Красильные растения Оренбургской области

Министерство образования и  науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ  БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО  ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ»

(ОГУ)

 

 

Химико-биологический факультет

 

Кафедра общей биологии

 

 

 

 

 

 

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

 

по дисциплине «Флора Оренбургской области»

 

 

 

 

   Красильные растения Оренбургской области

 

 

ГОУ ОГУ 020201 .65.5006.07 ОО

 

 

 

 

 

                                                              

     

                                                                     

 

 

 

 

 

 

 

 

Оренбург 2012

 

Содержание

   

   

 

 

    Введение                                                                                                      c.3-4

1. Факторы, обуславливающие  цветовую гамму растительного мира      c.5-7
2. Красильные растения, произрастающие в Оренбургской области       c.8-18

 

1.     Семейство Мареновые (Rubiaceae)                                                         
2.     Семейство Зверобойные (Hypericaceae)                                                         
3.     Семейство Розоцветные  (Rosaceae)                                                            
4.     Семейство Кипарисовые (Cupressaceae)                                                           
5.     Семейство Бурачниковые (Boraginaceae)
6.     Семейство Молочайные  (Euphorbiaceae) 
7.     Семейство Маковые (Papaveraceaе)
8.     Семейство Астровые (Astraceae) 
9. Семейство Сельдерейные (Apiaceae)
10. Семейство Капустные (Brassicáceae)
11. Семейство  Яснотковые (Lamiaceae)
12. Семейство Амарантовые (Amarantháceae) 
13. Семейство Бобовые или Мотыльковые (Fabaceae)  

 

3. Роль красящих веществ в жизни растений                                            c.19-20
4. Роль красильных растений в жизни человека                                       c.20-27

Заключение                                                                                               c.28

     Литература                                                                                                с.29-30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

 

                      

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

 

 

 

Природа наградила нас необычайным даром – цветовым зрением, а вместе с ним дала возможность восхищаться красотой окружающего растительного мира. Мы с надеждой смотрим на нежную зелень весенней листвы и с грустью любуемся желто-оранжевой гаммой осеннего леса. Кто не восхищался красками цветущего луга, лесной опушки, осенней листвы, даров сада и поля? Цвет волос мы сравниваем с золотистыми колосьями хлеба, а цвет глаз – с синими васильками. Даже сами названия цветов – оранжевый, лиловый, индиго – тоже происходят от названий растений. Растительный мир полон ярких красок всевозможных оттенков. Окраска растений естественная, определяется присутствием в их органах красителей – пигментов.[2] Растения, вырабатывающие и содержащие в своих органах (корнях, стеблях, листьях, цветках, плодах, семенах) и тканях (древесине, коре) красящие вещества, заключённые в пластидах или растворённые в клеточном соке называются красильными.[7]

     Растительные краски были одними из первых красок, которые начал употреблять человек, чтобы украсить себя, свое оружие, жилище и одежду. Сначала это были соки лепестков цветов, листьев и плодов, привлекавших внимание человека своей яркой окраской, затем человек научился добывать краску и из корней, коры. Красители обнаружены у многих тысяч видов растений. Однако для промышленного использования пригодны лишь красильные растения с высоким содержанием красителей, дающих стойкое окрашивание.

В настоящее время  использование натуральных красителей растительного происхождения во многом  сократилось в связи  с появлением синтетических красителей, производство которых проще и дешевле.[1]

Целью  данной курсовой работы является рассмотрение видового разнообразия красильных растений, произрастающих на территории Оренбургской области.

Для достижения  цели были   поставлены следующие    задачи:

1. раскрыть понятие определения «Красильные растения»;
2. рассмотреть общее разнообразие красильных растений на Земле и историю их использования;
3. изучить причины обширной цветовой гаммы растений;
4. перечислить и рассмотреть виды красильных растений Оренбургской области;
5. рассмотреть применение некоторых видов красильных растений, произрастающих в Оренбургской области в той или иной сфере жизни человека
6. сделать вывод

 

Актуальность рассмотренной мной темы заключается, в рассмотрении перспектив использования растительных красителей в современном мире, возвращения их на потребительский рынок. Большинство синтетических  красителей, пришедших на смену натуральным далеко небезвредны, в некоторых случаях токсичны. Растительные же красители далеки от того, чтобы нанести вред организму человека, по причине адаптации человека к миру растений на протяжении многих столетий. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Факторы, обуславливающие  цветовую гамму растительного мира

 

 

Цвет определяется способностью пигмента к поглощению света. Электромагнитные волны с длиной волны 400–700 нм составляют видимую часть солнечного излучения. Волны длиной 400–424 нм – это фиолетовый цвет, 424–491 – синий, 491–550 – зеленый, 550–585 – желтый, 585–647 – оранжевый, 647–740 нм – красный. Излучение с длиной волны меньше 400 нм – ультрафиолетовая, а с длиной волны более 740 нм – инфракрасная область спектра. Максимальное цветоразложение солнечного света приходится на 13–15 часов. Именно в это время луг, поле кажутся нам наиболее ярко и пестро расцвеченными. Если свет, падающий на какую-нибудь поверхность, полностью от нее отражается, эта поверхность выглядит белой. Если все лучи поглощаются, поверхность воспринимается как черная. Если же поглощаются только лучи определенной длины, то отражение остальных создает ощущение цвета. Например, кожура апельсина поглощает лучи синей части спектра. И мы видим апельсин оранжевым.

Окраска не всегда обусловлена избирательным  поглощением света. Так металлический  цвет листьев некоторых растений объясняется преломлением света и рассеянием его с поверхности особых «оптических» чешуек или клеток. [3]

     Но в большинстве случаев ответственными за окраску являются пигменты. Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, поглощающие свет определенной длины волны. В большинстве случаев «ответственными» за появление окраски являются определенные участки этих молекул, называемые хромофорами. Обычно хромофорный фрагмент состоит из группы атомов, объединенных в цепи или кольца с чередующимися одинарными и двойными связями (–С=С–С=С–).Чем больше таких чередующихся связей, тем глубже окраска. Кроме того, поглощение света усиливается при наличии в молекуле кольцевых структур.

Красители обнаружены в корнях, стеблях, листьях, цветках, древесине, коре (заключены  в пластиды или растворены в клеточном соке) у большинства растений, но только некоторые из них пригодны для промышленного использования.

В растительных клетках чаще всего  встречаются зеленые пигменты хлорофиллы, красные и синие антоцианы, желтые флавоны и флавонолы, желто-оранжевые каротиноиды и темные меланины. Каждая из этих групп представлена несколькими отличающимися по химическому строению, а следовательно, по поглощению света и окраске пигментами. Самыми распространенными растительными пигментами зеленого цвета являются хлорофиллы. По сравнению с другими пигментами число хлорофиллов не очень велико, но зато они есть везде и в большом количестве. Так, концентрация этих пигментов в листьях дуба составляет около 0,3% (с учетом массы влаги), в листьях клена – 0,5%, а в листьях дерева какао – до 0,8%. Чаще всего в научной литературе встречается информация о  четырех зеленых пигментах класса хлорофиллов. Самый распространенный хлорофилл a характерен абсолютно для всех видов фотосинтезирующих растений. Хлорофилл b присутствует в листьях высших растений и в большинстве водорослей. Бурые водоросли, кроме того, содержат хлорофилл с, а красные – хлорофилл d. Значительно реже встречаются в природе протохлорофиллы и хлорофиллиды. Зеленый цвет всех перечисленных пигментов обусловлен наличием в их молекулах ажурных порфиринового и 7,8-дигидропорфиринового циклов, связанных с ионом магния. Хлорофиллы, локализованы  во внутриклеточных органеллах (хлоропластах или хроматофорах) в виде пептидных комплексов, с помощью которого растения  улавливают энергию солнечного света и осуществляют фотосинтез.

Необычное разнообразие окраски цветков у растений, а  также листьев связано чаще всего  с антоцианом. Красные маки, покрывающие  весенние степи Средней Азии, темно-лиловые  генцианы на субальпийских лугах Кавказа, красные головки клевера, синие васильки, красные розы - все это богатство расцветок создается антоцианом. Окраска красных и лиловых плодов вишни, черешни, сливы, яблони, ежевики, винограда и пр. также объясняется наличием антоциана. Черные семена фасоли, гороха содержат в клетках и под кожицей фиолетовый антоциан. Антоцианы   придают растениям окраску в диапазоне от розовой, красной, сиреневой, до синей и тёмно-фиолетовой.  Антоциан встречается во всех органах растений - проростках, стеблях, листьях, цветках, пыльниках, пыльце, плодах, семенах. Флавоны и флавонолы – одни из самых распространенных растительных пигментов. Нет растения, где бы они ни были обнаружены. Долгое время считалось, что эти пигменты хны исключительно для растительного царства, однако в 90-х годах прошлого века некоторые флавоны были обнаружены и в грибах. На латинском языке «flavus» означает желтый. В природе флавоны и флавонолы являются основными пигментами, обеспечивающими желтую цветовую гамму плодов и цветов. Много этих красителей и в других органах растений, хотя там желтая окраска маскируется другими пигментами. Разнообразие оттенков желтого цвета достигается как изменением концентрации флавонов и флавонолов, так и присутствием в соке растений солей кальция и магния, увеличивающих интенсивность окраски. Флавоны и флавонолы – довольно устойчивые соединения, причем некоторые из них хорошо растворимы в горячей воде. Именно поэтому флавоновые пигменты были первыми красителями, которые наши предки использовали для окраски тканей. Близки к флавонам по строению другие красители желтого цвета – халконы и ауроны. В растениях они содержатся в цветках (лепестки, рыльца пестиков), листьях, плодах. Среди известных нам растений эти пигменты можно обнаружить в листьях и цветках кислицы, кореопсиса, львиного зева. Сосредоточены они в вакуолях эпидермальных клеток. Названия этих пигментов обычно происходят от названий растений, из которых они были впервые выделены. Например, кверцетин – пигмент коры и плодов дуба.[9]

У некоторых, немногочисленных по сравнению с «антоциановой» группой, видов растений оранжевая и красно-коричневая окраска цветков (тагетес прямостоячий, настурция большая) или плодов (томаты, шиповник, ландыш майский) обусловлена  не растворенными в клеточном соке антоцианами, а находящимися преимущественно в желтых и оранжевых пластидах (хромопластах) пигментами группы каротиноидов. Название этой группе, в честь одного из пигментов, содержащихся в оранжевых корнях моркови, дал биохимик растений М.С. Цвет. Каротиноиды содержатся практически во всех органах растений: в цветках, листьях, плодах и семенах. Каротиноиды вместе с флавоновыми пигментами придают желтый цвет листьям и венчикам цветков огурца, тыквы, одуванчика, лютиков, купальницы, калужницы, чистотела, подсолнечника, плодам кукурузы, тыквы, кабачков, баклажанов, паслена, помидора, дыни, а также многих цитрусовых. Рекордсменом по числу каротиноидных пигментов является стручковый красный перец. А вот по концентрации каротиноидов чемпионами являются плоды абрикоса, корнеплоды моркови и листья петрушки.

Меланин - пигмент, встречающийся  как в клетках растений, так  и животных. Науке известны несколько  видов меланина. Помимо коричневых и чёрных - эумеланинов, существуют феомеланины – жёлтые пигменты. В растениях содержится в кожуре красных сортов винограда, лепестках некоторых цветков. Фитохром — голубой растительный пигмент белкового строения, контролирует процессы цветения и прорастания семян. Если хлорофилл можно сравнить со схожими по строению клетками крови — эритроцитами, то фитохром подлежит образному сравнению с мозгом и памятью растения. Фитохром связан с клеточными мембранами и встречается практически во всех органах растения. В растениях содержится в кожуре красных сортов винограда, лепестках некоторых цветков.

Также в растительном мире очень распространен белый  цвет: белые цветки, белые стебли, белые пятна на листьях. Белый  красящий пигмент называется бетулин. Накапливаясь в клетках коры молодых  деревьев, бетулин окрашивает ствол  березы в тот прекрасный белый цвет, которым мы все восхищаемся. Но у других растений причиной белой окраски, например венчиков, являются обширные межклетники в сочетании с клетками, лишенными пигментов. Белый цвет  им придает  воздух.[19]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красильные  растения Оренбургской области

 

     В мире  насчитывается около 2000 красильных  растений, но эту цифру нельзя  считать точной, так как многие  растения еще не изучены на  содержание красящих веществ. Зона умеренного климата не имеет в своей флоре такого обилия видов растений и животных, применяемых в качестве красильных по сравнению с флорами тропиков и субтропиков, как в разнообразии, так и в количественном отношении.[4] [6]