Vandpest i farvet lys: hvilket lys bruger planten?
Vandplanter afgiver ilt direkte til vandet, når de laver fotosyntese. I fotosyntesekammeret kan eleverne belyse et skud vandpest med hvidt, blåt, grønt og rødt lys og se, hvor hurtigt iltindholdet i vandet stiger. Ved også at måle i mørke kan de skelne mellem netto- og bruttofotosyntese, og forsøget giver et direkte billede af, hvorfor bladene er grønne.
Hvordan afhænger fotosyntesens hastighed af lysets farve?
Det skal I bruge
| Vare | Varenr. | Antal og formål |
|---|---|---|
| Fotosyntesekammer | PS-3251 | 1 pr. gruppe, med indbygget lyskilde i fire farver |
| Iltsensor til vand, trådløs (PASCO PS-3246) | PS-3246 | 1 pr. gruppe, måler opløst ilt |
| Temperatursensor, trådløs (PASCO PS-3201) | PS-3201 | 1 pr. gruppe, til at holde øje med temperaturen |
| pH-sensor, trådløs (PASCO PS-3204) | PS-3204 | Valgfri, viser at pH stiger lidt, når planten bruger CO2 |
| Natriumhydrogencarbonat (1 kg) | 818400-4 | En knivspids pr. forsøg som CO2-kilde |
| SPARKvue 5 (gratis download) | 900902 | Gratis app til tablet eller computer |
Andet udstyr: vandpest (Elodea canadensis) eller Egeria densa fra akvariehandlen; vandhanevand, der har stået et døgn, eller akvarievand; saks; tablet eller computer med SPARKvue.
Sikkerhed
Kammerets lyskilde får strøm fra en 12 V-adapter. Hold stik og adapter tørre, og tør spild op med det samme. Vask hænder efter arbejde med akvarieplanter og akvarievand. Vandpest spreder sig let i naturen, så planterester kommes i skraldespanden, og hverken planter eller vand må hældes ud i en sø eller et vandløb.
Sådan gør I
- Opløs en knivspids natriumhydrogencarbonat (natron) i 100 ml vand, så planten har CO2 nok.
- Klip et frisk skud vandpest på 5-7 cm, og læg det i kammerets indre beholder (70 ml). Fyld op med natronvandet.
- Fyld kammerets vandbad med vand ved stuetemperatur, så temperaturen holdes stabil under målingerne.
- Sæt iltsensoren og temperatursensoren (evt. også pH-sensoren) i portene i låget, og læg låget på.
- Start målingen i SPARKvue, og log fem minutter i mørke med lyskilden slukket.
- Tænd for hvidt lys, og log i ti minutter. Sluk igen i fem minutter.
- Gentag med blåt, grønt og rødt lys i samme rækkefølge af lys og mørke.
- Find hældningen på iltkurven for hver farve og for mørke (mg/L pr. minut), og udfyld skemaet.
Med PASCO-sensor
Fotosyntesekammeret (PS-3251) har en indbygget lyskilde med hvidt, blåt, grønt og rødt lys, et vandbad omkring prøven og et dæksel, der kan lukke lyset ude. Den trådløse optiske iltsensor (PS-3246) måler opløst ilt uden selv at bruge ilt, så selv små ændringer kan ses. Hældningerne aflæses med en lineær tilpasning i SPARKvue. Med pH-sensoren (PS-3204) i samme kammer kan eleverne se pH stige lidt, mens planten optager CO2; ændringen er lille, fordi natron virker som buffer.
Hvad sker der?
Klorofyl a og b absorberer især blåt og rødt lys og kun lidt af det grønne lys, som i stedet reflekteres eller går igennem bladet. Derfor ser bladene grønne ud. Det lys, som pigmenterne absorberer, driver fotosyntesen, hvor vand spaltes, og ilten frigives til vandet.
I mørke ånder planten stadig og bruger ilt, så kurven falder svagt. Det, sensoren måler i lys, er derfor nettofotosyntesen: den ilt, planten danner, minus den ilt, den selv bruger. Bruttofotosyntesen findes som hældningen i lys minus hældningen i mørke.
Grønt lys giver typisk den laveste iltproduktion, men sjældent nul, fordi carotenoider og lysets spredning inde i bladet udnytter en del af det grønne lys.
Spørgsmål til eftertanke
- Hvilken farve gav den største nettofotosyntese, og hvorfor?
- Hvorfor falder iltindholdet i mørke?
- Hvordan beregner I bruttofotosyntesen ud fra jeres målinger?
- Hvilken betydning har det, at de fire farver ikke nødvendigvis har samme lysstyrke?
- Hvorfor tilsætter man natron til vandet?
Til læreren
Brug friske, grønne skud. Vandpest, der har stået mørkt, skal have lys i en times tid inden forsøget. Natronen sikrer, at CO2 ikke bliver begrænsende.
De fire farver har ikke samme lysintensitet, så resultatet viser virkningen af hver farve i kammeret og giver kun et groft billede af aktionsspektret. Det er en god anledning til at diskutere kontrolvariable.
Til biologi A kan forsøget kobles med kromatografi af bladfarvestoffer, så eleverne ser, hvilke pigmenter der absorberer lyset. Vandpest kan holdes i et akvarium på skolen og bruges i flere forsøg.
Vejledningen er udarbejdet af LabDidakt. Læreren skal altid selv vurdere sikkerheden ved forsøget i sin klasse og følge skolens retningslinjer og sikkerhedsdatabladene for de kemikalier, der bruges.
