www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

FOTOSENTEZ

FOTOSENTEZİN ÖNEMİ

​

• Yeryüzünde tüm canlıların kullandığı enerjinin kaynağı Güneştir.
• Güneş enerjisinin bitkilerce kullanımı fotosentezle olur.
• Fotosentezle bitkilerde depolanan enerji, kimyasal enerjidir ve bütün canlıların da enerji kaynağıdır.
• Bu nedenle hayatın devamı yeşil bitkilere bağlıdır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

FOTOSENTEZ

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

KLOROFİL

IŞIK

Glikoz

6 CO₂

+

6 H₂O

• Işık enerjisinin kullanılarak organik bileşiklerin

üretilmesidir.

• Yeşil yapraklı bitkilerin inorganik maddelerden (H₂O,

CO₂), ışık enerjisi ve klorofil yardımı ile organik besin

üretmeleridir.

C₆H₁₂O₆

+

6 O₂

Fotosentez yapan canlılar:

• Bitkiler - Mavi – yeşil algler
• Bazı bakteriler - Bazı protistalar

Genel Denklemi:

FOTOSENTEZ

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

ışık

CO₂

H₂O

klorofil

BESİN

O₂

Atmosfere verilir

Glikoz

Amino asit

Yağ asidi

Gliserol

A . IŞIK ENERJİSİ ve KLOROFİL

• Işığın fotosentezdeki rolü
• Güneş dünyadaki en önemli enerji kaynağıdır.
• Bu enerji ancak bitkiler tarafından alınarak hayvanların ve diğer canlıların kullanabileceği kimyasal enerjiye dönüştürülür.
• Bitkiler ışık enerjisini ancak fotosentez olayı ile kullanılabilir hale getirirler.
• Kısacası fotosentezde ışık, enerji kaynağıdır.
• Bundan dolayı ışıksız ortamda fotosentez olmaz.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Işığın fotosentezdeki rolü

2.Işık, klorofil tarafından emilerek fotosentez başlatılır.

• Klorofilin fotosentez için önemi ışığı soğurabilme -sidir.
• Klorofil yeşil ışığı yansıttığı için bitkiler yeşil renkli olarak görülür.
• Görünmeyen mor ve kızıl ötesi ışınlar klorofil tarafından tutulamaz ve fotosentezde kullanılamaz.
• Klorofilden başka kromoplastlar da ışığı soğurabilir ve bunu kloroplastlara aktarabilir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Işıksız ortamda fotosentez olmadığı nasıl anlaşılır?

• Saksı bitkisinin yapraklarından birinin üzerini kalın bir kağıtla kapatıp 3-4 gün bekletelim.
• Kapattığımız kağıdı yapraktan ayırıp başka yapraklarla beraber iyot çözeltisine daldırdığımızda diğer yap-rakların koyu mavi renk aldığını, kapattığımız yaprağın ise mavi renk almadığını görürüz.
• İyot nişastanın ayıracıdır. Mavi renk alan yapraklarda besin yapıldığı, diğerinde ise besin yapılmadığı anlaşılır. Bundan da fotosentez olmadığı anlaşılır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Işıksız ortamda fotosentez yapılmaz.

• Klorofilin fotosentezdeki rolü nedir?

• Klorofil, kloroplastların granalarında bulunur.

​

• Bir kloroplastın yapısı yandaki şekilde görülmektedir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Klorofilin fotosentezdeki rolü nedir?

• Klorofil;
• Yapraklarda üretilir.
• Işığı emerek fotosentezi başlatır.
• Bitkiye yeşil rengi verir.
• Işıksız bir ortamda klorofil bozulur ve bitki beyaz (Albino) renk alır.  
• Yapısında C,H,O,N ve Mg atomları vardır.
• Fe klorofil sentezi için katalizör görevi görür.
• Mg klorofilin yeşil renkli olmasını sağlar.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Klorofil çeşitleri

• Klorofil-a :

C₅₅ H₇₂ O₅ N₄ Mg

• Klorofil-b :

C₅₅ H₇₀ O₆ N₄ Mg

​

• Kl – a; yüksek spektrumlu ışıkta, Kl.b ise düşük spektrumlu ışıkta çalışır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

• Engelman deneyi

Amaç:Işığın dalga boyunun fotosentez hızına etkisini bulmak.

Sonuç:Mor ve kırmızı ışıkta fotosentez en hızlıdır. Yeşil ışık yansıtıldığı için fotosentezde en az kullanılan ışıktır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

FOTOSENTEZ EVRELERİ

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

IŞIK REAKSİYONLARI EVRESİ

3 ATP + 2 NADPH₂

sentezlenir (Granalarda)

​

KARBON TUTMA REAKSİYONLARI EVRESİ

(Karanlık Evre)

3 ATP + 2 NADPH2

harcanır (Stromada)

IŞIK

IŞIK

H₂O

O₂

ATMOSFERE VERİLİR

CO₂

C₆H₁₂O₆

GLİKOZ

Fotosentez için gerekli olan maddeler nelerdir?

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

FOTOSENTEZ

• Fotosentez olayında co₂ kullanılarak besin maddesi sentezlenebilmesi için öncelikle ATP sentezinin yapılması gerekir.Bitki bu sentezi ışık kullanarak gerçekleştirir.
• Işık enerjisinin kloroplastlarda, ATP halinde kimyasal bağ enerjisine çevrilmesine fotofosforilasyon denir.
• Bu olay fotosentezin ilk reaksiyon basamağıdır.
• Kloroplastların granalarında klorofilden ayrılan elektronu tutan bir sistem vardır. Bu sisteme Elektron Taşıma Sistemi (ETS) denir.
• ETS’ nin elemanları; ferrodoksin, plostokinon (flavoprotein) ve sitokromlardır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

FOTOSENTEZ EVRELERİ

• İki evrede gerçekleşir.
• 1.Işık reaksiyonları evresi:
• Genel özellikleri.

1. Işık gerklidir. Olmasa gerçekleşmez.

2. Kloroplastın granalarında gerçekleşir.

3. Olay indirgenme ve yükseltgenme reaksiyonları şeklindedir.

4. ETS elemanları görev alır.

5. ATP (fotofosforilasyon) ve NADPH₂ üretilir.

6. Suyun parçalanması ile oluşan O₂ atmosfere verilir.

7. Sıcaklıktan daha çok ışık şiddeti etkilidir.

Işıklı devre reaksiyonları iki grupta incelenir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

a. Devirli fotofosforilasyon

​

​

ADP

ATP

e^-

e^-

Klorofil⁺

e^-

Klorofil

ATP ADP

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

ışık

Ferrodoksin

Plastokinon

Sitokrom

e^-

a. Devirli fotofosforilasyonda :

​

• Tabiatta hiçbir şey parçalanmadan enerji üretimi bu safhada gerçekleşir.

​

• Net 2 ATP üretilir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

b. Devirsiz Fotofosforilasyon;

2 NADP 2 NADPH₂

2 H₂O 4e^- + 4 H⁺ +O₂ ATMOS -

FERE

​

4 e^-

4e^-

Klorofil-a Klorofil-b

(PS-1) (PS-2)

ATP ADP + P

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

ışık

Ferrodoksin

4 e^-

ışık

4e^-

Plastokinon

Sitokrom

4e^-

4e^-

b. Devirsiz Fotofosforilasyonda;

• Olayda 1 ATP, 2 NADPH₂ üretilir.
• Suyun parçalanması ile oluşan O₂ atmosfere verilir.
• Suyun işlevi:
• Klorofil-b için elektron kaynağıdır.
• NADPH₂ için H⁺ kaynağıdır.
• Atmosfer için O₂ kaynağıdır.

NOT: Sonuç olarak ışık reaksiyonları evresinde :

• 3 ATP, 2 NADPH₂ üretilir.
• O₂ yan ürün olarak açığa çıkar.

​

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

2. Karbon tutma reaksiyonları evresi (Karanlık Evre)

• Genel Özellikleri:
• Kloroplastın stromasında gerçekleşir.
• Işık, şart değildir.(olsa da olmasa da gerçekleşir)
• ATP ve NADPH₂ ler kullanılır.
• CO₂ kullanılarak besin (Glikoz) sentezlenir.
• Enzimatik reaksiyonlar olduğu için sıcaklık değişimlerine karşı hassastır.

​

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

5C

3C

3C

3C

3C

3C

3C

​

FRUKTOZ

6C

5C

PGA

6C

PGAL

H₂O

3

ATP

2

NADPH₂

CO₂

SÜKROZ

GLİKOZ

6C

NİŞASTA

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

P

IŞIK REAKSİYONLARIN-DA ÜRETİLEN

KARBON TUTMA REAKSİYONLARI

• Fotosentezin karbon tutma reaksiyonlarına 1 mol CO₂ ‘in katılması için reaksiyonda 3 ATP ve 2 NADPH₂ kullanılır.
• Genel denklemine göre 6 mol CO₂ reaksiyona girdiğinden 1 mol glikoz oluşumu için; 6 x 3 ATP = 18 ATP ve 6 x 2 NADPH₂ =12 NADPH₂ ‘ye ihtiyaç vardır.
• Oluşan glikozun karon ve oksijeni CO₂’den, hidrojeni sudan gelir.
• PGAL (fosfogliser aldehit) den aminoasit, yağ asidi, vitamin gibi bileşikler de yapılabilir. Bu yüzden fotosentezde net kazanç PGAL ‘dir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

SORULAR

1. Karbon tutma reaksiyonlarına 3 mol CO₂ girerse, ne kadar ATP ve NADPH₂ ‘ye ihtiyaç olur.
2. Fotosentezde sentezlenen 8 mol glikozun oluşumu için kaç ATP harcanır ?
3. 20 mol maltoz oluşumu için fotosentez sırasında kaç mol NADPH₂ harcanır ?

​

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

NOT:

• Bazı bakterilerde klorofil vardır. Bu bakterilere fotosentetik bakteriler denir.
• Bu bakterilerin klorofilleri stoplazmada, ETS enzimleri ise hücre zarında bulunur.
• Bakteriler, H ve elektron kaynağı olarak su yerine H₂S(Hidrojen sülfür) veya H₂ gazı kullanır.
• Bu nedenle bakteriyel fotosentezde O₂ gazı yerine ortama kükürt(S) verilir.
• CO₂ + 2H₂S 2C₂(CH₂O)_n + 2S + H₂O

​

• CO₂ + 2H₂ 2C₂(CH₂O)_n + H₂O

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

IŞIK

IŞIK

Fotosentezde Farklı Besinlerin Sentezlenmesi

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Selüloz

Nişasta

Disakkarit

6C

3C

2

N

Gliserol

Yağ asitleri

Organik bazlar

Vitaminler

Amino asitler

Glikoz

Fotosentezi Etkileyen Etmenler:

• Fotosentezde kullanılan CO₂ ya da açığa çıkan O₂ miktarı ölçülerek fotosentez hızını belirlemek mümkündür.
• Bazı faktörlerin normalin üzerinde olması fotosentezin hızına etki etmez. Çünkü fotosentezin hızı, etki eden faktörlerden en düşük olanına göre belirlenir. Buna ‘minimum yasası’ denir.
• Fotosentezi etkileyen etmenler çevresel ve genetik olmak üzere ikiye ayrılır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

A. Fotosentezi etkileyen çevresel faktörler

1. CO₂ miktarı:Arttığında

fotosentez hızı belirli bir

seviyeye kadar artar.

Sonra da sabit kalır.

​

Not:Ortamda bulunabilecek

Kalsiyum Hidroksit Ca(OH)₂

Ve Potasyum Hidroksit KOH gibi bileşikler

CO₂ ‘i tutacağından fotosentezi olumsuz etkiler.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

%0,3

CO₂ miktarı

Fotosentez hızı

2.Işık şiddeti :

• Işık enerjisi almayan hiçbir hücre fotosentez yapamaz.
• Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı artar. Ancak belirli bir sınırı geçtikten sonra sabit kalır, değişmez.
• Işık şiddeti ve CO₂ birlikte değerlendirildiğinde, miktarı az olan fotosentez hızını belirler.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Fotosentez hızı

Işık şiddeti

0 0,5 0,10 0,15

CO₂ konsant.

Düşük şiddette ışık

Orta şiddette ışık

Yüksek şiddette ışık

Fotosetez hızı

Beyaz ışığın renklerinde fotosentez hızı:

• Fotosentez hızı beyaz ışığın renklerinden, kırmızı ve mor ışıkta maksimumdur.Klorofil yeşili yansıttığından fotosentez hızı yeşil ışıkta en düşüktür.
• Fotosentezin hızı ışığın dalga boyunun ve enerjisinin azalıp artması ile orantılı değil, klorofil molekülünün ışığı emmesiyle ilgilidir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

Mavi

Yeşil

Sarı

Turuncu

Kırmızı

Fotosentez hızı

Işığın dalga boyu

Mor

3. Sıcaklık

• Sıcaklık artışıyla, düşük ışık şiddetinde fotosentez hızında değişiklik görülmez.
• Yüksek ışık şiddetinde sıcaklık artışı fotosentez hızını artırır.Ancak sıcaklığın 40 ^oc nin üzerine çıkması fotosentez hızını düşürür.
• Çünkü bu sıcaklıkta protein yapılı enzimler bozulur.(Denatüre olur)

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

0 10 20 30 40 50

Fotosentez hızı

Sıcaklık

Düşük ışık şiddeti

Yüksek ışık şiddeti

4. Mineral tuzları

• Fe , Mg , Mn tuzlarının eksikliği klorofil eksikliğine yol açar. Klorofil eksikliği de fotosentez hızını düşürür.
• K , S gibi elementlerin , karbon devrinde enzim aktivitesini ve ATP sentezini etkilediği bilinir.
• Fotosentez hızı mineral tuzların en az olanına göre düzenlenir.(Minimum Yasası)

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

B. Fotosentez hızını etkileyen kalıtsal faktörler

1. Kloroplast sayısı: Fotosentez olayı bu organellerde olduğu için sayısı arttıkça fotosentez hızı da artar.
1. Yaprağı koyu yeşil olan bitkilerde kloroplast çok, açık yeşil olan bitkilerde ise azdır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

2. Kloroplastlardaki su miktarı:

• Su, fotosentezin ham maddesidir.

​

• Bir bitkinin su derişimi % 18 ‘in altına düşerse fotosentez durur.

​

• Kloroplastlarda az veya çok su olması bitkinin kalıtsal özelliğidir.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

3. Yaprak genişliği :

• Yeşil bitkilerin yaprak yüzeyi ne kadar genişse ışıktan yararlanma oranı o kadar fazla olur.

​

• Aynı şekilde yaprak sayısı arttıça fotosentez hızı da artar.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

4. Stomaların yapısı ve sayısı:

• Stomalar,yapraklarda bulunan ve CO₂ alımını sağlayan küçük gözeneklerdir.
• Bu gözenek sayısı ne kadar fazla ise CO₂’ den o kadar fazla yararlanılaca -ğından stoma sayısı ve yapısı fotosentez hızını etkiler.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

5. Kutikula kalınlığı :

• Yaprak yüzeyinde bulunan koruyucu tabakadır.
• Kurak bitkilerinde kalın, sucul bitkilerde ise incedir.
• Kalın veya ince olmasına bağlı olarak su kaybı düzenlenir.
• Bunun için fotosentez hızına etki eder.

​

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI

6. Enzim miktarı:

• Fotosentez enzimleri ne kadar fazla ise fotosentez o kadar fazla olacaktır.

www.biyolojiokuryazari.com SERDAR SARICI