Ejercicio resuelto de Fotosíntesis · Biología · Cataluña · 2020

En la libreta de un alumno de segundo de bachillerato hemos encontrado el esquema siguiente, que muestra el montaje de un experimento.


1. A continuación está la tabla donde ha anotado los resultados del experimento. [1 punto]

Distancia de la luz al recipiente (cm)	Número de burbujas por minuto 10	15 20	7 30	3 40	1 50	0

a) Represente los resultados experimentales en una gráfica.
b) Describa, utilizando valores numéricos, qué se observa en esta gráfica.

2. Responda a las preguntas de la tabla siguiente para interpretar los resultados de este experimento. [1 punto]

¿Cuál es la vía metabólica que origina las burbujas? ¿Qué fase de esta vía metabólica genera las burbujas? ¿Qué gas forma las burbujas? ¿De qué molécula proviene este gas?

$\textbf{1. A continuación está la tabla donde ha anotado los resultados del experimento. (1 punto)}$

$\textbf{a) Represente los resultados experimentales en una gráfica.}$

La variable independiente, la distancia de la luz al recipiente, va al eje horizontal, y la dependiente, el número de burbujas por minuto, al vertical.



$\textbf{b) Describa, utilizando valores numéricos, qué se observa en esta gráfica.}$

Se observa que el número de burbujas por minuto disminuye a medida que la luz se aleja del recipiente, es decir, que las dos variables mantienen una relación inversa.

A $10\ \text{cm}$ se producen $15$ burbujas por minuto, el valor máximo. Al pasar a $20\ \text{cm}$ la cifra cae a $7$, es decir, se reduce a menos de la mitad; a $30\ \text{cm}$ baja a $3$; a $40\ \text{cm}$, a $1$; y a $50\ \text{cm}$ no se produce ninguna burbuja.

La caída no es lineal, sino cada vez más suave: entre los $10$ y los $20\ \text{cm}$ se pierden $8$ burbujas por minuto, mientras que entre los $30$ y los $40$ solo se pierden $2$. La curva es, por tanto, decreciente y cóncava, y tiende a cero.

Ese comportamiento es el esperable: la intensidad luminosa que llega al recipiente disminuye con el cuadrado de la distancia, de modo que duplicar la distancia reduce la luz a la cuarta parte. Como la intensidad de la luz es el factor que limita la velocidad de la fotosíntesis en estas condiciones, la producción de burbujas cae con ella hasta que, a $50\ \text{cm}$, la luz que llega ya no basta para que la fotosíntesis supere al consumo de oxígeno de la propia respiración de las algas.

$\textbf{2. Responda a las preguntas de la tabla siguiente para interpretar los resultados de este experimento. (1 punto)}$

Cuestión	Respuesta ¿Cuál es la vía metabólica que origina las burbujas?	La fotosíntesis, que las algas del recipiente realizan gracias a la luz de la lámpara. ¿Qué fase de esta vía metabólica genera las burbujas?	La fase luminosa o fase fotoquímica, que transcurre en la membrana de los tilacoides del cloroplasto. Es en ella donde tiene lugar la fotólisis del agua. La fase oscura o ciclo de Calvin no interviene: consume dióxido de carbono y no desprende ningún gas. ¿Qué gas forma las burbujas?	El oxígeno, $\text{O}_2$, que es poco soluble en agua y por eso se acumula formando burbujas que ascienden. ¿De qué molécula proviene este gas?	Del agua. En la fotólisis, la energía de la luz captada por la clorofila del fotosistema II rompe la molécula de agua según $2\,\text{H}_2\text{O} \rightarrow 4\,\text{H}^{+} + 4\,\text{e}^{-} + \text{O}_2$: los electrones reponen los que el fotosistema ha perdido al excitarse, los protones alimentan el gradiente que mueve la ATP-sintasa, y el oxígeno se desprende como producto de desecho. Conviene subrayarlo porque es un error frecuente atribuirlo al dióxido de carbono: el oxígeno de la fotosíntesis procede del agua y no del $\text{CO}_2$, tal como demostraron los experimentos con oxígeno marcado.