WorkshopChain Reaction Project

III Edition 18th March 2016

Complesso UniversitarioMonte Sant’Angelo - Napoli

StArMeN, bReAtHiNg

In SpAcEBio Astronomy Department

Sustainable Environments on Space Craft Research CentreNaples - Italy

La nostra missione

Pr

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•Ossigeno•Acqua•Cibo

Produzione di

• Processo di fotosintesi

• Dipendenza dalla luce

I ndag in i su

• Quan t i t i p i d i p i an te? Max. 3 -4 t ip i• Qua l i t i p i d i p i an te?

Risu l tat i svo l t i su l le indag in i svo l tePiante d i sp inac i e Sansev iera

Alcune indagini preliminari

Piante → principali e naturali produttrici di Fotosintesi clorofilliana

f→ glucosioi→ respirazione cellulare

Piante a confronto Fotosintesi clorofilliana GIORNO

E DI NOTTE?Per evitare mancanza di ossigeno nella navicella durante la

notte, ricorriamo a piante che svolgono un processo di FOTOSINTESI INVERSA

Durante il giorno assorbono e rilasciano Di notte rilasciano e assorbono

Pianta Sanseviera

Temperatura 25°C

7,4 l di ogni ora per g di clorofilla

SPINACI

produzione di O2 alimentazione

converte grandi quantità di

CO2 in O2 durante la notte

SANSEVIERA

Quanto ?

• Quanti litri di ossigeno necessari al giorno pro capite? 602 l • Quanti astronauti ? 8 • Quanto ossigeno necessario in totale al giorno? 602 l x 8= 4816 l • Quanto ossigeno necessario in totale? 602 l x 8 persone x 2 anni x 365

giorni x 24 h x 3600 s = 3,03754752000 x l ≈ 3,04 x l

ObiettiviScegliere piante in grado di produrre una

quantità sufficiente di in modo ciclicoStudiare quali sono le condizioni ottimali

Fotosintesi ClorofillianaProcesso

chimico

Piante verdi & luce

Sostanze organiche &

+O=

+ 6

Nutrimento RESPIRAZIONE

CELLULAREENERGIA SOLARE

Glucosio

Amido

Mediante polimerizzazione

NUTRIMENTO

Fenomeno a sog l iaM i n i m o d ’ i n t e n s i t à

l u m i n o s a

Aumento d e l l ’ e ffi c i e n z a

d e l l a f o t o s i n t e s i c l o ro fi l l i a n a

TENERE SOTTO CONTROLLO SATURAZIONE LUMINOSA

Produzione di e colore della luce

C lo rofi l l e d i t i po a e b Moleco le che ‘ ca t tu rano ’ l a

l uce

Da cosa d ipende la produz ione d ’oss igeno?

1. S t ru t tu ra mo leco la re de i p igment i e l a l o ro concent raz ione

2. Spessore de l lo s t ra to su cu i sono d i spost i3. Temperatura4. Lunghezza d 'onda de l la luce

Indagine condottaIpotes i

Con la luce b lu la quant i tà d i è apprezzabi le

Con la luce verde è trascurabi leApparato sperimentaleAcqua

15+15 rametti di Helodea C.2 recipienti trasparenti 2 imbuti2 burette (portata - )1 orologio1 lampada verde1 lampada blu

La misura• Misu ra ogn i

• , p iù l egge ro de l l ’ acqua , sa le pe r l a sp in ta d i A rch imede

• La p ress ione ese rc i ta ta da l l ’ o ss igeno fa d im inu i re i l vo lume de l l ’ acqua

Prime osservazioni qualitative

Bollicine in aumento

Misure

Anal is i de i dat i

E F F I C I E N Z A L U C E B L U > E F F I C I E N Z A L U C E V E R D E

QUAL ILAMPADEPORTARE A BORDO?

Dati Sperimentali

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

V(O2)(ml) vs t(min)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 600

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0.3

0.35

0.4

V(O2)(ml) vs t(min)

Commenti• Risultati in accordo con le nostre previsioni

• Quantità trascurabile di con luce verdeo Colore pigmenti uguale a quello della luce (no

assorbimento)• Quantità apprezzabili con luce blu

Ci saremmo aspettati una quantità maggiore con luce blu• Ma le bollicine restavano intrappolate nell’imbuto

Suggerimento per migliorare i risultati Usareun imbuto più grande

Fuori dal laboratorioragionando … e calcolando

Spettro d’assorbimento dell’energia luminosa in funzione di Le clorofille a e b assorbono luce blu e rossa, con picchi rispettivamente a 447 nm e 663 nm per a clorofilla a, e 470 nm e 645 nm per la clorofilla bIn pieno accordo con quanto ottenuto in laboratorio

(

L'energia luminosa assorbita per , è indipendente dalla lunghezza d’onda

Cioè tutto lo spettro visibile, perciò ci porteremo lampade di tutti i colori tranne le verdi!

GLOSSARY

• MARS: planet of the solar system• SPACESHIP: spacecraft that travels in space• PLANT: plant organism• OXYGEN: chemical element• PHOTOSYNTHESIS: plant’s process, that

produces oxygen• CARBON DIOXIDE: oxide acid• CELLULAR RESPIRATION: slow combustion

process• SOSTAINABLE HABITAT: habitat where you can

live• LIGHT: Source energy

GRAZIE!

Pone WandaCafaro Chiara

Colucci Mattia Esposito Alessia

Tammaro AdrianoMahamalige

Sevini