12. SINIF ÜNİTE,
KONU, KAZANIM VE AÇIKLAMALARI
12.2.2.
Fotosentez
Anahtar Kavramlar
fotosentez, fotoliz,
ışık, klorofil, kloroplast
12.2.2.1.
Fotosentezin canlılar açısından önemini sorgular.
Fotosentez sürecinin
anlaşılmasına katkı sağlayan bilim insanlarına örnekler verilerek kısaca
çalışmalarına değinilir.
12.2.2.2.
Fotosentez sürecini şema üzerinde açıklar.
a. Klorofil a ve
klorofil b’nin yapısı verilmez.
b. Suyun fotolizi
belirtilir.
c. Işığa bağımlı ve
ışıktan bağımsız reaksiyonlar, ürün açısından karşılaştırılır.
Reaksiyonların
basamaklarına girilmez ve matematiksel hesaplamalara yer verilmez.
ç. CAM ve C4
bitkileri verilmez.
d. Fotosentez süreci
görsel ögeler, grafik düzenleyiciler, e-öğrenme nesnesi ve uygulamalarından
faydalanarak açıklanır.
FOTOSENTEZ
NEDİR?
Bitkilerin CO2 ve H2O
gibi inorganik maddelerden güneş enerjisi ve klorofil yardımı ile organik
besin üretmeleridir. Bu sırada atmosfere yan ürün olarak O2
verilir.
Amaç: İnorganik maddelerden organik maddeler (besin)
üretmektir.
Fotosentezin Genel Denklemi:
FOTOSENTEZİN
CANLILAR İÇİN ÖNEMİ
-Yeryüzündeki enerjilerin kaynağı
Güneş’tir. Hiçbir canlının güneş enerjisini doğrudan kullanması ya da bu
enerjiyi depolaması mümkün değildir. Enerjinin kullanılabilir hâle gelmesi
farklı bir enerji türüne dönüşmesi ile gerçekleşebilir. Fotosentez bu
dönüşümü gerçekleştiren bir olaydır.
- İnsanlar
dâhil hemen hemen tüm heterotroflar besin ve fotosentezin bir yan ürünü olan
O2 için tümüyle üreticilere bağımlıdır.
-Fotosentez olayını sadece bitkiler
gerçekleştirmez. Bazı bakteriler, öglena ve algler de fotosentez yapabilir.
Bu canlılar hem kendi besinlerini fotosentezle üretir hem de diğer canlılara
besin kaynağı oluşturur.
Atmosferdeki oksijenin
temel kaynağı alglerdir. Algler yaz kış sürekli fotosentez yapar. Fitoplanktonlar (çoğunlukla bir hücreli algler) atmosferdeki
yaşamın kaynağı olan oksijenin en büyük üreticisi. Dünya’daki oksijenin
yarısı denizdeki ve okyanuslardaki fitoplanktonlarca üretilir.
|
-Fotosentez olayı, canlıların besin
ihtiyacını karşılarken aynı zamanda günlük hayatımızda kullanılan pamuk,
keten gibi tekstil ürünlerinin oluşmasında; mobilyacılıkta ve kağıt
ürünlerinin oluşmasında da katkı sağlamaktadır. Enerji üretmek için
kullanılan kömür, doğal gaz gibi fosil yakıtların da kaynağı aslında
fotosentez yapan organizmalardır.
Yeryüzündeki en önemli
enerji dönüşümü fotosentezle gerçekleşmektedir. Işık enerjisi, fotosentezle
canlıların kullanabileceği enerji biçimi olan kimyasal enerjiye
dönüştürülür. Enerji elde etmek için kullandığımız kömür ve petrol gibi
fosil yakıtlar da geçmişte fotosentez yoluyla üretilmiştir.
|
KONU
İLE İLGİLİ BİR HATIRLATMA
-Kendi besinlerini
sentezleyebilen canlılara üreticiler
(ototroflar) denir.
-Besinlerini sentezi
sırasında ışık enerjisini enerji kaynağı olarak kullanan üreticilere fotoototrof veya fotosentetik canlılar denir. Bu canlılar
bitkiler, bazı bakteriler bazı protistler (öglena) ve algler fotosentez ile
besinlerini üretirler.
- Bazı ototrof
bakteriler ise NH4+, H2S ya da NO2–
gibi inorganik maddelerden sağladıkları kimyasal enerjiyi kullanarak besin
sentezlerler. Bu olaya kemosentez, bu canlılara da kemoototrof canlılar veya kemosentetik canlılar denir.
- Kendi
besinlerini sentezleyemeyen, dışarıdan hazır olarak alan canlılara tüketiciler (heterotroflar) denir. Hayvan
ve mantarların tamamı ile bazı protist ve bakteriler bu gruba girmektedir.
- Bazı canlılar
ise hem ototrof hem de heterotrof beslenir.
-Böcekçil bitkiler,
azotça fakir topraklarda yaşar. Bu bitkiler azot ihtiyacını hücre dışı sindirim ile yakaladıkları böceklerin proteininden karşılar. Böcekçil bitkiler
aynı zamanda fotosentez yaparak besinlerini üretir.
-Bu bitkiler, azot
ihtiyacını böceklerden karşılarken heterotrof, fotosentezle besin üretirken
ototrof olarak beslenmiş olur.
-Ayrıca öglena da sahip olduğu kloroplast organeli
sayesinde ışık varlığında fotosentez yapabilir. Karanlıkta ise dışardan
hazır besin alır. Dolayısı ile öglena da hem ototrof hem de heterotrof
beslenir.
|
MERAKLISINA
Güneş Enerjisini
Kullanan Hayvanlar da Var mı?
Bazı deniztavşanı türleri
deniz algleriyle beslenirken alglerin
fotosentezde görevli plastit denen organelleri sindirilmez. Deniztavşanının
dokularında kalan bu organeller fotosentez yapmaya devam ederek
deniztavşanları için besin sağlar.
|
Fotosentez
Sürecinin Anlaşılmasına Katkı Sağlayan Bilim İnsanlarının Çalışmaları
Bilim
insanları
|
Fotosenteze
sağladıkları katkılar
|
Jan Baptist Van Helmont
|
-Araştırmacı 2, 5 kg.
ağırlığındaki bir söğüt fidanını içinde 100 kg. toprak bulunan bir saksıya
dikmiş ve bunu 5 yıl süresince sadece yağmur suyuyla sulamıştır. Süre
sonunda fidan 85 kg'lık bir ağaç olmuştur. Deneme sonunda toprak kuru
ağırlığı 99, 994 kg. olarak belirlenmiştir. Aradaki 50 gramlık fark deney
hatası olarak kabul edilmiş ve bitki ağırlığında oluşan 82, 5 kg'lık madde
artışının yalnız sudan kaynaklandığı kanısına varmıştır.
|
Joseph Priestley,
|
- İlk kez 1771 yılında
bitkiler tarafından dışarı verilen oksijenin hayvanlar tarafından
kirletilen havayı temizlediği fikrini ortaya atmıştır.
|
-Jan Ingenhousz
(1730-1799)
|
havanın temizlenmesinin
yeşil bitkiler tarafından ışıkta yapıldığını açıklamıştır. Fotosentezde
klorofilin önemini vurgulamıştır.
|
Senebier (1742-1804)
|
1782 yılında yeşil
bitkilerin havaya O2 vermesinin CO2 almalarına ve
bitkiler tarafından meydana getirilen O2 miktarının tamamen
ortamda varolan CO2 miktarına bağlı olduğunu göstermiştir.
|
-De Saussure
|
bitkinin besin üretiminde
karbondioksit ve su kullandığını göstermiştir. (1767-1843),
|
Liebig
|
CO2'in
bitkiler için C kaynağı olduğunu vurgulamıştır. (1803-1875)
|
-Robert Mayer,
|
ışığın enerji içerdiğini,
canlılar tarafından kullanılan enerji kaynağının güneş ışığı olduğunu ve
fotosentezde bitkinin yakaladığı güneş enerjisini kimyasal enerjiye
dönüştürdüğünü belirtmiştir.
|
Theodor Wilhelm Engelman
(1843-1909)
|
ışığın dalga boyunun
fotosentez hızına etkisini “Engelman deneyi” olarak ifade edilen basit bir
düzenekle açıklamıştır. Deney sonucunda en çok fotosentezin mor-mavi daha
sonra da kırmızı ışığın dalga boylarında olduğunu, en az ise yeşil ışığın
dalga boyunda gerçekleştiğini açıklamıştır.
|
-F. F. Blackman
(1872-1967),
|
fotosentezin yalnızca
fotokimyasal bir olay değil aynı zamanda biyokimyasal bir olay olduğunu
ileri sürerek, olayın ışık gerektirmeyen bir karanlık reaksiyon safhası
olduğunu da vurgulamıştır. Ayrıca Blackman fotosentezde minimum yasasını
bulmuştur.
|
Richard Martin
Willstätter
|
Alman kimyager. Klorofil
de dahil olmak üzere bitki pigmentlerinin yapısı hakkındaki çalışmaları
nedeniyle 1915 yılında Nobel Kimya Ödülü'nü kazanmıştır. (1872 –1942)
|
C.B. Van Niel
(1897-1985),
|
fotosentezin,
yükseltgenebilir bir maddeden açığa çıkan hidrojen ile karbondioksitin
indirgenerek besinin üretildiği ışığa bağımlı bir olay olduğu saptanmıştır.
Atmosfere verilen oksijenin sudan kaynakalandığını ileri sürmüştür.
|
Robert Hill (Rabırt
Hiyıl, 1899-1991),
|
- fotosentezin ışık
reaksiyonu üzerinde çalışarak ortamda ışık, su ve uygun bir hidrojen
yakalayıcısı bulunduğunda, izole kloroplastların bile ortamda CO2 olmadan
O2 oluşturabildiklerini görmüştür. Ayrıca yapraklarda doğal bir hidrojen
yakalayıcısı maddenin bulunduğunu ortaya koymuştur. Bugünkü bilgilere göre
bu maddeler Fereodoksin ve NADP+'dır. Hill reaksiyonu adını verdiği bir
denklemle olayı açıklamıştır. Reaksiyon, fotosentezde O2'nin ışık
reaksiyonlarında oluştuğu ve bunun kökeninin CO2 değil de H2O olduğunu
göstermesi yönünden önemlidir.
|
-Peter Dennis Mitchell
|
ATP sentezi
(fotofosforilasyonun kemioozmoz) mekanizmasının keşfi ile 1978 yılında
Nobel Kimya Ödülüne layık görülmüştür.
(1920 - 1992)
|
-Melvin Calvin
(1911-1997),
|
fotosentezin karanlık
reaksiyonları üzerinde çalışan Calvin ve arkadaşları, olaydaki C
metabolizmasını (Calvin Döngüsünü) tüm ayrıntılarıyla açıklamışlardır.
Bunun üzerine Calvin'e Nobel Ödülü verilmiştir.
|
Fotosentezin
Gerçekleştiği Yapılar
Yaprak: Bitkilerin
çoğunda fotosentez yapraklarda gerçekleşir. Yaprak, epidermis, iletim dokusu ve mezofil tabakası olmak üzere üç ana bölümden oluşur.
-Üst ve alt epidermis: Tek
sıralı bir hücre katmanı hâlinde koruyucu bir dokudur. Epidermis hücreleri
kloroplast taşımaz, fotosentez yapmaz. Epidermis hücrelerinin farklılaşması
ile oluşan, epidermis hücreleri arasında terleme ve gaz alış verişini
sağlayan stomalar bulunur. Stomalarda
kloroplast bulunur. Dolayısı ile fotosentez gerçekleşir.
-İletim dokusu: Bitkilerde
su, mineral ve besin maddelerinin taşındığı yapılardır. Fotosentez
gerçekleştirmezler.
- Mezofil tabakası: Yapraklarda kloroplast
içeren hücreler, yaprağın iç kısmındaki mezofil tabakasında bulunur. Bu bölüm
palizat ve sünger parankiması olmak üzere ikiye ayrılır. Yapraklarda en fazla
kloroplast palizat parankiması hücrelerinde bulunur. Dolayısı ile en fazla fotosentez
de burada gerçekleşir.
-Bir bitkinin bütün yeşil
kısımları kloroplasta sahip olduğundan fotosentez yapabilir.Yaprakta,
mezafil tabakasında (Palizat ve sünger parankiması hücrelerinde) ve
epidermis hücreleri arasındaki stomalarda fotosentez gerçekleşir.
|
Şekil: Yaprak enine kesiti ve
bölümleri
|
Bitkilerde Fotosentezin Gerçekleştiği Organel: Kloroplast
-Fotosentez, ökaryot canlılarda
kloroplast oganelinde gerçekleşir.
- Kloroplast, bir bitkinin tüm yeşil
kısımlarında bulunur.
-Kloroplastın kimyasal bileşiminde %50
protein, %30 lipit, %5-10 arasında pigment maddesi ve karbonhidrat, DNA, RNA
gibi diğer organik bileşikler vardır.
-Kloroplastın en dışında seçici
geçirgen yapıda çift zar bulunur.
-Kloroplast, stroma, granum ve ara
lamellerden oluşur.
-Stroma içerisinde DNA, RNA, ribozom, enzim, nişasta, lipit
bulunan en içteki sıvı kısımdır.
Fotosentezde üretilen şeker molekülleri geçici olarak nişasta halinde depolanır ve daha sonra da sükroza
dönüştürülerek bitkinin diğer bölümlerine taşınır. Fotosentezin ışıktan
bağımsız (karbon tutma) tepkimeleri burada gerçekleşir.
-Granumlar; Tilakoit zar denilen üçüncü bir zar sisteminin üst
üste dizilerek oluşturduğu lamelli yapıdır. Klorofil bu tilakoit zarlarda
bulunur. Fotosentezin ışığa bağımlı tepkimeleri burada gerçekleşir.
(Grana = Granumlar)
-Granumlar ara
lamellerle birbirine bağlanarak
güneş ışığının daha fazla emilmesini sağlar. Bu da bitkinin daha fazla ışık
alması ve daha fazla fotosentez yapabilmesi demektir.
Şekil: Kloroplastın yapısı
|
Kloroplastların
kendilerine ait DNA’sı olduğundan gerektiğinde DNA’sını eşleyerek
çoğlabilir.
-Kloroplast içerisinde
gerçekleşecek tepkimelerde görevli enzimlerin üretim yeri kloroplast
stromasında bulunan ribozomlardır. Hücre sitoplazmasındaki ribozomlar
değil.
-Kloroplastlarda
fotosentezin ışığa bağımlı reaksiyonlarında fotofosforilasyon ile
üretilen ATP’ler yine fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonlarında
besin sentezi için harcanır. Kloroplast dışında başka bir metabolik
olayda harcanmaz.
|
|
Güneş Işığının Yapısı
-Bütün canlıların enerji kaynağı
güneştir. Yeryüzünde yaşam güneşten gelen enerjiye bağlıdır. Hücrelerimizin
kullandığı enerjinin temeli, bitkiler aracılığıyla bize taşınan güneş
enerjisidir.
-Fotosentez sırasında güneş ışınları
soğurularak besinlerin yapısındaki kimyasal enerjiye dönüştürülür.
-Işık enerjisi dalgalar halinde yayılan
bir elektro manyetik enerji biçimidir.
-Dalgalar hâlinde yayılan ışığın
oluşturduğu iki ardışık tepe noktası arasındaki mesafeye ışığın dalga boyu
denir. Işığın dalga boyu nm (nanometre)'den küçük olabileceği gibi
km'den büyük olabilir. Örneğin gama ve X-ışınlarının dalga boyu nm'den küçük
radyo dalgalarınınki km'den büyüktür. Işığın dalga boylarına göre
sıralanmasıyla elektromanyetik spektrum elde edilir.
-Spektrumda yer alan ışığın yaklaşık
380 nm ile 750 nm arasındaki dalga boyları insan gözüyle görülebildiğinden görünür ışık olarak
isimlendirilir.
-Tüm renklerin karışımı olan beyaz
ışık, prizmadan geçirildiğinde mor, mavi,
yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı renkli
ışık bantları oluşur. Görünür ışık spektrumunda dalga boyu en uzun olan kırmızı ışık, en kısa olan ise mor ışıktır.
-Enerji miktarı ışığın dalga boylarıyla
ters orantılıdır. Dalga boyu uzun olan ışığın enerjisi düşük, kısa olanın ise
enerjisi yüksektir.
-Mor renkli ışığın enerjisi
kırmızı ışığın sahip olduğu enerjinin iki katıdır. Bitkiler fotosentez
yaparken spektrumdaki görünür ışığı kullanır. Görünemeyen ışık ise klorofil
tarafından tutulmaz ve fotosentezde kullanılmaz.
-Işığın yapısında yüksek
hızla hareket eden ve enerji yüklü olan taneciklere foton denir. Güneş’in yaydığı elektromanyetik ışınlardan,
görünür dalga boyunda olanların fotonlarındaki enerji fotosentezde
kullanılır.
Şekil: Elektromanyetik spektrum
|
Yeryüzüne ulaşan güneş
enerjisinin en fazla %5’i fotosentezde kullanılmaktadır.
|
FOTOSENTEZ PİGMENTLERİ
-Görünür ışığı emen
maddeler pigment olarak isimlendirilir.
Farklı pigmentler, farklı
dalga boyundaki ışığı soğurur, soğurulmayan ışınları ise geçirir ya da
yansıtır. Eğer bir pigmente beyaz ışık gönderilirse pigment tarafından
yansıtılan
ya da geçirilen ışık
gözümüzün seçebileceği rengi oluşturarak cisimleri farklı renklerde görmemizi
sağlar.
Kloroplastlardaki
klorofil ve diğer pigmentler, diğer renkleri soğururken, yeşil ışığı
yansıtır veya iletir. Yaprakların yeşil renkli olmasının sebebi budur.
|
-Fotosentezde
görev alan pigmentler:
a. Klorofil: Çeşitli
dalga boylarındaki ışınları emerek bitkide fotosentez olayının
gerçekleşmesini sağlayan yeşil renkli bir pigmenttir.
-Klorofil, ökaryot hücrelerde kloroplastın
tilakoit denilen yapılarında bulunur. Prokaryot hücrelerde ise kloroplastlar
bulunmaz. Bunlarda fotosentetik pigmentler iç zar sistemlerine kaynaşırlar.(ki buna tilakoit zar da denilir.) Bu sistemler sitoplazmik zarın içeriye doğru girinti yapmasıyla oluşur.
-Yapısında C, H, O, N ve Mg atomları
bulunur.
-“Klorofil a” ışık enerjisinin
kimyasal enerjiye dönüştürülmesinde doğrudan rol oynar. Bu nedenle fotosentez
için en önemli pigmenttir. Esas olarak mavi-mor ve kırmızı ışığı soğurur.
“Klorofil b”, ışık reaksiyonlarında doğrudan yer almaz. Bunun yerine soğurduğu
enerjisiyi “klorofil a” ya geçirir.
b. Karotenoitler:
Turuncu renkli karoten, sarı renkli ksantofil,
kırmızı renkli likopin gibi pigmentlerdir. Esas olarak mavi-yeşil
ışığı soğururlar.
-Karotenoitler çiçek ve
meyvelere renklerini verir.
-Ayrıca klorofilin
soğuramadığı farklı dalga boylarındaki ışınları soğurabilir.
-Soğurulan ışık ışınları
daha sonra klorofile aktarılarak fotosentezde kullanılır.
-Bununla birlikte bazı
karotenoitler, klorofile zarar verebilecek aşırı ışığı saçarlar.
-Bazı karotenoitler insan
besinini oluşturur: Örneğin beta karoten insan vücudunda A vitaminine
dönüştürülür.
|
-Fotosentezde görev alan kloroplast
pigmentlerin tamamı tilakoit zarda bulunur. Bu pigmentler orada fotosistem
olarak isimlendirilen ışık toplayan kompleksler şeklinde düzenlenmiştir.
1. Fotosentezin başlaması için öncelikle pigmentler
tarafından ışığın soğurulması (absorbe edilmesi) gerekir.
2. Klorofil sentezinin gerçekleşmesi için ışık
mutlaka olmalıdır.
3. Demir (Fe), klorofil yapısına katılmadığı halde
klorofil sentezi için ortamda bulunması şarttır. Çünkü demir, klorofil
sentezinde görevli enzimin kofaktörüdür.
4. Klorofil b ve karotenoitler yardımcı
pigmentlerdir. Bunlar sayesinde fotosentez için kullanılabilir durumda olan
dalga boylarının sınırları genişlemiş olur.
5. Fotosentez sadece görülebilen beyaz ışıkta
(380-750 nm dalga boyları arasında) gerçekleşebilir.
|
FOTOSİSTEMLER
-Işığın soğurularak (emilerek) ışık
enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü, pigmentler, proteinler ve diğer
moleküllerle birlikte tilakoit zarda kümelenerek oluşturdukları birime fotosistem denir.
-Fotosistemler iki kısımdan oluşur.
a. Anten kompleksi: Anten kompleksi çok sayıda klorofil ve karotenoit
pigmentleri içerir. Bu kompleksteki pigmentler ışığı toplayıp tepkime
merkezine iletir.
b. Tepkime merkezi: Klorofil
a ve ilk elektron alıcı molekülü içerir.
-Tilakoit zarda fotosentezin ışığa
bağımlı tepkimelerinde iş gören Fotosistem I
(FS I) ve Fotosistem II (FS II) olmak üzere iki tip fotosistem bulunur.
Bu fotosistemlerin
tepkime merkezlerinde aslında birbirinin aynı olan klorofil a molekülleri
bulunur.
-FS I ve FS II'deki
klorofil a molekülleri farklı proteinlerle birleştiğinden ışık emme
özelliklerinde farklılık vardır.
|
- FS I'in tepkime merkezindeki
klorofil, P700 olarak isimlendirilir.
Çünkü bu pigment 700 nm dalga boyundaki ışığı en iyi soğurur.
-FS II'nin tepkime merkezindeki
klorofil ise 680 nm dalga boyundaki ışığı en iyi soğurduğu için P680 olarak isimlendirilir.
Fotosistemler keşfedilme
sırasına göre numaralandırılmıştır. Işık reaksiyonlarında ilk olarak FS II
iş görür.
|
- Bir foton (Işığın yapısında yüksek
hızla hareket eden ve enerji yüklü olan tanecikler), bir pigment molekülüne
çarptığında enerji tepkime merkezine ulaşıncaya kadar bir molekülden diğerine
geçer. Tepkime merkezindeki klorofilden ayrılan uyarılmış bir elektron,
özelleşmiş bir molekül tarafından yakalanır. Bu molekül ilk elektron alıcısı
olarak isimlendirilir.
-Elektron aktarımı enerji
dönüşümlerinin başlangıcıdır.
Şekil: Işığın bir fotosistem tarafından toplanması
|
Şekil: Işığın klorofil molekülüne çarpmasıyla oluşan
elektron kopması ve enerji dönüşümü
|
ENGELMAN DENEYİ
-Theodore Engelmann
(Teyodor Engılmın, 1843-1909) ışığın farklı dalga boylarının fotosenteze
etkisini 1883 yılında alg ve bakterilerle yaptığı deneyle göstermiştir.
-Engelmann, ışığı
prizmadan geçirerek elde ettiği kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor
ışıkları ipliksi bir alg üzerine düşürmüştür.
-Algdeki fotosentez
hızını ölçebilmek için oksijenli ortamda yaşayan bir tür aerobik bakteri
kullanmıştır.
-Deney sonucunda mor,
mavi ve kırmızı ışıkların alg üzerine düştüğü bölgelerde oksijeni seven
(aerob) bakterilerin en fazla toplandığı görülmüştür. Bakterilerin
toplanması, fotosentezin bu bölgelerde daha hızlı gerçekleştiğini
dolayısıyla daha fazla oksijen üretildiğini göstermiştir.
-Yeşil ışık ise
bakterilerin en az bulunduğu yerdir. Çünkü algler klorofilden dolayı yeşil
ışığın çok az bölümünü soğurur. Bu nedenle bu bölgede fotosentez hızı daha
düşük olur.
|
Şekil: Engelman deneyi düzeneği
|
Grafik : Işığın dalga boyunun fotosentez hızına etkisi
|
Engelman Deneyinin Yorumu
-Fotosentez hızı, mor -mavi ve daha
sonra da kırmızı ışıkta maksimum düzeydedir.
-Fotosentez hızı yeşil ışıkta minimum
düzeydedir.
- Fotosentez hızı ışığın dalga boyu ile
orantılı olarak artmaz, azalmaz da.
-Fotosentez hızı ışığın dalga
boylarının enerji miktarına göre orantılı olarak artmaz,
azalmaz da.
-Fotosentez hızını belirleyen durum,
ışığın klorofil tarafından emilebilme (absorbe edilebilme) durumudur.
-Klorofil tarafından en çok emilen
mor-mavi daha sonra da kırmızı ışık olduğu için fotosentez hızı bu dalga
boylarında en yüksektir.
-En az emilen (en çok yansıtılan) yeşil
ışık olduğu için fotosentez hızı, bu ışıkta en düşüktür.
|
SORU 1. (2019-AYT/Fen)
Bitkilerde karotenoitler;
I. çiçek ve meyvelere renk kazandırma,
II. aşırı ışığı soğurarak klorofillerin zarar görmesini engelleme,
III. yalnızca yeşil ışığı soğurabilme
işlevlerinden hangilerinde rol oynar?
A) Yalnız I
B) Yalnız II C) Yalnız III
D) I ve II E) II ve III
SORU 2. (2010 – LYS2 / BİYO)
Bitkilerde fotosentez, yaprağın
aşağıda verilen yapılarının hangisinde gerçekleşir?
A) Soymuk boru hücrelerinde
B) Arkadaş hücrelerinde
C) Kütikula tabakasında
D) Palizat parankima hücrelerinde
E) Odun boru hücrelerinde
SORU 3. (2011 LYS)
Bir kloroplastın kesiti aşağıdaki
şekilde verilmiştir.
Fotosentezin karbon tutma karbon
tutma reaksiyonlarının gerçekleştiği yer hangi numara ile gösterilmiştir?
A) I B) II C) III
D) IV E) V
SORU 4. (2006-ÖSS)
Fotosentezde aynı klorofil
molekülünün tekrar tekrar kullanılabilmesini aşağıdakilerden hangisi sağlar?
A) Ortamda ADP moleküllerinin bulunması
B) Oksijenin sudan ayrılması
C) Yüksek enerjili elektron
enerjilerinin ATP lerde tutulması
D) P ∼5C P ∼ bileşiğinin serbest karbondioksiti tutması
E) Elektron taşıma sistemine elektron
aktarılması
SORU 5. (2006-ÖSS)
Normal çevre koşullarında,
bitkilerin kloroplastlarında aşağıdaki olaylardan hangisi gerçekleşmez?
A) Enzimlerin kullanılması
B) ATP üretimi
C) DNA nın eşlenmesi
D) Organik madde üretimi
E) Yağ depolanması
SORU 6. (1990-ÖSS)
Bir cisim, gelen ışınları;
I. Geçirebilir
II. Yansıtabilir
III. Soğurabilir
Bitkilerin, güneşten gelen ışın
enerjisinden fotosentezde yararlanabilmeleri için bu olaylardan hangilerini
gerçekleştirmeleri gerekir?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III
D) I ve II E) I ve III
SORU 7. Fotoototrof canlılarda
klorofil ile ilgili,
I. Organik yapılıdır.
II. Tüm ototrof canlılarda üretilir.
III. En fazla yeşil ışığı soğurur.
IV. Işık enerjisinin ATP enerjisine dönüşümünde
görev alır.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
A) Yalnız I B) Yalnız
III C) I ve IV
D) II ve III E) I, II ve IV
SORU 8. (2020-AYT/FEN)
Bir canlının fotosentez yapabilmesi için aşağıdakilerden hangisine kesinlikle sahip olması gerekir? A) Kloroplasta B) Suyu ayrıştırabilen enzime C) Güneş ışığını soğuran pigmente D) Ökaryotik hücre yapısına
E) Mitokondriye
SORU 9. Canlılardaki bazı enerji dönüşümü olayları aşağıda
verilmiştir.
I. Kimyasal enerji → Elektrik
enerjisi
II. Işık enerjisi → Kimyasal
enerji
III. Kimyasal enerji → Isı
enerjisi
IV. Kimyasal enerji → Mekanik
enerji
Buna göre bu enerji dönüşümlerinin
hangileri insan vücudunda gerçekleşmez?
A) Yalnız II B) Yalnız IV C) I
ve II
D) II ve IV E) III ve IV
SORU 10. Işığın soğurularak (emilerek) ışık enerjisinin
kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü, pigmentler, proteinler ve diğer
moleküllerle birlikte tilakoit zarda kümelenerek oluşturdukları birime
fotosistem denir. Fotosistemler anen kompleksi ve tepkime merkezi olmak üzere
iki kısımdan oluşur.
Buna göre, fotosistemin anten
kompleksinde;
I. Karotenoit
II. Nükleik asit
III. Ribozom
IV. Klorofil
moleküllerinden hangileri bulunur?
A) Yalnız IV B) I ve IV C) II
ve III
D) II, III ve IV E) I, II, ve III
SORU 11. Aşağıdaki şekilde fotosistemin yapısı verilmiştir.
Buna göre aşağıdaki açıklamaların
hangisi yanlıştır?
A) İlk elektron tutucu anten kompleksine
yerleşmiştir.
B) Fotosistemler ışığı sorur.
C) Tepkime merkezinde elektron veren
bir pigment bulunur.
D) Anten kompleksi klorofil ve
karotenoitlerden oluşur.
E) Bitkilerde fotosistem I FS I) ve
fotosistem II (FS II) olmak üzere iki çeşit fotosistem bulunur.
SORU 12. Aşağıdaki grafikte klorofil a ve klorofil b’nin
farklı dalga boyundaki ışıkları soğurma oranları gösterilmiştir.
Buna göre;
I. Fotosentezde sadece klorofil a işlev
gösterir.
II. Klorofil a 670 nm, klorofil b 470
nm dalga boyundaki ışığı daha iyi soğurur.
III. Fotoototrof canlılarda klorofil a
ve klorofil b birlikte bulunmaz.
yorumlarından hangileri yapılamaz?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III
D) I ve II E) I ve III
SORU 13. Şekilde yaprak enine kesitinde bazı kısımlar numaralandırılmıştır.
Numaralı kısımlarla ilgili aşağıdaki
yorumlardan hangisi yanlıştır?
A) I, hücresel yapıya sahip kutikula
tabakasıdır.
B) II, Karasal bitkilerde kloroplast
taşımadığı için fotosenteze katılmayan üst epidermistir.
C) III, fotosentezin en yoğun
gerçekleştiği sünger parankimasıdır.
D) Aralarında boşlukların bulunduğu ve
fotosentez yapabilen sünger parankimasıdır.
E) V ile hem fotosentez hem de gaz
alışverişi sağlanır.
SORU 14. Theodore Engelmann, ışığın farklı dalga boylarının
fotosenteze etkisini 1883 yılında alg ve bakterilerle yaptığı deneyle
göstermiştir.
-Engelmann, ışığı prizmadan geçirerek
elde ettiği kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor ışıkları ipliksi bir
alg üzerine düşürmüştür.
-Algdeki fotosentez hızını ölçebilmek
için oksijenli ortamda yaşayan bir tür aerobik bakteri kullanmıştır.
Buna göre deneyi gerçekleştiren Theodore Engelmann’ın;
I. Mor-mavi ve kırmızı ışıkta
fotosentez hızının yüksek olduğu,
II. Yeşil ışıkta bitkinin fotosentez
yapmadığı,
III. Daha çok yeşil ışıktan kısmen de
sarı ışıktan bakterilerin sürekli kaçtığı,
sonuçlarından hangilerine ulaşması
beklenir?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III
D) I ve II E) I ve III
SORU 15. Bir bitkiye ait üç özdeş yaprak 12 saat boyunca
aşağıda gösterildiği gibi aydınlatılıyor.
Buna göre yaprakların ortamdan
aldıkları karbondioksit miktarının ÇOKTAN AZA DOĞRU sıralanışı nasıl
olmalıdır?
A) Y-T-A B) T-A-Y C)
A-T-Y
D) Y-A-T E) T-Y-A
SORU 16. Bir bitkinin bulunduğu ortamın ışık miktarındaki
değişim aşağıdaki grafikte verilmiştir.
Buna göre, bu bitki verilen zaman
aralıklarından hangisinde inorganik maddelerden glukoz üretemez?
A) I B) II C) III D) IV
E) V
SORU 17. Aşağıda renkleri verilen yapraklar eşit sürede ışığın
farklı dalga boyları altında tutuluyor.
I.
|
Yeşil yaprak
|
→
|
Yeşil ışık
|
II.
|
Sarı yaprak
|
→
|
Kırmızı ışık
|
III.
|
Kırmızı yaprak
|
→
|
Yeşil ışık
|
IV.
|
Yeşil yaprak
|
→
|
Kırmızı ışık
|
V.
|
Kırmızı yaprak
|
→
|
Kırmızı ışık
|
Buna göre en hızlı fotosentezin
gözlendiği yaprak aşağıdakilerden hangisidir?
A) I B) II C) III D)
IV E) V
SORU 18. Aşağıdaki grafikte fotosentetik bir alg üzerine numaralarla
gösterilen farklı dalga boylarında ışınlar gönderildiğinde belirlenen
fotosentez hızları gösterilmiştir.
Buna göre, hangi
aralıkta alg üzerine yeşil ışık gönderilmiştir?
A) I B) II
C) III D) IV E) V
CEVAPLAR ve
ÇÖZÜMLERİ
1. Karotenoitler çiçek ve meyvelere renklerini verir. -Ayrıca klorofilin soğuramadığı farklı dalga
boylarındaki ışınları soğurabilir.
-Soğurulan ışık ışınları daha sonra klorofile
aktarılarak fotosentezde kullanılır.
-Bununla birlikte bazı karotenoitler, klorofile zarar
verebilecek aşırı ışığı saçarlar.
Cevap: D
2. Yaprakta en yoğun kloroplastın bulunduğu palzimat
parankiması hücreleridir. Dolayısı ile fotosentez burada gerçekleşir.
Cevap: D
3. Karbon tutma (ışıktan bağımsız) reaksiyonlar stromada
gerçekleşir. Stroma, III numara ile gösterilmiştir.
Cevap: C
4. Işığı soğuran klorofil elektron kaybeder, yükseltgenir.
Kaybedilen elektronlar elektron taşıma sistemi tarafından taşınarak tekrar
klorofile aktarılarak indirgenir. Bu sayede klorofiller tekrar tekrar
kullanılabilir.
Cevap: E
5. Normal çevre koşullarında bitkilerin kloroplastında
fotosentez gerçekleşir ve glikoz üretimi olur. Fotofosforilasyon ile ATP
üretilir. DNA’sını eşleyebilir. Kloroplastlarda yağ bulunur ama depo edilmez.
Cevap E
6. Fotosentez sırasında güneş ışınları soğurularak
besinlerin yapısındaki kimyasal enerjiye dönüştürülür.
Cevap: C
7. I. Organik yapılıdır. Doğru.
II. Tüm ototrof
canlılarda üretilir. Kemootoroflarda üretilmez. Yanlış.
III. En fazla yeşil
ışığı soğurur. En fazla mavi-mor sonra da kırmızıyı en fazla soğurur.
Yeşil en az soğurulur. Yanlış.
IV. Işık enerjisinin
ATP enerjisine dönüşümünde görev alır. Fotofosforilasyonda görev alır.
Doğru
Cevap: C
8. Güneş ışığını soğuran pigmente yani klorofile ihtiyaç var. Cevap:: C
9. I. Kimyasal enerji → Elektrik enerjisi
(Sinir
hücrelerinde gerçekleşir)
II. Işık enerjisi
→ Kimyasal enerji
(İnsanda
gerçekleşmez. Bitkilerde fotosentez sırasında gerçekleşir)
III. Kimyasal enerji
→ Isı enerjisi
(İnsandaki enerji
dönüşümlerde gerçekleşir)
IV. Kimyasal enerji
→ Mekanik enerji
(Hareket ederken
kaslarımızda gerçekleşir)
Cevap: A
10. Anten kompleksi: Anten kompleksi çok sayıda klorofil
ve karotenoit pigmentleri içerir. Bu kompleksteki pigmentler ışığı toplayıp
tepkime merkezine iletir.
Cevap: B
11. İlk elektron tutucu anten kopmleksine değil, tepkime
merkezine yerleşmiştir.
Cevap: A
12. Verilen grafikle I ve III. öncül yorumlanamaz.
Cevap: E
13. Kutikula tabakası mumsu salgıdır. Hücresel yapıya
sahip değildir.
Cevap: A
14. Bakterilerin mor-mavi ve kırmızı ışıkta
yoğunlaşmasının nedeni oksijenin fazla olmasıdır. Bu da bu ışıklarda
fotosentezin hızlı olduğunu gösterir.
Cevap: A
15. En fazla fotosentezin yapıldığı ışıkta ortamdan da
en fazla karbondioksit alınmasına neden olacaktır. Beyaz ışığın farklı dalga
boylarındaki fotosentez miktarı çoktan aza: Mor-mavi-kırmızı
-turuncu-sarı-yeşil şeklindedir. Buna göre verilen ışıklar sıralanırsa.
Mor(A)-sarı(T)-yeşil(Y) olur.
Cevap: C
16. İnorganiklerden glukoz üretmek için fotosentez
gerekir. Fotosentez için de ışık gerekir. Grafik incelenirse V. aralıkta ışık
yok. Yani ortam karanlıktır. Karanlıkta fotosentez olmaz.
Cevap E
17. Yaprağa yeşil rengi veren klorofildir. O halde yeşil
yapraklarda klorofil fazladır. Daha fazla ışık soğurur daha fazla fotosentez
yapar. Işığın dalga boylarında ise mor-mavi-kırmızı-turuncu-sarı-yeşil
sıralaması ile çoktan aza fotosentez gerçekleşir. Verilenler incelenirse,
Yeşil yaprak → Kırmızı ışıkta fotosentez en hızlı olacaktır.
Cevap: D
18. Yeşil ışıkta fotosentez en az gerçekleşir. Çünkü çoğu
yansıtılmaktadır.
Cevap: D
|