ENERJİ VE HAYAT-II
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
 Bazı bakterilerde
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. Pirol
Kloroplastların granumlarında bulunur.
Klorofile yeşil rengini Mg verir.
 Sentezi için Mg,N ve Fe gerekir ama Fe
  yapısında bulunmaz.
  Işık enerjisini absorbe eder. Pirol 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. Pirol
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; 2ATP enerji üretmektir.
e–
  Ferrodoksin Plastokinon
  ADP ATP
e– e–
   Klorofil–a ATP ADP Sitokrom
e–
Işık
b) DEVİRSİZ FOTOFOSFORİLASYON
Klorofilden ayrılan elektronlar klorofile geri dönmez.
Amaç; 1ATP 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.
Ferrodoksin e– 2NADPO 2NADP– 2NADPH2
    
   e– 4H2O fotoliz 4OH- + 4H+ 2H2O + O2
e–
      Klorofil–a ATP ADP Sitokrom Klorofil–b
e– e–
Işık Işık
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.
          1C P 6C P
(CO2) Ara Bileşik
 
   
  P 3C 3C P
   
   ATP ATP
    
  P 5C P
Ribuloz Di Fosfat  NADPH2 NADPH2
   (RiDP)
 
       ATP
      P 3C P P 3C P
 
P 5C Fosfogliser Aldehit Fosfogliser Aldehit
 (PGAL) (PGAL)
  Ribuloz Fosfat
    (RP)
  H2O
6C
Glikoz
III) DİĞER ORGANİK MOLEKÜLLERİN SENTEZİ
  Glikojen Gliserol
Yağ Asitleri
    Selüloz Glikoz PGA
       6C 3C Organik Bazlar
 Nişasta Vitaminler
  Amino Asitler
Disakkaritler N
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.
 Işık Şiddeti
 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. mor yeşil kırmızı Işık
Yeşil ipliksi alg üzerine ışık spektrumu düşürmüş Şiddeti
ve su yosununun bulunduğu ortama aerob bakteriler
koymuş.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: F.H
 Ortamdaki karbondioksit miktarı arttıkça
 fotosentez hızı da artar. Kuvvetli Işık
Orta Işık
  Zayıf Işık
CO2
 konsantrasyonu
 4. SICAKLIK: F.H
   Karanlık devre reaksiyonları enzimatik
 olduğundan sıcaklık artışından belli bir Kuvvetli Işık
süre sonra etkilenir.
Zayıf Işık
 
25-40 Sıcaklık
5. SUYUN ETKİSİ:
F.H
Substrat Miktarı
 (CO2 veya H2O)
6. MİNERALLER:
Bitkilerin gelişimi en az minerale göredir.Buna minumum kuralı denir.
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.
Nitrik asit haline gelen bileşikler daha sonra nitrat bakterileri tarafından tekrar oksitlenerek nitrat asidine(HNO3) çevrilir.
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.
|