1) Si para la fijación de CO2 se necesitan +2.840KJ/mol. a) ¿Cuántos moles de fotones de luz roja serian necesarios? b) ¿Y de luz azul? c) ¿Cuántos moles de fotones de luz de 700nm serian necesarios para la obtención de 1 mol de glucosa? a. 1 mol de dióxido de carbono → +2840KJ/mol (endergónico) h=6,626*10-34 J . s N = 6,02 * 1023 fotones o moléculas /mol E=N h*γ γ=c/λ c= Velocidad de la luz. λ= longitud de onda en nm. Luz roja=700nm=λ E=N 117.150/λ=117.150/700=167,35KJ +2.840/167,35=16,97 moles de fotones de luz roja b. Luz azul=500nm=λ E=117.150/500=234,3KJ/mol +2840KJ/234,3=12,12 moles de fotones de luz azul c. 1 mol ---------------- 2840 KJ/mol 6 moles -------------- 17.040 KJ/mol La energía de un mol de fotones de luz roja es de 167,35 KJ, para fijar seis moles de CO2 se necesitan 17.040 KJ de energía. 17.040 / 167,35= 101,82 moles de fotones de luz roja son necesarios para obtener un mol de glucosa. 2) Una planta asimila netamente 0,5 moles de CO2 durante el período de iluminación diurna y consume netamente 0,12 moles de O2 durante la noche. Suponiendo que todos los intercambios gaseosos se deben a fotosíntesis y respiración de biomasa (CH2O) (masa molecular equivalente: 30), se desea conocer los g de biomasa que se producen o consumen netamente durante: a) el período de iluminación diurno, b) la noche, y c) todo el día a. CO2 + H2O CH2O + O2 1 mol CO2 --------------- 1 mol CH2O 0.5 moles CO2-------- 0.5 moles CH2O 30 g CH2O/1 mol CH2O *0.5 moles CH2O = 15 g CH2O b. Por la noche sólo se da respiración por lo que se consumiran, por el mismo razonamiento que en el apartado anterior, 0.12 moles que corresponden a 3.6g de CH2O. c. 1 mol O2 --------------- 1 mol CH2O 0.12 moles O2 ------- 0.12 moles CH2O por lo tanto durante el día como existen ambos procesos se producen 0.5 moles de CH2O y se consumen 0.12 por lo que netamente resulta: 30 g CH2O /1 mol CH2O *0.38 moles de CH2O = 11.4 g CH2O 3) Una planta produce 3 g/h de O2 por fotosíntesis total y se estima que produce 1,1 g/h de CO2 por respiración (mitocondrial + fotorrespiración). Se desea saber cuántos g de biomasa (expresada como sacarosa: C12H22O11) produce pro fotosíntesis neta en una h (C= 12, O = 16, H = 1) 12CO2 + 11H2O C12H22O11 + 12O2 la planta producirá: 3g O2 /32 g O2 = 0.09 moles O2 Y, en respiración: 1.1g CO2 /44 g CO2 = 0.025 moles CO2 Con lo que consumirá en respiración: 12 moles CO2 ------------ 12 moles O2 0.025 moles CO2 ------------ 0.025 moles O2 La producción total de O2 será: 0.09 moles O2 - 0.025 moles O2 =0.07 moles O2 0.07 moles sacarosa/h. O2*1mol sacarosa/12 moles O2= 0.006 moles 0.006 moles sacarosa * 342 g sacarosa/ 1 mol sacarosa = 2.05 g de sacarosa (en 1 h) 4) Una plantación produce netamente 10 t de biomasa (CH2O) por ha y año. Sabiendo que en esa plantación la relación (peso/peso) agua transpirada/biomasa producida es 400, se desea conocer las necesidades (en t ha-1 año-1) de agua y CO2 de la plantación (masas atómicas: C = 12, H = 1, O = 16). CO2 + H2O CH2O + O2 H2Ot / CH2O=400 H2Ot=400* CH2O H2Ot=4000 t (44g CO2 /30g CH2O) *10 * 106g CH2O=1.47 * 107g CO2 =1.47 * 104 Tm CO2 5) Una plantación asimila netamente 22 t de CO2 por ha y año y consume, entre aguas de lluvia y riego, 6000 m3 de agua por ha y año. Se desea conocer: a) Las producciones por año y por ha de biomasa (CH 2O) y de O2 de esa plantación. b) La relación aproximada (mas/masa) de agua Transpirada/biomasa neta producida por la plantación. (Masas atómicas: C = 12, H = 1, O = 16) CO2 + H2O a. CH2O + O2 6000 m3 * 1t/1m3= 6000t 30g CH2O/44g CO2 *22*106g CO2= 15*106g CH2O= 15t CH2O 32g O2/44g CO2 *22*106g CO2= 16*106g O2 =16t O2 b. H2Ot / CH2O= 6000/15= 400 6) Se estima que un cloroplasto contiene 0,27 x 10-13 g de rubisco (masa molecular 560000 y 8 centros catalíticos por molécula); 0,12 x 10-12 g de clorofilas y 31,5 x 10-16 g de permeasa de fosfato: triosa-fosfato (masa molecular 30000). Se estima también que las hojas contienen 1,5 mg de clorofila/dm2. Si en un determinado momento las hojas están fotosintetizando sacarosa (15 mg/h dm2) y almidón (5 mg/ h dm2), y se desprecia la contribución de la fotorrespiración, se desea conocer: a) Cuántas moléculas de CO2 an cada segundo en los cloroplastos b) Cuántas moléculas de CO2 son fijadas por segundo en cada centro activo de rubisco. c) Cuántas moléculas de triosa-fosfato pasan de un cloroplasto al citoplasma por segundo. d) Cuántas mléculas de triosa-fosfato se intercambian cada segundo en cada centro activo de la permeasa? (masas moleculares y equivalentes: sacarosa = 342, sillar estructural del almidón (C6H10O5)= 162)