Post on 05-Feb-2020
SAMOSTALNI ISTRAŽIVAČKI RAD ZA DRŽAVNO NATJECANJE I SMOTRU MLADIH BIOLOGA 2008.
Autor rada: FILIP FEKONJA (7. b)
Mentorica rada: NATAŠA PONGRAC, prof.
UTJECAJ RAZNIH ČIMBENIKA NA JAČINU FOTOSINTEZE
Osnovna škola STRAHONINEC
Čakovečka 55, Strahoninec
40 000 Čakovec
Tel. 040/333-408
MEĐIMURSKA ŽUPANIJA
SADRŽAJ
1. UVOD …………………………………………………………………………………………………………….. 2
2. OBRAZLOŽENJE TEME ……………………………………………………………………………………. 4
3. MATERIJAL I METODE RADA …………………………………………………………………………. 6
3.1. MATERIJAL ……………………………………………………………………………………….. 6
3.2. METODE RADA ……………………………………………………………………………………. 7
3.2.1. METODE MJERENJA KOLIČINE UGLJIKOVOG DIOKSIDA I KISIKA
U VODOVODNOJ VODI, AKVARIJSKOJ VODI I VODI DODAT NA RAZLIČITE NO
OBOGAĆENOJ UGLJIKOVIM DIOKSIDOM ……………………………………………………………….. 8
3.2.2. MJERENJE UTJECAJA TEMPERATURE NA BRZINU PROCESA FOTOSINTEZE …………… 10
3.2.3. PRAĆENJE JAČINE FOTOSINTEZE PRI DIFUZNOM SVJETLU, NA IZRAVNOM
SUNČEVOM SVJETLU I U MRAKU ………………..……………………………………………………… 11
3.2.4. MJERENJE JAČINE FOTOSINTE PRI STAVLJANJU UZORAKA NA RAZLIČITE
UDALJENOSTI OD IZVORA SVJETLOSTI ………………….……………………………………………… 12
3.2.5. ISPITIVANJE DJELOVANJA RAZNIH ZRAKA SPEKTRA NA JAČINU
FOTOSINTEZE …………………………………………………………………………..…………………………… 12
4. REZULTATI ……………………………………………………………………………………………………… 14
5. RASPRAVA ……………………………………………………………………………………………………… 20
6. ZAKLJUČCI ……………………………………………………………………………………………………… 22
7. SAŽETAK ………………………………………………………………………………………………………… 23
8. POPIS LITERATURE ………………………………………………………………………………………… 24
2
1. UVOD
Fotosinteza je jedan od najvažnijih procesa koji je odgovoran za život na Zemlji. To
je proces u kojem se uz pomoć Sunčeve energije i vode ugljikov dioksid iz zraka
ugrađuje u organske spojeve (ugljikohidrate) uz oslobađanje kisika. Apsorbirana
Sunčeva energija pretvara se u kemijsku energiju. Fotosinteza se odvija u kloroplastima
u kojima je smješten pigment klorofil. Kemijska reakcija fotosinteze može se prikazati
formulom:
6CO2 + 6H2O sunčeva svjetlost, klorofil C6H12O6 + 6O2
Proces fotosinteze sastoji se od primarnih i sekundarnih reakcija. Primarne reakcije ili
reakcije na svjetlu odvijaju se u membranama kloroplasta i kod njih se svjetlosna
energija pretvara u kemijsku energiju. Sekundarne reakcije ili Calvinov ciklus odvijaju se
u mraku u stromi kloroplasta i ovdje dolazi do redukcije ugljikovog dioksida i sinteze
ugljikohidrata.
Svi zeleni dijelovi mogu vršiti fotosintezu. Najaktivnije fotosintetsko tkivo je mezofil
lista u čijim stanicama ima mnogo klorofila, pigmenta koji sudjeluje u fotosintezi. Na
učinkovitost fotosinteze utječe velik broj čimbenika kao što su opskrbljenost ugljikovim
dioksidom, kvaliteta i intenzitet osvjetljenja, koncentracija kisika i drugo. Optimalna
temperatura za odvijanje fotosinteze kod većine biljaka kreće se između 200C i 30 0C.
3
2. OBRAZLOŽENJE TEME
Za proces fotosinteze, osim pigmenata u živoj stanici, potrebni su još i voda s
mineralnim tvarima, ugljikov dioksid i svjetlost. Potrebu svakog od ovih čimbenika
možemo dokazati pokusima s vodenim biljkama kod kojih se jačina procesa fotosinteze
određuje količinom izdvojenog kisika.
U ovom istraživačkom radu cilj mi je bio odrediti imaju li neki od vanjskih
čimbenika utjecaj na jačinu procesa fotosinteze vodenog bilja u uzorcima vode koja
sadrži različitu količinu otopljenoga ugljikovog dioksida.
Vodena biljka koja je bila predmet mog promatranja je Miryophillum aquaticum
Green, vodeni krocanj, koju sam posudio iz našega školskog akvarija. Količinu
proizvedenog kisika određivao sam jednostavnom metodom prebrojavanja stvorenih
mjehurića kisika koji su izlazili iz stabljike krocnja u određenom vremenu. Radi
usporedbe rezultata, tijekom istraživanja koristio sam tri stabljike krocnja i tri uzorka
vode koja sadrže različitu količinu otopljenoga ugljikovog dioksida. Prvi uzorak bila je
biljka kod koje sam brojio količinu stvorenih mjehurića kisika u uzorku akvarijske vode
u kojoj i raste, drugi uzorak bila je biljka uronjena u vodu koju sam dodatno obogatio
ugljikovim dioksidom, a treći uzorak bila je biljka uronjena u vodovodnu vodu. Svim
ovim uzorcima odredio sam još i količinu otopljenoga ugljikovog dioksida i kisika
određenim testerima (proizvođač „Tetra“) prije i nakon mjenjanja uvjeta. Testovi daju
dosta pouzdane rezultate, a temelje se na promjeni boje dodavanjem određenog broja
kapi testera u uzorak vode i uspoređivanju dobivenih boja s bojom na skali.
4
Osim metode prebrojavanja stvorenih mjehurića kisika i metode određivanja
kisika i ugljikovog dioksida testerima pri određenim uvjetima, kontrolna mjerenja vršio
sam i s uređajem koji se zove oksimetar. To je uređaj koji služi za određivanje ukupne
količine kisika u vodi.
Vanjski uvjeti koje sam mijenjao kako bih proučavao jačinu fotosinteze bili su:
temperatura vode (5 0C, 15 0C ili 35 0C)
vrsta svjetlosti (difuzna ili direktna Sunčeva svjetlost ili u mraku)
jačina svjetlosti (udaljenost od lampice na 10 cm, 50 cm i 100 cm)
mijenjanje vrste spektra boja propuštene svjetlosti.
5
3. MATERIJAL I METODE RADA
3.1. MATERIJAL
Materijali koje sam koristio u istraživanju bili su:
izdanci krocnja (3 podjednaka izdanka)
laboratorijske čaše ili Erlenmeyerove tikvice od 400 ml (3 komada)
stakleni štapići (3 komada)
1-postotna otopina natrijevog hidrogen karbonata (sode bikarbone)
metil orange ili neko drugo crvenkasto bojilo (30 kapi)
plava tinta (30 kapi)
termometar
električna svjetiljka
metar
konac
štoperica
električni grijač
vodovodna voda
pneumatska kada
crni kartonski tuljac
oksimetar
testeri za određivanje ukupne količine ugljikovg dioksida i kisika (proizvođač
„Tetra“).
3.2. METODE RADA6
Prvi dio mog istraživanja sastojao se od pripreme materijala i pribora za rad te
priređivanja otopina koje su mi potrebne prilikom istraživanja, a to su: 1-postotna
otopina natrijevog hidrogen karbonata, otopina u koju sam nakapao metil orange i
otopina u koju sam nakapao plavu tintu. Zatim sam pristupio izradi jednostavnog
uređaja koji mi je služio za prebrojavanje mjehurića stvorenog kisika (Slika 1).
Slika 1 Uređaj za prebrojavanje mjehurića stvorenog kisika
On se sastoji od Erlenmeyerove tikvice, staklenog štapića i izdanka krocnja koji
sam koncem privezao za stakleni štapić. Trebao sam tri takva uzorka jer sam
promatrao razlike u jačini fotosinteze kod krocnja uronjenog u akvarijsku vodu, krocnja
u destiliranoj vodi i otopini u koju je dodan natrijev hidrogen karbonat (otopina
obogaćena ugljikovim dioksidom).
Drugi dio mog istraživanja sastojao se u mjerenju količine kisika i ugljikovog
dioksida prvo testerima za određivanje, a zatim oksimetrom kako bih dobio vrijednost
plinova koje sam određivao prije nego što sam pristupio mijenjanju uvjeta te stavljanju
krocnjeva u uzorke. Dalje ću opisati same postupke i metode rada s testerima i
oksimetrom, a zatim tijek izvođenja eksperimenata pri određenim uvjetima.
Metode rada koje sam koristio u istraživanju jesu:
7
3.2.1. METODE MJERENJA KOLIČINE UGLJIKOVOG DIOKSIDA I KISIKA U
VODOVODNOJ VODI, AKVARIJSKOJ VODI I VODI DODATNO OBOGAĆENOJ
UGLJIKOVIM DIOKSIDOM
a) Testerima „Tetra test CO2“ za precizno određivanje koncentracije CO2 u slatkoj vodi
Određivanje sam provodio na sljedeći način:
isprao sam mjericu u vodi koju sam ispitivao
napunio obje mjerice s 20 ml vode
postavio sam mjerice jednu do druge na označena mjesta u tablici. Jedna
mjerica (a) je za uspoređivanje, a druga (b) za mjerenje
protresao sam bočicu 1 s reagensom i dodao 5 kapi u mjericu b
protresao sam bočicu 2 s reagensom i dodavao kap po kap u mjericu b
nakon svake dodane kapi reagensa 2 protresao sam mjericu, brojio dodane
kapi i postupak ponavljao dok boja u mjerici nije postala blijedoroza
nakon što je voda u mjerici b postala blijedoroza na 30 sekundi, mjerenje je
završeno i izračunao sam koncentraciju CO2. Mjerica a služi za
uspoređivanje boje
izračunavao sam na taj način da sam broj kapi reagensa 2 pomnožio s 2 i
dobio sam koncentraciju CO2 u mg/l.
nakon završenog testiranja isprao sam mjerice.
b) Testerima „Tetra test O2“ za precizno određivanje koncentracije kisika u slatkoj vodi
Određivanje sam provodio na sljedeći način:
isprao sam mjericu u vodi koju ću testirati i napunio s 15 ml vode
iz bočice reagensa 1 dodao sam 5 kapi u mjericu
8
iz bočice reagensa 2 dodao sam 5 kapi u mjericu
odmah potom zatvorio sam mjericu s čepom i okrenuo za 180 0 i odmah
vratio u okomit položaj
u mjerici je nastao talog i nakon 30 sekundi dodao sam 5 kapi reagensa 3
na isti sam način pomiješao, talog je nestajao, a voda je postala crveno-
ljubičasta
postavio sam tablicu s bojama i vrijednostima okomito pored mjerice i
pročitao vrijednost prema boji u svom uzorku.
c) Metoda mjerenja količine kisika oksimetrom u zadanim uzorcima vode (sobna
temperatura)
Oksimetar je uređaj kojim se mjeri količina kisika u vodi (Slika 2). Radi na taj
način da se jedna mala sondica uroni u ispitivani uzorak vode, pričeka nekoliko sekundi
i na displeju se pojavi ukupna količina kisika. Mjerio sam na taj način količinu kisika
prije i nakon promjene ispitivanih uvjeta u svim uzorcima radi usporedbe rezultata. To
je ujedno bio i moj kontrolni parametar u radu. Važno je napomenuti da se količina
kisika mjerena oksimetrom izražava u postocima.
Slika 2 Oksimetar
d) Metoda prebrojavanja stvorenih mjehurića kisika u zadanim uzorcima vode
9
(sobna temperatura)
Na Slici 1 prikazan je jednostavan uređaj koji sam izradio kako bih mogao
prebrojavati mjehuriće kisika u određenim uzorcima u zadanom vremenu (1 minuta) i
pri određenim uvjetima koje sam prethodno naveo. Mjehurići kisika izlaze iz stabljike i
dobro se vide golim okom, tako da se mogu lako brojiti. Prije svakog prebrojavanja
biljku treba stabilizirati u njenom prirodnom okolišu, a to je kod mene akvarijska voda.
Prethodno opisane metode rada primjenjivao sam u svojem eksperimentiranju
koje se sastojalo u mijenjanju vanjskih uvjeta koji utječu na jačinu fotosinteze. Stoga ću
dalje opisati što sam sve određivao i načine na koje sam radio.
Uvjeti koje sam mijenjao kako bih pratio jačinu fotosinteze bili su sljedeći:
3.2.2. MJERENJE UTJECAJA TEMPERATURE NA BRZINU PROCESA FOTOSINTEZE U
RAZLIČITIM UZORCIMA VODE
a) Metoda određivanja ukupne količine ugljikovog dioksida i kisika testerom
Ugljikov dioksid je vrlo važan za odvijanje procesa fotosinteze. Optimalna količina
ugljikovog dioksida u vodi kreće se između 5 i 15 mg/l, a količina kisika između 6.9 i
12.8 mg/l. Posebno me zanimalo kakve su količine tih plinova u uzorcima voda različitih
temperatura. Radio sam na taj način da sam krocnjeve unaprijed pripremio i stavio u
različite uzorke vode (vodovodnu, akvarijsku i obogaćenu ugljikovim dioksidom). Čaše s
različitim uzorcima voda stavio u vodenu kupelj koja je bila zagrijana prvo na 350C.
Potom sam temperaturu vode u vodenoj kupelji, dodavanjem hladne vode, snizio na
15 stupnjeva, i postupak ponovio, dok nisam temperaturu snizio na 5 0C. Prije svakog
snižavanja temperature vode određivao sam testerima količinu kisika i ugljikovog
dioksida.
b) Metoda prebrojavanja mjehurića proizvedenog kisika
Uzorke sam pripremao na isti način kao u prethodnom pokusu, samo što sam
ovdje brojio mjehuriće proizvedenog kisika pri različitim temperaturama. Pokus je
prikazan na Slici 3.
10
Slika 3 Uređaj za brojanje mjehurića kisika u vodenoj kupelji različitih temperatura
c) Mjerenje količine kisika oksimetrom
Ovaj način rada već sam prethodno opisao. Broj dobiven na displeju pokazuje
količinu kisika u ispitivanom uzorku.
3.2.3. PRAĆENJE JAČINE FOTOSINTEZE PRI DIFUZNOM SVJETLU, NA IZRAVNOM
SUNČEVOM SVJETLU I U MRAKU
I kod izvedbe ovog dijela istraživanja primijenio sam već opisane metode, stoga
ću opisati samo tijek izvedbe pokusa. Brojio sam stvorene mjehuriće zraka tijekom 1
minute u već navedena 3 uzorka tako da sam ih izlagao po 5 minuta prije brojenja
običnom danjem svjetlu, zatim izravnom Sunčevom svjetlu, a posljednje sam uzorke
ostavio prvo 5 minuta u mraku. Uzorke sam zamračio na taj način da sam ih prekrivao
crnim cilindričnim tuljcem (ostavio sam prozorčić koji sam oblijepio najlonom kako bih
mogao brojiti mjehuriće zraka). Važno je napomenuti da sam svaki put nakon
mijenjanja uvjeta osvjetljenja pričekao 10 minuta da se uspostavi ravnomjeran tok
izlaženja mjehurića. Mjerenja sam izvodio na sva 3 uzorka pri sobnoj temperaturi.
Kontrolna mjerenja bila su izvršena testerima i oksimetrom.
11
3.2.4. MJERENJE JAČINE FOTOSINTE PRI STAVLJANJU UZORAKA NA RAZLIČITE
UDALJENOSTI OD IZVORA SVJETLOSTI
Uzorke vode s krocnjevima stavljao sam na različite udaljenosti od izvora
svjetlosti (električna lampica) i također mjerio intenzitet fotosinteze svim opisanim
metodama. Udaljenosti od izvora svjetlosti bile su 10, 50 i 100 cm. Napominjem da u
ovom pokusu nisam mijenjao temperaturu vode. Svi su uzorci bili sobne temperature.
3.2.5. DJELOVANJE RAZNIH ZRAKA SPEKTRA NA JAČINU FOTOSINTEZE
Da bih mogao utvrditi pri kojim se zrakama svjetlosti najintenzivnije vrši
fotosinteza, osvjetljavao sam uzorke voda s krocnjevima zrakama različitih boja. To
sam radio na taj način da sam uzorke vode s biljkama stavio u vodenu kupelj u koju je
bio dodan metil orange koji je vodu obojio narančastom bojom. Ta otopina apsorbirat
će zrake plavo-ljubičastog dijela spektra, a propustit će zrake crvenog dijela spektra te
će samo tim zrakama biljka biti osvijetljena. Ako uzorak s biljkom stavimo u kupelj u
koju smo dodali tintu koja će vodu obojiti modro, ona će propuštati samo zrake plavog
i ljubičastog spektra koje će doći do biljke, a apsorbirat će zrake crvenog dijela spektra.
Naravno, svi su uzorci bili izloženi i uvjetima bijelog svjetla (Slika 4). Sve pokuse izvodio
sam pri direktnom Sunčevom svjetlu i pri istoj temperaturi tekućina. Važno je i
napomenuti da sam radio sa sva tri uzorka i da sam prilikom prenošenja biljaka iz
jednog osvjetljenja stavljao biljke u akvarij radi stabilizacije biljaka pa tek onda počeo
brojiti. Kontrolna mjerenja proveo sam oksimetrom i testerima nakon mijenjanja
uvjeta.
12
Slika 4 Mjerenje intenziteta fotosinteze pri određenom spektru svjetlosti
13
4. REZULTATI
Rezultate koje sam dobio u svom istraživačkom dijelu bili su sljedeći.
4.1. REZULTATI MJERENJA U UZORCIMA VODA KOJI NISU BILI IZLOŽENI PROMJENAMA UVJETA
4.1.1. Mjerenje količine CO2 i O2 testerima
Tablica 1 Količina CO2 i O2 u destiliranoj, akvarijskoj vodi i vodi dodatno obogaćenoj s CO2
DOBIVENE KOLIČINE U mg/l
VODOVODNA VODA
AKVARIJSKA VODA
VODA OBOGAĆENA CO2
CO2 7.1 13 20
O2 6.2 9.7 0
4.1.2. Mjerenje količine kisika oksimetrom
Oksimetar je sprava kojom se mjeri količina kisika u vodi. Princip rada
oksimetrom opisao sam u metodama, a rezultate koje sam dobio prikazao sam u
Tablici 2. Oksimetrom se može količina kisika odrediti dosta precizno. Temperatura
svih uzoraka bila je ista (sobna temperatura).
Tablica 2 Količina kisika u uzorcima vode izmjerena oksimetrom
VRSTA UZORKAVODOVODNA
VODAAKVARIJSKA
VODAVODA
OBOGAĆENA CO2
KOLIČINA KISIKA IZRAŽENA U POSTOCIMA
0.45 0.61 0.2
4.1.3. Metoda prebrojavanja stvorenih mjehurića kisika u uzorcima voda s 1
stabljikom krocnja
U ispitivane uzorke vode stavio sam po 1 stabljiku krocnja i nakon 1 minute
počeo sam brojiti mjehuriće krocnja koji su izlazili iz stabljike. Brojio sam unutar 1
14
minute, a rezultate koje sam dobio prikazao sam u Tablici 3. Vodio sam računa da svi
uzorci budu iste temperature i izloženi istoj svjetlosti.
Tablica 3 Broj mjehurića kisika unutar 1 minute u različitim uzorcima vode
VRSTA UZORKAVODOVODNA
VODAAKVARIJSKA
VODAVODA OBOGAĆENA
CO2
BROJ MJEHURIĆA KISIKA
9 14 56
4.2. REZULTATI MJERENJA KOLIČINE CO2 I O2 U UZORCIMA VODE PRI RAZLIČITIM TEMPERATURAMA VODENE KUPELJI
Temperatura je vrlo važan faktor koji određuje jačinu fotosinteze, stoga me zanimalo kakav je njen utjecaj na stvaranje mjehurića kisika. Dobivene rezultate prikazujem u sljedećim tablicama (Tablice 4, 5 i 6).
Tablica 4 Količina CO2, O2 i mjehurića kisika u uzorcima na temperaturi od 35 0C
VRSTA MJERENJA
VRSTA UZORKA
VODOVODNA VODA
AKVARIJSKA VODA
VODA OBOGAĆENA CO2
KOLIČINA CO2 MJERENA TETRA TESTEROM
7.8 13.5 29.1
KOLIČINA O2 MJERENA TETRA TESTEROM
5.2 6.9 0
BROJ MJEHURIĆA KISIKA TIJEKOM 1 MINUTE
12 29 61
KOLIČINA KISIKA MJERENA OKSIMETROM
0.25 0.64 0.34
15
Tablica 5 Količina CO2, O2 i mjehurića kisika u uzorcima na temperaturi od 15 0C
VRSTA MJERENJA
VRSTA UZORKA
VODOVODNA VODA
AKVARIJSKA VODA
VODA OBOGAĆENA CO2
KOLIČINA CO2 MJERENA TETRA TESTEROM
6 11 23
KOLIČINA O2 MJERENA TETRA TESTEROM
4.6 10.8 0
BROJ MJEHURIĆA KISIKA TIJEKOM 1 MINUTE
9 15 45
KOLIČINA KISIKA MJERENA OKSIMETROM
0.23 0.51 0.24
Tablica 6 Količina CO2, O2 i mjehurića kisika u uzorcima na temperaturi od 5 0C
VRSTA MJERENJA
VRSTA UZORKA
VODOVODNA VODA
AKVARIJSKA VODA
VODA OBOGAĆENA CO2
KOLIČINA CO2 MJERENA TETRA TESTEROM mg/l
1 3 10
KOLIČINA O2 MJERENA TETRA TESTEROM mg/l
3.7 12.8 0
BROJ MJEHURIĆA KISIKA TIJEKOM 1 MINUTE
0 6 18
KOLIČINA KISIKA MJERENA OKSIMETROM %
0.1 0.46 0.57
16
4.3. REZULTATI PREBROJENIH MJEHURIĆA O2 NA DIFUZNOM SVJETLU, NA
DIREKTNOM SUNČEVOM SVJETLU I U MRAKU
Brojanje sam vršio na već spomenutim osvjetljenjima i pritom sam vodio računa
da svi uzorci budu iste temperature koja je iznosila 23 0C (Tablica 7).
Tablica 7 Količina stvorenih mjehurića kisika pri različitim vrstama osvjetljenja
VRSTA UZORKA
BROJ MJEHURIĆA ZRAKA TIJEKOM 2 MINUTE
(TEMPERATURA VODE 23 0C)
DIFUZNA SVJETLOST
IZRAVNO SUNČEVO ZRAČENJE
U MRAKU
VODOVODNA VODA
4 18 0
AKVARIJSKA VODA 18 37 0
VODA OBOGAĆENA CO2
54 98 0
Kao kontrolno mjerenje poslužilo mi je mjerenje količine kisika oksimetrom.
Količina kisika u akvarijskoj vodi iznosila je 0.54% , a u ostalim uzorcima bila je znatno
manja.
4.4. REZULTATI BROJENJA MJEHURIĆA O2 STAVLJANJEM UZORAKA NA RAZLIČITE
UDALJENOSTI OD IZVORA SVJETLOSTI
Postavio sam lampicu na stol i uzorke sam odmaknuo prvo na 10 cm, zatim na
50 cm pa na 100 cm (Tablica 8). Svi uzorci bili su sobne temperature. Prije svakog
mjerenja ostavio sam biljke po nekoliko minuta da se stabiliziraju.
17
Tablica 8 Broj stvorenih mjehurića zraka na različitim udaljenostima od izvora
svjetlosti
VRSTA UZORKA
BROJ MJEHURIĆA ZRAKA PROIZVEDENIH TIJEKOM 2 MINUTE
UDALJENOST OD LAMPICE 10 cm
UDALJENOST OD LAMPICE 50 cm
UDALJENOST OD LAMPICE 100 cm
VODOVODNA VODA
12 9 7
AKVARIJSKA VODA 32 15 10
VODA OBOGAĆENA CO2
64 49 20
Kontrolno mjerenje oksimetrom potvrdilo je moje rezultate. U akvarijskoj vodi
dobivena vrijednost iznosila je 0.51%, dok je u vodi obogaćenoj ugljikovim dioksidom
postotak bio malo veći.
4.5. REZULTATI DOBIVENI NAKON BROJENJA PROIZVEDENIH MJEHURIĆA ZRAKA
PRILIKOM DJELOVANJA RAZNIH ZRAKA SPEKTRA
Prilikom izvođenja pokusa vodio sam računa da uzorci budu iste temperature i
pri istom osvjetljenju te da svaki put biljku prethodno izložim difuznom bijelom svjetlu
kako bi se biljka stabilizirala.
18
Tablica 9 Broj mjehurića zraka izmjerena nakon izlaganja uzoraka raznim zrakama spektra
VRSTA UZORKA
BROJ MJEHURIĆA ZRAKA PROIZVEDENIH TIJEKOM 2 MINUTE
U vodenoj kupelji obojenoj metil orangeom
U vodenoj kupelji obojenoj modrom galicom
VODOVODNA VODA
5 3
AKVARIJSKA VODA 7 4
VODA OBOGAĆENA CO2
13 6
Mjerenja oksimetrom pokazala su da u ovim uzorcima ima znatno manje kisika
(0.32%) nego kad su oni izloženi direktnom bijelom svjetlu.
19
5. RASPRAVA
U svom istraživačkom radu ispitivao sam različite faktore koji utječu na
intenzitet fotosinteze. Rad sam započeo s ispitivanjem količine ugljikovog dioksida i
kisika u vodovodnoj vodi, akvarijskoj vodi i vodi obogaćenoj ugljikovim dioksidom.
Ispitivanja sam vršio testerima. Zatim sam pristupio ispitivanju količine kisika u tim
uzorcima nakon uranjanja jedne stabljike krocnja kako bih usporedio količine
proizvedenih plinova. Također sam i brojio mjehuriće izdvojenog kisika. Kontrolna
mjerenja vršio sam uređajem koji se zove oksimetar.
Uvjeti koje sam mijenjao bili su sljedeći:
a) temperatura
Zanimalo me kakav utjecaj ima temperatura na jačinu fotosinteze u vodama koje
imaju različitu količinu otopljenoga ugljikovog dioksida. Rezultati su bili očekivani jer
me već ranije naučena znanja navode na to da je jačina fotosinteze veća pri višim
temperaturama, a slabija pri nižim temperaturama (Tablice 4, 5 i 6). Osim toga, došao
sam do saznanja da je fotosinteza jača u vodama koje sadrže veću količinu otopljenoga
ugljikovog dioksida. Ispravnost dobivenih podataka usporedio sam s rezultatima koji su
objavljeni u literaturi (Matoničkin, Pavletić, 1972.)
b) jačina svjetlosti
Osim temperature, na jačinu fotosinteze utječe i svjetlost. Prebrojavanje
mjehurića izdvojenog kisika vršio sam pri difuznom i direktnom Sunčevom svjelu. U
vremenu od jedne minute iz jednog izdanka krocnja pri Sunčevom svjetlu izdvojio se
skoro dvostruko veći broj mjehurića kisika (Tablica 7). Svaki put pri mijenjanju uvjeta
osvjetljenja treba pričekati nekoliko minuta da se uspostavi ravnomjeran tok izlaženja
mjehurića pa tek onda početi s brojenjem. Dobivene rezultate usporedio sam s
rezultatima u literaturi (Grđić, 1976.)
c) različita udaljenost od izvora svjetlosti20
Nakon stavljanja posude s biljkom na različite udaljenosti od izvora svjetlosti,
(el. lampica), određivao sam jačinu fotosinteze. Podaci koje sam dobio
prebrojavanjem slagali su se s rezultatima koje sam dobio mjerenjem oksimetrom.
Najviše je kisika u vodi koja je obogaćena ugljikovim dioksidom i pri najmanjoj
udaljenosti od lampice, jer sam već i u ranijem dokazivanju kod jačine svjetlosti
dokazao da je svjetlost vrlo važan faktor pri fotosintezi. Ovim dobivene rezultate
samo potvrđujem.
d) djelovanje raznih zraka spektra na jačinu fotosinteze
Da bih ustanovio u kojim se zrakama svjetlosti najjače vrši fotosinteza,
osvjetljavao sam biljku zrakama različitih boja, tako da sam uzorke stavljao u kupelj
obojanu u plavo, a zatim u crveno. Kupelj obojana u plavo apsorbira zrake crvenog
spektra, a propušta zrake plavo-ljubičastog svjetla, a kupelj obojana u crveno apsorbira
zrake plavo-ljubičastog spektra, a propušta zrake crvenog dijela spektra. Prema količini
izdvojenih mjehurića kisika, saznao sam da je jačina fotosinteze jača ako je biljka
osvijetljena zrakama crvenog spektra, a ne plavog svjetla, odnosno da se najviše
mjehurića izdvaja pri bijeloj svjetlosti (Tablica 9). To se događa jer klorofil ima različitu
sposobnost upijanja zraka različitih valnih duljina, odnosno spektra.
6. ZAKLJUČCI
21
Nakon praćenja navedenih uvjeta, došao sam do sljedećih zaključaka:
u toplijoj vodi fotosinteza je intenzivnija nego u vodama kod kojih je
temperatura niža od 15 0C . Optimalna temperatura pri kojoj je
fotosinteza najjača kreće se oko 30 0C
u akvarijskoj vodi u kojoj žive biljke i alge ima više kisika nego u
vodovodnoj vodi (ako su uzorci iste temperature)
u vodi koja je dodatno obogaćena ugljikovim dioksidom brzina
izdvajanja mjehurića veća je nego u uzorcima ostalih voda pri istoj
temperaturi
fotosinteza je jača pri direktnom Sunčevom svjetlu nego pri difuznoj
svjetlosti u svim uzorcima voda
u uzorcima koji su bili u mraku količina kisika je vrlo mala, a mjehurići
kisika nisu se izdvajali iz stabljike krocnja
količina izdvojenih mjehurića zraka ovisi i o udaljenosti uzorka od izvora
svjetlosti. Što je izvor svjetlosti bliže uzorku, fotosinteza je jača također
u svim uzorcima vode pri istoj temperaturi
izdvajanje mjehurića kisika brže je kad je biljka izložena djelovanju
crvenog, a ne plavo-ljubičastog dijela spektra, no ipak je najjače pri
bijelom svjetlu. To je zbog upijanja određenog spektra od strane
klorofila.
7. SAŽETAK22
U svom istraživačkom radu ispitivao sam razne faktore koji utječu na jačinu
fotosinteze običnog krocnja. Faktori koje sam mjenjao bili su temperatura (uzorci su
bili uronjeni u vodenu kupelj na temperaturi od 35, 15 ili 5 stupnjeva Celzijevih), jačina
svjetlosti (udaljenost od lampice 10, 50 ili 100 cm), izvor svjetlosti (difuzna, Sunčeva
svjetlost ili mrak), i izloženost određenom spektru zraka svjetlosti (crvena ili plava
vodena kupelj). Ovim uvjetima izlagao sam krocnjeve koji su bili u vodi koja je
sadržavala različite količine ugljikovog dioksida (akvarijska voda, vodovodna voda i
voda obogaćena ugljikovim dioksidom). Mjerenja kojima sam određivao ukupnu
količinu kisika provodio sam testerom, oksimetrom i brojanjem izdvojenih mjehurića
kisika, a količinu ugljikovog dioksida određivao sam testerom. Dobivene rezultate
uspoređivao sam međusobno i sa dodatnom literaturom i zaključio da su moja
mjerenja podudarna s očekivanim rezultatima.
8. POPIS LITERATURE
23
1. Bačić, Erben, Kalafatić 2007. Razvoj biljaka,Matekalo-Draganović J. (ur.),
Biologija 7, udžbenik biologije za sedmi razred osnovne škole, Školska knjiga,
Zagreb, str. 83
2. Denffer D., Ziegler H. 1982. Temperatura, Sambolek-Hrbić E. (ur) , Botanika,
morfologija i fiziologija, Školska knjiga, Zagreb, str.: 65.,290.
3. Dolenec Z., Hudek J., Pavičić V. 2006.Građa i uloge biljke cvjetnjače, Matekalo
Draganović J. (ur.), Priroda 5, Školska knjiga, Zagreb, str. 74. – 78.
4. Grdić B. 1976. Asimilacija ugljičnog diksida – fotosinteza, Šeparović S. (ur.),
Praktikum iz fiziologije bilja, Školska knjiga, Zagreb, str. 89. – 94.
5. Matoničkin I., Pavletić Z.,1972. Životni uvjeti u rijekama, Sambolek- Hrbić E.
(ur.), Život naših rijeka, Školska knjiga, Zagreb, str. 31. I 32.
6. Pavletić Z. 1997. Biljke, Springer O. P. (ur.), Biologija 2 : Prokarioti, gljive i biljke, Profil International, Zagreb, str. 87 - 91.
7. Pevalek-Kozlina B. 2003. Fiziologija bilja. Profil international, Zagreb.
8. Springer O.P.,Pevalek-Kozlina B. 1997. Fotosinteza, Springer O.P. (ur.), Biologija
3, Fiziologija čovjeka i fiziologija bilja, Profil international, Zagreb, str. 218 –223.
24