Işık Tepkimeleri - Biyoloji Kutusu

FOTOSENTEZ
SORULAR:
1) Besinlerde bulunan kimyasal bağ
enerjisinin kaynağı nedir ?
2) Sürekli üretilen CO2 atmosferde
neden birikmiyor ?
CEVAP…
ORGANİK BESİNLER
GÜNEŞ IŞIĞI
O2
FOTOSENTEZ
SOLUNUM
CO2
ATP + ısı
H2O
FOTOSENTEZ
• GÜNEŞTEN GELEN IŞIK ENERJİSİNDEN
FAYDALANARAK İNORGANİK MADDELERDEN
ORGANİK MADDE SENTEZLEMEYE
FOTOSENTEZ DENİR.
6CO2+6H2O+ IŞIK E.C6H12O6+6O2
Tüm insanlığın ürettiği enerji =
Bitkilerin Güneşten
elde ettiği enerji =
FOTOSENTEZ
• Bir yılda toplamda 1.000.000.000.000
ton CO2 fotosentez yardımıyla besin
kütlesine dönüşmektedir.
FOTOSENTEZ İLE HER TÜRLÜ ORGANİK
MADDE MEYDANA GETİRİLİR.
• Ahşap,Pamuk,Kauçuk,Reçine,Terpen,Alkaloid,
Zamk ,Keten vs.
FOTOSENTEZ
FOTOSENTEZ BİTKİNİN HANGİ ORGANINDA
GERÇEKLEŞİR ?
FOTOSENTEZ BİTKİ HÜCRESİNİN
HANGİ BÖLGESİNDE GERÇEKLEŞİR ?
FOTOSENTEZ’İ HANGİ KİMYASALLAR
SAĞLAR.
FOTOSENTEZ BİTKİNİN HANGİ
ORGANINDA GERÇEKLEŞİR ?
YAPRAK, FOTOSENTEZ İÇİN
ÖZELLEŞMİŞ BİR ORGANDIR.
MEZOFİL
TABAKASI
Kutikula
Üst
Epidermis
Palizat
Parankiması
İletim
borusu
Alt
Epidermis
Sünger
Parankiması
Stoma
FOTOSENTEZ YAPRAĞIN MEZOFİL
TABAKASINDAKİ HÜCRELER
TARAFINDAN YAPILIR.
Epidermis
(Kloroplast taşımaz)
Kutikula
Epidermis
Palizat
Parankiması
Sünger
Parankiması
Alt Epidermis
Stoma
Kutikula
YAPRAĞIN ALT YÜZEYİNDE BULUNAN
STOMALAR TARAFINDAN İHTİYAÇ
DUYULAN HAVA İÇERİYE ALINIR.
Bekçi Hücresi
Su buharı
Bekçi Hücresi
Kutikula
Üst
Epidermis
Palizat
Parankiması
İletim
borusu
Sünger
Parankiması
Alt
Epidermis
Stoma
Bekçi
hücreleri
Stomadaki bekçi hücreleri de
Fotosentez yapar.
 GERİ
KLOROPLAST
FOTOSENTEZ YAPIMINDAN SORUMLU
ORGANEL KLOROPLAST’DIR.
KLOROPLAST
KLOROPLAST
Dış Zar
İç Zar
 GERİ
Granum
Lümen
Ara Lamel
Stroma
Tilakoid
Işık Enerjisi ve Klorofil
IŞIK ENERJİSİ
• Işık Enerjisi  ELEKTROMANYETİK ENERJİ
Elektromanyetik Enerji, foton adlı
parçacıklar ile taşınır.
Elektromanyetik Enerji
dalgalar halinde ilerler.
ELEKTROMANYETİK SPEKTRUM
Gamma
Işınları
X ışınları
Morötesi
Işınları
Kızılötesi
Işınları
Mikro
Dalgalar
Radyo Dalgaları
Dalga Boyu (metre)
Görünür Işık
Dalga Boyu (Nanometre)
Görünür ışık 7 renk ışıktan oluşur.
PİGMENT
• Işığın belirli bir dalga boyunu yansıtıp başka bir
dalga boyunu ise soğurabilen maddelerdir.
• Renklerin meydana gelmesini sağlarlar.
Klorofil
• Güneş Işığının soğurulması, granumlarda
bulunan klorofil adlı pigment ile gerçekleşir.
Klorofil en fazla yeşil ışığı yansıttığı
için yeşil renkli görünür.
KLOROFİL IŞIK ENERJİSİNİ NASIL
SOĞURUR ?
FLUORESANS
Işık
Elektron bir üst
Enerji seviyesine
çıkar.
Işık
ETS
ADP + Pi  ATP
• Güneşten gelen görünür ışık gerçekte 7 ana
renkten oluşur.
• Bu renkler dalga boyu kısadan uzuna doğru
mor,indigo,mavi,yeşil,sarı,turuncu ve kırmızıdır.
• Klorofil bileşiği güneş ışığındaki enerjiyi soğurur.
• Peki güneş ışığı farklı dalga boylarından
oluştuğuna göre her dalga boyundaki enerjiyi
eşit bir şekilde mi alır ?
• Yoksa belirli dalga boyundaki ışığın enerjisini
daha mı iyi kullanır ?
Engelmann Deneyi
Işığın dalga boyu
Oksijeni seven bakteri
Tek hücreli alg
Spiral Kloroplast
a
ışık
• Engelmann deneyi ile şu sonuçlar ortaya
çıkmıştır :
• Fotosentez yapan algler kırmızı ve mavi-mor
ışıkta daha çok oksijen üretmektedir.
• Bu durum ise mavi-mor ile kırmızı ışıktaki
enerjinin daha iyi bir şekilde soğurulduğunu
gösterir.
SOĞURULAN IŞIK MİKTARI
Yeşil-sarı
SOĞURULAN IŞIK MİKTARI( % )
Mor-mavi
Işığın Dalga Boyu nm
Kırmızı
Fotosentez Pigmentleri
• Klorofil
• Karotenoidler
o Karoten
o Likopen
o Ksantofil
Fotosentez Evreleri
Fotosentez iki basamakta gerçekleşir.
A. Işık Tepkimeleri
B. Işıktan Bağımsız
Tepkimeler
IŞIKTAN BAĞIMSIZ TEPKİMELER
• Işık Tepkimelerinde, ışık enerjisi canlılar için
kullanılabilir bir enerji olan ATP’deki kimyasal
bağ enerjisine dönüştürülür ve sudaki hidrojen
bağlanır.Oksijen açığa çıkar.
Işıktan bağımsız tepkimelerde ise Işık
tepkimelerinden elde edilen ATP ile
CO2 bağlanır ve böylece besin
üretilir.
• Işık tepkimeleri Granumda,
• Işıktan bağımsız tepkimeler ise Kloroplastın
içini dolduran Stroma sıvısında gerçekleşir.
Işıktan
Bağımsız
Tepkimeler
C6H12O6
A. Işık
Tepkimeleri
Mutlaka Işık Enerjisinin gerekli
olduğu tepkimelerdir.
IŞIK TEPKİMELERİ
• Granum da gerçekleşir.
• Güneş enerjisi ile ATP üretilir.
• FOTOFOSFORİLASYON bu tepkimeler sırasında
gerçekleşir.
FOTOSİSTEM
• Klorofil ve karotenoit
pigmentlerinden oluşmuş, ışığı
soğurmakla görevli molekül
gruplarına fotosistem adı verilir.
FOTOSİSTEM
Foton
İlk Elektron
Alıcısı
Tepkime
Merkezindeki
Klorofil
Enerji transferi
Tepkime
Merkezi
Anten pigment
Molekülleri
Kemiozmoz
• Bir zar ile ayrılan iki ortam arasındaki
yük farklılığına bağlı olarak
meydana gelen tek yönlü iyon
geçişine kemiozmoz denir.
Kemiozmoz ile meydana
gelen madde geçişi pasif
taşımaya örnektir.
Zarlar Arası
Boşluk
ATP
Sentaz
Matriks
ATP sentaz
•
+
H
iyonu farklılığından
faydalanarak, kemiozmotik yolla
ATP üreten enzimdir.
IŞIK TEPKİMELERİ
• Işık tepkimeleri iki çeşittir.
DEVİRLİ FOTOFOSFORİLASYON
DEVİRSİZ FOTOFOSFORİLASYON
FOTOFOSFORİLASYON
• Işık Enerjisininden faydalanarak yapılan ATP
sentezidir.
IŞIK ENERJİİSİ
ADP + Pi
ATP
DEVİRLİ
FOTOFOSFORİLASYON
Işık enerjisi
Stroma
H+
H+
ADP + Pi  ATP
Fotosistem
(Klorofil)
Elektron
TİLAKOİT
ETSZAR
H+
H+
ATP
sentaz
H+
Tilakoit Boşluk
H+
DEVİRLİ FOTOFOSFORİLASYON
• Devirli fotofosforilasyon ile yalnızca ATP
üretilir.Başka bir kazanç görülmez.
DEVİRSİZ
FOTOFOSFORİLASYON
DEVİRSİZ FOTOFOSFORİLASYON
• Suyun hidrojen ve oksijene ayrıldığı
fotofosforilasyondur. (FOTOLİZ)
• ATP üretiminin yanında enerji yüklü
NADPH+H+ molekülü de elde edilir.
H+
Işık
STROMA
H+
Fotosistem
I
NADP+
Işık
Fotosistem
II
E.T.S.
TİLAKOİT BOŞLUK
E.T.S.
Enzim
H+
-
2e
H2O
H+
NADPH
2e
NADP
Redüktaz
H+
2H+
TİLAKOİT BOŞLUK
1/2O2
H+ +
H
H+
Çok Önemli NOT:
Işık Tepkimelerinde üretilen ATP veya
NADPH + H+ stroma sıvısına bırakılır.
H+ iyonları, ETS tarafından stromadan
Tilakoit boşluğa aktarılır.
ATP sentaz ise Tilakoit boşluktaki birikmiş
H+ iyonlarını stromaya aktarırken ATP
üretir.
Fotofosforilasyon :
–IŞIK ENERJİSİ İLE KOPARILAN
ELEKTRONLARDAN ETS’DE
FAYDALANARAK
KEMİOZMOTİK YOLLA ATP
üretilmesidir.
Işık enerjisi
Stroma
H+
H+
Fotosistem
(Klorofil)
Elektron
ETS
+
+
H
H
Son Elektron
Alıcısı
ATP
sentaz
ADP + Pi  ATP
H+
Tilakoit Boşluk
H+
FOTOLİZ
Işık enerjisi
H2O
+
2H + 1/2O2
ELEKTRON ÇİFTİ
+
NADP
NADPH
+
+H
Işık Tepkimeleri temel amacı;
• ATP ve NADPH + H+ üretmektir.