodou do týden zežloutla , ale také jakoby „zhnila“ (přesto jsme vodu měnili)

Závěr: nedostatek kyslíku mění barvu rostliny.

 

6e)omezíme rostlině přísun živin tím, že ji vytáhneme z půdy

Postup: rostlinku řeřichy jsme nechali ležet na stole (vzduch i světlo měla), do 3 dnů uschla a odumřela, změnila barvu na hnědou

Závěr: nedostatek živin spojení s nedostatkem vody změnil barvu rostliny

 

6f) budeme podobné jevy pozorovat v přírodě na stromech (zkoumat podmínky, ve kterých žijí stav, v jakém jsou)

-na školní zahradě nejdříve zežloutly břízy, asi jsou citlivé na změnu životních podmínek na podzim

-u školy nejdříve zežloutlo listí jasanu, který měl na sobě plody, ten co letos nezaplodil, si ponechal zelené listí ještě 3 týdny a to pak spadlo na zem zelené, zežloutlo až na zemi, myslíme si, že ten plodící byl prostě vyčerpán, vyčerpal živiny a upadl do „spánku“ dormance

-listy ptačího zobu opadávají zelené, zajímavý jev, neumíme ho vysvětlit

-u javoru na školní zahradě se zbarvily dožluta listy vystavené slunci, a ty ve stínu si ponechaly zelenou barvu, to nás také zaujalo, neumíme si to vysvětlit, ale je to hezké

-kaštany u cesty, jejichž kořeny zasahují pod vozovku zežloutly (zčervenaly) mnohem dřív než kaštany rostoucí za álejí na loučce, zdá se, že ty pod vozovkou mají ztížené životní podmínky a upadají do dormance dřív

 

         Informace, které jsme nezjistili doteď, si zjistíme dodatečně, ale hledání odpovědí je složité a někdy na nás moc vědecké. Některým informací stěží rozumíme. Ale je to zajímavé.

 

Celkový závěr: Naše hypotéza se (částečně) potvrdila. Na změnu barvy listí (dřevin) rostlin (celých těl bylin) má vliv více faktorů. Jde o celkový zdravotní stav rostliny, podmínky. Rostlinu ohrožují různé stresové faktory. Když některý přesáhne hranici únosnosti, rostlina reaguje. První viditelnou reakcí je žloutnutí listí. Myslíme si, že stromy na podzim shazují listí, aby přečkaly nepříznivou dobu, mají něco jako „zimní spánek“ u živočichů, říká se tomu dormance.

vloženo 18.10.2013