Ders Notu / Fotosentez
FOTOSENTEZ
Ototrof canlıların güneş ışığını kullanarak inorganik maddelerden organik madde sentezlenmesi olayıdır.
güneş ışığı
CO2 + H2O -------> Organikbesin + O2
klorofil
Klorofil pigmenti prokaryot hücreli canlılarda sitoplazmada, ökaryot hücre yapılı canlılarda kloroplastta bulunur.
Prokaryot ;
Fotosentetik bakteriler, mavi-yeşil algler
Ökaryot ;
Öglena, Algler, Bitkiler (Bitkinin tüm hücrelerinde kloroplast bulunmaz.)
Fotosentez ile ışık enerjisi kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür.
Fotosentez sırasında ATP sentezi görülür.
(ATP sentezlendiği için fosforilasyon,ışık kullanıldığı için fotofosforilasyon fotosentez sırasında gerçekleşir.)
Klorofilin yapısı:
Yapısında C,H,O,N ve Mg atomları bulunur.
Işık enerjisini soğurur, yeşil renk verir.
Klorofil sentezi için Fe ve ışık gereklidir.
Fotosentez tepkimelerinin başlayabilmesi için klorofilin ışık enerjisini soğurarak e- fırlatması gerekir.
Klorofil a ve klorofil b olmak üzere iki tip klorofil vardır.(Canlılar arasında en çok bulunan)
Klorofil a ve klorofil b farklı dalga boyutlarındaki ışıkları soğururlar.
Not:Klorofil fotosentez yapan tüm canlılarda bulunur.
Kloroplastın yapısı:
Çift katlı zardan oluşur.İçerisinde ayrıca tilakoid zar sistemi bulunur.
Tilakoid zarlar üst üste dizilerek granaları oluşturur.Tilakoid zar üzerinde klorofil pigmenti bulunur.
Kloroplast içerisinde sıvı kısma stroma adı verilir.
Kloroplastların kendisine ait DNA,RNA ve ribozomları bulunur
.
Kloroplastın Yapısı
Fotosistem
Işık enerjisini yakalayan sistemlerdir.
Anten kompleksi ve tepkime merkezinden oluşur.
Anten kompleksinde klorofil ve karotenoit pigmentler bulunur.Görevi ışığı soğurmak ve tepkime merkezine iletmektir.
Tepkime merkezinde klorofil-a ve ilk e- alıcısı bulunur.Tepkime merkezi fotosentezin ışığa bağımlı reaksiyonlarının başlatıldı yerdir.
Tilakoid zarda 2 çeşit fotosistem (Fotosistem-I ve Fotosistem-II ) vardır.
Fotosistem I'in merkezindeki klorofil-a 700nm dalga boyunda ışığı en iyi soğurur (P700).
Fotosistem II'in merkezindeki klorofil-a 680 nm dalga boyundaki ışığı en iyi soğurur (P680).
Fotosentezin Evreleri
1.Aydınlık evre (Işığa Bağımlı Evre )
Işığın doğrudan klorofiller üzerinde etkili olduğu evredir.Bu nedenle granalarda gerçekleşir.
Amaç:Karanlık evre için gerekli ATP ve NADPH moleküllerini üretmektir.
ETS elemanları görev yapar.
Fotoliz bu evrede görülür.Işıkla suyun parçalanması olayıdır.
H2O -------> H+ + OH-
Su NADP için H+ , atmosfer için O2, ve sistem için e- kaynağıdır.
*Bu evrede enzimler görev yapmaz.
2.Karanlık Evre (Işığa Bağımlı Olmayan Evre)
Işık doğrudan etkili değildir.
Klorofiller bu evrede görev almadığı için olay stromada gerçekleşir.
ETS elemanları görev yapmaz.
Işıklı evreden gelen ATP ve NADPH bu evrede kullanılır.
*Atmosferden alınan CO2 bu evrede kullanılır.
*Enzimler görev yapar.
Calvin Döngüsü olarakta bilinir.Döngü ribuloz di fosfat ile başlar.
*Organik besin bu evrede sentezlenir.
Organik Besin Sentezi
Kalvin döngüsü sonucu oluşan 3 Karbonlu PGAL molekülüdür.
PGAL'den üretilen glikoz molekülünün bir kısmı canlı tarafından hücre solunumunda kullanılır.Geri kalan kısmı ise maltoz,sakkaroz,nişasta ve selüloz olarak sentezlenir.
Aynı zamanda yağ asidi,gliserol, vitamin, aminoasit, organik bazda sentezlenir. Organik baz, aminoasit ve bazı vitaminlerin sentezi sırasında topraktan alınan azot (N) da kullanılır.
FOTOSENTEZ HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER
Fotosentez hızı;
Açığa çıkan oksijen veya harcanan karbondioksit miktarı ile ölçülür.
Fotosentez hızını miktarı en az olan faktörler belirler.Buna minimum yasası denir.
1.ÇEVRESEL FAKTÖRLER
IŞIK ŞİDDETİ:
Işık enerjisi olmadan fotosentez gerçekleşmez.
ışık şiddeti, birim zamanda yayılan foton sayısıdır.Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı önce artar sonra sabit kalır.
IŞIĞIN DALGA BOYU:
Fotosentez 380-750 nm dalga boyu aralığında gerçekleşir.
Klorofil en iyi kırmızı, mor dalga boyundaki ışığı absorbe ettiğinden fotosentez hızlı, en düşük yeşil dalga boyundaki ışığı absorbe ettiğinden fotosentez yavaştır.
Not:Iiığın şiddeti ve dalga boyu fotosentezi etkilediği için tarımsal amaçlı olarak yapay ışıklandırma kullanılmaktadır.
SICAKLIK:
Işıktan bağımsız reaksiyonlarda çok sayıda enzim görev yapar.Enzimlerin sıcaklıktan etkilenmeleri fotosentezı de etkiler.Işık şiddeti düşük olduğunda yüksek sıcaklık etkili olmaz fakat ışık şiddeti yüksek olduğunda sıcaklık artışı fotosentezi 35OC'ye kadar olumlu 35OC'den itibaren olumsuz etkiler ve fotosentez yavaşlamaya başlar.
CO2 MİKTARI:
CO2 ışıktan bağımsız reaksiyonlarda kullanılır. CO2miktarı arttıkça fotosentez hızı artar sonra sabit hızda kalır.
Ortamda CO2 miktarı belirli bir sınırın altına düşerse fotosentez durur.
Ortamda CO2 tutucular ( Ca(OH)2-kalsiyum hidroksit , KOH-potasyum hidroksit) varsa fotosentez hızı düşer.
SU:
Bitkide su oranı %15'in altına düşerse enzimlerin inaktif olmasından dolayı fotosentez durur.so oranı arttıkça fotosentez hızı artar sonra sabit hızda devam eder.
MİNERALLER:
Mineraller hem biyokimyasal tepkimelerde görev alan enzimlere kofaktör hem de ferrodoksin ve klorofillerin yapısına katılır.
pH:
Enzimler belli pH aralıklarında çalıştığından dolayı ortam pH'ı fotosentez hızını etkiler.
2.KALITSAL FAKTÖRLER
KLOROPLAST SAYISI:
Kloroplast sayısı ne kadar fazlaysa fotosentez o kadar hızlı olur.
YAPRAK SAYISI:
Yaprak sayısı arttıkça fotosentez miktarı artar.
YAPRAK GENİŞLİĞİ:
Yaprak genişliği arttıkça ışıktan yararlanma oranı artar.Böylece fotosentez hızlanır.
STOMA SAYISI:
Stoma sayısı arttıkça atmosferden alınan CO2 miktarı artar böylece fotosentez hızlanır.
KUTİKULA KALINLIĞI:
Kutikula kalınlığı arttıkça güneş ışığı absorbleme miktarı düşer böylece fotosentez hızı düşer.
ENZİM MİKTARI:
Enzimlerin miktarı ne kadar fazlaysa fotosentezde o kadar hızlıdır.
