Meten van de fotosynthese

Hoe kun je de snelheid van de fotosynthese in planten meten? Welke proefopstelling moet je daarvoor maken? En wat gebeurt er dan eigenlijk in de plant zelf?

Theorie

• Met een spectrofotometer kun je meten in hoeverre verschillende kleuren licht worden geabsorbeerd of doorgelaten door een oplossing. Met een spectrofotometer kun je meten in hoeverre het licht wordt geabsorbeerd. Dan meet je de extinctie.
• Als je wilt meten hoeveel licht er wordt doorgelaten, kun je de transmissie meten.
• Aan de hand van de kleur licht die wordt doorgelaten of geabsorbeerd, kun je de concentratie van een oplossing, kenmerkend voor de opgeloste stof meten.

Uitvoering experiment

Doel:

We willen de snelheid van de fotosynthesereactie meten.

Benodigdheden:

Het maken van een suspensie van bladgroenkorrels

• Spinazie
• Bufferoplossing met suiker (2,8 gram Na2HPO4, 6,4 gram KH2PO4, 102,8 gram sacharose,
• 37 gram KCI, 1000 ml aqua dest.)
• Ijs
• Mortier en vijzel
• Trechter
• Filtreerpapiertje
• Bekerglas
• Centrifuge

DCPIP oplossing in buffer (0,01 gram DCPIP = dichloorphenoliridophenol in 100 ml buffer)

• Spectrofotometer

Uitvoering:

We deden ongeveer 5 stukjes bladschijf (zonder nerven) in een mortier en voegden 10 ml bufferoplossing toe. Daarna maalden we het bladmateriaal fijn met de vijzel. We lieten het mengsel snel door een filtreerpapiertje in een bekerglas lopen. Daarna schudden we 2 buisjes met het mengsel 10 minuten. Daarna goten we de vloeistof boven in het buisje af en voegden aan het ene buisje sediment 9 ml bufferoplossing met DCPIP toe en aan het controlebuisje 10 ml buffer zonder DCPIP.
We maakten deze proefopstelling:

• We mengden de suspensie voor iedere meting met de spectrofotometer.
• We gebruikten de spectrofotometer met een golflengte van 600 nm.
• We maten de transmissie van de chloroplastsuspensie en de controles iedere 5 minuten, gedurende een half uur.

Meetresultaten

• Golflengte: 600 nm
• Transmissie = doorgelaten licht
• Extinctie = opgenomen licht

Transmissie van de bufferoplossing zonder DCPIP: 0,7 %

Conclusie

Naarmate de tijd vordert, neemt de extinctie af. De concentratie van de oplossing neemt dus af en laat steeds meer licht door.

Problemen

Bij dit experiment nam de transmissie verder toe dan dat de transmissie van de bufferoplossing zonder DCPIP was. Dit kon dus niet kloppen. Ook nam de transmissie te snel toe, om een duidelijk resultaat te krijgen en daaruit een conclusie te trekken.

---

Algemene conclusie van alle experimenten:

Planten zijn autotroof; ze halen hun energie uit licht en niet uit andere organismen of producten van organismen.

Het licht wordt omgezet in electronen. De elektronen worden in fotosysteem II (680 nm) teruggegeven aan het chlorofyl. In fotosysteem I (700 nm) worden de elektronen gebruikt voor het creëren van NADPH:
NADP+ + H+ + 2 e- à NADPH

NADPH is de belangrijkste reductor in cellen en levert een bron van elektronen voor diverse andere reacties. Chlorofyl houdt hieraan een tekort aan elektronen over die vervolgens weer teruggewonnen moeten worden uit andere reductoren. In planten en algen is deze reductor water, hierdoor word zuurstof geproduceerd:
2 H2O à O2 + 4 H+ + 4 e-

De zuurstof is dus afkomstig is uit water en niet uit kooldioxide. Dit is pas later ontdekt. Behalve de cyanobacteriën gebruiken bacteriën sulfide en waterstof als reductor waardoor geen zuurstof vrij komt.

De netto reactie van de lichtreactie is dus:
12H2O + 12NADP + nADP + nP à 6O2 + 12NADPH2 + nATP

En de netto reactie van de donkerreactie is:
6CO2 + 12NADPH2 + 12ATP à C6H12O6 + 12NADP + 6H2O + 12ADP + 12P

Zoals je in de formules kunt zien zijn water en licht dus van grote invloed op de fotosynthese.