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¿Cómo afecta la temperatura a la fotosíntesis?

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Estoy haciendo un laboratorio de biología y mi maestro me pidió que hiciera este laboratorio virtual. Sin embargo, no tiene sentido al ver los resultados del laboratorio. En ensayos de 30 segundos, muestra que hay 16 burbujas a 10 ° C, 6 burbujas a 25 ° C y 19 a 40 ° C. Esto no debería suceder ya que 25 ° C está cerca de la temperatura óptima (al menos en la respiración) pero muestra lo contrario.

¿El sitio es incorrecto o yo estoy equivocado?

Enlace del sitio: http://www.kscience.co.uk/animations/photolab.htm

Constantes: 50 Intensidad de luz, co2 completamente disuelto, color de luz blanca.


Su experimento debería verse algo como esto: El efecto de la temperatura sobre la tasa fotosintética de Elodea (pondweed). Supongo que usó Elodea canadensis para su prueba. Tal vez la planta ya esté un poco "agotada", intente tomar una rama diferente. O tal vez necesite más tiempo para acostumbrarse a la nueva temperatura.


Factores que afectan la fotosíntesis

Un factor limitante limita la velocidad a la que puede tener lugar un proceso. Procesos como la fotosíntesis se componen de una serie de pequeñas reacciones. Es la más lenta de estas reacciones la que determina la tasa general de fotosíntesis.

La ley de los factores limitantes se expresa como:

En cualquier momento dado, la velocidad de un proceso fisiológico está limitada por el factor que es al menos favorable valor.

En completa oscuridad, es la ausencia de luz por sí sola lo que evita que se produzca la fotosíntesis. No importa cuánto aumentemos o bajemos la temperatura o cambiemos la concentración de CO2, no habrá fotosíntesis.
La luz, o la ausencia de luz, es el factor que determina la tasa de fotosíntesis en ese momento. Si proporcionamos luz aumentará la tasa de fotosíntesis.
A medida que agregamos más luz, la velocidad aumenta aún más.
Esto no continúa indefinidamente porque llega un punto en el que un aumento adicional no tendrá ningún efecto.
En este punto, hay algún otro factor que escasea y limita el proceso. El dióxido de carbono, por ejemplo, es ahora el factor limitante y solo un aumento en su nivel aumentará la tasa de fotosíntesis.
Al igual que con la luz, proporcionar más dióxido de carbono conducirá a más fotosíntesis. Un aumento adicional en el nivel de dióxido de carbono no tendrá ningún efecto en la tasa de fotosíntesis.

La tasa de fotosíntesis se mide de dos formas:

El volumen de oxígeno liberado por una planta El volumen de dióxido de carbono absorbido por una planta

Efecto de la intensidad de la luz sobre la tasa de fotosíntesis

Cuando la luz es el factor limitante, la tasa de fotosíntesis es directamente proporcional a la intensidad de la luz. A medida que aumenta la intensidad de la luz, el volumen de oxígeno producido y el dióxido de carbono absorbido debido a la fotosíntesis aumentará hasta un punto en el que se equilibra exactamente con el oxígeno absorbido y el dióxido de carbono producido por la respiración celular. En este punto no habrá intercambio neto de gases dentro o fuera de la planta - punto de compensación. Un aumento adicional en la intensidad de la luz provocará un aumento proporcional en la tasa de fotosíntesis y se liberarán volúmenes crecientes de oxígeno y se absorberá dióxido de carbono. Se llegará a un punto en el que un mayor aumento de la intensidad de la luz no tendrá ningún efecto sobre la fotosíntesis. En este punto, algún otro factor está limitando la reacción.

Efecto de la concentración de dióxido de carbono sobre la tasa de fotosíntesis

El dióxido de carbono está presente en la atmósfera en una concentración de alrededor del 0,04%. Este nivel continúa aumentando como resultado de actividades humanas como la quema de combustibles fósiles. La concentración óptima de CO2 es 0,1%, por lo que los productores de algunos cultivos de invernadero enriquecen el aire con más dióxido de carbono para proporcionar mayores rendimientos. El dióxido de carbono afecta la actividad enzimática, en particular la enzima que cataliza la combinación de RuBP con CO2 en la reacción independiente de la luz.

Efecto de la temperatura sobre la tasa de fotosíntesis

Siempre que otros factores no sean limitantes, la tasa de fotosíntesis aumenta en proporción directa a la temperatura. Entre 0oC y 25oC, la tasa de fotosíntesis se duplica aproximadamente por cada 10oC de aumento de temperatura. En muchas plantas, la temperatura óptima es de 25oC. Por encima de esta temperatura, la velocidad se estabiliza y disminuye, en gran parte como resultado de la desnaturalización de la enzima. El hecho de que la fotosíntesis sea sensible a la temperatura sugiere que también hubo un proceso totalmente químico involucrado, así como uno fotoquímico. Ahora sabemos que el proceso químico es la reacción independiente de la luz.

Los productores utilizan información sobre factores limitantes para aumentar el crecimiento de las plantas.

Los cultivadores comerciales conocen los factores que limitan el crecimiento de las plantas. Esto significa que pueden crear un entorno donde las plantas obtienen la cantidad correcta de todo lo que necesitan, lo que aumenta el crecimiento y, por lo tanto, aumenta el rendimiento.

Los productores crean condiciones óptimas de las siguientes formas:


¿Cómo afecta la temperatura a la fotosíntesis? - biología

Cuanto más alta es la temperatura, por lo general, mayor es la velocidad de la fotosíntesis, la fotosíntesis es una reacción química y la velocidad de la mayoría de las reacciones químicas aumenta con la temperatura. Sin embargo, para la fotosíntesis a temperaturas superiores a 40 ° C, la velocidad se ralentiza. Esto se debe a que las enzimas involucradas en las reacciones químicas de la fotosíntesis son sensibles a la temperatura y se destruyen a temperaturas más altas.

Para comprender mejor los efectos de la temperatura sobre la fotosíntesis, es importante conocer el efecto de la temperatura sobre las enzimas involucradas en la fotosíntesis. Las enzimas se ven afectadas en gran medida por la temperatura. Si la temperatura es demasiado fría, las enzimas se mueven demasiado lentamente para encontrarse con el sustrato y para que se produzca una reacción; sin embargo, a medida que aumenta la temperatura, también lo hace la velocidad de reacción. Esto se debe a que la energía térmica provoca más colisiones entre la enzima y el sustrato. Sin embargo, como recordará, todas las enzimas son proteínas y, a temperaturas demasiado altas, las proteínas se descomponen. El sitio activo de la enzima se distorsiona y, por lo tanto, el sustrato ya no encaja y, por lo tanto, no se produce la reacción. Decimos que la enzima ha sido desnaturalizado.

Los invernaderos se utilizan para capitalizar los efectos de temperaturas más altas que aumentan la tasa de fotosíntesis. Las plantas de regiones de climas más cálidos pueden crecer con éxito en regiones más frías mediante el uso de invernaderos.

La tasa de fotosíntesis no aumenta con temperaturas más altas para todas las plantas. Las plantas que crecen en climas más fríos tienen una tasa óptima de fotosíntesis a bajas temperaturas. Por lo tanto, diferentes tipos de plantas tienen temperaturas óptimas para la fotosíntesis.


Cambios climáticos y fotosíntesis

Este artículo es una revisión. Según los últimos datos emitidos por la ONU, el calentamiento global supone un peligro para la salud y el bienestar humanos, así como para los animales y las plantas. Dado que el calentamiento global es causado principalmente por actividades antropogénicas, se consideró que la emisión de los llamados gases de efecto invernadero debería reducirse y en algunos casos incluso prohibirse. Las plantas se exponen más fácilmente al daño biológico que cualquier otro organismo vivo. El documento trata sobre las medidas bioquímicas que aumentarán el potencial biológico de las plantas, en particular, sus oportunidades fotosintéticas y energéticas y, por lo tanto, contribuirán a la resistencia a la sequía y evitarán el aumento de las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera.

La energía solar es respetuosa con el medio ambiente y su conversión en energía de sustancias químicas se lleva a cabo solo mediante la fotosíntesis, mecanismo eficaz característico de las plantas. Sin embargo, la fotosíntesis de microorganismos ocurre con más frecuencia que la fotosíntesis de plantas superiores. Más de la mitad de la fotosíntesis que tiene lugar en la superficie de la tierra ocurre en organismos unicelulares, especialmente algas, en particular, organismos diatómicos.


Investigando el efecto de la temperatura sobre la tasa de fotosíntesis

Antes de comenzar mi investigación sobre cómo la temperatura afecta la tasa de fotosíntesis, llevé a cabo algunas investigaciones sobre la fotosíntesis. A partir de esta investigación inicial hice una predicción basada en la evidencia que encontré sobre la enzima rubisco que se usa en las etapas oscuras de la fotosíntesis, y también en los factores limitantes de la intensidad de la luz, la concentración de dióxido de carbono y la temperatura. Luego llevé a cabo un experimento preliminar del que aprendí los factores que hicieron que la investigación fuera inexacta, por lo que los mejoré para mi experimento real.

Durante mi experimento real utilicé 7 temperaturas diferentes que iban de 0oC a 65oC.

La elodea se colocó a estas temperaturas y se iluminó con una luz durante 5 minutos. La elodea se adjuntó a una balanza y una jeringa que se utilizó para extraer las burbujas de oxígeno para poder medir la tasa de oxígeno liberado y relacionar esto con la tasa de fotosíntesis. Descubrí que la tasa de fotosíntesis aumentaba con la temperatura.

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La temperatura alcanzó un máximo de 42oC, después de este punto la velocidad comenzó a disminuir. Recopilamos un promedio de la clase e hicimos 3 pruebas T para comparar 2 conjuntos de resultados. La prueba T nos permite ver si las medias de los conjuntos de datos difieren significativamente. Estoy 95% seguro de que hay una diferencia significativa en mis resultados entre 0oC y 35oC, 0oC y 65oC, y 35oC y 65oC.

Objetivo: El objetivo de este experimento es evaluar el efecto de variar la temperatura sobre la tasa de fotosíntesis. Esto se hará midiendo la tasa de oxígeno liberado por la olodea.

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En mi experimento mediré el volumen de oxígeno liberado de la elodea encendiendo una lámpara para dar la energía luminosa de la elodea necesaria para que se produzca la fotosíntesis. Repetiré el experimento con la elodea a diferentes temperaturas para ver el efecto de esto en la fotosíntesis. A partir del volumen de oxígeno liberado, lo usaremos para predecir la tasa de fotosíntesis.

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas que contienen clorofila utilizan la luz solar para convertir el dióxido de carbono y el agua en carbohidratos y oxígeno. (http://www.chemsoc.org/networks/learnnet/cfb/Photosynthesis.htm). El dióxido de carbono atrapado utiliza el hidrógeno del agua para formar los carbohidratos (comúnmente azúcares hexosa y almidón). Aquí la energía luminosa se convierte en energía química. La ecuación general se escribe como:

Hay dos conjuntos de reacciones involucradas en la fotosíntesis. Estas son las reacciones dependientes de la luz, donde se necesita energía luminosa, y las reacciones independientes de la luz, donde no se necesita energía luminosa. En nuestro experimento, la fuente de energía luminosa será una lámpara que brille directamente sobre la elodea. Las reacciones dependientes de la luz tienen lugar en presencia de pigmentos adecuados que absorben ciertas longitudes de onda de luz. La energía luminosa se utiliza para dividir el agua en hidrógeno y oxígeno. El oxígeno es un producto de desecho de la reacción. En nuestro experimento, mediremos la cantidad de oxígeno liberado tirando de las burbujas de oxígeno liberadas con una jeringa y lo mediremos usando una escala. La energía luminosa también es necesaria para proporcionar energía química (ATP) para la reacción del dióxido de carbono a los carbohidratos en la reacción independiente de la luz.

Los pigmentos fotosintéticos atrapan la energía luminosa. Los diferentes pigmentos absorben diferentes longitudes de onda de luz. Los pigmentos fotosintéticos de las plantas superiores forman dos grupos: las clorofilas y los carotenoides, cada uno absorbe diferentes longitudes de onda de luz, por lo que la cantidad total de luz absorbida es mayor que si estuviera involucrado un solo pigmento.

La clorofila absorbe la luz de la parte visible del espectro electromagnético. La clorofila se compone de diferentes pigmentos: clorofila a, clorofila by clorofila c, etc., principalmente en las regiones roja (650-700 nm) y azul (400-450 nm) del espectro de luz, como se muestra en el gráfico del espectro de absorción y también en la espectro de acción. Absorbe menos en la región verde (550 nm), lo que significa que se refleja principalmente y por qué las plantas aparecen verdes.

Los carotenoides se absorben principalmente en la región azul-violeta del espectro.

La energía luminosa que se absorbe excita los electrones en las moléculas de pigmento. Cuando una solución de clorofila aob se ilumina con luz ultravioleta, aparecerá una fluorescencia roja. Esto se debe a que la luz ultravioleta absorbida excitó los electrones. En una solución que solo contiene pigmento extraído, la energía absorbida no se puede transmitir de manera útil para hacer el trabajo y los electrones vuelven a su estado no excitado y la energía absorbida se transfiere al entorno como energía térmica y como luz en una longitud de onda más larga y menos energética que lo que fue absorbido, esta es la fluorescencia roja. Esta es la energía que impulsa el proceso de fotosíntesis en el sistema.

Las reacciones de la fotosíntesis dependientes de la luz

Estas reacciones ocurren en el grana e incluyen la síntesis de ATP en la fotofosforilación y la división del agua por fotólisis para dar iones de hidrógeno. Los iones de hidrógeno se combinan con una molécula portadora NADP para producir NADP reducido. El ATP y el NADP reducido pasan de las reacciones dependientes de la luz a las independientes de la luz. El agua de nuestro experimento estará contenida en el tubo de ensayo en el que se coloca la elodea, por lo que se tomará de aquí para usarla en la fotosíntesis.

La fotofosforilación de ADP a ATP puede ser cíclica o no cíclica dependiendo del patrón de flujo de electrones en uno o ambos fotosistemas.

Este tipo de fotofosforilación involucra solo el fotosistema I. La luz es absorbida por las moléculas de clorofila en el fotosistema I y pasa a la clorofila a (P700). Un electrón en la molécula de clorofila a se excita a un nivel de energía más alto y es emitido por la molécula de clorofila. En lugar de volver a caer en el fotosistema y perder su energía como fluorescencia, es capturado por un aceptor de electrones y devuelto a una molécula de clorofila a (P700) a través de una cadena de portadores de electrones. Durante este proceso se libera suficiente energía para sintetizar ATP a partir de ADP y un grupo fosfato inorgánico. El ATP luego pasa a las reacciones independientes de la luz. Luego, el electrón se devuelve al fotosistema para estabilizarse.

La fotofosforilación no cíclica involucra a ambos fotosistemas, involucra a ambos fotosistemas en el flujo de electrones. La luz es absorbida por ambos fotosistemas y los electrones excitados se emiten desde los pigmentos primarios de ambos centros de reacción (P680 y P700). Estos electrones son absorbidos por los aceptores de electrones y pasan a lo largo de cadenas de portadores de electrones dejando los fotosistemas cargados positivamente. El P700 del fotosistema I absorbe electrones del fotosistema II. P680 recibe electrones de reemplazo de la división del agua. Al igual que en la fotofosforilación cíclica, el ADP sintetiza el ATP y se agrega a un grupo fosfato, ya que los electrones pierden energía mientras pasan a lo largo de la cadena portadora.

El fotosistema II incluye una enzima que descompone el agua que cataliza la descomposición del agua (fotólisis):

El oxígeno es un producto de desecho de este proceso. Los iones de hidrógeno se combinan con electrones del fotosistema I y la molécula portadora NADP para producir NADP reducido.

Esto pasa a las reacciones independientes de la luz y se utiliza en la síntesis de carbohidratos.

Las reacciones de la fotosíntesis independientes de la luz

Esta serie de reacciones ocurren en el estroma. La fijación de dióxido de carbono es un proceso independiente de la luz en el que el dióxido de carbono se combina con un azúcar de cinco carbonos, ribulosa bisfosfato (RuBP), para dar dos moléculas de un compuesto de tres carbonos, glicerato 3-fosfato (GP). Cuando la concentración de dióxido de carbono es baja, se puede producir menos GP. El dióxido de carbono de nuestro experimento procederá del H2O del que se disuelve. Agregaremos bicarbonato de sodio para aumentar la cantidad de dióxido de carbono a la que está expuesta la elodea, por lo tanto aumentará la tasa de fotosíntesis.

En presencia de ATP y NADP reducido, GP se reduce a triosa fosfato (azúcar de 3 carbonos).

La enzima ribulosa bisfosfato carboxilasa (rubisco) cataliza la combinación de dióxido de carbono y RuBP.

Algunos de estos fosfatos de triosa se condensan para formar fosfatos de hexosa, sacarosa, almidón y celulosa o se convierten en acetilcoenzima A para producir aminoácidos y lípidos. Otros regeneran RuBP. Este ciclo es el ciclo de Calvin.

Factores que afectan la tasa de fotosíntesis:

Los principales factores que afectan la tasa de fotosíntesis son la intensidad de la luz, la temperatura y la concentración de dióxido de carbono.

A medida que aumenta la intensidad de la luz, la tasa de fotosíntesis aumenta hasta que se alcanza un punto en el que la tasa comienza a estabilizarse. A baja intensidad de luz, la fotosíntesis ocurre lentamente porque las reacciones dependientes de la luz crean solo una pequeña cantidad de ATP y NADPH. A medida que aumenta la intensidad de la luz, se crean más ATP y NADPH, lo que aumenta la tasa de fotosíntesis. A alta intensidad de luz, la tasa fotosintética se nivela debido a otros factores limitantes, incluida la competencia entre el oxígeno y el dióxido de carbono por el sitio activo de la carboxilasa RUBP.

Como este es un factor que afecta la tasa de fotosíntesis, esto podría causar inexactitudes en mis resultados si se varía la intensidad de la luz a través de mi experimento. Por lo tanto, tendré que mantener la misma intensidad de luz a la que está expuesta la elodea para cada experimento, para que sea una prueba justa. Esto se hará midiendo la distancia de la lámpara a la elodea en cada experimento para mantener la distancia igual. También mediré la intensidad de la luz con un medidor de intensidad de luz.

A medida que aumenta la concentración de dióxido de carbono, aumenta la tasa de fotosíntesis. A altas concentraciones, la tasa de fotosíntesis comienza a estabilizarse debido a factores no relacionados con la concentración de dióxido de carbono. Una razón podría ser que algunas de las enzimas de la fotosíntesis están trabajando a su máxima velocidad.

El dióxido de carbono se encuentra en baja concentración en la atmósfera, por lo que los niveles de dióxido de carbono atmosférico pueden ser un factor limitante importante en la fotosíntesis cuando se encuentran en niveles bajos.

Como este es un factor que afecta la tasa de fotosíntesis, esto podría causar resultados inexactos en mi experimento si se exponen diferentes concentraciones de dióxido de carbono a la elodea.

A medida que la temperatura aumenta por encima del punto de congelación, aumenta la tasa de fotosíntesis. Esto ocurre porque las moléculas se mueven más rápidamente y hay una mayor probabilidad de que una colisión provoque una reacción química. En algún momento, se alcanza una temperatura óptima. La velocidad de la reacción fotosintética es la más rápida en este punto. Por encima de esa temperatura, las enzimas comienzan a desnaturalizarse (como en la carboxilasa RUBP), disminuyendo la velocidad de la fotosíntesis hasta que se alcanza una temperatura en la que la fotosíntesis no ocurre en absoluto.

A bajas intensidades de luz, el factor limitante que gobierna la tasa de fotosíntesis es la intensidad de la luz. A medida que aumenta la intensidad de la luz, también aumenta la velocidad. Pero a altas intensidades de luz, uno o más factores deben ser limitantes, como la temperatura o el suministro de dióxido de carbono.

A intensidades de luz y temperatura constantes, la tasa de fotosíntesis aumenta inicialmente con una concentración creciente de dióxido de carbono, pero nuevamente se eleva a concentraciones más altas. Un gráfico de la tasa de fotosíntesis a diferentes concentraciones de dióxido de carbono tiene la misma forma que para diferentes intensidades de luz. A bajas concentraciones de dióxido de carbono, el suministro de dióxido de carbono es el factor limitante de la velocidad. A concentraciones más altas de dióxido de carbono, otros factores limitan la velocidad, como la intensidad de la luz o la temperatura.

Predigo que cuando la elodea se coloque en agua con una temperatura de 0oC, la tasa de fotosíntesis será mínima. Predigo que se producirán pocas o ninguna burbuja de oxígeno. Esto se debe a que la enzima RUBISCO funciona mejor a temperaturas más altas, ya que obtienen más energía cinética y, por lo tanto, se unen a los sitios activos a un ritmo más rápido. El sitio activo es la región específica de la enzima que se combina con el sustrato. El sitio activo tiene una forma específica que se adapta de forma única a la forma geométrica del sustrato. Esta es la teoría de la cerradura y la llave de que solo un determinado sustrato (llave) puede caber en un determinado sitio activo (o ojo de cerradura) en la enzima (cerradura).

A 0oC, la enzima tiene poca energía cinética, y como la etapa oscura de la fotosíntesis está controlada por enzimas, RUBISCO cataliza la combinación de dióxido de carbono y RuBp, esto se hará más lento que a una temperatura más alta. Por lo tanto, todo el ciclo de Calvin se completará a un ritmo más lento.

Cuando la elodea esté en agua con una temperatura de 15oC, predigo que la tasa de fotosíntesis aumentará desde cuando estaba en 0oc. Esto se debe a que la etapa oscura está controlada por la enzima rubisco, que cataliza el dióxido de carbono y la RuBP. Las enzimas funcionan mejor a temperaturas cálidas, ya que tienen más energía cinética y, por lo tanto, chocan con los sitios activos a un ritmo más rápido. Por lo tanto, predigo que la elodea producirá más burbujas de oxígeno a 15oC. Aprenda cuál es la concentración óptima de pectinasa

Cuando la elodea se coloca en un baño de agua a 35 ° C, predigo que la tasa de fotosíntesis aumentará aún más, esto se debe a que la enzima rubisco está trabajando más cerca de su tasa óptima. Esta es la temperatura a la que las enzimas trabajan a su máxima velocidad. La temperatura óptima para las enzimas en las plantas ronda los 40oC. Por lo tanto, predigo que se producirán más burbujas de oxígeno a esta temperatura.

Cuando la elodea se coloca en un baño de agua a 65oC, predigo que la tasa de fotosíntesis disminuirá abruptamente. Esto se debe a que las enzimas controlan la etapa oscura de la fotosíntesis. Las enzimas se desnaturalizan después de la temperatura óptima (40oC), ya que su forma tridimensional cambia y los enlaces intra e intermoleculares se rompen, por lo que la enzima y el sustrato no pueden mantenerse en su lugar el tiempo suficiente para reaccionar, y debido a que las formas cambian también no se unan tan específicamente como antes. Por lo tanto, predigo que después de la temperatura óptima, la tasa de fotosíntesis disminuirá, liberando un volumen menor de oxígeno.

1. Llene menos de la mitad del vaso de precipitados con agua, a temperatura ambiente.

2. Coloque la elodea en un tubo de ensayo y llénelo con agua hasta el borde.

3. Asegúrese de que la elodea esté en la parte superior del tubo de ensayo y colóquela boca abajo en el vaso de agua, manteniendo el tubo de ensayo lleno con la mayor cantidad de agua posible. El nivel del agua debe ser más alto que elodea para contar las burbujas de dióxido de carbono.

4. Colocar luz que brille directamente sobre el tubo de ensayo y el vaso de precipitados y dejar que se aclimate durante un minuto. Use un cronómetro para cronometrar esto.

5. Una vez que se haya aclimatado, reinicie el cronómetro y vuelva a iniciar el tiempo.

6. Cuente las burbujas liberadas de la elodea durante 5 minutos. Compruebe el cronómetro con regularidad para que el tiempo no se sobrepase.

7. Anote los resultados en la tabla de resultados.

8. Repetir este experimento en un vaso de precipitados con agua helada (0oC), y a temperaturas de 30oC y 40oC.

Número de burbujas liberadas después de 5 minutos

Número de burbujas liberadas

Durante nuestro experimento preliminar, ocurrieron muchos errores que afectarían la precisión y los resultados del experimento. Cambiar lo siguiente hará esto:

La habitación en la que se llevó a cabo el experimento no estaba lo suficientemente oscura, por lo que la intensidad de la luz se ve afectada y no se puede controlar. Por lo tanto, en nuestro experimento real, las ventanas se oscurecerán para que la elodea obtenga luz solo de la lámpara y use un medidor de intensidad de luz.

No medimos la distancia desde la lámpara al experimento, por lo tanto, la intensidad de la luz puede haber sido diferente, lo que hace que el experimento sea injusto y podría dar lugar a inexactitudes. En el experimento real, mantendré constante la distancia entre la lámpara y el experimento.

Era difícil mantener constante la temperatura del agua, para ello teníamos que añadir hielo / agua para mantener la temperatura constante. Sin embargo, esto no fue muy exacto. Por lo tanto, en nuestro experimento real usaremos un baño de agua, ya que esto mantendrá la temperatura constante. También podríamos usar un escudo térmico.

En nuestro experimento preliminar dejamos la elodea para aclimatarnos durante 1 minuto. Puede que no haya sido suficiente tiempo para que el experimento sea preciso. Por lo tanto, en nuestro experimento real lo dejaremos aclimatar durante 5 minutos.

Los experimentos se llevaron a cabo en diferentes momentos del día, por lo que habría habido diferentes intensidades de luz para diferentes experimentos, lo que causaría inexactitudes en nuestros resultados. Esto demuestra que no fue una prueba justa. Para nuestro experimento real, la habitación estará oscurecida, por lo tanto, la luz del exterior no afectará el experimento.

En nuestro experimento preliminar medimos la tasa de fotosíntesis contando la cantidad de burbujas de oxígeno liberadas. Esto no fue muy exacto ya que se podrían haber pasado por alto las burbujas. Por lo tanto, en lugar de contar las burbujas, atravesaremos todas las burbujas de oxígeno una vez finalizado el tiempo. Por lo tanto, todas las burbujas estarán juntas y darán una lectura más precisa, ya que no se perderán las burbujas.

La tasa de fotosíntesis se mide por el oxígeno liberado. Sin embargo, en nuestro preliminar lo hicimos contando burbujas. Sin embargo, esto también es inexacto ya que las burbujas son de diferentes tamaños, por lo que el volumen no se mide con precisión. En nuestro experimento real usaremos una escala. Esto mide el volumen de las burbujas, por lo tanto, será más preciso medir la tasa.

En nuestro experimento hicimos dos repeticiones. Estas repeticiones no son suficientes para que los resultados sean fiables. Por lo tanto, en nuestro experimento real haremos al menos tres repeticiones. Si los resultados no son similares entre sí, se obtendrán más resultados para obtener un promedio más preciso y confiable.

Solo experimentamos con cuatro variaciones de temperatura diferentes. Esto no es suficiente para tener una idea precisa de cómo afecta la temperatura a la fotosíntesis. Por lo tanto, en nuestro experimento real haremos al menos diez temperaturas diferentes para que los resultados sean más fiables. Por lo tanto, podemos tener una mejor idea de cómo la temperatura afecta la tasa de fotosíntesis.

Para que se pueda realizar la fotosíntesis, la luz es obligatoria.

Para contener el tubo de ensayo y agua de diferentes temperaturas.

Mayor volumen de agua que un vaso de precipitados, por lo que cambia la temperatura con menos facilidad.

Termómetro (precisión de 1oC)

Para asegurarse de que el agua tenga la temperatura correcta.

Medidor de intensidad de luz (1-10) (no muy preciso ya que la palanca fluctúa)

Para comprobar si la intensidad de la luz es la misma en todos los experimentos, asegúrese de que sea una prueba justa.

Para unir a la jeringa y escala, para que las burbujas puedan salir.

Para sacar las burbujas de oxígeno.

Medir el volumen de oxígeno liberado.

Disminuir la temperatura hasta que se gane la temperatura deseada.

Aumentar la temperatura hasta que se gane la temperatura deseada.

Gran volumen, por lo tanto, la temperatura del agua cambia menos rápido, manteniendo la temperatura deseada,

Para sostener y sostener la báscula y también el tubo de ensayo si se coloca en el baño de agua.

Regla (con precisión de un milímetro)

Para medir la distancia de la lámpara a la elodea, por lo tanto, la intensidad de la luz será más uniforme.

Probar la tasa de fotosíntesis para diferentes temperaturas.

Estará en el tubo de ensayo y contendrá la elodea.

Para aumentar la tasa de fotosíntesis si no ocurre.

1. Cubra las ventanas y puertas con papel negro. Esto es para que la luz no pase y afecte nuestro experimento, lo que puede causar resultados inexactos.

2. Comenzamos nuestro experimento con una temperatura de 15oC. Conseguiremos una tina de agua y la llenaremos con agua del grifo. Comience con agua del grifo, ya que la temperatura de esta sería más cercana a los 15oC.

3. Mida la temperatura con un termómetro. Si la temperatura es un poco superior a 15 grados, agregaremos algunos cubitos de hielo en la cubeta de agua para bajar la temperatura. Cuando se alcancen exactamente los 15 grados, retiraremos los cubitos de hielo. Si se dejaran derretir más, la temperatura bajaría por debajo de la temperatura deseada. Si la temperatura es ligeramente inferior a los 15 grados, agregaremos cantidades mínimas de agua tibia hasta alcanzar exactamente los 15 grados. Usamos termómetros para medir la temperatura, ya que es relativamente precisa, al grado más cercano.

4. Prepare el experimento como se muestra en el diagrama y sujete la balanza y la jeringa con un soporte y una abrazadera.

5. Cortaremos la elodea exactamente a 7 cm de forma inclinada. La elodea se corta en forma inclinada, ya que quedarán atrapadas menos burbujas de aire. Anote la longitud de la elodea para que se mantenga igual para cada experimento.

6. Con una jeringa, coloque un poco de agua de elodea en el tubo de ensayo junto con elodea.

7. Sostenga el tubo de ensayo hacia arriba con el soporte y la abrazadera, y sostenga elodea boca abajo colocándolo dentro del tubo. Extraiga las burbujas antes de comenzar el experimento. Esto se hace para que no haya exceso de burbujas, lo que hará que el experimento sea inexacto.

8. Mida con una regla la distancia entre la lámpara y la elodea. Esto es para que la lámpara esté a la misma distancia de la elodea en todo momento para que sea una prueba justa.

9. La intensidad de la luz se medirá con un medidor de intensidad de luz. Será necesario que sea el mismo para todos los experimentos. Esto se debe a que la intensidad de la luz afecta la tasa de fotosíntesis, por lo que debe mantenerse igual en todo momento. Sin embargo, esto no es muy preciso ya que el medidor fluctúa constantemente.

10. Cuando el experimento esté configurado correctamente, inicie el cronómetro durante 1 minuto. Esto es para que la elodea pueda aclimatarse.

11. Cuando la elodea se haya aclimatado durante 1 minuto, vuelva a poner el cronómetro y déjelo actuar durante 5 minutos. Mire bien el cronómetro, para que el tiempo no se sobrepase.

12. Asegúrese de que la temperatura no cambie de 15 grados, si lo hace, agregue hielo o agua tibia para que alcance la temperatura exacta. Es necesario controlar la temperatura, ya que puede cambiar durante el transcurso del experimento, ya que puede variar ligeramente y provocar imprecisiones en los resultados.

13. Inmediatamente después de detener el cronómetro, tiraremos lentamente de las burbujas de oxígeno con la jeringa. Esto debe hacerse lentamente ya que las burbujas salen rápido, por lo tanto, si no se tiene cuidado, puede ir directamente a la jeringa, por lo que no se pueden medir las burbujas.

14. Tire de las burbujas para que queden alineadas con la escala, anote el volumen de oxígeno liberado.

15. En el experimento de 0oC, instale el aparato como antes, usando solo un vaso de precipitados en lugar de una tina de agua. En su lugar, se usa un vaso de precipitados, ya que 0 grados es difícil de alcanzar, por lo tanto, es más fácil disminuir la temperatura de manera más drástica en un volumen menor de agua.

16. Utilice el mismo equipo en todos los experimentos. Esto es para que sea una prueba justa y los resultados sean más precisos.

17. Repita el procedimiento y anote el volumen de oxígeno producido.

18. Para temperaturas de 35oC, 45oC, 55oC y 65oC, se utiliza un baño de agua en lugar de un vaso de precipitados o tina de agua. Contiene el mayor volumen de agua y la temperatura se controla electrónicamente. Esto hace que la temperatura sea más precisa, ya que es menos probable que fluctúe.

Durante nuestro experimento, debemos tomar precauciones para llevar a cabo nuestro experimento de la manera más segura posible. Para esto necesitamos:

Wear safety goggles- this is because we are working with water, and in some experiments the water will be hot. If water is accidentally splashed in our eyes it can be very serious, therefore goggles need to be worn to prevent this.

Be careful not to slip, therefore walk and not run in the class. This is because water can easily be spilt in during the experiment, therefore a chance it will be on the floor, making it a hazard.

The water bath needs to be plugged in to electronically keep the temperature accurate. Therefore we will need to be careful not to get water near the plug points, as their could be a risk of an electric shock.

During my experiment I will vary one factor, this factor will be temperature. The temperature of the water will be changed for all experiments, this will be what we will measure. We will also change the water baths. In some experiments we will use a beaker, some a water tub and some a water bath. This is because of how efficient it is for that particular temperature.

The factors we will keep the same in order to make the experiment accurate are: the length of the elodea for each temperature. This will be 7cm each time. This will be because a longer elodea may mean more leaves, which provides a larger surface area in total, allowing more light to be absorbed, therefore increasing the rate of photosynthesis. The time to allow the elodea to photosynthesis will be kept the same this will be 5 minutes and will be measured using a digital stop clock, as this is more accurate than a non-digital stop clock. We will try to keep the amount of sodium bicarbonate the same, at 2g that will b measured using scales. It will be added to the water by a spatula. The amount of spatulas of sodium bicarbonate will be kept equal throughout all experiments.

The light intensity will be kept the same, by keeping the lamp an equal distance from the elodea in each experiment. This will be done by measuring the distance between these using a ruler (correct to 1mm), and also using a light intensity meter.

Table of results showing the average rate of oxygen produced at different temperatures

Length of bubble in 5 minutes (mm)

Volume of oxygen made in 5mm (mm3/ 5mins)

Rate of oxygen produced per min (mm3/ min)

Average rate of oxygen produced (mm3/ min)

LUX (light intensity value) 1-10

Average rates of photosynthesis for each group (mm3/min)

A t-test allows you to see whether the means of sets of data differ significantly. Therefore we will do 3 t-tests on 2 sets of class results to determine whether these figures vary greatly.

We first thing we do is calculate the mean. To do this the values in each set will need to be added and divided by the total number of measurements. The general formula is:

With the mean, we can now calculate the standard deviation. The standard deviation is a measure of the extent to which individual measurements vary around the mean. The greater the variation among the individual measurements, the bigger the standard deviation the less the variation among the individual measurements, the smaller the standard deviation.

The standard deviation, Sx, is given by the following formula:

?x2 = (0.42 + 0.102 + 0.072 + 0.102 + 0.132 + 0.082 + 0.102 + 0.102 + 0.102 + 0.402 + 0.132 + 0.272 + 0.402)

(?x)2 = (0.4+ 0.1+ 0.07+ 0.1+ 0.13+ 0.08+ 0.1+ 0.1+ 0.1+ 0.4+ 0.13+ 0.27 +0.4)2

Standard deviation for 35oC:

Standard deviation at 65oC:

We will now use the standard deviations to calculate the significance of the difference between two means.

1. Work out the means of the two sets of data:

2. Subtract the smaller mean from the larger one.

3. Work out the standard deviation of one set of data and square it. Divide by the number of pieces of data in that set of data.

4. Complete step 3, for the second set of data.

5. Add together the figures from 3 & 4.

1.360749506 x 10-3 + 9.935638952

6. Find the square root of this figure.

7. Divide the figure in step 2 by the figure calculated in step 6. This is the t value.

8. Use the table to see whether your value of t could be expected by chance. For the t- test, the degrees of freedom are simply 2 less that the total number of individual measurements in the two samples.

Degrees of freedom: (13 x 2) – 2 = 24

Since the value of t is bigger than the critical value -the one that corresponds to a 5% probability that chance could have produced it- in the table I can be at least 95% confident that the difference between the means is significant.

1. Mean volume of oxygen released at 35oC = 34.27307692.

Mean volume of oxygen released at 65oC = 4.929230769.

2. Difference between means = 29.34384615.

3. Standard deviation of the volume of oxygen released at 35oC squared, divided by number of pieces of data = (11.36500358)2 = 9.935638952

4. Standard deviation of the volume of oxygen released at 65oC squared, divided by number of pieces of date = (27.83292436 )2 = 2.120994181

5. The sum of the figures calculated in steps 3 and 4 =

9.935638952 + 2.140994181 = 12.07663313

6. The square root of the figure calculated in step 5 = 3.475145052

7. The difference between the two means (step 2) divided by the figure calculated in step 6 = 29.34384615 = 8.443919812.

8. 8.44 is greater than the critical value of t, which for of 24 degrees of freedom equals 2.06. This means that we are at least 95% confident that the mean volume of oxygen released at 35oC and 65oC differs.

1. Mean volume of oxygen released at OoC = 0.1830769231.

Mean volume of oxygen released at 65oC = 4.929230769.

2. Difference between means = 4.746153846

3. Standard deviation of the volume of oxygen released at 0oC squared, divided by number of pieces of data

= (0.1330027954)2 = 1.360749506 x 10-3

4. Standard deviation of the volume of oxygen released at 65oC squared, divided by number of pieces of date

5. The sum of the figures calculated in steps 3 and 4 =

1.360749506 x 10-3 + 2.120994181= 2.122354931.

6. The square root of the figure calculated in step 5 = 1.45683044.

7. The difference between the two means (step 2) divided by the figure calculated in step 6 = 4.746153846 = 3.257862903.

8. 3.26 is greater than the critical value of t, which for of 24 degrees of freedom equals 2.06.

The critical value of the table at 5% confidence is 2.06.

My t value is bigger than the value from the table therefore I am 95% confident that there is a significance difference in the results between the two temperatures.

By looking at my graph of average results from the class, the best fit curve starts to increase slowly from 0oC to 15oC, where is goes from 0.4mm3/min to 6mm3/min. This is an increase of 5.6mm3/min in a range of 15 degrees. Over the next 15 degrees, as the temperature increases from 15 degrees to 30 degrees, the volume of oxygen goes from 6mm3/min to 28.4mm3/min. This is an increase of 22.4mm3/min, which shows the volume of oxygen increases more rapidly as the temperature increases. The shape of the graph shows this as steepness of the best-fit curve increases till around 25oC. This is the same pattern for graph 1, as after 25 degrees the curve of best fit increases steadily. After around 25 degrees the line increases steadily till around 32 degrees on graph 2, and the same on graph 1, where after the steepness of the curve starts to decrease. The curve peeks at around 42oC where the elodea releases an average rate of 41.2mm3/min of oxygen on graph 2. On graph 1 the curve of best fit peeks at around 42 degrees as well but with a rate of 35.4mm3/min. After this temperature the best-fit curve decreases as steeply as it increased before it peeked. At 50oC, on graph 2, the average rate of oxygen released is 35mm3/min and at 65oC the rate of oxygen released is 5.6mm3/min. The difference between these results with a range of 15 degrees is 29.4mm3/min.

By looking at the class average graph and our group graph they both follow the same trend. On graph 1 (group average) the curve increases rapidly from 0oC to around 22oC, where the average rate of oxygen released rises from 0.6mm3/min to 12mm3/min. This large increase occurs between 0oC and 24oC on graph 2 (class average). The average rate of oxygen released rose from 0.4mm3/min to 17mm3/min. This happens because as the temperature starts to increase, the enzyme rubisco gains more kinetic energy. This enzyme is needed in the dark stage of photosynthesis to catalyse the conversion of ribulose bisphosphate and carbon dioxide into gycerate 3-phosphate in the Calvin cycle.

The enzyme works as its active site, which is a specific part of the enzyme that reacts, binds to a substrate molecule. The substrate and active site have a specific 3-D shape that fit together in a ‘lock and key’ form, so that only a particular active site and substrate can combine and react.

The substrate is then released forming a product, which in this case is GP. As the temperature increased from 0oC to 22oC on graph 1, and 0oC to 24oC on graph 2, the enzymes gain more kinetic energy, therefore colliding and binding with the substrate at a faster rate and also with more energy. This will cause reactions to speed up, hence the graph increases rapidly. I correctly predicted the rate of oxygen produced would rise, as temperatures get warmer, due to the increased kinetic energy of the enzyme rubisco.

The line of best-fit increases steadily from 22oC and 35oC on graph 1, where the average rate of oxygen released went from 12mm3/min to 30.8mm3/min. It increased steadily from 24oC to 33oC on graph 2, where the average rate of oxygen released goes from 17mm3/min to 34.1mm3/min. This is because as the temperature increases the kinetic energy the enzyme rubisco has will also increase. Making the substrate bind to the active site of the enzyme at a faster pace, increasing the rate of reaction. Therefore rubisco will catalyse carbon dioxide and ribulose bisphosphate to GP faster as temperature increases. The curve increases steadily during these temperatures as the enzymes and substrate acclimatise to the gradual rise in temperature. I correctly predicted that at 35oC the temperature would increase further as the kinetic energy rubisco has increases.

The graph peaks at 44oC on graph 1, where the average rate of oxygen released is 35.2mm3/min. On graph 2 the curve of best-fit peaks at 43oC, where the average rate of oxygen released is 41.2mm3/min. This is the enzyme rubisco’s optimum temperature, meaning the temperature where the enzyme works at its maximum rate. This is where the enzymes have the maximum amount of kinetic energy, therefore the active site and substrate will collide more, with more energy forming the product GP at the fastest possible rate. My prediction was close to my results, as I predicted the optimum temperature would be 40oC, although this is slightly lower that the results I obtained, it is still relatively near to 44oC and 43oC.

Above the optimum temperature the rate decreases as more and more of the enzyme molecules denature. The thermal energy breaks the hydrogen bonds holding the secondary and tertiary structure of the enzyme together, so the enzyme (and especially the active site) loses its shape to become a random coil. The substrate can no longer bind, and the reaction is no longer catalysed. At very high temperatures this is irreversible. Only the weak hydrogen bonds are broken at these mild temperatures.

The graphs starts to decrease after 44oC for graph 1, and 43oC for graph 2. Graph 1 rapidly decreases from 44oC to 75oC where the average rate of oxygen decreases from 35.2mm3/min to 0mm3/min. Graph 2 begins to decrease from 43oC to 75oC where the average rate of oxygen released goes from 41.2mm3/min to 0.4mm3/min. This is because as temperature increases above optimum temperature, more bonds break, and the 3D shape changes further, making it less likely for the enzyme and substrate to bind, as the lock and key theory will no longer work. When GP cannot be made the Calvin cycle cannot be completed, therefore the dark stage of photosynthesis cannot occur, releasing less and less oxygen.

My graphs for both my group and the class average generally follow this pattern therefore I correctly predicted the effect of temperature on the rate of photosynthesis.

During my experiment I got one anomalous result (graph1), which was a considerable distance from the trend curve. This was the rate of oxygen released at 25oC, the average rate of oxygen released for this temperature was 6mm3/min. For it to fit exactly on the best-fit curve the average rate of oxygen should be 15.4mm3/min. On the class average graph (graph 2), there is also one anomalous result. This is the result for 35oC with an average rate of oxygen released of 34.27. To fit the trend line exactly, the average rate of oxygen released should be around 37mm3/min.

There are many possible reasons that could result in these anomalous results. Human error could have affected them, this is because the elodea was changed in between the days. This could have a drastic affect on the results as even thought the length of it was the same on both occasions, the number of leaves could have been different, the surface area of the leaves could vary and the amount of chlorophyll on both elodea could be different, therefore absorbing different amounts of light, affecting the rate of photosynthesis. The light intensity varied between 6 and 7 on the light intensity meter, even thought this is not a big difference it could still be significant enough to cause inaccuracies in the results. The light intensity meter was not digital and was constantly fluctuating, therefore exact readings were not possible. Other human errors could be the measurement of the volume of oxygen against the scale. This is because on many occasions the bubbles did not show as one continuous bubble, but in fact many small ones. Therefore we had to add these up separately, this could have been done inaccurately, and as the scale was against graph paper, it is difficult to get an exact reading. The temperature of the water could be inaccurate where the water was not monitored electronically the temperature could fluctuate. Adding ice and warm water is not an accurate way to keep the temperature constant. This could have caused the enzymes to work at different speeds, causing the rate of photosynthesis to alter.

We could not fully control the light intensity, as even thought the room was blacked out to ensure no excess light contributed to the experiment, there were many other experiments occurring in the same room, therefore many other lamps. This means that light from lamps other than ours could have affected our experiment, as it means the chlorophyll received a higher intensity than was intended, therefore increasing the rate of photosynthesis. The light intensity meters were not digital, therefore did not give a definite reading. The meter was constantly fluctuating therefore it is not completely certain how constant light intensity was in each experiment.

The elodea was changed between days this could have made a big difference to our results. This is because both elodeas will most likely have a different number of leaves, and also the leaves will have different surface areas. This means there will be different numbers of chlorophyll on each, therefore light absorption will vary between elodea, meaning different rates of photosynthesis and different amount of oxygen released as a result of this.

The distance of the lamps from the elodea was measured by only a ruler. This was very inaccurate, as the curvature of the lamp was different, therefore affecting the height of it also. As some of the experiments took place in a water bath, the lamp had to be held higher than it otherwise would, therefore shining on a different part of the elodea, this could be a part where there are more or less leaves, affecting the rate of photosynthesis. Also if light is shining from the top, the bottom leaves will be shielded from this light, which in other experiments will more often not.

The temperature of the water may not have been completely accurate. This is because during the 5 minutes the elodea was left, the temperature often drifted from what was needed. In this case, we added ice or warm water to allow the temperature to return to the desired. This is not a very accurate way to keep the temperature level. The temperature in the electronic water baths, were sometimes not on the temperature programmed, therefore we had to change it with ice and warm water also.

Sodium carbonate was added to speed up the rate of photosynthesis the amount of this however was not measured. Therefore this will mean the rate of photosynthesis was sped up by different amounts, causing the oxygen bubbles to be released at different rates than it might have, if sodium bicarbonate levels were the same.

During the experiment, the whole of the elodea was not emerged in water. This is because the top of it had to attach to the tube. This means that not all the oxygen bubbles released could be counted, as it would be released into the atmosphere rather than the water.

The most significant limitation is that we cannot fully associate the rate of photosynthesis with the amount of oxygen released by the elodea. This is because some of the oxygen in the elodea is used to allow the plant to respire. Respiration releases energy, of which is needed in photosynthesis. This means the oxygen released is only part of the oxygen produced by the plant, as some has already been used up.

I believe my results were quite accurate. This is because most results are close to the trend line, and both graphs follow the same pattern. However, some of the equipment we used was not as accurate as it could have been.

The light intensity meter was not digital, and the arm fluctuated constantly, therefore not giving an accurate reading of the light intensity. This piece of equipment was the least accurate in our experiment.

The temperatures of the water often varied, therefore we had to add ice and warm water. This was not very accurate therefore all experiments should be carried out in a water bath, which will electronically keep the temperature constant. However in some water baths, even though the temperature was set, when we checked with the thermometer, it wasn’t that temperature exactly. Therefore even the water bath is not completely accurate.

The distance of lamp to the experiment was not kept as constant as it could have. This is because the distance was measured by a ruler, and is only accurate to the nearest mm. Also the distance was only measured and not the height of the lamp compared to the elodea.

The thermometer was not as accurate as it could have been, as it was only accurate to 1oC. Therefore this is the closest we could measure the temperature to. Also as it is thin, it is hard to measure with the human eye exactly the temperature desired, which can cause inaccuracies.

The syringe pulls the bubbles through fast therefore we need to pull very slowly to align the bubbles correctly with the graph paper beneath. This was often done inaccurately, as the graph paper is only correct to a mm. Also there usually is more than one bubble, therefore they all need to be added. This could make it inaccurate, as each measurement is accurate to the nearest mm.

During my experiment, we did 2 repeats for each temperature. For the temperature of 0oC, the maximum difference between the three results for rate of oxygen produced per minute is 0.4mm3/min. This is a small difference, therefore the set of results for 0 degrees is very accurate. For 15 degrees the maximum difference in rate of oxygen between the 3 results is 0.8mm3/min. This is a relatively small difference, although not as minor as for 0 degrees, it is still accurate. For the temperature of 25oC the rate of oxygen released from the 3 sets of results has a maximum difference of 0.4mm3/min. This is a very small difference, therefore the results for 25 degrees is very reliable. For the temperature of 35oC the maximum difference between the results for the rate of oxygen released is 6.44mm3/min. This is a significant difference, therefore the results for 35 degrees is largely inaccurate. For 45oC the maximum difference between the results is 4.42mm3/min. This is a big difference therefore the results for 45 degrees are unreliable. For the temperature of 55oC, the maximum difference between the 3 sets of results for rate of oxygen released is 1.21mm3/min. This is quite a significant difference therefore the results for 55 degrees were slightly inaccurate. For the results for 65 degrees the maximum difference for the set of 3 results is 1.24mm3/min. This is also slightly inaccurate as there is a significant difference.

Errors that could have been made during our experiment were:

* The bubbles could be pulled through too fast, therefore going into the syringe, causing inaccuracies when being pushed back out. This will cause our measurements to be wrong when we are reading off the scale. Also as there were often many small bubbles, which we had to add together to get one reading, this was often done inaccurately because it is hard to measure the size of small bubbles.

* The timing was another inaccuracy. This is due to human error, as the clock was not stopped at exactly 5 minutes. Also after the clock was stopped, different times were taken to pull the bubbles through, therefore allowing photosynthesis to occur a few moments longer. This could affect the results in that there was less photosynthesis taking place than our results show. Read the answer what is the optimum concentration of pectinase

* The amount of sodium bicarbonate added to the experiment is different in each experiment, as the amounts were not measured. This means that the rate of photosynthesis will be at different rates in all experiments, releasing oxygen at rates that are inaccurate.

* The temperature was rarely kept completely constant during the experiment. Therefore we had to always add ice, and warm water to the water bath. This was very inaccurate as even small amounts of warm water affect the temperature by a large amount. This means if the temperature goes higher than needed, ice needs to be added. It takes long for the ice to melt and for it to affect the temperature. The time taken for the correct temperature to be reached could affect the results and cause inaccuracies, which could make the volume of oxygen released more or less than it otherwise would be

The first improvement I could make to my coursework if I had to repeat it is measure the mass of sodium bicarbonate being put into each experiment. Making sure that each experiment gets the same mass in order for the results to be accurate.

I would also use a water bath for all experiments, and not just some. This will mean that the temperature in all experiments will stay constant, as adding ice and warm water is not accurate.

A data logger will be a lot more accurate way of measuring fluctuations in temperature. A data logger is an electronic instrument that records measurements (temperature, relative humidity, light intensity, on/off, open/closed, voltage, pressure and events) over time. Temperature is measured in my experiment. Typically, data loggers are small, battery-powered devices that are equipped with a microprocessor, data storage and sensor. Most data loggers use turn-key software on a personal computer to start the logger and view the collected data. First, the data logger is connected to a personal computer. Then the turn-key software is used to select logging parameters (sampling intervals, start time, etc.) and initiate the logger. The logger is then disconnected and deployed in the desired location. The logger records each measurement and stores it in memory along with the time and date. The logger is then reconnected to the personal computer and the software is used again to readout the data and see the measurements as a graph, showing the profile over time, this will allow us to see any fluctuations that may occur.

A digital light intensity meter should be used instead of analogue this is so the light intensity can be measured in exact figures. Therefore on all experiments, the elodea can receive the same light intensity, allowing the experiment to be more accurate and fair.

We could also experiment with more temperatures, this will allow our results to be more accurate, as they would be tested more and a clearer trend can be seen. These temperatures will all be between 0oC and 70oC.

I would also do more repeats, if I could do the experiment again. As I have shown, the reliability of some results is low therefore I would do more repeats for these results in particular. This will make the results more reliable.


How does temperature affect photosynthesis? - biología

Carbon dioxide is used to make sugar in the photosynthesis reaction. The concentration of carbon dioxide in the Earth’s atmosphere varies between 0.03% and 0.04%. An increase in the concentration of carbon dioxide gives an increase in the rate of photosynthesis. It is difficult to do this out in the open air but is possible in a greenhouse.

The rate of photosynthesis increases linearly with increasing carbon dioxide concentration (from point A to B on the graph).

Gradually the rate falls of and at a certain carbon dioxide concentration the rate of photosynthesis stays constant (from point B to C on the graph). Here a rise in carbon dioxide levels has no affect on the rate of photosynthesis as the other factors such as light intensity become limiting.

Many crops such as tomatoes and lettuce give higher yield when grown in greenhouses. Farmers add additional carbon dioxide into the greenhouse to increase the concentration and so the rate of photosynthesis of the crops. The additional cost of the carbon dioxide is worthwhile because of the increased yield.

Some companies have used this to great environmental use. Rather than pump waste carbon dioxide into the atmosphere as a pollutant they redirect it into big greenhouses where plants such as tomatoes use it during photosynthesis. This not only reduces their carbon footprint but gives an additional profitable product.


What factors affect the rate of photosynthesis in plants?

Three main factors affect the rate of photosynthesis:

Light intensity: Increasing light intensity will increase the rate of photosynthesis, until the maximum amount of light is being absorbed. The main photosynthetic pigment in green plants is chlorophyll, which absorbs red and blue wavelengths (explaining their green appearance). So it's more efficient to use only these wavelengths.

Dióxido de carbono: The rate of photosynthesis will increase up to an optimal CO2 concentration of

0.4% (normal atmospheric levels are

0.04%). Above 0.4%, stomata begin to close, hindering diffusion into the leaves.

Temperature: 25°C is the optimal temperature for photosynthesis. Below 10°C, enzymatic activity is very low - but above 40°C, crucial enzymes begin to denature (e.g. PSI, PSII, ATP synthase and Rubisco).

N.B. Agua y humedad also affect photosynthetic rate. Aside from its role as a source of electrons in the light independent reaction, adequate water absorption by the roots ensures that the stomata remain open (maximizing CO2 uptake). High air humidity also helps keep the stomata open. However, if the soil becomes waterlogged, the root system will struggle to absorb essential minerals.


Factors affecting rates of Photosynthesis (part 2): Grade 9 Understanding for IGCSE Biology 2.20 2.23

In the previous post on photosynthesis, you revised how there were four environmental factors that can affect rates of photosynthesis in a plant:

  • intensidad de luz
  • light wavelength
  • temperatura
  • carbon dioxide concentration

This post will explain the results from experiments with Elodea in which one factor is altered (the independent variable) and the other three are kept exactly the same (control variables)

Intensidad de luz

The independent variable (light intensity) is on the x axis and the dependent variable (number of bubbles per minute) is on the y axis.

How do we explain the pattern in this graph?

As the light intensity increases the rate of photosynthesis increases. This is because a higher light intensity gives more energy to the chloroplasts and so more reactions can happen per second and the rate goes up. But beyond the orange dot on the graph, the increases in rate slows down until at around 12 units of light, adding more light has no effect on the rate. At these high light intensities some other factor is now the factor limitante as opposed to light intensity. The limiting factor remember is the factor in the shortest supply. So perhaps above 12 units of light photosynthesis is limited by the concentration of carbon dioxide. The only way to find the limiting factor is to repeat the experiment with more carbon dioxide and see whether the rate is higher above 12 units.

Light wavelength

Although this graph is not perfect, it does show how the rate of photosynthesis varies at different light wavelength.

Rates of photosynthesis peak in the blue-violet and red parts of the visible spectrum with a much lower rate in green light. The reason for this is that chlorophyll pigments do not absorb green light well.

Carbon Dioxide concentration

The pattern is similar to the light intensity relationship. When carbon dioxide concentrations are low, it is the limiting factor for photosynthesis and so increasing the concentration will increase the rate. As the graph levels off, some other factor is now the limiting factor – perhaps light intensity or temperature.

Temperatura

Temperature is a factor that affects photosynthesis because of enzymes. Many reactions in photosynthesis are catalysed by enzymes and enzymes all have an optimum temperature.

This pattern is not explained by limiting factors. At low temperatures the rate is low because the enzymes and the substrate molecules are moving really slowly. This means there are few collisions between the substrate and the active site of the enzyme. As temperature increases, the rate increases as there are more collisions and more enzyme-substrate complexes are formed per second. But high temperatures desnaturalizar enzymes: the bonds that hold the enzyme in its precious 3-D shape are broken and the enzyme molecule unravels. So the active site may either change shape or may be lost as a catalyst. This slows the rate down to an extremely low rate.


Temperature effect on RuBP

Hello, I'm doing OCR A Biology, this is A2 unit f214, about photosynthesis.

The specification states "describe the effect on the rate of photosynthesis, and on the levels of GP, RuBP and TP, of changing carbon dioxide concentration, light intensity and temperature".

I understand how the rate of photosynthesis and the concentration of GP, TP and RuBP are effected in terms of light intensity and carbon dioxide concentration.

What I need help on is how the concentration of the molecules are effected by temperature.

(Ignore temperatures above 25 degrees as I understand how photo-respiration will act to decreases rate of photosynthesis).

If I increase the temperature, for example from 10 degrees to 20 degrees.

The rate of photosynthesis increases, because molecules have more kinetic energy hence more successful collisions per unit time.

From this it is clear that TP concentration must increase.
Therefore GP concentration must have increased, correct?

Now, how is RuBP concentration effected?

RuBP concentration increases? --> if so, how can they all increase? then there is a gain of carbon, is there not?

RuBP concentration decreases? --> this is what was suggested at college, but is this correct? An explanation was not given.

Please explain this to me it has been annoying me for months now.

All the books on the topic seem to avoid answering this.
And it can't be the concentration of all TP, GP, and RuBP all stay the same, can it? Because TP concentration must increase as this is the product of the Calvin Cycle, to use to make glucose/etc.

¿No es lo que estás buscando? Try & hellip

Bump - need an answer if anyone knows it please

So if you increase the temperature, the rate of photosynthesis increases because Rubisco, RuBP and CO2 move more and there is more likely to be successful collisions between the active site of Rubisco, the RuBP, and the CO2. So this means that the concentration of GP increases. Since there's more GP, there's more GP to be converted into TP, so the concentration of TP increases. Then because there's more TP, the concentration of RuBP increases, but you could say the concentration of RuBP would also decrease because it was being converted into GP more quickly.

I get what you mean! It's confusing. perhaps the concentrations stay the same, but the Calvin cycle just speeds up? Have you tried asking your teacher? I'd quite like to know the answer now too!

(Publicación original de supergrace)
Hola,

So if you increase the temperature, the rate of photosynthesis increases because Rubisco, RuBP and CO2 move more and there is more likely to be successful collisions between the active site of Rubisco, the RuBP, and the CO2. So this means that the concentration of GP increases. Since there's more GP, there's more GP to be converted into TP, so the concentration of TP increases. Then because there's more TP, the concentration of RuBP increases, but you could say the concentration of RuBP would also decrease because it was being converted into GP more quickly.

I get what you mean! It's confusing. perhaps the concentrations stay the same, but the Calvin cycle just speeds up? Have you tried asking your teacher? I'd quite like to know the answer now too!

Hey, thanks for your reply!

Yes we actually did it in class, and she said RuBP concentration would decrease, but I asked why and she couldn't properly explain it haha, and this also conflicts with one of my textbooks, and then websites on the Internet all conflict with each other! So it really is very confusing :-(

I had this theory on why RuBP would decrease but I'm not so sure.

RuBP + CO2 ---> GP
Occurs faster than TP is combined to regenerate RUBP, because
TP --> RuBP occurs over multiple steps, hence although all the steps would increase in rate, RuBP concentration would actually decrease from what it was previously?

Let me know what you think and if you have any other ideas on what happens.


Temperature response of photosynthesis in C3, C4, and CAM plants: temperature acclimation and temperature adaptation

Most plants show considerable capacity to adjust their photosynthetic characteristics to their growth temperatures (temperature acclimation). The most typical case is a shift in the optimum temperature for photosynthesis, which can maximize the photosynthetic rate at the growth temperature. These plastic adjustments can allow plants to photosynthesize more efficiently at their new growth temperatures. In this review article, we summarize the basic differences in photosynthetic reactions in C3, C4, and CAM plants. We review the current understanding of the temperature responses of C3, C4, and CAM photosynthesis, and then discuss the underlying physiological and biochemical mechanisms for temperature acclimation of photosynthesis in each photosynthetic type. Finally, we use the published data to evaluate the extent of photosynthetic temperature acclimation in higher plants, and analyze which plant groups (i.e., photosynthetic types and functional types) have a greater inherent ability for photosynthetic acclimation to temperature than others, since there have been reported interspecific variations in this ability. We found that the inherent ability for temperature acclimation of photosynthesis was different: (1) among C3, C4, and CAM species and (2) among functional types within C3 plantas. C3 plants generally had a greater ability for temperature acclimation of photosynthesis across a broad temperature range, CAM plants acclimated day and night photosynthetic process differentially to temperature, and C4 plants was adapted to warm environments. Moreover, within C3 species, evergreen woody plants and perennial herbaceous plants showed greater temperature homeostasis of photosynthesis (i.e., the photosynthetic rate at high-growth temperature divided by that at low-growth temperature was close to 1.0) than deciduous woody plants and annual herbaceous plants, indicating that photosynthetic acclimation would be particularly important in perennial, long-lived species that would experience a rise in growing season temperatures over their lifespan. Interestingly, across growth temperatures, the extent of temperature homeostasis of photosynthesis was maintained irrespective of the extent of the change in the optimum temperature for photosynthesis (T optar), indicating that some plants achieve greater photosynthesis at the growth temperature by shifting T optar, whereas others can also achieve greater photosynthesis at the growth temperature by changing the shape of the photosynthesis–temperature curve without shifting T optar. It is considered that these differences in the inherent stability of temperature acclimation of photosynthesis would be reflected by differences in the limiting steps of photosynthetic rate.

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Ver el vídeo: Cómo afectan los cambios de temperatura a las plantas (Febrero 2023).