Fotosyntese rapport

Indledning

Formål

Formålet med forsøget er at undersøge om lys er nødvendigt for fotosyntese og om fotosyntese og respiration foregår i en almindelig grøn plante.

Hypotese

Glassene med alle nødvendige komponenter for fotosyntese bliver mindre sure imens dem der mangler nogen men stadig har vandpest og vand ville man observere en mere sur pH værdi. Dem uden plante ville ingen ændring blive observeret. Dem uden danskvand ville være turkis, da vand i Roskilde har højt kalkindhold. Man ville på forsøgene også observere at danskvand og udåndingsluft gør opløsningen mere sur.

Teori

Fotosyntese tager sted i grønkornet i en plante. Der findes både nogle delprocesser som er afhængige af lys og nogle ikke afhængige af lys.[1] I lysreaktionen foregår det ved at planten starter med at optage vand gennem ledningsvæv. Derefter absorberer den sollys primært i bølgelængderne rød og blå med dets pigmenter såsom klorofyl.[2] Her er det sollyset spalter \(H_2O\). Her siver ilten ud af grønkornet som et affaldsprodukt og hydrogenet bliver i grønkornet. Der bliver så skabt ATP og NADPH. Nu starter Calvin cyklus. Calvin cyklus starter med at \(CO_2\) bliver optaget igennem spalteåbninger (stroma) og derefter bliver sat fast til Ribulose-1,5-bisfosfat (eller hvis der sker en fejl, sætter et molekyle som f.eks. \(O_2\) sig fast) og derefter bliver den splittet i to dele så man får 3-phosphorglycerate. Derefter laver ATP og NADPH det om til glyceraldehyd-3-fosfat. Nu bliver dette gentaget 3 gange så man får 6 glyceraldehyd-3-fosfat hvor den ene bliver fjernet fra processen imens resten bliver brugt til at lave 3 Ribulose-1,5-bisfosfat såcyklussen kan fortsætte. Den ene som går ud af cyklussen bliver brugt til at producere glukose. Dermed får man ligningen for fotosyntese \(6CO_2+6H_2O \rightarrow C_6H_12O_6+6O_2\).

Illustration af fotosyntese i et grønkørn. S. Jensen, Gunnar (red.): BioAktivator. Fotosyntesen (C) Systime, 2014. https://bioaktivator.systime.dk/?id=1028 Besøgt d. 3. maj 2025

 \(CO_2\) i vand bliver til kulsyre som er en syre, som navnet antyder, imens vand, ilt og sukker er neutralt.[3] pH’en ville derfor stige desto mindre kulsyre der er i vandet. Fotosyntesen kan også ske med kulsyre. Grunden til kulsyre er en syre og kan bruges til fotosyntese er at den er at den kan skrives på følgende ligevægtsformel: \(CO_2+H_2O \leftrightarrow H_2CO_3 \leftrightarrow H^++HCO_3^-\). \(H^+\) er det som gør opløsninger sure. Dermed hvis der er det nødvendige for fotosyntesen ville vandet blive mindre og mindre surt, da der ville blive mindre kulsyre og dermed mindre \(H^+\). Med en pH indikator såsom BTB kan man registrere ændringer i pH værdien. For en neutral opløsning gælder det at indikatoren er grøn og for en basisk er den blå og for en sur er den gul.[4] Planter kan også lave respiration. Denne proces ville hele tiden foregå i modsætning til fotosyntesen som kun foregår ved eksponering til lys. Dog overgår fotosyntesens forbrug af kulsyre respirations dannelse af kulsyre ved lys. Men i mørke ville respiration danne mere kulsyre end fotosyntese ville forbruge kulsyre. Respiration kan skrives på formel således: \(6O_2+C_6H_12O_6+30ADP+30P \rightarrow 6H_2O+6CO_2+30ATP\). Planten laver respiration da det danner energi i form af ATP.

Kalk kan gøre vand basisk. Grunden til dette ses i følgende formel: \(CaO+H_2O \leftrightarrow Ca(OH)_2 \leftrightarrow Ca^{2+}+2OH^-\).[5] \(OH^-\) er det som gør opløsninger basiske.[6]

Materialer

• Vandpest
• 2 små bægerglas
• Tus
• Reagensglasstativ
• 1 sugerør
• Engangspipette
• 6 reagensglas
• Parafilm
• BTB
• Danskvand (vand med kulsyre)
• Vand
• Stanniol
• Vækstlampe

Metode

Vi startede med at lave forforsøg hvor vi tog to bægerglas og markerede den ene med A og den anden med B. Derefter fyldte vi begge glas op til 10ml og dryppede BTB i begge og derefter i A tilsat danskvand og i B pustede med udåndingsluft i vandet ved hjælp af et sugerør.

Vi tog derefter 6 reagensglas og puttede det på et stativ og derefter begyndte vi på reagensglas 1. Her puttede vi først ¾ vand i, derefter 2 vandpest og BTB og sluttede af med at putte danskvand i til det var cirka en cm fra toppen. Så blandet vi ved at stille og roligt bevæge reagensglas op og ned og puttede danskvand til toppen i. Derefter strækkede vi parafilm ud og forseglet glasset og markeret glasset med ”1”.

Så startede vi på glas 2, som kontrol til glas 1. Her puttede vi først ¾ vand i og BTB og sluttede af med at putte danskvand i til det var cirka en cm fra toppen. Så blandet vi ved at stille og roligt bevæge reagensglas op og ned og puttede danskvand til toppen i. Derefter strækkede vi parafilm ud og forseglet glasset og markeret glasset med 2. Derefter puttede vi stanniol over så der ikke kunne trænge lys igennem.

Derefter lavede vi glas 3. Her puttede vi først ¾ vand i, derefter vandpest, BTB og derefter puttede vi danskvand i til det var cirka en cm fra toppen. Så blandet vi ved at stille og roligt bevæge reagensglas op og ned og puttede danskvand til toppen i. Derefter strækkede vi parafilm ud og forseglet glasset og markeret med ”3”. Til sidst puttede vi stanniol rundt om så intet lys kan komme igennem.

Derefter lavede vi glas 3. Her puttede vi først ¾ vand i, BTB og derefter puttede vi danskvand i til det var cirka en cm fra toppen. Så blandet vi ved at stille og roligt bevæge reagensglas op og ned og puttede danskvand til toppen i. Derefter strækkede vi parafilm ud og forseglet glasset og markeret med ”3”. Til sidst puttede vi stanniol rundt om så intet lys kan komme igennem.

Glas 5 puttede vi først vand i, derefter vandpest og BTB og sluttede af med at putte vand i til det var cirka en cm fra toppen. Så blandet vi ved at stille og roligt bevæge reagensglas op og ned. Derefter strækkede vi parafilm ud og forseglet glasset. Til sidst puttede vi stanniol over.

Glas 6 er et kontrolforsøg til glas 5 hvor vi først puttede vand i, derefter vandpest og BTB og sluttede af med at putte vand i til det var cirka en cm fra toppen. Så blandet vi ved at stille og roligt bevæge reagensglas op og ned. Derefter strækkede vi parafilm ud og forseglet glasset. Efter dette puttede vi stanniol rundt om så der ikke kan trænge lys igennem.

Til sidst puttede vi alle glassene under en vækstlampe og skrev navn, klasse og numre på.

Resultater

Diskussion

I forsøg A og B kan det ses at pH værdien generelt er blevet mere sur efter at tilføje ved hjælp af sugerør (gennem vejrtrækning) eller danskvand (har kulsyre i sig). Dog mangler der et billede før der blev puttet danskvand i A. Der ses også at pH værdien for glassene med tilføjet danskvand variere i farven af gul grundet upræcis hældning. Jeg mener dog ikke dette kan være en fejlkilde i dette forsøg grundet man stadig kan se farveforskel hvis der er sket nogen på et par dage. Dog er der en stor fejlkilde som er kameraet. Vi brugte forskellige kameraer til nogle af dem og der var forskelligt lys. Dette kan lave en ”falsk” forskel, da varmere lys kan få noget til at se mere gult ud og kameraet har forskellig kalibrering. En af de andre mere dominerende er at vi muligvis ikke forseglede reagensglasset nok så \(CO_2\) sev ud af reagensglassene. Der er også en usikkerhed i vandpestens fotosyntese da det kommer an på længden og antal grønkorn m.m. som vi ikke kan kontrollere i dette forsøg.

Det kan betragtes at glas 1 er blevet mindre sur efter et par dage under en vækstlampe. Dette bekræfter hypotesen omkring at fotosyntesen ville fjerne kulsyren fra vandet. Der ses også en farveforskel i toppen af glas 2. Selvom man kunne tænke at dette afkræfter vores hypotese så gør det ikke. Tværtimod kan det observeres at det grønne udelukkende er i toppen som kan være bevis for at det i stedet er grundet et dårligt forseglet glas. Det ses også på glas 3 at den er blevet mindre gul som kunne indikere at der er mindre kulsyre i glasset. Dette er dog ingen markant forskel og det kan derfor udelukkende være grundet dårlig forsegling. På glas 4 ses ingen forskel. På glas 5 ses det at den er blevet mere sur. Denne observation bekræfter hypotesen om at uden lys ville respirationsprocessen dominere og dermed gøre opløsningen mere sur. Imens der ikke ses nogen markant forskel på glas 6.

Det ses også på alle at de i stedet for at være turkis var blå i starten. Dette er grundet Roskildes høje kalkindhold.[7]

Konklusion

Vores forsøg har opfyldt formålet og bekræftet hypoteserne. Forsøg 1 viser at fotosyntese er aktivt når der er kulsyre, vand og sollys. Forsøg 5 bekræfter at respiration også foregår i planter. Der var også nogen forsøg som havde dårlig forsegling, hvor \(CO_2\)en sev ud.

[1] Green, H.. (2024, 30. januar). Photosynthesis: The Original Solar Power: Crash Course Biology #28 [Video]. Youtube. https://www.youtube.com/watch?v=-ZRsLhaukn8

[2] https://lex.dk/fotosyntese

[3] S. Jensen, Gunnar (red.): BioAktivator. Fotosyntesen (C) Systime, 2014. https://bioaktivator.systime.dk/?id=1028 Besøgt d. 3. maj 2025

[4] Hvorfor skifter BTB farve?

[5] http://www.cgseurope.net/UserFiles/file/1st%20Kickoff%20meeting/Presentations/22-Shogenov.pdf

[6] https://lex.dk/hydroxider

[7] https://www.fors.dk/media/d1sn5pqe/roskilde-kommune-hornsherred-vandvaerk.pdf