Fotosentez yeşil bitkilerin havadaki (CO2) karbondioksiti kendi bünyelerindeki çeşitli organik maddelerin içine transfer etme olaylarıdır.
673 k.kal.
6CO2 + 12 H2O → C6 H12 O6 + 6H2O +6O2 Fotosentez
Klorofil
Fotosentez ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürmekten başka bir de atmosferdeki O2 ve CO2 dengesini koruması bakımından önemlidir.
(Aydınlık)
Fotosentez → Işık → Karanlık
↓ ↓
Granum Stroma
Işık Aşamasında: Işık gerekli, H2O su gerekli, fizikseldir (tepkime), sıcaklık etkili değil, 18-22°C
(H2O → 4H+4e+ATp)
Karanlık Aşamasında :CO2 karbondioksit gerekli, sıcaklık değişimine duyarlı, ışık gerekli değil, kimyasaldır (tepkime), 18-20°C
Manyetik Spektrum : Işığın dalga boylarına göre 7 ana renge ayrılmasına denir.
| Mor | Mavi | MaviYeşil | Yeşil | Sarı | Turuncu | Kırmızı |
390 430 470 500 560 600 650 760
Karbondioksit kontrasyonu ve ışık şiddetini birlikte incelediğimizde her ikisini aynı anda arttırmamız gerekir.
Fotosentez: Bitkilerin stomalar aracılığıyla aldıkları (CO2) karbondioksit, bitkilerin kökleri aracılığı ile aldıkları su ile klorofilli bir hücrede güneş enerjisi yardımıyla organik maddeye dönüştürmesine fotosentez denir.
673 k.kal.
6CO2 + 12 H2O → C6 H12 O6 + 6H2O +6O2 Fotosentez
Klorofil
Fotosentez ile Kemosentez Arasındaki Fark: Bitki fotosentezde gerekli enerjiyi güneşten alırken, Kemosentezde ise gerekli enerjiyi kimyasal maddelerden (sudan) alır.
Kloraplast : Bitkilerin canlı kısımlarında bulunur. İçinde klorofil vardır. Özellikle fotosentez organı olarak bilinen yapraklarda bulunur ve içerdikleri klorofil pigmenti nedeniyle yeşil renkli görülürler. Görevi güneş enerjisini kimyasal enerjiye çevirmektir.
Öğle saatlerinde yaparsak seviyeyi arttırırız. Zaten sabah saatlerinde bitkinin karbondioksit miktarı yüksektir.
- Işık :
- Işığın Entansitesi :(İntansite: Birim zamanda birim alana düşen (gelen) enerji (ışık) miktarıdır.) Belli bir şiddete kadar ışığın şiddeti arttıkça fotosentez hızını arttırır. Belli bir sıcaklıktan sonra klorofili oksitlediği için fotosentez hızı azalmaya başlar. Işığın dalga boyu fotosentez hızını etkiler. Dolaylı etkisi: Bitkiye gelen ışık hızı azaldıkça stomalar daralmaya başlar. Işık azaldığı için bitkilerin (CO2) karbondioksit alımı azalır. Buda fotosentez üzerine olumsuz etki yapar. Işık artar → Sıcaklık Artar → Su Kaybı Artar (Transpirasyon) → Fotosentez Azalır.
- Işığın Niteliği (Dalga Boyu) : Bitkiler mavi ve kırmızı renkte ışıklarda daha çok fotosentez yaparlar.
- Işıkta Bırakılma Süresi : Işıkta bırakılma süresi belli bir saate kadar arttırıldığında fotosentez hızı da artar. Bitkiler ışıkta daha çok kaldığında daha çok fotosentez yaparlar. Fakat belirli bir süreden sonra fotosentez hızı azalarak düşmeye başlar.
- Karbondioksit Konsantrasyonu (CO2) : Normalin üzerine çıkarıldığında belli bir değerden sonra toksik etki yapar. %0,03 den %0,06 ya iki kat artırıldığında fotosentez hızı 3 kat artar. Bitkiler için en ideal CO2 konsantrasyonu %0,1'dir. Yüksek düzeyde karbondioksit (CO2) konsantrasyonunun olumsuz etkileri; Bitkinin çeşidine göre, bitkinin meydana geldiği dokunun yaşına göre, CO2'ye maruz kaldığı süreye göre (genç bitkiler yaşlı bitkilere göre CO2'den daha fazla etkilenir) farklılık gösterir.
- Sıcaklık : Diğer faktörler sınırlayıcı olmaması kaydıyla sıcaklık belli bir dereceye kadar arttırıldığında fotosentez hızını arttırırken, belli bir dereceden sonra azalmaya neden olur. Sıcaklık karanlık aşamada enzimlerin faaliyetlerini arttırır. Bitkiden bitkiye değişiklik gösterir. Fotosentez için gerekli sıcaklık miktarları (asgari:5-6, optimum:20-30, azami:30-35) Örnek : Tropikal bitkiler : 5°C Işık + Karanlık = Fotosentez (ışıkta birleştirme)
- Fotosentez Üzerine Soğuğun Etkisi:
- Doğrudan Etkisi : Fotosentez karanlık aşamalarında enzim aktivitelerini azaltır. Karanlık aşamada sıcaklık enzim aktivitelerini arttırır. Soğuk azaltır. Soğuğun etkisi ile hareketlilik azaldığı için fotosentez hızı da azalmış olur.
- Dolaylı Etkisi : Hücre içinde ve hücre dışı boşluklarda suyu etkiler. Hücre içindeki su donduğu zaman hareketi azaldığı için fotosentez azalır. Hücre dışındaki su azaldığı zaman ise yine su az olduğu için fotosentez hızı azalır.
- Fotosentez Üzerine Yüksek Sıcaklığın Etkisi: Yüksek sıcaklık bitkilerin su kaybına neden olur. Doğrudan etkisi yüksek sıcaklıkta bitkiler su kaybettikleri için su kaybı fotosentez hızını azaltır. Dolaylı etkisi ise stomaların daralması (kapanması)ndan dolayı CO2 alımı azalır. Buda fotosentezi azaltır.
- Fotosentez Hızı Üzerine Oksijen Konsantrasyonunun Etkisi: Normal soluduğumuz havanın yaklaşık %21'i O2 teşkil eder. Normal bir bitkinin soluduğu havanın %2,5' i O2 teşkil eder. Oksijen miktarı artarsa fotosentez hızı artar, oksijen miktarı azalırsa fotosentez hızı azalır. Dolayısıyla oksijen miktarının artması veya azalması fotosentez hızını etkiler. Ortamdaki oksijen varlığının artması karbondioksit azalmasına yol açar. Ortamda oksijen varlığının artması solunum hızını arttırır. Bunlarda fotosentez hızının azalmasına neden olur.
- Suyun Fotosentez Hızı Üzerine Etkisi : Bitkiler topraktan aldıkları suyun %1'den daha az bir kısmını fotosentezde kullanırlar. Fotosentez hızı üzerine suyun fazlaca bir etkisi yoktur. Fakat su fotosentez için temel bir girdidir. Suyun varlığı özellikle protoplazmadaki suyun varlığı azaldıkça hücrelerde daralma meydana gelir. Fotosentez hızı azalır. Suyun varlığı fotosentez hızı üzerinde olumlu etki yapar. Enzimler aktifleşirse fotosentez azalır. Suyun azlığı fotosentez hızını azaltırken bitkiye ihtiyacından fazla su verilmesi fotosentez hızını etkilemez.
- Kimyasal Maddelerin Fotosentez Hızı Üzerine Etkileri : (Hidrosiyanik Asit, Hidrosiklamin, Hidrojen Sülfit, İyodolasetil) İnhibitör madde (azaltıcı, yavaşlatıcı) Bunların varlığı fotosentez hızı üzerinde azaltıcı etki yapar.
- Fotosentez Hızı Üzerine Etki Eden Bitkisel Faktörler :
- Klorofil Kapsamı (Miktarı) : Bitkilerin klorofil miktarının artması fotosentez hızı üzerine artış yapmaz. Klorofil şart fakat fazla etkili değildir.
- Bitki Yaprağının Anatomisi (Yapısı): Fotosentez yapraklardaki klorofilli hücrede meydana geldiği için önemlidir. Stomaların sayısı ve büyüklüğü arttıkça atmosferden aldığı karbondioksit miktarı artar dolayısıyla fotosentez hızı artar. Hücreler arası boşlukların büyüklüğü, yaprak büyüklüğü ile doğrudan etkili olduğundan fotosentez hızını arttırır. Kütikula ve epidermis tabakalarının kalınlığının artması ışığı ve sıcaklığı azaltır. Buda fotosentez hızını azaltır. Viskular sistem (iletim demetleri) madde alışverişi hızlandığından fotosentezi arttırır tersi durumda azaltır.
- Protoplazmanın Hidratasyonu : Protoplazmanın su içeriği arttıkça fotosentez hızı artar. Hücrelerin su içeriği arttıkça fotosentez hızı artar. Dehidrasyon (su kaybı) fotosentezi azaltır.
- Protoplazmik Faktörler : Protoplazmada bulunan enzimlerin aktivitelerinin azalması fotosentez hızını azaltır. Artması ise fotosentez hızını arttırır.
- Son Ürün Birikimi : Bitkideki ürün miktarı arttıkça fotosentez hızı azalır. Fotosentez sonucunda karbon hidrat birikir. Bunların hızı arttıkça fotosentez azalmaya başlar.