Fotosentez

Fotosentez
Fotosentez için gerekli olan
ışık enerjisi
Kloroplast
Klorofil a ve b nin ışık spektrumları
Klorofil ve fotosentez oranı
Fotosentezin mekanizması (1)
Işık
6CO2 + 12H2O
Klorofil
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Kloroplastlar tarafından ışık enerjisinin alınması

Suyun parçalanması ve yüksek enerjili elektronların ve oksijenin
serbest kalması

NADPH2 nin indirgenmesi ve ATP enerjisinin oluşturulması

CO2 moleküllerinin bağlanması ile glikoz oluşumu
Fotosentezin mekanizması (2)
Su parçalanır
2e- açığa
çıkar
Işık PS II’deki
klorofilleri
harekete
geçirir.
2e- önce klorofil
moleküllerine ve oradan
reaksiyon merkezine
taşınır; sonra da ETS’ye
taşınır.
ETS’den de PSI’e taşınır. Oradan
da Ferrodoksin ve NADPH
oluşturulur. Bu olaya devirsiz
fotofosforilasyon denir.
Tylakoid lümenindeki H
iyonları ATP Sentaz
enziminden geçer ve
ATP sentezlenir.
Her fotosistem (PSII ve
PSI, birer anten
kompleksi içerir.
Her anten kompleksinde
klorofil molekülleri ve bir
reaksiyon merkezi
vardır.
Fotosentezin mekanizması (3)
Devirsiz fotofosforilasyon
Devirli fotofosforilasyon
Fotosentezin mekanizması (4)
Karbondioksitin bağlanması
(Kalvin Döngüsü)
Kalvin Döngüsü; kloroplastların stroma kısmında gerçekleşir.
• Atmosferden 6 molekül karbondioksit alınır.
• Ortamda (stromada) 6 molekül 5 karbonlu RDP vardır.
• RDP ve Karbondioksit birleşir ve 6 molekül 6 karbonlu kararsız bileşik
oluşur.
• 12 molekül PGA oluşur.
12 ATP harcanır. 12 ADP oluşur.
• 12 Molekül DPGA oluşur.
12 molekül NADPH harcanır. 12 NADP oluşur.
• 12 molekül PGAL oluşur.
2 molekül PGAL sistemden ayrılır ve 1 molekül glikoz oluşur.
• Kalan 10 molekül PGAL, 6 molekül 5 karbonlu RMP oluşur.
6 ATP harcanır. 6 ADP oluşur.
• 6 molekül RDP oluşur. Ve Kalvin döngüsü tamamlanır.
Sonuçta; 18 ATP, 12 NADPH harcanır- 1 mol glikoz oluşur.
Fotosentezin 3 yolu
1-C3 Bitkileri: Stomadan dışarı verilen suyun kolaylıkla dışarıdan alındığı
ve karbondioksitin yeterli olduğu koşullarda yaşar. İlk ürün 3 karbonlu
PGA’dır. Bilinen bitkilerin yaklaşık %85’i bu yolu kullanır.
2-C4 Bitkileri: C3 yoluna ek olarak C4 yoluna da sahip olan bitkilerdir.
Örneğin Mısır bitkisi. Verimli bitkilerin çoğu bu yolu kullanır. Bu
bitkilerin yapraklarında demet kını hücrelerinde klorofil vardır ve kalvin
döngüsü burada gerçekleşir. İlk ürün 4 karbonlu Malat’tır.
3-Crassulean Asit Metabolizması: Bu yolu kullanan bitkiler çöl bitkileridir.
Gündüz stoma kapalıdır. Gece açılır ve karbondioksit alınır. Önce 4
karbonlu malat, sonra da malik asit oluşur. Gündüz de reaksiyonlar
devam eder.
Fotosentez oranındaki
değişimler
 Tür ve genetik
değişimler
 Günlük değişimler
 Mevsimlik değişimler
Fotosentez oranındaki günlük
değişimler
Fotosentez oranındaki
mevsimlik değişimler
Fotosentezi etkileyen faktörler
Yetişme Ortamı Faktörleri





Işık yoğunluğu; ışık ve tepe ilişkisi
Sıcaklık
Karbondioksit ve oksijen
Su ve mineral maddeler
Hava kirliliği
Bitkisel faktörler
 Stoma
 Üretim-tüketim yeri ilişkisi
 Yaprak yaşı ve özellikleri
Işık
Işık yoğunluğu
Işık-tepe ilişkisi
Sıcaklık
1.İsviçre fıstık çamı
2.Avrupa kayını
3.Tropik Hindistan Laurel
4.Tropikal akasya
Net fotosentez
Karbondioksit ve Oksijen
 Karbondioksit miktarındaki değişimler, fotosentez oranını
da değiştirmektedir.
 Ortamdaki oksijenin azalması ve karbondioksitin artması
bir noktaya kadar fotosentez üzerinde olumlu etkiye
sahiptir.
 Sabah saatlerinde havadaki karbondioksit oranının
artması, buna karşın oksijen oranının düşmesi,
fotosentez hızının artmasına yol açmaktadır.
Su ve mineral maddeler
 Suyun kökler yoluyla yeterli miktarda sağlanması,
fotosentez oranının artmasına yol açmaktadır.
 Yaz aylarındaki sıcak günlerde yeterli su sağlanamadığı
durumlarda, stomalar öğle saatlerinde genellikle
kapanmakta ve su kaybını azaltmaktadır. Bu durum da
fotosentez oranının düşmesine yol açmaktadır.
 Alınması zorunlu olan mineral maddelerin yeterli oranda
bulunmaması durumunda fotosentez oranı da
düşmektedir. (Kloroz hastalığı)
Hava kirliliği
 Hava kirliliği, yaprakların, toprak altında da
köklerin zarar görmesine yol açtığından, canlı
dokuların fizyolojik faaliyetlerini azaltmakta ve
hatta durdurmaktadır. Bu durumun şiddetli
olması bitkilerin ölmesine yol açmaktadır.
 Hava kirliliği sonucu toplu ölümler meydana
gelmektedir.
Stoma
Stomaların
 boyutları,
 sayısı,
 açıklığındaki değişimler
 stomalar üzerinde
bulunan mum
tabakasının kalınlığı
fotosentezi etkilemektedir.
Üretim-Tüketim yeri ilişkisi
 Yapraklarda üretilen organik maddelerin hızlı bir şekilde
tüketim yerlerine iletilmesi ve buralarda kullanılması
gereklidir.
 Bunun olmaması ya da azalması durumunda, üretim yeri
olan mezofil hücrelerinde hücreler organik maddelerle
dolacak ve yeni organik maddeler oluşturulamayacaktır.
Yani fotosentez oranı düşecektir.
Mezofil hücresi ve nişasta
Yaprak yaşı ve özellikleri (1)
Yaprak yaşı ve özellikleri (2)
 Yaprak içerisindeki hücre arası boşlukların fazlalığı,
stomaların sayısı ve büyüklüğü, mezofil ve epidermis
tabakalarının kalınlığı gibi anatomik özellikler de fotosentez
hızını etkilemektedir.
 Eğer bu dokuların sayı ve büyüklükleri fazla olursa
fotosentez hızına olumlu etki yapmaktadır. Protoplazmanın
su kaybı, çeşitli enzimlerin noksanlığı gibi faktörler de
olumsuz yönde etki yapmaktadır.