FOTOSENTEZ

1. FOTOSENTEZ Ömer YANIK Biyoloji Öğretmeni 2006 / BURSA

2. Fotosentez ile her yıl 160 milyar ton • karbonhidrat üretilir. • Güneş enerjisi dünyadaki yaşam • enerjisi kaynağıdır.

3. Fotosentez kloroplastlarda • gerçekleşir.Bir bitki hücresinde • yaklaşık 30-40 kloroplast vardır. • Kloroplastlar stroma ve grana • adı verilen iki kısımdan oluşmuştur. • Granada fotosentezin ışık reaksiyon • ları stromada ise enzimatik • reaksiyonlar gerçekleşir.

4. 6CO + 12H O C H O + 6O 12 2 2 2 2 2 • Fotosentez sonucu oluşan moleküler oksijen suyun parçalanmasından • meydana gelmiştir.Su yerine hidrojen sülfür kullanan bakterilerde • kükürt açığa çıkması oksjenin kaynağının su olduğunu göstermiştir. CO + 2H S  CH O + H O + 2S 2 2 2 2

5. Fotosentez ışık reaksiyonları ve calvin devri reaksiyonlarından oluşur.Işık • enerjisiyle hareketlenen elektronlar NADP tarafından yakalanır.Ayrıca ATP • sentezlenir.Kalvin devrinde ATP ler endotermik reaksiyonun enerji ihtiyacını • NADPH ise Glikoz sentezi için Hidrojen ihtiyacını karşılar.

6. Işık elektromanyetik • bir enerji çeşididir. • Hayat için önemli • olan ve gözle • görülebilen ışık • dar bir aralığa • sahiptir.Işığın dalga • boyu kısaldıkça • enerjisi artar , dalga • boyu uzadıkça • enerjisi azalır. • Işık foton adı verilen belli bir enerjiye sahip parçacıklardan oluşur.

7. Klorofilin değişik çeşitleri olup en önemlileri klorofil a ve Klorofil b dir.İki farklı • molekül farklı spektrumdaki ışıkları emer ve eriyebilme ortamları farklıdır. • Klorofil a’da bir oksijen atomu Klr b ‘ye göre eksik , 2 hidrojen atomu fazladır. • Klorofil –a ( C H O N Mg ) • Klorofil –b ( C H O N Mg ) 55 72 5 4 55 70 6 4

8. Klorofil a ve b belli ışık • emme özelliği gösterirler. • Karotinoidler bitki ve • hayvanlarda yaygın şekilde • bulunan kırmızı , sarı , • kahverengi renkte lipit • bileşiklerdir. • Klorofil ve karotinoidler • kloroplastlarda aynı proteine • bağlanıp fotosintin adı • verilen bir bileşiği oluştururlar. • Karotinoidler fotosentez için önemli belli dalga boylarındaki ışık enerjisini • absorbe ederek klorofile aktarması böylece fotosenteze yardım etmesidir.

9. Fotosistem Merkezleri • Fotosistem merkezleri birkaç yüz • klorofil a,b ve karotinoidler den meydana • gelen anten kompleksleridir. • Bir foton klorofil molekülüne çarptığında • fotonun enerjisiyle elektron daha yüksek • enerjili bir düzeye çıkar, bu elektron • tekrar eski kararlı durumuna dönerken • aldığı kadar bir enerjiyi çevreye ısı ve • floresans ışık şeklinde etrafa yansıtır. • Fotosistem merkezlerinde ise , uyarılmış elektronlar elektron taşıyıcı sistemlere • aktarılarak elektronların tekrar eski durumlarına aniden dönmelerine izin • verilmeyerek ATP ve NADPH yapımı sağlanır.

10. Tilakoit zarlarda iki çeşit • fotosistem merkezleri vardır. • Fotosistem 1 , P700 olarak • bilinir ve 700 nm ve daha • uzun dalga boyundaki • ışıkları absorbe eder. • Fotosistem 2 , ise 680 nm • boyundaki ışığı absorbe • ettiğinden P680 olarak • bilinir. • Fotosistem 1 , 2’ye göre daha az klorofil-b içerir ama aynı sayıda klorofil-a’ya • sahiptir.Anten merkezlerin de karotinoidler yardımıyla absorblanan ışık • enerjisi sonunda merkezde yer alan klorofil-a molekülüne gelip ordan • birincil elektron alıcısına aktarılır.

11. Devirsel olmayan elektron akışı • Fotosistem 2 den kopan elektron elektron taşıma zinciri ile fotosistem 1’e • ulaşır bu sırada ATP yapılır.Fotosistem 2 nin elektron ihtiyacı su dan sağlanır. • Fotosistem 1 den kopan elektronlar NADPH sentezi için kullanılır. • H O P680 Fotosistem 2 P700  Fotosistem 1 NADPH 2

12. Devirsel elektron akışı • Fotosistem 1 den kopan elektronlar tekrar eski durumlarına dönmesi olayı • devirseldir.Sadece ATP yapımı gerçekleşir. • Bakterilerde yoğun bir şekilde gerçekleşir.Yüksek yapılı bitkilerde ise • devirsel fotofosforilasyon daha az oranda gerçekleşir.

13. Işık reaksiyonları sonucu gerçekleşen elektron akışı sayesinde ,H iyonları • Tilakoit boşluklarda birikir.H iyonları iç bölgeden stromaya ATP sentaz molekülü • sayesinde aktarılırken ATP sentezi gerçekleşmiş olur. • Bir molekül CO için 2 molekül NADPH ve 3 molekül ATP ye ihtiyaç vardır. 2

14. Mitokondri ve kloroplastın • her ikisi deyüksek H iyonu • konsantrasyonundan • düşük H iyonu • konsantrasyonuna doğru • gerçekleşen difüzyon • sayesinde ATP yapımı • gerçekleştirirler. • ATP yapımı yönünden bu iki • organelin birbirine benzemesi • ortak evrimsel bir kökene • sahip olduklarını gösterir.

15. 2 • CO 5C’lu RuDP tarafından alınır ve rubisco denen bir enzim yardımıyla 2 mol • 3-fosfogliserata dönüşür. • Kalvin döngüsü sırasında ATP ve NADPH kullanılır.

16. Kalvin döngüsü sonucunda bir molekül • heksoz şekeri sentezlenmesi evresinde • 6 CO ile 18ATP ve 12 NADPH dan • yararlanılır. • Fosfogliseraldehitin fazlası( 1 tane) • kloroplastan dışarı aktarılır ve glikoz, • sakkaroz ve fruktoz gibi maddeleri • oluşturur. • 1 molekül 3-PGAL’ın oluşabilmesi için • kalvin döngüsünün 3 kez tamamlanması • gerekir. • Döngü 3 kez tamamlandığında 6 molekül 3-PGAL oluşur.Bu moleküllerden 5 • tanesi 3 molekül RiDP oluşmasını sağlar.Geri kalan bir molekül 3-PGAL ise • heksozların oluşmasında kullanılır.

17. Yeşil bitkilerdeki değişik fotosentez tipleri • Karbondioksit seviyesi azaldığında (Örneğin sıcak günlerde stomalar kapanır) Rubisco • döngüsel reaksiyonlara giremez ve calvin devri kesintiye uğrar buna fotorespirasyon • denir(Ayrıca rubisco CO2 yerine oksijenle birleşir).Çoğu bitkiler (C3 ) bu gruptadır. • Şeker kamışı ve mısır gibi bitkiler ise C4 yolu olarak adlandırılan bir yolu izlerler.CO2 ‘i • önceden biriktirirler.Bu bitkilerin mezofil hücrelerinde calvin döngüsü gerçekleşmez • CO2 PEP olarak adlandırılan bir bileşikle birleşir ve malata dönüşür daha sonra demet • kını hücrelerine aktarılır.Malat burada calvin döngüsüne girer ve CO2 oluşur. • Burada biriken CO2 atmosferin 10 katına kadar ulaşabilir.Böylece fotorespirasyon • engellenmiş olur.Yüksek ışık ve sıcaklık altında fotosentezin durması engellenmiş olur. • CAM bitkileri grubunda ise (Kaktüs ve agave) yüksek sıcaklık ve susuzluk bu bitkileri • etkiler gündüz vakti stomalarını kapatmak zorundadırlar.Fotorespirasyonu engellemek • için geceleyin stomalarını açarlar , CO2 bağlarlar ve malik asit kofullarda depo • edilir.Gündüzleyin ise stomalarını kaparlar(Terlemeyi engellemek için) ve malik asitden • CO2 elde ederek fotosentezi gerçekleştirirler.Geceleyin C4 yolunu gündüzleyin ise • calvin döngüsünü gerçekleştirmiş olurlar.

18. Sıcak iklimlerde yaşayan bitkilerde görülür. • Düşük CO yoğunluğunda fotosentez yaparlar.CO mezofil hücrelerinde • döngüsel reaksiyonlara girer.Yüksek O yoğunluğunun fotosentezi durdurması • böylece engellenir. 2 2 2

19. CAM bitkilerinde bütün gece • stomalar açıktır ve gündüzleri • kapanır. • Geceleri aldıkları CO leri organik • asite çevirirler.Mezofil hücreleri • organik asitleri kofullarında • depo ederler ve gündüzleri • ise stomaları kapanır ve • fotosentez başlar. • Kaktüs ananas gibi bitkiler örnek • olarak verilebilir. 2 • Doğada bitki türlerinin yaklaşık %85’ini C bitkileri , % 5’ini C bitkileri ve % 10 • da CAM bitkileri oluşturur. 3 4

20. CO etkisi Işık şiddeti 2 Sıcaklık

21. E-Mail : omeryan@hotmail.com