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Publicada porClarisa Guadalupe Modificado hace 9 años
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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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IR Onda corta directa Cielo Onda corta del cielo Onda corta de las nubes Diferentes clases de radiación
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ECUACIÓN GLOBAL nH 2 O + nCO 2 nO 2 + (CH 2 O)n luz FOTOSÍNTESIS OXIGÉNICA (CH 2 O)n = fotoasimilados GLUCOSA SACAROSA FRUCTUOSA ALMIDÓN
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Photosynthesis 6CO 2 + 12H 2 0 C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6 H 2 O
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Eficiencia de Fotosíntesis Productos – Reactantes = -454 kJ mol -1 de carbono 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 10 8 m s -1 272 kJ mol -1 fotones de luz azul 8 = 2177 kJ mol -1 454 / 2177 100 = 20.1% eficiente
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Eficiencia de Fotosíntesis Productos – Reactantes = -454 kJ mol -1 de carbono 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 10 8 m s -1 176 kJ mol -1 fotones de luz rojo 8 = 1408 kJ mol -1 454 / 1408 100 = 32.2% eficiente
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Eficiencia de Fotosíntesis Productos – Reactantes = -454 kJ mol -1 de carbono 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 10 8 m s -1
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Eficiencia de Fotosíntesis H───O───H + O═══C═══O H───C───O───H + O ═══ O │ │ 463 800 413350 498 ½ (348) 463 + 463 + 800 + 800 = 2526 kJ mol -1 413 + 348 + 350 + 463 + 498 = 2072 kJ mol -1 Productos – Reactantes = -454 kJ mol -1 de carbono
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8 fotones + H 2 O + CO 2 {CH 2 O} + O 2 intermedios: 2 NADPH y 3 ATP
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Fotosíntesis H 2 O + CO 2 + hv {CH 2 O} + O 2 1. hv + Clorofila Clorofila * 2. H 2 O + Cla * + ADP + NADP + ATP + NADPH + O 2 + Cla 3. ATP + NADPH + CO 2 CH 2 O + ADP + NADP +
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Fotosíntesis H 2 O + CO 2 + hv {CH 2 O} + O 2
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Fotoinhibición hv + O 2 = O 2 * ! Daña de: –D1 proteina de PSII –Membranos (peroxidacion de lipidas) –Oxidacion de chlorofila –Etc.
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Fotoinhibicion
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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 CO 2 alrededor de la hoja se reduce 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
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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.
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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.
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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.
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Radiación fotosintéticamente activa (PAR). Longitud de onda de luz absorbida por la clorofila 760390
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Comparison of C3 & C4 leaves C3 - note the lack of chloroplasts in the bundle sheath C4 - note the extensive chloroplasts in the bundle sheath
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ECUACIÓN DE LA FOTOSÍNTESIS OBTENIENDO COMO PRODUCTO UN MONOSACÁRIDO 6H 2 O + 6CO 2 6O 2 + (CH 2 O)6 luz REACCIÓN ENDERGÓNICA ANTIGUA: THEODORE DE SAUSURE, H2O JEAN SENEBIER, CO2 JAN INGENHOUSZ LUZ JOSEPH PRIESTLEY, 1771 O2
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Balance de energía de una hoja Irradiación solar absorbida Irradiación IR de los alrededores Radiación IR emitida Convexión y conducción de calor Calor latente Hacia la hoja Fuera de la hoja =
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Balance de energía de una hoja Irradiación solar absorbida Irradiación IR de los alrededores Radiación IR emitida Convexión y conducción de calor Calor latente Fotosíntesis metabolismo Hacia la hoja Fuera de la hoja Almacenada por la hoja – =
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Definición y características de varias regiones de longitud de onda de la luz. ColorRango de longitud de onda (nm) Longitud de onda representativa Frecuencia (Ciclos/S) o hertzios Energía (KJ/mol) Ultravioleta<40025411.8 x 10 14 471 Violeta400-4254107.31 x 10 14 292 Azul425-4904606.52 x 10 14 260 Verde490-5605205.77 x 10 14 230 Amarillo560-5855705.26 x 10 14 210 Anaranjado585-6406204.84 x 10 14 193 Rojo640-7406804.41 x 10 14 176 Infrarrojo>74014002.14 x 10 14 85
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La energía solar que llega cada año a la atmósfera equivale aproximadamente a 520 x 10 22 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 10 23, No. de avogadro) fotones de energía (Nhv) para poder iniciar una reacción
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Un fotón debe tener una energía determinada para poder excitar a un solo electrón de la molécula de pigmento e iniciar la fotosíntesis.
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Un mol de luz roja tiene 18.4 x 10 4 joules
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6 CO 2 + 6 H 2 O + Energía luminosa =(con clorofila)==> C 6 H 12 O 6 + 6 O 2. La siguiente ecuación considera, que el oxígeno que se libera proviene del agua: 6 CO 2 + 12 H 2 O + Energía luminosa =(con clorofila)=> C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 + 6 H 2 O
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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 ).
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Fotochimica resonance transfer resonance transfer absorption blue light absorption red light radiationless transitions fluorescence ground state excited state
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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
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RESONANCIA INDUCTIVA FLUORESCENCIA ACEPTORA FLUORESCENCIA DADORA
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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: 1.Transferencia de la energía a otro pigmento. 2.Disipación de la energía en forma de calor. 3.Fluorescencia. Fotochimica
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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
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EFECTO EMERSON INCREMENTO DEL ROJO DECREMENTO DEL ROJO DOS LONGITUDES DE ONDA SIMULTANEAS UNA SOLA LONGITUD DE ONDA INCIDENTE
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PRESUNCIÓN DE LA EXISTENCIA DE DOS FOTOSISTEMAS
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Las reacciones de oscuridad se efectúan en el estroma; mientras que las de luz ocurren en los tilacoides.
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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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