FOTOSYNTHESE bij PLANTEN

FOTOSYNTHESE bij PLANTEN
INHOUDSOPGAVE
Inhoudsopgave
Inleiding
Doel
Theorie
Opstelling
Uitvoering
Waarnemingen en berekeningen
Foutenbespreking
Conclusie
Geraadpleegde literatuur
Bijlagen
INLEIDING
Wij hadden al een paar andere onderzoeksvragen bedacht maar deze werden afgewezen.
Wij hadden als onderzoek de groei van tuinkers bedacht. Maar de lengtegroei was te
moeilijk om te meten dus toen hebben we met de coaches een gesprek gehad en daar is een
nieuwe onderzoeksvraag uit voortgekomen. Wij vonden deze onderzoeksvraag ook wel
interessant en zijn dus meer informatie gaan zoeken.
DOEL
Onze onderzoeksvraag luidt als volgt: wat is het verband tussen de verschillende
lichtintensiteiten, verschillende kleuren licht en verschillende concentraties
natriumwaterstofcarbonaat (NAHCO 3) op de zuurstofproductie van waterpest?
UITVOERING
Onze eerste werkwijze ging als volgt:
We hebben waterpest in een erlenmeyer met stop gedaan. Daarbij hebben we 100 milliliter
oplossing van achtereenvolgens de concentraties 3%, 6%, 9%, 12%, 15%
Natriumwaterstofcarbonaat (NaHCO 3) gedaan. Verder hebben we een bekerglas met water
gevuld en daarin een maatcilinder, ook met water gevuld, op zijn kop in het bekerglas
gezet. Het slangetje dat uit de stop van de erlenmeyer komt hebben we in de maatcilinder
gedaan. Vervolgens hebben we een lamp van 250 Watt, op een afstand van 90 centimeter,
op de opstelling laten schijnen. Dit hebben we een uur laten staan.
We kwamen erachter dat dit te lang duurde en hebben toen, in overleg met de coach, een
andere manier bedacht. Deze bleek veel beter te werken dan de vorige en gaat als volgt:
We hebben een bak op zijn kop gezet. Voor de bak hebben we de erlenmeyer met stop
gezet en het slangetje plat op de bak geplakt met onder het slangetje een centimeter, zodat
we de metingen konden aflezen. We bliezen in het slangetje een waterbel. Vervolgens
zetten we de lamp aan en lieten de waterbel over 10 centimeter gaan. En genoteerd hoe
lang de waterbel over 10 centimeter deed.
Maar het licht van buitenaf bleek invloed gehad te hebben en daarom zijn we weer
helemaal opnieuw begonnen met dezelfde opstelling maar dan met een doos en een
handdoek eroverheen, zodat er geen licht meer bij kon.
We hebben met deze opstelling de invloed van licht op verschillende concentraties
Natriumwaterstofcarbonaat, verschillende lichtintensiteiten (met behulp van een lux-meter)
en verschillende kleuren licht met behulp van lichtfilters.
FOUTENBESPREKING
Werkwijzen
Uitleg
Werkwijze 1
Dit is de methode zonder waterbel (zie uitvoering)
Werkwijze 2
Dit is de methode met waterbel
Werkwijze 3
Dit is de methode met waterbel met doos, zodat er geen licht bij kan.
Resultaten van werkwijze 1:
Hoeveelheid NaHCO
3%
6%
9%
12%
15%
Tijd
3
We zijn niet zover gekomen dat we tijden hebben kunnen noteren, want het duurde te lang.
Resultaten van werkwijze 2:
Hoeveelheid
NaHCO 3
3%
Volume van
Het buisje
1,257 cm 3
6%
1,257 cm 3
9%
1,257 cm 3
12%
1,257 cm 3
15%
1,257 cm 3
Tijd
1) 18,40 min
2) 21,51 min
3) 7,30 min
4) 8,00 min
5) 6,20 min
6) 7,27 min
7) 6,09 min
8) 4,48 min
9) 4,08 min
10) 4,00 min
De lamp stond hier op 90 centimeter afstand.
Aan de metingen komen we door de formule: π r²l
Dit is de formule voor het volume van het buisje:
l
afstand van de waterbel (10 cm)
r
straal van het slangetje (0,2 cm)
Hier kwam dan 1,257 cm 3 uit.
Stand van het
Spanningskastje
40
Lux
Volume
160
1,257 cm 3
50
205
1,257 cm 3
60
300
1,257 cm 3
70
470
1,257 cm 3
Tijd
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
10,21
10,40
8,45
7,30
6,03
6,21
5,13
5,37
Dit hebben we gedaan op een afstand van 40,6 centimeter.
Kleur
Geel
Oranje
Rood
Groen
Blauw
Stand van het
Lux
Volume
Spanningskastje
63
70
66
322
322
1,257 cm³
1,257 cm³
1,257 cm³
1,257 cm³
1,257 cm³
Tijd
1) 7,30
1) 7,07
We hebben het spanningskastje op stand 60 gezet. Hier hebben met behulp van de Luxmeter de Lux van gemeten en daar kwam 322 Lux uit. Omdat de kleuren verschillende Lux
hebben, hebben we zó met de knop van het spanningskastje gedraaid, dat er met behulp
van de Lux-meter 322 Lux uit kwam. En deze stand staat dus in de tabel genoteerd onder
Stand van het spanningskastje. Toen we de volgende dag verder wilden gaan kwamen we
erachter dat licht van buiten invloed had gehad. Er kwamen namelijk andere hoeveelheden
Lux op de Lux-meter te staan. Daarom klopten al onze andere berekeningen ook niet meer
en moesten we helemaal opnieuw beginnen. (het was toen al donderdag!).
Resultaten werkwijze 3:
We zijn nu dus helemaal opnieuw begonnen en de eerste metingen hebben we gedaan met
verschillende concentraties NaHCO 3. En we hebben de volgende resultaten gekregen.
Dit hebben we op stand 40 van het spanningskastje gedaan en dat staat gelijk aan 40 Lux.
Hoeveelheden
NaHCO 3
3%
Volume
1,257 cm³
6%
1,257 cm³
9%
1,257 cm³
12%
1,257 cm³
15%
1,257 cm³
Tijd
1)
2)
1)
2)
1)
2)
3)
4)
5)
6)
9,00
7,30
4,41
10,52
5,11
3,53
6,42
5,02
4,30
4,21
Zuurstofproductie
Per minuut
1) 0,140
2) 0,172
3) 0,285
4) 0,119
5) 0,246
6) 0,356
7) 0,196
8) 0,250
9) 0,292
10) 0,299
De zuurstofproductie per minuut hebben we als volgt berekend:
Volume =O 2-productie per minuut
Tijd
Omdat we weinig NaHCO 3 hadden hebben we voor de verdere onderzoeken gekozen voor
de concentratie van 6%.
De volgende metingen die we hebben gedaan met verschillende lichtintensiteiten.
Stand van het
Spanningskastje
40
Lux
Volume
40
1,257 cm³
50
208
1,257 cm³
60
520
1,257 cm³
70
1090
1,257 cm³
Tijd
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)
11,32
7,03
6,17
4,46
4,30
4,28
3,37
3,28
Zuurstofproductie per minuut
1) 0,111
2) 0,179
3) 0,204
4) 0,282
5) 0,292
6) 0,294
7) 0,373
8) 0,383
Vervolgens hebben wij metingen gedaan met verschillende kleuren licht. Dit hebben wij
met behulp van lichtfilters gedaan.
Kleur
Lux
Volume
Geel
44
1,257 cm³
Rood
46
1,257 cm³
Oranje
47
1,257 cm³
Groen
53
1,257 cm³
Blauw
63
1,257 cm³
Tijd
1)
2)
3)
4)
1)
2)
1)
2)
3)
4)
14,34
6,10
7,04
5,23
5,30
6,53
5,48
7,07
4,26
4,24
Zuurstofproductie per minuut
1) 0,088
2) 0,206
3) 0,179
4) 0,240
5) 0,192
6) 0,237
7) 0,229
8) 0,178
9) 0,295
10) 0,296
Invloeden die onnauwkeurigheden in de meetwaarden op het antwoord op de
onderzoeksvraag hebben veroorzaakt:
We hebben wat problemen gehad met het meten van het licht. Het licht van buitenaf bleek
namelijk invloed te hebben gehad op de meetresultaten van de lichtintensiteit en
verschillende kleuren licht.
Meetresultaten van verschillende kleuren licht.
Kleur
Geel
Rood
Oranje
Groen
Blauw
Resultaten met licht
van buitenaf
192 Lux
307 Lux
217 Lux
192 Lux
291 Lux
Resultaten zonder licht
Van buitenaf
163 Lux
290 Lux
209 Lux
153 Lux
228 Lux
THEORIE
Fotosynthese:
Als zonlicht op een blad valt wordt de energie daarin gebruikt via fotosynthese. Bladgroen
bevat twee groene pigmenten: Chlorofyl a en b. En twee gele pigmenten: Caroteen en
Xanthofyl. De fotosynthese bestaat uit een lichtreactie en een donkerreactie.
De lichtreactie vindt alleen plaats in chlorofyl a. De door de andere pigmenten
geabsorbeerde lichtenergie wordt overgedragen op chlorofyl a en gebruikt voor de
fotosynthese. Chlorofyl a draagt de energie over aan andere stoffen, de
elektronenacceptoren. De opgenomen energie komt geleidelijk vrij door de cyclische
fosforylering en de niet-cyclische fosforylering. De donkerreactie vindt plaats na de
lichtreactie, dus messtal in het licht maar de processen kunnen ook in het donker
plaatsvinden doordat er geen lichtenergie voor nodig is. Bij de donkerreactie is slechts een
proces van toepassing namelijk het Calvin-cyclus. Hierin wordt glucose gevormd uit
koolstofdioxide en waterstofatomen met behulp van energie uit ATP.
Verschillende kleuren licht:
Wit licht bestaat uit alle kleuren licht van de regenboog. Met als basiskleuren rood, groen
en blauw. Het blad van een plant zien wij als groen omdat groen wordt teruggekaatst en
alle andere kleuren worden geabsorbeerd. De geabsorbeerde kleuren geven energie voor de
fotosynthese. Bij rood en blauw is dus de fotosyntheseactiviteit het grootst omdat deze het
beste worden geabsorbeerd (zie grafiek).
Verschillende intensiteiten licht:
Als er meer licht op het plantje schijnt dan komt er meer energie vrij en dan kan er meer
koolstofdioxide omgezet worden in zuurstof.
Verschillende concentraties NaHCO3 :
NaHCO 3 + H 2O ∆ H2CO 3 ∋(H2O + CO 2)
Dus er komt CO 2 vrij. En omdat er meer CO 2 vrijkomt kan er meer zuurstof ontstaan.
WAARNEMINGEN EN BEREKENINGEN
De eerste metingen hebben we gedaan met verschillende concentraties NaHCO 3. En we
hebben de volgende resultaten gekregen.
Dit hebben we op stand 40 van het spanningskastje gedaan en dat staat gelijk aan 40 Lux.
Hoeveelheden
NaHCO 3
3%
Volume
1,257 cm³
6%
1,257 cm³
9%
1,257 cm³
12%
1,257 cm³
15%
1,257 cm³
Tijd
1) 9,00
2) 7,30
1) 4,41
2) 10,52
1) 5,11
2) 3,53
1) 6,42
2) 5,02
1) 4,30
2) 4,21
Zuurstofproductie
Per minuut
1) 0,140
2) 0,172
1) 0,285
2) 0,119
1) 0,246
2) 0,356
1) 0,196
2) 0,250
1) 0,292
2) 0,299
De zuurstofproductie per minuut hebben we als volgt berekend:
Volume:tijd=O 2-productie per minuut
Omdat we weinig NaHCO 3 hadden hebben we voor de verdere onderzoeken gekozen voor
de concentratie van 6%.
De volgende metingen die we hebben gedaan met verschillende lichtintensiteiten.
Stand van het
Spanningskastje
40
Lux
Volume
40
1,257 cm³
50
208
1,257 cm³
60
520
1,257 cm³
70
1090
1,257 cm³
Tijd
1) 11,32
2) 7,03
1) 6,17
2) 4,46
1) 4,30
2) 4,28
1) 3,37
2) 3,28
Zuurstofproductie per minuut
1) 0,111
2) 0,179
1) 0,204
2) 0,282
1) 0,292
2) 0,294
1) 0,373
2) 0,383
Vervolgens hebben wij metingen gedaan met verschillende kleuren licht. Dit hebben wij
met behulp van lichtfilters gedaan.
Kleur
Lux
Volume
Geel
44
1,257 cm³
Rood
46
1,257 cm³
Oranje
47
1,257 cm³
Groen
53
1,257 cm³
Blauw
63
1,257 cm³
Tijd
1) 14,34
2) 6,10
1) 7,04
2) 5,23
1) 5,30
2) 6,53
1) 5,48
2) 7,07
1) 4,26
2) 4,24
Zuurstofproductie per minuut
1) 0,088
2) 0,206
1) 0,179
2) 0,240
1) 0,192
2) 0,237
1) 0,229
2) 0,178
1) 0,295
2) 0,296
CONCLUSIE
Onze conclusie luidt als volgt:
Bij verschillende concentraties NaHCO3
Hoe groter de concentratie NaHCO 3 was, des te sneller en komt er zuurstof vrij.
Maar bij 12% en 15% NaHCO 3 loste het niet goed op in het water. Zodat er een dalende
lijn kwam in de zuurstofproductie per minuut. 9% kwam als beste concentratie uit ons
onderzoek.
Bij verschillende kleuren licht:
Bij blauw werd het meeste en het snelste zuurstof geproduceerd. Oranje kwam na blauw
en hierop volgend kwam rood. Dit klopte niet met de theorie want volgens de theorie moest
dit omgekeerd zijn. Toen kwamen geel en groen, en dit klopt ook volgens de theorie.
Zie het plaatje bij hoofdstuk Theorie.
Bij verschillende lichtintensiteiten:
Naarmate er meer licht op het plantje schijnt, komt er meer en sneller zuurstof vrij.
Ook dit klopt volgens de theorie.
Antwoord op de hoofdvraag:
Als er op waterpest blauw licht schijnt op stand 70 van het spanningskastje (1090 Lux),
en daar een concentratie van 9% Natriumwaterstofcarbonaat aan wordt toegevoegd, komt
er het snelst en het meeste zuurstof vrij.
GERAADPLEEGDE LITERATUUR
*
De beste vijverplanten
Stefan Buczacki
Tirion
Blz. 54
*
Biology
N.A. Campbell
The Benjamin/ Cummings publishing company, inc.
Blz. 187
*
Licht
D. Burnie
Baarn, Sesam
Blz.30,31,50
*
Waarneming, licht en kleur
Vertaald door: N. Ruitenbeek
M&P Weert
Blz. 34/35
*
Biologie voor jou 5V
Malmberg Den Bosch
Hoofdstuk Stofwisseling
*
Aquarium Planten
H.C.D. de Wit
Baarn, Hollandia
Blz. 374 t/m 381
*
Geïlustreerde flora van Nederland
E. Heimans, H.W.Heinsius, J.P. Thijsse
Blz.12 en 13
*
[email protected]
*
[email protected]
*
[email protected]
*
[email protected]
*
Encarta 1998
OPSTELLING