Jakie czynniki mają wpływ na intensywność fotosyntezy?

Problem badawczy:
Jakie czynniki maja wpływ na intensywność fotosyntezy?
Hipoteza:
Intensywność fotosyntezy zależy od ilości dwutlenku węgla.

Potrzebne materiały:
• dwie szklane zlewki;
• dwie szklane probówki;
• dwie jednakowej długości pędy moczarki kanadyjskiej;
• woda gazowana CO2 o temperaturze pokojowej;
• woda przegotowana o temperaturze pokojowej;
• sekundnik lub inny czasomierz.
Instrukcja (przebieg doświadczenia):
1. Przygotuj i podpisz dwa zestawy doświadczalne o różnej zawartości dwutlenku węgla w wodzie:
A. zlewka z wodą gazowaną,
B. zlewka z przegotowaną wodą wodociągową.
2. Do każdej zlewki nalej odpowiedni rodzaj wody i umieść w niej probówkę wypełnioną tą samą wodą z gałązką moczarki kanadyjskiej. Postaraj się żeby każda gałązka miała taką samą liczbę liści. Probówkę odwróć dnem do góry, tak, aby nie było w niej powietrza.
3. Wszystkie zestawy ustaw w odległości 30 cm od źródła światła.
4. Temperatura wody w każdym zestawie powinna być taka sama.
5. Po upływie dwóch minut zacznij liczyć, ile pęcherzyków gazu wydziela każda roślina w ciągu 5 minut. Liczba pęcherzyków świadczy o intensywności fotosyntezy. Pamiętaj o dokładnym zapisywaniu uzyskanych wyników.
6. Doświadczenie powtórz trzy do pięciu razy. Zapisz wynik i wniosek.
Podsumowanie:
Jeżeli liczba wydzielanych pęcherzyków była większa w zestawie z wodą gazowaną niż w zestawie z przegotowaną wodą wodociągową oznacza to, że intensywność fotosyntezy zależy od zawartości dwutlenku węgla w wodzie.

Wyjaśnienie:
Im wyższe jest stężenie CO2, tym większa intensywność fotosyntezy. CO2 należy do składników powietrza o zmiennej zawartości. Obecnie jego stężenie w powietrzu wynosi około 0.036% (360 ppm). Rośliny miałyby optymalne warunki do rozwoju, gdyby było go w powietrzu 10x więcej. W optymalnych warunkach światła i temperatury, natężenie fotosyntezy wzrasta aż do stężenia CO2 około 0.1% (1000ppm). Przy wyjątkowo niskich stężeniach CO2 procesy oddychania i fotooddychania wytwarzają więcej CO2 niż jest asymilowane w procesie fotosyntezy. Stężenie CO2, przy którym jego wydzielanie równoważy się z fotosyntetycznym pobieraniem nosi nazwę punktu kompensacyjnego dla stężenia CO2 (tzw. dwutlenkowy punkt kompensacyjny).

Problem badawczy:
Jakie czynniki mają wpływ na intensywność fotosyntezy?
Hipoteza:
Intensywność fotosyntezy zależy od temperatury.

Potrzebne materiały:
• trzy szklane zlewki;
• trzy szklane probówki;
• trzy termometry;
• trzy jednakowej długości pędy moczarki kanadyjskiej;
• lód;
• woda o temperaturze pokojowej 20°C;
• woda o temperaturze 50°C;
• sekundnik lub inny czasomierz.
Instrukcja (przebieg doświadczenia):
1. Przygotuj i podpisz trzy zestawy doświadczalne o różnej temperaturze wody:
A. zlewka z lodem,
B. zlewka z wodą o temperaturze 20°C,
C. zlewka z wodą o temperaturze 50°C.
2. W każdej zlewce umieść termometr oraz probówkę z wodą, a w niej gałązkę moczarki kanadyjskiej.
3. Wszystkie zestawy ulokuj w takiej samej odległości od źródła światła (około 30 cm).
4. Przez 5 minut licz pęcherzyki gazu ulatniające się w każdej z probówek. Liczba pęcherzyków świadczy o intensywności fotosyntezy.
5. Doświadczenie powtórz trzy do pięciu razy. Zapisz wynik i wniosek.
Podsumowanie:
Jeżeli liczba wydzielanych pęcherzyków była największa w zestawie B gdzie panowała temperatura 20°C, a zestawach A i C liczba pęcherzyków była niewielka, lub nie było ich wcale, oznacza to, że intensywność fotosyntezy zależy od temperatury otoczenia.

Wyjaśnienie:
Wzrost temperatury powoduje przyspieszenie reakcji chemicznych, także tych kierowanych przez enzymy. Im wyższa temperatura, tym cząsteczki reagujących ze sobą substancji, oraz enzymu szybciej się poruszają i częściej ze sobą zderzają. W efekcie rośnie intensywność procesu - w jednostce czasu powstaje więcej produktów reakcji. Jednak zbyt wysoka temperatura hamuje fotosyntezę. Powyżej 40oC białkowe struktury komórki, w tym kierujące reakcjami biochemicznymi enzymy, ulegają zniszczeniu. Natomiast temperatury poniżej 0°C utrudniają przenoszenie protonów przez błony tylakoidów.

Problem badawczy:
Jakie czynniki mają wpływ na intensywność fotosyntezy?
Hipoteza: Natężenie światła wpływa na intensywność fotosyntezy.

Potrzebne materiały:
• szklana zlewka z wodą;
• pęd moczarki kanadyjskiej;
• 2 lampki biurkowe;
• sekundnik lub inny czasomierz.
Instrukcja (przebieg doświadczenia):
1. Postaw zlewkę z wodą i rośliną na stole. Oświetl zestaw lampką.
2. Po upływie kilku minut licz przez 60 sekund pęcherzyki tlenu, które wydziela roślina.
3. Następnie dodatkowo oświetl zestaw drugą lampką.
4. Odczekaj kilka minut i policz przez 60 sekund liczbę pęcherzyków, które wydziela roślina.
5. Doświadczenie powtórz trzy do pięciu razy.
6. Opisz wyniki obserwacji w tabeli. Zapisz wniosek z obserwacji.

Podsumowanie:
Jeżeli liczba wydzielanych pęcherzyków była większa w przypadku, kiedy roślina była dodatkowo oświetlona drugą lampką, oznacza to, że natężenie światła wpływa na intensywność fotosyntezy.

Wyjaśnienie:
Do wytwarzania cukrów potrzebne są woda, CO2 i światło. Gdy jednego z tych składników zabraknie fotosynteza zostanie przerwana. Tak się dzieje np. w nocy, gdy nie ma światła. Z kolei wczesnym rankiem i wieczorem oraz w pochmurne dni, gdy mało światła dociera do Ziemi, fotosynteza przebiega mniej intensywnie. Rośliny doniczkowe, umieszczone w słabo oświetlonych pomieszczeniach, rosną wolno a owoce dojrzewające w pochmurne lato są mało słodkie. W miarę wzrostu natężenia światła wzrasta intensywność fotosyntezy, lecz tylko do pewnej wartości, powyżej której intensywność fotosyntezy przestaje być zależna od natężenia światła, a nawet spada, gdyż nadmierne oświetlenie może niszczyć (utleniać) chlorofil. Nadmiar światła powoduje blokadę chlorofilu i zwiększa transpirację. Ponadto wpływa na „obronne" ułożenie chloroplastów w komórce. Rośliny przystosowały się do różnych warunków oświetlenia, co przejawia się w odmiennych wymaganiach świetlnych u roślin światłolubnych i cieniolubnych oraz reakcjach roślin w formie fototropizmu i heliotropizmu.