Vernier CZ - Vybavení pro výuku přírodovědných oborů

Rychlost fotosyntézy v závislosti na druhu světla

PAR-BTA
Senzor fotosynteticky aktivního záření

Co je PAR

Měření světla luxmetry je založeno na spektrální citlivosti lidského oka, jehož maximální citlivost je na vlnové délce 555 nm. Spektrální citlivost rostlin je odlišná, větší citlivost mají rostliny v krajních oblastech viditelného spektra – v modré s maximem asi 450 nm, v červené s maximem asi 660 nm.

Fotosyntéza je účinnější v červené oblasti spektra – fotony červeného světla podporují nárůst rostlinné hmoty. Naopak modrá část spektra ovlivňuje morfologické vlastnosti, zabraňuje například přílišnému vytahování rostlin do výšky. Jako fotosynteticky aktivní záření (Photosynthetically Active Radiation = PAR) se tedy označuje elektromagnetické záření v rozsahu vlnových délek přibližně 400–700 nm.

Rychlost fotosyntézy závisí na počtu přijatých fotonů, proto PAR senzor měří hustotu toku fotonů fotosynteticky aktivního záření (označuje se PPFD z anglického Photosynthetic Photon Flux Density). Jednotkou je mikromol na metr čtvereční za sekundu.

Tipy pro měření

Vyzkoušejte si nejprve měření podle návodu na studium fotosyntézy bez PAR senzoru, kde jde pouze o kvalitativní měření (hodně světla vs. málo světla).

Poté připojte kromě čidla koncentrace kyslíku ve vzduchu také PAR senzor. Pro připojení k počítači stačí rozhraní LabQuest Mini, budete-li chtít měřt s tabletem nebo telefonem (= bezdrátové připojení přes Bluetooth), využijte rozhraní LabQuest Stream.

Zajistěte možnost regulace barvy a intenzity světla dopadajícího při měření na rostlinu - můžete použít například žárovku a různě barevné fólie.

Pomocí vhodných fólií zajistíte, že na listy rostliny bude dopadat například jen červené světlo nebo jen zelené nebo jen modré.

Pro vzájemnou srovnatelnost experimentů je ale potřeba též zajistit, aby v každém jednotlivém experimentu byla hodnota PAR stejná. Toho docílíte vhodnou vzdáleností žárovky od rostliny.

Proveďte sérii experimentů jako v návodu na studium fotosyntézy bez PAR senzoru, ale s různě barevným světlem a při stejných hodnotách PAR.

Návod na připojení a nastavení PAR senzoru

Spusťte aplikaci Graphical Analysis a připojte PAR senzor (detailněji popsaný návod).

V tomto případě nám stačí znát vždy jen aktuální hodnotu v daný okamžik, nepotřebujeme vykreslovat graf. Podle obrázku níže tedy klikněte na ikonku oken v pravém horním rohu aplikace (na obrázku červeně) a přepněte nastavení u položek Graf (vypnout) a Hodnota (zapnout), jak je na obrázku vyznačeno oranžově.

Dlouhodobé studium vlivu barvy světla na růst rostliny

Vytvořte čtyři experimentální místa (boxy bez přístupu okolního světla), kde necháte růst rostliny od semínek (například řeřichu). Zdrojem světla budou žárovky. V každém boxu použijte barevné fólie tak, aby na rostliny dopadalo červené, zelené, modré světlo nebo bílé světlo.

Pomocí PAR senzoru nastavte vzdálenost žárovek tak, aby v každém boxu byla stejná hodnota PAR. Jednotlivá měření tak budou srovnatelná a budeme vědět, že se liší pouze barvou světla, ale počet fotonů je ve všech případech stejný.

Rostliny nechte několik dní růst. Potom porovnejte jednotlivé skupiny mezi sebou z hlediska tvaru i množství biomasy.