Curvas Fotosíntesis-Irradiancia (P-E). 1.Luz 2.Procesos Físicos (circulación de la columna de...
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Curvas Fotosíntesis-Irradiancia
(P-E)
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1. Luz
2. Procesos Físicos (circulación de la columna de agua)
3. Foto aclimatación (pigmentos)
1. Temperatura (enzimas)
2. Concentración de CO2
3. Nutrientes
Factores que afectan la FotosíntesisFactores que afectan la Fotosíntesis
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DISTRIBUCION VERTICAL =DISTRIBUCION VERTICAL =PPespecifica (/cla)* luz * biomasaPPespecifica (/cla)* luz * biomasa
Columna bien mezclada
Floracion Superficial
Aguas oligotroficas con DCM
Lagos transparentes con maxima biomasa al fondo
Dep
th
Fotosintesis Biomasa
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Variacion Estacional
Fisicos• Temperatura• Luz
Nutrientes• silica• nitrogeno• fosforo
Biologicos • competicion• Hundimiento• Pastoreo • Parasitismo
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• Nutrientes
• Temperatura
• Luz
Cambios graduales Del orden de días-estacional
Cambios intensos Cantidad y calidad
En resumen: En resumen: Factores que afectan la Factores que afectan la FotosíntesisFotosíntesis
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PB
PB
m ax
Ek
mg
C(m
g C
hla)
-1 h
-1
(mg C(mg Chla)-1 h-1).(Mol quanta m-2 s-1)-1
Mol quanta m-2 s-1
Ek = PmB/B
Luz de Compensación: Producción Neta
Fot
osín
tesi
s B
ruta
R
Como evaluar la relación de la Como evaluar la relación de la Luz con la Fotosíntesis?Luz con la Fotosíntesis?
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Parametros Fotosinteticos
(mg C(mg Chla)-1 h-1).(Mol quanta m-2 s-1)-1)
Pm(mg C(mg Chla)-1 h-1)
EK(Mol quanta m-2 s-1)-1) – Indice de
Fotoaclimatacion
Eficiencia de captura de luz Eficiencia de conversion de la energia
Tasa de asimilacion de Carbono … reacciones en el Ciclo de Calvin o procesos de difusion y transporte Depende de la temperatura
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Parametro de Saturacion de Luz, EK
/
/
mK
BBmK
PE
PE
• Representa un optimo en la curva P-E• Muy utilizado por que es independiente de las unidades de medicion• Permite comparar el estado de fotoaclimatacion de especies/comunidades
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Forma de la Curva y Ecuaciones
EP
EPP
BBm
BBm
*
**
)/*tanh(* Bm
BBm PEPP
)exp1(* )/*( Bm
B PEBmPP
1. Smith, 1936
2. Jassby and Platt (1976)
3. Platt et al. (1980)
4. Otras …
Bm
BBm
B PEPEBm ePP /**)/*( *)exp1(*
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0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
J&P Smith Platt Platt_in
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Rendimiento Quantico, m
• Indice de la eficiencia de transferencia de energia desde los pigmentos hasta la cadena de transporte de electrones
CO2 =Moles de Carbono asimilados
Luz absorbida
O2 =Moles de Oxigeno Producidos
Luz absorbida
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CO2
O2 ()= B()/ a
(mg C. mg Chla-1. h-1)(mol. m-2. s-1)-1
(mg O2. mg Chla-1. h-1)(mol. m-2. s-1)-1
* Aunque varia con la longitud de onda, en general se asume como independiente. Se debe tomar en cuenta que hay pigmentos (zeaxanthina, b-caroteno, …) que aunque absorben energia (fotoproteccion) no la transfieren al CR.
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a - medida de la capacidad de absorción de luz por el fitoplancton
a () – varia con la longitud de onda
0
1
2
3
4
5
6
7
8
400 450 500 550 600 650 700
(nm)
m-2
(m
g C
la)-1
700
400
)().( dEaa inc
Integrar la absorción por todos los pigmentos
Seccion CruzadaSeccion Cruzada
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Sección Cruzada de la Absorción(Absorption Cross Section)
Definicion: Probabilidad de absorcion de un foton tomando en cuenta la habilidad para iniciar una respuesta fotoquimica,
Una antena?
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Que causa variaciones en
• Adición de algún pigmento (ej. Carotenos) que absorbe luz pero no transfiere la energía a un centro de reacción.
Luz es absorbida pero puede ser mas o menos efectiva en causar una respuesta fotoquimica
… varia con la longitud de onda
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PSU
PSII PSI
Perdidas Termicas/Fluorescencia
OPTICA
EFECTIVA
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Relacion con la Curva P-E
/Bm
aE EP
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Espectro de Acción de la Fotosíntesis
Indica o muestra las longitudes de onda que hacen que la fotosíntesis se lleve a cabo (ó sea más efectiva).
Engelmann, 1881
•Eficiencia con que la radiación electromagnética produce una reacción fotoquímica cuando se grafica en función de la longitud de onda. •El espectro de acción es un indicador de cual longitud de onda puede ser usada por la planta para producir fotosíntesis.
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Curvas P-E y Fotoaclimatación
Chla/célula < CR/célula
= Pacc (Antena)
Chla/célula> CR/célula
= Pacc (Antena)
Control: Baja Irradiancia
LB
LB
LA
B PmB(1)
PmB(2)
Ek(1)
Ek(2)
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LB= CR/célula
> Pacc (Antena)
LA= CR/célula
< Pacc (Antena)
LB> CR/célula
< Pacc (Antena)
LA< CR/célula
> Pacc (Antena)
B(1)
PmB(1)=(2)
Ek(1)
Ek(2)
B(2)
B(1)B(2) PmB(1)
PmB(2)
Ek
Ek-dependiente
Ek-independiente