FOTOSENTEZ

A) FOTOSENTEZ

• Klorofilli canlıların ışık(güneş) enerjisini kullanarak inorganik maddelerden organik maddeler sentezlemesidir.
• Fotosentez yeryüzündeki en önemli dönüşüm olayıdır.
• Fotosentez yapabilen canlılar fotosentetik bakteriler,mavi-yeşil algler ve diğer yeşil bitkilerdir.En çok fotosentez yapraklarda olur.
• Bütün fotosentez çeşitlerinde ortak olan CO₂' nin H₂' ye indirgenerek organik maddeye dönüşümüdür.
• Bitkiler ve bazı bakteriler

Bu denklemlerden O₂'nin kaynağının H₂O olduğu görülmektedir.  

6CO₂ + 6H₂O C₆H₁₂O₆ + 6O₂

ışık+klorofil

 

I) KLOROFİLİN YAPISI VE ÖZELLİKLERİ

·C,H,O,N ve Mg' dan oluşur. 
Kloroplastların granumlarında bulunur.

• Klorofile yeşil rengini Mg verir.
• Sentezi için Mg,N ve Fe gerekir ama Fe

yapısında bulunmaz.

• Işık enerjisini absorbe eder. Mg Pirol
• Fotosentezde katalizör görevi yapar.
• Elektron alıp-verme özelliğine sahiptir.
• Bakteri ve mavi-yeşil alglerde sitoplazmada,

yeşil bitkiler ve bazı protistlerde kloroplastın

lamellerinde bulunur.

• Klorofil-a ve klorofil-b olmak üzere 2 tiptir.

İkisi arasındaki farklılık pirol halkasında görülmektedir.

Klorofil-a' daki bu halkalar metil grubu,klorofil-b' de ise

aldehit grubudur.

• Klorofil-a yüksek spektrumlu ışıkta,klorofil-b ise düşük spektrumlu ışıkta faaliyet gösterir.
• Klorofil-a'ya pigment sistemi-1, klorofil-b' ye de pigment sistemi-2 denir.
• Bitkilerin klorofil sentezleyebilmesinde hem iç,hem de dış faktörler etkilidir.
• İç faktörler:Genetik faktörler Dış faktörler:Isı,ışık ve mineraller
• Klorofil geni olmayan bitkilere albino bitkiler denir.

II) FOTOSENTEZ REAKSİYONLARI

 

1. IŞIKLI DEVRE REAKSİYONLARI

• Kloroplastın granumlarında gerçekleşir.Granumların lameller şeklinde olması fazla ışığın

absorbe edilmesini sağlar.

• Reaksiyonların başlaması için ışık enerjisi ve klorofile ihtiyaç vardır.
• Yapılan en önemli iş suyun parçalanmasıdır.
• Amaç;karanlık devre için gerekli ATP ve NADPH₂ üretmektir.
• Işıklı devre reaksiyonları devirli ve devirsiz fotofosforilasyon olmak üzere 2'ye ayrılır. Bunun temel sebebi klorofilden ayrılan elektronların akış yönüdür.
• Enzimler görevli değildir.

a) DEVİRLİ FOTOFOSFORİLASYON

• Klorofilden ayrılan elektronlar(e^-) klorofile geri döner.
• Amaç; 1 ATP enerji üretmektir.

b) DEVİRSİZ FOTOFOSFORİLASYON

• Klorofilden ayrılan elektronlar klorofile geri dönmez.
• Amaç; 2ATP ve 2NADPH₂ üretmek ve O₂ gazı açığa çıkarmaktır.
• Suyun parçalanmasıyla oluşan hidrojenler NADP' ye ,elektronlar klorofil-b' ye,oksijen ise atmosfere verilir.
• Suyun iyonlaştırılmasındaki esas amaç NADPH₂ üretimini gerçekleştirmektir.

NOT: Devirsiz fotofosforilasyon suyun iyonlaşması ile başlar.

 

ÖNEMLİ NOT:DEVİRLİ FOTOFOSFORİLASYONDA 1 ATP, DEVİRSİZ FOTOFOSFORİLASYONDA 2ATP ÜRETİLİR.

2. KARANLIK DEVRE REAKSİYONLARI

• Kloroplastın stromasında gerçekleşir.
• Reaksiyonun başlaması için CO₂ 'in ortamda yeterli miktarda bulunması gerekir.
• Reaksiyonlar enzimatiktir.Yani sıcaklık değişimlerine karşı hassastır.
• Yapılan en önemli iş CO₂ 'in yakalanmasıdır.
• Gerekli enerji ışıklı devrenin ATP'sinden,gerekli H₂'lerde ışıklı devrenin NADPH₂'sinden sağlanır.
• Amaç;organik besin üretmektir.
• 1 glikoz sentezi için 6CO₂,12NADPH₂ ve 18ATP harcanır.
• Bu devreye karbon devri yada kelvin çemberi de denir.

 

III) DİĞER ORGANİK MOLEKÜLLERİN SENTEZİ

Glikojen,selüloz,nişasta ve disakkaritler glikozların birbirlerine bağlanmasıyla oluşmuş

polimerlerdir.

• Aminoasitler,yağ asitleri,gliserin,vitaminler,organik bazlar ve daha birçok molekül glikozun yıkımı ve onu takip eden çeşitli reaksiyonlarla gerçekleştirilir.Bu dönüşüm doğrudan karanlık devre reaksiyonlarındaki 3C'lu bileşiklerden sağlanır.
• Aminoasitler,vitaminler ve organik bazlar sentezlenirken topraktan alınan nitrat tuzlarıda kullanılır.

IV) FOTOSENEZİ ETKİLEYEN FAKTÖRLER

1. IŞIK ŞİDDETİ: Fotosentez Hızı(F.H) Güneş Bitkileri

• Işık olmadan fotosentez olmaz.
• Onun için en çok fotosentez gündüz yapılır. Gölge Bitkileri
• Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı artar.

2. IŞIK ÇEŞİDİ: F.H

• Fotosentez görünen ışıkta meydana gelir.
• Bitkiler fotosentezde yeşil ışığı en az

kullandıklarından yeşil ışığın çoğunu yansıtırlar,

bu yüzden de yeşil görünürler.

• Bu olayı ENGELMAN yaptığı bir deneyle göstermiştir. Birkaç saat sonra en çok bakterinin mor ve kırmızı ışık düşen bölgelerde toplandığını görmüş.Çünkü bu bölgelerde daha çok fotosentez yapılmakta yani daha çok oksijen üretilmektedir.Oksijen ihtiyacı olan bakterilerde bu bölgelerde daha hızlı çoğalmaktadır.
• 3. KARBONDİOKSİT KONSANTRASYONU:
• 4. SICAKLIK:

5. SUYUN ETKİSİ:

 

6. MİNERALLER:

7. İÇ FAKTÖRLER:

• a)Yaprak yüzeyinin genişliği b)Klorofil miktarı(Kloroplast sayısı) c)Kök sistemi

d)Stoma sayısı(CO₂ ve O₂ alışverişi) e)Sitoplazmanın su miktarı f)Demetlerin durumu

g)Kutikula tabakasının kalınlığı

B) KEMOSENTEZ

• Bazı bakteriler organik maddeleri oksitleyerek enerji kazanırlar.Bu enerjiyi H₂O ve CO₂'nin birleştirilmesinde kullanarak kendisine lazım olan organik besinleri yaparlar.
• İşte bu şekilde kimyasal enerjiden faydalanarak organik besinler yapılmasına kemosentez denir.
• Azot,bitkiler için çok önemli bir element olmasına karşı topraktaki azot bitkisel ve hayvansal organik artıkların çürümesinden meydana gelmiş amonyak halinde bulunmaktadır.Bitkiler bu haldeki azottan faydalanamazlar.Azotun bitkilerin faydalanabileceği hale gelmesi için amonyağın nitrat ve nitrit tuzları haline gelmesi gerekir.
• Önce nitrit bakterileri amonyağı(NH₃) oksitleyerek nitrik asit(HNO₂) haline getirir ve kendisi için gerekli olan enerjiyi kazanır.Bu enerjiyi de kendilerine lazım olan organik madde yapımında güneş enerjisi yerine kullanırlar.

2NH3 + 3O2 2HNO2 + 2H2O + 158 kcal.

 

• Nitrik asit haline gelen bileşikler daha sonra nitrat bakterileri tarafından tekrar oksitlenerek nitrat asidine(HNO₃) çevrilir.

2HNO2 + O2 2HNO3 + 38 kcal.

 

Burada meydana gelen enerji nitrat bakterileri tarafından organik besin maddeleri yapımında

kullanılır.

• İki safhada sonuçlanan bu olaya nitrifikasyon denir.
• Klorofile ihtiyaç yoktur.
• Fotosentezle kemosentezin ortak yönü her ikisinin de besin sentezlemesidir.