FOTOSENTEZDE KULLANILAN VE ÜRETİLEN MADDELER

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)