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