- Katılım
- Kas 27, 2012
- Mesajlar
- 196
- Tepkime Puanı
- 0
- Puanları
- 0
- Yaş
- 33
Yakıt moleküllerinin kaynağı ise, yeşil bitkilerde gerçekleşen fotosentez reaksiyonlarıdır. Yeşil bitkiler ve denizlerdeki yeşil algler, güneş enerjisini kullanarak co2 ve H20 inorganik moleküllerinden, enerji bakımından zengin organik molekülleri oluşturabilmektedirler. Bilindiği gibi bu tür organizmalar ototrofik organizmalar olarak adlandırılırlar . Buna karşılılık, hayvansal organizmalar, ancak bitkiler tarafından oluşturulan hazır besinlerle beslenebilmektedirler ve bu tip organizmalara heterotrofik organizmalar diye ifade edilirler. Anlaşılacağı gibi, yeryüzündeki tüm canlıların hayatta kalabilmeleri için bir anlamda yeşil bitkiler tarafından gerçekleştirilebilen fotosenteze bağlıdır.
Fotosentezin Temel Elemanları ve ilk Denemeler
Bu kısımda, önce fotosentezle ilgili ilk deneysel çalışmalar ve daha sonra da fotosentez reaksiyonlarının gerçekleşmesinde rol alan pigmentler, kloroplastlar ve fotosentez hızını sınırlayan etmenler gibi temel olgulara değinilecektir.
Fotosentezle ilgili ilk deneysel çalışmalar
1648 yıllarında, Alman hekim van Helmont, bir saksı içerisine, kurutulmuş 200 pound (1 pound = 454 gr.) ağırlığında toprak koymuş, toprağı yağmur suyu ile ıslattıktan sonra saksının içerisine 5 pound ağırlığında bir söğüt filizini dikmiştir. Bundan sonra, saksının etrafını suyun ve havanın topraga ulaşmasına olanak verecek fakat başka maddelerin toprağa karışmasına engel olacak büyüklükte delikleri olan demir bir plaka ile kaplamıştır. 5 yıl boyunca yağmur suyu ile suladıgı bu filizi, sonunda genç bir bitki olarak topraktan çıkan tarttığında onun 164 pound ağırlığına ulaştığını görmüştür. Saksıya koyduğu toprakta da kayda değer bir azalma olmamıştır. Bu sonuç karşısında van Helmont, söğüt filizindeki ağırlık artışını sadece sudan kaynaklandığına karar vermiş fakat havadaki gazların bu ağırlık artışında rolleri olduğunu düşünmemiştir.
Yukarıdaki denemeden yaklaşık 125 yıl sonra J. Priestley, kapalı bir kap içerisindeki oksijenden yoksun atmosfer içerisine, bir fareyi ve yeşil bir bitkiyi birlikte konmuş ve bitkiyi bir lamba ile aydınlattığında bu ortamdaki farenin yaşantısını devam ettirdiğini (ölmediğini); ancak, oksijenden yoksun bu ortamdaki bitki aydınlatılmadığı zaman farenin öldüğünü gözlemiş ve bitkilerin büyümesi sırasında bu durumun da göz önünde bulundurulmasına dikkat çekmiştir. (Priestley bu deneyini birkaç kez tekrarlamış ve aynı sonuçları almıştır.)
Bitkilerde büyüme, dışarıdan alınan karbon miktarına bağlıdır. İsviçreli j.Senebier "bu karbon kaynağının C02 olduğunu ve karbon dioksit alımıyla gerçekleşen fotosentez sırasında oksijenin de serbest hale geçtiği" görüşünü ileri sürmüştür. Bu hipoteze göre;
co2 + H20 -------> [CHO] + o2
reaksiyonunda, parantez iÇerisindeki (CHO) spesifik bir molekülü belirtmekten çok, bazı karbonhidratlardaki, örneğin glikozdaki [C6H1206] atomların oranını göstermektedir.
Yukarıdaki denklem, aynı zamanda, tüketilen karbon dioksitin serbest hale geçen oksijene oranının 1:1 olduğunu da göstermektedir. Dolayısıyla, yukarıdaki denklem, ürün glikoz olduğu zaman
6C02 + 6H20 -------> C6H1206 + 602
şeklinde yazılır.
Fotosentez Pigmentleri
İngen- Housz, fotosentez olayında bitkilerin yalnızca yapraklar gibi yeşil kısımlarının 02 çıkardığını, buna karşılık ağaçsı gövdeler, kökler ve çiçekler gibi yeşil renkte olmayan kısımların ise 02 tükettiklerini deneysel olarak göstermiştir. Bu tür gözlem ve deneyler, fotosentezin yalnızca yeşil renkli klorofil pigmentini varlığında meydana geldiğini ifade etmektedir.
Bitkilerde klorofil a ve klorofil b olmak üzere iki tür klorofil pigmenti mevcuttur. Bu iki pigment arasındaki tek fark, klorofil a‘nın karbon atomunda -CH3 grubu bulunurken klorofil b'nin aynı karbonunda -COH grubunun bulunmasıdır. Hücrede, bunların her ikisi de proteine bağlı bulunmaktadır.
Klorofil pigmentleri ışığı, yani görülen spektrumdaki elektromanyetik radyasyonu absorbe eden pigmentlerdir. Güneş ışığı gibi beyaz ışık, görünen spektrumun kırmızıdan mor'a kadarki tüm renkleri mevcuttur, fakat klorofil onun dalga boylarını eşit şekilde absorbe etmez. Yapılan ölçümler, klorofil a ve klorofil b'nin ışığın kırmızı ve mor bölgelerindeki ışığı çok kuvvetli şekilde absorbe ettiklerini fakat yeşil rengi ya çok zayıf şekilde absorbe ettiklerini ya da tamamen geriye yansıttıklarını göstermiştir. Aslında bitkinin yapraklarının yeşil renkli görünmesinin sebebi de budur.
Kloroplastlar
Üst üste katlanmış yapılardan oluşan kloroplastlar, dış tarafı çift katlı bir zarla çevrili organellerdir. İçteki zar katlanmak suretiyle önce lamelleri, lameller de katlanmaya devam ederek ve aynı zamanda genişleyerek tilakoid diye bilinen kapalı keseciklerini oluştururlar. Tilakoid yığınları grana olarak isimlendirilir.
Tüm zarsı yapılarda olduğu gibi, kloroplast zarları da yeterince protein içeren iki lipid tabakasından meydana gelip sitokrom enzimlerini ve diğer bazı enzimleri içermektedir. Bu zarlar aynı zamanda, bütün klorofil ve bazı karotenoid pigmentlerini de içerirler.
Fotosentez Hızını Etkileyen faktörler
Fotosentez hızı genel anlamda sıcaklık, CO2 konsantrasyonu ,ışık şiddeti ve kütikula kalınlığına bağlı olarak değişir. Sıcaklık artısı fotosentezi belli bir seviyeye kadar artırır fakat belli bir noktadan sonra fotosentez artışını yavaşlatır diyebiliriz.
