Simulador de fotosíntesis y factores limitantes
Ecuaciones de esta simulación
| O₂ | oxígeno | el gas de las burbujas; la luz rompe el agua para liberarlo, y el dióxido de carbono se incorpora al azúcar |
|---|
| I | intensidad luminosa en la planta (µmol de fotones por m² y por segundo) | la ley del inverso del cuadrado: al doble de distancia, una cuarta parte de la luz | |
|---|---|---|---|
| I₁₀ | intensidad a 10 cm | 800 µmol m⁻² s⁻¹ con esta lámpara; la luz solar plena da unos 2.000 | |
| d | Distancia de la lámpara d (cm) |
Con los valores actuales:
| J | velocidad que permitiría la luz por sí sola (burbujas por minuto) | ||
|---|---|---|---|
| α | burbujas por minuto por unidad de luz, cuando la luz es el único límite | 0.1 | |
| e | lo bien que la planta aprovecha este color | rojo 1, blanco 0,75, azul 0,75, verde 0,3: la clorofila absorbe el rojo y el azul y refleja el verde |
Con los valores actuales:
| P_max | velocidad que alcanzarían las enzimas con luz ilimitada (burbujas por minuto) | ||
|---|---|---|---|
| C | dióxido de carbono e hidrogenocarbonato disueltos (mM) | 0,5 mM del agua del grifo más lo que aporta Hidrogenocarbonato de sodio añadido (gramos por litro), a 84 g por mol | |
| f(T) | factor de temperatura | se duplica cada 10 °C (Q₁₀ = 2) hasta que las enzimas empiezan a dañarse por encima de unos 35 °C |
Con los valores actuales:
| P | velocidad bruta de fotosíntesis | el menor de J y P_max, con una curva suave entre ambos (θ = 0,9) | |
|---|---|---|---|
| R | respiración | la planta consume oxígeno todo el tiempo: 3 burbujas por minuto a 25 °C, el doble cada 10 °C | |
| net | burbujas por minuto liberadas | cero por debajo del punto de compensación, donde la fotosíntesis apenas cubre la respiración |
Con los valores actuales:
Cómo usar el simulador de fotosíntesis
- Ajusta la distancia de la lámpara, el color de la luz, el hidrogenocarbonato de sodio añadido al agua y la temperatura del agua. La elodea desprende burbujas de oxígeno por el tallo cortado, más deprisa cuanto más rápido hace la fotosíntesis. Los resultados dan las burbujas por minuto, la luz que llega a la planta y el factor que limita la velocidad en ese momento.
- Elige frente a qué representar la velocidad y pulsa Contar las burbujas durante un minuto: el minuto se acelera a seis segundos y el recuento aparece en el gráfico como una marca amarilla, un poco por encima o por debajo de la curva del modelo, como pasa con los recuentos reales. Cambia la variable paso a paso y vuelve a contar para construir la curva, y busca dónde se aplana.
- Observa cómo cambia el factor limitante: lejos, limita la luz; cerca, el dióxido de carbono o la temperatura, y por encima de unos 35 °C las enzimas empiezan a dañarse. La luz verde apenas funciona. La Calculadora de molaridad convierte los gramos de hidrogenocarbonato de sodio en una concentración, y el Simulador de cinética enzimática muestra por qué importa la temperatura.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los factores limitantes de la fotosíntesis?
La intensidad luminosa, la concentración de dióxido de carbono y la temperatura. En cada momento la velocidad queda frenada sobre todo por el que escasea más: más luz no sirve de nada si a la planta le falta dióxido de carbono. Si aumentas el factor limitante, la velocidad sube hasta que otro factor toma el relevo, y por eso las curvas suben y luego se aplanan.
¿Por qué cambia tanto la luz al mover la lámpara?
La luz de una lámpara pequeña se reparte sobre una esfera, así que su intensidad disminuye con el cuadrado de la distancia: al doble de distancia llega una cuarta parte de la luz, al triple una novena parte. Por eso la velocidad se suele representar frente a 1 ÷ d², que es proporcional a la intensidad luminosa.
¿Por qué la planta no desprende burbujas con poca luz?
Las plantas respiran todo el tiempo y consumen oxígeno. Con poca luz, la fotosíntesis solo produce tanto oxígeno como gasta la respiración, o menos, y no sobra nada para formar burbujas. La intensidad de luz en la que ambas se equilibran es el punto de compensación.
¿Contar burbujas es una forma precisa de medir la fotosíntesis?
Es rápida pero aproximada. Las burbujas tienen tamaños distintos, parte del oxígeno se disuelve en el agua y el gas no es oxígeno puro. Recoger el gas en una probeta invertida o una jeringa, o medir el oxígeno disuelto con una sonda, da mejores números.
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