科普知識｜秋天的葉子變黃、變紅到底是物理變化還是化學變化呢？

2020-11-06 成都科普

秋天，或黃，或紅，或綠，都是落葉織成的當季新款。這是層林盡染後，葉子們的最好歸宿：源於自然，回歸自然。也是秋天獨有的一種美。

你是否曾想過，為什麼楓葉會變紅，而像楊樹、銀杏樹，葉子就變黃了？其實，落葉呈現出什麼顏色，是要看下面三者的誰更強勢。

葉綠素

在葉綠素裡，有許多許多不同的家族夥伴。許多成員在植物中很常見，其中高等植物中最常見的有：葉綠素a 和葉綠素b。它們不溶於水，但卻能溶於有機溶劑，如乙醇、丙酮等。

植物體內的葉綠素呢，主要參與光合作用中的光吸收過程。它可以吸收大部分的紅光和紫光，但反射綠光，所以葉綠素呈現綠色，秘密就在這裡啦！和活體內的其他物質一樣，葉綠素也在不斷地合成與分解。它的合成過程中需要較強的光照和較高的溫度，而同時呢又很不穩定。

光、酸鹼、氧化劑等都能分解葉綠素。春夏時節，由於葉綠素合成量大於分解量，分解的葉綠素得以及時補充，而秋冬時節合成量不及分解量，分解的葉綠素往往得不到補充。所以這就是為什麼，葉片春季變綠而秋季又脫綠的原因。

類胡蘿蔔素

緊接著呢，再了解一下「類胡蘿蔔素」。這裡主要有兩個夥伴——胡蘿蔔素、葉黃素。它們同樣不溶於水，易溶於有機溶劑哦。光合作用中，它們主要吸收的是藍紫光，可輔助葉綠素捕獲光能。類胡蘿蔔素相對於葉綠素而言較為穩定，不易受到外界環境變化的影響，因此當秋天的葉綠素的含量下降後，類胡蘿蔔素所佔比例就相應增加了，從而使葉片顯現出黃色。

花青素

花青素擁有一個大家庭，自然界中大概有300多兄弟姐妹。平時我們看到的五顏六色的花卉、果蔬等，都與花青素積累有關。細胞中的花青素主要存在於液泡中，它本身是沒有顏色噠，但溶於水中後，在不同的pH值條件下會產生不同的顏色。

深秋季節，因為溫度降低，葉子運輸糖類和水分的能力減弱了，葡萄糖不斷累積，導致濃度越來越高。可溶性糖增多使得細胞呈現酸性，在酸性條件下花青素會變紅，因而樹葉就變成了紅色。

秋天到了，樹葉緩緩飄落，很美。除此之外，你知道落葉都具有哪些用途嗎？堆肥？大部分會被直接燒掉，不僅留下了一地垃圾，還會產生大量二氧化碳。你可知道，落葉富含各種色素和有益的化合物，不提取出來簡直浪費。芬蘭國家技術研究中心研發出了幾種樹葉的加工方法，可以被用於化妝品、紡織以及飼料和食品行業。沒有想到美麗的落葉居然還能發揮這麼大的用途，讓我們一探究竟！

至今為止，人們對落葉的利用非常有限。它們不是被留在地上，就是用來堆肥，或者被焚燒，留下一堆垃圾，釋放出大量二氧化碳。

秋葉的顏色來自橙色和黃色類胡蘿蔔素以及紅色的花青素。除了色素外，秋葉還含有許多有益的化合物，如酚類、木質素、碳水化合物和蛋白質。目前，全世界各行各業對天然色素的需求量正在快速增長，例如，這些天然色素甚至可以促進人體健康，並作為保健品使用。

在芬蘭國家技術研究中心（VTT）進行的一項研究中，研究人員收集花園和公園裡的落葉後，進行乾燥和研磨處理，提取出所需化合物。這個處理過程是在VTT的實驗室裡進行的，研發已經進入到試運行階段，使用的原料是廢物處理公司Lassila & Tikanoja在奧塔涅米地區收集的樹葉。研究人員一直很注意整個過程的環境友好性以及產物的安全性。

「在實驗室裡，我們發現了幾種利用樹葉的方法。同時我們也正在進行半工廠試驗，以此檢驗我們的方法是否能用在實踐工作中，以及究竟有多少有價值的化合物能從樹葉中提取出來。」VTT資深科學家Liisa Nohynek評論道。

化妝品及紡織品顏料

從秋葉中提取的色素可用於彩色化妝品和紡織品。不同樹種之間樹葉的化學成分有很大的不同。通過對某些種類的樹葉單獨進行加工，得到明確的化合物以用於新產品，可以得到很多附加價值。

提取完後剩餘的生物質仍富含營養，可用於家庭菜園的土壤改良。另外，也可以對其進行進一步處理，得到可以抑制有害微生物生長的化合物，適用於如化妝品和衛生用品等領域。

Nohynek相信VTT研發的方法可以用於如紡織和化妝品行業的原材料處理器。此外，剩餘的材料也為園藝、化妝品、衛生和醫藥等行業提供了商機。

來源：科普成華

長按以下二維碼即可關注公眾號成都科普

〡公眾號ID：cdkepu

〡微博：成都科普

〡網站：http://www.cdkepu.cn

相關焦點

  • 秋天的葉子,變黃變紅到底是物理變化還是化學變化?
    秋天的葉子，變黃變紅到底是物理變化還是化學變化？也是秋天獨有的一種美。植物體內的葉綠素呢，主要參與光合作用中的光吸收過程。它可以吸收大部分的紅光和紫光，但反射綠光，所以葉綠素呈現綠色，秘密就在這裡啦！和活體內的其他物質一樣，葉綠素也在不斷地合成與分解。它的合成過程中需要較強的光照和較高的溫度，而同時呢又很不穩定。光、酸鹼、氧化劑等都能分解葉綠素。
  • 《化學提高》潮解是物理變化還是化學變化呢
    潮解屬於物理變化，要注意的是，形成溶液的潮解屬於物理變化，形成水合物的潮解屬於化學變化。潮解是物理變化還是化學變化物理變化：1.沒有生成其它物質的變化。2.物質的外形和狀態發生了改變。化學變化：1.變化時都生成了其他物質。（本質特徵）2.伴隨現象：放熱、發光、變色、放出氣體、生成沉澱 。
  • 核反應是物理變化還是化學變化?
    我在初中剛學習化學的時候，化學老師講了如何區分化學變化和物理變化，說有新物質生成就是化學變化，沒有新物質生成就是物理變化。那個時候我問了老師一個問題：原子彈爆炸有新物質生成嗎？當時就把老師問懵了。後來高中時我又問物理老師核裂變是物理變化還是化學變化，老師也是有點懵。
  • 「水滴石穿」是物理變化還是化學變化？
    水滴能石穿的原因不止一種，有的是物理變化造成的，有的是化學變化造成的。物理or化學水滴石穿的一種原因是水從高處滴落，其衝擊力比較大，衝擊力給石頭帶來磨損，水滴日復一日、年復一年，一滴一磨，石頭就被磨穿了。這一過程是物理變化，只是石頭的形狀發生了變化，沒有產生新的物質。
  • 為什麼葉子在秋天會變黃或者變紅?
    說到秋天，人們總是會想起「金井梧桐秋葉黃，珠簾不捲夜來霜」的滿眼秋景，葉子在秋天為什麼會變黃呢？ 樹葉中含有豐富的葉綠素成分，植物在日常生長中利用葉綠素進行光合作用，春天和夏天氣候適宜的時候，豐富的葉綠素在葉子其它細胞中所佔比例最高，所以呈現出一片綠色。
  • 【英文兒童科普】---98、​物理變化和化學變化:孩子們的化學課堂
    在化學上 大部分變化被分成兩類：In chemistry, most changes are divided intotwo categories:物理變化和化學變化physical changes and chemical changes物理變化會A physical change is something that
  • 用英語表達初中化學知識:物理變化和化學變化 Chemical and physical changes
    我們知道，理解、區別化學與物理變化是化學學科的學習基礎。二者的區別在於是否有新物質生成。比如：水低溫下會結冰；水燒開後，壺嘴會有白色的水蒸氣出現。手持一個盤子懸在壺嘴上方，片刻後觀察會發現表面有水珠凝結。這是水的三態轉換，液體水，固體冰和氣體 — 水蒸氣。這三種狀態是可以互相轉變的。
  • 解讀物理變化與化學變化
    、化學變化和物理性質、化學性質是化學中的兩組重要概念，伴隨著化學學習的全過程，兩組概念既有區別又有聯繫。物理變化：變化時沒有其他物質生成的變化。化學變化：變化時生成其他物質的變化。依據變化中「是否生成其他物質」這一本質特徵，可以區別物理變化和化學變化。「生成其他物質」是判斷化學變化的唯一依據。
  • 直擊中考:化學變化與物理變化的恩怨情仇
    化學變化和物理變化是物質的基本變化，也是初中化學必考的內容。每年的中考題都會涉及區分化學與物理變化的題目，這類題目的考察的目的很明確：化學變化與物理變化的本質區別——有無新物質生成。那麼怎麼區分呢？你只要記住：物理變化是花瓶，只有華麗的外表，沒有真實的內涵；而化學變化最重要的是有內涵（新物質生成），當然大多化學反應也有華麗的外表。那麼能從外表區分它們嗎？答案顯然是不能的。區分它們只能看它們的內涵。下面我們通過幾個例子，一起來探究下。例1．
  • 中考化學命題點1——物理變化與化學變化,必看!
    【方法歸納】判斷一個變化是物理變化還是化學變化的依據是:看是否生成其 他物質,而不能看現象作為判斷依據.例如化學變化中常伴隨有發光、放熱、變色、產生氣體、生 成 沉 澱 等 現 象,但 物 理 變 化 中也可能伴隨有這些現象
  • 高考化學考點:物理變化和化學變化
    高考化學考點：物理變化和化學變化 2019-05-13 11:02:13 來源：網絡資源
  • 必看:教你如何正確區分物理變化和化學變化!
    1、概念：不需要發生化學變化就直接表現出來的性質。2、實例：在通常狀態下，氧氣是一種無色，無味的氣體。3、物質的物理性質：如顏色，狀態，氣味，熔點，沸點，硬度等。概念：物質在化學變化中表現出來的性質，如鐵在潮溼的空氣中生成鐵鏽，銅能在潮溼的空氣中生成銅綠。化學性質只能通過化學變化表現出來。
  • 爆炸是一個複雜的事件，涉及迅速變化的溫度，壓力和化學濃度
    爆炸是一個複雜的事件，涉及迅速變化的溫度，壓力和化學濃度。現在發表在《應用物理快報》期刊上的一項研究中，一種特殊類型的紅外雷射器，被稱為掃描波長外腔量子級聯雷射器(Swept-ECQCL)，被用來研究爆炸。這種多功能儀器具有寬廣的波長調諧範圍，可以測量爆炸火球中的多種化學物質，甚至是大分子。測量和監測爆炸過程中戲劇性變化的能力，可以幫助科學家理解甚至控制它們。
  • 化學中物質的變化與化學鍵的變化
    通過學習我們知道，物質的變化分為物理變化和化學變化。化學鍵按照其成鍵微粒和相互作用的不同，分為離子鍵和共價鍵。那麼物質的物理變化和化學變化伴隨著怎樣的化學鍵變化，是不是化學鍵被破壞就一發生了化學變化？讓我們帶著這些問題，開始今天的分享。
  • 中考化學考點全析全練知識點一——化學變化和物理變化
    物質的變化及性質(1)物理變化：沒有新物質生成的變化。① 宏觀上沒有新物質生成，微觀上沒有新分子生成。② 常指物質狀態的變化、形狀的改變、位置的移動等。例如：水的三態變化、汽油揮發、乾冰的升華、木材做成桌椅、玻璃碎了等等。(2)化學變化：有新物質生成的變化，也叫化學反應。① 宏觀上有新物質生成，微觀上有新分子生成。
  • 變紅、變黃......秋天葉子掉落之前，為什麼要變色？
    那這些喬木為何要選擇在秋天落葉呢？ 秋天為何要落葉？一般認為，落葉是喬木對所處環境氣候的季節變換做出的響應。氣候適宜時，葉子可以通過光合作用吸收光能，把二氧化碳和水合成樹木生長所需的有機物，同時釋放氧氣。但是，隨著秋天到來，氣溫開始降低，降雨開始變少，日照時間也開始變短，這讓葉子這種特化的、高效的光合作用工場變成雞肋。
  • 變紅、變黃……秋天葉子掉落之前，為什麼要變色？
    秋天來臨之際，許多木本植物葉子紛紛變成紅色、黃色或者橙色。由於變色時間的不同、變色程度的不一致，使整片林子呈現出多種多樣的色彩，喚醒這個星球上人們對秋天最直觀的記憶。尤其在暖溫帶落葉闊葉林中，大面積不同種的落葉性喬木葉子一起變色，構成一眼望去無邊無際繽紛的色彩，也在溫帶地區中形成一種典型的地帶性植被。
  • 化學的定義、變化和內容
    我國科學出版社出版的《化學發展簡史》中提出「化學是研究物質在原子和分子水平的變化規律及變化過程中的能量關係的科學。」我國化學哲學家廖正衡先生提出：「化學主要是研究物質的分子轉變規律的科學。」化學中心在「化」。「化」新華字典中解釋為性質狀態或情形和以前不同。自然科學研究的是天體、四季、動植物變化規律。
  • 四年級上冊三單元習作《寫觀察日記》,銀杏樹的葉子黃了
    這次的習作任務是三單元的內容，寫觀察日記，課本的寫作舉例中提到了秋天樹葉顏色的變化，在第10課《爬山虎的腳》課後提到了銀杏葉子，並準備了四幅圖片，和對應的日期及葉子的變化記錄，所以我們把兩個內容結合在一起寫一下。
  • 薔薇花葉子發黃的原因和處理辦法,以及它葉子修剪的小知識
    美麗的薔薇花深受人們的喜愛，它們通常種植在室外花園和花盆中，它們有美麗的花朵和碩大的花蕾，起到一定的裝飾作用，很多新手養花時發現薔薇花葉子會出現變黃現象，那麼原因是什麼?具體的解決方案又是什麼呢?一、薔薇花葉子發黃的原因和處理辦法1、澆水不當引起的原因：薔薇花喜溼,但是怕太溼澇,澆水需要適當控制,一般情況下澆水總是要麼太溼要麼太幹，適量的時候很少，也就是說，澆過多或過少的水,可能會導致薔薇花葉子變黃。解決方法：澆水的時候一定要適當，並且一定要注意不要往薔薇花根部澆水。