FOTOSENTEZE GİRİŞ

✔ İnorganik maddelerden ışık enerjisi ve klorofil pigmenti yardımı ile organik madde üretimine fotosentez denir.

✔ Fotosentez yaparak beslenen canlılara fotoototrof denir.

 

FARKLI FOTOSENTEZ MEKANİZMALARI

✔ Fotoototrof canlılarda, fotosentezde kullanılan hidrojen kaynakları farklı olabilir. bu durum canlılarda farklı fotosentez mekanizmalarının görülmesine neden olmuştur.

 

Hidrojen kaynağı olarak H2O kullanan canlılar

✔ Bitkiler, algler ve siyanobakteriler (mavi-yeşil alg)

tarafından gerçekleştirilir.

✔ Hidrojen kaynağı olarak su kullandıklarından organik maddenin yanında yan ürün olarak oksijen oluşturarak atmosferin oksijen miktarını artırırlar.

 

         Hidrojen kaynağı olarak:   H2O

         Karbon kaynağı olarak:     CO2

         Oksijen kaynağı olarak:     H2O

 

6CO2 + 12H2O --> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Hidrojen kaynağı olarak H2S kullanan canlılar

✔ Sülfür bakterileri tarafından gerçekleştirilir.

✔ Hidrojen kaynağı olarak hidrojen sülfür kullandıklarından organik maddenin yanında yan ürün olarak kükürt oluştururlar.

✔ Oksijen üretmezler.

 

        Hidrojen kaynağı olarak:  H2S

        Karbon kaynağı olarak:    CO2

 

 6CO2 + 12H2S --> C6H12O6 + 12S + 6H2O

 

Hidrojen kaynağı olarak H2 kullanan canlılar

✔ Hidrojen bakterileri tarafından gerçekleştirilir.

✔ Hidrojen kaynağı olarak hidrojen gazı kullandıklarından organik maddenin yanında yan ürün oluşturmazlar.

✔ Oksijen üretmezler.

 

       Hidrojen kaynağı olarak:   H2

       Karbon kaynağı olarak:    CO2

 

    6 CO2 + 12 H2 --> C6H12O6 + 6 H2O

✔ Robert Hill, fotosentezin reaksiyonları ile ilgili deneyler yaparak fotosentezin ışık reaksiyonları sonucu açığa çıkan oksijen gazının kaynağının CO2 değil, H2O olduğunu ortaya çıkarmıştır. Buna Hill Reaksiyonu denir.
 

 6CO2 + 6H2O    -->  C6H12O6 + 6O2

Tüm Fotoototroflarda Görülen Durumlar

 

✔ Karbon kaynağı olarak CO2 kullanırlar.

✔ Klorofil ve ışık kullanırlar.

✔ Organik madde ve su oluştururlar.

✔ Hidrojen kaynağı kullanırlar. (Hidrojen kaynağı değişiklik gösterir.)

✔ Ökaryot hücrelerde klorofil pigmenti kloroplast organeli içinde yer alır. Bu nedenle kloroplast fotosentezden sorumludur.

✔ Prokaryot hücrelerde klorofil pigmenti hücre zarına bağlı olacak şekilde sitoplazmada bulunur. Hücre zarı ve sitoplazma beraberce kloroplast gibi görev yapar. Hücre zarı kloroplast içindeki tilakoit zar sisteminin görevini üstlenirken sitoplazma stromanın görevini üstlenmiştir.

KLOROPLAST

✔ Klorofil pigmenti taşıyan yeşil plastiddir.

✔ Fotosentezin gerçekleşmesini sağlar.

✔ Dış ve iç olmak üzere iki katlıdır. İç zarı düzdür.

✔ İçi stroma ile doludur. Bu sıvı içerisinde DNA, RNA, ribozom, enzim de dahil olacak şekilde birçok organik ve inorganik madde bulunur.

✔ İçinde üçüncü bir zar sistemi bulunur. Buna tilakoit zar sistemi denir. Klorofiller granumların tilakoit zarına tutunmuş bir şekilde bulunur. Granumlar tilakoit ara lameller ile birbirine bağlanarak granaları oluşturur.

✔ Kendini eşleyebilir ve protein sentezi yapabilir.

Işık

✔ Doğada çok farklı ışık türü vardır. Işık, dalga boylarına göre sıralanmıştır. Bu şekilde elektromanyetik spekturum oluşur.

✔ Elektromanyetik spektrumun 380nm ile 750nm arasındaki ışık fotosentez yapmaya uygundur. Bu ışığa görünür ışık denir.

✔ Görünür ışık (beyaz ışık) prizmadan geçirildiğinde ışık, dalga boylarına göre renklerine ayrılır.

✔ Işık cisimle karşılaştığında;

Cismin içinden geçebilir.

Yansıtabilir.

Soğurabilir.

 

Bunun nasıl olacağı cismin kimyasal özelliği ile ilgilidir.

✔  Görünür ışığı soğurabilen cisimlere pigment denir.

✔  Pigmentin soğurduğu ışık, fotosentezin gerçekleştirilmesine olanak tanır.

Klorofil

✔ Fotosentezde görev alan birçok pigment vardır. En temel fotosentez pigmenti klorofildir.

✔ Klorofil pigmenti kırmızı ve mor ışığı soğururken yeşili yansıtır. Yeşili yansıttığından klorofil yeşildir.

✔ Klorofilin yapısında Mg, N, C, O, H atomları bulunur. Fe ise yapısına katılmaz. Ancak, üretimini sağlayan enzimin çalışması için gereklidir.

 

Fotosenteze Yardımcı Pigmentler

✔ Klorofilin soğurabildiği dalga boylu ışıklardan daha farklı dalga boyundaki ışıkları soğururlar. Böylece farklı dalga boylarında da verimli fotosentez gerçekleşmesi sağlanır.

✔ Zararlı ışıklardan klorofili korurlar.

Engelmann Deneyi

Engelmann beyaz ışığı bir prizmadan geçirerek ışığın renklere ayrılmasını sağlamıştır. Renklere ayrılan ışığı ipliksi yeşil alg üzerine düşürmüştür. Yeşil algin etrafına oksijenli solunum yapan bakteri türü yerleştirmiştir. Bakterilerin kırmızı, mavi ve mor ışık etrafında daha çok; yeşil ışık etrafında ise daha az ürediği görülmüştür.

Fotosentez Reaksiyonları

✔ Fotosentez ışık varlığında gerçekleşen bir reaksiyondur.

 

✔ Birbiri ile bağlantılı iki reaksiyondan oluşur, bunlar; ışığa bağlı ve ışıktan bağımsız reaksiyonlardır.

Işığa Bağımlı Reaksiyonlar

✔ Işık gereklidir.

✔ Klorofil görev alır.

✔ Kloroplastın granasında (granumunda) gerçekleşir. (Tilakoit zar sistemi)

✔ Enzimler görev alır ancak enzim miktarı ışıktan bağımsız evreye göre oldukça az olduğundan sıcaklık değişimlerinde çok fazla etkilenmezler. Daha çok ışık etkisinde gerçekleşen reaksiyonlardır.

 

✔ Fotosistemler ve ETS görev alır.

✔ Su kullanılır. Su ışık yardımı ile oksijen, hidrojen ve elektrona parçalanır. (Fotoliz) Oksijen gaz olarak atmosfere verilir. Hidrojen ve elektron ETS etkisi ile NADP molekülüne aktarılır ve NADPH2 oluşturulur. Bu sırada fotofosforilasyon ile ATP üretimi yapılır

✔ Reaksiyon sonucunda O2 , ATP, NADPH2 üretilir.

 

Üretilen oksijen atmosfere verilirken ATP ve NADPH2 organik madde üretiminin gerçekleşebilmesi için ışıktan bağımsız evreye gönderilir.

Işığa bağımlı reaksiyonlarda

 

 12 H2O                                             6 O2

 12 NADP                                         12 NADPH2

 18 ADP                                            18  ATP

 Kullanılır                                          Üretilir

Kemiozmozis: Tilakoit zarın her iki tarafındaki (tilakoit boşluk- stroma) hidrojen konsantrasyonuna bağlı olarak ATP üretim mekanizmasıdır.

Işıktan bağımsız reaksiyon (Calvin Döngüsü)

✔ Işık gerekli değildir. Ancak gerçekleşmesi için ışığa bağımlı reaksiyona ihtiyacı olduğundan aydınlık ortamda gerçekleşir.

✔ Kloroplastın stromasında gerçekleşir.

✔ Enzimler görev alır bu nedenle sıcaklık değişimlerinden çok etkilenir.

✔ CO2, NADPH2 ve ATP kullanılır.

✔ CO2 özümlemesi ve indirgemesi olur.

✔ NADPH2 elektronlarını bırakıp NADP haline gelir (yükseltgenir).

✔ ATP de ADP haline gelir.

✔ NADP ve ADP ışıklı evre geri gönderilir.

✔ Organik madde ve H2O üretilir.

✔ Fotosentezde asıl kazanç PGAL (Organik madde)’dir.

✔ Geri dönüşüm reaksiyonları ile PGAL den aminoasit, yağ asidi, vitamin, glikoz gibi organik maddeler üretilir. Üretilen maddeler canlının türüne göre değişiklik gösterir. Üretilen glikozun bir kısmı solunumla harcanır. Bir kısmı ise maltoz, sükroz, nişasta ve selüloz sentezinde kullanılır.

 

Işıktan bağımsız reaksiyonlarda
 
6 CO2
12 NADPH2
18 ATP     

harcanır

Organik madde
12 NADP
18 ADP
6 H2O

üretilir

FOTOSENTEZ HIZINA ETKİ EDEN GENETİK ETMENLER

 

1) Kloroplast ve Klorofil Sayısı: Kloroplast ve klorofil fotosentezi gerçekleştiren yapılardır. Bu yapıların fazla olması daha fazla fotosentez yapılmasını sağlar.

 

2) Yaprak Sayısı ve Genişliği: Bir bitkinin temel fotosentez organı yapraklarıdır. Yaprak sayısının fazla olması daha fazla fotosentez yapılması anlamına gelir. Yaprak genişliğinin artması, yaprağın ışıkla temas yüzeyini artırır. Bu durum fotosentezin artmasına neden olur.

 

3) Stoma Sayısı: Bitkideki gaz alışverişinin yapılmasını sağlayan yapılardan en önemlisi stomadır. Stoma sayısının fazla olması O2 ve CO2 alışverişini artıracağından fotosentezi artırır.

4) Enzim Miktarı: Fotosentez reaksiyonlarında çok sayıda enzim görev alır. Enzim miktarının artması fotosentezi de artırır.

 

5) Kütikula Kalınlığı: Kütikula, yaprağın yüzeyini örten ve bitkinin su kaybını azaltan epidermis tarafından üretilmiş bir tabakadır. Bu tabaka kurak ortam bitkilerinde kalın, nemli ortam bitkilerinde ise incedir. Kütikulanın kalınlığı arttıkça güneş ışınlarının fotosentez yapabilen hücrelere ulaşması zorlaşır. Bu durum fotosentez hızını azaltır

ÇEVRESEL ETMELER

 

✔ Fotosentezi birden fazla faktör etkilediği için fotosentez hızının miktarı minimum olan faktör tarafından sınırlandırılır. Buna minimum yasası denir.
Sıcaklık ve ışık şiddetinin uygun olduğu ortamda su miktarı olması gerekenden az ise fotosentez hızını su miktarı belirler.

 

1) Işık Şiddeti

✔ Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı belirli bir seviyeye kadar artar. Daha sonra sabit kalır.
✔ Işık şiddeti öncelikle ışığa bağımlı evreyi etkiler. Işığa bağımlı evrenin etkilenmesi dolaylı olarak ışıktan bağımsız evreyi de etkiler.

2) Işığın Dalga Boyu

✔ Klorofil molekülü en fazla kırmızı ve mor dalga boylu ışığı;

en az ise yeşil dalga boylu ışığı soğurur.

Bu nedenle fotosentez hızı kırmızı ve mor dalga boylu ışıklarda fazla, yeşil dalga boylu ışıkta azdır.

✔ Öncelikle ışığa bağımlı evreyi etkiler. Işığa bağımlı evrenin etkilenmesi dolaylı olarak ışıktan bağımsız evreyi de etkiler.

✔ Işığın enerjisi ile fotosentez hızı arasında ilişki yoktur.

3) Karbondioksit Miktarı

✔ Karbondioksit miktarı arttıkça, fotosentez hızı da belirli bir seviyeye kadar artar. Daha sonra sabit kalır.

✔ Karbondioksit miktarının artması öncelikle ışıktan bağımsız evreyi etkiler. Işıktan bağımsız evre etkilendiğinden ışığa bağımlı evreyi de dolaylı olarak etkiler.

✔ Ortamın karbondioksit konsantrasyonu çok fazla düşerse canlı CO2 bağlayamaz.

✔ Karbondioksit miktarı ve ışık şiddeti beraber düşünüldüğü zaman fotosentez hızında değişiklikler görülür. Karbondioksit miktarı yeterli ise fotosentez hızı ışık şiddetine göre değişir.

✔ Eğer bitkinin fotosentez yaptığı ortama kireç suyu, KOH ve NaOH maddeler konulursa fotosentez olumsuz etkilenir. Çünkü bu moleküller karbondioksit tutucudurlar; ortamdaki karbondioksiti tutarak canlının fotosentez yapmasını engeller.

✔ Seralara ıslak saman konularak bitkilerin daha fazla fotosentez yapması sağlanabilir. Çünkü ıslak saman içindeki saprofitler ayrışma yaparak seranın karbondioksit miktarını artırırlar.

4) Sıcaklık

✔Fotosentez reaksiyonlarında görev alan enzimler sıcaklık değişimlerinden oldukça etkilenirler. Sıcaklığın optimum değerin altına düşmesi ya da üstüne çıkması fotosentez hızını azaltır. Optimum değerin çok fazla üstüne çıkılması enzim faaliyetlerini geri dönüşümsüz olarak durdurur.(Denatürasyon)

✔ Fotosentez tepkimeleri sıcaklık değişiminden etkilenir ancak ışıktan bağımsız evrede daha fazla enzim görev aldığından ışıktan bağımsız tepkimeler sıcaklık değişiminden daha fazla etkilenir.

✔ Işık şiddeti ile sıcaklık beraber düşünüldüğünde sıcaklık yükselse bile düşük ışık şiddetinde fotosentez hızında belirgin bir değişiklik olmayacaktır.

5) Mineraller

✔ Fe, Mg, N, P, S, K, Ca gibi minerallerin fotosentezde rolü vardır. Minerallerin fotosentez hızına etkisi minimum yasasına göre belirlenir.
✔ Fe; ETS elemanının yapısına katılır ayrıca klorofilin üretiminde görev alan enzimin kofaktörüdür.
✔ Mg klorofilin yapısına katılır.

✔ Ortamda ışık olmadığında klorofil için gerekli tüm maddeler varsa bile, klorofil sentezi yapılmaz.

6) Su Miktarı

✔ Su miktarının artması  fotosentezi artırır. Bir değerden sonra ise fotosentez hızını etkilemez.

✔ Öncelikle ışığa bağımlı reaksiyonları etkilerken ışığa bağımlı reaksiyonların etkilenmesi nedeni ile ışıktan bağımsız reaksiyonu dolaylı olarak etkiler.

7) pH

✔ Fotosentezde görev alan enzimlerin çalıştığı optimum pH aralığının dışına çıkılırsa fotosentezin hızı olumsuz etkilenir. Enzim çalışmasını geri dönüşümsüz olarak bozar. (denatürasyon)

Fotosentez

Tablet Versiyonu

Özel Ders

Sorular (Fotosentez 1)

1) I. 6CO2 + 12H2O --> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

    II. 6 CO2 + 12 H2S --> C6H12O6 + 12 S + 6 H2O

    III. 6 CO2 + 12 H2 --> C6H12O6 + 6 H2O

Yukarıda canlılarda görülen farklı fotosentez mekanizimaları verilmiştir.

Fotosentez mekanizmaları ile ilgili aşağıdakilerden hangisi kesin olarak  yanlıştır?

A) I bakteri, alg ve bitkilerde görülür.

B) Tüm fotosentez tepkimelerinin karbon kaynağı karbondioksittir.

C) I, atmosfere oksijen kazandırır.

D) II prokaryot, III ökaryotlarda görülür.

E) Fotosentezde farklı hidrojen kaynakları görev alır.

 

 

2) Fotoototrof canlılarda aşağıdakilerden hangisi ortak değildir?

A) Karbondioksit özümlemesi

B) Oksijen gazı üretimi

C) Hidrojen kaynağı kullanımı

D) Klorofil pigmentinin ışığı soğurması

E) Su oluşturulması

3) Özdeş ve optimum koşullarda iki bitki kullanılarak yapılan deneylerde,

I. Deney: I. bitkinin bulunduğu ortamdaki suyun oksijen atomları işaretlenmiştir. Bitkinin fotosentez yapması için yeterli bir süre beklenmiştir.

II. Deney: II. bitkinin bulunduğu ortamdaki karbondioksitin oksijen atomları işaretlenmiştir. Bitkinin fotosentez yapması için yeterli bir süre beklenmiştir.

I. ve II. deney sonucunda bitkilerin oluşturduğu fotosentez ürünlerinden hangilerinin işaretli olması beklenir?

                  I. deney                                     II. deney

A)     Organik Besin                             Oksijen gazı

B)Oksijen gazı ve Organik besin                Su       

C)    Su ve organik besin                   Organik besin

D)         Oksijen gazı                      Organik besin ve Su

E)    Su ve oksijen gazı                   Su ve Organik besin

4) Fotosentezin gerçekleşmesini sağlayan klorofil pigmentinin yapısında aşağıdaki minerallerden hangisi bulunmaz?

A) Mg           B) Fe           C) N           D) C            E) H

 

5) Engelmann, beyaz ışığı bir prizmadan geçirerek ışığın renklere ayrılmasını sağlamıştır. Renklere ayrılan ışığı ipliksi yeşil alg üzerine düşürmüştür. Yeşil algin etrafına oksijenli solunum yapan bakteri türü yerleştirmiştir. Yeterli, bir süre bekledikten sonra bakterilerin ipliksi algin belirli bölgelerinde yoğunlaşma yaptığını fark etmiştir.

Buna göre, oksijenli solunum yapan bakterilerin, algin üzerindeki hangi renkli dalga boylu ışığın olduğu bölgede en az yoğunlaştığı söylenebilir?

A) Kırmızı                     B) Mor                     C) Mavi
                   D) Yeşil                     E) Turuncu

Sorular (Fotosentez 2)

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

Yukarıdaki şemada fotosentez reaksiyonları özetlenmiştir.

Şemada harfler ile gösterilen yerlere aşağıdaki moleküllerden hangisi gelmelidir?

        a                    b                 c                  d

A) CO2               H2O             O2              NADPH2

B) H2O               CO2             NADP          O2

C) H2O                O2            NADPH2        CO2

D) O2                  H2O          NADPH2        CO2

E) CO2                O2              NADP           H2O

2) Fotosentez reaksiyonları ile ilgili olarak aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

A) Işığa bağımlı tepkimelerde fotofosforilasyon gerçekleştirilir.

B) Işığa bağımlı tepkimelerde üretilen NADPH2 Işıktan bağımsız tepkimelerde kullanılır.

C) Işığa bağımlı tepkimeler gündüz, ışıktan bağımsız tepkimeler gece gerçekleştirilir.

D) Fotosentez reaksiyonları enzimler yardımı ile gerçekleştirilir.

E) Işıktan bağımsız reaksiyonlar stromada gerçekleşir.

 

3) I. NADP indirgenmesi

    II. Organik madde üretimi
    III. Fotoliz

    IV. CO2 indirgenmesi

Fotosentez sırasında gerçekleşen yukarıdaki olaylardan hangileri ışığa bağımlı tepkimeler sırasında gerçekleştirilir?

A) I ve II             B) I ve III             C) II ve III
          D) III ve IV                 E) I ve IV

4) Aşağıdaki etmenlerden hangisinin artması fotosentez hızına olumsuz etki eder?

A) Klorofil miktarı

B) Yaprak sayısı

C) Stoma sayısı

D) Kutikula tabakası kalınlığı

E) Yaprak genişliği

5) Fotosentezin ışığa bağımlı tepkimeleri sırasında gerçekleşen kemiozmozis kloroplastın hangi bölgeleri arasında gerçekleşir?

A) Stroma - Zarlar arası boşluk           

B) Stoma - İç zar

C) Tilakoit zar - İç zar

D) Tilakoit boşluk - Stroma

E) Zarlar arası boşluk - Tilakoit boşluk

 

6) Aşağıdaki moleküllerden hangisi fotosentez sırasında hem harcanır hem üretilir?

A) Karbondioksit         B) Oksijen           C) Su

                 D) Glikoz                    E) Enzim

Sorular (Fotosentez 3)

1) Fotosentez hızına etki eden aşağıdaki etmenlerden hangisi çevresel bir etmendir?

A) Klorofil miktarı     B) Yaprak sayısı     C) Enzim miktarı
           D) Karbondioksit miktarı   E) Kütikula tabakası

 

 

2) Fotosentez hızı ile ilgili aşağıda verilen grafikte X ile gösterilen değişken;

 

 

 

 

 

 

I. Sıcaklık

II. Karbondioksit miktarı

III. Işık şiddeti

verilenlerden hangisi olabilir? (Ortam şartları optimumdur.)

A) Yalnız I            B) Yalnız II             C) I ve II
         D) I ve III                  E) II ve III

3) Asidik ortamlarda yaşayan fotoototrof bir bakterinin gerçekleştirdiği fotosentezin hızına etki eden faktörler ile ilgili aşağıda verilen grafiklerden hangisi yanlıştır?

4) Işık şiddetinin azaltılması,

I. Su üretimi

II. NADP indirgenmesi

III. Organik madde üretimi

IV. Fosforilasyon

verilenlerden hangisini doğrudan etkiler?

A) Yalnız III             B) I ve III                 C) II ve IV
            D) III ve IV             E) I, II ve III

 

 

5) I. Sıcaklığın yükseltilmesi - 1. bitki
    II. Su miktarının azaltılması - 2. bitki

    III. Asitliğin artması - 3. bitki

    IV. Sıcaklığın azalması - 4. bitki

    V. Bazlığın artması - 5. bitki

Ortam şartlarının optimum olduğu durumda fotosentez yapabilen özdeş beş bitki sırası ile yukarıdaki ortamlara maruz bırakılıp, ortam tekrar eski haline getirilirse hangilerinde fotosentez devam edebilir?

A) Yalnız II           B) I ve III           C) II ve IV
         D) III, IV ve V            E) I, III, IV ve V

Selin Hoca YouTube kanalında ve selinhoca.com üzerinde bulunan tüm materyaller (video, ders notları, logo) telif hakları Selin Akay Yenilmez ve

Ali Rifat Yenilmez'e aittir.  Materyallerin ticari olarak başka yerlerde kullanılması durumunda  yasal işlem başlatma hakkı saklı tutulmaktadır.

FAYDALI BAĞLANTILAR

Hakkımızda

Gizlilik Sözleşmesi

Mesafeli Satış Sözleşmesi

Teslimat Şartları

İptal - İade Şartları

Kullanıcı Sözleşmesi

  • Twitter
  • YouTube
  • Instagram

Bu site en iyi performansı Google Chrome tarayıcıda vermektedir.

Tüm hakları saklıdır. ©