Kloroplast

Yanstlan k

Sourulan k

Geirilen k

Ik

1 CANLILARDA ENERJ DNMLERBLM-1 FOTOSENTEZ ........................................... 7

Canllk ve Enerji ........................................................... 7

Enerjinin Temel Molekl ATP ........................... 7

Fosforilasyon eitleri ...................................... 10

Fotosentez .................................................................. 11

Fotosentezin Canllar in nemi ..................... 11

Fotosentezin Bulunuu .................................... 12

Fotosentez Reaksiyonlar ................................. 18

Ia Baml Reaksiyonlar ............................... 18

Iktan Bamsz Reaksiyonlar ......................... 21

Fotosentez Hzn Etkileyen Faktrler .............. 24

Bakteri Fotosentezi .......................................... 28

Kemosentez ................................................................ 30

Etkinlikler ................................................................ 33

Testler .................................................................... 35

BLM-2 Solunum .................................................. 39

Glikoliz ........................................................................ 40

Fermantasyon ............................................................. 41

Laktik Asit Fermantasyonu .............................. 41

Etil Alkol Fermantasyonu ................................. 42

Hcre Solunumu ........................................................ 43

Oksijenli Solunum ............................................. 44

Oksijensiz Solunum .......................................... 50

Besinlerin Oksijenli solunuma Katlma Yollar ........... 51

Fotosentez Solunum likisi ............................. 52

Etkinlikler ................................................................ 53

Testler ..................................................................... 55

7CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

I. CANLILIKVEENERJ

Hcre, minyatr bir kimya fabrikas gibidir. Bu fabrikann mikroskobik mekannda

binlerce tepkime meydana gelir. Bu tepkimeler hcresel, fiziksel ve kimyasal faktrlerin

etkisi altnda, hcrenin gereksinimlerine gre gerekleir. Hcre, d ortamdan alm

olduu maddeleri kendi yapsna gre dzenlemek iin enerji harcar. Enerji, i yapabilme

kapasitesi yani maddenin yerekimi ve srtnme gibi zt glere kar hareket oluturma

yeteneidir. Enerji btn metabolik srelerin ayrlmaz bir parasdr. Enerji s, k,

hareket, kinetik, potansiyel ya da kimyasal enerji gibi eitli formlarda bulunur. Canllarn

i yapabilmesi, enerjiyi bir formdan dier forma dntrebilme yeteneklerine dayanr.

Hcresel dzeyde enerji dnmlerinin salanmasnn yannda, madde ve enerjinin bir

organizmadan dier bir organizmaya hi durmadan ak ekosistemlerde yaamn temel

kuraldr. Btn bu enerji dnmlerini balatan temel kaynak ise gne enerjisidir.

Gne enerjisi fotosentez olay sayesinde organik bileiklerde kimyasal ba

enerjisine dnr. Kimyasal ba enerjisi hcre iinde kullanlabilecek bir form olan

yksek enerjili fosfat balarnda depolanr. Bu dnm hcre solunumu sayesinde

gerekleir.

Yksek enerjili fosfat balarnn hidrolizle kopmas sonucu depolanm kimyasal

enerji serbest kalr ve hcrede metabolik faaliyetler iin kullanlr. Bu srada enerjinin bir

ksm evreye s enerjisi olarak akar. Bitkilerde mitokondri ve kloroplastlar, hayvanlarda

ise mitokondriler enerji dnm salayan organellerdir.

A. ENERJNNTEMELMOLEKLATP(AdenozinTrifosfat)

Kimyasal olaylarn balayabilmesi iin enerji engeli olan aktivasyon enerjisinin

almas gerekir. Bu enerji engelinin almas ya moleklleri etkileime sokmakla ya da i

enerjilerini artrmakla mmkndr. rnein moleklleri stmak, molekllerin i enerjisini

artrarak aktivasyon enerjisi engelinin almasn salayan bir yoldur. Canl sistemlerde

ise stmak hcreye zarar vereceinden, aktivasyon enerjisi, enzim kullanlarak drlr.

Enzimler aktivasyon enerjisini drse de hcreler grevlerini srdrebilmek ve

hcrede gerekleen pek ok kimyasal tepkimenin devamlln salamak iin enerjiye

ihtiya duyar. te bu enerji besinlerde bulunan organik molekllerin yklmas sonucu

aa kan kimyasal enerjidir. Bu kimyasal enerji hcrede dorudan kullanlamaz ve

ATP (adenozin trifosfat) ad verilen zel bir molekln yapsnda tutulur.

UYARI

ATP tm canl hcrelerde enerjinin temel kayna olarak kullanlr. ATP bir hcrede

sentezlenip baka bir hcreye tanarak kullanlamaz, retildii hcrede tketilir ve

depolanamaz.

NH2

N N

NN

OP

fosfat grubu

O

O

O O P

O

O

O P

O

O

ORiboz

Adenin

OH OH

Ad

enoz

in

Fosfat gruplar

O O O

O

O O O

PO O P PO

Riboz

Adenin

CH2

HC

HH

HH

OH OH

O

NH2

N

N

C

N

C

C

N

CH

ATP'ninakforml:

Fosfatlardaki hidroksil gruplarnn ou hcre

iinde iyonize olmu (O ) haldedir.

FOTOSENTEZ 1BLMBLM

8CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

ATP, farkl ksmdan oluan bir molekldr. ATP molekl, adenin denilen azotlu

organik bir baz, be karbonlu bir karbonhidrat olan riboz ekeri ve birbirine balanm

fosfat grubundan meydana gelir. Adenin baz ve riboz ekeri organik, fosfat grubu

ise inorganik yapdadr.

PP P

Adenin Riboz 3 fosfat grubu

ATP moleklndeki fosfat gruplar arasndaki balar yksek enerjilidir. Bu balar

ksa bir izgi () ile gsterilir. En utaki fosfat bann bir molekl su ilave edilip krlmasyla ATP'nin hidrolizi gerekleir ve bir molekl inorganik fosfat (Pi) ATP'den

ayrlr. Bu tepkime srasnda 7300 cal./mol enerji aa kar. Aa kan bu enerji ise

hcre metabolizmasnda etkin bir ekilde kullanlr.

ATP + Su D ADP + Pi + Enerji

NOT

Fosfat gruplar arasndaki balardan kazanlan enerjinin kayna, balarn krlmasndan deil, fosfat gruplarnn negatif ykl olmasyla ilgilidir. ATP moleklndeki negatif ykl fosfat gruplarn bir arada tutan kuvvet fazladr ve bu blge olduka kararszdr. Bu nedenle, fosfat gruplar arasndaki balarn yklmasyla daha fazla enerji elde edilir.

Bir ATP moleklnden bir fosfat grubu koptuu zaman ADP (adenozin difosfat), iki

fosfat grubu koptuu zaman AMP (adenozin monofosfat) oluur.

CH2OO P

O

O

PP O

O

O

O

O

O

H

H H

OH OH

NH2

HH

H

N

N

N

NC

C

C

CC

O

C C

Adenin

Riboz

Adenozin

AMP (Adenozin monofosfat)

(Adenozin difosfat)ADP

(Adenozin trifosfat)

Fosfat gruplar

ATPnin ADPye hidrolizi

bu ba kopararak, enerjinin

aa kmasn salar.

ATP

ATP moleklnn yaps

Adenozin trifosfat (ATP)

norganikfosfat

Enerji+ +

Adenozin difosfat (ADP)

H2O

P i P P

P P P

ATP'ninhidrolizi:

ATP ile suyun tepkimesi inorganik fosfat ( P i ) ve

ADP oluturur, enerji aa kar.

9CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

yapan bir organizma srekli olarak ATP kullanr ve ATP yenilenebilen bir

kaynaktr. ADP'ye bir fosfat grubu balanarak ATP sentezlenmesi olayna fosforilasyon,

ykmna ise defosforilasyon denir. ATP sentezi iin gereken enerji, organik bileiklerin

ykm (katabolizma) sonucu aa kan serbest enerjiden salanr. norganik fosfat ve

enerjinin bu ekilde evrimi ATP dngs olarak adlandrlr ve bu dng hcredeki

enerji veren (ekzergonik) olaylar, enerji kullanan (endergonik) olaylara balar.

ADP + Pi + Enerji ATP + H2Odefosforilasyon

fosforilasyon

Hcrede i yapabilmek iin kullanlabilen enerjiye serbest enerji denir. Hcrede

gerekleen kimyasal tepkimeler serbest enerji deiimine gre iki gruba ayrlr.

Organik bileiklerin hcre solunumu ile ykm sonucu serbest enerji aa kar. Bu tr

tepkimelere ekzergonik tepkimeler denir. Solunum sonucu aa kan serbest enerji,

hcre iinde enerji gerektiren olaylarda kullanlr. Gereklemesi iin enerjiye ihtiya

duyulan bu tr tepkimelere ise endergonik tepkimeler ad verilir.

ATP yapm endergonik, ykm ise ekzergonik bir olaydr. nk ATP'nin yapm

iin enerji gerekirken, ATP'nin ykm sonucunda enerji aa kar.

ADP + den ATPsentezi enerji gerektirir.

ATPnin ADP + hidrolize olmas enerji verir.

ye

Hcresel iler iinenerji (endergonik,enerji harcayansreler)

Katabolizmadan(enerji-salan sreler)salanan enerji ADP +

ATP + H2O

P i

P i

P i

ATP dngs : Hcredeki ykm (katabolik) tepkimeleri srasnda aa kan enerji ADPnin

fosforilasyonu iin kullanlr ve ATP yenilenir. ATPde depolanan kimyasal potansiyel enerji hcresel

ilerin ounu gerekletirir.

NOT

Gerekleebilmesi iin enerjiye ihtiya duyulan (endergonik) olaylar srasnda

defosforilasyon grlr. Bu tr endergonik olaylara; aktif tama, biyosentez

tepkimeleri, salglama, mekanik i vb. rnek olarak verilir.

Fosforilasyon iin gereken enerji, hcreye enerji veren (ekzergonik) olaylardan

salanr. Bu tr ekzergonik olaylara; oksijenli solunum, oksijensiz solunum,

fotosentez ve kemosentez rnek olarak verilir.

Tepkimenin ilerleyiiMolek

llerin

potan

siye

l ene

rjisi

Tepkimeyegiren madde

rnler

Aa kanenerji miktar

Ekzergonik tepkimelerde enerji aa kar

kendiliinden gerekleir.

Endergonik tepkimelerde enerji harcanr

ve kendiliinden gereklemez.

Tepkimenin ilerleyiiMol

ekl

lerin

pot

ansi

yel e

nerji

si

rnler

Tepkimeyegiren madde

Gereken enerji

miktar

Ekzergoniktepkimeler

Enerji

Fosfo

rilasyon

Endergoniktepkimeler

Monomerler Bykmolekller

ATP

Enerji

Defosforilasyon

Organik norganik

Bir hcre endergonik tepkimelerini devam ettirmek iin gereken enerjiyi ekzergonik tepki-melerle balant kurarak yrtr.

10

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

B. FOSFORLASYONETLER

Bir maddeye fosfat grubunun eklenmesine fosforilasyon ad verilir. ATP'nin

sentezi bir fosforilasyon olaydr.

ATP sentezi, karyot hcrelerin sitoplazmasnda, mitokondrilerinde ve kloroplastlarnda

gerekleirken prokaryot hcrelerin sitoplazmasnda ve hcre zarnda gerekleir.

Fosforilasyon olaynn gereklemesi iin enerjiye ihtiya vardr. Fosforilasyon

tipini, ADP moleklne Pi eklenmesi srasnda kullanlan enerji eidi belirler. Hcrelerde

ATP sentezi srasnda fotofosforilasyon, substrat dzeyinde fosforilasyon ve oksidatif

fosforilasyon olmak zere eit fosforilasyon grlr.

1. Fotofosforilasyon :Klorofile sahip olan hcrelerde, gne enerjisi yardmyla

inorganik maddelerden organik madde sentezini salayan fotosentez olay

gerekleir. Fotosentezin kl tepkimelerinde k enerjisi kullanlarak ADP

moleklne bir fosfat grubunun eklenmesine fotofosforilasyon denir. Bu sayede

k enerjisi ATP formunda kimyasal enerjiye dntrlr. retilen ATP moleklleri

ise fotosentezde glikoz ve dier organik besinlerin sentezi srasnda kullanlr.

2. Substratdzeyindefosforilasyon:Substrat olarak kullanlan bir organik moleklden

enzimler yardmyla fosfat grubunun koparlarak ADP moleklne eklenmesine substrat

dzeyindefosforilasyondenir. Bu olay, hcre sitoplazmasnda ve mitokondrinin

matriksinde gerekleir.

3. Oksidatif fosforilasyon : Organik besinlerin kademeli olarak yklmas sonucu

oluan ykm rnlerinden gelen elektronlar elektron tama zincirine (ETS) aktarlr.

ETS aracl ile bir moleklden dierine indirgenme - ykseltgenme tepkimeleriyle

tanan bu elektronlarn enerjisi kullanlarak ADP moleklnden ATP sentezlenir. Bu

olaya oksidatiffosforilasyondenir. Oksidatif fosforilasyon olay prokaryotlarda hcre

zarndaki, karyotlarda ise mitokondri zarndaki ETS elemanlar aracl ile gerekleir.

UYARI

Kemosentez olaynda oksidatif fosforilasyon ile ATP sentezi gerekleir.

NOT

Oksijenli solunum yapan canllarda iki eit fosforilasyon (substrat dzeyinde

fosforilasyon ve oksidatif fosforilasyon) grlrken, fotosentetik canllarda her

fosforilasyon eidi de grlr.

rn

+ ATP

Enzim

ADP

Substrat

Enzim

P

Substratdzeyindefosforilasyon:

ATPlerin bir ksm bir fosfat grubunun organik

bir substrattan ADPye enzimatik olarak doru-

dan aktarlmasyla sentezlenir.

ATP

ATP

ATP

Ser

bes

t en

erji,

G

(NADH aracl ile besinden gelir)

2 H+ 2 e

2 H+

2 e

ATP sentezi iin kontroll

enerji salnmas+

2 H +

H2O

O21/2

Elektron tam

a

zinciri

1 2 O2

Oksidatiffosforilasyon:

Hcre solunumu srasnda gerekleir.

11

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

II. FOTOSENTEZ

Yeryzndeki yaam gneten gelen enerjiye baldr. Fotosentez k enerjisini

kullanabilen tek biyolojik olaydr. Fotosentetik organizmalar, gneten gelen k

enerjisini kullanarak organik madde sentezlerler ve k enerjisini bu maddelerdeki

kimyasal enerjiye dntrrler. Karbondioksit, su ve gne enerjisi kullanlarak

zmleme ile organik maddelerin sentezlendii olaya fotosentez ad verilir. Biyosferde

en nemli enerji dnm fotosentezle gerekletirilir.

A. FOTOSENTEZNCANLILARNNEM

Fotosentetik organizmalarn byk ounluunu bitkiler oluturur. Klorofil gibi zel

pigmentlere sahip bitkiler, algler ve baz bakteriler, gnein k enerjisini organik besin

maddelerindeki kimyasal ba enerjisine dntrr. Yeryzndeki canllarn byk

ounluu, enerji ihtiyalarn karlamak iin dorudan veya dolayl olarak fotosenteze

bamldrlar.

UYARI

norganik maddelerden ihtiya duyduklar organik maddeleri sentezleyen canllara

ototrof(retici)canllar denir. Organik madde sentezi iin k enerjisi kullanan ve

klorofil pigmenti ieren ototroflara ise fotosentetikototrof ad verilir.

Fotosentetik ototroflar, hcresel faaliyetleri iin enerji kayna olarak, sentezledikleri

organik besinlerde depolanan kimyasal enerjiyi dorudan kullanrlar. Organik besinlerini

kendi sentezleyemeyen ve dardan hazr olarak alan heterotrof (tketici)canllar

ise, dolayl olarak fotosenteze bamldrlar. Bu canllarn, organik madde ihtiyalar

ototroflardan ya da ototroflar yiyen heterotroflarn besin kayna olarak kullanlmasyla

karlanr. O halde fotosentez, canllar dnyasnn neredeyse tmn dorudan ya da

dolayl yoldan besleyen tek biyolojik olaydr.

Fotosentezle organik maddelerin retilmesinde minerallere ihtiya vardr. Bitkiler

bu mineralleri kkleri ile topraktan alr. Azota fakir topraklarda yaayan bcekil

bitkiler, ihtiya duyduklar azotu bceklerden; enerji ihtiyalarn ise fotosentezle

rettikleri organik besinlerden karlar. Bcekil bitkiler fotosentez yaptklar iin ototrof

azot ihtiyacn dardan karladklar iin de heterotroftur.

Gnmzde enerji retmek iin kullanlan, doal gaz, petrol ve kmr gibi btn

fosil yaktlarn kayna da fotosentetik organizmalardr. Fosil yaktlarn kullanmna ve

yeil alanlarn azalmasna bal olarak CO2 gaznn art atmosferde sera etkisi yaratr.

Atmosferdeki CO2, gnein ssn yakalad iin CO2'deki bu art kresel snmaya yol

aar. Kresel snma, dnya iklimini ve atmosferin kimyasal yapsn etkileyerek bir ok

canl trnn azalmasna neden olur. Fotosentetik canllar ise muhteem mekanizmalar

sayesinde bu olumsuz etkilere kar tampon grevi yaparak atmosferdeki CO2 orannn

dengelenmesinde nemli rol oynar.

ATP

EKOSSTEM

Ikenerjisi

Fotosentezkloroplastlarda

Hcre solunumumitokondrilerde

Isenerjisi

Hcre ilerininou ATPdeng salar

CO2 + H2OOrganik

molekller + O2

Ekosistemlerdekienerjiakvekimya-

sallarnevrimi: Solunum ve fotosentez olay-

lar ekosistemlerde enerji ak salar. Enerji

ekosisteme gne olarak girer, s olarak

ekosistemi terkeder. Canllk iin zorunlu olan

kimyasal elementler ise evrime urar.

BcekilbirbitkiolanSinekkapanbitkisi

12

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

B. FOTOSENTEZNBULUNUU

Doada ok nemli bir olay olan fotosentez, hem gemite hem de gnmzde bilim insanlarnn ilgisini ekmi ve aratrma konusu olmutur.

1772 ylnda Joseph Priestley; bitkilerin havaya O2 verirken havadaki CO2'yi kullandn, yani bitkilerin havay temizlediini gzlemlemitir.

1779 ylnda Jan Ingenhousz; bitkilerin sadece yeil ksmlarnn fotosentez yaptn, gndzleri oksijen geceleri ise karbondioksit aa kardn gstermitir.

1804 ylnda Nicolas Theodore de Saussure; bitki arlna dayanarak fotosentezde su kullanldn saptamtr.

1883 ylnda Theodor Wilhem Engelmann n dalga boyunun fotosentezde etkili olduunu; mor - mavi ve krmz kta fotosentezin daha fazla yeil kta ise daha az gerekletiini bulmu ve bunu bir deney ile gstermitir.

Engelmann, yeil ipliksi alg (Spirogyra) zerine prizmadan geirilerek farkl dalga boylarna ayrlm gne nlarn drmtr. Krmz, turuncu, sar, yeil, mavi ve mor dalga boylarndaki nlarn bulunduu sisteme algin fotosentez hzn lmek iin aerobik bakterileri eklemitir. Deney sonunda aerobik bakterilerin algin en ok oksijen oluturduu noktalarda yani mavi, mor ve krmz nlarn dt noktalarda topland grlmtr. Bakterilerin toplanmas, fotosentezin bu blgelerde daha hzl gerekletiini dolaysyla daha fazla oksijen retildiini gstermitir.

Algin

iplikii

Aerobik bakteriler

400 500 600 700

Engelmann deneyi : Bu deney ile klorofilin en ok mor, mavi ve krmz en az yeil sourduu aklanmtr.

1930'lu yllarda Cornelis Bernardus Van Niel; fotosentez srasnda aa kan oksijenin kaynann su olduunu ileri srmtr. Van Niel, CO2 kullanarak kendi besinini oluturan ancak atmosfere oksijen vermeyen bakteriler zerinde almalar yapmtr. Bu almalarnn sonucunda baz bakterilerin gerekletirdii fotosentezde H2O yerine H2S kullanlabildiini ve yan rn olarak oksijen yerine kkrt gaz ktn saptamtr.

1937 ylnda Robert Hill tarafndan, fotosentezde aa kan oksijenin kaynann su olduu bir deneyle ispatlamtr. Deneyde, Chlorella cinsi yeil algin ortamna ar oksijen tayan su moleklleri (H2O

18) ile normal CO2 verilmitir. Deneyin sonunda fotosentez sonucu aa kan oksijenin ar oksijen olduu ve oksijenin sudan geldii ispatlanmtr. Ar oksijen tayan karbondioksit (CO

218 ) kullanldnda ise, ar oksijen

moleklne glikozun yapsnda rastlanmtr.

6H2O18 + 6CO2

Ik enerjisi

Klorofil C6H12O6 + 6O2

18

6H2O + 6CO218

Ik enerjisi

Klorofil C6H12O6

18+ 6O2

DENEY:FotosentezdeAakanGazn

Tespiti

a)

Oksijen kabarc

Deney tp

Cam kap

Su

Elodea (Su bitkisi)Cam huni

k

Elodea bitkisinin dallar alnp, huni iinde ve

kl ortamda bir sre bekletilir. Bir sre sonra

tpn stnde gaz kabarcklarnn biriktii gz-

lenir. Bu gazn ne olduunu anlamak iin tpe

yanmakta olan kibrit yaklatrldnda alevin

parlad grlr. Parlak alevin olumas tpte

biriken gazn oksijen olduunu ispatlar.

Sonu: Fotosentez sonucunda yan rn olarak

oluan gaz oksijendir.

b)

Camfanus

imlenmekte olanfasulye tohumlar

Islak pamukYeil saks

bitkisiIII

Yanan mum

Ik

Yanmakta olan mumlarn bulunduu iki kapal

cam fanus belli bir sre kta bekletiliyor. Bir

sre sonra, I. dzenekteki mum yanmaya devam

ederken II. dzenekteki mumun snd gz-

leniyor.

I. dzenekte mumun yanmaya devam etmesi,

bitkinin fotosentezle oksijen retmesinden kay-

naklanr. II. dzenekteki mumun snmesi ise,

imlenmekte olan fasulye tohumlarnn fotosen-

tez yapamadn dolaysyla oksijen retimini

gerekletirmediini kantlar.

13

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

Tepkimeye girenler :

rnler:

6 CO2

C6H12O6 6 O26 H2O

12 H2O

Fotosentezde atomlarn izlenmesi

NOT

Fotosentez sonucu aa kan oksijenin temel kayna sudur.

Sudaki hidrojen atomu glikozun ve aa kan suyun yapsna katlr.

Karbondioksitteki karbon atomu glikozun yapsna katlrken, oksijen atomu

hem glikozun hem de aa kan suyun yapsna katlr.

1946 ylnda Melvin Calvin ve arkadalar 14C izotopu ieren karbondioksit

molekllerini kullanarak, karbonhidrat sentezi srasnda gerekleen ktan bamsz

reaksiyonlarda srasyla oluan maddeleri belirlemitir. Yaptklar deneylerde radyoaktif

14C izotopu ieren karbondioksite maruz braklan bitkilerin, bu karbonu baz bileiklerde

balad grlmtr. Fotosentezin ktan bamsz reaksiyonlarn ayrntlarn ortaya

karan Calvin'e 1961 ylnda Nobel dl verilmitir.

I. FOTOSENTEZDE GREV ALAN YAPILAR

Melvin Calvin

D zar

ki zararasndakiboluk

zar

Granum Tilakoit bolukTilakoitStroma

Kloroplast

Stoma

Yaprak enine kesiti ve ksmlar

Mezofil

O2CO2

ou bitkide yapraklar, fotosentezin gerekletii balca organdr. Yapraklar

yeil rengini kloroplastlarda bulunan klorofil pigmentinden alr. Bitkilerde, fotosentez

olay yaprakta bulunan mezofil tabakasndaki hcrelerde ve stomalarda meydana gelir.

Kloroplastlar yapran i ksmnda bulunan mezofil hcrelerinde (palizat ve snger

parankimas) bol miktarda bulunduu iin fotosentez burada youn olarak gerekleir.

14

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

Stoma denilen porlu yap ise CO2'nin mezofil hcrelerine ulamasn, mezofil

hcrelerinde fotosentez sonucu oluan O2'nin ise yaprak dna kmasnda grev alr.

Yani stomalar fotosentezin yan sra gaz al veriini de salar.

Kloroplastn en dnda seici geirgen yapda ift zar bulunur. Seici geirgen

yapda olan zarlar madde giri kn kontrol eder. Kloroplastta tilakoitzar sistemi olarak

adlandrlan nc bir zar sistemi daha bulunur. Tilakoitler ince, yass ve tabak benzeri

keseciklerden oluur. Tilakoit zarla evrili olan bu keseciklerin i ksm tilakoitboluk(lmen)

olarak adlandrlr. Klorofiller tilakoit zarlardaki lipid tabakasnda bulunur. Baz yerlerde kese

eklindeki bu tilakoitlerin oluturduu stunlara grana, tek bir stuna ise granum ad verilir.

Granumlar balayan ara lameller gne nn en fazla miktarda emilmesini salar.

Kloroplastn i ksmnda, granumlarn arasn dolduran renksiz ara maddeye ise stroma

denir. Stroma iinde ktan bamsz reaksiyonlarda grev alan enzimler ile DNA, RNA,

ribozom ve baz proteinler bulunur. Granumlarda ATP formunda depolanan kimyasal enerji

stromalarda karbondioksiti glikoz gibi basit ekerlere dntrmek iin kullanlr. Stromada

oluturulan eker moleklleri, geici olarak niasta eklinde depolanr ve daha sonra da

skroza dntrlerek bitkinin dier blmlerine tanr.

II. IIKENERJSVEKLOROFL

Ik, elektromanyetik enerji (elektromanyetik radyasyon) olarak bilinen bir enerji

biimidir. Elektromanyetik enerji, bir su birikintisine den bir akl tann yaratt

dalgalar gibi ritmik dalgalar halinde yaylr. Elektromanyetik dalgalarn oluturduu iki

ardk tepe noktas arasndaki mesafeye n dalgaboyu denir. In dalga boyu

bir nanometreden (nm) kk olabilecei gibi (gama nlar), bir kilometreden (km)

daha uzun (radyo dalgalar) da olabilir. In dalga boylarna gre sralanmasyla

elektromanyetikspektrum elde edilir. Elektromanyetik spektrumun, yaam iin nemli

ksm, yaklak 380 nm (mor) ile 750 nm (krmz) arasndaki dalga boylardr (nanometre

(nm), bir metrenin milyarda biri kadardr (1 nm = 1x109 m)). Bu radyasyon, insan gz

tarafndan eitli renkler halinde ayrt edilebildii iin grnrk olarak da adlandrlr.

380 450 500 550 600 650 700 750 nm

Grnr k

Gama nlar

X-nlar UV KzltesiMikro

dalgalarRadyo

dalgalar

105 nm 103 nm 1 nm 103 nm 106 nm1 m

(109 nm) 103 m

Uzun dalga boyluKsa dalga boyluDk enerjiliYksek enerjili

Dalga boyu

Elektromanyetik Spektrum

Stoma: Epidermis hcrelerinden farklla-

an stoma hcreleri bitkiler iin hayati neme

sahip olan terleme ve gaz al verii gibi olay-

lar gerekleir.

15

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

UYARI

In yapsnda yksek hzla hareket eden ve enerji ykl taneciklere fotondenir.

Gnein yayd elektronun manyetik nlardan grnr dalga boyunda olanlarn

fotonlarndaki enerji fotosentezde kullanlr.

Ik, maddeyle karlanca madde tarafndan yanstlabilir, maddenin iinden

geebilir ya da sourulabilir. Fotosentez, grnr k spektrumunda gerekleir. nk

grnr k, organik molekllerdeki elektronlar uyaracak enerjiye sahiptir. Grnr

sourabilen maddelerepigment denir.Bu pigmentlerin ou, grnr n belirli

bir dalga boyunu sourup, souramadklarn ise geirir ya da yanstrlar. Bu nedenle

her pigmentin kendine zg sourmaspektrumu vardr. Klorofil siyanobakterilerde,

fotosentez yapan karyot canllarda ve bitkilerde grnr n farkl dalga boylarn

sourabilen bir pigmenttir.

Klorofil moleklndeki bir elektronun en dk enerji durumuna, o elektronun ya

da klorofilin temeldurumu denir. Klorofil pigmenti,grnr sourduu zaman

elektronlar daha yksek enerji seviyesine tanr. Bu durum klorofil moleklnn temel

durumdan uyarlm durumuna gemesine neden olur.

Fotonun sourulmas bir elektronu atomun ekirdeindenuzakta, evrede da doru ykseltir.

Elektronekirdek

Temel durum Uyarlm durum

Foton

Uyarlmklorofilmoleklnnelektronu;

Temel durumunu koruduu yrngesine geri dner ve bu srada fazladan kazand

enerjiyi s ve k (floresan) olarak da verir.

Ya da baka bir elektron alcsna aktarlabilir.

ekirdek

Is

Elektronalcs

Ik(floresan)

Foton

Foton (floresan)

Uyarlm durum

Is

Klorofil molekl

e

Elektro

n en

erjis

i

Temel durum

zoleklorofilin k ileuyarlmas : Bir foto-

nun sourulmas bir klorofil molekln temel du-

rumundan uyarlm duruma gemesine neden

olur. Foton bir elektronu, potansiyel enerjisi daha

yksek bir yrngeye karr. Eer klandrlm

molekl izole ise, uyartlm elektron hzla temel

durumda olduu yrngeye dner ve sahip olduu

fazla enerjiyi s ve floresan (k) olarak yayar.

16

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

Bitkiyapraklarnedenyeilgrnr?

Eer bir pigmente beyaz k gnderilirse pigment tarafndan yanstlan ya da

geirilen k gzmzn seebilecei rengi oluturarak cisimleri farkl renklerde

grmemizi salar.

Yapraklarda gerekleen fotosentez olaynda klorofiller ve karotenoitler olmak

zere iki eit pigment grubu rol oynar. Bunlardan klorofil pigmenti mavi - mor ve

krmz soururken, yeil yanstr ya da geirir. Bu nedenle yapraklar yeil renkte

grnr. Bitkilerde klorofil a ve klorofil b olarak bilinen iki eit klorofil bulunur. Klorofil a, k

enerjisinin kimyasal enerjiye dntrlmesinde dorudan rol oynar. Klorofil a ve klorofil b

arasnda ok kk bir yapsal farkllk vardr. Bu nedenle bu iki pigment az da olsa farkl

dalga boylarndaki sourur. Klorofil b, sourduu k enerjisini klorofil a'ya aktararak

fotosenteze yardmc olur.

Kloroplast

Yanstlan k

Sourulan k

Geirilen k

Ik

In kloroplastlarla ilikisi : Kloroplasttaki pigment moleklleri n bir blmn sourur, bir

blmn ise geirir ya da yanstr.

Bitkilerde klorofilin yan sra karotenoit denilen pigment moleklleri bulunur.

Karotenoitlere turuncu rengi veren karoten, sar rengi veren ksantofil, krmz rengi veren

likopen pigmentleri rnek olarak verilir. Bu pigment moleklleri, grnr n farkl

dalga boylarn soururlar ve kazandklar enerjiyi klorofil a'ya aktararak fotosenteze

yardmc olurlar. Ancak k enerjisinin kimyasal enerjiye dnmn dorudan

gerekletiremezler. Bununla birlikte, baz karotenoitler a kar koruma salarlar.

Bu bileikler, klorofile zarar verecek olan ar soururlar ve yayarlar. Bu yzden

bitkilerde tilakoit zarlarda bulunan karotenoitlere ''aksesuar pigmentler'' (yardmc

pigmentler) de denir.

okhcrelialgler

Tekhcreliprotistalar

Morkkrtbakteriler

17

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

Kloroplast pigmentlerinin sourma spektrumlar, fotosentezde kullanlan n

dalga boylar hakknda bilgi verirken, etki spektrumlar ise farkl dalga boylarndaki n

fotosentezde ne derece etkili olduunu gsterir.

400 500 600 700

Fot

osen

tez

oran

Etki spektrum: Grafik, farkl k dalga boylarnn fotosentez hz zerindeki

etkisini gstermektedir.

400 500 600 700

Ik dalga boyu (nm)

I

n s

our

ulm

as Klorofil b

Klorofil a

Karotenoitler

I sourma spektrumu: eri, kloroplastlardan elde edilen tip pigment

tarafndan en iyi sourulan k dalga boyunu gstermektedir.

III. FOTOSSTEMLER

Tilakoit zarda emen pigmentler, proteinler ve dier organik molekller

fotosistem ad verilen birimler halinde dzenlenmitir. Fotosistemler tilakoit zarn k

toplayan ve n kimyasal enerjiye dntrld birimleridir. Her fotosistemde ok

sayda klorofil ve karotenoit pigmentlerinin bulunduu antenkompleksi ile klorofil a ve

ilk elektron alc moleklnn yer ald reaksiyonmerkezi bulunur.

Anten kompleksini oluturan pigmentlerin say ve eidi, n bir fotosistem tarafndan

daha geni bir yzeyde alnmasn salar. Anten kompleksinde yer alan herhangi bir

pigment moleklnn sourduu bir fotonun enerjisi reaksiyon merkezindeki zel klorofil

a moleklne ulancaya kadar, bir pigment moleklnden dierine geirilir. Reaksiyon

merkezindeki klorofilden ayrlan uyarlm bir elektron, reaksiyon merkezindeki zellemi bir

molekl tarafndan yakalanr. Bu zellemi molekl, ilkelektronalcsolarak isimlendirilir.

Elektron aktarm fotosentezde enerji dnmlerinin balangcn oluturur.

Tilakoit zarda fotosentezin k reaksiyonlarnda (a baml reaksiyonlar) i gren iki tip

fotosistem bulunur. Bunlar kefedilme sralarna grefotosistemI(FSI)vefotosistemII (FSII)

olarak isimlendirilir. Her bir fotosistemin zgn bir tepkime merkezi vardr. FS I ve FS II nin

tepkime merkezinde klorofil a moleklleri ile birlemi farkl proteinler bulunur. Bu nedenle

iki fotosistemin sourma zelliklerinde farkllklar vardr.

FS I'in reaksiyon merkezindeki klorofil, 700 nm dalga boyundaki en iyi sourur

ve P700 olarak isimlendirilir. FS II'nin reaksiyon merkezindeki klorofil ise 680 nm dalga

boyundaki en iyi sourduu iin P680 olarak isimlendirilir.

Antenpigmentmoleklleri

Reaksiyonmerkezindekiklorofil a

Reaksiyonmerkezi

Elektrontransferi

Enerjitransferi

Foton

lk elektronalcs

Fotosistem

In bir fotosistem tarafndan toplanmas gsterilmektedir.

18

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

C. FOTOSENTEZREAKSYONLARI

Fotosentez olay, a baml reaksiyonlar (k reaksiyonlar) ve ktan bamsz

reaksiyonlar (Calvin dngs) olmak zere iki evrede gerekleir. Ia baml

reaksiyonlar kloroplastlarn tilakoit zarlarnda, ktan bamsz reaksiyonlar ise

kloroplastlarn stromasnda gerekleir.

Bitki hcresi

Kloroplast

ekerler

Tilakoid

CALVINDNGS

NADPH DNGS

ATP DNGS

ELEKTRON TAINIMI

Ik reaksiyonlar

Iktan bamsz reaksiyonlar

Klorofil

Ik(foton)

O2

NADPH NADP+++

Kloroplast

Pi

Stroma

H+

H2O

ADP

CO2

ATP

ekerler

Tilakoit

CALVINDNGS

NADPH DNGS

ATP DNGS

ELEKTRON TAINIMI

Ik reaksiyonlar

Iktan bamsz reaksiyonlar

Klorofil

Ik(foton)

O2

NADPH NADP+++

Kloroplast

Pi

Stroma

H+

H2O

ADP

CO2

ATP

Kloroplast iinde a baml tepkimeler ve ardndan ktan bamsz tepkimelerin

gerekletii Calvin dngs grlr.

I. IIABAIMLIREAKSYONLAR(IIKREAKSYONLARI)

Ia baml reaksiyonlarda gne enerjisi nce elektrokimyasal enerjiye, sonra da

kimyasal ba enerjisine dntrlr. Reaksiyonlarn gerekleebilmesi iin k enerjisi

gereklidir ve su kullanlr.

Ia baml reaksiyonlarn gerekletii tilakoit zarda, fotosistemler ile ETS

birbirine balanm haldedir. ETS, elektronlar yakalama ve baka bir molekle aktarma

yeteneine sahip bir dizi moleklden oluur.

NOT

Fotosentezin ETS elemanlar; ferrodoksin (fd), sitokrom b ve sitokrom c'den oluan

sitokrom kompleksi (stk), plastokinon (pq) ve plastosiyaninden (pc) oluur.

19

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

Suyun paralanmas sonucu O2 serbest kalr

Elektron ak ATPnin kemiozmotik olarak sentezi iin enerji salar

Elektron

tama

zinciri

lkalc

lk alc

IIKTANBAIMSIZ

REAKSYONLAR

Fotosentezin a baml reaksiyonlar srasnda ATP ve NADPH'n retimi

Iabamlreaksiyonlardagerekleenolaylaruekildezetlenebilir:

FS II'nin sourmasyla tepkime merkezinde (P680) yer alan klorofildeki uyarlm elektronlar ilk alc tarafndan yakalanr. Bunun sonucunda elektron kaybeden (ykseltgenen) klorofil moleklnde elektron boluu oluur.

Tilakoit boluktaki su, bir enzim tarafndan elektron, proton (H+) ve oksijene kadar paralanr (Fotoliz). Sudan gelen elektronlar P680'in sourduktan sonra kaybettii elektronlarn yerini doldurur. Su moleklnn paralanmas sonucu oluan oksijen atomu, O2 oluturmak iin baka bir oksijen atomu ile birleir. Oluan O2'nin byk bir blm ise atmosfere verilir.

FS II'den kopan elektronlar ilk alc moleklden ETS (pq, stk ve pc) aracl ile FS I'e aktarlr. FS II'den kopan elektronlar ETS'de ilerledike aa kan enerji tilakoit zarda bulunan ATP sentaz yardmyla ATP yapmnda kullanlr.

FS I'in sourmasyla tepkime merkezinde (P700) yer alan klorofildeki uyarlm elektronlar FS I'deki ilk alc tarafndan yakalanr. FS I'de oluan elektron boluu ise FS II'den gelen elektronlar tarafndan doldurulmu olur.

FS I'deki ilk alc k tarafndan uyarlan elektronlar ferrodoksine (fd) aktarr. ndirgenen ferrodoksin yksek enerjili elektronlar stromada bulunan NADP+ redktaz enzimi yardmyla NADP+ 'ye vererek ykseltgenir. Bylece FS I'in elektronlar NADP+'de tutulmu olur. NADP+ molekl ise suyun paralanmas sonucu aa kan protonlar tutararak, bir enerji taycs olan NADPH'a dnr.

UYARI

O halde su molekl; NADP+ iin hidrojen, atmosfer iin oksijen, FS II iin elektron kaynadr. FS I kaybettii elektronlar ise FS II'den karlanr.

Fotosentezin, ktan bamsz reaksiyonlarnda 1 molekl CO2'nin kullanlmas iin k reaksiyonlarnda 3 ATP ve 2 NADPH retilir. Yan rn olarak aa kan O2'nin byk bir blm ise atmosfere verilir.

Ikreaksiyonlarnnmekanikselbirede-erigsterilmitir.

Fotosistem II

Foton

Foton

Fotosistem I

DeirmenATPretir

NADPH

20

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

KemiozmotikHipotez

Mitokondri ve kloroplastlarda ATP sentezi hakkndaki bilgilerimiz 1961 ylnda

Peter Michell tarafndan oluturulan hipoteze dayandrlmaktadr. Kemiozmotik hipotez

ilk nce mitokondri zerinde aklanmtr. Ayn model kloroplastlarda da ATP sentezinin

nasl gerekletiini ortaya koymutur.

Bu hipoteze gre; fotosentezde kompleks bir elektrokimyasal olayla, ATP

moleklleri sentezlenir. Her iki fotosistem, kloroplastn tilakoit zarlarna gmlmtr.

Uyarlm elektronlar, ETS'yi getike enerjilerinin bir ksm, stromada var olan protonlar

(H+) tilakoit zar vastasyla tilakoit bolua pompalamakta kullanlr. Ayn zamanda

suyun paralanmasyla oluan protonlar da tilakoit bolua braklr. Bu iki olay tilakoit

bolukta proton deriimini artrr ve ortam daha asidik olur. Tilakoitler iindeki protonlarn

younluu bir elektrokimyasal gradiyent (bir yne doru derece derece azalan farkllk)

oluturur. Bu durum tpk bir pilde olduu gibi potansiyel enerji yaratr. Bu potansiyel

enerji, eer protonlarn stromaya geri akna izin veren bir kanal mevcutsa ATP retimini

salayabilir. Bu kanal da ATPsentazkompleksi salar. Tpk bir pilden kablo boyunca

akan elektrik akmnn lambay yakmas gibi, protonlar ATP sentaz kompleksindeki

kanaldan stromaya geer. Protonlarn ATP sentaz kanalndan geii ADP'ye Pi eklenerek

ATP sentezlenmesini salar. Bu olaya fotofosforilasyon, zarn iki tarafndaki H+

younluuna bal olarak ATP sentezlenmesine isekemiozmozis denir.

ATPADP + Pel

ektr

okim

yasa

l gra

diy

ent

H+H+

H+ H+

H+

H+H+

H+ tilakoitboluk

stroma

ATP sentaz

ATPsentazkompleksi

TLAKOT BOLUK

TLAKOTZAR

Iktan bamsz

reaksiyonlar

e

e

H2O

STROMASitokromkompleksi

STROMA

CO2

Glikoz

Ik

KARBONTUTMA

REAKSYONLARI

Tilakoitlerdeki proton ve elektron akn, ATP ve NADPH sentezini gsteren kemiozmotik model

21

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

II. IIKTANBAIMSIZREAKSYONLAR(CALVNDNGS)

Iktan bamsz reaksiyonlardan oluan Calvin dngs, kloroplastn

stromasnda meydana gelir. Calvin dngs, havadaki CO2'nin kloroplastta nceden

bulunan ribuloz bifosfat moleklne balanmasyla balar. Oluan ilk molekl

6 karbonlu kararsz bir maddedir. Bu maddenin ikiye blnmesiyle karbonlu iki tane

molekl oluur. Daha sonra birok basamaktan olumu tepkimeler ile balanm karbon,

elektronlarn katlm ile karbonhidrata dntrlr. Bunun iin, a baml reaksiyonlarda

elektronlar kazanm olan NADPH' ve enerji kayna olarak da ATP'yi kullanr.

Girdi

kt

3

CO2

Calvin Dngs

1. Evre

2. Evre3. Evre

Fosfogliserik asit (PGA)6

6

6

Fosfogliser aldehit(PGAL)

6

1

PGAL

(PGAL)(bir eker)

Glikoz ve dier organik bileikler

5

Ribuloz bifosfat(RuBP)

3

ATP

3

3 ADP

6 ADP

ATP

6

6

NADPH

6 NADP+Evre 3: CO2 alcsnn (RuBP) yeniden retilmesi

Evre 2: ndirgenme(eker retimi)

P P

P

P

P

P i

P

P

P

Rubisko

Evre 1: Karbon balama

Ksa mrl 6Clu bir ara madde

(Her seferinde bir adet)

3 PP

Calvin Dngs : Dngye giren her CO2 molekl iin, karbonlu bir eker olan bir molekl fosfogliser aldehit (PGAL) oluur. (Bir molekl glikoz sentezi iin iki molekl PGAL'in olumas gerekir.) Bu srada a baml reaksiyonlarda retilen ATP ve NADPH moleklleri hem eker retimi iin hem de RuBP'nin yenilenmesi iin kullanlr ve dngnn devam salanr.

22

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

Iktan bamsz reaksiyonlar karbon balama, indirgenme ve CO2 alcsnn (RuBP)

yenilenmesi eklinde aamada gerekleir.

1. Karbonbalama

Iktan bamsz reaksiyonlar CO2'nin 5C'lu bir eker olan RuBP (ribuloz bifosfat)

moleklne balanmasyla balar. Bu balanmay rubisko (ribuloz bifosfat

karboksilaz) enzimi katalizler. Bylece 6C'lu kararsz bir molekl oluur.

Oluan bu kararsz molekl, hzla ikiye blnerek iki tane 3C'lu PGA (fosfogliserik

asit) moleklne dnr.

2. ndirgenme

ki adet 3C'lu PGA moleklnn her birine ATP'den kopan birer fosfat grubunun

aktarlmasyla iki molekl DPGA (difosfogliserik asit) oluur.

Oluan DPGA'lar NADPH'n elektronlarn alarak indirgenirler ve bu srada bir

fosfat grubu kaydederek 3C'lu PGAL (fosfogliser aldehit) moleklne dnrler.

Sonu olarak 1 molekl 5C'lu RuBP'nin 1 molekl CO2'yi balamasyla 2 molekl

PGAL oluur.

NOT

2 molekl PGAL oluumu; hem bir molekl PGAL'in dngden kp organik

bileiklere dnmesi hem de Calvin dngsn balatan RuBP moleklnn

yeniden sentezlenebilmesi iin yeterli sayda deildir. Ancak dng kez

tekrarlandnda hem bir molekl PGAL molekl dngden kabilir hem de

molekl RuBP dngnn devam iin yeniden sentezlenebilir. Bu durumda 6C'lu bir

glikoz moleklnn sentezlenmesi iin dngnn alt kez tekrarlanmas gereklidir.

(Dng alt kez tekrarlandnda 12 molekl PGAL oluur.)

3. CO2alcsnn(RuBP)yenilenmesi

Dng kez tekrarlandnda oluan 6 molekl PGAL'den bir molekl

dngden karken, dngde kalan be molekl PGAL'den molekl RuBP

sentezlenir.

Bunun iin ilk olarak be molekl PGAL, molekl RuMP'ye (ribulozmona fosfat)

dnr. Oluan RuMP'lere ATP'den birer fosfat grubunun aktarlmasyla molekl

RuBP oluur. Bylece Calvin dngsn balatan RuBP yeniden sentezlenmi olur.

Dngden ayrlan PGAL'den ise glikoz ve dier organik molekllerin sentezi

gerekleir.

UYARI

Iktan bamsz reaksiyonlarda 1 molekl CO2'nin dngye girebilmesi iin,

reaksiyonlar srasnda a baml reaksiyonlardan gelen 3ATP ve 2NADPH'n

kullanlmas gerekir. 1 molekl glikoz sentezlenebilmesi iin dngye 6 molekl

CO2'nin girmesi gerektii dnlrse; 18 ATP ve 12 NADPH'n kullanlmas gerekir.

23

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

UYARI

Calvin dngs reaksiyonlar a dorudan ihtiya duyulmadan ancak k varlnda

gerekleir. Enzimlerin denetiminde gerekleen bu reaksiyonlar scaklk deiimlerine

kar olduka duyarldr.

NOT

Calvin dngs srasnda ortaya kan molekller hem dngnn devam etmesinde

hem de glikoz, nkleotit, gliserol, vitamin gibi organik maddelerin sentezinde

kullanlr.

Polisakkaritler (Selloz, niasta)

Ya asidi

GliserolPGAL

RMP

GLKOZ

Amino asit

Vitamin

Organik baz

Disakkaritler (Sakkaroz, maltoz)

Fruktoz

Topraktanazotlu

bileikler

Fotosentez sonucu oluabilecek son rnler

IIA BAIMLI REAKSYONLAR

Ik Reaksiyonlar

ATP

NADPH

Kloroplast

Ik

Amino asitlerYa asitleri

Niasta(Depolanm)

Sakkaroz (da verilmesi)

IIKTAN BAIMSIZ REAKSYONLAR

NADP+

ADP

CalvinDngs

P+ i

H2O CO2

Ia baml reaksiyonlar:

Tilakoit zarlardaki molekller tarafndan gerekletirilir.

Ik enerjisini ATP ve NADPH formundaki kimyasal enerjiye dntrr.

H2Oyi paralar ve atmosferik O2 nin aa kmas salanr.

Iktan bamsz reaksiyonlar:

Stromada gerekleir.

CO2yi PGALe dntrmek iin ATP ve NADPH kullanr.

ADP, inorganik fosfat ve NADP+ k reaksiyonlarna dner.

Fotosenteze genel bir bak : ekilde bitki hcrelerinin kloroplastlarnda k reaksiyonlar ve Calvin dngs reaksiyonlarna giren balca maddeler ve oluan rnler gsterilmitir.

DENEY:NiastaSentezDeneyi

yot zeltisi

yot zeltisi

mavi - mor renkte

Alminyum kat

yot zeltisirenginde

Bir saks bitkisinin zde iki yaprandan bir ta-

nesi alminyum kat ile kaplandktan sonra be-

lirli bir sre klandrlr. Daha sonra bu yapraklar

nce scak suda (hcrelerinin selloz eperinin

paralanmas salanr) sonra %80'lik alkolde

(yaprak hcrelerinde klorofillerin znmesi ve

beyaz renge dnmesi salanr) bekletilir. Yeil

renginden arndrlm yapraklara iyot zeltisi

(lgol) damlatldnda, alminyum kat ile ka-

patlm yapran iyot zeltisinin renginde ol-

duu dier yaprakta ise iyot zeltisinin renginin

maviye boyand gzlenir.

Sonu: Bitkilerde fotosentez sonucu oluan gli-

koz, niastaya evrilerek depolanr ve fotosente-

zin gereklemesi iin k zorunludur.

Bitkilerde karbonhidratlar genelde niasta

eklinde depo edilir. Bunun nemli nedeni ni-

astann suda znmemesi ve basit ekerlere

gre ozmotik etkinliinin daha az olmasdr. Eer

basit ekerler niasta eklinde depo edilme-

seydi, hcre iinde znen eker miktar artar

ve hcrenin ok fazla su almasna dolaysyla

imesine neden olurdu.

24

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

D. FOTOSENTEZHIZINIETKLEYENFAKTRLER

Fotosentez hz, fotosentez srasnda kullanlan CO2 ya da aa kan O2 miktar

llerek tespit edilir. Fotosentez hzn etkileyen faktrler evresel ve genetik olmak zere

ikiye ayrlr.

A. EVRESELFAKTRLER

Fotosentez hzn etkileyen evresel faktrler;

Ik iddeti Karbonsioksit konsantrasyonu Scaklk

In dalga boyu Su miktar Ortamn pH's Mineraller

olmak zere incelenir.

1. Ikiddeti:

Ik enerjisi alamayan klorofilli bir hcre fotosentez yapamaz. Ik, fotosentezin k

reaksiyonlarnda ATP ve NADPH'n sentezlenmesinde kullanlr. Klorofil molekllerinin

sourabilme kapasitesi snrsz deildir. Bu nedenle k iddeti arttka fotosentez hz belli

bir seviyeye kadar artar.

Fotosentez hz

Ik iddeti

Ik kaynann iddetine, kaynan uzaklna ve n krlma derecesine gre bitkiye

gelen k iddeti farkl olabilir. Glgede k az olduundan fotosentez hz azalr. Bu nedenle

glge bitkilerinin bymeleri snrldr ve genellikle gne bitkilerinden daha ksa ve zayf

yapl olurlar. Fotosentez hz

Ik iddeti

Gne bitkileri

Glge bitkileri

2. Indalgaboyu:

400

Fotose

ntez

hz

(O2 k ile l

lr.)

500 600 700

Fotosentez hz mor ve krmz kta en fazla, yeil kta ise en azdr. Fotosentez

hzn n dalga boyu ya da enerjisinin azalp artmas deil, klorofil moleklnn

sourmas etkiler.

Klorofil molekl en fazla mor ve krmz dalga boyundaki nlar, en az ise yeil dalga

boyundaki nlar sourur. (Mor - mavi kta fotosentez hznn krmz a gre biraz daha

DENEY:FotosentezdeKarbondioksitKul-

lanldnGsterenDeney

Ik

Cam kavanoz

Su

KOH zeltisi(CO2 tutucu)

a)Sardunya bitkisinden yeni koparlm dal par-

asnn bir yapra ekildeki gibi cam kavanoz

iine konuyor. Kavanoz iindeki yaprak blge-

sinin ortamdan yeterince CO2 alamad iin fo-

tosentez yapamad ve bir sre sonra ld,

kavanoz dndaki yapraklarn ise canlln

devam ettirebildii gzleniyor.

Sonu: Fotosentez iin CO2 gereklidir.

b)Ayn dzenekte, kavanoz iindeki yapraa

deney sonunda iyot (lgol) zeltisi damlatl-

dnda, yapran kavanoz iindeki ksmnn

mavimor renge boyanmad, akta kalan k-

smda ise renk deiiminin olduu gzleniyor.

Bu durum yapran kavanozda kalan ksmnda

fotosentez yaplmadn ve dolaysyla niasta

sentezlenemediini gsterir.

(yot zeltisi niastann ayracdr ve niasta

varlnda mavimor renk verir.)

Kavanozdndaki ksm

Kavanoziindeki ksm

yot zeltisi ilemavi-mor renge

boyanr.

yot zeltisi ileboyanmaz.

25

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

Fotosentez hz

CO2 konsantrasyonu (%)

Yksek iddette k

Orta iddette k

Dk iddette k

IkiddetiveCO2 miktarnagrefotosentezhzlar

Tarmda kullanlan led klar verimlilii artrr.

390

380

370

360

350

340

330

320

310

300

CO

2 ko

nsan

tras

yonu

(pp

m)

1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010

Yl

CO2

Fosil yaktlarn bilinsiz tketimi atmosferdeki CO2 konsantrasyonunu her yl 1 ppm kadar ar-trmaktadr.

fazla olmasnn nedeni; ksa dalga boyunda yaylan mor n paracklarndaki enerjinin

krmzya gre daha fazla olmasdr.)

In belirli dalga boylarnda fotosentezin daha etkin bir ekilde gerekletiinin

saptanmas, tarm alannda verimlilii artrmak iin baz uygulamalarn gelitirilmesine yol

amtr. Bu tr uygulamalara seralarda yapayklandrma yaplmas rnek olarak verilebilir.

Yapay klandrmada, fotosentezde etkili olan mor - mavi veya krmz k yayan floresan ve

led klar kullanlarak fotosentezin hzlanmas ve bylece verimliliin art salanmaktadr.

rnein krmz ve mavi led klarna maruz braklan bitki tohumlarnn imlenme orannn

daha yksek olduu grlmtr. Bu durum led klarn tohumlarn imlenmesinde ve fide

yetitiriciliinde yaygn olarak kullanlmasn salamtr.

NOT

1950'li yllarda Robert Emerson adl bir bilim insan gerekletirdii deneyinde,

680 nm ve 700 nm'lik dalga boyunda fotosentetik organizmalara hem tek tek

hem de ayn anda uygulamtr. Deney sonucunda birlikte uygulama durumunda tek

tek uygulamalarn her ikisinin toplamndan daha fazla fotosentez hzna ulald

grlm ve bu duruma glendirmeetkisi ad verilmitir.

3. Karbondioksitkonsantrasyonu

CO2 konsantrasyonu arttka, fotosentez hz belli bir seviyeye kadar artar, sonra

sabit kalr. Havadaki CO2 younluu belirli bir snrn altna derse (yaklak %0,005)

bitki CO2 balayamaz ve fotosentez durur. Fotosentez iin gerekli dier koullar en

uygun deerde olsa bile, ortamdaki CO2 konsantrasyonu bitkinin ihtiyacndan daha az

miktarda olursa fotosentez yavalar. Ayrca kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) ve potasyum

hidroksit (KOH) gibi CO2 balayan bileiklerin ortamda bulunmas fotosentez hzn

drr.

Fotosentez hz

0,005 0,034CO2 younluu (% hacim)

Farkl karbondioksit konsantrasyonlarnda k iddetinin fotosentez hz

zerindeki etkisi incelendiinde daha farkl bir durum ortaya kar. Dk karbondioksit

konsantrasyonunda, k iddeti yksek bile olsa fotosentez hz dk olur. Yani

bu durumda snrlayc faktr CO2 konsantrasyonudur. Yksek karbondioksit

konsantrasyonunda ise fotosentez hz n iddetine gre deiir. Ik iddeti yksek

ise fotosentez hz yksek, dk ise fotosentez hz daha dk olur. Yani fotosentez

hzn miktar en az olan faktr belirler.

26

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

CO2 konsantrasyonunun fotosenteze olan olumlu etkisinin bilinmesi, tarmda

karbondioksitzenginletirmeya da FACE (serbest havadaki CO2'i artrmak) ad verilen

bir uygulama yaplmasna yol amtr. Bu uygulama ile zellikle seralarda bitki retimi ve

kltr bitkilerinin yetitirilmesi srasnda ortamdaki CO2 miktarnn artrlmasna bal olarak

verimliliin artrlmas hedeflenmektedir. Tarm alanlarnda halka eklinde sralanm borular

yardm ile bitkilerin bulunduu ortama CO2 verilerek retim en st seviyeye ulatrlmaktadr.

4. Scaklk

Yksek k iddetinde scaklk art fotosentez hzn belli bir deere kadar artrr.

Bu deerden sonra ktan bamsz reaksiyonlarda grev yapan enzimlerin yaps

bozulduundan fotosentez hz der. Scakln 35C'nin stne kmas genellikle bir

ok bitkide fotosentez hznn dmesine neden olur. Dk k iddetinde ise scaklk

ykselse bile fotosentez hznda belirgin bir deiiklik olmaz. nk fotosentez hzn

dk k iddeti belirler.

Fotosentez hz

Scaklk(C )0 10 20 30 40 50

Yksek kiddeti

Dkk

iddeti

5. Sumiktar:

Dier metabolik olaylar gibi fotosentezin de gerekleebilmesi iin su mutlaka

gereklidir. Fotosentez srasnda su paralanarak aa kan hidrojen iyonlar organik

bileiklerin yapsna katlrken, oksijen ortama verilir. Bu nedenle fotosentezin etkin bir

ekilde gerekleebilmesi ve fotosentez enzimlerinin alabilmesi iin yeterli miktarda suya

ihtiya vardr. Ortamdaki suyun art fotosentez hzn belli bir deere kadar arttrr. Belli

bir deerden sonra ise fotosentez hzn etkilemez. Su miktarnn %15'in altna dt

ortamlarda ise enzimler inaktif olacandan fotosentez gereklemez.Fotosentez hz

15100 Su miktar (%)70

6. OrtamnpH'si:

Fotosentezdeki biyokimyasal reaksiyonlarn gerekleebilmesi iin bitki pH'snn belli

bir dzeyde tutulmas gerekir. Fotosentezin ktan bamsz reaksiyonlarnda enzimler

grev aldndan pH deiimleri fotosentez hzn etkiler. Ayrca ortamdaki asit baz dengesi

bitkinin bymesi iin son derece nemlidir.

FACE(Serbesthavadakikarbondioksitiar-trmak):Fotosentez ve bitki bymesi zerine atmosferdeki CO2 artnn etkilerini grmek iin, bir tarladaki bitkilerin etrafna CO2 bakmndan zenginletirilmi havay vermek iin borular kul-lanlr.

DENEY:FotosentezinDeerselBelirtilmesi(ArlkArtDeneyi)

1860'da SACHS tarafndan Yarm Yaprak

Yntemiile ortaya konmutur.

Buna gre; sabah erken saatte bir yapran orta

damarna gre yars kesilip kurutulduktan sonra

tartlarak kuru arl belirlenir. Yapran geriye

kalan yars ise, akama kadar normal ortamnda

braklarak fotosentez yapmas salanr. Akam

zeri geri kalan yaprakda alnp kurutularak tar-

tlr ve kuru arl belirlenir.

Sabah alnan yarm yaprakla, akam alnan ara-

sndaki arlk fark, bu yaprak da yarmnn belli

bir sre iinde yapt organik madde (fotosen-

tez deeri) hakknda fikir verir.

Akamalnan

Sabahalnan

Sonu: Bu iki yarm yaprak hassas terazi ile tar-

tldnda, akam alnan yaprak yarmnn sabah

alnandan daha ar olduu gzlenir. Bu arlk

fark, ge koparlan yapran daha ok fotosen-

tez yapmas sonucu rettii ve solunumu sra-

snda tketmedii organik besinden kaynaklanr.

27

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

DENEY:IkveKarbondioksitinFotosen-tezeEtkisi

a)

Gaz k var

Elodea

Soda ya da gazoz(CO2 ve mineral ok)

Ik

Deney dzeneine soda ya da gazoz koyarsak

biriken gaz kabarcklarnn miktarnda, musluk

suyu konulmu haline gre daha fazla art ol-

duu gzlenir.

CO2'li ortamda fotosentez hz artar.

b)Gaz k yok

Elodea

Soda ya da gazoz(CO2 ve mineral ok)

(Karanlk Ortam)

Deney dzenei ksz ortamda hazrlanp bek-

lenirse, gaz kabarcklarnn olumad gzlenir.

Fotosentezin gereklemesi iin a ihtiya

vardr.

c)

Gaz k yok

Elodea

Ik

Kaynam su(CO2 yok)

Deney dzeneine nce kaynatlp sonra so-

utulmu su konuluyor ve yeterli k altnda

bekleniyor. Bir sre sonra tpn stnde gaz

kabarcklarnn olumad gzleniyor.

Kaynatlp soutulmu su iinde CO2 gaz

yoktur. Dier koullar uygun olsa dahi CO2'siz

ortamda fotosentez gereklemez.

7. Mineraller:

Minerallerin bitki geliiminde ve fotosentezde rol vardr ve bitkiler mineral tuzlarn

suda znm halde topraktan alrlar.

Fe, Mg, Ca, Na, P, N, S gibi mineraller fotosentez de etkilidir. rnein Fe (demir),

hem ETS eleman olan ferrodoksinin yapsnda bulunur hem de klorofil sentezinde rol

oynar. Mg (magnezyum) klorofilin yapsna katlr. P(fosfor), ATP'nin ve nkleik asitlerin;

N (azot), amino asitlerin, nkleik asitlerin ve baz vitaminlerin yapsnda bulunur. Ayrca

K(potasyum) ve S(kkrt) gibi mineraller de ktan bamsz reaksiyonlarda yer alan

enzimlerin aktivitesinde ve ATP sentezi zerinde etkili olurlar. Fotosentez hz, topraktaki

minerallerden miktar en az olana gre belirlenir.

Azot ek sik li i nin m sr ze rin de ki et ki si: Bu kont rol l de ney de, sol ta raf ta ki bit ki ler zo run lu bir ele ment olan azo tu ie ren bi le ik ler le gb re le nen top rak ta b y mek te dir. Sa ta raf ta ki top rak ise, azot a sn dan fa kir dir. Bu fa kir top rak ta ye ti en iyi bes len me mi rn ha sat edil di in de, be sin ve ri mi sol ta raf ta ki r ne g re da ha az olur.

Minumumyasas: Bitki geliimini salayan yani fotosentezi etkileyen faktrlerden

birinin eksik olmas ya da hi olmamas fotosentezin yavalamasna veya durmasna

neden olur. Baz faktrlerin normalin zerinde olmas ise fotosentez hzna etki etmez.

nk fotosentez hz, etki eden faktrlerden miktar en az (minumum) olana gre

belirlenir. Buna minumumyasas denir.

Bir aratrmac zde iki bitki kknden biri-

Deney: Potasyumiermeyen zelti

Kontrol: tm mineralleriieren zelti

ni, tm mineralleri ieren zelti iine, dierini

sadece potasyum iermeyen mineralli zeltiye

daldrarak bir sre bekletir. Bu sre sonunda

potasyum iermeyen zeltideki bitkide, tm

mineralleri ieren zeltideki bitkiye gre byme

azalmas, yapraklarnn rengini kaybetmesi gibi

gelimede anormallikler olduu gzlenir.

UYARI

Fotosentezi etkileyen evresel faktrler iin minumum yasas geerlidir. Buna gre

fotosentez hzn miktar en az olan faktr belirler.

28

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

B. KALITSAL FAKTRLER

Bitkinin yaad ortama gre kazand kaltsal zelliklerine bal olan kaltsal

faktrler, kloroplast says, yaprak genilii, stomalarn says ve yaps, enzim miktar

ve ktikula kalnl olarak sralanabilir.

1. Kloroplast says : Bir hcredeki kloroplast says 20 100 arasnda deiir.

Kloroplast says arttka fotosentez hz da artar. Yapra koyu yeil olan bitkilerdeki

kloroplast says, ak yeil olan bitkilere gre daha fazladr.

2. Yaprak genilii ve says : Yaprak yzeyi geni olan bitkilerin gneten

yararlanma oran daha fazladr. nk yaprak genilii arttka yaprakta bulunan

kloroplastlarn says artar. Bu durum fotosentez hzn artrr. Ayn ekilde yaprak

saysnn art da fotosentez hzn olumlu etkiler.

3. Stomalarnsaysveyaps: Stoma (gzenek) denilen aklar genellikle bitkinin

yapraklarnda bulunur ve bitkinin gaz al veriini salar. Yapraktaki stoma says

ne kadar fazla ise bitki karbondioksitten daha ok faydalanr ve bu da fotosentez

hzn olumlu etkiler. Ayrca stomalarn yaps, dal ve bykl bitkinin yaad

ortama gre deiir ve fotosentez hz zerinde etkilidir.

4. Enzimmiktar: Fotosentezin ktan bamsz reaksiyonlar enzimlerin denetiminde

gerekleir. Bu nedenle fotosentezde grev yapan enzimlerin miktar ne kadar

fazla ise fotosentez de o derece hzl gerekleir.

5. Ktikulakalnl: Ktikula, bitkilerde su kaybn azaltan ve yaprak yzeyini rten

koruyucu bir tabakadr. Bu tabaka kurak ortam bitkilerinde su kaybn azaltabilmek

iin kaln, sulak ortam bitkilerinde ise incedir. Bitkilerde ktikula kalnl su kaybna

bal olarak fotosentez hzn etkiler.

BAKTERFOTOSENTEZ

Fotosentez yapan bakteriler kloroplast organeli tamazlar. Bunlarn klorofil

pigmentleri sitoplazmada, ETS enzimleri ise hcre zarnda bulunur. Fotosentez yapan

bakterilere; siyanobakteriler, mor slfr bakterileri ve hidrojen bakterileri rnek olarak

verilebilir.

Fotosentetik bakteriler farkl hidrojen ve elektron kaynaklar kullanarak organik

besin sentezini gerekletirirler.

st epidermis

palizatparankimas

sngerparankimas

alt epidermis stoma

Mez

ofil

ktikla

YaprakeninekesitekliEpidermis hcreleri arasnda bulunan stoma ile mezofil tabakasnda bulunan palizat ve snger parankima hcreleri kloroplast ierdiinden fo-tosentez olayn gerekletirir.

Heterokistler

Dnyadaki en bamsz organiz-malardanbiri :Atmosferik azotu (N2), azot kayna olarak kullanlabilen bir fotoototrof olan Anabaena, siyanobak-terilerin adeta metabolik sanatsdr. Azot balanmas iin zellemi enzim-leri ieren hcrelerine ise heterokist ad verilir.

29

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

Siyanobakteriler :Bitkilere benzer ekilde fotosentez yaparak oksijen retirler. Su bulunan her yerde hem koloni hem de tek tek yaayan siyanobakteriler sulara byk oranda besin sa-larlar. Baz ipliksi koloniler heterokist ad verilen zellemi yaplarla atmosferik azotun (N2) ba-lanmasn salayarak, proteinlerin ve dier or-ganik molekllerin yapsn oluturan metabolik srece kaynak salarlar.

Morslfrbakterileri:Fotosentezde elekt-ron kayna olarak H2S kullandklarndan yan rn olarak kkrt olutururlar.

Fotosentetikalgler:Yeil alglerin bir yesi olan Chaetophora tatl su gllerinde, tatl su bi-rikintilerinde ve havuzlarda geliir. Fotosentetik etkinlii sonucunda oksijen ve organik karbon ortaya kar. Alg canlyken veya ldkten sonra sucul hererotroflar tarafndan tketilir.

Siyanobakteriler,yeil bitkilerde olduu gibi hidrojen ve elektron kayna olarak

su kullanarak organik besin sentezini gerekletirirler ve yan rn olarak oksijen gaz

aa karrlar.

CO2 + 2H2O k enerjisi

klorofil (CH2O)n + O2

Morslfrbakterileri, hidrojen ve elektron kayna olarak hidrojen slfr (H2S),

hidrojenbakterileriise H2 gazn kullandklarndan yan rn olarak oksijen ya da kkrt

retmezler.

CO2 + 2H2S k

klorofil (CH2O)n + 2S + H2O

CO2 + 2H2 k

klorofil (CH2O)n + H2O

ElektronKayna Yanrn

H2S Kkrt

H2O Oksijen

H2 Olumaz

Farkl bakterilerin fotosentezde kullandklar elektron kaynaklar ile oluturduklar

yan rnler

BTKVEBAKTERFOTOSENTEZNNORTAKZELLKLER

1. Ik enerjisi kullanlr.

2. Klorofil grev yapar.

3. ETS enzimleri grev yapar.

4. Fotofosforilasyon gerekleir.

5. Karbondioksit tketilir.

6. Enzimatik reaksiyonlarla gerekleir.

30

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

BTKVEBAKTERFOTOSENTEZARASINDAKFARKLAR

BitkiFotosentezi BakteriFotosentezi

1. Klorofil molekl kloroplast iinde bulunur.

1. Kloroplast bulunmaz. Klorofil mole-kl sitoplazma iinde bulunur.

2. Hidrojen ve elekton kayna olarak sadece H2O kullanlr.

2. Hidrojen ve elektron kayna olarak H2O, H2S ve H2 kullanlr.

3. Yan rn olarak sadece atmosferik oksijen aa kar.

3. Yan rn, kullanlan hidrojen ve elektron kaynana gre deiir (Ok-sijen ya da kkrt).

4. ETS enzimleri kloroplastn granumla-rnda bulunur.

4. ETS enzimleri hcre zarnda bulunur.

III. KEMOSENTEZ

norganik maddelerden organik madde sentezini gerekletiren ototroflar,

kullandklar enerji kaynaklar bakmndan farkldrlar. Fotosentezde gerekli enerji

gne ndan karlanrken, kemosentezde k yerine hidrojen slfr (H2S), hidrojen

(H2), amonyum (NH+4), kkrt (S), metan(CH4), demir (Fe

+2), nitrit (NO2) gibi inorganik

maddelerin oksidasyonundan salanan kimyasal enerji kullanlr.

te bu ekilde inorganik maddelerin oksidasyonuyla aa kan kimyasal enerjiyi

kullanarak organik madde sentezlenmesine kemosentez, kemosentez yapan canllara

ise kemoototrof denir. Kemosentetik bakterilere nitrit ve nitrat bakterileri, demir

bakterileri, kkrt bakterileri, hidrojen bakterileri ve baz arkeler rnek verilebilir.

Kemosentezle besin retimi iki aamada gerekleir. lk aama, inorganik madde

oksidasyonudur. Bu aamada inorganik maddelerden ayrlan elektronlar, ETS zerinden

oksijene kadar tanr. (Oksijen yerine baka ykseltgenleri kullanan bakteriler vardr.) Bu

srada aa kan enerji ile ATP ve NADPH moleklleri sentezlenir. Sentezlenen ATP ve

NADP moleklleri, ikinci aamada CO2'yi indirgeyerek organik madde sentezlenmesinde

kullanr. Kemosentez srasnda oluan oksijen metabolik faaliyetlerde kullanlr ve

dolaysyla serbest oksijen aa kmaz.

norganik madde

H2O + CO2

norganik yan rn + Enerji

Organik madde

NOT

Kemosentetik organizmalar gne n kullanmadklarndan klorofil pigmenti ier-

mezler. Fotosentetik organizmalardan farkl olarak hem gndz hem de gece besin

retebilirler.

KemosentetikkkrtbakterisiBeggiatoa:H2S oksidasyonunu gerekletirirler. H2S, oksi-dasyonu srasnda ncelikle hidrojeninden ayr-lr daha sonra su ile tepkimeye girerek seyreltik H2SO4 (flfirik asit)'e ykseltgenir. Tepkime so-nucunda aa kan enerji kemosentez iin kullanlr.

31

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

Kemosentetik bakterilerden zellikle nitrit ve nitrat bakterileri madde dngsnde

nemli bir role sahiptirler. l bitki ve hayvanlardaki azotlu bileikler (protein, nkleik

asit gibi) rkl (saprofit) canllar tarafndan amonyuma dntrlr. Amonyumun

nitrit ve nitrat tuzlarna dnmesi nitrit ve nitrat bakterileri tarafndan gerekletirilir.

Amonyum nce nitrit bakterileri tarafndan oksitlenerek nitrite evrilir ve bu

dnm srasnda enerji aa kar. Nitrit ise nitrat bakterileri tarafndan oksitlenerek

nitrata dntrlr. Bu dnmden de enerji salanr. Amonyumun bu ekilde nitrata

dntrlmesine nitrifikasyon ad verilir. Bu bakteriler reaksiyonlar sonucu elde

ettikleri enerjiyi nce ATP'ye evirirler ve daha sonra inorganik maddelerden organik

madde sentezi iin kullanrlar.

Organik atklar NH+4 (amonyum)Saprofitler

Nitrit bakterileri2NH+4 + 3O2 2NO

NO

2 (Nitrit) + 4H++ 2H2O + Enerji

2 2 + O2 2NO3 (Nitrat) + EnerjiNitrat bakterileri

CO2 + H2O Organik madde + OksijenEnerji

Nitrit ve nitrat bakterileri tarafndan gerekletirilen kemosentez olay

Kemosentetik bakterilerden, demir bakterileri demirin iki deerlikli (Fe++)

iyonlarn, hidrojenbakterilerihidrojeni (H2), kkrtbakterileri ise hidrojen slfr

(H2S) oksitleyerek enerji salarlar.

Bataklklarda yaayan ve metanojen olarak adlandrlan baz arkeler kemosentez

ile metan gaz retirler. Bu organizmalar, enerji kayna olarak inorganik bir madde olan

hidrojendeki (H2) ba enerjisini ve karbon kayna olarak da ortamdaki CO2'yi kullanrlar.

H2'nin oksidasyonu srasnda aa kan enerjiyi kullanarak kendi besinlerini retirler.

CO2 + 4H2 $ CH4 + 2H2O + Enerji

Baz kemosentetik bakteriler ortamdaki kkrt ve hidrojendeki ba enerjisini

kullanarak olduka pis kokulu bir molekl olan hidrojen slfr (H2S) retirler. Tepkimeler

srasnda aa kan enerjiyi kullanarak ihtiya duyduklar organik besinleri sentezlerler.

H2 + S $ H2S + Enerji

32

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

Mor kkrt bakterileri, n hi ulaamad (okyanus derinlikleri gibi) scak su

kaynaklarnda yaarlar. Bu organizmalar yaadklar sularda bulunan hidrojen slfr

(H2S) enerji kayna olarak kullanr ve CO2 ile birletirerek ihtiya duyduklar organik

maddeleri sentezlerler. Bu canllar ayrca ortama kkrt verirler.

UYARI

Fotosentez yapan bakterilerden bazlar da H2S kullanrlar. Ancak H2S, bakteri

fotosentezinde hidrojen kayna olarak kullanlrken, kemosentezde enerji kayna

olarak kullanlr.

Doadaki biyolojik dengenin kurulmasnda ve korunmasnda pek ok bakteri tr

gibi kemosentetik bakterilerin de nemli rolleri vardr. Bu bakteriler, atk maddelerin

paralanmasn ve tekrar kullanlabilir hale getirilmelerini salayarak evre kirliliini de

nlemi olurlar. Ayrca kemosentetik bakteriler azot gibi baz elementlerin doada devirli

olarak kullanlmasnda grev yaparlar.

KEMOSENTEZNVEFOTOSENTEZNORTAKZELLKLER

1. norganik maddelerden organik madde sentezlenir.

2. Karbon kayna olarak karbondioksit kullanlr.

3. ATP sentezlenir.

4. Enzimlerin denetiminde gerekleir.

KEMOSENTEZVEFOTOSENTEZARASINDAKFARKLAR

Kemosentez Fotosentez

1. Organik madde sentezi iin gerekli kimyasal enerji inorganik madde ok-sidasyonundan salanr.

1. Organik madde sentezi iin gerekli k enerjisi gneten salanr.

2. Klorofil tamazlar. 2. Klorofil tarlar.

3. Organik madde sentezi hem kl hem de karanlk ortamda gerekleir.

3. Organik madde sentezi sadece kl ortamda gerekleir.

4. Sadece baz bakterilerde grlr. 4. Baz bakterilerde, siyanobakterilerde, baz protistlerde ve yeil bitkilerde grlr.

33

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

Etkinlik-1

Aadakiifadelerdendoruolanlarnyanna''D'',yanlolanlarnyanna''Y''harfiyaznz.

1. ATP'nin sentezi bir fosforilasyon olaydr.

2. norganik maddelerden organik madde sentezleyen canllara ototrof canllar denir.

3. Bitkilerin tamam tm hcrelerinde kloroplast organelini tar.

4. Kloroplastta granum ve stroma olmak zere balca iki ksm bulunur.

5. Klorofil, kloroplastn stromasnda dalm halde bulunur.

6. Fotosentez yapan canllar k enerjisini kimyasal ba enerjisine dntrr.

7. Fotosentez sadece grnr k spektrumunda gerekleir.

8. Klorofil molekl en ok yeil , en az mavi mor sourur.

9. Klorofil, fotosentez yapan hcrelerde retilebilen ve organik zellikte olan bir molekldr.

10. Fotosentezin ETS elemanlar kloroplastn granumlarnda bulunur.

11. Fotosentezin a baml reaksiyonlar kloroplastn stromasnda, ktan bamsz reaksiyonlar ise granumunda gerekleir.

12. Ia baml reaksiyonlarda retilen ATP moleklleri ktan bamsz reaksiyonlarda harcanr.

13. Fotosentez sonucu oluan oksijenin kayna karbondioksittir.

14. Fotosentez hz, kullanlan CO2 miktar llerek tespit edilebilir.

15. Karbondioksit miktar, k iddeti ve scaklk fotosentez hzn etkileyen genetik faktrlerdir.

16. Bir ATP moleklnden bir fosfat grubunun kopmas sonucu bir ADP molekl oluur.

17. Dk karbondioksit younluunda k iddeti yksek bile olsa fotosentez hz dk olur.

18. Tm fotosentetik canllarda hidrojen kayna olarak sadece su kullanlr.

19. Kemosentez yapan canllar inorganik madde oksidasyonundan elde ettikleri kimyasal enerjiyi kullanrlar.

20. Klorofil tayan baz bakteriler gndz fotosentez gece ise kemosentez olay ile inorganik maddelerden organik madde sen-

tezlerler.

Doru-YanlSorularFotosentez

34

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

1Fo

tosentez

B

LM

1

Etkinlik-2 BolukTamamlamaSorularFotosentez

Aadakicmlelerdebobraklanyerleritablodaverilenkavramlariletamamlaynz.

ribuloz difosfat scaklk kkrt ETS

adenin kemosentetik kloroplast calvin dngs

yeil fosforilasyon hidrojen slfr fotofosforilasyon

endergonik substrat dzeyinde fosforilasyon NADP+ fotoototrof

k enerjisi klorofil genetik ekzergonik

riboz mor oksidatif fosforilasyon krmz

1. Fotosentez yapan eitli canllar hidrojen kayna olarak su, hidrojen ve .............................. molekllerini kullanabilirler.

2. Fotosentez a baml reaksiyonlar ve .............................. reaksiyonlar olmak zere iki evrede gerekleir.

3. norganik maddelerden organik madde sentezi iin k enerjisi kullanan ototroflara .............................. denir.

4. Gereklemesi iin enerjiye ihtiya duyulan tepkimelere .............................. tepkimeler denir.

5. Fotosentez, karyot canllarda .............................. organelinde gerekleir.

6. Kloroplastn granumlarnda klorofil moleklleri ve .............................. elemanlar bulunur.

7. ATP'nin ykm .............................. bir olaydr.

8. Klorofil molekl en az .............................. , en ok .............................. ve .............................. sourur.

9. Bir maddeye fosfat grubunun eklenmesine .............................. ad verilir.

10. Fotosentez yapan canllarda gne enerjisi kullanlarak ATP sentezlenmesine .............................. denir.

11. Oksijenli solunum yapan canllarda .............................. ve .............................. olaylar ile ATP sentezi gerekleir.

12. Atmosferik oksijen retimi ve .............................. indirgenmesi a baml reaksiyonlar srasnda gerekleir.

13. Calvin dngs reaksiyonlarnda CO2 ilk olarak .............................. molekl tarafndan yakalanr.

14. Calvin dngs reaksiyonlar enzimlerin denetiminde gerekletii iin .............................. deiimlerine kar olduka duyarldr.

15. ATP'nin yapsnda azotlu organik bir baz olan .............................. ve be karbonlu bir eker olan .............................. bulunur.

16. Kloroplast says, yaprak genilii, su miktar gibi faktrler fotosentez hzn etkileyen .............................. faktrlerdir.

17. Fotosentetik bakterilerde .............................. molekl sitoplazmaya dalm halde bulunur.

18. Fotosentetik bakteriler yan rn olarak oksijen ve .............................. gaz oluturabilir.

19. norganik madde oksidasyonundan enerji elde eden canllara .............................. canllar denir.

20. Kemosentez yapan ototrof canllar organik madde sentezi iin .............................. ve klorofile ihtiya duymazlar.

35

TEST1

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

1. Iklbirortamdabulunanyeilbirbitkide,

I. CO2 retimi,

II. fotofosforilasyon,

III. ktan bamsz reaksiyonlar

olaylarndanhangilerigerekleir?

A) Yalnz I B) I ve II C) I ve III

D) II ve III E) I, II ve III

2.

II

I

KloroplastorganelineaityukardakiekildeIveIInu-

maralblgelerleilgiliolarak,

I. I numaral blgede ATP retimi gerekleir.

II. I numaral blgede gerekleen olaylarda a doru-dan gereksinim vardr.

III. II numaral blgede youn enzimatik tepkimeler gr-lr.

ifadelerindenhangileridorudur?

A) Yalnz I B) Yalnz II C) Yalnz III

D) I ve II E) I, II ve III

3. Fotosentezolayilebitkideoluanaadakimolekl-

lerdenhangisifotosentezdndabirolaydakullanla-

maz?

A) H2O B) Glikoz C) O2

D) NADPH E) Amino asit

4. Fotosentez hzn etkileyen aadaki faktrlerden

hangisibitkiningenetikyapsileilgilidir?

A) In dalga boyu B) Klorofil miktar

C) Scaklk D) Oksijen miktar

E) CO2 miktar

5. Doadabiyolojikdengeninkorunmasndanemlirolesahip olan kemosentetik bakteriler iin aadakiler-denhangisisylenemez?

A) Fotofosforilasyon ile ATP retirler.

B) Azot dngsnde grev alrlar.

C) norganik maddelerden organik madde sentezini ger-ekletirirler.

D) norganik madde oksidasyonunu gerekletirirler.

E) Solunum reaksiyonlarn sitoplazmada gerekletirirler.

6.

O2 (CH2O)n

I

IIIk

reaksiyonlar(Granum)

Calvin dngsreaksiyonlar

(Stroma)

III

Yukarda fotosentez olay ematik olarak gsterilmitir.

emayagrenumaralandrlmyerlereaadakimo-

lekllerdenhangisigelmelidir?

I II III

A) H2O NADP+ Glikoz

B) H2O ATP CO2C) CO2 NADPH H2O

D) CO2 ATP H2O

E) H2 NADPH CO2

7. Yeil bir bitkinin yapt fotosentez tepkimeleri belirli bir or-tam koulunun farkl derecelerinde izlenmi ve fotosentez hzndaki deiimlerin sadece klorofil molekllerinden bi-rim zamanda frlatlan elektron saysndaki deiimlerden kaynakland tespit edilmitir.

Bunagredeneydedeikenolarakkullanlanortamkoulu,

I. karbondioksit miktar,

II. n dalga boyu,

III. k iddeti

faktrlerindenhangileriolabilir?

A) Yalnz I B) I ve II C) I ve III

D) II ve III E) I, II ve III

36

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

2Fo

tosentez

B

LM

1

8. Fotosentetikototroflarngerekletirdii,

I. k enerjisi yardmyla ATP sentezleme,

II. ATP enerjisi kullanarak organik besin sentezleme,

III. organik besinlerin paralanmasndan elde edilen enerji

ile ATP sentezleme

olaylarndanhangilerikemosentetikototroflartarafn-

dandagerekletirilebilir?

A) Yalnz I B) Yalnz III C) I ve II

D) II ve III E) I, II ve III

9. Aadakilerdenhangisifotosentezinktanbamsz

reaksiyonlarnda gerekleen olaylardan birisi deil-

dir?

A) NADPH moleklnn ykseltgenmesi

B) CO2'nin organik molekllerin yapsna katlmas

C) ATP hidrolizinin gereklemesi

D) RuDP moleklnn yeniden sentezlenmesi

E) Oksijen retiminin gereklemesi

10. Fotosentetikvekemosentetikbakterilerde,

I. kullandklar enerji eidi,

II. kullandklar karbon kayna,

III. olayn gerekletii hcre blm,

IV. kullandklar elektron kayna

zelliklerindenhangilerifarkllkgsterebilir?

A) Yalnz I B) I ve III C) I ve IV

D) I, III ve IV E) II, III ve IV

11. Fotosentezin a baml tepkimelerinde fotosistem I ve

fotosistem II grev alr. Bu fotosistemlerin merkezinde bu-

lunan klorofil a molekl farkl proteinler ile birletii iin

emme zellii farkldr.

BunagrefotosistemIvefotosistemIIiin,

I. klorofil a molekl ierme,

II. ktan bamsz tepkimelerde grev alma,

III. maksimum sourduklar dalga boylarnn ayn olmas

zelliklerindenhangileriortaktr?

A) Yalnz I B) Yalnz III C) I ve II

D) I ve III E) II ve III

12. Amip, paramesyum, glena ve yeil ipliksi algin bulunduu

havuz suyu iyice kartrldktan sonra, aadaki ekilde

dzenlenmi k geiren zde zellikteki cam kavanozla-

ra eit miktarlarda braklyor.

100 mLhavuzsuyu

20 CI

100 mLhavuzsuyu

30 CII

100 mLhavuzsuyu

30 CIII

Dzeneklerkurulduktan6saatsonra,kavanozsularn-

dakiznmoksijenmiktarnnoktanazadorus-

ralanaadakilerdenhangisindedoruverilmitir?

A) II - I - III B) II - III - I C) III - I - II

D) I - III - II E) III - II - I

13. Deiik dalga boylarndaki klarn klorofil tarafndan so-

urulma ve yanstlma oranlar aadaki grafikte verilmi-

tir.

Sourulma ve yanstlma oran

Indalga boyu

Sourulank

KrmzSarYeilMaviMor

Yanstlank

Grafiegre,

I. Klorofilin krmz sourma oran sar ktan fazla-dr.

II. In dalga boyu ile klorofil tarafndan sourulma mik-tar arasnda doru orant vardr.

III. Klorofilin yeil yanstma oran dier dalga boyla-rndaki klar yanstma oranndan fazladr.

ifadelerindenhangileridorudur?

A) Yalnz I B) I ve II C) I ve III

D) II ve III E) I, II ve III

1. E 2. E 3. D 4. B 5. A 6. B 7. D 8. D 9. E 10. C 11. A 12. A 13. C

37

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

Fo

tosentez

N

TE 1

B

LM

1

1. Karanlktabraklanyeilbirbitkininhcrelerinde,

I. fotofosforilasyon,

II. substrat dzeyinde fosforilasyon,

III. oksidatif fosforilasyon

olaylarndanhangileriileATPsentezigerekletirilir?

A) Yalnz I B) Yalnz III C) I ve II

D) II ve III E) I, II ve III

2. Kloroplastlarda gerekleen fotosentez reaksiyonlar

srasndaaadakilerdenhangisininoluumudierle-

rindenncegerekleir?

A) NADPH'n ykseltgenmesi

B) Klorofilin sourmas

C) Glikoz sentezi

D) ATP sentezi

E) Ribuloz difosfatn CO2'yi yakalamas

3. Kemosentetik bakterilerden olan mor kkrt bakterileri

hidrojen slfr oksitleyerek elde ettikleri enerjiyi organik

besin retiminde kullanr.

Bunagrebubakterileringerekletirdiiolayla ilgili

aadakigrafiklerdenhangisiizilebilir?

Organikbesin

C)

H2S

Organikbesin

A)

H2S

Miktar

Zaman

Miktar

Zaman

Organikbesin

D)

H2S

Organikbesin

B)

H2S

Miktar

Zaman

Miktar

Zaman

Organikbesin

E)H2S

Miktar

Zaman

4. Iabamlreaksiyonlardaretilen,

I. ATP,

II. NADPH,

III. O2

molekllerindenhangilerifotosentezinCalvindngs

reaksiyonlarndatketilir?

A) Yalnz I B) Yalnz II C) I ve II

D) I ve III E) II ve III

5. Beyaz k

MorSar Yeil MaviKrmz

Fotosentetik bakteriler

Turuncu

Prizma

Bir aratrmac ekildeki gibi bir k kaynann nne bir

prizma koyarak fotosentetik bakterilerin bulunduu bir orta-

ma farkl dalga boylarnda grnr k gndermi ve foto-

sentetik bakterilerin yeil k blgesinden krmz ve mor k

blgelerine doru saylarnn arttn gzlemlemitir.

Daha sonra fotosentetik bakterilerin bulunduu ortama ae-

rob bakterileri eklemi ve bir sre sonra aerob bakterilerin

hibir renk blgesinde yaayamadn, ancak fotosentetik

bakterilerin faaliyetlerini devam ettirdiini gzlemlemitir.

Budurumunsebebini,

I. aerob bakterilerin yeterli miktarda CO2 retememesi,

II. fotosentetik bakterilerin hidrojen kayna olarak H2S kullanmas,

III. fotosentetik bakterilerin aerob bakteriler zerinden beslenmesi

yorumlarndanhangileriaklayabilir?

A) Yalnz II B) I ve II C) I ve III

D) II ve III E) I, II ve III

TEST2

38

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

2Fo

tosentez

B

LM

1

6. Fotosentezreaksiyonlarsrasndaoluan,

I. oksijen,

II. glikoz,

III. NADPH,

IV. ATP

molekllerinden hangileri kloroplasttan sitoplazmaya

geebilir?

A) I ve II B) II ve III C) I, III ve IV

D) I, II ve IV E) II, III ve IV

7.Bal hz

Ik iddeti

X

Y

Yeilbirbitkininaynzamanaralndakifotosentezve

solunumhznn kiddetinebaldeiiminigste-

renyukardakigrafiegre,

I. X fotosentez hzn gsterir.

II. Y solunum hzn gsterir.

III. Ik iddetinin art, hem solunum hem de fotosentez hznn artmasna neden olur.

yorumlarndanhangileridorudur?

A) Yalnz I B) Yalnz II C) Yalnz III

D) I ve II E) I, II ve III

8. Fotosentezhzileilgiliaadakigrafiklerdenhangisi

dorudeildir?

Scaklk (C )

A) Fotosentez hz

pH

B) Fotosentez hz

C) Fotosentez hz

H2O konsantrasyonu

D) Fotosentez hz

In dalga boyu

E) Fotosentez hz

CO2 konsantrasyonu

9. Fotosentezinabamlreaksiyonlarileilgili,

I. Tm fotosentetik canllarda granumda gerekleir.

II. Fotosentetik canllar bu reaksiyonlar srasnda farkl elektron kayna kullanabilir.

III. Bu reaksiyonlar srasnda NADP+ indirgenmesi ve ATP retimi gerekleir.

yarglarndanhangileridorudur?

A) Yalnz I B) Yalnz II C) I ve III

D) II ve III E) I, II ve III

10. Bir X canls, organik madde sentezi iin gerekli enerjiyi

inorganik maddelerin oksidasyonundan elde etmektedir.

BuXcanlsileilgili,

I. Karbondioksit kullanr.

II. Solunum enzimleri mitokondride bulunur.

III. Klorofilleri ile sourduu k enerjisini kimyasal ba enerjisine evirir.

yarglarndanhangileridorudur?

A) Yalnz I B) Yalnz II C) Yalnz III

D) I ve II E) I ve III

11.

Antenpigmentmoleklleri

Reaksiyonmerkezindekiklorofil a

Reaksiyonmerkezi

Elektrontransferi

Enerjitransferi

Foton

lk elektronalcs

Fotosistem

In bir fotosistem tarafndan toplanmasn gsteren yu-

kardaki emada emen pigmentler, proteinler ve dier

molekller granumun tilakoit zarnda fotosistem ad verilen

birimler halinde dzenlenmitir. Fotosistemler a bam-

l tepkimelerde n emildii ve kimyasal enerjiye dn-

t birimlerdir.

Buemayagrefotosistemleilgili,

I. Anten kompleksi ve reaksiyon merkezinden oluur.

II. Reaksiyon merkezinde klorofil a ve ilk elektron alcs bulunur.

III. Fotonun sourulmas sonucu anten pigmentlerinde meydana gelen enerji transferi, klorofil a'daki elektro-nun ilk elektron alcsna gemesine neden olur.

yarglarndanhangileridorudur?

A) Yalnz III B) I ve II C) I ve III

D) II ve III E) I, II ve III

1. D 2. B 3. C 4. C 5. A 6. A 7. D 8. E 9. D 10. A 11. E

39

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

S

olunum

N

TE 1

B

LM

2

nsanlar doduklar andan itibaren soluk al verii yaparlar. Solunum olarak

adlandrlan bu olay sayesinde oksijen bakmndan zengin hava akcierlerimize dolarken,

karbondioksit bakmndan zengin olan hava ise akcierlerimizden uzaklatrlr.

Soluk alma ile akcierlere dolan havadaki oksijen difzyonla kana geerek dolam

sistemi aracl ile tm hcrelere tanr. Hcrelerde oluan karbondioksit ise kanla

akciere tanr ve soluk verme ile vcuttan uzaklatrlr. Hcrelere ulaan oksijen, organik

molekllerin paralanmasnda kullanlr. Hcresel solunum ad verilen bu olay ile organik

molekller paralanarak hcrenin metabolik olaylar iin gerekli olan ATP elde edilir.

NOT

Solunum organlarnda gaz al veriinin gereklemesi solunum; glikoz gibi organik

molekllerin paralanarak ATP retilmesi ise hcresel solunum olarak adlandrlr.

ATP

Solunumyzeyi

Dol

am

sist

emiH

cre

sel

solu

num

Organizma dzeyi

Solunum ortam (hava veya su)

O2

Besinden gelenyakt moleklleri

Hcresel dzey

CO2

Hcrede enerji eldesinde gaz al veriinin ilevi

Hcreler ATP retmek iin karbonhidrat, ya ve protein gibi organik moleklleri

kullanrlar. Fakat hcresel solunumda yaygn olarak kullanlan substrat glikozdur.

Glikoz moleklnn hcre solunumuyla paralanmas, her basamanda farkl bir

enzimin grev yapt bir dizi tepkime sonucunda kademeli olarak gerekleir. Bu srete

aa kan enerjinin bir ksm ATP sentezinde kullanlrken byk bir ksm da s olarak

hcreye yaylr. Hcreler, metabolik aktiviteleri iin gerekli olan enerjiyi ATP moleklnden

salarlar.

NOT

Glikozun kademeli olarak paralanmas ATP retimini daha verimli hale getirir. Gliko-zun paralanmas bir anda gerekleseydi retilen ATP miktar azalp aa kan s miktar artard. Bu durum hcrelerin lmne neden olurdu.

SOLUNUM 2BlmBlm

Canllar, organik besinleri hcresel solu-

num olay ile paralayarak metabolik ak-

tiviteleri iin gerekli olan ATP molekllerini

retirler.

40

CA

NLILA

RD

A E

NE

RJ D

N

M

LER

NTE

2S

olunum

B

LM

2

Adenin Riboz

P P P

3 Fosfat grubu

AMP

ADP

ATP( : Yksek enerjili fosfat balar)

ATP moleklnn yaps

Glikozun paralanarak ATP moleklnn sentezlenmesi,

glikoliz,

fermantasyon (etil alkol ve laktik asit fermantasyonu),

hcre solunumu (oksijenli ve oksijensiz solunum)

olarak adlandrlan farkl metabolik yol ile gerekleir.

I. GLKOLZGlikozun eitli enzimler yardmyla karbonlu iki molekl pirvik asite kadar

ykmna glikoliz denir. Glikoliz oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyonda

ortak olup tm canl hcrelerde sitoplazmada gerekleir. Glikoliz olay, enerji harcanan

evre ve enerjinin geri dendii evre olmak zere ikiye ayrlabilir:

Enerji harcanan evrede, glikozun aktivasyonu iin 2 m