秋天來了,樹葉有的變紅,有的變黃,夾雜在剩下屹立不倒的綠葉中,甚是好看。

家有小朋友的老母親可能都有在秋天去撿樹葉的經歷,這種天然的美工材料可是錯過了季節就不再有了。

我們也是不能免俗的去撿了一大堆,創作了幾幅抽象畫。

在撿樹葉的過程中,十萬個為什麼復讀機模式再次開啟。

為什麼這片樹葉是黃的?

綠色的樹葉裡面有葉綠素,秋天葉綠素沒有了,樹葉就黃了。

什麼是葉綠素?

呃,是一種化學物質......

為什麼另外一片樹葉是紅的?

裡面有花青素。

什麼是花青素?

呃,另外一種化學物質....

眼看這樣下去要節節敗退,媽媽決定來把樹葉都「做」了,展示一下裡面到底都是些啥。

你需要

各種顏色的樹葉一些,酒精(我們用的汽車防凍液=酒精+水),剪刀,幾個玻璃杯,熱水(非必須),小碗(非必須),咖啡濾紙或者茶袋紙(非必須,最好有)

這樣做

1. 把樹葉剪成細條,按紅,黃,綠三種不同的顏色分類,分別放進三個杯子里。

2. 向杯子里倒少量酒精,蓋過樹葉就可以了。酒精是高揮發性,房間注意通風。

3. 如果想快一些,就把杯子放在裝有熱水的碗里,有耐心的多等一會兒也可以。有沒有聞到刺鼻的酒精味道?為什麼呢?

4. 中間不時把杯子拿起來搖晃一下(注意安全),如果看到酒精變顏色就說明樹葉里的物質都到酒精里去了。

5. 把濾紙剪成小條,分別放進3個杯子里。濾紙的底部應該在酒精里,上面半截可以搭在杯子上。我們沒有 那麼大的濾紙,所以換了小的蛋杯。

這種利用液體把一種物質從另外一種物質中「泡」出來的過程,在化學中叫做萃取。這是一種很有用的分離方法。

像糖廠就是用水來泡甜菜,來「萃取」甜菜里的糖的。還有很多在植物中提取食物原料的過程,譬如從黃豆里提取豆油, 從一些中草藥中提取藥物,都是採用萃取的方法。

我們可以看到,從綠色的葉子里我們泡出了很明顯的綠色液體,黃色的葉子出了一些不是很明顯的黃色液體,紅色的葉子泡出來的液體幾乎沒有什麼顏色。

那麼,我們怎麼知道這些液體里到底有些什麼呢?

所以我們使用了咖啡濾紙做了一個簡單的色譜裝置。

我們已經知道了葉子里可能有的物質是:葉綠素(綠色),葉黃素(黃色),花青素(紅色)。它們就像三個小朋友一樣,有的跑的快,有的跑的慢。

當我們把濾紙條放進杯子里時,它們的賽跑便開始了。本來它們都站在一個起點,最後因為速度不同,它們停在了不同的地方,就被分開了。

這種通過物質在介質中移動速度不同來分離物質的方法就叫色譜法

這三根濾紙分別代表了哪種顏色的葉子呢?

左邊是紅葉,中間是黃葉,右邊是綠色,你猜對了嗎?

原來,綠色的葉子里不光有葉綠素,還有葉黃素,而紅色的葉子里,也有葉黃素。

這下我們就可以很好的理解綠葉變色的過程了。

葉黃素,也就是黃色物質,是一直存在於樹葉中的。

葉綠素,也就是綠色物質,是植物用來進行光合作用的。但是進行光合作用是一種耗能的過程,就類似於我們人類去上班,可以領工資,但是有時候很累的。

在夏天,陽光和雨水充足的時候,植物每天都吃的飽飽的,就會有很多的葉綠素,所以把黃色的葉黃素遮蓋住了,讓我們以為樹葉里只是綠色的。其實樹葉的綠色是葉綠素和葉黃素的混合色

到了秋天,天氣變冷了,光照也變少了,葉綠素的工作效率變低,所以植物乾脆就不要它了。就像如果一個大人如果光拿工資不幹活,會很快就被解僱的,他之前的辦公用品會被分配給其它的員工。

在有的植物里,葉綠素被解僱了之後,葉子里就只剩下葉黃素了,所以就變成了黃色。這些植物在冬天裡就休養生息,雖然沒有人幹活,但也可以熬過一個冬天。

但是有的時候完全沒有乾貨也是不行的,所以有些植物在葉綠素分解後會用剩下的養料來合成紅色的花青素。至於花青素的用途,科學界也沒有一個統一的說法。

有的科學家認為花青素作為抗氧化劑幫助樹葉抵禦惡劣的環境,儘可能的在有限的光照內積攢更多的養分。

有的科學家認為秋天雖然日照時間變短,但是日照強度還是很大的,所以為了防止自己被晒傷,樹葉造出了花青素這麼一種「防晒霜」。

還有的人認為紅色更能夠吸引鳥類來啄食樹上的果實,從而幫助傳播種子。

另外,我和Noah認為樹葉的顏色和果實的顏色也是有關係的,看見上面那幅圖裡的四片樹葉了嗎?

上面兩篇是西梅的葉子,下面兩篇是蘋果的葉子。

西梅本身就是一種含有豐富花青素的水果,或許這也是葉子也是紅色的原因。

大家覺得你更傾向於哪種說法呢?你的理由呢?歡迎留言告訴我們吧。

本文選自我的公眾號,少年達芬奇。德國化學博士媽媽帶孩子打開科學的大門,也會有一些德國幼兒園好玩的事情,歡迎一起來玩。


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