Fotosíntesis neta y bruta: curvas y ejercicios PAU

En una tabla de fotosíntesis neta y bruta, el signo indica el balance observado, no si la hoja está viva o si sus cloroplastos se han detenido. Una hoja puede captar y liberar CO₂ al mismo tiempo: el aparato registra la diferencia.

Trabajaremos con una hoja hipotética y datos inventados para practicar interpretación. No proceden de una investigación ni de una convocatoria. Tomamos la captación de CO₂ como positiva y su liberación como negativa. Cuando estimamos fotosíntesis bruta, el enunciado impone respiración constante y fotorrespiración despreciable; fuera de ese modelo, la suma sencilla requiere cautela.

Define el balance antes de leer una curva

En nuestro modelo, N = P − R, donde N es captación neta, P es captación fotosintética bruta y R es liberación respiratoria, expresada como cantidad positiva. Así, P = N + R.

El signo de N puede ser negativo, cero o positivo. R no lleva signo negativo en esa ecuación porque el signo de su contribución ya está escrito mediante la resta. Si introdujeras R = −2 y además lo restaras, contarías la liberación como una captación.

Las tasas deben referirse al mismo tiempo y a la misma superficie. No puedes sumar una medida en micromoles por minuto con otra en micromoles por metro cuadrado y segundo sin convertirlas primero.

Ejercicio 1: reconstruye una curva de captación bruta

Enunciado. Una hoja mantiene R = 2,0 µmol de CO₂/(m²·s) en todas las condiciones del modelo. Se miden estas tasas netas al aumentar la irradiancia:

Irradiancia, µmol de fotones/(m²·s)	N, µmol de CO₂/(m²·s)
0	−2,0
50	0,0
100	+3,0
200	+6,0
400	+6,0

Calcula P en cada punto e identifica compensación y meseta observada.

Paso 1: suma la liberación. Aplicando P = N + 2,0, las tasas brutas son 0,0; 2,0; 5,0; 8,0 y 8,0 µmol/(m²·s).

Paso 2: compensación. Entre los puntos medidos, N vale cero a irradiancia 50 µmol de fotones/(m²·s). Allí P = R = 2,0: la fotosíntesis no es nula, su captación iguala la liberación respiratoria del modelo.

Paso 3: meseta. De 200 a 400 la tasa neta permanece en seis. En ese intervalo de datos, duplicar la irradiancia no aumenta la captación neta. No sabemos el inicio exacto de la meseta entre medidas ni que la tasa permanezca igual a irradiancias todavía mayores.

La fila sin luz sirve como comprobación: P = 0 y N = −R. No interpretes el valor negativo como «fotosíntesis negativa»; describe una liberación neta de CO₂.

Ejercicio 2: convierte una medida total en tasa por superficie

Enunciado. Otra hoja tiene 0,0200 m² de superficie medida. Durante cinco minutos capta netamente 30,0 µmol de CO₂. Bajo las hipótesis anteriores, su respiración es R = 1,50 µmol/(m²·s). Calcula la tasa neta, la bruta estimada y la captación bruta total en ese tiempo.

Paso 1: tiempo. Cinco minutos son 300 s.

Paso 2: tasa neta. N = 30,0/(0,0200 × 300) = 5,00 µmol/(m²·s). Dividir solo por el tiempo daría 0,100 µmol/s para la hoja completa, una magnitud distinta.

Paso 3: bruta estimada. P = 5,00 + 1,50 = 6,50 µmol/(m²·s).

Paso 4: cantidad total. P × superficie × tiempo = 6,50 × 0,0200 × 300 = 39,0 µmol. Durante ese intervalo la respiración libera 1,50 × 0,0200 × 300 = 9,00 µmol. La diferencia 39,0 − 9,00 reproduce los 30,0 µmol netos medidos.

No transformes directamente esa captación en masa de glucosa de una hoja real. Harían falta hipótesis adicionales sobre productos, almacenamiento y otros intercambios. La pregunta se ha limitado al balance de carbono gaseoso.

Ejercicio 3: contrasta una posible limitación por CO₂

Enunciado. A irradiancia 400, la hoja del primer ejercicio presenta N = 6,0. En un tratamiento controlado se aumenta el CO₂ disponible, manteniendo luz, temperatura y condiciones hídricas; N sube a 9,0. Calcula el incremento absoluto y relativo. ¿Qué permite concluir?

Paso 1: cambio absoluto. 9,0 − 6,0 = 3,0 µmol/(m²·s).

Paso 2: cambio relativo. 3,0/6,0 × 100 = 50 % de aumento respecto al valor inicial. Dividir entre nueve respondería a otra comparación.

Paso 3: interpretación. La respuesta es compatible con que la disponibilidad de CO₂ limitara parte de la captación en las condiciones iniciales. No demuestra que fuera el único factor ni que el mismo aumento suceda en cualquier especie o temperatura.

Paso 4: diseño. Para sostener la comparación necesitamos réplicas, un control sin cambio de CO₂ y un periodo de medida comparable. Una única lectura antes y después podría incorporar deriva del sensor o cambios de la hoja. Los controles mejoran la inferencia; no sustituyen el cálculo ni lo vuelven una certeza universal.

Relaciona el resultado con el cloroplasto

La captación de CO₂ está vinculada a la fijación de carbono. La luz aporta energía mediante las reacciones fotoquímicas, pero una curva de intercambio no permite localizar por sí sola qué enzima ha cambiado ni medir directamente ATP o NADPH.

Distingue observación, cálculo e hipótesis. «La tasa neta se mantiene entre dos niveles de luz» es una observación del conjunto de datos. «El CO₂ podría limitar» es una hipótesis que el tercer ejercicio pone a prueba con una manipulación. «La fotosíntesis se detiene en la meseta» sería una conclusión falsa.

Comprueba el signo y el denominador

Antes de entregar, escribe qué dirección del intercambio consideras positiva y qué superficie has usado. Después reconstruye la cantidad total multiplicando tasa, área y tiempo. Si no recuperas el balance inicial, revisa unidades y signos antes de buscar una explicación biológica más complicada.

Para situar esta práctica en el bloque, consulta el artículo relacionado de Biología. Puedes repasar las expresiones y el vocabulario con el recurso gratuito de Biología; es una ayuda de estudio, no material autorizado automáticamente para llevar al examen.

Referencia conceptual en inglés: OpenStax, apartado 1; OpenStax, apartado 2. Los datos y desarrollos de los ejercicios son originales de redbachiller.

Preguntas frecuentes

¿Un intercambio neto de CO₂ igual a cero significa que no hay fotosíntesis?

No necesariamente. En el punto de compensación, la captación fotosintética y la liberación de CO₂ considerada en el balance se igualan, aunque ambos procesos mantengan actividad.

¿Puedo obtener siempre la fotosíntesis bruta sumando respiración oscura y tasa neta?

Solo como estimación bajo hipótesis explícitas. En estos ejercicios la respiración se mantiene constante al iluminar y se desprecia la fotorrespiración; en una hoja real esas condiciones pueden no cumplirse.

¿Una meseta en la curva demuestra falta de dióxido de carbono?

No por sí sola. Indica que aumentar la luz ya no aumenta la tasa en esas condiciones. Para evaluar limitación por CO₂ hace falta manipularlo con controles y comprobar la respuesta.

Practica el siguiente problema con un criterio claro

Resuelve de nuevo uno de los casos cambiando un dato y explica qué parte del procedimiento permanece igual. Comprueba el resultado con las condiciones del modelo y anota el primer paso que necesitarías revisar, en lugar de repetir únicamente el número final.

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