Konuya Başlarken bölümü açıktır. Konu anlatımının ilk %30'unu okuyabilirsiniz. Etkinlik, performans görevi ve kontrol noktası çözümleri abonelikle açılır.
Ücretsiz bölümün bittiği yere git
Fotosentez Nedir?
► Fotosentez, klorofil taşıyan; bitkiler, bazı bakteriler ve bazı protistlerin (öglena ve çoğu alglerin) ışık enerjisini kullanarak inorganik maddelerden organik madde sentezledikleri bir süreçtir.
► Fotosentez, ışık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşümü ile organik besin üretimini sağlayan mekanizmadır.
► Hücreler tarafından yapı ve enerji hammaddesi olarak kullanılan besinler güneş enerjisi kullanılarak üretilir.
► Besin kaynağı olarak CO₂ kullanılır.
► İnorganik maddelerden organik bileşikleri sentezleyen canlılara Üretici (Ototrof) Canlılar denir.
► Üretici canlılar fotosentez ve kemosentez yapan canlılardır.
► Organik maddesentezi için ışık enerjisini kullanan canlılara Fotosentetik Canlılar, kimyasal enerjiyi kullanan canlılara ise Kemosentetik Canlılar denir.
► Fotosentez bir yapım (anabolik ya da özümleme) olayıdır.
► İnorganik monomerlerden organik monomer sentezi gerçekleştirilir.
Fotosentez için canlıda klorofil molekülü bulunması şarttır. Klorofil sayesinde güneş ışığı absorbe edilerek önce ATP enerjisi üretilir (Fotofosforilasyon ile), sonra CO₂ özümlenerek besin üretimi (C₆H₁₂O₆) gerçekleştirilir.
► Prokaryot canlılarda (siyanobakteriler, mor kükürt bakterileri gibi) klorofil sitoplazmada bulunur.
► Ökaryot canlılarda ise (öglena, algler ve bitkiler) klorofil kloroplast organelinde bulunur.
Fotosentetik canlılar;
♦ Siyanobakteriler ve mor kükürt bakterileri
♦ Öglena
♦ Algler
♦ Bitkilerdir.
► Organik besin üretimini yapamayan, besinlerini dışarıdan hazır alan canlılara Tüketici (Heterotrof) Canlılar denir.
► Heterotrof canlılar yaşam faaliyetlerini devam ettirebilmek ve büyüyüp gelişebilmek için üretici canlıların sentezledikleri besin maddelerini direk ya da dolaylı olarak almak zorundadırlar. Tüketiciler; fotosentez ürünlerini kullanarak kendileri için gerekli olan enerjiyi elde ederler. Bu enerjiyi hücresel solunum olayları ile gerçekleştirirler. Solunum sonucunda ise CO₂, H₂O gibi metabolik ürünler oluştururlar. Bu ürünler fotosentetik canlılar tarafından tekrar alınarak fotosentez olayı için hammadde olarak kullanılır. Böylece tüketici canlılar ile üretici canlılar arasında birbirini tamamlayan dengeli bir ilişki kurulur. Bu iki olay ekosistemin sürdürülebilirliği ve canlılığın devamı açısından oldukça önemlidir.
Bu süreçte su (H₂O) ve karbondioksit (CO₂), güneş ışığı enerjisi yardımıyla glikoza (C₆H₁₂O₆) ve oksijene (O₂) dönüştürülür. Fotosentez, kloroplast adı verilen hücre organellerinde gerçekleşir.
Fotosentezin Tarihçesi
► Tarih boyunca fotosentez yoluyla organik madde üretiminin nasıl gerçekleştiği bilim insanları tarafından araştırılmıştır.
► Aristo bitkilerin yeşillenmesi için güneş ışığının gerekli olduğunu ilk savunan bilim insanlarından biridir.
► Günümüze kadar bilim insanlarının fotosentezin tarihi gelişimi ile ilgili yaptıkları bazı önemli çalışmalar tabloda belirtilmiştir.
Fotosentezin Bilim Tarihindeki Gelişimine Katkı Sağlayan Bilim İnsanları
| Adı Soyadı | Katkısı |
|---|---|
| Van Helmont | 17. yüzyılda Van Helmont, (Van Helmınt), 2,5 kg ağırlığındaki bir söğüt fidanını, içinde 100 kg toprak bulunan bir saksıya dikmiş ve bu fidanı, sadece yağmur suyuyla 5 yıl süresince sulamıştır. Sürenin bitiminde fidan, 85 kg’lık bir ağaç olmuştur. Deney sonunda kuru toprağın ağırlığı 99,994 kg olarak belirlenmiştir. Helmont, aradaki farkı deney hatası olarak kabul etmiş ve bu deneyinde, söğüt ağacının büyüme sebebinin sadece saksıdaki toprak olmadığı, bitki ağırlığında oluşan 82,5 kg’lık madde artışının yalnız sudan kaynaklandığı kanısına varmıştır. |
| Joseph Priestley | 1771 yılında İngiliz Joseph Priestley (Yosef Prestliy), karanlıkta bitkilerin dışarıya karbondioksit verdiğini ve havayı kirlettiğini saptamış; evdeki hava kirliliğini önlemek için bitkilerin geceleri ev dışına çıkarılmasını önermiştir. Işıkta yeşil bitkilerin hayvanlar tarafından kirletilen havayı temizlediğini, fotosentezde O2 molekülünün de etkisinin olduğunu ileri sürmüştür. Havanın bu şekilde temizlenmesinde ışığın gerekli olduğunu açıklamıştır. |
| Jan Ingenhousz | 1779 yılında Jan Ingenhousz (Yan İngenhauz), bitkinin havayı ancak ışık olduğunda temizleyebileceğini göstermiştir. Fotosentezde klorofilin önemini vurgulamıştır. |
| Jean Senebier | 1782 yılında Jean Senebier (Ciin Senöbiyer), bitkilerin havaya oksijen verirken CO2 kullandığını belirtmiştir. Karanlıkta bitkiler ve hayvanlar tarafından oluşturulan CO2 bileşiğinin, ışık altında bitkiler tarafından O2 üretimini teşvik ettiğini ve bitkiler tarafından meydana getirilen O2 miktarının tamamen ortamdaki CO2 miktarına bağlı olduğunu belirtmiştir. |
| Nicolas Theodore De Saussure | 1820 yılında Nicolas Theodore De Saussure (Nikolas Teodor Dö Sasür), bitki ağırlığındaki artışa dayanarak fotosentezde suyun da kullanıldığını açıklamıştır. Böylece fotosentezin ilk niceliksel ölçümünü yapmıştır. De Saussure, fotosentez esnasında eşit hacimde CO2 ve O2 alışverişi olduğunu, buna benzer eşit hacimde bir gaz alışverişinin solunum sırasında da meydana geldiğini ileri sürmüştür. Bitkilerin ışıkta CO2 alması ve O2 açığa çıkarmasının ancak bitkinin yeşil kısımlarında olabildiğini göstermiştir. |
| Theodor Wilhelm Engelmann | 1883 yılında Theodor Wilhelm Engelmann (Teodor Vilhem Engılmın), fotosentezde ortama O2 verilmesinin kloroplastlar tarafından sağlandığını ortaya koymuştur. Engelmann, fotosentezin mavi-mor ışıklarda yüksek olduğunu, en az ise yeşil ışıkta gerçekleştiğini deneylerle açıklamıştır. |
| Cornelius Bernardus Van Nie | 1930 yılında Cornelius Bernardus Van Niel (Kornelyüs Bernardus Van Niyıl), bazı bakterilerin de bitkilerdekine benzer bir fotosentez yaptığını bulmuştur. Çeşitli bakteriler, CO2 bileşiğini, ışık enerjisi ve su dışında başka bir elektron kaynağı kullanarak indirgemektedir. Van Niel, çalışmasında su yerine H2S kullanmış ve yan ürün olarak sülfür açığa çıkmıştır. |
| Robert Hill | 1937 yılında Robert Hill (Rabırt Hil), fotosentezin ışık reaksiyonu üzerinde çalışmıştır. Bu araştırmacı, izole edilen kloroplastların ve kloroplast parçalarının bile uygun bir elektron alıcısı verildiğinde, ışık altındaki ortamda CO2 olmadan, sudan elektron alarak O2 açığa çıkardığını tespit etmiştir. Suyun bu şekilde ışıkta, CO2 olmaksızın ayrışması (fotoliz) Hill reaksiyonu olarak bilinmektedir. Reaksiyon, fotosentezde O2 molekülünün ışık reaksiyonlarında oluştuğunu ve bu O2 molekülünün CO2 bileşiğinden değil de H2O bileşiğinden kaynaklandığını göstermesi yönünden önemlidir. |
| Melvin Calvin | 1954-1961 yılları arasında Melvin Calvin (Melvin Kelvin) ve arkadaşları, fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonları üzerinde çalışmışlar; bu olaydaki karbon metabolizmasını ayrıntılı bir şekilde açıklamışlardır. Bu çalışmasından dolayı Calvin’e Nobel Ödülü verilmiştir. |
Fotosentez Süreci
► Fotosentez; klorofil taşıyan prokaryot ve ökaryot canlılar tarafından gerçekleştirilen bir özümleme (yapım=anabolik) olayıdır.
► Tüm canlılar fotosentez olayında karbon kaynağı olarak CO₂'yi kullanırlar. Ancak hidrojen kaynağı her canlı için H₂O değildir.
► Örneğin; H₂S (mor kükürt bakterileri) hidrojen kaynağı olarak H₂S kullanırlar. Sonuçta O₂ yerine S (kükürt) oluştururlar. Denklemi aşağıdaki gibidir.
Fotosentezde hidrojen kaynağı olarak H₂O kullanan canlılar yan ürün olarak O₂ oluşturarak bunu atmosfere verirler.
Bu canlılar;
Prokaryotlardan; mavi yeşil algler (siyanobakteriler)
Ökaryotlardan; öglena, algler ve bitkilerdir.
6 CO2 + 12 H2O + I
Ücretsiz önizleme burada bitti
Konu anlatımının kalan %70’i kilitli
Asıl konu anlatımının ilk %30’unu okudunuz. Konu metninin devamını okumak ve etkinlik, performans görevi ile kontrol noktası çözümlerini görmek için abone olun.
Konu anlatımının tamamını açÖğrenci Plus
1. Etkinlik (Laboratuvar)
Bu çalışmanın açıklamalı çözümüne Öğrenci Plus ile erişebilirsiniz.
Paketleri inceleKonu İle İlgili Çalışma Soruları
Soru 1.
“Sıcaklık, moleküllerin kinetik enerjisini artırır ve dağılışlarını hızlandırır.” hipotezini oluşturan bir grup öğrenci aşağıdaki deneyi tasarlamışlardır.
I, II ve III. deney tüplerine mavi, IV. deney tüpüne ise bir damla kırmızı mürekkep ekleyerek bir süre beklemişler ve bu sürenin sonunda;
● I, II ve III. tüplerdeki mavi mürekkebin dağılış hızları karşılaştırıldığında en hızlı III, en yavaş I,
● III ve IV. tüplerdeki farklı renklerdeki mürekkeplerden ise mavi mürekkebin daha hızlı yayılış gösterdiği gözlenmiştir.
Bu deney ile ilgili olarak,
I. Sıcaklık, moleküllerin hareket hızlarını artırmıştır.
II. Sıcaklık ile birlikte molekül yapısıda hareket hızını etkilemektedir.
III. Mürekkep moleküllerinin hareketi tüp içerisinde homojen olarak dağıldıktan sonra duracaktır.
ifadelerinden hangilerinin doğru olduğu kesin olarak söylenir?
Doğru Cevap: D
🧬 Konu Hakkında Kısa Bilgi
Canlılarda enerji dönüşümleri ünitesinde, moleküllerin kinetik enerjisi ve yayılım hızları arasındaki ilişkiyi inceleriz. Difüzyon gibi olaylar, sıcaklık, molekül büyüklüğü ve maddenin cinsi gibi faktörlerden etkilenir. Bu deneyde de bu faktörlerin mürekkep moleküllerinin suya yayılma hızını nasıl etkilediği gözlemleniyor.
🧠 Sorunun Türü
Bu soru, verilen bir deney düzeneği ve gözlem sonuçları üzerinden çıkarım yapma ve yorumlama becerisini ölçmektedir. Bilgi ve yorum ağırlıklıdır, öğrencilerin deney sonuçlarını doğru analiz etmesini gerektirir.
🔍 Öncüllerin Analizi
I. Deney sonuçlarına göre I, II ve III. tüplerde sıcaklık arttıkça mavi mürekkebin dağılış hızı da artmıştır (en yavaş I, en hızlı III). Bu durum, sıcaklığın moleküllerin hareket hızını artırdığını açıkça gösterir.
II. III ve IV. tüplerde sıcaklık aynı (50°C) olmasına rağmen, mavi mürekkebin kırmızı mürekkepten daha hızlı yayıldığı gözlenmiştir. Bu da farklı renklerdeki mürekkeplerin yani farklı molekül yapılarının veya kütlelerinin hareket hızını etkilediğini gösterir.
III. Mürekkep moleküllerinin hareketi, tüp içinde homojen olarak dağıldıktan sonra durmaz, sadece net hareket durur. Moleküller, sürekli olarak hareket etmeye devam ederler ancak her yöne eşit hızda dağıldıkları için gözle görülür bir değişim olmaz. Bu ifade kesin olarak doğru değildir.
✅ Şıkların Analizi
A) Yalnız I doğru değildir çünkü II. öncül de deney sonuçlarına göre kesin olarak doğrudur.
B) Yalnız II doğru değildir çünkü I. öncül de deney sonuçlarına göre kesin olarak doğrudur.
C) Yalnız III doğru değildir çünkü III. öncül kesin olarak doğru değildir, moleküllerin hareketi durmaz.
D) I ve II öncülleri, deney gözlemleriyle tamamen desteklendiği için bu şık doğrudur.
E) I, II ve III. öncüllerin hepsi doğru değildir, çünkü III. öncül yanlıştır.
🎯 Sonuç: Doğru cevap: D şıkkı.
Soru 2.
Biyokimyasal bir reaksiyonun ortam sıcaklığının artışına bağlı hızındaki değişimi aşağıdaki grafikte gösterildiği gibidir.
Grafik incelendiğinde t1 zaman aralığının başlangıcından t4 zaman aralığının sonuna kadar olan süreçte ortamda biriken ürün miktarı aşağıdaki grafiklerden hangisinde gösterildiği gibi olmalıdır?
Doğru Cevap: B
🧬 Konu Hakkında Kısa Bilgi
Biyokimyasal reaksiyonlar, canlı vücudunda gerçekleşen ve enzimler tarafından kontrol edilen tepkimelerdir. Enzimler, bu reaksiyonların hızını artırır ve her enzimin en iyi çalıştığı bir optimum sıcaklık aralığı bulunur. Sıcaklık arttıkça reaksiyon hızı önce artar, ancak optimum sıcaklığın üzerine çıkıldığında enzimlerin yapısı bozulmaya başlar ve reaksiyon hızı düşer.
🧠 Sorunun Türü
Bu soru, grafik okuma ve yorumlama becerisini ölçen bir uygulamalı bilgi sorusudur. Verilen reaksiyon hızı-sıcaklık grafiğinden yola çıkarak, zamanla biriken ürün miktarının nasıl değişeceğini tahmin etmeniz bekleniyor.
🔍 Öncüllerin Analizi
Soruda herhangi bir öncül (I, II, III gibi) bulunmamaktadır. Ancak, sorunun kökünde verilen "Biyokimyasal bir reaksiyonun ortam sıcaklığının artışına bağlı hızındaki değişimi aşağıdaki grafikte gösterildiği gibidir." ifadesi ve "Grafik incelendiğinde t1 zaman aralığının başlangıcından t4 zaman aralığının sonuna kadar olan süreçte ortamda biriken ürün miktarı aşağıdaki grafiklerden hangisinde gösterildiği gibi olmalıdır?" sorusu bizim için önemli. Bu ifadeye göre, temel grafikte sıcaklık artışıyla reaksiyon hızının önce arttığını (30-35 dereceye kadar), sonra azaldığını (55 dereceye kadar) görüyoruz. T1'den T4'e kadar geçen sürede sıcaklık artışı devam ederken reaksiyon hızı artıp sonra azalıyor. Ürün miktarı ise reaksiyon hızı sıfır olmadığı sürece artmaya devam edecektir.
✅ Şıkların Analizi
A) Bu grafikte ürün miktarı bir süre artmış, sonra azalmaya başlamış. Ürün miktarı, reaksiyon hızı sıfır olmadıkça azalmaz; birikir ve artar. Sadece reaksiyon hızı düşebilir veya durabilir.
B) Bu grafikte ürün miktarı, reaksiyon hızı arttıkça daha hızlı, reaksiyon hızı azaldıkça daha yavaş artmış ve sonunda reaksiyon hızının sıfıra yaklaştığı noktada ürün birikimi durmuş, yani ürün miktarı sabitlenmiştir. Bu durum, verilen reaksiyon hızı grafiğiyle uyumludur; reaksiyon hızı yüksekken ürün birikimi hızlı, reaksiyon hızı düşükken ürün birikimi yavaştır ama ürün birikmeye devam eder. Bu nedenle ürün miktarı grafiği zamanla artarak bir doygunluğa ulaşır.
C) Bu grafik ürün miktarının zamanla doğrusal olarak arttığını gösteriyor. Ancak reaksiyon hızı sürekli sabit değildir, önce artıp sonra azalmıştır. Dolayısıyla ürün miktarı birikimi de doğrusal olmaz.
D) Bu grafik ürün miktarının bir süre arttığını ve sonra aniden sıfıra düştüğünü gösteriyor. Bu durum biyokimyasal reaksiyonlarda beklenmez; ürün miktarı azalmaz veya aniden kaybolmaz.
E) Bu grafik ürün miktarının zamanla hiç değişmediğini, yani sabit kaldığını gösteriyor. Oysa reaksiyon devam ettiği sürece ürün miktarı artmalıdır.
🎯 Sonuç: Doğru cevap: B şıkkı.
