Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de Oxigeno.
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Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de Oxigeno. En tres años según el nivel de consumo estimado a nivel mundial, se habría agotado. La tasa de producción de oxigeno fotosintético es aproximadamente 30 veces superior a la velocidad de respiración de los mismos tejidos.

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Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de Oxigeno.

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Presentation Transcript


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de Oxigeno.

En tres años según el nivel de consumo estimado a nivel mundial, se habría agotado.

La tasa de producción de oxigeno fotosintético es aproximadamente 30 veces superior a la velocidad de respiración de los mismos tejidos


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Diferentes clases de radiación

Cielo

Onda corta

directa

IR

Onda corta

del cielo

Onda corta

de las nubes


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

ECUACIÓN GLOBAL

FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA

luz

nH2O + nCO2 nO2 + (CH2O)n

(CH2O)n = fotoasimilados

GLUCOSA

SACAROSA

FRUCTUOSA

ALMIDÓN


Photosynthesis

Photosynthesis

6CO2 + 12H20 C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Eficiencia de Fotosíntesis

8 fotones de luz,  = 440 nm (azul)?

Formula para calcular la energia en luz:

E = h c / 

Donde h = el Constante de Planck = 6.626  10-34 J s-1

c = velocidad de luz = 3.0  108 m s-1

272 kJ mol-1 fotones de luz azul  8 = 2177 kJ mol-1

454 / 2177  100 = 20.1% eficiente

Productos – Reactantes = -454 kJ mol-1 de carbono


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Eficiencia de Fotosíntesis

8 fotones de luz,  = 680 nm (rojo)

Formula para calcular la energia en luz:

E = h c / 

Donde h = el Constante de Planck = 6.626  10-34 J s-1

c = velocidad de luz = 3.0  108 m s-1

176 kJ mol-1 fotones de luz rojo  8 = 1408 kJ mol-1

454 / 1408  100 = 32.2% eficiente

Productos – Reactantes = -454 kJ mol-1 de carbono


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Eficiencia de Fotosíntesis

8 fotones de luz,  = 680 nm (rojo)

Formula para calcular la energia en luz:

E = h c / 

Donde h = el Constante de Planck = 6.626  10-34 J s-1

c = velocidad de luz = 3.0  108 m s-1

Productos – Reactantes = -454 kJ mol-1 de carbono


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

H───C───O───H + O ═══ O

Eficiencia de Fotosíntesis

H───O───H + O═══C═══O 

800

800

463

463

463 + 463 + 800 + 800 = 2526 kJ mol-1

½ (348)

498

413

350

463

½ (348)

413 + 348 + 350 + 463 + 498 = 2072 kJ mol-1

Productos – Reactantes = -454 kJ mol-1 de carbono


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

8 fotones + H2O + CO2 {CH2O} + O2

intermedios: 2 NADPH y 3 ATP


Fotos ntesis

Fotosíntesis

H2O + CO2 + hv {CH2O} + O2

  • hv + Clorofila  Clorofila*

  • H2O+Cla*+ADP+NADP+ATP+NADPH+O2+Cla

  • ATP + NADPH + CO2  CH2O + ADP + NADP+


Fotos ntesis1

Fotosíntesis

H2O + CO2 + hv {CH2O} + O2


Fotoinhibici n

Fotoinhibición

hv + O2 = O2* !

Daña de:

  • D1 proteina de PSII

  • Membranos (peroxidacion de lipidas)

  • Oxidacion de chlorofila

  • Etc.


Fotoinhibicion

Fotoinhibicion


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Eficiencia fotosintética (EF)

·Solo el 20% de la energía solar se convierte en energía química

·La EF teórica de las plantas es del 4%

·La EF puede bajar a < 4% si el CO2 alrededor de la hoja sereduce

·Sólo parte de la energía química se convierte en biomasa

·La EF real del proceso es del 1 al 3%

·No hay maneras de alterar el proceso fotosintético

·Mantener las condiciones ambientales óptimas

·Seleccionar plantas con rutas fotosintéticas apropiadas


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Proporción de disminución de la luz debajo del dosel de un monocultivo de calabaza y de maíz, y de un cultivo asociado de maíz - calabaza.


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Determinantes de la variación de la luz

·Estacionalidad. Afecta la intensidad y duración del la luz.

·Latitud. Afecta la intensidad y duración del la luz.

·Altitud. Afecta la intensidad de luz.

·Relieve. Afecta la intensidad y duración del la luz.

·Calidad del aire. Afecta la intensidad de luz.

·Estructura del dosel vegetal. Afecta la cantidad y calidad.


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Características de la luz visible

·Calidad. Proporción de colores que componen la luz: violeta, azul,verde, amarillo, naranja y rojo.

·Intensidad. Contenido total de PAR que llega a las plantas por unidad de superficie foliar en cierto periodo de tiempo. Niveles de intensidad: punto de saturación y punto de compensación.

·Duración. Tiempo en el que la superficie foliar está expuesta a la luz diariamente. Tiempos de duración: fotoperiodo.


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

390

760

Radiación fotosintéticamente activa (PAR).

Longitud de onda de luz absorbida por la clorofila


Comparison of c3 c4 leaves

C3 - note the lack of chloroplasts in the bundle sheath

C4 - note the extensive chloroplasts in the bundle sheath

Comparison of C3 & C4 leaves


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

ECUACIÓN DE LA FOTOSÍNTESIS OBTENIENDO COMO PRODUCTO UN MONOSACÁRIDO

luz

6H2O + 6CO2 6O2 + (CH2O)6

REACCIÓN ENDERGÓNICA

  • ANTIGUA:

  • THEODORE DE SAUSURE, H2O

  • JEAN SENEBIER, CO2

  • JAN INGENHOUSZ LUZ

  • JOSEPH PRIESTLEY, 1771 O2


Balance de energ a de una hoja

Balance de energía de una hoja

Fuera de la hoja

Hacia la hoja

Radiación IR emitida

Convexión y conducción de calor

Calor latente

Irradiación solar absorbida

Irradiación IR de los alrededores

=


Balance de energ a de una hoja1

Balance de energía de una hoja

Fuera de la hoja

Hacia la hoja

Almacenadapor la hoja

Irradiación solar absorbida

Irradiación IR de los alrededores

Radiación IR emitida

Convexión y conducción de calor

Calor latente

Fotosíntesis

metabolismo

=


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Definición y características de varias regiones de longitud de onda de la luz.

Color

Rango de longitud de onda (nm)

Longitud de onda representativa

Frecuencia (Ciclos/S)

o hertzios

Energía

(KJ/mol)

Ultravioleta

<400

254

11.8 x 1014

471

Violeta

400-425

410

7.31 x 1014

292

Azul

425-490

460

6.52 x 1014

260

Verde

490-560

520

5.77 x 1014

230

Amarillo

560-585

570

5.26 x 1014

210

Anaranjado

585-640

620

4.84 x 1014

193

Rojo

640-740

680

4.41 x 1014

176

Infrarrojo

>740

1400

2.14 x 1014

85


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

La energía solar que llega cada año a la atmósfera equivale aproximadamente a 520 x 1022 Kj

Según la ley de Einstein de equivalencia fotoquímica,una molécula reaccionara solo después de haber absorvido un foton de energía (hv).

Por tanto, un mol de un compuesto debe absorver N (N= 6.023 x 1023, No. de avogadro) fotones de energía (Nhv) para poder iniciar una reacción


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Un fotón debe tener una energía determinada para poder excitar a un solo electrón de la molécula de pigmento e iniciar la fotosíntesis.


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Un mol de luz roja tiene 18.4 x 104 joules


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

6 CO2 + 6 H2O + Energía luminosa =(con clorofila)==> C6H12O6 + 6 O2

.

La siguiente ecuación considera, que el oxígeno que se libera proviene del agua:

6 CO2 + 12 H2O + Energía luminosa =(con clorofila)=> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

En las plantas y otros organismos fotosintéticos existen diferentes tipos de clorofilas. La clorofila a se encuentra en todos los organismos fotosintéticos (plantas, ciertos protistas, proclorobacterias y cianobacterias). Los pigmentos accesorios absorben energía que la clorofila es incapaz de absorber. Los pigmentos accesorios incluyen clorofila b (en algas y protistas las clorofilas c,d y e), xantofila(amarilla) y caroteno, anaranjado ( como el beta caroteno, un precursor de la vitamina A ).


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Fotochimica

excited state

radiationless transitions

absorption blue light

resonance

transfer

resonance

transfer

absorption red light

fluorescence

ground state


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

La energía de excitación de la molécula del dador es transferida por resonancia a la molécula del aceptor.

Una de la condiciones para éste tipo de transferencia es que el estado fluorescente de la molécula dadora debe poseer una energía mayor o igual a la del estado fluorescente de la molécula aceptora.

ie. La banda fluorescente de la molécula dadora debe traslapar la banda de absorción de la aceptora


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

RESONANCIA INDUCTIVA

ACEPTORA

DADORA

FLUORESCENCIA

FLUORESCENCIA


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Fotochimica

  • La absorción es realizada por la clorofila principalmente.

  • Clorofila está estable alrededor de 10-9 segundos después la absorción de un fotón. Después hay tres opciones:

    • Transferencia de la energía a otro pigmento.

    • Disipación de la energía en forma de calor.

    • Fluorescencia.


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

LA TRANSFERENCIA DE ENERGÍA DE EXCITACIÓN DE CLOROFILA a A CLOROFILA b ES 100% EFICIENTE.

LA TRANSFERENCIA DE CAROTENOS A CLOROFILA a ES DE 40%.

LAS MOLÉCULAS DEBEN ESTAR CERCANAS PARA OBTENER UN TRANSFERENCIA EFICIENTE


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

EFECTO EMERSON

UNA SOLA LONGITUD DE ONDA INCIDENTE

DECREMENTO DEL ROJO

DOS LONGITUDES DE ONDA SIMULTANEAS

INCREMENTO DEL ROJO


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

PRESUNCIÓN DE LA EXISTENCIA DE DOS FOTOSISTEMAS


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

Las reacciones de oscuridad se efectúan en el estroma; mientras que las de luz ocurren en los tilacoides.


Cada segundo se consumen como promedio 10 000 toneladas de oxigeno

La energía de los fotones puede expresarse en electrón volts (eV) el cual es igual a la energía que necesita un electrón cuando pasa a través de un potencial de un volt y ello equivale a 1.6 x 10-19 J.


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