Ciclo básico de energía en la biosfera

Fotosíntesis y Respiración Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

PRODUCTOS ORGÁNICOS Y OXÍGENO, RICOS, EN CONJUNTO, EN ENERGÍA SUSTRATOS INORGÁNICOS, SIN POTENCIAL QUÍMICO ÚTIL (carbohidratos, hidrocarburos, lípidos, proteínas, ác. nucleicos y oxígeno molecular) (agua, dióxido de carbono, nitrato o dinitrógeno, sulfato, fosfato) F O T O S Í N T E S I S R E S P I R A C I Ó N l u z b i o e n e r g í a Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

Agua++ Fotosíntesis Respiración ATP Luz solar Aire Anhídrido carbónico Suelo Nitrato Sulfato Fosfato Azúcares Lípidos Ácidos nucleicos Proteínas Oxígeno NUTRIENTESBIOMASA Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

CC NN H SS PPH~ OHO)( OH OO++ OH OO Fotosíntesis Respiración ATP Luz solar Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

Tipo de luz activa en fotosíntesis Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

The Z-scheme of photosynthesis

DA Walker (2002) Trends Plant Sci 7, The Z-scheme of photosynthesis Mechanical analogy

ee ee ee ee *** ** ** HH OOH (( (( )) )) -- ~ ~ ~ ~ 22 h h I I I FotosíntesisRespiración Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

The respiratory electron transport chain Mechanical analogy

h H e P X H e P X a b i + + * ~ ~ Transducción secuencial de la energía ~ ~ ~ ~ Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

HOW MUCH ATP DO WE PRODUCE? AT REST Adult converts one half body weight equivalent of ATP per day AT REST Adult converts one half body weight equivalent of ATP per day NORMAL Adult converts body weight equivalent of ATP per day NORMAL Adult converts body weight equivalent of ATP per day HARD WORK Adult converts up to 1000 kg ATP per day HARD WORK Adult converts up to 1000 kg ATP per day 1000 kg 70kg? £1M? Cambridge University Robert Poole

El Sol: Fuente de energía y vida

FuerzaIntensidad PartículasIntervalo Ejemplo relativa responsablesde acción Nuclear fuerte1Protones y neutrones mMantiene los núcleos unidos (quarks) Electromagnética1/137Partículas con cargaInfinitoMantiene los átomos unidos Nuclear débil10 -5 Protones y neutrones mEmisión de radiactividad (quarks), electrones Gravitatoria6 x Todas las cosasInfinitoMantiene el sistema solar Las cuatro fuerzas de la Naturaleza

Astronautas del Apolo 8: Ahora es Isaac Newton quien está haciendo el mayor trabajo Newton (Principia, 1687): Every object in the universe attracts every other object Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

TiempoTemperaturaSituación (K) 0¿Infinito?Creación s10 32 Inflación s10 27 Bing-bang s10 12 Quarks y partículas exóticas llenan el Universo 1 s Neutrones y protones 3 min10 9 Deuterio, helio, litio 10 5 – 10 6 años3 x 10 3 Materia desintegrada / radiación 10 6 – años<10 3 Átomos y galaxias. Compuestos 1,05 x años<10 3 Tierra 1,15 x añosVida en la Tierra 1.5 x años3Universo en la actualidad Formación del Universo

= 10 K 0 7 4, Da 4 x 1, Da 4 H He+ Energía(26,7 MeV) (28,7 mDa) T 1 mDa = 0,934 MeV E= mc Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

150 x 10 6 km Sol Tierra  4 MTon / s 8 min  100 Ton / día Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa Editorial Rueda, Madrid ( )

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Io Júpiter Tierra Sol Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA En 1676, Römer hizo las primeras estimaciones de la velocidad de la luz

3x10 80 Masa de un cuerpo en movimiento c m o Velocidad (m s -1 ) Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

Observador en la Tierra estrella A Sol Posición ficticia de la estrella A rayo de luz procedente de la estrella A trayectoria supuesta trayectoria real Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

10 x ,00,5 Energía (Julios) 0 E/m = c 2 = 9 x J/kg Masa (kg) 5 x Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

Full-field image of the Sun from the Soft X-ray Telescope (SXT) obtained on December 1, 2001 White-light coronameter image from the High Altitude Observatory Mauna Loa (Hawaii) ( February 10, 2002)

Conversión de la energía solar por el reino vegetal en compa- ración con las reservas de combustibles fósiles y de biomasa

Requerimientos energéticos y alimentarios de la población humana en relación con la energía solar fijada por el reino vegetal

Fuentes energéticas de consumo a nivel mundial

biomasa energía hidroeléctrica energía nuclear gas natural carbón petróleo Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

Distribución porcentual del consumo de las fuentes de energía

Promedio anual de la irradiancia solar en diferentes regiones de la Tierra a) Energía incidente perpendicularmente fuera de la atmósfera a una distancia del Sol igual a la distancia media de la Tierra al Sol. b) Energía incidente sobre la superficie terrestre en la dirección perpendicular a los rayos solares en un día claro sin nubes

Incapacidad del intelecto Richard Feyman (Premio Nobel, 1965): La progresión de las teorías físicas actuales ha hecho que éstas resulten cada vez más abstractas e incomprensibles. La situación sería como la del gato de Cheshire en la obra Alicia en el país de las maravillas (Lewis Carrol, 1862) Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

Equivalencia entre masa y energía Desiderio Papp (Einstein. Historia de un espíritu, 1978): Si la relatividad de las masas es considerada como la corona de la teoría de la relatividad, el descubrimiento de que la masa y la energía representan sólo dos aspectos intercambiables del mismo ente físico, bien puede considerarse como la gema de mayor quilate de la corona. Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

Serendipismo Arquímedes: ¡Eureka! (en griego, lo encontré) Las Fronteras del Conocimiento Miguel A. de la Rosa (1996) Addison Wesley, Wilmington, Delaware, USA

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