Региональный этап Российской научной конференция

школьников «Открытие»

Секция БИОЛОГИЯ

Индикаторные свойства растений

Исследовательская работа

Выполнена ученицей

6 А класса МОУ «Крансенская сош

имени М.И. Светличной»

с. Красное, Красненского района,

Белгородской области

Поповкиной Елизаветой Алексеевной

Научный руководитель -

учитель химии МОУ «Крансенская сош

имени М.И. Светличной»

Глотова Оксана Александровна

Шебекино, 2013

Оглавление

1. Введение……………………………………………………………………………3

2. Краткий обзор литературы………………………………………………………..3-4

3. Материалы и методика………………………………………………..………..…4-5

4. Результаты и обсуждение……………………………………………………..…..5-6

5. Практические рекомендации…………………………………………...…….…..7

6. Выводы……..………………………………………………………………..…….7

7. Литература…………………………………………………………………..……..7

1. Введение

Актуальность

Изучение растительных индикаторов это одно из популярных направлений химических исследований в настоящее время. И, несмотря на наличие большого количества научных работ, данная проблема ещё до конца не изучена. Проведем и мы своё исследование.

Впервые о пигментах в растениях я узнала из нашего учебника по биологии. Как это ни удивительно, но окраску лепестков цветов опре­деляет группа пигментов — антоцианы (от греч. «антос» — цветок, «цианос» — голу­бой). Впервые они были выделены из цветков василька синего. Известно три антоциана, от которых зависит окраска цветов многих покрытосеменных: красный, фиолетовый и синий. Они содержатся в клеточном соке вакуолей и хорошо растворимы в воде. В качестве растений индикаторов возьмём лепестки цветов.

Цель: изучить индикаторные свойства растений на основании изменение цвета пигмента антоциана в кислотно – щелочной среде.

Задачи:

- изучить литературу о пигментах, в том числе об антоцианах и об индикаторах;

- выделить из лепестков цветов пигментные вещества антоцианы;

- определить цвет антоцианов в нейтральной, кислой и щелочной средах;

- сравнить индикаторные свойства антоцианов со свойствами кислотно – основных индикаторов.

Объект исследования: лепестки цветов.

Предмет исследования: пигментные вещества антоцианы.

Гипотеза: если пигментные вещества антоцианы лепестков цветов изменяют цвет в кислотно – щелочной среде, то их можно использовать в качестве кислотно-основных индикаторов.

2. Краткий обзор литературы

Вы проходите мимо цветка? Наклонитесь, Поглядите на чудо, Которое видеть вы раньше нигде не могли. Он умеет такое, что никто На земле не умеет Например. Он берет крупинку Мягкой черной земли, Затем он берет дождя дождинку, И воздуха голубой лоскуток, И лучик, солнышком пролитой. Все смешает потом (но где?! Где пробирок, и колб, И спиртовок ряды!), И вот из одной и той же Черного цвета земли Он то красный, то синий, то сиреневый, то золотой!
В. Солоухин

Как это ни удивительно, но эти цвета опре­деляет одна группа пигментов — антоцианы (от греч. «антос» — цветок, «цианос» — голу­бой), впервые выделенные из цветков ва­силька синего.
Антоцианы хорошо растворимы в воде. Со­держатся в клеточном соке (вакуолях), значи­тельно реже — в клеточных оболочках. Могут существовать в различных формах. При дей­ствии минеральных и органических кислот образуют соли красного, при действии щело­чей — синего цвета. На цвет антоцианов вли­яет не только кислотность клеточного сока, но и способность этих пигментов образовывать комплексные соединения с металлами. На­пример, для проявления синего цвета необхо­димо наличие в клетках комплексного соединения антоцианов с магнием, алюминием, оло­вом, а также белками и сахарами.

Поскольку в клетках содержится обычно несколько различных антоцианов, а химичес­кий состав растений изменяется с возрастом, то окраска даже кратковременно живущих венчиков может изменяться на протяжении дня. Так, у чины весенней они сначала красные, за­тем зеленовато-синие. Иногда меняется окраска только части венчика. Например, у конского каштана желтое пятнышко на лепестке сна­чала становится оранжевым, потом красным, причем нектар выделяется только в желтой стадии.

Ярко-красные розы, голубые васильки, фиолетовые анютины глазки содержат раст­воренные в клеточном соке антоцианы. Яб­локи, вишни, виноград, черника, голубика своим цветом обязаны антоцианам. Клеточный сок листьев и стеблей гречихи, краснокочанной капусты, листьев и корнеплодов столовой свеклы, молодая красная кора эвкалипта, крас­ные осенние листья также содержат антоцианы. Больше всего антоцианов накапливают расте­ния в местностях с суровыми климатическими условиями (Арктика, высокогорные луга), а также ранневесенняя флора.

Несом­ненно, яркая окраска цветков и плодов играет большую роль в привлечении насекомых-опы­лителей и в распространении плодов. Инте­ресно, что «антоциановые» растения обла­дают повышенной стойкостью к загрязнению воздуха кислыми газами промышленных предприятий.
Поступая в организм человека с фруктами и овощами, антоцианы проявляют действие, сходное с действием витамина Р: они поддер­живают нормальное состояние кровяного давления и сосудов, предупреждая внутрен­ние кровоизлияния. Образуя комплексы с ра­диоактивными элементами, антоцианы спо­собствуют быстрому выведению их из орга­низма. Кроме того, эти пигменты способны улучшать зрение.[1, с.13]

3. Материалы и методика

Для исследования индикаторных свойств растений использована методика из книги для учащихся «Удивительные опыты с растениями» авторы Батурицкая Н. В., Фенчук Т. Д. — Минск: Народная асвета, 1991.

Для опыта необходимо приготовить вытяжку из лепестков цветов механическим способом.

Приготовление вытяжки антоцианов

1. Лепестки положить в пробирку

2. Добавить около 5 мл воды.

3. Растереть стеклянной палочкой до появления цвета.

Цвет раствора убеждает в том, что  антоцианы – водорастворимые пигменты.

Определить, как изменяется цвет антоцианов в нейтральной, кислой и щелочной средах. Сравнить индикаторные свойства антоцианов со свойствами кислотно – основных индикаторов. [1, с.16]

Налить в первую пробирку 2-3 мл вытяжки добавить каплю разбавленной 1 % соляной кислоты и отметить изменение цвета. В другую пробирку налить несколько капель щелочи 1 % раствора гидроксида натрия и отметить цвет. Сравнить с изменением цветов химических кислотно – основных индикаторов. Данные занести в таблицу. На основании полученных данных изучить среду чистящего средства «Экспресс», порошка «Ariel», средства для мытья посуды «AOS» с помощью растительных индикаторов и кислотно - основных. [1, с.17]

3. Результаты

Для исследования использовали лепестки цветов

- роз (розовые, оранжевые),

- бегонии Королевской,

- герани,

- фиалки (розовой, синей),

- глоксинии.

Все изученные вытяжки при добавлении кислоты приобретали розовый оттенок, при добавлении щёлочи цвет изменялся от жёлто – зелёного до синего.

Таблица 1.

Окраска антоцианов лепестков цветов в кислотно – щелочной среде.

Лепестки цветов

(цвет)

Нейтральная среда вытяжки (вода)

Кислая среда

(соляная кислота)

Щелочная среда

(гидроксид натрия)

Герань (розовая)

Голубой

Красно - розовый

Жёлтый

Бегония (белые)

Белый

Бледно-розовый

Жёлто-зелёный

Глоксиния (красная)

Красно-коричневый

Оранжево-розовый

Жёлто-зеленый

Роза (розовая)

Светло-розовый

Ярко-розовый

Салатовый

Роза (оранжевая)

Бледно-жёлтый

Светло-желтый

Бледно-зелёный

Фиалка (синяя)

Голубой

Розовый

Бирюзовый

Фиалка (сиреневая)

Сине-зелёный

Розовый

Зелёный

Данные изменения цвета соответствуют химическому кислотно – основному индикатору (лакмусу).

При добавлении нескольких капель раствора порошка «Ariel» в вытяжки они становились жёлто-зелёные (щелочная среда), а в вытяжки чистящего средства «Экспресс» - розового (кислая среда). При добавлении в средство для мытья посуды «AOS» вытяжки остались такого же цвета как в нейтральной среде.

Таблица 2.

Окраска вытяжки лепестков цветов в моющих средствах

Лепестки цветов

(цвет лепестков и вытяжки)

Средство для мытья посуды «AOS»

Чистящее средство «Экспресс»

Порошок «Ariel»

Герань (розовая)- голубой

Голубой

Розовый

Жёлтый

Бегония (белые) - белый

Белый

Розовый

Зелёный

Глоксиния (красная) – красно-коричневый

Красно-коричневый

Светло-коричневый

Розово-коричневый

Роза (розовая) – светло-розовый

Светло-розовый

Розовый

Салатовый

Роза (оранжевая) – бледно-жёлтый

Бледно-жёлтый

Бледно-жёлтый

Жёлтый

Фиалка (синяя) - голубой

Голубой

Розовый

Зелёновато-голубой

Фиалка (сиреневая) – сине-зелёный

Сине-зелёный

Розовый

Зелёный

Индикатор лакмус приобрёл в этих средствах такие же цвета.

Таблица 3.

Изменение цвета лакмуса

Нейтральная среда

Кислая среда

Щелочная

Цвет лакмуса

Фиолетовый

Красный

Синяя

Средство для мытья посуды «AOS»

Чистящее средство «Экспресс»

Порошок «Ariel»

Цвет лакмуса

Фиолетовый

Красный

Синяя

3. Практические рекомендации

В качестве индикаторов можно использовать вытяжки из следующих растений:

- роз (розовые),

- герани,

- фиалки (розовой, синей),

- глоксинии.

В вытяжках бегонии и оранжевой розы не очень заметно меняются цвета.

Антоцианы проявляют такие же свойства, как и кислотно-основные индикаторы. Поэтому их можно использовать в качестве индикаторов в домашних условиях.

3. Вывод.

Пигментные вещества антоцианы лепестков цветов изменяют цвет в кислотно – щелочной среде, поэтому их можно использовать в качестве кислотно-основных индикаторов.

Но не во всех растениях, изученных нами, были ярко выражены изменения цвета антоцианов в кислотно – щелочной среде.

3. Литература

1. Батурицкая Н. В., Фенчук Т. Д. Книга для учащихся «Удивительные опыты с растениями» — Минск: Народная асвета, 1991.

2. Пасечник В.В., Суматохин С.В., Калинова Г.С., Гапонюк З.Г. Биология. 5–6 классы: учебник для общеобразоват. учреждений под ред. В.В. Пасечника; Рос. акад. наук, Рос. акад. образования, М.: «Просвещение», 2012. – 160 с.: ил.

3. Сайты Интернет