FOTOSYNTÉZA Vedoucí práce: Mgr. Jaluvková Zuzana Vypracovali: Barkócyová Kristína Kostelníková Jana Mendelova SŠ Divadelní 4 741 01 Nový Jičín Zdravotnické lyceum 3. ročník

Vliv světla na fotosyntézu u Potosu (Epipremnum pinnatum (L.) Engl.) Nové přístupy k využití ICT ve výuce přírodovědných předmětů na SŠ Vliv světla na fotosyntézu u Potosu (Epipremnum pinnatum (L.) Engl.)

Úvod Fotosyntéza je základní proces ovlivňující život na Zemi, proto nás zajímalo, jak tento proces funguje a co jej ovlivňuje V naší práci chceme shrnout základní informace o fotosyntéze, prohloubit si znalosti o tomto tématu Naše hlavní cíle jsou zjistit, které faktory fotosyntézu ovlivňují, které ji škodí a které jí naopak pomáhají v lepší produkci Našimi dalšími cíly bylo, připravit rostlině podmínky které by toto vše zajistily

Fotosyntéza Fotosyntéza (řec. Phos, photós = světlo a synthesis – shrnutí, skládání), využívá se při ní energie slunečního záření k syntéze organických sloučenin (sacharidů) Vstupní látky jsou jednoduché anorganické látek (oxid uhličitý a voda) Tento proces probíhá u rostlin v chloroplastech a to za přítomnosti fotosyntetických barviv (zejména chlorofylu)

Rovnice fotosyntézy 6 CO2 + 6 H2O →C6H12O6 + 6 O2

Teplo Světlo Voda CUKR Kyslík CO2

Průřez listem V palisádovém parenchymu jsou umístěny chloroplasty → fotosyntéza

Chloroplast Vnější membrána Vnitřní membrána Stroma Thylakoid Grana Lamela

Fotosyntetické pigmenty Chlorofyly: jsou to zelená barviva pohlcují modrou a červenou část spektra jeví se jako zelené Karotenoidy: žlutooranžové pomocné Xantofyly Karoteny Leukoplasty: žádná barviva obsahují zásobní látky jsou v kořenu

Fáze fotosyntézy: 1. Světelná fáze: Tato fáze je bezprostředně závislá na světle, dochází zde k fotolýze vody Probíhá v tylakoidech. Pohlcuje světla fotosyntetickými barvivy, redukcí koenzymu a syntézu ATP

2. Calvinův cyklus: Fáze, která není závislá na světle Proces s fixací CO2 za vzniku šestiuhlíkatého sacharidu (glukózy). Při zvýšené fotosyntetické aktivitě je sluneční energie uložena do molekul škrobu, který ve stromatu chloroplastů tvoří typická zrna Škrob je v noci odbouráván na jednodušší sacharidy (např. sacharózu), ty jsou pak transformovány na místa spotřeby

Fáze fotosyntézy

Význam fotosyntézy Vytvořila kyslíkatou atmosféru (je to první prokázaná emise, která ovlivnila vývoj planety) Umožňuje život na Zemi Kyslík, který je vedlejším produktem fotosyntézy výrazně ovlivnil i směr vývoje organismů k součastné rozmanitosti životních forem Důležitá je, ale i schopnost fotosyntézou vázat (i dlouhodobě) značné množství uhlíku v rostlinné biomase Produkuje organické látky – cukr Existuje více než 2 miliardy let  

Rychlost fotosyntézy Závisí na řadě vnitřních i vnějších faktorů, které jsou vzájemně podmíněny Vnitřní energie získaná fotosyntézou ΔH = 2870 kJ/mol Stanovuje se z měření výdeje O2 nebo ze spotřeby CO2

Faktory ovlivňující fotosyntézu: Rozdělujeme na faktory vnitřní a vnější

Vnitřní faktory: Množství a kvalita chloroplastu Množství chlorofylu – čím více tím lépe pro produkci kyslíku Stáří listu – starý list má menší produkci kyslíku Minerální výživa

Vnější faktory: Světlo: Voda Rostoucí intenzita světla zvyšuje rychlost fotosyntézy Příjem nadměrného množství slunečního záření představuje vedle rizika poškození fotosyntetického aparátu i nebezpečí přehřátí listu Voda Pro průběh fotosyntézy je zcela nezbytná Nedostatek se projeví uzavíráním průduchů, což znemožní přísun CO2 do fotosyntetizujících pletiv a tím se nemůže vytvářet glokóza

Koncentrace CO2: Teplota Koncentraci CO2 můžeme zvýšit pěstováním rostliny ve skleníku (např. sublimací pevného oxidu uhličitého, tzv. suchého ledu), čímž se dosahuje vyšších výnosů Teplota U našich rostlin je optimum 15 – 25 °C. Při -1 °C se většinou fotosyntéza zastavuje, a při teplotách vyšších než 30 °C nastává výrazná pokles fotosyntézy

Rozdíl mezi fotosyntézou a dýcháním Fotosyntéza Probíhá jen v buňkách s fotosynteticky aktivními barvivy Probíhá jen na světle CO2 a H2O vstupují do fotosyntetických reakcí Kyslík se uvolňuje Hromadí se energeticky bohaté zásobní látky, hmotnost rostliny se zvyšuje V evoluci se objevila dříve než dýchání Dýchaní Probíhá ve všech živých rostlinných buňkách Probíhá na světle i ve tmě CO2 a H2O se uvolňují při dýchání Kyslík se spotřebovává Zásobní látky se spotřebovávají, hmotnost rostliny se snižuje Ve srovnání s fotosyntézou je evolučně mladší děj

Praktická část

Měření kyslíku ve tmě Pomůcky: PC, řídící jednotka, čidlo kyslíku, rostlina (potos), testovací nádoba (akvárium), papírová taška, černá krycí folie, těsnící materiál (izolepa) Postup: Po přesvědčení se, že je rostlina dostatečně zalitá a čidla jsou správně usazeny v nádobě (akvárium), nádobu s rostlinou překryjeme potravinářskou folií a únik plynů zamezíme zalepením okrajů pomocí izolepy. Dále celé akvárium překryjeme černou textilií ze všech stran a nakonec vše překryjeme velkou papírovou taškou. Po uplynutí asi 15 minut aby se rostlina přizpůsobila danému prostředí, zapojíme čidla a s pustíme měření po dobu 3 hodin a 20 minut.

Foto:

Graf:

Údaje: Koncentrace O2: Po uplynutí 3 hodin a 20 minut koncentrace O2 klesla o 0,1% t1=0s conc=19,7% t2=3h 20min conc=19,6% Závěr: Rostliny při tmě nebo nedostatku světla či vody tvoří minimálně, nebo dokonce pohlcují kyslík, což se nám právě podařilo prokázat. Když se nám rozdíl koncentrace kyslíku 0,1 % za 3 hodiny a 20 minut zdál poněkud zanedbatelný, nepodařilo se nám vypátrat příčiny tak mizivého rozdílu. S kolegyní jsme usoudily, že jelikož graf při simulací tmy vyšel podle předpokladů, jsou naše měření a postupy správné.

Závěr práce: Naší prací jsme zjistily, že proces fotosyntézy je velmi křehký a závislý na mnohých faktorech Zjistily jsme, že i minimální rozdíl ve stanovišti je pro rostlinu stresující a mnohdy vede i k smrti rostliny Překvapivě jsme zjistily, že rostlina při dýchání vydává poměrně velké teplo Tato práce může být široce využitelná v hodinách laboratorních prací, kde můžeme simulovat různé podmínky života rostlin a sledovat změny ve fotosyntéze a buněčném dýchání Dále tato práce může posloužit jako podklad pro jakýkoli přírodovědný kroužek, který může být na škole nebo v jiné mimoškolní instituci realizován.

Zdroje: Kincl L., Kincl M., Jarklová J.: Biologie rostlin. Praha: Fortuna 2008 ISBN 2008 80 – 7168 – 947 – 5 Jelínek, J. Zicháček, V.: Biologie pro gymnázia. Olomouc: Nakladatelství Olomouc 1999 ISBN 80-7182-070-9 Rosypal, S. a kol.: Nový přehled biologie. Praha: Scientia 2003 ISBN 978 – 80 – 86960 – 23 – 4 http://cs.wikipedia.org/wiki/Fotosynt%C3%A9za http://www.google.cz/webhp?hl=cs&tab=iw http://www.coffee-break.cz/img/LS-DobraVoda.jpg http://api.ning.com/files/dU-VmLtbzmdU3OTRRXvcPlo8efo9TLhNRJfl2ZeqFE3OpLkrPm*tEwEOt4XSLXNbWwVtWCbvLSM*bAsITb2azchcLej*gYY*/hvezda.jpg http://www.zahrady-rihacek.cz/wp-content/uploads/fertilizerinorganicplantroots.jpg http://df.2i.cz/fotos/gallery/200402/6467.jpg http://chloroplast.cbio.psu.edu/images/chloroplast.jpg

Děkujeme za pozornost!