Assimilatie-dissimilatie

Techniek 2.10

Meten van de fotosynthese

Methode 5: Algenballetjes

Inleiding

Algen zijn eencellige planten. De algen kunnen gebruikt worden voor een onderzoek van de fotosynthese maar ze zijn erg klein en daardoor is het moeilijk om er rechtstreeks mee te werken. Voor de proeven worden daarom eerst algenballetjes gemaakt. De algen worden "ingepakt in een gel waardoor ze bij elkaar blijven en makkelijker te hanteren zijn.
Alle balletjes hebben ongeveer hetzelfde volume waardoor exacte metingen mogelijk zijn.

Bij de algenballetjes kan de snelheid van de fotosynthese bepaald worden met behulp van een waterstofcarbonaat-indicator. De waterstofcarbonaat-indicator is is oranje/rood van kleur wanneer de hoeveelheid CO₂ in evenwicht is met die van de atmosferische lucht.
Hij is geel wanneer meer kooldioxide wordt toegevoegd. De kleur verandert van rood tot een diep paarse kleur als kooldioxide wordt verwijderd. Die kleurverandering kan gemeten worden met een colorimeter. Verschillende kleuren absorberen verschillende golflengten van het licht in verschillende mate. In dit geval kan het beste met groen licht (ongeveer 550nm) gewerkt worden, omdat de kleuren van de indicator (paars, rood, geel) groen licht heel goed absorberen. Met een colorimeter kan van de gekleurde oplossing de absorptie (of de extinctie) gemeten worden. Zie Techniekkaart 10.1: Colorimeter.

Wanneer de algenballetje in de indicatoroplossing worden gedaan en er fotosynthese plaatsvindt, verandert de kleur van de indicator van oranje/rood naar paars. De kleur verandert omdat de algen voor de fotosynthese CO₂ uit de oplossing halen.

Het maken van de algenballetjes

Voor het maken van de gel wordt natriumalginaat (E401) gebruikt. Dit is een zout van natrium en alginezuur (E400). Het is verkrijgbaar in poedervorm en vormt na mengen met de juiste hoeveelheid water een gel. Natriumalginaat is niet schadelijk voor de algen.

Algen zijn o.a. verkrijgbaar via de Duitse firma SAG.
Mogelijk is ook Wageningen Universiteit bereid te leveren. Wij hebben gewerkt met Chlorella spec. Maar Scenedemus spec. is ook geschikt.
Met af en toe wat CO₂, fosfaat en nitraat toevoegen, zijn ze lang in leven te houden.

Materiaal

algencultuur
natriumalginaat
CaCl₂ (calciumchloride) 2%
water
maatcilinder 50 of 100 mL
bekerglazen 50 0f 100 mL
roerstaaf
spuit
centrifuge (eventueel)
kunststof theezeefje

Methode

Concentreer eerst de algensuspensie.
Bezinken Laat 50 mL algensuspensie bezinken en giet voorzichtig de bovenstaande vloeistof af tot er ongeveer 5 mL overblijft.	Met een centrifuge Centrifugeer 50 mL algensuspensie 5 minuten op een lage stand. Giet voorzichtig de bovenste laag vloeistof af tot er ongeveer 5 mL overblijft.
Maak de gel: 1,5% natriumalginaat in water. Giet 2,5 mL van de gel over in een bekerglas. Voeg 5 mL van de geconcentreerde algensuspensie toe. Roer het mengsel met een schone roerstaaf tot een gelijkmatige verdeling van algen in gel is ontstaan.	Verwijder de zuiger uit een spuit. De spuit wordt gevuld met het groene mengsel (gel met algen). Laat het mengsel in een bekerglas met een 2% calciumchloride oplossing druppeen. Zwenk het bekerglas zachtjes zodat de druppels kleine bolletjes vormen. Laat de balletjes 10 tot 15 minuten in de calciumchloride staan. Spoel de balletjes daarna in een kunststof theezeefjes met gedestilleerd water af.

De algenballetjes zijn enkele weken houdbaar als ze in het licht bewaard worden en niet uitdrogen.

Onderzoek snelheid fotosynthese

Materiaal

algenballetjes
CO₂-indicator (zie techniekkaart 5.2)
lamp (daglichtlamp)
colorimeter (filter 550 nm)
glazen potjes met deksel

Methode

Afhankelijk van de onderzoeksvraag kun je of de lichtintensiteit, of de golflengte van het licht (verschillende kleuren) of de temperatuur waarbij je gaat meten, variëren.
Zoek eerst uit hoeveel algen je voor jouw onderzoek het beste kunt nemen.

De indicator is een zeer gevoelige pH-indicator. Daarom is het belangrijk dat al het gebruikte glaswerk e.d. voor gebruik wordt uitgespoeld met een beetje van de indicator.

• Neem kleine glazen potjes met deksels en vul deze met een kleine hoeveelheid van de indicatoroplossing.
  Voor het gebruik moet de standaardoplossing van de indicator 25x verdund worden met vers gekookt gedestilleerd water en belucht om het evenwicht met de atmosferische CO₂ te krijgen.
• Meet de absorptie (of de extinctie) van de indicatoroplossing met behulp van de colorimeter.
• Voeg aan elk potje een gelijke hoeveelheid algenballetjes toe en sluit het potje met de deksel.
• Plaats de potjes in het licht. gebruik hiervoor een daglichtlamp. Laat de potjes in het licht staan tot een kleurverandering waarneembaar is.
• Meet van de oplossing van ieder potje opnieuw de absorptie (of de extinctie).

Proefopstellingen

Foto's: Marga Hobo

Bron:
SAPS (Science &Plants for school 2010). Student sheet 23. Geraadpleegd op 15-11- 2011.
http://www.saps.org.uk/secondary/teaching-resources/235-student-sheet-23-photosynthesis-using-algae-wrapped-in-jelly-balls

Samengesteld en uitgetest door: Marga Hobo (TOA biologie, Cambium College, locatie Buys Ballot, Zaltbommel)

©scholte/marree2012