Simulador de fotossíntese e fatores limitantes
Equações desta simulação
| O₂ | oxigênio | o gás nas bolhas; a luz quebra a água para liberá-lo, e o dióxido de carbono é incorporado ao açúcar |
|---|
| I | intensidade luminosa na planta (µmol de fótons por m² por segundo) | a lei do inverso do quadrado: o dobro da distância, um quarto da luz | |
|---|---|---|---|
| I₁₀ | intensidade a 10 cm | 800 µmol m⁻² s⁻¹ com esta lâmpada; a luz solar plena dá cerca de 2.000 | |
| d | Distância da lâmpada d (cm) |
Com os valores atuais:
| J | taxa que a luz sozinha permitiria (bolhas por minuto) | ||
|---|---|---|---|
| α | bolhas por minuto por unidade de luz, quando a luz é o único limite | 0.1 | |
| e | quão bem a planta aproveita esta cor | vermelho 1, branco 0,75, azul 0,75, verde 0,3: a clorofila absorve o vermelho e o azul e reflete o verde |
Com os valores atuais:
| P_max | taxa que as enzimas alcançariam com luz ilimitada (bolhas por minuto) | ||
|---|---|---|---|
| C | dióxido de carbono e bicarbonato dissolvidos (mM) | 0,5 mM da água da torneira mais o que Bicarbonato de sódio adicionado (gramas por litro) fornece, a 84 g por mol | |
| f(T) | fator de temperatura | dobra a cada 10 °C (Q₁₀ = 2) até as enzimas começarem a ser danificadas acima de cerca de 35 °C |
Com os valores atuais:
| P | taxa bruta de fotossíntese | o menor entre J e P_max, com uma curva suave entre os dois (θ = 0,9) | |
|---|---|---|---|
| R | respiração | a planta consome oxigênio o tempo todo: 3 bolhas por minuto a 25 °C, dobrando a cada 10 °C | |
| net | bolhas por minuto liberadas | zero abaixo do ponto de compensação, onde a fotossíntese mal cobre a respiração |
Com os valores atuais:
Como usar o simulador de fotossíntese
- Ajuste a distância da lâmpada, a cor da luz, o bicarbonato de sódio adicionado à água e a temperatura da água. A elódea solta bolhas de oxigênio pelo caule cortado, mais rápido quanto mais rápido faz fotossíntese. Os resultados dão as bolhas por minuto, a luz que chega à planta e o fator que limita a taxa no momento.
- Escolha em função de que traçar a taxa e aperte Contar as bolhas por um minuto: o minuto é acelerado para seis segundos, e a contagem aparece no gráfico como uma marca amarela, um pouco acima ou abaixo da curva do modelo, como acontece com contagens reais. Mude a variável passo a passo e conte de novo para montar a curva, e descubra onde ela se achata.
- Veja o fator limitante mudar: de longe, a luz limita; de perto, o dióxido de carbono ou a temperatura, e acima de cerca de 35 °C as enzimas começam a ser danificadas. A luz verde quase não funciona. A Calculadora de molaridade converte gramas de bicarbonato de sódio em concentração, e o Simulador de cinética enzimática mostra por que a temperatura importa.
Perguntas frequentes
Quais são os fatores limitantes da fotossíntese?
A intensidade luminosa, a concentração de dióxido de carbono e a temperatura. A cada momento a taxa é segurada principalmente pelo que está mais escasso: mais luz não adianta nada se falta dióxido de carbono à planta. Aumente o fator limitante e a taxa sobe até outro fator assumir, e é por isso que as curvas sobem e depois se achatam.
Por que mover a lâmpada muda tanto a luz?
A luz de uma lâmpada pequena se espalha sobre uma esfera, então sua intensidade cai com o quadrado da distância: o dobro da distância dá um quarto da luz, o triplo dá um nono. Por isso a taxa costuma ser traçada em função de 1 ÷ d², que é proporcional à intensidade luminosa.
Por que a planta não solta bolhas com pouca luz?
As plantas respiram o tempo todo, consumindo oxigênio. Com pouca luz, a fotossíntese só produz tanto oxigênio quanto a respiração gasta, ou menos, e não sobra nada para formar bolhas. A intensidade de luz em que as duas se equilibram é o ponto de compensação.
Contar bolhas é um jeito preciso de medir a fotossíntese?
É rápido, mas grosseiro. As bolhas têm tamanhos diferentes, parte do oxigênio se dissolve na água e o gás não é oxigênio puro. Coletar o gás numa proveta invertida ou numa seringa, ou medir o oxigênio dissolvido com uma sonda, dá números melhores.
Diz que o WebGL está desativado.
A visualização 3D precisa de WebGL, que todo navegador atual tem. Ele pode ser desativado pela aceleração de hardware desligada nas configurações do navegador, ou por um driver gráfico muito antigo. Ligue a aceleração de hardware ou tente outro navegador.
Alguma coisa é enviada?
Não. A simulação é desenhada pelo seu próprio navegador com WebGL; nada é enviado a lugar nenhum, e ela continua funcionando offline depois que a página carrega.