Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

FOTOSENTEZ Karbondioksit C 6 H 12 O 6 Fotosentez H2OH2O CO 2 O2O2 su + 126 ışık Oksijen Glikoz + 6 H2OH2O.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "FOTOSENTEZ Karbondioksit C 6 H 12 O 6 Fotosentez H2OH2O CO 2 O2O2 su + 126 ışık Oksijen Glikoz + 6 H2OH2O."— Sunum transkripti:

1 FOTOSENTEZ Karbondioksit C 6 H 12 O 6 Fotosentez H2OH2O CO 2 O2O2 su ışık Oksijen Glikoz + 6 H2OH2O

2 Bütün enerjilerin kaynağı güneştir. Klorofil gibi özel pigmentlere sahip bitkiler, Siyanobakteriler(mavi-yeşil algler) ve bazı bakteriler Öglena gibi protista’lar Güneş enerjisini tutarak hücrelerin yararlanabileceği enerji şekline ( kimyasal bağ enerjisi ) dönüştürür – ( Fotosentez ) -

3 Tüm ototroflar fotosentez yapmazlar. Bazı ototrof bakteriler sadece kemosentez yapar. Bazı fotoototroflar ise aynı zamanda heterotrof olabilirler(böcekçil) (böcekle azot ihtiyacını karşılar) Tam Parazit olan bazı bitkiler ise hiç fotosentez yapmadan, konak bitkiden beslenebilirler(cin saçi- canavar otu). Yarı parazitler ise suyu hazır alır ama fotosentez yaparlar(ökseotu)

4 Canlılar ve çevreleri arasında bir enerji akışı vardır. Güneş ışık enerjisi Üretici kimyasal enerji Birincil tüketici kimyasal enerji İkincil Tüketici kimyasal enerji Üçüncül tüketici kimyasal enerji Dördüncül tüketici

5 Enerji akışında verimlilik Besin zincirindeki besinin bir kısmı enerji olarak kullanılır bir kısmı ise ısı olarak açığa çıkar. Bu nedenle enerji her seviyeye aynı kalarak aktarılmaz belli bir kayıp olur. (1/10) Bu kayıptan dolayı ekosistemdeki enerji akışı piramit ile gösterilir.

6 Fotosentez ile ilgili ilk çalışmalar Joseph Priestly tarafından yapılmıştır. Çalışmalar sonucunda atmosferdeki CO 2 ve O 2 oranının solunum ve fotosentez gibi olaylarla korunduğu anlaşılmıştır

7 YAPRAK YAPISI VE KLOROPLAST Yaprakta fotosentez yapan hücreler mezofil tabakasında bulunur. Bu tabakanın üstünde ve altında yer alan epidermis ise şeffaf(fotosentez yapmayan) koruyucu bir tabakadır. Fotosentez yapan hücrelere gaz alışverişi stomalar aracılığı ile yapılır stomalar kloroplast taşıyan, epidermisten farklılaşan tek yapıdır.

8 CO 2 O2O2 Stoma Bir Mezofil hücresi İletim demeti Kloroplast MEZOFİL Yaprak enine kesiti Yaprak

9 kloroplast Dış ve iç zar Zarlararası boşluk Granum Stroma Tilakoid boşluk Tilakoid zar

10

11 ÇEŞİTLİ CANLILARDA FOTOSENTEZ 6CO 2 +12H 2 O C 6 H 12 O 6 +6H 2 O+6O 2 (bitki ve siyanobakteri,öglena ) (bitki ve siyanobakteri,öglena ) Havanın O kaynağı: Besinin H kaynağı: CO 2 +2H 2 S (CH 2 O)n +2 S+ H 2 O ( mor kükürt bakterisi) bakterisi) Havanın O kaynağı: Besinin H kaynağı: CO 2 +2H 2 (CH 2 O)n + H 2 O ( H bakterisi ) Besinin H kaynağı:

12 6 CO H 2 O C 6 H 12 O O H 2 O indirgenme Yükseltgenme

13 FOTOSENTEZDE OLUŞAN OKSİJENİN KAYNAĞI Oksijeni işaretli su verildiğinde bırakılan havada ki oksijende buna rastlanmıştır. Ancak işaretlenmiş CO2 verildiğinde bırakılan havada işaretli oksijene rastlanmamıştır.

14 6 CO H 2 O Deney 1 C 6 H 12 O H 2 O + 6 O 2 6 CO H 2 O Deney 2 C 6 H 12 O H 2 O + 6 O 2

15 Reaksiyona girenler 6 CO 2 Ürünler 12 H 2 O C 6 H 12 O 6 6 H 2 O6 O 2 Fotosentez sonucunda açığa çıkan oksijenin temel kaynağı sudur. Sudaki hidrojen atomu ise oluşan glikozun ve açığa çıkan suyun yapısına katılır. Karbon dioksitteki oksijen atomu, hem sentezlenen glikoz hem de açığa çıkan suyun yapısına katılır. Karbon dioksitteki karbon atomu ise glikozun yapısına girer.

16 IŞIK ENERJİSİ VE KLOROFİL

17

18 Elektonlar klorofilden koparak ayrılabilir. Elektronu kaybeden klorofil + yüklü hale gelir. Elektronlar elektron taşıma sistemi enzimleri tarafından farklı moleküllere aktarılır. Klorofil a dalga boyu 662 nm; klorofil b ise dalga boyu 654 nm olan ışığı soğurur.

19

20 Kloroplast zarları parçalanırsa klorofil olduğu halde fotosentez görülür mü?

21 Wavelength (nm) 10 –5 nm Increasing energy Visible light 650 nm 10 –3 nm 1 nm10 3 nm10 6 nm 1 m 10 3 m Radio waves Micro- waves Infrared X-rays UV Gamma rays

22 ENGELMANN DENEYİ Işığın dalgaboyu fotosentez hızını etkiler mi?

23

24 fikoeritrin fikosiyanin karotenoit (karoten ve ksantofil),lökopen Klorofil dışındaki renk pigmentleri ışığı soğurur ama fotofosforilasyon yapamaz. Bitki ve alglerde bulunan bu pigmentler klorofilin yakalayabildiğinden daha farklı dalga boyu ışınlarının soğurularak klorofile aktarılmasında rol oynarlar. Klorofil a ve b

25 Galvonometrede okunan değerin yüksek olması pigment çözeltisinin ışığa geçirgenliğinin fazla olduğunu gösterir. Galvonometrede okunan değerin yüksek olması ne gösterir?

26 Fotosentez evreleri IŞIK reaksiyonları KARANLIK reaksiyonları (Karbon tutma)

27 FOTOSENTEZ EVRELERİ IŞIK REAKSİYONLARI 3 ATP + 2 NADPH 2 sentezlenir (Grana) KARBON TUTMA REAKSİYONLARI (Karanlık Evre) 3 ATP + 2 NADPH 2 harcanır (Stroma) IŞIK H2OH2O O2O2 ATMOSFERE VERİLİR CO 2 C 6 H 12 O 6 GLİKOZ IŞIK Amaç: ATP üretmek, NADPH oluşturmak, Su kullanır,O 2 Amaç: ATP ve NADPH kullanarak CO 2 bağlamak ve organik bileşik yapmak

28

29

30 Fotosentez için gerekli olan maddeler nelerdir? a)Kendisinin üretebildikleri b)Dışarıdan Hazır Olarak aldıkları KLOROFiL KLOROPLAST ENZiMLER H 2 O CO 2 MiNERALLER IŞIK ve ISI

31 NADP ve NADPH NADP + + 2H = NADPH + H + NADP elektronları H halinde alır.

32 FOTOSİSTEM NEDİR? Fotosistem tilakoid zar içine gömülü birçok pigmentin ve proteinin bulunduğu yapılardır. Merkezde klorofil a ve ilk elektron alıcı vardır.

33 Fotosentezde üretilen ATP asla hücrede başka reaksiyonlarda kullanılamaz.

34 Bitkiler ve siyanobakterilerde ışığı soğurma özelliklerine göre 2 farklı FOTOSİSTEM bulunur. Fotosistem I 700 nm en iyi soğurur. Fotosistem II ise 680 nm en iyi soğurur. Mor ve yeşil sülfür bakterilerinde ise tek fotosistem vardır.

35 photosyn2.html

36 Fotonların çarpması ile Klorofilden ayrılan e - ayrıldığı klorofile geri dönerse devirli, dönmezse devirsiz fotofosforilasyon denir. Işığa bağımlı reaksiyonlar Devirsiz fotofosforilasyon Devirli fotofosforilasyon

37 A. Devirli Fotofosforilasyon :

38 Klorofil molekülünün ışığı emmesiyle serbest kalan e - ETS nin ilk e - alıcısı olan Ferrodoksine geçer. (Klf yükseltgenmiş olur-Klf + ) Ferrodoksinden sitokroma ve oradan da plastosiyanine geçen e - un taşıdığı enerji ile stromadan tilakoide H+ pompalanır. Sonuçta e - ayrıldığı klf e döner. Klorofil indirgenir ve nötr hale geçer.

39 Devirli fotofosforilasyon Işık Ferredoksin sitokrom e-e- Kl Kl + e-e- e-e- İlk e alıcısı Plastosiyanin e’ lar yüksek enerjiden düşük enerjiye aktarılırken açığa çıkan enerji ile H iyonları tilakoid boşluğa pompalanır. ATP ADP FS I

40

41 Devirli fotofosforilasyonda su harcanmaz. Sadece fotofosforilasyonla ATP üretilir NADPH2 ve oksijen oluşmaz. Sadece ATP üretimi için yapılır.

42

43

44 B. Devirsiz Fotofosforilasyon:

45 Bu evrede Klf a molekülünün yer aldığı fotosistem I ( 700 nm ) ve fotosistem II ( 680nm ) birlikte görev alır. Fotosistem2 den ayrılan elektronlar geri dönmez bunun yerine fotosistem 1 e geçerler. Bu nedenle Devirsiz denilir.

46 1. Fotosistem II nin 680 nm dalga boyundaki ışığı soğurmasıyla klorofilden kopan yüksek enerjili e - önce ilk alıcıya ardından sırasıyla plastokinon, sitokrom ve plastosiyanin üzerinden en son olarak da ışığı soğurarak e - kaybeden fotosistem I e aktarılır. 2. Fotosistem I’e e - vererek yükseltgenen fotosistem II, e - açığını (H 2 O) suyun parçalanmasından(fotoliz) açığa çıkan e - lardan karşılar. Yan ürün olarak açığa çıkan O 2 atmosfere verilir ( Atmosfere verilen O 2 nin kaynağı sudur ).

47 3. Suyun H + ise e - ların ETS ile Fotosistem I’e aktarılması sırasında açığa çıkan enerji ile stromadan tilakoid boşluğa yollanır. 4. Işık soğurarak e - kaybeden Fotosistem Iden ayrılan bu yüksek enerjili e - il alıcıdan sonra Ferrodoksin tarafından tutulur. 5. İndirgenen Ferrodoksin, e - nunu NADP ye vererek yükseltgenir. NADP suyun parçalanması (fotoliz) sonucu oluşan H leri (protonları) de alarak NADPH 2 haline gelir.

48 ışık Ferrodoksin 4e - ışık 4e - Plastokinon Sitokrom 4e - Klorofil-a (680nm) Atmosfere (PS-2) H + lar stromadan tilakoid boşluğa pompalanır Plastosiyanin Klorofil-a 700 nm (PS-1) 2 NADP  2NADPH2 2 H 2 O  4e + 4H + + O 2 4e -

49

50 Ferredoksin Plastokinon Sitokromlar Fotosistem IFotosistem II 2 NADPH+H 2ATP - kemiozmoz ile 2H 2 O 4e + 4H + + O 2 4e Plastosiyanin İlk elektron alıcı

51

52 Su NADP + için hidrojen, atmosfer için oksijen, fotosistem II için elektron kaynağıdır. Fotosistem I e açığını Fotosistem II den karşılar. Fotosistem II ise e açığını sudan karşılar. Devirsiz fotofosforilasyonda su harcanır(fotoliz). 2 ATP ve 2 NADPH 2 üretilir Atmosfere oksijen verilir

53 Tilakoid boşlukta biriken H+, stromaya geçerken ATP sentez enzimi ile ATP sentezi olur. Tıpkı oksijenli solunumdaki gibi buna da kemiozmoz denir.

54

55 H tilakoid boşluğa gönderilmesi ATP synthase Fotosistem I Fotosistem II tilakoid zar Işık  + P ATP NADP + ADP NADPH Kalvin döngüsü CO 2 C 6 H 12 O 6 şeker e–e– e–e– e–e– e–e– e–e– e–e– 1/21/2 2 H2OH2O ETS II ETS I (stroma) (tilakoid boşluk) O2O2 Tilakoid boşlukta H miktarında artış H lerin yoğunluk farkına Dayanarak stromaya yollanırken ATP üretilmesi -Kemiozmoz- H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H

56 Devirli ve Devirsiz Fotofosforilasyon Klorofil kendi kaybettiği e alır. 1 fotosistem görevlidir Su kullanılmaz Sadece ATP üretir Ferredoksin, plastosiyanin ve sitokrom kullanılır FS 2, elektron açığını sudan, FS1 e’ açığını FS2 den tamamlar. FS1 den ayrılan e’ un alıcısı ise ferredoksindir. 2 fotosistem görevlidir Su harcanır NADPH, O ve ATP oluşur.

57

58

59

60

61 …….. …… … ……….. …………. (……………..) ……….. …………….. ……… …………………. (……………) …….. ………….  …………

62 NADPH Photosystem II e–e– ATP üretimi Photon Photosystem I ATP e–e– e–e– e–e– e–e– e–e– e–e– Photon

63 Stroma O2O2 H2OH2O 1212 H+H+ NADP + NADPH Photon Photosystem II Electron transport chain Provides energy for synthesis of by chemiosmosis + 2 Primary acceptor 1 Thylakoid mem- brane P Thylakoid space e–e– e–e– 5 Primary acceptor P700 6 Photon Photosystem I ATP H+H+ +

64 Sonuç olarak IŞIK reaksiyonlarında; 3 ATP 2 NADPH 2 üretilir Atmosfere oksijen verilir. 2H 2 O+3ADP+P İ 2NADPH 2 +3ATP +O 2 Işık Klf + 2NADP

65 + O2O2 H2OH2O 1212 H+H+ NADP + H+H+ NADPH + 2 H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ H+H+ Fotosistem II Fotosistem I ETS ATP sentaz ışık Stroma ( H+ fazla) Tilakoid boşluk (H + fazla) ADP + P ATP PK SK PS FD

66 2.KARBON TUTMA REAKSİYONLARI ( Calvin Döngüsü ) Karbon tutma reaksiyonları kloroplastların stromalarında meydana gelir. Işığa gereksinim yoktur. Enzimlerin kontrolünde gerçekleştiğinden sıcaklık değişimlerine duyarlıdır. Işık evresinden gelen 3ATP ve 2NADPH 2 kullanılarak CO 2 den organik madde sentezlenir.

67 HATIRLAYALIM Glikolizde glikozun yıkım aşamalrında oluşan ürünler yandaki şekildeki gibiydi, şimdi kalvin döngüsüne dikkat ederek karşılaştırın!!

68 Kalvin döngüsü 3 evreden oluşur: 1.Karbon bağlama_özümleme : CO 2 molekülü ribuloz difosfatla birleşerek 6Clu kararsız bileşik oluşur. Bu reaksiyon Rubisco enzimi tarafından katalizlenir. Hemen bölünerek PGA oluşur. 2.PGALsentezi: PGAya ATPden P aktarılarak önce DPGA oluşur ardından 2 NADPH2 den gelen H eklenir bu sırada Pi ayrılır. PGAL oluşur. 3.Ribuloz difosfatın yeniden oluşması (RuBP): Oluşan PGAL in bir kısmı yeniden 5-Clu Ribuloz difosfat oluşumunda kullanılır. Kalan tek PGAL döngüden ayrılır. 2 tane PGAL birleşerek önce glikozun sonra ise diğer organik moleküllerin yapımında kullanılır.

69 NADPH ATP P 2 PGAL P ÖZÜMLEME: CO 2 1 Rubisco P 2 PGA P C ALVIN döngüsü P 2 PGAL P 3 P GLİKOZ ÜRÜN: 4 ATP 1 1 ADP NADP + 2 ADP + Ribuloz difosfat RDP 6C lu ara bileşik 2 DPGA 6 x calvin = 1 glikoz Pi

70 C 3 CO 2 CCC 6 PGA NADP + ATP ADP NADPH CCC 1 PGAL CCC 5 ATP ADP 3 3 CCC 3 RuBP CCC 1 PGAL + CCC 1 CCC 1 glikoz CCC CCC 6 PGAL Kalvin Döngüsü ATP enerjisi ve NADPH kullanılarak 6 PGA, 6 PGALe dönüştürülür Rubisco enzimi kullanılarak 3 tane CO 2 i RuBP ile bağlar ATP enerjisi kullanılarak 5 molekül PGAL 3 Molekül RuBP e dönüştürülür 4 1 molekül PGAL döngüyü terk eder 2 molekül PGAL birleşerek glikozu veya diğer organik molekülleri oluşturur CC

71

72 1.Reaksiyonlar CO 2 nin 5C lu bir bileşik tarafından tutulmasıyla başlar.2 fosfatlı olan bu bileşik Ribuloz difosfat olarak adlandırılır. Böylece 6C lu kararsız ara bileşik oluşur. 2.Kararsız ara bileşik kısa sürede parçalanarak her biri 3C taşıyan iki molekül PGA ya dönüşür. 3.PGA moleküllerine ışık reaksiyonlarında oluşan ATP lerden birer fosfat grubu aktarılınca 3C lu ikişer fosfatlı bileşikler oluşur.

73 4. Oluşan yeni bileşiklerin her birine bu kez ışık reaksiyonlarında üretilen NADPH 2 deki 2H aktarılır. Böylece 3C lu PGAL molekülleri meydana gelir.Bu sırada enerjisiz fosfat ( P i ) çıkışı olur 5. PGAL lerin bir kısmı kendi aralarında birleşerek 5C lu bir fosfatlı bileşiği oluşturur.(ribuloz mono fosfat)

74 6. Işık tepkimelerinden gelen ATP den bir fosfat aktarılınca 5C lu iki fosfatlı bileşik oluşur. Böylece Karbon tutma tepkimesinin bir devriyle yalnızca bir CO2 nin glikoz yapımına girmesi sağlanır. 7. Bir kısım PGAL ler ise aralarında birleşerek önce 6C lu bileşikleri ve fosfat çıkışları ile fruktoz ve glikozları oluşturur. 8. Fotosentez sonucu oluşan PGAL den glikoz sentezlenebildiği gibi amino asit, yağ asidi, vitamin gibi bileşikler sentezlenebilir.

75 CO2 nin tutulması: Enzimler yardımı ile 5C lu 2 fosfatlı Ribuloz difosfat(RDP) CO2 yi bağlar. Oluşan bileşik 6C lu 2 fosfatlı kararsız bir bileşiktir. Hemen 2 tane 3 C lu tek fosfatlı bileşiğe parçalanır. (PGA) İndirgenme: Her PGAya bir P ATP den aktarılarak DPGA oluşur. DPGA lara NADPH2 den H ler aktarılırken P grubu ayrılır ve PGAL oluşur. Yenilenme: Aynı anda stroma gerçekleşen reaksiyonlarda oluşan PGAL lerin bir kısmı birleşerek fruktoz di fosfatı sonra da glikozu oluşturur. Ancak döngünün devamını sağlamak için PGALlerin bir kısmı bir araya gelerek 5Clu ribuloz mono fosfatı oluşturur. Bu bileşik ribuloz difosfatı oluşturmak için ATP den bir P alır.

76 Karbon tutma reaksiyonlarına 1 molekül CO 2 nin katılması için reaksiyonlarda 3 ATP ve 2 NADPH 2 kullanılır. Dolayısıyla 6 molekül CO2 reaksiyona girerse 6x3=18 ATP ve 6x2=12 NADPH 2 ye ihtiyaç vardır. Yani 1 molekül glikoz kazancı için karbon tutma reaksiyonlarının 6 kez tekrarlanması gerekir.

77 PGA PiruvatGlikoz AminoasitVitamin Yağ asidiRibuloz fosfat gliserol PGAL

78 Fotosentezde Farklı Besinlerin Sentezlenmesi Selüloz Nişasta Disakkarit 6C 3C 2 N Gliserol Yağ asitleri Organik bazlar Vitaminler Amino asitler Glikoz

79 PGA PGAL RMP Pirüvik asit Aminoasit Yağ asidi gliserol GlikozVitamin ……………. ……………………

80 FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Klorofil taşıyan bir hücrenin birim zamanda kullandığı CO 2 veya ürettiği O 2 miktarı fotosentez hızını belirler. Fotosentez hızına etki eden faktörlerden birinin eksik olması fotosentez hızını yavaşlatırken, normalin üstünde olması ise fotosentez hızına etki etmez. Çünkü fotosentez hızı miktarı en düşük olan faktöre göre belirlenir. Buna “Minimum Yasası” denir.

81 Örneğin CO 2 miktarının düşük olduğu ortamda ışık şiddeti arttırılsa bile fotosentez hızlanmaz. Burada fotosentez hızını sınırlayan faktör CO 2 miktarıdır. ( Ortamda en az bulunan madde ) Fotosentez hızına etki eden faktörler: 1. Çevresel Faktörler 2. Genetik Faktörler olmak üzere ikiye ayrılır.

82 1. ÇEVRESEL FAKTÖRLER: -CO 2 Miktarı -Işık Şiddeti -Işığın Dalga Boyu -Sıcaklık -Su miktarı -Mineraller -pH dır

83 1. CO 2 Miktarı : -Fotosentezin Karbon tutma reaksiyonlarının başlaması için gereklidir. -CO 2 miktarı artınca fotosentez hızı bir seviyeye kadar artar, sonra sabit kalır. Ortamdaki CO 2 bitkinin gereksiniminden az olursa fotosentez için gerekli diğer koşullar en uygun değerde olsa bile fotosentez yavaşlar.

84 0,03 Eğer bitkinin fotosentez yaptığı yerde KOH gibi CO 2 tutucular varsa fotosentez hızı yavaşlar.

85 2.Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı belirli bir seviyeye kadar artar sonra sabit kalır.

86 Düşük CO 2 konsantrasyonunda ışık şiddeti yüksek bile olsa fotosentez hızı düşük olur. CO 2 fazla olduğu zaman fotosentez hızı ışık şiddetine göre değişir(Hızı düşük olan miktar belirler)

87 3.Işığın dalga boyu: Bitkiler fotosentez yaparken elektromanyetik spektrumdaki görünür ışığı kullanır. Fotosentezin gerçekleşmesi için ışığın klorofil pigmenti tarafından soğurulması gerekir. Klorofilin mor ve kırmızı ışığı diğer ışıklara göre fazla soğurması fotosentez hızını arttırır. Klorofil yeşil ışığı yansıttığı için fotosentez hızı yeşil ışıkta en yavaştır.

88 Mor ışık Yeşil ışık Kırmızı ışık Sebep ; klorofil yeşil ışığı ememez ve yansıtır !!!

89 4. Sıcaklık : Özellikle karbon tutma (karanlık evre) tepkimelerini etkiler. Çünkü bu evrede bir çok enzim görev almaktadır. Sıcaklık artışı tepkimelerin hızını da arttırır ancak sıcaklık 35°C nin üstüne çıktığında enzimlerin yapısı bozulacağından fotosentez hızı düşer ve durur. Optimum sıcaklık (25-35°C )

90 Işık şiddeti düşük olduğunda sıcaklık yükselse bile fotosentez hızında bir değişiklik olmaz. Ancak yüksek ışık şiddetinde sıcaklık artışı fotosentez hızını belirli bir değere kadar arttırır. Fotosentez hızı Sıcaklık

91 Ayrıca karanlık evre tepkimelerinin hızı ışık tepkimelerine de bağlıdır. Çünkü ışık tepkimelerinde sentezlenen ATP ve NADPH 2 karanlık tepkimelerinde kullanılır.

92 5. Su miktarı: Ortamdaki suyun artışı belirli bir değere kadar fotosentez hızını arttırır ancak belli bir değerin üstüne çıkarsa fotosentez hızını etkilemez. (%15 in altına düşerse enzimler inaktif olacağından fotosentez durur ) Su miktarı Fotosentez hızı

93 6.Mineraller: Fe, Mg, Ca, K, P, S, N gibi mineraller fotosentezde etkilidir. Örneğin Fe, Ferrodoksinin yapısına, Mg ise klorofilin yapısına katılır. P, ATP nin ve nükleik asitlerin, N aminoasitler, nükleik asitler ve vitamin gibi organik moleküllerin yapısına katılırlar. Diğerleri kofaktör olarak kullanılır. Bitkilerin fotosentez dolayısıyla büyüme hızı topraktaki minerallerden miktarı en az olana göre belirlenir.

94 7.Ortamın pH’ı: Biyokimyasal tepkimeler ph değişikliklerinden etkilenirler. Özellikle karanlık evre tepkimelerinde çok sayıda enzim görev aldığından ph değişimi fotosentez hızını etkiler. Ca P K Mg Minimum Kuralı

95 Genetik Faktörler 1. Kloroplast Sayısı : Bir hücredeki kloroplast sayısı azaldıkça fotosentez hızı da azalır. Yapraktaki palizat parankimasının kloroplast sayısı sünger parankimasından fazla olduğundan palizat parankimasında fotosentez daha fazla oranda gerçekleşir.

96 2.Yaprak Yapısı ve Sayısı: Geniş yapraklı bitkiler güneş ışığından daha fazla faydalanırlar. Dolayısıyla fazla sayıda koyu yeşil ve geniş yapraklı bitkilerde fotosentez oranı daha yüksektir. Yaprakların konumu da fotosentez hızını etkiler. Örneğin doğrudan ışık alan yapraklar ile altta kalan ışığı az gören yapraklar aynı oranda fotosentez yapamaz.

97 3. Stoma sayısı : Stomalar bitkinin gaz alışverişini sağladığı için stomalar ne kadar fazla ise bitki CO 2 den o kadar fazla faydalanabilir. Ayrıca stomaların yapısı büyüklüğü ve dağılışı da fotosentezi etkileyecektir.

98 4. Kloroplastın içerdiği su miktarı: Su hem fotosentezde hammadde olarak kullanılır hem de biyokimyasal tepkimelerin gerçekleşmesini sağlar. Dolayısıyla kloroplasttaki su miktarının % 15’in altına düşmemesi gerekir. 5. Enzim miktarı: Reaksiyonlar enzim denetiminde gerçekleştiğinden enzim miktarı fotosentez hızını etkiler

99 6.Kutikula Kalınlığı: Kutikula yaprakların yüzeyini örten ve bitkinin su kaybını azaltan bir tabakadır. Bu tabaka kurak ortam bitkilerinde kalın sulak ortam bitkilerinde incedir. Bitkilerde kutikula kalınlaştıkça güneş ışığı bitki hücreleri tarafından yeterince kullanılamaz ve fotosentez tepkimelerinin yavaşlamasına neden olur.

100 Fotosentez ile Solunumun Ortak Özellikleri 1.Enzimatik reaksiyonlarla gerçekleşir. 2.ATP sentezlenir. 3. Elektron taşıma sistemi görev yapar.

101 Fotosentez ve Solunum Arasındaki Farklar Klorofil içeren canlılarda görülür Bazı basit yapılı canlılar hariç tüm canlılarda görülür Kloroplastlarda gerçekleşir Mitokondrilerde gerçekleşir Işıklı ortamda yapılırIşık ve karanlıkta kesintisiz yapılır CO 2 ve H 2 O kullanılırCO 2 ve H 2 O açığa çıkar Besin ve oksijen üretilirBesin ve oksijen tüketilir

102 Fotosentez ve Solunum Arasındaki Farklar Işık enerjisi kimyasal bağ enerjisine çevrilir Kimyasal enerji ATP nin kimyasal bağ enerjisine çevrilir. Endergonik tepkimedirEkzergonik tepkimedir Ağırlık artışına neden olur Ağırlık azalmasına neden olur.

103 C 3, C 4 ve CAM Bitkileri CO 2 bağlanma şekli bitkinin türüne ve bulunduğu habitata göre farklılık gösterebilir.Bitkiler bu anlamda üç grupta incelenirler: C 3 Bitkileri : Tüm açık tohumlu bitkiler ile kapalı tohumlu bitkiler grubundan çift çeneklilerin çoğudur.( pirinç, buğday, soya vb )

104 C 3 bitkileri stomadan kaybolan suyun rahatlıkla temin edilebileceği CO 2 ’ in yeterli olduğu sulak iklim şartlarında yaşar. Bu bitkiler stomalar yoluyla aldıkları CO 2 ’i Calvin döngüsünde direk kullanır. Bu metabolik yolda oluşan ilk ürün 3C lu PGA dir.Bu metabolik yola C 3 yolu veya Calvin Benson döngüsü adı verilir. Bilinen bitki türlerinin % 85 i sadece bu yolu kullanır.

105 Calvin Benson döngüsünde CO 2 ’in ilk bağlandığı organik bileşik Ribuloz difosfattır. C 3 bitkilerinin epidermisi altında düzgün bir palizat parankiması ve geniş boşluklar içeren sünger parankiması bulunur. Granalar çok belirgindir. İletim demetleri etrafındaki demet kını hücrelerinde kloroplast bulunmadığından buralarda fotosentez yapılmaz

106 2. C 4 Bitkileri : Şeker pancarı gibi bazı çift çenekliler ile buğday, mısır gibi tek çenekli bitkilerdir. C4 bitkileri, kalvin döngüsüne alternatif bir karbon fiksasyonu ile girer.Bbu bitkilerin, ilk oluşturdukları ve kalvin döngüsüne giren kararlı ürün dört karbonlu olduğundan C4 bitkileri olarak isimlendirilirler. c4 ile c3 bitkileri arasında anatomik yapı bakımından da farklılıklar vardır. Bu bitkilerde birinci döngü palizat ve sünger parankimasında ikinci döngü ise kloroplastlı demet kını hücrelerinde meydana gelir. Sünger parankimasındaki boşluklar daha azdır. Palizat parankiması demet kını etrafında çelenk biçiminde yerleşmiştir. B ir c4 bitkisinin mezofil hücreleri, demet kınına co2 pompalar

107

108 Yaprak yapısı C 3 bitkilerinden farklıdır. Demet kını hücreleri de kloroplast taşır. Calvin döngüsü burada gerçekleşir. Mezofil hücreleri ise bu hücrelere CO 2 sağlamada rol oynar.CO 2 ‘ in indirgenmesi sırasında ilk kararlı ürün olarak 4C lu şekerleri ( malat ) oluştururlar.Daha sonra malat demet kınına geçer ve burada CO 2 ve pirüvata ( 3C ) ayrışır. Açığa çıkan CO 2 Calvin döngüsüne katılır.

109 Pirüvat da tekrar mezofile dönerek C 4 yoluna girer. Böylece C 4 bitkileri sıcak iklim koşullarında stomaları kapalı olsa dahi fotosenteze devam edebilir. bu adaptasyon güneş ışığının şiddetli olduğu, sıcak bölgelerde özellikle avantajlıdır. c4 bitkileri, bu tür ortamlarda evrimleşmişler ve günümüzde yaşamlarını sürdürmektedirler. Sonuç olarak ışık ve sıcaklığın uygun olduğu koşullarda mısır ve şeker kamışı gibi C 4 bitkileri C 3 bitkilerinden daha fazla fotosentez hızına sahiptir. (Şeker üretiminin % 70’i şeker kamışından sağlanır)

110 Mesophyll cell CO 2 C ALVIN C YCLE CO 2 Bundle- sheath cell 3-C sugar C 4 plant 4-C compound CO 2 C ALVIN C YCLE CO 2 3-C sugar CAM plant 4-C compound Night Day

111

112 1. CAM Bitkileri : Kaktüsler ya da ananaslar gibi kurak koşullarda yaşayan bitkilerdir. Diğer bitkilerden farklı olarak stomaları gündüz kapalı gece açıktır. Bu sayede su kaybı minimum düzeydedir. Gece boyunca bir sonraki gün kullanacakları CO 2 ’i biriktirirler.Yaprak yüzeylerinde çok kalın bir kutikula tabakası bulunur. Palizat parankiması iyi gelişmemiştir, sünger parankiması ile fotosentez yaparlar.

113 CAM bitkileri az sitoplazmalı büyük kofulludurlar. İletim demetlerinin etrafında kın hücreleri vardır ancak C 4 bitkilerindeki gibi iyi gelişmemiştir. Mezofil hücrelerinde C 4 yolunda olduğu gibi CO 2 kullanarak malat oluşur daha sonra malat malik aside dönüşerek kofulda depolanır.Daha sonra sitoplazmaya geçerek CO 2 ve pirüvata ayrışır. Yani bu bitkiler CO 2 ’i malik asit olarak depolayıp gündüz Calvin döngüsünde kullanılır.

114

115 KEMOSENTEZ Kemosentezde ışık enerjisi kullanılmadan organik madde üretilir. Gerekli enerji demir, kükürt, hidrojen amonyak gibi bileşiklerin oksitlenmesi ile elde edilir. Kemosentetik bakteriler klorofile sahip olmadıkları halde kendi besinlerini sentezleyebilirler. Bu bakteriler Azot döngüsünde önemli bir role sahiptirler.

116 Ölen canlıların yapısında bulunan nükleik asit ve azotlu bileşikler saprofitler tarafından amonyağa dönüştürülür. Ancak amonyak bitkiler tarafından N kaynağı olarak kullanılamaz. Bitkilerin N kaynağı suda çözünebilir nitrat ( NO 3 - ) tuzlarıdır. Amonyağın nitrat tuzlarına dönüşmesini kemosentetik olan nitrit ve nitrat bakterileri sağlar.

117 Nitrit bakterileri inorganik bir bileşik olan amonyağı oksitleyerek nitrik aside çevirir ve bu reaksiyonda enerji açığa çıkar. Nitrik asit ise nitrat bakterileri tarafından oksitlenerek nitrik aside dönüştürülür. Bu dönüşümde de enerji açığa çıkar. Açığa çıkan bu enerji inorganik maddeleri organik maddelere dönüştürmek için kullanır.

118 Nitrit Bakterileri : 2NH 3 + 3O 2 2HNO 2 + 2H 2 O+Enerji (Amonyak) ( Nitrit ) Nitrat Bakterileri: 2HNO 2 + O 2 2HNO 3 + Enerji ( Nitrat ) ( Nitrifikasyon Reaksiyonları ) 6CO 2 +6H 2 O C 6 H 12 O 6 +6O 2 (Kemosentez) Enerji

119 Kemosentez Çeşitleri ve Kemosentezin Önemi Kemosentetik bakterilerin,nitrit ve nitrat bakterileri, demir bakterileri, kükürt bakterileri ve hidrojen bakterileri olmak üzere dört çeşidi vardır : -Demir Bakterileri: Demir iyonlarını oksitleyerek enerji sağlar -Kükürt bakterileri: H 2 S’i oksitleyerek enerji sağlarlar. Bazı bakteriler H 2 S’i fotosentez sırasında hidrojen kaynağı olarak kullanılırlar. Ama kemosentezde H 2 S ENERJİ KAYNAĞI olarak kullanılmaktadır.

120 -Hidrojen Bakterileri: Hidrojeni oksitleyerek enerji sağlarlar. -Kemosentez ve Fotosentezin Ortak Özellikleri : 1.İnorganik maddelerden organik madde sentezlenir(ototrof) 2.Karbondioksit tüketilir(özümleme) 3.ATP sentezlenir 4.Enzimatik reaksiyonlarla gerçekleşir.

121 Kemosentez ve Fotosentez Arasındaki Farklar KEMOSENTEZFOTOSENTEZ Organik madde sentezinde kimyasal enerji kullanılır Organik madde sentezinde ışık enerjisi kullanılır Klorofile gerek yoktur Oksijen gereklidir Klorofil gereklidir Oksijene gerek yoktur Hem ışıklı hem karanlık ortamda gerçekleşir farketmez Sadece ışıklı ortamda gerçekleşir.


"FOTOSENTEZ Karbondioksit C 6 H 12 O 6 Fotosentez H2OH2O CO 2 O2O2 su + 126 ışık Oksijen Glikoz + 6 H2OH2O." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları