Почему у редиса корнеплод красный, а листья зелёные

Где и как клетка прячет краску

Растительная клетка имеет сложное внутреннее устройство. Разные пигменты не перемешаны внутри неё в одну общую кучу, они находятся в строго определённых структурах.

Хлорофилл упакован внутри хлоропластов. Это крошечные внутриклеточные диски с собственной плотной мембраной. Хлоропласты работают как фабрики по сборке сахаров под действием света. Хлорофилл поглощает синие и красные солнечные лучи, пропуская и рассеивая зелёную часть спектра. По этой причине глаза видят листья редиса зелёными.

Антоцианы устроены иначе. Они относятся к группе флавоноидов и легко растворяются в воде. В клетке они находятся внутри вакуоли — крупного пузырька с клеточным соком, занимающего центральную часть клетки. В зависимости от уровня кислотности этого клеточного сока антоцианы могут приобретать оттенки от оранжево-красного до глубокого фиолетового. У классического редиса клеточный сок имеет слабокислую реакцию, поэтому кожица корнеплода становится алой или розовой.

Биологическая задача корнеплода и листьев

Листья тянутся вверх и ловят лучи солнца, снабжая растение органическими веществами. Без хлорофилла побеги редиса погибли бы от истощения уже через пару дней после всходов.

Корнеплод выполняет совершенно другую работу. Он накапливает запас питательных веществ и воды для последующего цветения. Верхняя часть корнеплода редиса часто выглядывает наружу, сталкиваясь с прямыми ультрафиолетовыми лучами и резкими суточными колебаниями температуры воздуха. Антоцианы действуют как природный солнцезащитный фильтр. Они экранируют ткани от избытка солнечной радиации и защищают клетки от разрушительных окислительных процессов.

Как выделить пигменты редиса дома или на уроке

Чтобы воочию увидеть разницу между хлорофиллом и антоцианами, можно провести простой исследовательский проект. Для опыта понадобятся пучок свежего редиса с целой ботвой, два стеклянных стакана, горячая вода, немного медицинского спирта или антисептика без отдушек и половинка свежего лимона.

Химическая природа пигментов определяет способ их извлечения. Водорастворимый антоциан легко переходит в воду, а жирорастворимый хлорофилл требует органического растворителя.

1. Аккуратно счисти ножом или овощечисткой верхнюю красную кожицу с двух-трёх корнеплодов редиса.
2. Положи красные очистки в первый стакан, залей небольшим количеством горячей воды и разомни ложкой или стеклянной палочкой. Вода быстро окрасится в насыщенный малиновый цвет.
3. Листья редиса мелко нарежь ножницами, переложи во второй стакан и залей спиртом. Подержи стакан в миске с тёплой водой для ускорения диффузии. Через десять минут спирт станет изумрудно-зелёным.
4. Процеди обе жидкости через фильтровальную бумагу или ватный диск в отдельные чистые прозрачные ёмкости.

Проверка кислотности лимонным соком

Антоцианы в природе работают как химические индикаторы уровня pH. Их молекулы меняют пространственную структуру при добавлении кислот или щелочей, из-за чего меняется длина волны поглощаемого света.

Капни пять капель лимонного сока в стаканчик с малиновым экстрактом кожицы редиса. Жидкость мгновенно посветлеет и приобретет яркий, светящийся рубиново-красный оттенок. Лимонная кислота повысила концентрацию ионов водорода, заставив антоциан перейти в стабильную катионную форму, которая отражает именно красный спектр.

Теперь добавь столько же лимонного сока в стакан с зелёным хлорофиллом. Цвет жидкости не станет ярче. Наоборот, через некоторое время ярко-зелёный раствор начнёт приобретать оливковый или серовато-бурый оттенок. Кислота выбивает атом магния из центра молекулы хлорофилла, превращая его в вещество феофитин.