Fotosynthese Lichtintensiteit - CMA

Fotosynthese
Lichtintensiteit
BIOLOGIE
Plant
Fysiologie
Aantekeningen voor Docenten
Onderzoeksvraag:
Wat is de relatie tussen de
fotosynthesesnelheid en de
lichtintensiteit?
Toegepaste Techniek: Meten
Leerling niveau: Bovenbouw Havo/Vwo
Duur: 1 lesuur
Aanbevolen toepassing: Onderzoek door leerling
Leerdoelen

De CO2-concentratie verschillen meten als gevolg van fotosynthese (en respiratie) van
groene bladeren.


De fotosynthesesnelheid bepalen.
De relatie tussen de fotosynthesesnelheid en de lichtintensiteit bepalen.
Didactiek
In deze activiteit bestuderen leerlingen de fotosynthese. Ze gebruiken de CO2 sensor
(wanneer mogelijk in combinatie met de O2 gassensor) en meten de concentratie
koolstofdioxide in een afgesloten ruimte met verse groene bladeren. Ze vergelijken de
koolstofdioxide productie van groene balderen in het donker en in fel helder licht om de
relatie tussen de fotosynthesesnelheid en de lichtintensiteit te bepalen.
Knelpunten voor leerlingen:
-
Het is soms lastig voor ze om het autotrofe voedingsproces van planten te
begrijpen; een veelvoorkomend idee is dat planten hun voedsel uit de bodem
betrekken.
-
Ze hebben soms moeite met enerzijds respiratie en anderzijds de relatie van
respiratie met fotosynthese, alswel verwarring van fotosynthese met respiratie
(sommige leerlingen beschouwen respiratie als een synoniem van ademen, terwijl
anderen onder plantrespiratie een omgekeerde gasuitwisseling, vergeleken met die
van dieren, verstaan).
Voorbeelden van misconcepties
bij fotosynthese en respiratie in planten zijn:
Fotosynthese Lichtintensiteit – Aantekeningen voor Docenten
1
-
Koolstofdioxide wordt gebruikt bij respiratie, hetgeen alleen voorkomt in groene
planten en alleen als er geen licht energie is voor fotosynthese.
-
Respiratie vindt alleen plaats in de cellen van de bladeren
-
Respiratie is de uitwisseling van koolstofdioxide en zuurstof via het huidmondje.
-
Groene planten nemen koolstofdioxide op en geven zuurstof af tijdens respireren
-
Groene planten respireren alleen ’s nachts, als er geen lichtenergie is
-
Groene planten respireren niet, ze voeren alleen fotosynthese uit.
-
Planten respireren alleen als ze onvoldoende energie via fotosynthese krijgen.
Dieren respireren continu, omdat ze geen fotosynthese kunnen uitvoeren.
Aangeleerde concepten:
– Fotosynthese, fotosynthesesnelheid
Materialen
In dit experiment gebruik je de volgende materialen:
–
–
–
–
–
–
Interface of datalogger bijv. CMA VinciLab,
CO2 gassensor, en/of
[optioneel] O2 gassensor,
[optioneel] lichtsensor,
Sterke lichtbron,
Speciale fotosynthesekamer of een bemonsteringsflesje meegeleverd met de CO 2
sensor en een bekerglas gevuld met water (koelelement),
– Verse groene bladeren b.v. spinazie,
– Aluminiumfolie.
Procedure




Verbind de CO2 gassensor met input 1 van je interface of datalogger.
Open Coach Activiteit ‘Fotosynthese intensiteit’.
Help de leerlingen het experiment op te zetten.
Laat de leerlingen het experiment uitvoeren.
Vragen en opdrachten





2
Wat is het effect van daglicht op de CO2 gasconcentratie?
Wat is het effect van sterk licht op de CO2 gasconcentratie?
Welke processen zijn hiervoor verantwoordelijk?
Bepaal de respiratiesnelheid in deze drie gevallen: geen licht, daglicht en sterk licht.
Bepaal de fotosynthesesnelheid in deze drie gevallen: geen licht, daglicht en sterk
CMA Lesmateriaal
licht.


Hoe heeft lichtintensiteit invloed op de respiratiesnelheid?
Hoe heeft lichtintensiteit invloed op de fotosynthesesnelheid?
Data Analyse
Het eerste experiment is relatief kort en kan in een lesuur uitgevoerd worden. Een
voorbeeldmeting is hieronder te zien. In deze meting werden spinaziebladeren gebruikt die
in een bemonsteringsflesje (meegeleverd met de CO2 sensor) werden gestopt.
Gedurende de eerste 10 minuten van de meting was de meetfles in aluminiumfolie
gewikkeld. Tijdens deze periode neemt de CO2 concentratie toe; de snelheid van de CO2
productie bedraagt 77 ppm/min (vastgesteld m.b.v. de hellingshoekfunctie).
In dit deel van het experiment vindt
uitsluitend respiratie plaats. De groene
bladeren ‘oogsten’ de energie die is
opgeslagen in glucosemoleculen door
oxidatie van de glucose, waarbij CO2
vrijkomt.
In het tweede deel van de meting wordt
de aluminimumfolie verwijderd en staat
de meetfles in het licht (ongeveer 700
Lux). De CO2 concentratie neemt nog
steeds toe, maar wel langzamer, met een snelheid van 44 ppm/min. Er komt meer
koolstofdioxide vrij door respiratie dan er wordt gebruikt door fotosynthese.
In het laatste deel van het experiment wordt de felle lamp aangezet. De CO2 concentratie
daalt dan snel. De fotosynthese verloopt nu veel sneller. De CO 2 wordt tijdens de
fotosynthese gebruikt bij de vorming van suikers.
Fotosynthese Lichtintensiteit - Aantekeningen voor Docenten
3
Spinaziebladeren werken bijzonder goed in dit experiment en zijn het gehele jaar door
verkrijgbaar bij de groenteboer of supermarkt. Houd de bladeren gekoeld tot het moment
van gebruik voor het beste resultaat. Vijf minuten voor het experiment stel je de bladeren
bloot aan licht.
7 tot 8 bladeren in de meetfles zijn voldoende om de veranderingen in CO 2 concentratie
snel aan te tonen.
Bebehorende bestanden
Coach Activiteit: Fotosynthese (lichtintensiteit).cma7
Copyright
Authors: CMA Team
© CMA
Dit werk valt onder een Creative Commons NaamsvermeldingNietCommercieel-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie.
4
CMA Lesmateriaal