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10: Módulo 7: Fotossíntese - Biologia


10: Módulo 7: Fotossíntese

LAB7B Explorando Fotossíntese E Pigmentos Vegetais

Os controles do experimento foram: temperatura da água e intervalos de leitura de tempo.

As variáveis ​​foram: concentração de bicarbonato de sódio, luz, escuridão.

  1. Compare os grupos de teste do Leaf Disk Assay. Qual tratamento (seringa) apresentou os discos foliares mais flutuantes após 35 minutos?

As seringas C e D com a solução de 0,12% de bicarbonato de sódio apresentaram os discos de folhas mais flutuantes após 35 minutos.

Seringas A e B com 0,24% de bicarbonato de sódio em claro e escuro que não tinham discos flutuantes.

O disco foliar flutuante serve como uma medida da atividade fotossintética porque o oxigênio é produzido, o que faz com que os discos foliares flutuem em momentos diferentes. O bicarbonato de sódio fornece dióxido de carbono que faz com que as folhas afundem. Devido à fotossíntese, o oxigênio é produzido, o que faz com que a folha cresça.

Mas também ocorre respiração celular que consome oxigênio. As folhas crescem em momentos diferentes, o que é o indicador da fotossíntese.

Além disso, as folhas sobem na luz quando ocorre a fotossíntese e afundam no escuro quando não há fotossíntese.

Sim, a luz afeta a fotossíntese, as folhas que estavam flutuando mais flutuaram na luz e afundaram no escuro.

O bicarbonato de sódio fornece dióxido de carbono que faz com que as folhas afundem. Na concentração mais alta de Bicarbonato de Sódio 0,24%, as folhas NÃO flutuaram.

O dióxido de carbono substituiu o oxigênio necessário à fotossíntese.


Introdução

A representação precisa da capacidade fotossintética é crítica para modelar a resposta dos ecossistemas terrestres às mudanças ambientais 1,2. Os modelos do Sistema Terrestre usam o modelo bioquímico FvCB 3 para simular as respostas de C3 fotossíntese ao meio ambiente. A taxa de assimilação instantânea de carbono modelada é limitada por Vcmax (μmol m –2 s –1), a taxa máxima de carboxilação, ou J, a taxa de transporte de elétrons dependente da luz, que é assintótica em luz alta em direção Jmax (μmol m –2 s –1). Ambas as taxas de assimilação dependem da temperatura e da pressão parcial intercelular de CO2 (Ceu).

A aplicação do modelo FvCB 3 requer o conhecimento de três quantidades ‘determinadas pela planta’: Vcmax, Jmax e a proporção de Ceu à pressão parcial ambiente de CO2 (Cuma) Esta proporção, aqui chamada χ, é regulado pelos estomas. Jmax e Vcmax estão estreitamente coordenados 4,5. Mais dados estão disponíveis em Vcmax porque pode ser inferido a partir da taxa fotossintética saturada de luz, que é comumente medida em campo 6. Os modelos globais têm que lidar com a grande variação observada (no tempo e no espaço, e dentro e entre as espécies) de Vcmax. As análises de dados exploraram sua relação com os nutrientes foliares 7,8,9 e as variáveis ​​ambientais 10,11. Até recentemente, no entanto, a maioria dos modelos atribuiu valores constantes de Vcmax à temperatura padrão (convencionalmente 25 ° C: assim Vcmax25) para cada um de um pequeno número de tipos funcionais de planta (PFTs), e permitiu que os valores dependentes da temperatura seguissem as equações padrão (instantâneas) da cinética enzimática. Os modelos também devem representar o tipo de planta e as dependências ambientais de χ (ref. 12). A maioria dos modelos atribuem valores constantes por PFT de parâmetros em um dos dois modelos amplamente utilizados para a resposta da condutância estomática ao déficit de pressão de vapor (D) No entanto, essas simplificações não são as melhores possíveis. Vcmax25 e χ normalmente variam pelo menos tanto dentro quanto entre PFTs, enquanto χ previu (e observou) relações com a temperatura de crescimento (Tg) e à elevação acima do nível do mar (z) por meio de seu efeito na pressão atmosférica, que são negligenciados nos modelos padrão 10.

Uma vertente de pesquisa recente concentrou-se, portanto, na busca de respostas universais ao meio ambiente, aplicáveis ​​a todos (C3) plantas. Hipóteses de otimalidade eco-evolutiva 12,13,14,15 foram invocadas em esforços recentes para derivar princípios gerais para a previsão de características de plantas e produtividade 10,11,16,17,18. A hipótese de menor custo 12,19 propõe que os investimentos na capacidade de transpiração (manutenção da via de transporte da água) e Vcmax são balanceados para que a fotossíntese seja alcançada com o menor custo total na respiração de manutenção de folhas e caules. Dentro desta estrutura, χ varia em uma faixa limitada, consistente com a regulamentação rígida do equilíbrio entre a perda de água e o ganho de carbono 12. A hipótese prevê que χ deve diminuir com o aumento D, diminuindo Tg e aumentando z. Cada uma dessas previsões é quantitativamente suportada por compilações globais de χ valores inferidos de medições estáveis ​​de isótopos de carbono nas folhas 10,20,21 e madeira 22. A hipótese de coordenação fornece uma estrutura para prever Vcmax de variáveis ​​ambientais físicas: irradiância (densidade de fluxo de fótons fotossintéticos, PPFD) e temperatura e CO2 (ref. 23). A "forma forte" 24 desta hipótese afirma que a carboxilação e o transporte de elétrons são co-limitantes sob condições típicas de crescimento diurno, de modo que nenhum deles está em excesso. Vcmax25 é observado que aumenta com PPFD, D e z (refs. 10,11,21), e para declinar com Tg (refs. 24,25). A hipótese de coordenação prevê todas essas observações. O declínio com Tg é previsto porque menos Rubisco (a enzima de carboxilação chave) é necessária para apoiar a fotossíntese em ambientes mais quentes 24. O aumenta com D e z são previstos porque uma maior capacidade fotossintética é necessária para suportar uma determinada taxa de assimilação de carbono em menor χ (ref. 26).

Relações positivas entre as capacidades fotossintéticas e o N da folha (Nárea) 27,28 e folha P (Párea) 29,30,31,32 também são amplamente observados. Muito N da folha é investido em Rubisco 33,34,35,36. A folha P é necessária, inter alia, para as membranas celulares, síntese de ácido nucléico e para a produção de ATP e NADPH 9,37. O poder preditivo dos relacionamentos com Nárea ou Párea é frequentemente fraco 11,38,39,40 no entanto, estudos recentes 8,9 propuseram uma estrutura em que Vcmax25 é restringido pela menor de duas funções, uma relacionada a Nárea e o outro para Párea. Os níveis de nutrientes nas folhas, por sua vez, podem ou não refletir sua disponibilidade no solo. Nárea pode estar relacionado ao pH do solo (ou fertilidade), mas não está inequivocamente relacionado à disponibilidade de N do solo 14, enquanto Párea está relacionado com a fertilidade do solo e P 14,41 total do solo.

Assim, existem dois paradigmas conflitantes para explicar a variação mundial na capacidade fotossintética. Enfatiza-se sua previsibilidade do clima, com base nos princípios de otimalidade. O outro enfatiza sua previsibilidade dos nutrientes das folhas. Esta segunda abordagem foi estendida para abraçar a suposição de que os nutrientes da folha refletem a disponibilidade de nutrientes do solo - embora isso não seja universalmente verdadeiro 42.

Para ajudar a resolver essa contradição, reunimos um grande conjunto de dados global de Vcmax25, Nárea e Párea dados de várias espécies e locais. Medições de solo in situ (pH, razão C: N e P total) estavam disponíveis em um subconjunto dos locais. Em vez do N total do solo, que se relaciona principalmente com o conteúdo orgânico do solo, usamos o C: N do solo como uma medida inversa da disponibilidade de N 43. Nós formulamos a hipótese de que

A capacidade fotossintética está sujeita ao controle de primeira ordem pelo clima, conforme previsto pela coordenação e hipóteses de menor custo. Vcmax25 aumenta em proporção ao PPFD e aumenta em direção a ambientes mais frios e secos, devido ao maior investimento bioquímico necessário quando χ é baixo.

A capacidade fotossintética é reduzida, em comparação com as previsões baseadas no clima, em condições de baixa disponibilidade de nutrientes (N e / ou P).


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Ciência

Vol. 332, Edição 6031
13 de maio de 2011

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Por Robert E. Blankenship, David M. Tiede, James Barber, Gary W. Brudvig, Graham Fleming, Maria Ghirardi, MR Gunner, Wolfgang Junge, David M. Kramer, Anastasios Melis, Thomas A. Moore, Christopher C. Moser, Daniel G. Nocera, Arthur J. Nozik, Donald R. Ort, William W. Parson, Roger C. Prince, Richard T. Sayre

Ciência 13 de maio de 2011: 805-809


Discussão

A análise do desenvolvimento da folha do cereal tem sido uma abordagem poderosa para revelar eventos iniciais na diferenciação celular e organela [10,11,12,13,55]. Nosso estudo gerou o primeiro mapa detalhado de expressão gênica até o momento da folha de trigo em desenvolvimento, uma das três safras mais importantes do mundo. Ele também produziu um conjunto de dados de (1) resolução sem precedentes, quando comparado com análises anteriores de expressão de genes de folhas de monocotiledôneas, e (2) conteúdo exclusivo, devido às suas análises celulares transcriptômicas e quantitativas combinadas. Essa abordagem nos permitiu observar desde os estágios iniciais da diferenciação das células do mesófilo até os estágios totalmente maduros como um continuum. Simultaneamente, caracterizamos a evolução do compartimento do cloroplasto dos proplastídeos nas células meristemáticas até os cloroplastos totalmente desenvolvidos. Capturar os estágios iniciais do desenvolvimento da folha foi fundamental para descobrir a complexidade da fase do plastídio antes do esverdeamento e distingui-la da segunda fase subsequente, mais facilmente observável, da diferenciação do cloroplasto verde.

Embora uma noção de dois estágios distintos de desenvolvimento do cloroplasto tenha sido apresentada anteriormente [56], isso se refere ao esverdeamento de uma cultura de uma única célula de Arabidopsis após a transferência para a luz, o que resultou em duas ondas de expressão do gene fotossintético. As duas fases identificadas em nosso estudo de desenvolvimento foliar são claramente distintas, abrangendo uma fase inicial de multiplicação e estabelecimento do plastídio, antes do segundo estágio de formação do cloroplasto, que envolve genes relacionados à fotossíntese. Uma análise estrutural e bioquímica muito recente e elegante de cloroplastos verdes de cotilédones de Arabidopsis na luz também observou duas fases distintas [57]. No entanto, estes envolveram um estágio de “estabelecimento da estrutura” do plastídio seguido por um esverdeamento do cloroplasto, durante o qual a maior parte da proliferação de organelas também ocorreu. Portanto, o esverdeamento de células cotilédones previamente crescidas de escuro, preenchidas com etioplasto, mas não expandidas, envolve uma sequência de processos um tanto distinta daquela que observamos aqui, com os processos que observamos na folha de trigo em desenvolvimento sendo indiscutivelmente mais representativos da maior parte da diferenciação fotossintética na natureza. Com base nas assinaturas de expressão gênica, elementos da primeira fase do desenvolvimento do plastídio foram observados, por um estudo de folhas emergentes consecutivas, no estágio 4 do plastocrono de plantas de arroz muito jovens [58]. Nossos dados demonstram a ocorrência muito precoce de proliferação de plastídio, no início da fase de plastídio, e mostram ainda que o acúmulo da maquinaria de tradução do cloroplasto abrange os estágios de plastídio e cloroplasto. O principal significado de nosso estudo é a identificação abrangente dos processos que contribuem para o acúmulo do compartimento do cloroplasto, para facilitar a ligação destes a reguladores conhecidos - e permitir a busca por novos - reguladores.

Eventos na história de vida celular e organelar

É possível, considerando os dados publicados e nossas análises, alguns dos quais os colocam em um contexto de desenvolvimento global da folha em alta resolução, e alguns dos quais fornecem insights completamente novos, recontar uma história de vida celular que explica os eventos que abrangem a proliferação, diferenciação e desenvolvimento de cloroplastos (Fig. 7). Em células meristemáticas recrutadas em primórdios de folhas no ápice do caule, os recursos celulares são predominantemente investidos na regulação da transcrição, proliferação celular e síntese de proteínas para conduzir o crescimento citoplasmático. O ciclo celular é mais ativo nessas células e opera essencialmente em sua taxa mais rápida possível. Uma vez que faz parte do alongamento da primeira folha, o maior investimento continua em processos de controle transcricional e síntese de proteínas, como análises em grande escala observadas em milho e arroz [10, 11, 13] enquanto a proliferação dessas células progenitoras, previamente quantificadas em trigo e cevada [ 5, 6, 14] cessa gradativamente em 24 h, nos primeiros 10 mm na base da folha. Durante esse período, ocorrem em média apenas uma ou duas rodadas de ciclos celulares. Nessas células meristemáticas, proplastídeos muito pequenos estão presentes e se proliferam de forma extraordinariamente rápida e, de acordo com observações anteriores, tanto as cópias do genoma plastidial [14] quanto os ribossomos [5, 11] se acumulam em níveis detectáveis.

Resumo do processo subjacente à diferenciação celular e de plastídio ou cloroplasto. Resumo dos processos biológicos elementares envolvidos na biogênese celular (topo) e plastídio / cloroplasto (meio), mostrado em escalas que representam a posição física ao longo da folha, a idade celular calculada e a estratégia de amostragem empregada neste estudo. A espessura da barra representa aproximadamente a magnitude medida do processo ou o nível de expressão médio dos genes participantes. O painel inferior representa a região de ação prevista dos reguladores transcricionais candidatos conhecidos (com um regulador negativo distinguido por uma caixa cinza) e destaca sua ausência no estágio inicial

A transição do ciclo celular para a expansão celular e o crescimento do plastídio pode ser descrita como uma transição da proliferação para a diferenciação celular (Fig. 7). Coincide notavelmente bem com a perda de fosforilação do regulador negativo do núcleo do ciclo celular, RBR. À medida que as células saem do ciclo celular após cerca de 1 dia (ainda entre 5 e 10 mm), a expansão celular e a primeira fase do crescimento da organela - a fase “plastídio” - tornam-se muito significativas. Os plastídios continuam proliferando muito rapidamente. Por exemplo, entre as amostras 2 e 3, cuja diferença na idade celular do ponto médio é estimada em 8 h, ocorreram duas rodadas de divisão de organela (número de plastídio multiplicado por quatro). Isso lembra o fato de que a divisão de plastídios compartilha muitas características com a divisão de cianobactérias, de duração muito mais curta do que a divisão de células eucarióticas. Nesse estágio, os plastídeos estão replicando seu DNA [5, 6] e também crescendo rapidamente em tamanho individual, presumivelmente pela importação de proteínas citoplasmicamente traduzidas para funções pré-fotossintéticas [11]. De fato, os genes da proteína translocon de plastídio atingem o pico de expressão neste momento, embora seus produtos também continuem a desempenhar um papel essencial mais tarde. Os reguladores de desenvolvimento de cloroplastos codificados nuclearmente RCB [39] e GNC [45] são expressos neste momento, no entanto, a análise de rede computacional apontou também para um papel inicial para um homólogo de GLK. A transcrição em plastídios, principalmente de componentes de maquinário genético conforme observado em cevada e milho [7, 9], é primeiro realizada pela RPOTp codificada por núcleo - qualquer polimerase codificada por plastídio montada aguardando até a incorporação subsequente de seus fatores sigma iniciais - em uma época em que seus RNAs ribossômicos também estão se construindo rapidamente.

Após 20 mm, entre 1 e 1,5 dias, quando a saída do ciclo celular e a transição para a diferenciação estão completas (Fig. 7), as células já atingiram cerca de 50% de seu tamanho final, o pico no número de plastídios sinaliza o fim de sua divisão, mas a fase de "acumulação de plastídio" continua inabalável. Os plastídios individuais têm menos de 20% de seu tamanho final e tornam-se verdes apenas a 10% de seu valor final. À medida que as células aumentam de tamanho e remodelam suas paredes celulares, as cópias do genoma e dos ribossomos dos plastídios continuam a se acumular rapidamente, o que é consistente com as observações em milho mostrando que a tradução do cloroplasto se torna um componente mais substancial da capacidade total de tradução celular [9]. No entanto, o crescimento do plastídio desacelera. A função reguladora nuclear foi prevista computacionalmente para o HEMERA relacionado à sinalização de luz [43] e HY5 [42], enquanto a ação de um homólogo PIF3 expresso cedo pode atuar aqui para prevenir o início prematuro do esverdeamento [52, 53], a menos que sob exposição total à luz . Os dados de expressão indicam que o papel principal na transcrição do plastídio do RPOTp codificado pelo núcleo é gradualmente substituído pela polimerase codificada pelo plastídio sob o controle de fatores sigma iniciais. Aqui em diante, ambas as RNA polimerases de plastídio agem simultaneamente, embora o papel principal seja desempenhado pela polimerase codificada por plastídio, conforme confirmado por observações em cevada [38]. Este é provavelmente o ponto de maior capacidade geral de transcrição de plastídios [6, 9], com transcrições para componentes da maquinaria genética sendo traduzidas preferencialmente [9].

À medida que as células atingem entre 30 e 35 mm, menos de 2 dias depois de se tornarem parte da folha em desenvolvimento (Fig. 7), o DNA e os ribossomos dos plastídios atingiram mais de 50% de seu valor máximo, mas o crescimento dos plastídios se torna mínimo. Isso vê o fim da fase de crescimento do plastídio. O número de plastídios por célula neste ponto mostra uma diminuição gradual, pequena, mas consistente, que não podemos explicar no momento. Isso pode ser considerado um estágio de transição, caracterizado pelos fatores sigma intermediários e precedendo a maior parte do greening, conforme visto por análises globais em milho e arroz [10, 11, 13]. Curiosamente, a perda dos homólogos de Arabidopsis apenas dos fatores sigma intermediários do trigo, SIG2_2 e SIG6, com pico no início do estágio de cloroplasto, resulta em greening reduzido em Arabidopsis [59], enquanto a perda de outros fatores sigma pode ser compensada. Também curiosamente, este é o estágio de expressão máxima da ligase de ubiquitina SP1 ligada ao envelope do plastídio, que remodela os complexos translocon do envelope externo, de HY5 e de GUN1, envolvidos no relato do status do plastídio ao núcleo.

Após a transição, durante os 2 dias seguintes, a maior parte da atividade celular parece focada no desenvolvimento do aparato fotossintético, uma fase de "formação do cloroplasto" [10,11,12,13]. Três quartos do crescimento do cloroplasto e 85% do esverdeamento total ocorrem nesta época. A transcrição do cloroplasto está associada à expressão de fatores do sigma tardio e produz [7, 9] e traduz preferencialmente os transcritos fotossintéticos [9], conforme observado pela análise da cevada e do milho. É digno de nota que tais fatores sigma tardios são aqueles que respondem à luz azul (SIG5) ou sinais redox (SIG1) modulando a composição do cloroplasto fotossintético em resposta ao ambiente [60]. Ao mesmo tempo, os transcritos do tilacóide e do componente fotossintético de genes codificados por núcleo também se acumulam rapidamente, sua expressão coincidindo com a dos fatores de transcrição GLK [41, 61].

Para apoiar ou descartar os estágios distintos da biogênese do cloroplasto, examinamos os níveis de proteínas que podem ser ligados ao "acúmulo de plastídios" (proliferação, estabelecimento de maquinaria genética, estabelecimento da capacidade de importação de proteínas) e a "formação de cloroplasto" para cima ”(desenvolvimento fotossintético). Das seis proteínas selecionadas, cinco exibiram perfis que correspondiam intimamente aos de seus transcritos, e um continuou a estar presente, e presumivelmente ativo na importação de proteínas, conforme ocorria o esverdeamento, embora seus níveis de transcrição diminuíssem. No geral, os perfis de proteínas foram consistentes com as fases de desenvolvimento da organela com base nos perfis de acumulação de transcritos. Isso não é surpreendente, dado que boas correlações foram observadas anteriormente entre os perfis de proteína transcrita e "ponderada" para funções de desenvolvimento ou fotossintéticas [62, 63].

Genes reguladores do desenvolvimento de organelas

Tendo estabelecido fases distintas e processos subjacentes que contribuem para o acúmulo de cloroplasto, decidimos vinculá-los aos reguladores. Recentemente, uma rede reguladora de genes muito grande foi gerada usando o algoritmo GENIE3 [54], com base em perfis de transcrição de 800 amostras de trigo [17]. Examinamos uma sub-rede desta que incluía apenas proteínas direcionadas a plastídios, mas não observamos ligações substanciais com nossos genes reguladores selecionados, para os quais há evidências anteriores de funções de desenvolvimento de plastídios. Isso destaca a adequação limitada dos dados de perfil de expressão gênica existentes (amplamente focados em órgãos adultos ou em condições ideais ou de estresse) para vincular nossas coortes de genes a seus reguladores. A identificação de fatores de transcrição capazes de atuar como “interruptores mestres” do desenvolvimento do cloroplasto [8, 64] constituiria uma conquista de consequências de longo alcance e é um de nossos objetivos experimentais finais. Perfis de expressão como os que geramos aqui, que representam uma linha do tempo de histórias celulares combinadas, podem representar uma abordagem melhor na busca por reguladores. Nossos resultados, curiosamente, sugeriram papéis potenciais substanciais para reguladores transcricionais previamente identificados por meio de seu envolvimento na sinalização de luz, RCB e HEMERA, além dos GLKs, além de um papel negativo para PIF3, na região de folha emergente em que a exposição à luz, mesmo sob luz contínua, poderia ter sido limitada. Eles também destacaram nosso conhecimento esparso sobre, particularmente, os mecanismos de controle do desenvolvimento inicial de plastídios. Além dos fatores mencionados acima, o CIA2 [47] foi identificado por meio de seu papel na expressão de genes de importação de proteínas e, posteriormente, descobriu-se que ativa componentes ribossômicos. De dois homólogos CIA2 em trigo, um exibiu expressão precoce coincidindo com o início da fase de crescimento do plastídio, embora as abordagens computacionais previssem conectividade para muito poucos genes para proteínas direcionadas aos plastídios neste estágio. O algoritmo previu a conectividade de um GLK1 para mais genes, mas de força fraca neste estágio. UMA cia2 O mutante de Arabidopsis mostra apenas um fenótipo suave, o que sugere que os reguladores principais que iniciam o desenvolvimento do cloroplasto ao desencadear o acúmulo de plastídios quase certamente aguardam a identificação.

Em um contexto global, uma combinação de aumentos de produtividade estagnados, aumento da população, mudança de dietas, expansão das tensões ambientais relacionadas ao clima e a necessidade de limitar os impactos ambientais dos insumos agrícolas, tudo se combina para criar uma tempestade perfeita para o futuro abastecimento de alimentos humanos [65] . Tem sido argumentado que uma melhoria do rendimento fotossintético, mesmo por meios sintéticos, é uma das poucas estratégias restantes para enfrentar este enorme desafio [66]. Compreender o desenvolvimento do aparato fotossintético não apenas desvendará um processo biológico fundamental, mas também é essencial para enfrentar esse desafio. Os dados que apresentamos aqui podem ajudar a acelerar o cumprimento dessa meta.


A luz manual do laboratório de ciências NCERT Classe 10 é necessária para a fotossíntese

A luz é necessária para o experimento de fotossíntese - Classe 10 - Introdução

  • A fotossíntese é um processo pelo qual as plantas preparam os alimentos. Durante essa reação, o dióxido de carbono e a água são convertidos em glicose pela clorofila na presença de energia luminosa.

  • A fotossíntese ocorre nas células da folha. Eles contêm cloroplastos, que são objetos minúsculos que contêm clorofila.
  • As plantas absorvem água pelas raízes e dióxido de carbono pelas folhas. Eles fazem alimentos na forma de glicose. A glicose é posteriormente convertida em amido. O oxigênio é o subproduto liberado durante a fotossíntese.
  • Os seguintes eventos ocorrem durante o processo de fotossíntese:
    (a) A luz é absorvida pelos pigmentos de clorofila presentes na folha.
    (b) A energia da luz é convertida em energia química e divide a água em moléculas de hidrogênio e oxigênio.
    (c) O dióxido de carbono é reduzido a carboidratos.
  • A etapa acima pode não ocorrer simultaneamente em algumas plantas. Por exemplo, plantas do deserto absorvem CO2 à noite e preparar um intermediário que sofre a ação da clorofila durante o dia.
  • Desarqueamento: Quando uma planta é mantida no escuro por cerca de quarenta e oito horas, todos os carboidratos produzidos e armazenados pelas plantas são utilizados para fornecer energia às plantas. Este processo é denominado desarqueamento.
  • Fervura da folha em álcool: A folha a ser testada quanto à presença de amido é fervida em álcool para remover a clorofila do pigmento, caso contrário, isso interferirá no teste de amido. O álcool não é aquecido diretamente sobre a chama porque evapora rapidamente sem ficar muito em contato com as folhas. Portanto, é importante aquecer o tubo de ensaio contendo álcool e folhas em banho-maria.
  • Teste do amido: ao adicionar solução de iodo ao amido, forma-se um complexo amido-iodo, de cor azul-escura. Quando a folha parcialmente coberta é tratada com solução de iodo, a porção coberta não fica azul-escura com a adição da solução de iodo, enquanto a parte descoberta que recebeu a luz fica azul-escura devido à síntese de amido nelas.

Experimento 2 do Manual do Laboratório de Ciências NCERT Classe 10

Mirar
Para mostrar experimentalmente que a luz é necessária para a fotossíntese.
Teoria

  • As plantas preparam seus alimentos pelo processo chamado fotossíntese. Para fazer comida, as plantas precisam de CO2 água, clorofila e luz / luz solar. Na ausência de qualquer uma dessas plantas não podem preparar seus alimentos.
  • As plantas podem preparar seus alimentos em luz azul.
  • A taxa de fotossíntese depende de todos os três fatores, ou seja, luz, temperatura, disponibilidade de componentes, ou seja, - CO2 e H20.
  • Se a intensidade da luz aumenta, a taxa de fotossíntese também aumenta.
  • Quando a luz incide sobre as plantas, elas mostram uma reação luminosa. Nesta reação de luz, a água nas folhas sofre fotólise
    ou seja, - a água se divide para formar oxigênio e hidrogênio devido aos fótons de luz. O gás oxigênio é liberado na atmosfera, mas o hidrogênio é mantido pela planta. É esse hidrogênio que se combina com o CO2 para formar carboidratos (reação de redução). Portanto, a fotossíntese é uma reação de redução de oxidação.
  • Reação de fotossíntese:

Materiais requisitados
Uma planta saudável em vaso, copo, um par de pinças, tripé, gaze de arame, bico de bunsen, papel preto, clipes de papel, solução de iodo, álcool, banho-maria, etc.
Procedimento I

  1. Pegue um vaso de planta saudável e mantenha-o em um quarto escuro por 48 horas para que todo o amido seja usado.
  2. Agora cubra uma folha de uma planta com um papel preto usando um clipe de papel.
  3. Mantenha esta planta ao sol por cerca de seis horas.
  4. Arranque duas folhas da planta, uma coberta e outra descoberta.
  5. Mergulhe as folhas em água fervente por alguns minutos.
  6. Agora mergulhe as folhas em um copo contendo álcool.
  7. Com cuidado, coloque este béquer em banho-maria e aqueça até que o álcool comece a ferver.
  8. Observe a cor das folhas e da solução.
  9. Lave as folhas com bastante água doce.
  10. Agora mergulhe as folhas na solução de iodo por alguns minutos.
  11. Agora observe a cor das folhas e compare-as.



Observações

  1. Quando as folhas são fervidas em álcool, a solução de álcool torna-se verde e as folhas ficam incolores.
  2. Quando a solução de iodo é adicionada nas folhas
    (a) uma folha coberta com papel preto não apresentou alterações de cor com a solução de iodo.
    (b) outra folha que não foi coberta com papel preto quando mergulhada em solução diluída de iodo, a cor da folha mudou para azul-escuro.
  • Durante a fotossíntese, as plantas preparam o amido.
  • Quando a folha está coberta, não é permitido receber luz solar e, portanto, nenhum amido foi preparado na folha.
  • A solução de iodo torna-se preto-azulada na presença de amido. Ao adicionar solução de iodo à folha coberta, nenhuma mudança de cor foi observada. Isso indica que nenhum amido foi feito por esta folha.
  • Enquanto a folha descoberta recebeu luz do sol por 6 horas e quando uma solução de iodo foi adicionada a ela, a cor mudou para preto azulado.
  • Isso prova que a luz solar é necessária para a fotossíntese.

Procedimento II

  1. Selecione um vaso de planta, mantenha-o em um quarto escuro por 48 horas.
  2. Selecione uma folha saudável e prenda uma parte dela com papel de cor escura usando clipes.
  3. Mantenha esta planta ao sol por 6 horas.
  4. Em seguida, execute as mesmas etapas (4-11) do procedimento 1 na página anterior.


Nota importante

  1. Quando você cobre uma parte da folha com papel escuro, os resultados não são claramente visíveis. Existe a possibilidade de translocação de alimentos da folha descoberta para uma parte coberta da folha.
  2. O experimento acima pode ser feito cobrindo uma parte da folha com papel preto.

Precauções

  1. Selecione um pequeno vaso de planta herbácea saudável.
  2. Não desarquite a planta por mais de 48 horas.
  3. Escolha uma folha e corte-a com cuidado para não quebrar ou quebrar do caule.
  4. O álcool é altamente inflamável, tenha cuidado ao ferver as folhas no álcool em banho-maria.
  5. Lave o álcool das folhas e faça o teste de iodo.
  6. Resultados satisfatórios não serão obtidos se a planta não for completamente desengomada.

Aula Prática de Biologia 10 Viva Voce

Questão 1:
Se a planta for mantida em uma sala com as luzes acesas, ela pode realizar a fotossíntese?
Resposta:
Sim, as plantas podem preparar seus alimentos em qualquer tipo de luz, ou seja, tubo, lâmpada, luz solar.

Questão 2:
Em qual cor de luz, as plantas podem preparar melhor seus alimentos.
Resposta:
As plantas podem preparar melhor seus alimentos com luz azul.

Questão 3:
Em que parte da planta se inicia a reação de fotólise?
Resposta:
Em cloroplasto.

Questão 4:
Qual é a cor original da solução de iodo?
Resposta:
Marrom.

Perguntas práticas baseadas no manual do laboratório de ciências NCERT Classe 10

Questão 1:
Quais são as matérias-primas exigidas pelas plantas para a fotossíntese?
Resposta:
As plantas precisam de pigmentos de luz, dióxido de carbono, água e clorofila nas folhas para a fotossíntese.

Questão 2:
Qual é a utilidade da luz na fotossíntese?
Resposta:
Na presença de luz, a reação de fotólise ocorre em uma planta.
Na reação de fotólise, a água se decompõe para formar hidrogênio e gás oxigênio.

Questão 3:
Em uma planta, se não houver folhas por um curto período de tempo, ou seja, - Outono, como essas plantas sobrevivem?
Resposta:
As plantas armazenam o alimento nas raízes, caules e esse alimento armazenado é usado / transportado pela planta para todas as partes, onde quer que o alimento seja necessário.

Questão 4:
Por que fervemos as folhas em solução alcoólica?
Resposta:
O álcool ajuda na remoção da clorofila do pigmento de cor da folha, o que pode interferir no teste do amido, pois o teste do amido é o teste de mudança de cor.

Questão 5:
Por que precisamos descolorir a folha?
Resposta:
Para ver a mudança de cor do iodo com o amido.

Questão 6:
Por que devemos sempre usar o banho-maria enquanto fervemos a folha em solução alcoólica?
Resposta:
O álcool é uma solução altamente inflamável. Ele pegará fogo se aquecermos o copo contendo álcool diretamente nas chamas do queimador. Para prevenir tais acidentes, é sempre aconselhável o uso de banho-maria.

NCERT Class 10 Science Lab Manual Questions

Questão 1:
O que se entende por desengorduramento? Por que as plantas perdem o amido quando mantidas em escuridão contínua por cerca de 48 horas?
Resposta:
A remoção de todo o amido presente na planta é chamada de desamido. Quando as plantas são mantidas em escuridão contínua por cerca de 48 horas, todo o amido presente nelas é usado para vários processos biológicos e nenhum novo amido é formado devido à ausência de luz.

Questão 2:
Você obterá o mesmo resultado se realizar o experimento sem desfiar a planta? Dar razão.
Resposta:
A variável que estamos testando aqui é a luz que afeta a fotossíntese e o produto formado é o amido. Se o amido já estiver presente na planta, o experimento não dará o teste justo.

Questão 3:
Por que aquecemos as folhas em álcool?
Resposta:
O álcool ajuda na remoção da clorofila do pigmento de cor da folha, o que pode interferir no teste do amido, pois o teste do amido é o teste de mudança de cor.

Questão 4:
Organize as seguintes etapas na sequência correta:
(i) desengordurar a planta
(ii) tratamento com iodo
(iii) anexar tiras de papel preto à folha
(iv) manter a configuração à luz do sol
Resposta:
A ordem correta é: (i), (iii), (iv), (ii).

Questão 5:
Why do we keep the experimental plant in bright sunlight?
Аnswer:
After destarching, we keep the plant in the bright sunlight so that it undergoes photosynthesis to produce starch.

Questão 6:
Can this experiment be performed with a de-starched leaf detached from the plant? Dê razões.
Аnswer:
The leaf cannot undergo photosynthesis if it is detached from the plant and the experiment will not give fair test.

NCERT Class 10 Science Lab Manual Multiple Choice Questions (MCQs)

Questions based on Procedural and Manipulative Skills
Questão 1:
The first step in photosynthesis is
(a) convert light energy into chemical energy
(b) reduction of C02 gas to carbohydrates
(c) photolysis of water
(d) absorption of light energy by chlorophyll.

Questão 2:
In desert plants, the first step of photosynthesis can be
(a) absorption of sunlight
(b) photolysis of water
(c) intake of C02 at night
(d) convert light energy into chemical energy.

Questão 3:
In an experiment to show that sunlight is necessary for photosynthesis, the leaf is boiled in alcohol for a few minutes using a water bath. It is essential because:
(a) alcohol is highly volatile
(b) the steam from water bath heats the leaf rapidly
(c) steam from water bath dissolves the chlorophyll
(d) alcohol is flammable.

Questão 4:
Before testing the leaf for starch at the end of the experiment, “light is necessary for photosynthesis”, the experimental leaf, should be boiled in
(a) water
(b) alcohol
(c) KOH solution
(d) hydrochloric acid.

Questão 5:
For the experiment that, “light is necessary for photosynthesis” the potted plant is first kept in darkness for a day. This is to:
(a) deactivate the chloroplast
(b) destarch leaves
(c) activate chloroplasts
(d) prepare leaves for photosynthesis.

Questão 6:
The steps, necessary for setting up the experiment “To demonstrate that light is necessary for photosynthesis” are not given here in proper sequence. The correct order is:
I. keep the potted plant in sunlight for 3 to 4 hours
II. keep the potted plant in darkness for about 48 hours
III. cover a leaf of the plant with a strip of black paper
4. pluck the leaf and test it for starch.
(a) I, III, IV, II
(b) I, IV, III, II
(c) II, IV, III, I
(d) II, III, I, IV.

Questão 7:
Before carrying out the test for the presence of starch in a leaf-on exposure to sunlight, the leaf is put into alcohol contained in a beaker and boiled over a water bath. This step is carried out to
(a) extract starch
(b) dissolve chlorophyll
(c) allow water to move into the leaf
(d) make membrane of leaf cells more permeable.

Questão 8:
A student performed the starch test on a leaf, some steps involved are shown below:
The correct sequence of steps should be:

(a) (iv), (iii), (ii), (i)
(b) (i), (ii), (iii), (iv)
(c) (ii), (iii), (iv), (i)
(d) (i), (iii), (iv), (ii).

Questão 9:
What is the right procedure to remove chlorophyll from a destarched leaf?
(a) Boil the destarched leaf in lime water.
(b) Boil the destarched leaf in alcohol.
(c) Boil the destarched leaf in water only.
(d) Boil the destarched leaf in a mixture of alcohol and water.

Questions based on Observational Skills
Questão 10:
A potted plant is kept in different coloured lights. The best rate of photosynthesis is seen in
(a) green light
(b) blue light
(c) white light
(d) yellow light.

Questão 11:
When leaf is boiled with ethanol and treated with iodine solution, its colour changes into:
(a) pink
(b) blue
(c) blue-black
(d) black.

Questão 12:
The best result of the experiment that light is necessary for photosynthesis would be yielded by using leaves from a plant kept for over twenty four hours:
(a) in a pitch dark room
(b) in a dark room with table lamp switched on
(c) outside in the garden
(d) outside in the garden covered by glass case.

Questão 13:
The figure that correctly depicts the removal of chlorophyll is:

Questão 14:
A leaf from a destarched plant is covered with black paper strip as shown in figure I. The starch test is done on the leaf after 8 hours of exposure to light.

The result will be as shown in diagram:
(a) A
(b) B
(c) C
(d) D

Questions based on Reporting and Interpretation Skills
Questão 15:
The best rate of photosynthesis is in blue light because:
(a) the leaves absorb maximum blue light
(b) the leaves reflect maximum blue light
(c) the blue light has maximum wavelength
(d) the blue light stimulates the chloroplast maximum.

Questão 16:
A potted plant was kept in dark room for 3 days and then 4 leaves were covered with different coloured papers as shown below.

The leaves were tested for starch, the leaf which showed no starch in it is
(a) the leaves covered with red, green and blue strips
(b) the leaves covered with green and black strips
(c) the leaf covered with green strip
(d) the leaf covered with any of the above strips.

Questão 17:
On completion of the experiment to demonstrate that
“light is necessary for photosynthesis”, four students reported the inference as follows. Identify the correct inference.
(a) Part of the leaf covered with strip can only undergo photosynthesis
(b) Uncovered parts of the leaf cannot synthesises starch.
(c) Photosynthesis takes place only in the presence of sunlight
(d) Light is necessary for photosynthesis of starch in green plants.

Questão 18:
Given below is a sketch of a leaf partially covered with black paper and which is to be used in the experiment to show that light is compulsory for the process of photosynthesis. At the end of the experiment, which one of the leaf parts labelled I, II and III will become blue-black when dipped in iodine solution?

(a) I only
(b) II only
(c) III only
(d) I and III only.

Questão 19:
In an experiment of photosynthesis, a student fixed a strip of black paper on the dorsal surface of leaf in the morning, in the evening he tested the leaf for starch. The result was:
(a) The dorsal surface of the leaf was white but the ventral surface turned blue.
(b) Both the surfaces of the leaf were white.
(c) The entire leaf turned blue-black.
(d) The entire leaf remained white.

Questão 20:
A part of a destarched leaf of a potted plant was covered with black paper strips on both sides and the plant was kept in sunlight for 8 hours. The leaf was then tested with iodine after boiling it in a alcohol. Only the uncovered part of the leaf turned blue-black. The inference is that
(a) C02 is necessary for photosynthesis
(b) light is necessary for photosynthesis
(c) chlorophyll is necessary for photosynthesis
(d) water is necessary for photosynthesis.

Аnswers:

NCERT Class 1o Science Lab Manual Scoring Key With Explanation

  1. (d) The light energy is absorbed to initiate the reaction.
  2. (c) To avoid the loss of water during day times, the stomata will not open.
  3. (d) Water bath prevents the direct heating of alcohol which is highly inflammable and can catch fire.
  4. (b) Alcohol helps in removing the chlorophyll.
  5. (b) Destarching helps in removing the starch from the leaf.
  6. (d) It is the right procedure for the experiment.
  7. (b) As starch test is colour change test, hence coloured pigment chlorophyll needs to be removed.
  8. (d) It is the correct procedure.
  9. (b) Alcohol helps in dissolving the chlorophyll without affecting the other cells.
  10. (b) Blue light is better absorbed among the other given lights (red is the best).
  11. (c) Starch test is iodine solution changes blue-black with starch.
  12. (a) This helps in de-starching the leaves.
  13. (d) Leaf should be in alcohol and this container should be heated in water.
  14. (b) The covered part of leaf will not have starch and will not show colour change.
  15. (d) The blue light is absorbed the best by chloroplast.
  16. (d) Once the leaf is covered by paper, it is deprived of light and no photosynthesis occurs in it.
  17. (d) Green plants can prepare starch by photosynthesis.
  18. (d) I and III parts of leaf gets light and hence starch is made but II part gets no light.
  19. (c) Covering the dorsal side of leaf will not deprive it from light.
  20. (b) Light is must for photosynthesis as it initiates the reaction in cells.

More Resources CBSE Class 10 Lab Manual Practical Skills:


Photosynthesis in Elodea Lab

Elodea & PhotosynthesisPhotosynthesis is the process by which green plants and some other organisms use sunlight to synthesize nutrients from carbon dioxide and water. Photosynthesis in plants generally involves the green pigment chlorophyll and generates oxygen as a by-product. IntroductionThis lab has been created in order to find what extent does distance from a light source (5cm, 10cm, and 15cm) affect the rate of photosynthesis (measured in bubbles / 3 min) in Elodea water plants.

Hypothesis: More amount of time under the light will cause the plant to give out more glucose and O2 .

Also, if the light is closer, the process will be faster. The procedure for this would be to leave the Elodea plant in water with sodium bicarbonate (baking soda increases carbon dioxide in water), set up the lamp at 5cm distance and start the timer for 3 minutes. Overall results are that after 9 minutes (3 minutes intervals between the light distance), the solution gave off 4 bubbles.

Method:The following materials were required for the experiment:A green sprig of ElodeaLampWaterSodium Bicarbonate (baking soda)BeakerPenPaperPower sourceThe following procedures were required for the experiment:Obtain a green sprig of Elodea.

Remove several leaves from around the cut and of the stem. Slice off a portion of the stem at an angle and lightly crush the cut end of the stem. Place a small pinch of sodium bicarbonate into a test tube (this increases carbon dioxide in water) Fill the test tube with distilled water so that the stem is completely submersed.

Place the plant into a beaker.Place a source of light 5cm from plant.Wait a minuteAfter one minute, count and record the number of oxygen bubbles rising from the cut end of the stem for 3 minutes. If bubbles fail to appear after one minute, repeat part A.

Run a second 3 minute trail at 10cm from light sources (lamp). Registre os resultados. Run a third 3 minute trail with at a 15cm distance from a light source and record results. Graph results.

Results/ data tableDistance from light source (cm)# bubbles / 3 minutes51101154Analysis & DataThe starter hypothesis is partially correct. After 9 minutes (“more time under light source”), there were more bubbles than at the beginning. However, it was not due to the closeness of the lamp but to the amount of time under it. Also, the plant was heated up towards the end and it gave results, even though the distance between the plant and lamp was greater.

Some possible mistakes that could have occurred during this experiment can include the following: Miscalculating the distance between the Elodea plant and the light source. Putting in too much water.Putting in too much sodium bicarbonate.Elodea plant may be dry or not developed.

Water may have been contaminatedLeaving the Elodea plant in too long or too littleNot cutting the Elodea plant correctlyConclusion:Hypothesis is declined. It was not exact to the results given, therefore I marked it incorrect. My hypothesis was that after a bigger amount of time under the light, the plant will give out more glucose and O2 . This part was correct, but not because “if the light is closer, the process will be faster”.

It was only due to time, not distance. It is true that if we left the lamp in a position of 5cm distance, same result could have been given faster. Yet the experiment gave out the 3 minute interval rule. Correct hypothesis: More amount of time under the light will cause the plant to give out more glucose and O2 .

During the experiment, I learned the role of Sodium Bicarbonate and that photosynthesis can happen very quickly.


Stage 2: Light-independent or dark reaction

This reaction can proceed in the absence of light, but calling it a dark reaction might be misleading as it doesn’t happen only in the dark—it can just as well happen in the light. This reaction uses the energy from light reaction to convert carbon dioxide into glucose. This might sound simple, but in fact the conversion of carbon dioxide to glucose proceeds through a series of reactions that start with 3-ribulose bisphosphate (RuBP) and eventually end up with the same molecule, producing glucose in the process. Because these series of reactions start and end with the same molecule, they are referred to as a cycle, specifically the Calvin cycle. The enzyme rubisco (RuBP carboxylase) is a very important component of this cycle. Of course, you will need to know the steps and names of the intermediate parts of the cycle, but as I said before, that will be much easier once you feel very comfortable with the general process. The overall, final photosynthesis reaction looks like this:


How Do Plants Produce Oxygen During Photosynthesis?

During photosynthesis, plants take in carbon dioxide and water, disassemble the molecules and convert them into sugar and oxygen. The water molecules are split into hydrogen and oxygen, and the hydrogen joins carbon dioxide to create sugars. The excess oxygen is released into the atmosphere during the respiration cycle.

Inside the chloroplasts of green plants are pairs of structures called grana and stroma. When light strikes chlorophyll, the energy is captured and sent to the grana, where it is used to split water molecules. The remainder of the energy flows to the stroma, where it creates sugar molecules. These carbohydrates are carried to the plant's cells, while the excess oxygen and water vapor byproducts are purged from the plant's system.

Plants produce an enormous amount of oxygen, and scientists believe that the evolution of plants is what gave Earth the oxygen in its atmosphere in the first place. In addition, many species of plants filter not only carbon dioxide, but harmful molecules like benzene, toluene and formaldehyde from the air. The right mix of houseplants could allow a human being to survive in a completely sealed environment, or help improve the quality of air and reduce pollutants in a normal household.


Every living organism needs energy to grow and reproduce. Humans and animals eat foods with carbohydrates, proteins, and fats to produce the energy they need to survive. But plants do not eat. They make their own energy source in the form of energy-rich carbohydrates (sugars) through a process called photosynthesis. Photosynthesis is a multi-step, enzima-mediated process that converts light energy into chemical energy. During photosynthesis, plant cells use light energy (such as light emitted from the sun), water (H2O), and dióxido de carbono (CO2) as reagentes to produce sugar molecules (C6H12O6) e oxygen (O2) (Figure 1):


Figura 1. During photosynthesis, plants convert water (H2O), carbon dioxide (CO2), and light into oxygen (O2) and sugars like glucose (C6H12O6).

Photosynthesis takes place in the cloroplastos within the plant's cells. The chloroplasts contain special pigments that react to light. Clorofila is one of the pigments that can absorb light in the blue and red spectrum from the visible light spectrum. Chlorophyll does not absorb light in the green spectrum of light but reflects it instead. This is why leaves with chlorophyll usually appear green. During the first part of photosynthesis&mdashthe light-dependent reaction&mdashchlorophyll and other pigments harness the light energy to produce NADPH e ATP, which are two types of energy-carrier molecules. At the same time, water is split into oxygen (O2) and protons (H + ). The next stage is light-independent and is often referred to as the dark reaction. In this step, the two energy-carrier molecules, NADPH and ATP, are utilized in a series of chemical reactions called the Ciclo de Calvin. In the Calvin cycle, the plants take carbon dioxide (CO2) from the air and use it to ultimately make sugars such as glucose or sucrose. These sugars can be stored for later use by the plant as an energy source to fuel its metabolism and growth.

Photosynthesis is responsible for replenishing Earth's atmosphere with oxygen that we breathe. Thus, it is not only crucial for plants, but also for all organisms that rely on oxygen for their survival. Many factors affect how quickly plants are able to conduct photosynthesis. Without enough light or water, for example, a plant cannot photosynthesize very quickly. Similarly, the concentration of carbon dioxide&mdashanother reactant in photosynthesis&mdashaffects how fast photosynthesis can occur. Temperature also plays a significant role, as photosynthesis is an enzyme-mediated reaction. This is because at high temperatures, enzymes can get damaged and thus become inactivated. Other factors that affect the rate of photosynthesis are the light intensity, the amount of chlorophyll and other color pigments in a plant, and the color of light.

Similar to any other chemical reaction, the avaliar of photosynthesis can be determined by either measuring the decrease of its reactants or the increase of its products. You could, for example, measure the production of oxygen or the consumption of carbon dioxide over time. Without the use of extensive laboratory equipment, the rate of photosynthesis can be determined indirectly by conducting a floating leaf disk assay to measure the rate of oxygen production (Figure 2). In the floating leaf disk assay, 10 or more leaf disk samples are punched out of a leaf. In the next step, a vacuum is used to replace the air pockets within the leaf structure with a baking soda (bicarbonate) solution. The baking soda provides the carbon dioxide that the leaf needs for photosynthesis. The leaf disks are then sunk in the baking soda solution and exposed to light. As the plant leaf photosynthesizes, oxygen is produced that accumulates as oxygen gas bubbles on the outside of the leaf disk. The attached oxygen gas changes the buoyancy of the leaf disk and once enough oxygen has been produced, the leaf disk will rise to the surface of the baking soda solution. The time until the leaf disk rises to the top of the solution is a measure of how much oxygen has been produced and thus a proxy for the rate of photosynthesis.


Figura 2. Leaf disk assay picture.

In this project, 10 disks are placed in the baking soda solution at the same time. A good way to collect data is to count the number of floating disks at the end of a fixed time interval for example, after every minute until all disks are floating. The time required for 50% of the leaves to float represents the Effective Time (ET50). ET50 can be determined by graphing the number of disks floating over time, as shown in Figure 3. An ET50 of 11.5 minutes, for example, as shown in Figure 3, would mean that after 11.5 minutes, 50% of the leaves (5 out of the 10) floated on top of the baking soda solution. In the context of oxygen production, you could also say that an ET50 value of 11.5 minutes means that it took 11.5 minutes to produce enough oxygen to make 50% of the leaf disks float.

The x-axis shows time in minutes. The y-axis shows the number of floating leaf disks. After 7 minutes the first leaf disk floats, after 11 minutes 4 leaf disks float, at 12 minutes 7 leaf disks float, at 13 minutes 8 leaf disks float, and after 14 minutes all 10 leaf disks float. A red line indicates at what time 50% (5) leaf disks float (at about 11.5 minutes). This time is labeled Effective Time ET50.


Figura 3. Example results for the floating leaf disk assay. The graph shows the time on the x-axis and the number of floating leaves on the y-axis. The Effective Time (ET50) represents the time required for 50% of the leaves to float. By extrapolating from the graph, the 50% floating point in this graph is about 11.5 min.

Reaction rates are usually expressed as the concentration of reactant consumed or the concentration of product formed per unit of time. As mentioned above, we can use the ET50 as a proxy for how much oxygen has been produced to make half of the leaf disks float. This means that the ET50 value is proportional to the inverse of the rate of oxygen production, or proportional to the inverse of the rate of photosynthesis. o reciprocal of ET50 or 1/ET50, can thus be used as a simple measure of the rate of photosynthesis.

An example can make this concept clear. If a glass of soda has 1,000 bubbles, and half of the bubbles (500 bubbles) pop in 5 min when the soda is at room temperature, the rate at which the bubbles pop is 500/5 min or 100/min at room temperature. Imagine you repeat the experiment, but with a glass of the same soda at refrigerator temperature and find that half of the bubbles (or 500 bubbles) pop in 10 min. The rate at refrigerator temperature is 500 bubbles in 10 min or 50 bubbles/minute. It is hard to count bubbles in soda, but if you only know that half of the bubbles pop in 5 min (room temperature) or 10 minutes (refrigerator temperature), you can use the reciprocal of these time measurements as indicators for the rate at which the bubbles pop. 1/ET50 is 1/(5 min) or 0.2/min at room temperature, and 1/(1 min) or 0.1/min at refrigerator temperature. Do you notice that the indicator for the rate at room temperature is still double the indicator for the rate at refrigerator temperature? That is why 1/ET50 is a good indicator of the rate of photosynthesis.

In this project, you will determine the Effective Time (ET50) under different environmental conditions to find out which variables affect the rate of photosynthesis. For example, you could change the light source, the brightness of the light, the color of the light, the temperature, the type of plant, or the color of the plant leaves.


Assista o vídeo: Inside the mind of a master procrastinator. Tim Urban (Janeiro 2022).