¿Cuál es el efecto de la temperatura en la fotosíntesis?

Answer 1

Aunque las reacciones dependientes de la luz de la fotosíntesis no se ven afectadas por los cambios de temperatura, las reacciones de la fotosíntesis independientes de la luz dependen de la temperatura. Son reacciones catalizadas por enzimas. A medida que las enzimas se acercan a sus temperaturas óptimas, la tasa general aumenta. Se duplica aproximadamente por cada 10 ° C de aumento de temperatura. Por encima de la temperatura óptima, la velocidad comienza a disminuir, a medida que las enzimas se desnaturalizan, hasta que se detiene.

Cuanto más alta es la temperatura, entonces, mayor es la tasa de fotosíntesis, la fotosíntesis es una reacción química y la velocidad de la mayoría de las reacciones químicas aumenta con la temperatura. Sin embargo, para la fotosíntesis a temperaturas superiores a 40 ° C, la velocidad se ralentiza. Esto se debe a que las enzimas involucradas en las reacciones químicas de la fotosíntesis son sensibles a la temperatura y se destruyen a temperaturas más altas.

Para comprender mejor los efectos de la temperatura en la fotosíntesis, es importante conocer el efecto de la temperatura en las enzimas involucradas en la fotosíntesis. Las enzimas se ven muy afectadas por la temperatura. Si la temperatura es demasiado fría, las enzimas se mueven demasiado lentamente para alcanzar el sustrato y para que se produzca una reacción. Sin embargo, a medida que la temperatura aumenta, también lo hace la velocidad de reacción. Esto se debe a que la energía térmica causa más colisiones entre la enzima y el sustrato. Sin embargo, como recordará, todas las enzimas son proteínas y, a temperaturas demasiado altas, las proteínas se descomponen. El sitio activo de la enzima se distorsiona, por lo que el sustrato ya no encaja y, por lo tanto, la reacción no se produce. Decimos que la enzima ha sido desnaturalizada.

Answer 2

Las plantas, como cualquier organismo, sufren estrés por temperatura. La fotosíntesis, como cualquier reacción bioquímica, tiene condiciones óptimas, incluidas temperaturas óptimas. Algunas plantas serán más sensibles a la temperatura que otras.

Vamos a empezar con esta figura. Muestra la tasa fotosintética a varias temperaturas para varias especies. “Caliente” y “frío” se refieren a las condiciones de aclimatación (es decir, el ambiente de temperatura en el que se cultivaron las plantas antes de realizar el experimento, que varió temporalmente la temperatura):
Respuesta fotosintética y adaptación a la temperatura en plantas superiores.

Como puede ver, la tasa de fotosíntesis varía mucho con la temperatura. La temperatura óptima también varía según la especie y, de hecho, según el entorno en el que se cultivaron inicialmente. Algunas plantas son más plásticas y se aclimatarán a los cambios de temperatura (las tres inferiores), mientras que otras se lesionarán permanentemente y crecen en condiciones para las que no están adaptadas.

Sin embargo, el estrés por temperatura es complicado. A menudo se acompaña de otras tensiones (por ejemplo, sequía, condiciones de luz) y, a veces, son inseparables. La temperatura también afecta a otros procesos, lo que es más importante, la conductancia estomática. Los estomas son las “bocas respiratorias” de las hojas y son fundamentales para controlar el CO2 y la transpiración del agua, ambas relacionadas directamente con la fotosíntesis.

Las plantas, como debería ser obvio en la tabla, tienen adaptaciones a la temperatura. Como las plantas no pueden moverse (mucho), básicamente tienen que lidiar con lo que obtienen. (Tenga en cuenta que esto conduce a algunas dinámicas evolutivas bastante exclusivas del reino vegetal). Existen adaptaciones y respuestas en todos los niveles: bioquímico, fisiológico y morfológico. Por supuesto, los bioquímicos son los más importantes para la fotosíntesis, pero la fisiología también es inseparable (como la conductancia estomática), ya que la fotosíntesis no puede ocurrir sin el CO2 y el agua.

Tenga en cuenta, no soy un fisiólogo de plantas! Acabo de investigar un poco y respondí la pregunta desde que obtuve un A2A. Particularmente no escribí mucho sobre las adaptaciones porque no conozco la respuesta sin leer más.

Answer 3

El efecto de la temperatura en la tasa de fotosíntesis

La fotosíntesis es uno de los procesos bioquímicos más notables que se encuentran en la Tierra y permite a las plantas usar la luz solar para producir alimentos a partir de agua y dióxido de carbono. Los experimentos sencillos realizados por científicos muestran que la velocidad de la fotosíntesis depende fundamentalmente de variables como la temperatura, el pH y la intensidad de la luz. La tasa fotosintética generalmente se mide indirectamente al detectar la cantidad de dióxido de carbono liberado por las plantas.

Cómo funciona la fotosíntesis

La fotosíntesis define el proceso mediante el cual las plantas y algunas bacterias fabrican glucosa. Los científicos resumen el proceso de la siguiente manera: usando la luz solar, dióxido de carbono + agua = glucosa + oxígeno. El proceso ocurre dentro de estructuras especiales llamadas cloroplastos localizadas en las células de las hojas. Las velocidades de fotosíntesis óptimas conducen a la eliminación de mayores cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera local, produciendo mayores cantidades de glucosa. Dado que los niveles de glucosa dentro de las plantas son difíciles de medir, los científicos utilizan la cantidad de asimilación de dióxido de carbono o su liberación como un medio para medir las tasas de fotosíntesis. Durante la noche, por ejemplo, o cuando las condiciones no son las mejores, las plantas liberan dióxido de carbono. Las tasas de fotosíntesis máximas varían entre las especies de plantas, pero los cultivos como el maíz pueden alcanzar tasas de asimilación de dióxido de carbono tan altas como 0.075 onzas por pie cúbico por hora, o 100 miligramos por decímetro por hora. Para lograr un crecimiento óptimo de algunas plantas, los agricultores las mantienen en invernaderos que regulan las condiciones como la humedad y la temperatura. Hay tres regímenes de temperatura sobre los cuales cambia la tasa de fotosíntesis.

Baja temperatura

Las enzimas son moléculas de proteínas utilizadas por los organismos vivos para llevar a cabo reacciones bioquímicas. Las proteínas se pliegan en una forma muy particular, y esto les permite unirse de manera eficiente a las moléculas de interés. A bajas temperaturas, entre 32 y 50 grados Fahrenheit (0 y 10 grados Celsius), las enzimas que realizan la fotosíntesis no funcionan de manera eficiente, y esto disminuye la tasa de fotosíntesis. Esto conduce a una disminución en la producción de glucosa y dará como resultado un crecimiento atrofiado. Para las plantas dentro de un invernadero, la instalación de un calentador de efecto invernadero y un termostato evita que esto ocurra.

Temperaturas medias

A temperaturas medias, entre 50 y 68 grados Fahrenheit, o entre 10 y 20 grados Celsius, las enzimas fotosintéticas funcionan en sus niveles óptimos, por lo que las tasas de fotosíntesis son altas. Dependiendo de la planta en cuestión, configure el termostato de invernadero a una temperatura dentro de este rango para obtener mejores resultados. A estas temperaturas óptimas, el factor limitante se convierte en la difusión del dióxido de carbono en las hojas.

Altas temperaturas

A temperaturas superiores a 68 grados Fahrenheit, o 20 grados Celsius, la tasa de fotosíntesis disminuye porque las enzimas no funcionan tan eficientemente a esta temperatura. Esto es a pesar del aumento de la difusión de dióxido de carbono en las hojas. A una temperatura superior a 104 grados Fahrenheit (40 grados Celsius), las enzimas que realizan la fotosíntesis pierden su forma y funcionalidad, y la tasa de fotosíntesis disminuye rápidamente. El gráfico de la tasa fotosintética frente a la temperatura presenta un aspecto curvo con la tasa máxima que se produce cerca de la temperatura ambiente. Un invernadero o jardín que proporciona luz y agua óptimas, pero que se calienta demasiado, produce menos energía.

Answer 4

La enzima de Rubisco, la enzima que captura el dióxido de carbono, pierde su capacidad para distinguir entre el oxígeno y el dióxido de carbono a temperaturas más cálidas. Cuando reacciona con el oxígeno en lugar de dióxido de carbono, crea una sustancia química tóxica llamada 2-fosfoglycolate (2PG). La planta debe gastar su energía preciosa para desintoxicar 2PG.

A bajas temperaturas, la enzima se ralentiza porque todas las reacciones químicas se mueven más lentamente a temperaturas más bajas. Por lo tanto, el efecto general de la temperatura en la fotosíntesis es que aumenta con la temperatura a un nivel óptimo entre 20C y 30C (para plantas terrestres) y luego disminuye debido a la disminución de la eficiencia de Rubisco a medida que la temperatura aumenta por encima de eso.

Answer 5

La tasa de fotosíntesis en relación con la temperatura forma una curva de campana. A bajas temperaturas, las enzimas responsables de la fotosíntesis tienen muy poca energía, por lo que la velocidad de la fotosíntesis es muy lenta. Si está lo suficientemente frío como para que el agua se congele, puede ser muy perjudicial para una planta. A medida que aumenta la temperatura, las enzimas obtienen más energía, por lo que aumenta la velocidad de la fotosíntesis.

Si se calienta demasiado, las enzimas comienzan a perder su forma (desnaturalizarse). esto significa que no pueden funcionar correctamente y la tasa de fotosíntesis disminuye nuevamente. También a temperaturas más altas los estomas se cierran para evitar la pérdida de agua. Esto también detiene el intercambio de gases, lo que ralentiza aún más la fotosíntesis. Si hace suficiente calor para que hierva el agua, esto puede ser muy dañino.

Answer 6

La temperatura influye en la fotosíntesis al permitir que la flora se haga la fotosíntesis (es decir, se acumule) y respire (es decir, se aplaste) cuando puede haber una temperatura estándar de horas de luz solar. También permite que las plantas reduzcan el costo de la respiración en una noche más fresca. Con temperaturas altas, la respiración aumentará y los productos de la fotosíntesis se utilizarán más rápido de lo que pueden producirse. La velocidad de las reacciones químicas durante la fotosíntesis aumentará con la temperatura. pero, las temperaturas superiores a 40 ° C hacen que el procedimiento disminuya. Esto sucede porque las enzimas involucradas en la fotosíntesis son sensibles a la temperatura. Además, las bajas temperaturas motivan a las flores a desarrollarse pobremente. Se ralentiza la fotosíntesis, lo que resulta en un crecimiento más lento y disminución de los rendimientos.