ניסוי פוטוסינתזה — אלודיאה + פנול-אדום + טיטרציה NaOH | 20 נקודות | 45 דקות
45:00השעון אופציונלי — תרגלו בתנאי בגרות
🔬 תיאור הניסוי
חוקרים רצו לבדוק את השפעת עוצמת האור על קצב הפוטוסינתזה בצמח המים אלודיאה (Elodea).
החוקרים הכינו תמיסה המכילה מים ואינדיקטור פנול-אדום, והעשירו אותה ב-CO₂ עד שצבע התמיסה הפך לצהוב (סביבה חומצית). חילקו לשש מבחנות שוות בנפחן, הכניסו ענף אלודיאה בעל מסה זהה לכל מבחנה, והאירו כל מבחנה בעוצמת אור שונה (0–800 לוקס) למשך 30 דקות בדיוק.
בתום 30 הדקות הוציאו את הצמחים וביצעו טיטרציה: לכל מבחנה טופטפה תמיסת NaOH עד שצבע הנוזל חזר לורוד-אדום — וספרו את מספר הטיפות.
📌 עיקרון הטיטרציה: CO₂ המומס במים יוצר חומצה (H₂CO₃). ככל שהצמח ביצע פחות פוטוסינתזה — נשאר יותר CO₂ במים — נדרשות יותר טיפות NaOH לנטרול.
לכן: פחות טיפות NaOH = יותר פוטוסינתזה.
מבחנה
א
ב
ג
ד
ה
ו
עוצמת אור (לוקס)
0
100
200
400
600
800
טיפות NaOH
* הנתונים מותאמים אישית לפי מספר הת.ז. שלך.
📋 מחוון מלא
שאלה א — זיהוי משתנים (4 נקודות)
1. משתנה בלתי תלוי: עוצמת האור (לוקס) [1 נק']
2. משתנה תלוי: קצב הפוטוסינתזה בצמח אלודיאה [1 נק' — חובה: מילה כמותית + תהליך]
3. דרך מדידה: מספר טיפות NaOH הנדרשות לטיטרציה עד שינוי צבע הפנול-אדום לוורוד [1 נק']
4. קשר בין דרך המדידה למשתנה התלוי: פוטוסינתזה קולטת CO₂ → CO₂ שנשאר במבחנה פוחת → חומציות המים פוחתת → נדרשות פחות טיפות NaOH לנטרול. לכן: פחות טיפות = קצב פוטוסינתזה גבוה יותר. [1 נק']
שאלה ב — בניית טבלה (3 נקודות)
כותרת: השפעת עוצמת האור על קצב הפוטוסינתזה באלודיאה (Elodea canadensis) [1 נק' — חובה: משתנה בלתי תלוי + תהליך/דרך מדידה + אורגניזם]
כותרת עמודה א: עוצמת האור (לוקס) — המשתנה הבלתי תלוי [1 נק']
כותרת עמודה ב: מספר טיפות NaOH לטיטרציה — דרך המדידה [1 נק' — יחידות חובה]
שאלה ג — הצגה גרפית (4 נקודות)
סוג גרף: גרף רציף (קווי) — עוצמת האור היא משתנה כמותי רציף; יש משמעות לערכי ביניים (לדוגמה: 300 לוקס). [1 נק']
ציר X: עוצמת האור (לוקס) [1 נק']
ציר Y: מספר טיפות NaOH [1 נק']
כותרת: השפעת עוצמת האור על קצב הפוטוסינתזה באלודיאה [1 נק']
שאלה ד — ניתוח ומסקנות (4 נקודות)
1. תיאור: ככל שעולה עוצמת האור (מ-0 עד 600 לוקס) — כך יורד מספר טיפות NaOH. מ-600 לוקס ואילך: מספר הטיפות נשאר קבוע. [1 נק']
2. מסקנה (טענה + ראיה בלבד):
① טענה: ככל שעולה עוצמת האור — כך עולה קצב הפוטוסינתזה בצמח האלודיאה (עד 600 לוקס).
② ראיה: בחושך (0 לוקס) נדרשו טיפות NaOH לנטרול CO₂, לעומת טיפות בלבד ב-600 לוקס — ירידה בטיפות מעידה שפחות CO₂ נשאר, כלומר קצב הפוטוסינתזה עלה. [1 נק']
3. הסבר ביולוגי: אור הוא אנרגיה לתגובת האור. עוצמת אור גבוהה יותר → יותר פוטונים נקלטים בכלורופיל → יותר ATP ו-NADPH מיוצרים → תגובת קלוין מתרחשת בקצב גבוה יותר → יותר CO₂ מקובע → פחות CO₂ נשאר במים → פחות טיפות NaOH נדרשות. [1 נק']
4. רוויה: ב-600 לוקס גורם מגביל אחר (לא האור) מגביל את קצב הפוטוסינתזה — למשל ריכוז CO₂ בתמיסה, כמות הכלורופיל, או אנזים RuBisCO. הוספת אור נוסף אינה מעלה את הקצב כי "צוואר הבקבוק" אינו האור. [1 נק']
שאלה ה — בקרות וגורמים קבועים (3 נקודות)
1. חשיבות קבוצת הביקורת (0 לוקס): ללא ביקורת לא ניתן לדעת האם שינוי במספר הטיפות נובע מהשינוי בעוצמת האור, או מתהליכים אחרים שמתרחשים בצמח (נשימה תאית) או בתמיסה. הביקורת מראה את מצב הבסיס — כמות CO₂ כשאין פוטוסינתזה (0 לוקס). [1 נק']
2. גורם קבוע — תשובה לפי 3 חלקים חובה: [2 נק'] (1) שם הגורם הקבוע (2) מה היה קורה לתוצאות אם לא היה קבוע? (3) "בניסוי זה רצינו לבדוק את השפעת עוצמת האור בלבד — לכן חשוב שכל שאר הגורמים יישארו קבועים."
דוגמה — נפח התמיסה:
(1) נפח התמיסה זהה בכל המבחנות.
(2) אם הנפח ישתנה — כמות ה-CO₂ הכוללת תהיה שונה, ולא נוכל לדעת אם שינוי בטיטרציה נגרם מעוצמת האור או מהנפח השונה.
(3) בניסוי זה רצינו לבדוק את השפעת עוצמת האור בלבד — לכן שמרנו על נפח זהה.
גורמים נוספים קבילים: טמפרטורה, מסת הצמח, ריכוז ה-CO₂ ההתחלתי, זמן החשיפה (30 דקות).
—
מתוך 18 נקודות
הערה: הציון מחושב על בסיס בדיקת מילות מפתח — הוא אינדיקטיבי. השוו את תשובותיכם למחוון לבדיקה מלאה.