VAJA 5 FOTOSINTEZA
CO2 + H2O sladkor + O2
Meritve fotosinteze CO 2 + H 2 O sladkor + O 2 Fiziologija rastlin laboratorijske vaje
SVETLOBNE REAKCIJE (tilakoidna membrana) TEMOTNE REAKCIJE (stroma kloroplasta) Δ O 2 Δ CO 2 O 2 CO 2 DIHANJE (RESPIRACIJA) (mitohondrij) SVETLOBNO DIHANJE FOTORESPIRACIJA) (kloroplast, peroksisom, mitohondrij)
Meritve fotosinteze CO 2 + H 2 O sladkor + O 2 Neto fotosinteza = fotosinteza dihanje svetlobno dihanje Fiziologija rastlin laboratorijske vaje
Meritve fotosinteze CO 2 + H 2 O sladkor + O 2 Meritve porabe CO 2 kemijske metode izotopske metode meritve absorpcije v IR spektru Meritve nastajanja O 2 kemijske metode (npr. titracija po Winkler-ju) kisikova elektroda Fiziologija rastlin laboratorijske vaje
Molekuli vode in ogljikovega dioksida absorbirata svetlobo v infrardečem delu spektra to lahko uporabimo za merjenje količine obeh molekul Fiziologija rastlin laboratorijske vaje
KONTROLA SVETLOBE in TEMPERATURE FOTOSINTEZA TRANSPIRACIJA STOMATALNA PREVODNOST KONTROLA [CO 2 ], RH vzorčna [CO 2 ] [H 2 O] referenčna [CO 2 ] [H 2 O] Δ [CO 2 ] Δ [H 2 O] IRGA infra-rdeči plinski analizator
s površina lista (m 2 ) a asimilacija CO 2 (mol CO 2 m -2 s -1 ) E transpiracija (mol CO 2 m -2 s -1 ) u i, u o hitrost vstopnega in izstopnega toka zraka (mol s -1 ) c i, c o molski delež ogljikovega dioksida v zraku (mol CO 2 mol -1 zraka) w i, w o molski delež vode v zraku (mol H 2 O mol -1 zraka) Transpiracija (E) in fotosinteza (a) spremenita koncentraciji vode in CO 2 zraka, ke prehaja komoro. Zaradi transpiracije se poveča tudi hitrost toka zraka (u o ). Iz teh parametrov lahko izračunamo fotosintezo, transpiracijo in prevodnost listnih rež Fiziologija rastlin laboratorijske vaje
Svetlobna odvisnost fotosinteze neto-fotosinteza [µmol CO 2 m -2 s -1 ] omejitveni d. je svetloba omejitveni d. je ogljikov dioksid saturacija svetlobna kompenzacijska točka (sproščanje CO 2 = poraba CO 2 ) dihanje v temi PFD, jakost svetlobe [µmol m -2 s -1 ] Fiziologija rastlin laboratorijske vaje
Svetlobna odvisnost fotosinteze - primer fotosinteza ( mol CO 2 m -2 s -1 ) sončni list (rast pri 920 mol m -2 s -1 ) senčni list (rast pri 92 mol m -2 s -1 ) jakost svetlobe ( mol m -2 s -1 ) Fiziologija rastlin laboratorijske vaje
asimilacija CO 2 ( mol m -2 s -1 ) Odvisnost fotosinteze od koncentracije CO 2 C 4 rastline C 3 rastline CO 2 kompenzacijska točka atmosferska koncentracija CO 2, C a (Pa) Fiziologija rastlin laboratorijske vaje
asimilacija CO 2 ( mol m -2 s -1 ) AC i - krivulja C 4 rastline CO 2 (C i ) C 3 rastline CO 2 (C a ) C i C a A g l koncentracija CO 2 v listu, C i (Pa)
Vaja 5.2: Svetlobna in CO 2 odvisnost fotosinteze meritve s sistemom Li6400 Material: izbrane rastline (Zea mays, Phaseolus vulgaris), merilni sistem (LiCor, ZDA). Izvedba: List rastline vpnemo v listno komoro, v kateri vzdržujemo konstantno temperaturo. V primeru meritev svetlobne odvisnosti dovajamo listu zrak s konstanto koncentracijo CO 2 (npr. 400 ppm) in spreminjamo osvetlitev (npr. 1500, 750, 500, 400, 300, 200, 100, 50, 0 µmol fotonov m -2 s -1 ). Vprimeru meritev CO 2 odvisnosti pa ob konstantni osvetlitvi (npr 1000 µmol fotonov m -2 s -1 ) spreminjamo koncentracijo CO 2 v zraku, ki ga dovajamo v komoro (npr. 1500, 750, 500, 400, 300, 200, 100, 50, 25 in 0 ppm CO 2 ) Odvisnost fotosinteze od svetlobe oz. CO 2 predstavimo na grafu (glej skripta vaja 5.1!). Določimo saturacijsko točko in kompenzacijsko točko.
Vaja 5.2: Svetlobna odvisnost fotosinteze meritve vodne leče Lemna sp. Material: rastline vodne leče (Lemna sp.). Senzor za merjenje CO 2, senzor za merjenje O 2, 2 L posoda-komora, vmesnik LabQuest (Vernier). Svetilka, senzor za merjenje svetlobe. Izvedba: Rastline vodne leče (ca. 50 g) v približno 2 dcl vode damo v posodo-komoro. Posodo zapremo in v pokrov namestimo senzorja za merjenje CO 2 in merjenje O 2, ki ju povežemo z vmesnikom Labquest. Fotosintezo rastlin bomo merili pri različni jakosti svetlobe. Rastline v posodi osvetlimo z lučjo iz neposredne bližine in izmerimo svetlobo v μmol fotonov m -2 s -1. Na vmesniku nastavimo frekvenco zajema podatkov na 4 min -1 in merimo 5 minut. Meritev shranimo in nadaljujemo na enak način, s tem da svetlobo zmanjšujemo z oddaljevanjem posode od svetlobnega vira. Na koncu ugasnemo luč, posodo pa zakrijemo s temno krpo. Rastline, ki so bile v posodi ujamemo na cedilo, jih rahlo popivnamo s papirno brisačo in stehtamo. Iz krivulj na linearnem delu odčitamo naklon, ki predstavlja hitrost neto fotosinteze. Fotosintezo izrazimo na svežo maso. Odvisnost fotosinteze od svetlobe predstavimo na grafu (glej skripta vaja 5.1!). Določimo svetlobno saturacijsko točko in svetlobno kompenzacijsko točko.
senzor deluje na principu absorpcije IR svetlobe (IRGA) vklop/izklop senzorja senzor deluje na principu kisikove elektrode CO 2 O 2 vrstica z menuji vmesnik LabQuest posoda-komora svetlilo