Fotosentez Ve Kemosentez

FOTOSENTEZ ve KEMOSENTEZ

FOTOSENTEZ

Yeşil bitkilerin havadan aldıkları CO2 yi topraktan aldıkları su ile birleştirip glikoz yapmaları ve oksijen vermeleri olayına fotosentez denir Olay sadece klorofilli hücrelerde ve ışıklı ortamlarda gerçekleşir

A FOTOSENTEZ REAKSİYONLARI

Bu reaksiyonlar iki kademeden oluşur Birinci kademede ışık kullanılarak, ikinci kademe için gerekli olan ATP ve NADPH2 ler üretilir

1 Işıklı Devre Reaksiyonları

Bu devre kloroplastın zar katmanları içinde yani granalar’da gerçekleşir Işık mutlaka gereklidir ve iki şekilde meydana gelir
Devirli fotofosforilasyonda; sadece 2 ATP sentezlenir Herhangi bir madde tüketimi görülmez Elektronlar aynı klorofile geri döner
Devirsiz fotofosforilasyonda; hem klorofil-a hem de klorofil-b görev yapar H2O parçalanır (fotoliz olayı) Devirsiz fotofosforilasyonda bir defa elektronların aktarılması sonucunda 1 ATP, 2 NADPH2 ve 1 O2 molekülü oluşur

2 Karanlık Devre

Işığın kullanılmadığı, enzimatik reaksiyonlar evresidir Bundan dolayı karanlık devre denir Ama olayları yine ışıklı ortamda olur Çünkü ışıklı devreye bağlıdır
Kloroplastın sıvı kısmında gerçekleşen bir karbon döngüsüdür Işıklı devreden getirilen hidrojenlerle CO2 indirgenir ve organik bileşikler sentezlenir Gerekli aktivasyon enerjisi ise, yine ışıklı devreden gelen ATP lerle sağlanır
Karanlık devre reaksiyonlarında mutlaka CO2 gerekli olup, bu safha sıcaklık değişmelerine karşı hassastır Çünkü enzimler katalizör olarak görev yapar
Bir molekül glikozun sentezlenebilmesi için 6 molekül CO2 nin tutulması gerekir 1 CO22 gerekli olduğuna göre; 1 glikoz için 18 ATP ve 12 NADPH2 için 3 ATP ve 2 NADPH gerekir Bunun için ise, ışıklı devre olaylarının 6 defa tekrarlanması gerekir

B FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER

1 Dış Faktörler
a Işık Şiddeti : Karanlık ortamda bitki klorofil taşısa bile fotosentez yapamaz Işık seven bitkilerin fotosentezi ışık şiddeti arttıkça artar, gölge bitkilerinde de ışık şiddeti arttıkça fotosentez hızı biraz artar, ancak ışık bitkilerine oranla artış daha azdır
b Işığın Dalga Boyu : Beyaz ışık birden fazla ışığın birleşmesi sonucunda oluşur Bitkiler ışığın bazı dalga boylarını emerken (soğururken) bazılarını yansıtırlar Fotosentezde en çok kırmızı ve mor ışık, en az ise yeşil ışık soğrulur
c Ortamın Sıcaklığı : Fotosentez enzimler sayesinde gerçekleştirilir Proteinler ısıdan etkilenirler Bundan dolayı fotosentez sıcaklıktan enzimler gibi etkilenir
d CO2 Yoğunluğu : Bitkilerde CO2 yi devreye sokan fotosentez enzimleridir Enzimlerin hız kapasitesi sabittir Bundan dolayı CO2 miktarı arttıkça fotosentez hızı artar, fakat belli bir noktadan sonra sabit kalır

e Mineral Tuzlar

Mg : Klorofilin yapısında olduğundan dolayı çok fazla olması fotosentezi hızlandırır
P ve Ca : Enzimleri aktive ettiklerinden dolayı bunların artması fotosentezi hızlandırır
Fe : ETS elemanlarının yapısına girdiğinden ve klorofil sentezinin ara reaksiyonlarında kullanıldığından dolayı demirin çok olması fotosentezi hızlandırır
Ayrıca; amino asit, vitamin ve organik baz gibi moleküllerin sentezinde mineraller harcandığı için, yetersiz mineral ortamında bitki gelişmesi yavaşlar

2 Kalıtsal Faktörler

Bitkinin yaprak genişliği ve kalınlığı, yaprak sayısı, stomaların sayısı ve sıklığı, kutikula tabakasının kalınlığı, sitoplazmanın su miktarı, kloroplast sayısı ve enzimatik etkenlerdir

KEMOSENTEZ

Bazı bakterilerin klorofil gibi yapıları bulunmadığından güneş enerjisinden faydalanamazlar Dışarıdan organik besin de almazlar
Bu organizmalar yaşadıkları ortamdaki inorganik maddeleri oksitleyerek enerji kazanırlar
NH3 + O2 ® NO2(Nitrit) + H2O + Kcal (Enerji Eldesi)
Bu enerjiyi su ve karbondioksitin birleştirilmesinde kullanır, kendilerine lazım olan organik besin maddelerini yaparlar veya doğrudan ATP sentezlerler İşte kimyasal enerjiden faydalanarak organik besinler yapılması olayına kemosentez adı verilir
Her türün oksitlediği madde farklı olabilir Buna göre bakteri isimleri oluşturulmuştur En çok oksitlenen maddeler, NH3, S, H2S, NO2, N2 dir
H2O + CO2 + Kcal ® Glikoz + O2 (Besin Sentezi)
ADP + Pi + Kcal ® ATP + H2O (Kemosentetik Fosf)
Bu tür bakteriler yaşadıkları ekosisteme oksijen bakımından katkıda bulunmazlar Çünkü ürettikleri kadarını tüketirler

Fotosentez, bitkilerde ışık enerjisi kullanılarak organik bileşiklerin üretilmesidir Yeryüzündeki her canlı, metabolizma etkinlikleri için gerekli olan enerjiyi temelde üç yoldan sağlar Fotosentetik organizmalar, ışık enerjisinden yararlanarak enerjiyi depolarlar ve organik bileşikler üretebilirler

İlk kez 1771 yılında Joseph Priestley, bitkiler tarafından dışarı verilen oksijenin hayvanlar tarafından kirletilen havayı temizlediği fikrini ortaya atmıştır Daha sonra 1779′da Jan Ingenhousz havanın temizlenmesinin yeşil bitkiler tarafından ışıkta yapıldığını açıklamıştır 1804 yılında De Saussure fotosentez esnasında eşit hacimde CO2 ve O2 alış verişi olduğu, buna benzer eşit hacimde bir gaz alış verişinin solunum esnasında da meydana geldiğini ileri sürmüştür Yirminci yüzyılın başlarında tek hücreli yeşil su yosunlarında (Chlorella vulgaris) fotosentezle ilgili araştırmalar Warburg tarafından yapılmıştır



Genel Fotosentez denklemi:
nCO2 + 2nH2O + Işık enerjisi → (CH2O)n + nO2 + nH2O
Ancak heksoz şekerleri ve nişasta ana ürünler olduğundan, genelde aşağıdaki spesifik (basit) denklem fotosentezin ifadesinde kullanılır: 6CO2 + 12H2O + Işık enerjisi → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O + 673 Kalori

Havadaki karbondioksit güneş enerjisi kullanılarak, nişasta ve diğer yüksek enerjili karbonhidratlara dönüştürülür Karbon kullanıldıktan sonra ortaya çıkan oksijen ise havaya bırakılır Bitki daha sonra besine ihtiyaç duyduğunda bu karbonhidratlarda depoladığı enerjiyi kullanır Bu bitkilerle beslenen canlılar da bitkide bulunan karbonhidratlardan enerji ihtiyaçlarını karşılarlar

Fotosentez olayının meydana gelebilmesi için gerekli olan maddeler, ışık, klorofil, karbondioksit, canlı organizma olup,