Academic literature on the topic 'Fotosíntesis'

De los procesos bioquímicos conocidos por el hombre, la fotosíntesis es quizá el más importante. A través de ella la energía lumínica es absorbida e incorporada a la molécula de carbohidrato en forma de enlaces químicos.

Introducción al EStudio de la Fotosíntesis y la Respiración.Objetivos.Observar las evidencias de la utilización del CO2 y el O2 en el proceso de la fotosíntesis y la respiración, y demostrar la interdependencia entre animales y plantas.

La fotosíntesis es uno de los ejes temáticos más conflictivos para los estudiantes, por un lado, por su falta de comprensión y, por otro, es el tema con el cual más dificultades acumulan. Por ello, esta investigación pretende describir las concepciones acerca de la fotosíntesis de 24 estudiantes de grado décimo y undécimo de una institución educativa del municipio de Coper, en el contexto rural del departamento de Boyacá, Colombia. Se desarrolla según un enfoque cualitativo, que permite comprender cómo los estudiantes de un contexto rural entienden la fotosíntesis y qué otros conceptos pueden asociar en sus concepciones. Se utilizó un cuestionario de 30 preguntas. Se encontró que los estudiantes tienen ideas alternativas que a menudo los lleva a pensar que la fotosíntesis es un tipo de respiración de las plantas. También se hizo evidente que no reconocen en su totalidad los compuestos necesarios para que el proceso se lleve a cabo. Esto dificulta en gran medida la comprensión de conceptos como la nutrición autótrofa, la respiración, el intercambio gaseoso y rutas metabólicas.

Este artículo presenta los resultados obtenidos en un estudio que tuvo como objetivo analizar el conocimiento didáctico del contenido sobre la fotosíntesis (CDCF) de dos profesoras de Biología, nivel de educación de secundaria en un colegio privado de Bogotá (Colombia). El enfoque fue interpretativo de tipo cualitativo. El método consistió en un estudio de caso y se utilizó la entrevista semi-estructurada, el cuestionario y el registro fílmico como técnicas de recolección de información. Se configuraron los elementos del CDCF de acuerdo al análisis de investigaciones relativas a la enseñanza de la fotosíntesis y al conocimiento didáctico del contenido. Se encontró que hay diferencias en el CDCF de las profesoras de cada uno de los grados analizados. Además, que unos elementos del CDCF permiten construir y desarrollar otros y es necesario conocerlos para dar cuenta del conocimiento que permite a las profesoras enseñar la fotosíntesis.

Se evaluó el efecto de la simbiosis de hongos micorrícicos vesículo arbusculares (MVA) en el crecimiento, la fotosíntesis estacional y la anatomía foliar en plantas jóvenes de Agave tequilana. Éstas se establecieron en macetas y fueron inoculadas con una de dos cepas de hongos MVA: Glomus fasciculatum (Gf) o Glomus intraradices (Gi), para su comparación con testigos sin inoculación. Para la evaluación de estos tratamientos se usó un diseño experimental completamente al azar, con seis repeticiones, en un total de 18 unidades experimentales. Las variables fisiológicas y morfológicas evaluadas fueron: tasa de fotosíntesis, número de hojas jóvenes, longitud, ancho y grosor de hojas maduras, y porcentaje de colonización de raíces por hongos MVA. La inoculación incrementó la fotosíntesis, siendo ésta mayor en individuos tratados con la cepa Gi que con la Gf y las plantas testigo, lo cual se relacionó con un aumento en el grosor del mesófilo, que fue más notable en el clorénquima. Sin embargo, las micorrizas no afectaron las variables relacionadas con el crecimiento, la longitud y el ancho de las hojas.

One of the subjects of physiological ecology which has reached the greatest development and practical importance is the study of photosynthesis and carbon economy in plants growing in the natural environment. In this paper the recent Developments in this field are analyzed emphasizing the relationship of the plant production physiology with growth and architecture and also with organ movement. The future developments in the field are discussed.

Reportamos el uso de la técnica fotoacústica resuelta en tiempo en el análisis de la evolución de oxígeno fotosintético y el almacenamiento de energía en plantas verdes. Presentamos una aplicación de esta técnica al monitoreo de la fotosíntesis en la maleza acuática llamada comúnmente lirio acuático o jacinto de agua (Eichhornia Crassipes).Palabras Clave: Fotosíntesis; técnica fotoacústica; lirio acuáticoAbstractWe reported about the use of the time resolved photoacoustic technique for the analysis of the photosynthetic oxygen evolution and the energy storage in green plants. We present an application of this technique to the study of the photosynthesis in the aquatic vegetation, usually called aquatic lirium or water hyacinth (Eichhornia Crassipes). Keywords: Photosynthesis, photoacoustic technique, water hyacinth.

Las procedencias de las semillas son importantes para el establecimiento de plantaciones forestales. El objetivo del estudio fue evaluar la subespiación en caracteres eco-fisiológicos de procedencias de S. parahyba subesp. amazonicum (Huber ex Ducke) Barneby en la etapa de vivero y su crecimiento inicial en campo. En la etapa de vivero se evaluó la tasa de fotosíntesis, transpiración, conductancia estomática, altura y diámetro del tallo, y distribución de materia seca; en la etapa de campo se evaluó la supervivencia de las plantas y su crecimiento en altura y diámetro dos años después de la siembra. Se utilizaron las procedencias Ji-Paraná (RO), Belterra (PA), Alta floresta (MT) y Brasiléia (AC). En vivero se utilizó un diseño experimental completamente al azar y en campo un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones. Los parámetros fotosíntesis, conductancia estomática y transpiración en la fase de vivero mostraron subespiación significativa entre procedencias (p≤ 0.05), donde la procedencia Brasiléia presentó tasa mayor de conductancia estomática y transpiración, mientras Alta floresta valores mayores de fotosíntesis. Las procedencias Ji-Paraná y Alta Floresta, en la fase de vivero, por presentar mayor asignación de biomasa del tronco (56.9%) y radicial (52.2%) respectivamente, demostró potencial mayor para el uso en silvicultura por lo que poderá propiciar mejor desempeño de las plantas en condiciones de campo.

En la presente Tesis se han analizado diferentes casos de estudio acerca del estrés abiótico en plantas, cuyos objetivos fueron: (a) estudiar la vinculación entre daño oxidativo y la fotoinhibición en plantas de soja sometidas a bajas temperaturas; (b) la fotoprotección en plantas de trigo duro sometidas a déficit hídrico (c) el daño oxidativo al aparato fotosintético del trigo blando bajo déficit hídrico (d) la respuesta fotosintética de la espiga y la hoja bandera de trigo duro bajo estrés hídrico post-antesis y (e) los rasgos fisiológicos asociados a un mejor comportamiento agronómico de dos cultivares de cebada en condiciones de déficit hídrico en clima mediterráneo.
(a) La relación entre fluorescencia variable y fluorescencia máxima (Fv/Fm) decreció en plantas expuestas durante 24 hs. a 7ºC y 500 mol m-2 s-1 de irradiancia, pero no en hojas sometidas a frío en oscuridad. La fotoinhibición fue exacerbada mediante el tratamiento con lincomicina (inhibidor de la síntesis de proteínas cloroplásticas), sugiriendo que los mecanismos de reparación alivian el daño al fotosistema II (PSII) asociado al frío. El grado de daño oxidativo a proteínas tilacoidales (carbonilación) y a lípidos (malondialdehido) no cambia en respuesta al frío. La aplicación del precursor del ácido ascórbico (Gal), o del análogo del -tocoferol (Trolox) no previene la fotoinhibición por frío. Nuestros datos sugieren que el estrés por frío no causa daño oxidativo masivo a las proteínas tilacoidales y a lípidos.
(b) El 'quenching no fotoquímico' (qN), así como el contenido de zeaxantina y anteraxantina aumentó con el estrés. El -caroteno se incrementó a estrés severo, sugiriendo un aumento de las defensas antioxidantes. El índice fotoquímico (PI), mostró una progresiva disminución, lo cual fue paralelo a un incremento en el estado de de-epoxidación del ciclo de las xantofilas (DPS). El PI estuvo negativamente correlacionado con el DPS y qN pudiendo ser un indicador de fotoprotección en el estudio del estrés vegetal.
(c) En los tilacoides de plantas estresadas aumentó el daño oxidativo, asociado con una sustancial caída en el transporte electrónico fotosintético. La aplicación de Gal redujo el daño oxidativo a proteínas fotosintéticas de plantas estresadas, pero sólo revirtió parcialmente la disminución en la actividad del transporte electrónico.
(d) La actividad fotosintética de la hoja bandera fue más afectada por el estrés hídrico que en la espiga, tanto en invernadero como en el campo. La menor sensibilidad de la espiga bajo estrés hídrico con respecto a la hoja bandera estuvo asociada a un mayor RWC y ajuste osmótico. Rasgos xeromórficos y el ajuste osmótico de brácteas y aristas estaría relacionado a la 'tolerancia' de la espiga a la sequía. Por otra parte, no se encontraron evidencias de metabolismo C4 tanto en espigas de plantas bien regadas como bajo estrés hídrico.
(e) La producción del cultivar Graphic fue mayor que la de Kym en todas las condiciones, con más espigas por unidad de superficie, lo cual podría ser atribuido a mayor crecimiento potencial durante el ahijamiento. Graphic mostró mayor 13C de los granos, sugiriendo un mejor estatus hídrico. También mostró mayor biomasa aérea y de raíces, así como área foliar total por planta. Asimismo se observó una mayor cantidad de hijuelos por planta, pero la relación biomasa de vástago/raíz fue menor. La tasa fotosintética fue menor en Graphic., así como el rendimiento cuántico del PSII, sugiriendo que mecanismos distintos a la estructura foliar contribuyeron la mayor capacidad fotosintética de Kym. Sin embargo, como resultado en las diferencias en área foliar, la fotosíntesis total por planta fue mayor en Graphic. El mayor rendimiento de Graphic podrían ser sustentado por un mayor crecimiento de la planta y fotosíntesis total durante el ahijado, aunque la capacidad fotosintética por unidad de área foliar es menor que en el caso de Kym. Graphic tiene un mayor sistema radical que Kym, lo que podría mejorar el estatus hídrico.
In the present thesis we analyse several case studies about abiotic stress in plants. In particular we studied (a) the relationship between oxidative damage and fotoinhibition in soybean plants under light chilling (b) the photoprotection response in durum wheat subjected to water stress (c) the oxidative damage to photosynthetic apparatus in bread wheat under water deficit (d) the comparative response of the photosynthesis of the ear and the flag leaf of durum wheat and (e) physiological traits involved in the yield performance of two barley cultivars under Mediterranean conditions. The results of the present thesis can be summarised as follow: (a) light-chilling stress does not cause rampant oxidative damage to thylakolids protein and lipids. Reactive oxygen species do not seem to be involved in fotoinhibition (b) electron transport rate decreased in water-stressed leaves of durum wheat, associated with a rise in non-radiative dissipation at PSII level (and a rise in the de-epoxidation state of xanthophyll cycle, DPS) and a drop in the proportion of PSII centres in open state. Intactness of PSII was not affected, even at severe water stress. Photochemical Index (derived from spectroradiometrical measurements) showed a strong correlation with qN and DPS, and may be a reliable indicator of photoprotection in the study of plant stress.(c) in thylakoids of water-stressed plant there was an increase in oxidative damage in proteins. Oxidative damage was associated with a decrease in electron transport rate activity. Treatment with an precursor of ascorbic acid reduced the oxidative damage to photosynthetic proteins of droughted plants and partially reverted the decrease in electron transport (d) photosynthetic activity of the flag leaf was more affected by water stress than that of the ear. The lower sensitivity under water stress of the ear was linked to higher relative water content and osmotic adjustment in ear bracts and awns. C4 metabolism was not detected in the ear (e) Graphic production was greater than Kym in all conditions, sustained mainly by more ears per unit ground area. Graphic showed greater carbon isotopic discrimination, suggesting improved water status. Photosynthetic rate in area basis was lower in Graphic than Kym, although the former showed higher total leaf area and lower shoot/root ratio.

The yields of major crops, such as rice, have reached a plateau and are unlikely to meet the global demand for food, mostly in developing countries. Increasing rice photosynthesis has been identified as an approach to enhance rice yield. . In the present study, I used two different strategies to create a population of transgenic plants expressing different combination of genes aiming to increase the capacity of rice to fix carbon dioxide during photosynthesis and thus produce rice with enhanced biomass, which is an important trait related to grain yield. I created a population of transgenic rice plants expressing the glycolate catabolic pathway to investigate if this pathway might be able to increase the biomass of rice. In a series of alternative experiments I introduced a carbon concentrating mechanism (CCM) into rice. I conclude that the introduction of the glycolate catabolic bypass pathway or carbonic anhydrases into rice might be a useful approach to increase the yield of rice plants.
El rendimiento de los cultivos mayoritarios, como el arroz esta llegado a su límite y es probable que no sea suficiente para abastecer la demanda global de alimentos, sobre todo en los países en vías de desarrollo. El incremento de la capacidad fotosintética del arroz, ha sido identificado como un posible método para aumentar su rendimiento. En este estudio, he utilizado dos estrategias diferentes para crear un grupo de plantas transgénicas que expresen combinaciones diferentes de genes, con el objetivo de aumentar la capacidad de fijación del dióxido de carbono del arroz durante la fotosíntesis, para así generar un arroz con un incremento en la biomasa total, siendo el aumento en la producción de grano, uno de los caracteres más importantes. He generado un conjunto de plantas de arroz transgénicas que expresan la ruta catabólica del glicolato, con la finalidad de investigar si esta vía catabólica puede ser capaz de aumentar la biomasa en arroz. En una serie de experimentos alternativos introduje las características de un mecanismo de fijación de carbono (CCM) en la planta de arroz. Concluyo indicando que la introducción de la ruta catabólica del glicolato o de las anhidrasas carbónicas en arroz puede ser un método útil para aumentar el rendimiento de estas plantas.
El rendiment dels cultius majoritaris, com l'arròs està arribant al seu límit i és probable que no sigui suficient per proveir la demanda global d'aliments, sobretot en aquells països que es troben en vies de desenvolupament. Incrementar la capacitat fotosintètica de l'arròs, ha estat identificat com un possible mètode per augmentar el rendiment d’aquesta planta. En el present estudi, he utilitzat dues estratègies diferents per crear un grup de plantes transgèniques que expressin combinacions diferents de gens amb l'objectiu d'augmentar la capacitat fixadora de diòxid de carboni de l'arròs durant la fotosíntesi i així generar un arròs que sigui capaç d’augmentar la seva biomassa total, sent l’augment en la producció de gra un dels caràcters més importants. He regenerat un conjunt de plantes d'arròs transgèniques que expressen la ruta catabòlica del glicolat amb la finalitat d'investigar si aquesta via catabòlica pot ser capaç d'augmentar la biomassa en arròs. En una sèrie d'experiments alternatius vaig introduir les característiques d'un mecanisme de fixació de carboni (CCM) a les plantes d'arròs. Concloc la meva tesi indicant que la introducció de la ruta catabòlica del glicolat o de les anhidrases carbòniques en l’arròs pot ser un mètode útil per augmentar el rendiment d'aquestes plantes.

Memoria para optar al Título Profesional de: Ingeniero Agrónomo Mención: Enología
En el presente estudio, se determinó: la eficiencia energética de los fotosistemas II (PSII) en naranjo y vid, por medio del quenching fotoquímico (qP) quenching no-fotoquímico (qN), la proporción de energía absorbida por las antenas de clorofila y dirigida a los centros de reacción abierto del PSII (Fv’/Fm’), y el rendimiento cuántico efectivo del fotosistema II (ΦPSII), en una especie caducifolia: vid var Chardonnay otra perenne: naranjo var Navel. Las determinaciones se realizaron en diferentes condiciones microclimáticas en los doseles de ambas especies durante la temporada (2008-2009), ambos conducidos en orientación norte-sur, en la localidad de Cerrillos de Tamaya, Provincia del Limarí, Chile. Escogiéndose cinco vides y cinco árboles de naranjo. Las determinaciones de transducción energética mediante fluorescencia de clorofilas consideraron el factor exposición de las hojas: este y oeste. Asimismo, el factor edad de la hoja, en el caso de la vid se logró seleccionando las hojas ubicadas en el nudo cuarto y décimo segundo hacia el extremo distal del brote, mientras que en el naranjo se seleccionaron hojas que se formaron en el verano (2007-2008) y formadas en la primavera (2008). La intensidad luminosa incidente en cada hoja, se determinó respetando la posición natural de la hoja, por medio de un sensor de luz PAR. Con estos valores se realizaron las determinaciones de fluorescencia de clorofilas. Este experimento se realizó en la mañana, medio día y tarde, en tres fechas diferentes. Simultáneamente se realizaron muestreos del peso específico de hoja (P.E.H.) de las hojas en ambas especies para ambos factores, edad y exposición. Este estudio denota que el naranjo tiene una capacidad para modificar sus respuestas de fluorescencia, de acuerdo al micro-ambiente del dosel donde se desarrollan sus hojas, situación no registrada en vid.
Having as a goal the characterization of the fluorometrics answers between leaves of different microclimates conditions at canopy of a deciduous species, the vineyard, versus an evergreen species, the orange tree. The investigation was done under the 2008-2009 seasons, in five Navel oranges trees of an orange orchard and five vine of the Chardonnay vineyard. Both were conducted in a North/South orientation, located in Cerrillos de Tamaya, Province of Limari, Chile. The investigation compared the fluorometrics answers: photochemical quenching (qP), non photochemical quenching (qN), the proportion of energy absorbed by the chlorophyl antennae, and then sent to the open centers reaction of the photosystem II (Fv’/Fm’) and effective quantum yield of photosystem II (ΦPSII). Considering the factor of the sunlight exposition of the leaves, East and West, within the canopy of the plants. Likewise, the age factor of the leaves; in the vineyard the age separation is among the leaves located in the 4th and 12th bunch toward the distal extreme of the bud. In the orange tree, the age separation is between the leaves formed during the summer 2007-2008 in relationship to the leaves formed in the springtime in 2008. In photosynthetic photons flux density (PPFD) incident in each leaf was measured with a PAR sensor. The aim was to generate the same PPFD and in so doing, it was possible to register the fluorometrical answers. This experiment was performed in the morning, noon and afternoon hours, in three different dates. Simultaneously a sampling of the specific weight of leaves (PEH) was done in both species, for both factors, i.e., exposition and age. This study demonstrates that the orange tree has an ability to modify its answers in fluorescence, according to the microclimate of the canopy, where its leaves are developed, which is not the situation observed in the grape plant.

La creixent demanda energètica, necessària per a cobrir les necessitats d’una població cada vegada més nombrosa, ha accelerat el canvi climàtic en les últimes dècades, a causa de l’ús predominant de combustibles fòssils, que a més de contaminants són finits i estan mal distribuïts globalment. Això ha propiciat l’interès per emprar energies més netes. Així, prenent la naturalesa com a exemple, sorgeix la Fotosíntesi Artificial, una forma d’emmagatzemar la ingent energia solar que rebem a la Terra en forma d’enllaços químics en diferents substàncies. Aquest procés inclou, a més a més de l’oxidació de l’aigua a dioxigen, la reacció de reducció de protons i la reducció de CO2, obtenint-se, respectivament, dihidrogen i productes derivats del carboni com són el metà o el metanol. En tots dos casos es requereix l’ús d’un catalitzador per fer el procés eficient, i un material fotoactiu que desencadeni el procés induït per la llum. En el Capítol I, es desenvolupa encara més la problemàtica del canvi climàtic i l’estat actual dels processos de reducció de protons i CO2, fent èmfasi en l’ús de semiconductors com el nitrur de carboni com a material fotoactiu i de nanopartícules metàl·liques com a catalitzadors. Es destaca, a més, l’ús del mètode organometàl·lic per a la preparació d’aquests catalitzadors, en condicions suaus de reacció i amb un gran control sobre les seves característiques físiques i químiques. En el Capítol II, s’exposen els objectius d’aquest treball, centrats en el disseny, caracterització multitècnica i l’ús de materials basats en nanopartícules metàl·liques per dur a terme aquests processos. En el Capítol III, es preparen nanopartícules de ruteni emprant diferents lligands com estabilitzadors, observant diferències en la seva activitat i estabilitat electrocatalítica en la reducció de protons, relacionats amb les seves propietats i composició. En el capítol IV, es fa servir carbur de nitrogen grafític mesoporós (mpg-CN) com a material fotoactiu per a la reducció de CO2 fotoinduïda. Es comprova l’efecte que té la incorporació de nanopartícules de platí al semiconductor, millorant notablement l’eficiència i la selectivitat del procés. En el Capítol V, torna a utilitzar-se mpg-CN però amb nanopartícules de ruteni i platí per a la fotoreducció de protons. Les nanopartícules de ruteni es preparen de diferents maneres, utilitzant lligands estabilitzadors, materials de carboni o directament en el semiconductor. Es comprova que, independentment de la tècnica, l’eficiència catalítica observada és similar en tots aquests sistemes, i molt inferior a l’obtinguda amb Pt. Les observacions catalítiques es recolzen amb estudis fotofísics. En el Capítol VI, es preparen nanopartícules de Pt suportades en quatre materials de carboni diferents (nanohorns y nanotubs de carboni, òxid de grafè reduït i grafit), que són incorporades a un sistema de detecció electroanalítica, essent eficaces per a la detecció de parabens a nivells ultratraça. Finalment, en el Capítol VII s’exposen les conclusions globals.
La creciente demanda energética, necesaria para cubrir las necesidades de una población cada vez más numerosa, ha acelerado el cambio climático en las últimas décadas, debido al empleo predominantemente de combustibles fósiles, que además de contaminantes son finitos y están mal distribuidos globalmente. Esto ha propiciado el interés por emplear energías más limpias. Así, tomando la naturaleza como ejemplo, surge la Fotosíntesis Artificial, una forma de almacenar la ingente energía solar que recibimos en la Tierra en forma de enlaces químicos en diferentes sustancias. Este proceso incluye, además de la oxidación de agua a dioxígeno, la reacción de reducción de protones y la reducción de CO2, obteniéndose, respectivamente, dihidrógeno y productos derivados del carbono como metano o metanol. En ambos casos se requiere el empleo de un catalizador para hacer el proceso eficiente, y un material fotoactivo que desencadene el proceso inducido por la luz. En el Capítulo I, se desarrolla aún más la problemática del cambio climático y el estado actual de los procesos de reducción de protones y CO2, señalando el empleo de semiconductores como el nitruro de carbono como material fotoactivo y de nanopartículas metálicas como catalizadores. Se destaca, además, el empleo del método organometálico para la preparación de estos catalizadores, en condiciones suaves de reacción y con un gran control sobre sus características físicas y químicas. En el Capítulo II, se exponen los objetivos de este trabajo, centrados en el diseño, caracterización multitécnica y uso de materiales basados en nanopartículas metálicas para llevar a cabo estos procesos. En el Capítulo III, se preparan nanopartículas de rutenio empleando diferentes ligandos como estabilizadores, observando diferencias en su actividad y estabilidad electrocatalítica en la reducción de protones, relacionados con sus propiedades y composición. En el Capítulo IV, se emplea carburo de nitrógeno grafítico mesoporoso (mpg-CN) como material fotoactivo para la reducción fotoinducida de CO2. Se comprueba el efecto que tiene la incorporación de nanopartículas de platino al semiconductor, mejorando notablemente la eficiencia y la selectividad del proceso. En el Capítulo V, vuelve a utilizarse mpg-CN pero con nanopartículas de rutenio y platino para la fotorreducción de protones. Las nanopartículas de rutenio se preparan de diferentes maneras, utilizando ligandos estabilizadores, materiales de carbono o directamente en el semiconductor. Se comprueba que, independientemente de la técnica, la eficiencia catalítica observada es similar en todos estos sistemas, y muy inferior a la obtenida con Pt. Las observaciones catalíticas se respaldan con estudios fotofísicos. En el Capítulo VI, se perparan nanopartículas de Pt soportadas en cuatro materiales de carbono diferentes (nanohorns y nanotubos de carbono, óxido de grafeno reducido y grafito), que son incorporadas a un sistema de detección electroanalítica, mostrándose eficaces para la detección de parabenos a niveles de ultratraza. Finalmente, en el Capítulo VII se exponen las conclusiones globales.
The increasing energy demand, necessary to meet the needs of the growing world population, has accelerated climate change in recent decades, due to the predominantly use of fossil fuels, which in addition to being pollutants are non-renewable and ill-distributed. This has aroused interest in cleaner energetic alternatives. Thus, taking Nature as an example, Artificial Photosynthesis emerges as a way to store the enormous amount of solar radiation received by the Earth, in the form of chemical bonds of a fuel. This process includes, besides the oxidation of water to dioxygen, the reduction of protons and the reduction of CO2, obtaining, respectively, dihydrogen and products derived from carbon such as methane or methanol. In both cases, the use of a catalyst is required to make the process efficient, and a photoactive material that triggers the process induced by light. Chapter I further develops the problem of climate change and the current state of the proton and CO2 reduction processes, pointing out the use of semiconductors such as carbon nitride as photoactive material and metallic nanoparticles as catalysts. In addition, the use of the organometallic method for the preparation of these catalysts is highlighted, under mild reaction conditions and with great control over their physical and chemical features. In Chapter II, the objectives of this work are exposed, centered on the design, multi-technique characterization and testing of materials based on metallic nanoparticles to carry out these processes. In Chapter III, ruthenium nanoparticles are prepared using different ligands as stabilizers, observing differences in their activity and electrocatalytic stability in the reduction of protons, related to their physical properties and composition. In Chapter IV, mesoporous graphitic nitrogen carbide (mpg-CN) is used as a photoactive material for photoinduced CO2 reduction. The effect of the loading of platinum nanoparticles to the semiconductor is tested, notably improving the efficiency and selectivity of the process. In Chapter V, mpg-CN is used again but with ruthenium and platinum nanoparticles for the photoreduction of protons. Ruthenium nanoparticles are prepared in different ways, using stabilizing ligands, carbon materials or directly deposited in the semiconductor. It is found that, regardless of the technique, the observed catalytic efficiency is similar in all these systems, and much lower than the performance of Pt. The catalytic observations are supported by photophysical studies. In Chapter VI, Pt nanoparticles supported on four different carbon materials (carbon nanohorns, carbon nanotubes, reduced graphene oxide and grahpite) are prepared and incorporated into an electroanalytical sensing platform, proving effective for the detection of parabens at ultra-trace levels. Finally, in Chapter VII the global conclusions are presented.
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Química

The rapid increase on world’s population is threatening food security, mainly in developing countries, where poverty and hunger are already a big concern. However, a growth in agriculture generates an overall economic growth and leads to a poverty reduction. The aim of this thesis was to develop synthetic biological solutions that might aid in increasing photosynthetic yields and water use efficiency of plants, thereby improving crop yields. Two strategies were developed as a possible ways to manipulate the plant in order to get an increase on photosynthesis and water use efficiency (WUE). The first was through the engineering of a carbon concentrating mechanism (CCM) in a C3 plant, in order to reduce the oxygenase activity of Rubisco and thus increasing photosynthesis. The second was through exploring the possibilities of changing stomatal kinetics in order to put in concordance the stomatal conductance with the mesophyll demand for CO2; thus not only the possibility of increasing photosynthesis but WUE. In order to engineer a CCM into a C3 plant it was elaborated an artificial transport system in the inner envelope of the chloroplasts that could be used to increase the levels of HCO3-­‐ in the chloroplasts stroma. To this end, the light driven pump halorhodopsin from Natronomonas pharaonis (NpHR) was chosen and targeted to the inner envelope of the chloroplast with the aim to establish a Cl-­‐ gradient across the chloroplasts inner envelope. The human anion exchanger, AE1, was also targeted and introduced into the inner envelope of the chloroplasts, to allow an exchange of Cl-­‐ per HCO3-­‐, thus powering an increase in HCO3-­‐ in the chloroplast stroma. A third protein, bCMO1 was also incorporated to the system in order to provide necessary retinal for the proper activity of NpHR. Transgenic plants expressing the artificial membrane transport system were generated, however no increase on photosynthesis could be observed on the transformed plants. It might be necessary to create another synthetic system designed to retain the CO2 where the Rubisco is localised, in order for Rubisco to be able to fix it. As possibilities to change stomatal kinetics two different approaches were studied. The first one was to manipulate the stomatal kinetics through the manipulation of the Kin channels V1/2. The second one was to manipulate the stomatal kinetics through the addition of the external pump NpHR. Both approaches were simulated on the guard cell model OnGuard. Out from the model predictions it was observed that both approaches were able to manipulate the stomatal kinetics. By manipulating Kin channels V1/2 to more positive values related to the control, the stomata opened faster, however it remained opened during the night. In contrast, when manipulating Kin channels V1/2 to more negative values, the stomata didn’t show much variation between the day and night, thus remaining almost closed during the whole day cycle. Surprisingly, the model predicted that by adding the NpHR in the plasma membrane of the guard cell, the stomata opened faster under a light stimuli and it also closed faster under a dark stimuli. Thus, presenting behaviour that could become to an increase on plant photosynthesis and WUE if reproducible in vivo. After a complex cloning work it was possible to create transgenic plants comprising all the characteristics previously reproduced into the model. These characteristics were from both, the Kin approach, on which the KAT1 channel was the selected one in order to be modified, and the NpHR approach. Experiments on gas exchange measurements should be done in order to prove if the generated plants have an increase on photosynthesis and WUE, which hasn’t been demonstrated yet.
El ràpid increment de la població mundial, sobretot als països subdesenvolupats, està amenaçant la seguretat alimentària. No obstant, un creixement en l’agricultura generaria un creixement econòmic global i conduiria cap a la reducció de la pobresa. L’objectiu d’aquesta tesis consistia en buscar solucions biològiques sintètiques que podrien ajudar a augmentar els rendiments fotosintètics i l’eficiència en l’ús de l’aigua de les plantes i d’aquesta manera millorar els rendiments dels cultius. Es va treballar en dues possibles maneres de manipular la planta per tal d’aconseguir un augment en fotosíntesi o eficiència en l’ús de l’aigua (EUA). La primera va ser mitjançant la creació d’un mecanisme de concentració del carboni (MCC) en una planta C3 per tal de reduir l’activitat oxigenasa de la Rubisco i així augmentar la fotosíntesi. La segona va ser explorant les possibilitats de canviar la cinètica de l’estoma per tal de ficar en concordança la conductància estomàtica amb la demanda de CO2 del mesòfil, així donant la possibilitat d’augmentar tant la fotosíntesis com l’EUA. Per tal de crear un MCC en una planta C3 es va crear un sistema de transport artificial a la membrana interna del cloroplast. Es va introduir una bomba de Cl-­‐ energitzada per la llum (NpHR) a la membrana interna del cloroplast amb l’objectiu de bombardejar ions de Cl-­‐ a l’interior del cloroplasts. També es va introduir un transportador antiport que intercanvia ions de Cl-­‐ per HCO3-­‐ (AE1) a la mateixa membrana amb l’objectiu d’augmentar els nivells de bicarbonat a l’estroma. Es van generar plantes transgèniques expressant el sistema artificial de membrana descrit però no es va observar un augment de la fotosíntesi en les plantes transformades. Caldria desenvolupar un sistema sintètic per tal de retenir el CO2 al voltant de la Rubisco per a que aquesta el pugui fixar. Per a canviar la cinètica de l’estoma es va simular, en el model OnGuard, com afectaria canviar les propietats del voltatge dels canals Kin i com afectaria la incorporació de la NpHR al tonoplast i a la membrana plasmàtica de les cèl·∙lules de guarda. En els dos casos es va aconseguir canviar la cinètica de l’estoma. Segons la variació en voltatge de la Kin l’estoma s’obria més ràpidament, però es mantenia obert durant la nit, o bé simplement no s’obria. En canvi, al expressar NpHR a la membrana plasmàtica la velocitat de l’estoma augmentava tan en el tancament com en l’obertura, depenent d’un estímul de llum/foscor, comportament que podria derivar en un augment de la fotosíntesis i l’EUA si fos reproduïble in vivo. Després d’un llarg treball de clonatge es va poder aconseguir crear plantes transgèniques amb totes les característiques reproduïdes en el model, tant en el cas dels Kin, seleccionant el canal KAT1 com a representant d’aquesta família, com en el cas de la NpHR. Caldria fer un treball exhaustiu d’intercanvi de gasos per comprovar si les plantes generades tenen una millora en l’eficiència fotosintètica i en l’EUA, cosa que no s’ha pogut demostrar encara fins al moment.

Memoria para optar al título Profesional de Ingeniera Agrónoma
El desarrollo de la vitivinicultura en el país se destaca por permitir la producción de vinos de alta gama. Uno de los manejos más comunes en esta actividad es el déficit hídrico controlado, el cual consiste en llevar a las vides a una condición de estrés con el fin de obtener distintas características deseadas para una producción de calidad. Sin embargo, estas prácticas pueden ocasionar problemas en el desarrollo de las vides e incluso provocar daño permanente.

En pláticas con productores, se ha discutido sobre la falta de heterogeneidad en la calidad de las lilis, incluso con bulbos del mismo origen. Por ello se hipotetizó que el tamaño del bulbo y algunas características intrínsecas i.e. contenido de azúcar, podían explicar este efecto. En este trabajo, se dividió a los bulbos de una caja de Lilium ‘Original love’ en chicos y grandes; aquellos con peso menor a 39.0 g fueron considerados chicos, y con peso mayor a 40.0 g grandes, el desarrollo del cultivo fue sin fertilizar. Posteriormente, se determinó el contenido de azúcares en el bulbo y flor de Lilium ‘Original Love’. Los análisis se llevaron a cabo a la llegada de los bulbos, a los 15 dds (brote), 42, 54, y 76 dds (bulbos y botones florales). Sólo a los 76 dds se observaron diferencias significativas para el contenido de azúcares en bulbo y botones florales, mientras que en el brote se observó diferencia en la única fecha de observación (15 dds). Al final de la etapa del cultivo, el número de botones florales por planta no varió estadísticamente, es decir el tamaño del bulbo no afecto este parámetro, pero si existió diferencia en el peso de los botones florales, siendo de mayor peso, aquellos que se originaron de los bulbos grandes.

Las plantas conforman gran parte del planeta cumpliendo un rol muy importante en el ecosistema de la Tierra; sin ellas, nuestro entorno no sería como lo conocemos. Este asunto de estudio busca trasladar una planta hacia una zona donde exista mayor cantidad de luz y en la medida de lo posible, trasladarla a una zona donde incida luz solar directa. Se utilizó la robótica como medio para poder lograr esta labor, para así desarrollar un producto con un objetivo definido y un uso determinado. Este estudio sería la base para lograr un producto comercial. Se desarrolló un robot autónomo el cual consta de un sistema de desplazamiento a base de servomotores, un sistema de sensores infrarrojos para la detección de obstáculos, un sistema de sensores de intensidad de luz, y un sistema de control basado en el microcontrolador ATmega8 de la familia ATMEL.
Tesis

Memoria para optar al Título Profesional de: Ingeniero Agrónomo
El control químico para la pudrición gris es la principal herramienta para reducir su incidencia que puede ser lograda por medio de diversos compuestos fungicidas. El fludioxonil, ciprodinil y fenhexamid son moléculas con actividad botriticida y fueron desarrolladas a partir de los años 90. Sin embargo su eficacia se ha visto fuertemente afectada por la aparición de resistencia debido a su uso reiterado. Por otro lado algunos ingredientes activos utilizados en determinadas concentraciones suelen alterar el metabolismo de las plantas. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de dos fungicidas aplicados al follaje de plantas jóvenes de Vitis vinifera, variedades Thompson Seedless y Chardonay sobre la actividad fotosintética. Las mediciones fueron realizadas 5 veces a lo largo del día durante 5 días. Se evaluaron los parámetros de fotoinhibición de la fotosíntesis, contenido de clorofilas, tasa de asimilación de CO2 y permeabilidad relativa de membranas. Para ello se realizaron dos ensayos consistentes en 4 tratamientos más un testigo (T1= ciprodinil (375g/kg) & fludioxonil (250g/kg), 60gr/hL; T2= ciprodinil (375g/kg) & fludioxonil (250g/kg), 120gr/hL agua; T3= fenhexamid (500g/L) 72,5cc/hL; T4= fenhexamid (500g/L) 145cc/hL agua). Los resultados no mostraron diferencias significativas entre tratamientos a lo largo del ensayo, indicando que los fungicidas no alteraron los parámetros fisiológicos registrados de las plantas.
Chemical control for gray mold is the principal tool to reduce its occurrence and it can be achieved with a number of different fungicide compounds. Fludioxonil, ciprodinil and fenhexamid are molecules with botriticide activity and were developed from the ’90s. However their efficacy has been seen to be markedly affected by the development of resistance due to repeated use. Moreover some active ingredients used in certain concentrations often alter plants’ metabolism. The aim of this study was to assess the effects of two fungicides applied to the leaves of young plants from Vitis vinifera varieties Thompson Seedless and Chardonnay on their photosynthetic activity. The measurements were carried out five times a day for five days. The variables that were tested were photoinhibition of photosynthesis; Chlorophylls content; Carbon dioxide assimilation and Membrane permeability. Two experiments were performed, consisting of four treatments and a control (T1= ciprodinil (375g/kg) & fludioxonil (250g/kg), 60gr/hL; T2= ciprodinil (375g/kg) & fludioxonil (250g/kg), 120gr/hL agua; T3= fenhexamid (500g/L) 72,5cc/hL; T4= fenhexamid (500g/L) 145cc/hL agua). The results did not show differences between plants subject to the different treatments over the course of the experiments, suggesting that fungicides do not affect the plants physiology.

Tesis presentada como parte de los requisitos para optar al Grado de Magíster en Ciencias Agropecuarias Mención Producción Frutícola
El palto es una especie que presenta bajos rendimientos comparado con otros frutales. Para lograr incrementar el nivel productivo, de manera estable en el tiempo, es de suma importancia conocer cómo la carga frutal afecta a algunas variables fisiológicas en el palto. El año 2013 se realizó un estudio, en dos sectores plantados con paltos “Hass” en la zona de Llay-Llay, región de Valparaíso, con el objetivo de determinar el efecto de la carga frutal sobre algunas variables fisiológicas en las plantas. En uno de los sectores se seleccionaron aleatoriamente 27 paltos con distintos niveles de carga frutal, sobre los cuales se evaluó el crecimiento de frutos, concentración foliar de minerales, concentración de clorofila, conductancia estomática, fotosíntesis y floración. En un segundo sector contiguo, se seleccionaron 64 árboles de muy baja o nula floración, y posteriormente una muy baja o nula carga frutal, para generar 8 tratamientos de 8 plantas cada uno. 7 de los tratamientos fueron pulverizados con 300 mg·L-1 GA3 en una sola oportunidad, entre diciembre y junio, donde el mes correspondió al tratamiento, además de dejar un tratamiento como testigo absoluto. En estos tratamientos, posteriormente, se evaluó el estado de la yema terminal y el retorno floral. La mayor carga frutal afectó negativamente el calibre de la fruta, el retorno floral y el contenido de zinc foliar, y positivamente la conductancia estomática, la fotosíntesis, el contenido de calcio, magnesio y manganeso foliar. Aplicaciones de GA3 afectaron negativamente el retorno floral, sobre todo cuando este regulador de crecimiento se aplicó en enero o febrero.