معظم النباتات على كوكب الأرض خضراء. هذه حقول لا حصر لها ومروج وغابات ضخمة. في كثير من الأحيان يمكنك سماع السؤال من الأطفال: "أمي ، لماذا النباتات خضراء؟". دعونا نحاول الإجابة على هذا السؤال من وجهة نظر الكيمياء والفيزياء والشخص العادي.
لماذا أوراق النبات خضراء؟ فقط حول معقدة
أوراق الشجر والعشب على كوكبنا صفراء وحمراء لكنها خضراء في الغالب. وذلك لأن النباتات تلون أصباغ صغيرة. هم في خلايا كل ورقة من العشب والأوراق. بعضها يعطي النبات لونًا أحمر ، والبعض الآخر أصفر ، والبعض الآخر أخضر. أكثر الأصباغ شيوعًا هو الكلوروفيل ، المادة التي تعطي النباتات لونها الأخضر.
ما هو الكلوروفيل والتمثيل الضوئي؟
يتم تلوين أوراق الشجر والعشب بصبغة تسمى الكلوروفيل (مادة خضراء تشارك في عملية التمثيل الضوئي). نتيجة لذلك ، تتشكل العناصر الغذائية وينتج الأكسجين.
بفضل ضوء الشمس ، تحدث عملية كيميائية حيوية معقدة ، ونتيجة لذلكيتم تحويل المواد غير العضوية والمياه التي يحصل عليها النبات من التربة إلى مواد عضوية (دهون ، كربوهيدرات ، بروتينات ، نشا ، سكر). المعنى الرئيسي لعملية التمثيل الضوئي هو أن النبات يمتص ثاني أكسيد الكربون وينتج الأكسجين ، وهو أمر مهم لحياة جميع الكائنات الحية على الأرض.
فيزياء وكيمياء الضوء الأخضر
دعنا نتعمق في سبب كون النباتات خضراء.
يشرح الفيزيائيون ألوان جميع الكائنات بمدى امتصاصها / عكسها للضوء. الأشياء من حولنا لها لون يعكسها. على سبيل المثال ، إذا كان الكائن أبيض ، فإنه يعكس كل ألوان الطيف. إذا كان اللون أسود ، فإن هذا الكائن يمتص كل الظلال. يتكون ضوء الشمس الأبيض من سبعة ألوان تتلقاها جميع الكائنات الحية والنباتات والأشياء غير الحية. يعكس العشب وأوراق الشجر من جميع النغمات اللون الأخضر فقط (ليس ضروريًا لعملية التمثيل الضوئي) وهذا هو السبب في أن جميع النباتات لديها هذا الظل. وتستخرج صبغة الكلوروفيل الطاقة للنمو والتغذية من الطيف الأحمر والأزرق.
يمكن للعلماء تفسير سبب عكس معظم النباتات للضوء الأخضر بدلاً من امتصاصه. يحتوي كل لون من ألوان الطيف على طاقة محددة وعدد الفوتونات (جزيئات الضوء الصغيرة). هذه الطاقة ضرورية لعملية التمثيل الضوئي. يوجد أكبر عدد من الفوتونات باللون الأحمر ، بينما يحتوي اللون الأزرق على أكبر قدر من الطاقة المفيدة. الفوتونات الخضراء ليست حيوية ولا مفيدة ، لذلك لا تستخدمها الطبيعة.
من وجهة نظر الكيمياء ، يتم شرح كل شيء بشكل مختلف. يعتقد العلماءأن لون الأشياء يعتمد على تركيز معادن معينة. على سبيل المثال ، الدم أحمر لأن الهيموجلوبين فيه يحتوي على الحديد. جميع النباتات تقريبًا خضراء لأن المغنيسيوم موجود في الكلوروفيل. الشيء الأكثر إثارة للاهتمام هو أن هذه النظرية ليس لها دليل قاطع. حاول العلماء استبدال المغنيسيوم بالزنك ، لكن على الرغم من ذلك ، ظلت النباتات على حالها.
لماذا تتحول الأوراق إلى اللون الأصفر في الخريف؟
لماذا يتحول لون العشب إلى اللون الأصفر في الخريف ، وتجف أوراق الشجر وتسقط؟ هذا بسبب نقص ضوء الشمس. مع بداية الخريف ، تصبح الأيام أقصر وأكثر برودة وأكثر قتامة. النباتات حساسة لتقليل ساعات النهار. يفتقر الكلوروفيل إلى لون الشمس ، ويبدأ في الانهيار ، ويفقد اللون الأخضر ، ويتحول إلى اللون البني ، والأحمر ، والأصفر ، والقرمزي.
لماذا ليست كل النباتات خضراء؟
لماذا في الطبيعة ، بالإضافة إلى اللون الأخضر ، توجد نباتات ذات ألوان أخرى؟ لأنه إلى جانب الكلوروفيل ، يمكن أن تحتوي النباتات على العديد من الأصباغ الأخرى. على سبيل المثال:
- أنثوسيانين هو صبغة تمتص الضوء الأخضر وتعكس الباقي. قد تكون الأوراق التي تحتوي على المادة أي لون ما عدا اللون الأخضر.
- كاروتين هو صبغة تعكس اللون الأصفر والأحمر. الأوراق والأعشاب ، التي تكون فيها كمية الكاروتين أعلى بكثير من الكلوروفيل ، تكون حمراء أو صفراء.
- Xanthosine مادة تمتص لوحة الألوان بالكامل ، باستثناء اللون الأصفر. تبعا لذلك ، تحتوي أوراق الشجرزانثوزين - أصفر.
الآن سوف يتضح لكل من البالغين والأطفال سبب كون النباتات خضراء. سيتفهم الجميع أهمية عملية التمثيل الضوئي ، وكيف تحصل النباتات على المغذيات وتنمو ، ولماذا تتحول إلى اللون الأصفر وتذبل في الخريف. اكتشف العالم ، إنه ممتع للغاية!
