O 2 - SABİS

BÖLÜM 7
FOTOSENTEZ:
IŞIK
ABSORBSİYONU VE
ENERJİ SENTEZİ
-
-
-
Yılda kuru madde üretimi 230 milyar
ton
% 60’ı karada
% 40’ı sucul ortamda
500 bin fotosentetik tür
3 milyon canlı türü
6CO2+12H2O→C6H12O6+6H2O+6O2
Fotosentez araştırmaları







Saksıdaki toprak ağırlığının azalması
Bitkilerin havayı temizlemesi
CO2’ nin kullanılması
O2’ nin kaynağı
İzotop çalışmaları
Kırmızı düşüş (red drop) olayı
Emerson etkisi
Fotosentezin önemi








Besin ihtiyacı
Bitki lifleri
Kağıt, mobilya
İlaç, kauçuk, kozmetik,baharat vs.
Fosil yakıtlar
Atmosferdeki gaz dengesi
Küresel ısınma
Sera etkisi
Sera Etkisi
IŞIK VE FOTOSENTETİK
PİGMENTLER
Dağılan ışık
Beyaz ışık
Prizma
Gama
ışınları
X ışınları
UV
ışınları
İnfrared
(kırmızı ötesi)
ışınlar
Radar
ışınları
Kısa
dalga
Dalga boyu (m)
Görünür ışık
Dalga boyu (nm)
İnsan gözü 400-735 nm
 Kırmızı ötesi ve UV ışınlar
 3O2 
2O3 (ozon)  3O2
 Işık dalga şeklinde yayılır
 Işık partikülleri= FOTON
 Işığın enerjisi ile dalga boyu arasında ters
orantı vardır
 450 nm=1.16x10-19 kal; 650 nm=0.8x10-19
 e= hc / λ
e: Enerji (kalori)
c: Işık hızı (yaklaşık 3x1010 cm s-1
h: Planck sabiti (1.583x10-34kals-1)

FOTOSENTETİK PİGMENTLER
KLOROFİLLER
 KAROTENOİDLER
 FİKOBİLİNLER

KLOROFİLLER

Klorofil a tüm fotosentetik bitkilerde

Klorofil b Chlorophyceae, Euglenophyceae,
kara yosunları, eğreltiler ve yüksek bitkiler

Klorofil c Phaeophyceaea, Chrysophyceaea,
Cryptophyceaea ve Basillariophyceaea

Klorofil d Rhodophyceae

Bakteriyoklorofil a ve b ile klorobiyum
(bakteriyoviridin)
KLOROFİLİN YAPISI
Klorofil a ve b arasındaki farklar



Örneğin klorofil a'da 3. karbon atomuna
metil grubu, klorofil b'de bir aldehit grubu
bağlanmıştır.
Klorofil a en iyi petrol eterinde, klorofil b
ise metil alkolde çözünür.
Mavi-mor bölgede klorofil a 429 nm,
klorofil b ise 453 nm, kırmızı bölgede
klorofil a 660 nm, klorofil b ise 642 nm
dalga boylarında en yüksek absorbsiyon
gösterirler
KLOROFİLİN ABSORBSİYON
SPEKTRUMU
Klorofil sentezi

Glutamik asit → γ-Aminolevünilik
asit→PORFİRİN
KAROTENOİDLER








Sarı-mor
Birçok yüksek bitkide, çoğu algde ve birçok
mikroorganizmada
Görevleri
Karoten (β-karoten, C40H56)
Likopen
Ksantofiller (C40H56O2); kriptoksantin, lutein,
zeaksantin, violoksantin, neoksantin
Fotosintin
Fotodinamik hasar, süperoksit radikali (O2-)
-
-
-
-
Aktif oksijen türleri
Süperoksit dismutaz
Ksantofiller-yüksek ışık yoğunluğu
Fotokimyasal ve fotokimyasal olmayan
yatıştırma
Violoksantin→Anteraksntin→Zeaksantin
Ksantofil döngüsü
FİKOBİLİNLER






Düz zincirli tetrapiroller
Hemoglobin→Bilin
Pigment maddesi (kromofor)+ protein
Fikoeritrin, fikosiyanin, allofikosiyanin
Cyanobacteriaceae ve Rhodophyceae
Fikoeritrin 500-580 nm, fikosiyanin 550-650 nm
Fikoeritrin
Fikosiyanin
IŞIK ABSORBSİYONU
 FS1
ve FS2
 Kısa dalga boyludan uzuna doğru
 400-700 nm
 Çift bağ sayısı artarsa dalga boyu
artar
 Fitoen (3 çift bağ) 286 nm; likopen
(11 çift bağ) 472 nm
FOTOSENTEZ OLAYININ YERİ
Yaprak enine kesiti
Mezofil hücresi
Kloroplast
Mezofil
Stoma
KLOROPLAST
Dış
membran
İç
membran
Granum
Grana
Stroma
Stroma Tilakoid
Lümen
IŞIK VE YAPRAK









Güneş ışığı enerjisinin %5’i
400-700 nm=PAR (fotosentetik aktif
radyasyon)
PAR’nin %10-15’i yansıtılır veya geçirilir
Tüylü yapraklarda absorbsiyon %40 az
Yaprağın anatomik yapısı
Kalbur etkisi
Yaprak hareketleri
Lamina ısısının ayarlanması
Güneş ve gölge bitkileri
Yaprak ısısının dengelenmesi
1- Uzun dalga boylu ışınların yansıtılması
2- Hava sirkülasyonu
3- Transpirasyon
FOTOSİSTEMLER VE FOTOSENTETİK
AKSEPTÖRLER

FSI→Reaksiyon merkezi (P700) + 200 klo + 50
karotenoid

PS II→Reaksiyon merkezi (P680) + 200 klo + 50 karotenoid
(ksantofil) + suyu parçalayan sistem

Emerson etkisi aynı zamanda pigmentlerin
iki sistem halinde toplandığını gösterir
FOTOSENTEZİN MEKANİZMASI
CO2 FİKSASYON
REAKSİYONLARI
CO2
ATP
H2O
NADPH
ELEKTRON TAŞINIM
REAKSİYONLARI
O2
ŞEKERLER
ELEKTRON TAŞINIM
REAKSİYONLARI
Z ŞEMASI
KEMİOZMOTİK TEORİ
-
-
Elektron taşınımı + proton hareketleri → ATP
sentezi
Elektron hareketi membran potansiyeli ve
Proton gradienti oluşturur
Proton motive force=Proton itici kuvveti
Proton itici kuvveti ATP sentezini sağlar


Devirsel elektron taşınımı → ATP sentezi
Devirsel olmayan elektron taşınımı → ATP
+ NADPH sentezi