8. Sınıf 6. Ünite Enerji Dönüşümleri – Fotosentez Konu Anlatımı

8. Sınıf 6. Ünite Enerji Dönüşümleri ve Çevre Biliminde Besin Zinciri ve Enerji akışı konusunu öğrenmiştik. Şimdi sıra Enerji Dönüşümlerinden Fotosentez konusunda.

Besin Zinciri ve Enerji Akışı

Enerji Dönüşümleri

Madde Döngüleri ve Çevre Sorunları

Sürdürülebilir Kalkınma

Daha önce bitkilerin, alglerin, öğlena ve siyano bakterilerin ÜRETİCİ CANLILAR olduğunu ve kendi besinlerini diğer canlılar gibi başkalarını yiyerek değil de kendilerinin ürettiğini öğrenmiştik.

Bitkiler kendi besinlerini üretirken

Topraktan Su ve Mineralleri

Güneşten Işık Enerjisini

Havadan Karbondioksiti alarak

Kendilerine BESİN (GLİKOZ – ŞEKER)

Doğaya ve canlılara da OKSİJEN üretmesi olayına FOTOSENTEZ denir.

Fotosentez yapan canlılar ÜRETİCİ grubundaki canlılardır.

BİTKİLER NASIL FOTOSENTEZ YAPARLAR?

Bitkiler YAPRAKLARINDA bulunan gözenekler yardımı ile havadaki KARBONDİOKSİTİ ALIR

Kökleri yardımıyla topraktaki SU VE MİNERALLERİ ALIR.

Yapraklarında bulunan KLOROPLAST organelinin içerisindeki KLOROFİL pigmentleri yardımı ile IŞIK ENERJİSİNİ SOĞURARAK

Besin olarak kendilerine GLİKOZ (ŞEKER) ve OKSİJEN ÜRETİRLER.

FOTOSENTEZ YAPAN CANLILAR
YEŞİL BİTKİLER
ALGLER
ÖĞLENA
SİYANO BAKTERİLERİ (MAVİ – YEŞİL ALGLER)
PLANKTONLAR

Fotosentez kelime anlamı olarak FOTO ve SENTEZ kelimelerinden oluşmuştur. FOTO IŞIK demektir. SENTEZ ise ÜRETMEK anlamına gelir. FOTO – SENTEZ ise IŞIKLA ÜRETMEK anlamına gelir.

Bitkiler üretici canlılardır. Kendi besinlerini üreterek bunu enerjiye dönüştürebilirler. Yukarıda fotosentezin kimyasal denklemi verilmiştir. Denklemin girenler kısmında Karbondioksit ve Su – Ürünler kısmında ise besin ve oksijen bulunmaktadır.

Fotosentez için neler gereklidir? Fotosentez sonucu neler oluşur?
IŞIKBESİN (GLİKOZ ŞEKERİ)
KLOROFİLOKSİJEN
SU
KARBONDİOKSİT

UYARI: Besin yerine Glikoz, Şeker veya Basit Şeker gibi kavramlar kullanılabilir.

KLOROFİL MOLEKÜLÜ

Fotosentez yapan canlılarda Güneş Enerjisini içine çekerek soğuran KLOROFİL molekülleri bulunur.

Klorofil molekülü YEŞİL BİTKİ, ALG ve ÖĞLENARIN sitoplazmasındaki Kloroplast organelinin içerisinde bulunur. Siyano bakterilerde ise Sitoplazmada dağınık halde bulunur.

Klorofil molekülü GÜNEŞ ENERJİSİNİ kullanarak KİMYASAL ENERJİYE DÖNÜŞTÜRÜR. Kloroplast oluşan bu KİMYASAL ENERJİYİ kullanarak su ve karbondioksitten besin ve oksijen üretir.

Klorofil bitki ve canlılara yeşil renk de verir.

Fotosentez bir enerji dönüşümüdür. GÜNEŞ ENERJİSİ klorofil ile soğrularak KİMYASAL ENERJİYE dönüştürülür.

Uyarı: Fotosentez sadece GÜNEŞ IŞIĞI ile gerçekleşebileceği gibi aynı zamanda YAPAY IŞIK kaynaklarıyla da gerçekleşebilir.

Örneğin geceleri üzerine ışık düşen bitkiler veya ağaçlar fotosentez yapabilir.

Seralarda yapay ışık kullanılarak sebze ve meyvelerin fotosentez yapması sağlanır. Normalden daha fazla fotosentez yapan sebze ve meyvelerde hızlı büyüme ve gelişme sağlanır.

FOTOSENTEZ YAPAN bitki gelişir, büyür, kütlesi artar ve yaprak sayısı çoğalır. Bunu hatırlamak için şunu düşünebilirsiniz. Su vermediğiniz bitkiler bir süre sonra solar ve ölür. Bunun sebebi bitkinin fotosentez için gerekli olan suyu alamamasıdır. Fakat düzenli olarak suladığınız bitki zamanla büyür, çiçek açabilir meyve veya sebze verebilir.

Günlük hayatta tükettiğimiz şekerin bitkinin kendine ürettiği besin olan şeker ile bir alakası olabilir mi?

Günlük hayatta tükettiğimiz şeker, ŞEKER PANCARI veya ŞEKER KAMIŞI bitkilerinden elde edilir. Ülkemizde özellikle ŞEKER PANCARI fabrikalarda çeşitli işlemlerden geçtikten sonra evlerimize şeker olarak gelir. Şeker pancarı ve Şeker kamışından elde ettiğimiz şeker bitkilerin ürettiği besinin depolanmış halidir.

Şeker kamışı da daha çok Küba gibi ülkelerde yetiştirilir ve çeşitli işlemlerden geçirildikten sonra Şeker olarak evlerimize girer.

Aşağıda Amasya Şeker Fabrikasında ŞEKER PANCARLARINDAN NASIL ŞEKER ÜRETİLDİĞİ ile ilgili bir video var. İzleyelim.

Şeker kamışı sıkılarak şeker kamışı suyu elde edilir ve tadı oldukça lezzetlidir. Aşağıdaki videoda şeker kamışı suyunun nasıl elde edildiğini izleyebilirsiniz.

Bitkiler ürettiği besinlerin bir kısmını Şeker Pancarı ve Şeker Kamışı gibi depo ederler. Bitkilerin ürettiği fazla besinlerin depo edilmesi ile NİŞASTA oluşur. Nişasta depolanmış şeker demektir.

Bir canlının fotosentez yapıp yapmadığını NİŞASTA AYIRACI olan İYOT ÇÖZELTİSİ ile fark edebiliriz. İYOT ÇÖZELTİSİ damlattığımız yaprak veya herhangi bir yapı FOTOSENTEZ yapıp ŞEKER üretip bunu depolamış NİŞASTAYA dönüştürmüş ise mavi – mor renk alır.

Şeker bitkiler dışındaki insan ve hayvan gibi diğer canlılarda depo edilirse buna da GLİKOJEN denir.

FOTOSENTEZ İLE İLGİLİ DENEYLER

Bu ünitede fotosentez ile ilgili deney soruları sıkça karşınıza çıkar. Karşınıza çıkabilecek deney sorularını inceleyelim.

Fotosentez sonucu Besin ve Oksijen oluştuğunu öğrendik. Peki fotosentez sonucu BESİN veya OKSİJEN oluştuğunu nasıl kanıtlayabiliriz?

FOTOSENTEZ SONUCU BESİN OLUŞTUĞUNU NASIL KANITLARIZ?

Fotosentez sonucunda üreticilerin besin olarak glikoz yani basit şeker ürettiğini ve glikozun fazlasının üretici organizması içerisinde NİŞASTA olarak depolandığını öğrenmiştik. Peki bunu nasıl kanıtlarız. Aşağıdaki deneyi inceleyelim.

UYARI: Bir canlının fotosentez yapıp yapmadığını NİŞASTA AYIRACI olan İYOT ÇÖZELTİSİ ile fark edebiliriz. İYOT ÇÖZELTİSİ damlattığımız yaprak veya herhangi bir yapı FOTOSENTEZ sonucu ŞEKER (Besin) üretmiş fazlasını depolayarak NİŞASTAYA dönüştürmüş ise mavi – mor renk alır.

Deney sonucu: Yaprağın renginin mavi – mora dönüşmesi BESİN ÜRETİLDİĞİNİN KANITIDIR.

FOTOSENTEZ SONUCU OKSİJEN OLUŞTUĞUNU NASIL KANITLARIZ?

Fotosentez sonucunda oluşan oksijenin varlığını kanıtlamak için aşağıdaki deney düzeneklerini inceleyiniz.

1.DENEY:

UYARI: Oksijen gazının YAKICI BİR MADDE olduğu ve ortamda oksijen arttıkça alevin daha da artacağını unutmayınız.

Deney Sonucu: Deney tüpünü çıkarttıktan sonra KİBRİT ALEVİNİN ARTMASI AKVARYUM BİTKİSİNİN OKSİJEN ÜRETTİĞİNİN KANITIDIR.

2. DENEY:

2. Deneyde 2 deney düzeneği oluşturup 5 dakika boyunca gözlemleyeceğiz.

UYARI: Ateşin yanması Oksijen varlığında gerçekleşir. Oksijen yakıcı bir maddedir. Yanan bir kibriti veya mumu bir bardak ile hava almayacak şekilde kapatırsak bir süre sonra ateş söner.

Deney Sonucu: 1. düzeneklte mumun yanmaya devam etmesi 2. düzenekte ise sönmesi FOTOSENTEZ SONUCUNDA OKSİJEN ÜRETİLDİĞİNİN KANITIDIR.

FOTOSENTEZ HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER:

  • Üretici canlıların yaptığı fotosentez her zaman aynı hızda gerçekleşmez.
  • Bazı bitki türlerinin yaprağı geniş bazılarının ise iğne şeklindedir.
  • Gün içerisinde ışığın miktarı veya şiddeti sabahtan akşama kadar değişkenlik gösterir.
  • Bazı yerlerde karbondioksit miktarı fazladır bazı yerlerde azdır.
  • Bazı bölgelere daha çok yağmur yağarken bazı bölgeler az yağış alır.
  • Bazı yerlerde sıcaklık yüksekken bazı yerlerde sıcaklık 0’ın altında olabilir.

Yukarıdaki ifadelerden de anlaşılacağı üzere Dünya üzerinde çoğu zaman çevresel faktörlerin etkisi ve canlının genetik faktörlerinin etkisi ile FOTOSENTEZ HIZI DEĞİŞKENLİK GÖSTEREBİLİR.

FOTOSENTEZE ETKİ EDEN FAKTÖRLER

Fotosentez hızına etki eden iki faktör vardır.

Bunlardan ilki Sıcaklık, sulanma miktarı, ışık şiddeti, ışığın rengi, karbondioksit gibi DIŞ FAKTÖRLERDİR (ÇEVRESEL FAKTÖRLER).

Fotosentezi etkileyen diğer önemli etken ise yaprak sayısı, yaprak genişliği ve klorofil miktarı gibi İÇ FAKTÖRLERDİR ( KALITSAL FAKTÖRLER ).

DIŞ (ÇEVRESEL) FAKTÖRLER İÇ (KALITSAL) FAKTÖRLER
KARBONDİOKSİT MİKTARIYAPRAK SAYISI
SU MİKTARIYAPRAK GENİŞLİĞİ
IŞIK MİKTARI (ŞİDDETİ)KLOROFİL MİKTARI
SICAKLIKENZİM MİKTARI
IŞIĞIN DALGA BOYU (IŞIĞIN RENGİ)GÖZENEK MİKTARI

Bu bölümde daha fazla dış faktörlerin fotosentez hızına etkisini ayrıntılı inceleyeceğiz. Fakat fotosentez hızına etki eden İÇ (KALITSAL) FAKTÖRLERİ de unutmayınız.

A) FOTOSENTEZ HIZINA ETKİ EDEN İÇ (KALITSAL) FAKTÖRLER:

1) Yaprak Sayısı, Yaprak Genişliği veya Klorofil Miktarı:

YAPRAK SAYISI, YAPRAK GENİŞLİĞİ ile KLOROFİL MİKTARI aynı şeyi ifade eder. Bir bitkide YAPRAK SAYISI ve YAPRAĞIN GENİŞLİĞİ artarsa sahip olacağı KLOROFİL MİKTARI DA ARTAR.

YAPRAK SAYISI, YAPRAK GENİŞLİĞİ ve KLOROFİL MİKTARININ artması FOTOSENTEZ HIZINI ARTTIRIR.

UYARI: FOTOSENTEZİN yapılabilmesi için hücre içerisinde bulunan KLOROPLAST organelinin bulunması şart değildir. Kloroplast organelinin hücre içerisinde bulunması yeterlidir. Bunun en önemli örneği siyanobakteriler (mavi-yeşil algler veya mavi-yeşil bakteriler) gelişmemiş yapıya sahip olduklarından hücrelerinde kloroplast organeli bulundurmazlar klorofil molekülü bulundururlar ve fotosentez yaparlar.

2) Enzim Miktarı:

Enzimler basitçe canlı vücudu içerisinde gerçekleşen fotosentez, solunum, boşaltım gibi olayları hızlandıran moleküllerdir. Örneğin yediğimiz besinleri sindirirken tükrüğümüz ve mide öz suyumuz sindirimi hızlandıran enzimlere örnektir.

Enzim miktarının artması fotosentez hızını arttırır.

3) Gözenek Miktarı:

Bitkiler yapraklarında bulunan gözenekleri yardımıyla dışarıdan karbondioksit alırlar. Bu karbondioksiti kullanarak oksijen ve besin üretirler.

Gözenek sayısının artması da fotosentez hızını arttırır.

B) FOTOSENTEZ HIZINA ETKİ EDEN DIŞ (ÇEVRESEL) FAKTÖRLER:

Fotosentez hızına etki eden çevresel (dış) faktörler Karbondioksit Miktarı, Işık Miktarı, Işığın Dalga Boyu (Işığın Rengi), Sıcaklık ve Su Miktarıdır. Dış faktörler çevresel etkilere bağlıdır. Dünya üzerinde bazı yerler daha sıcak ve daha fazla ışık alırken bazı yerler daha soğuk ve daha az ışık alırlar. Bazı yerlere daha fazla yağmur yağarken bazı yerler daha kuraktır. Bu etkilerin hepsine çevresel (dış) faktörler denir. Şimdi tek tek bunları grafiklerle beraber inceleyelim.

1) KARBONDİOKSİT MİKTARI:

Karbondioksit gazı fotosentezin gerçekleşmesi için gerekli maddelerdendir. Karbondioksit gazı yapraklardaki gözenekler yardımı ile alınarak fotosenteze katılır. Ne kadar fazla karbondioksit alınırsa o kadar fazla klorofil aktif hale gelir ve fotosentez hızı artar.

KARBONDİOKSİT MİKTARININ ARTMASI FOTOSENTEZ HIZINI ARTTIRIR ve BİR SÜRE SONRA FOTOSENTEZ HIZI SABİT KALIR.

Fotosentezin bir süre sonra sabit hızda devam etmesinin iki sebebi vardır.

1) Ortama alınan karbondioksit miktarı arttıkça aktif olan klorofil miktarı da artar. Ancak yaprakta sınırsız sayıda klorofil yoktur. Bir süre sonra yapraklardaki tüm klorofiller aktif hale geleceği için FOTOSENTEZ HIZI SABİT KALIR.

2) Fotosentez hızına etki eden tek faktör KARBONDİOKSİT DEĞİLDİR. Karbondioksit miktarının artması fotosentezi bir noktaya kadar hızlandırır fakat su miktarı, ışık şiddeti, ışığın dalga boyu (ışığın rengi), sıcaklık gibi faktörlerin istenilen seviyede olmaması fotosentezin sabit hızda devam etmesine neden olur. Karbondioksit miktarı ışık şiddetiyle orantılı olarak artarsa fotosentez hızı daha yüksek seviyelere ulaşır.

2) SU MİKTARI:

Su fotosentez olayının gerçekleşmesi için gerekli olan maddelerdendir. Su kökler yardımı ile alınarak fotosentez olayına katılır. Ne kadar fazla su alınırsa aktif hale gelen klorofil sayısı da artacağı için fotosentez hızı artar.

SU MİKTARININ ARTMASI FOTOSENTEZ HIZINI ARTTIRIR ve BİR SÜRE SONRA FOTOSENTEZ HIZI SABİT KALIR.

Fotosentezin bir süre sonra sabit hızda devam etmesinin iki sebebi vardır.

1) Ortama alınan SU miktarı arttıkça aktif olan klorofil miktarı da artar. Ancak yaprakta sınırsız sayıda klorofil yoktur. Bir süre sonra yapraklardaki tüm klorofiller aktif hale geleceği için FOTOSENTEZ HIZI SABİT KALIR.

2) Fotosentez hızına etki eden tek faktör SU DEĞİLDİR. Su miktarının artması fotosentezi bir noktaya kadar hızlandırır fakat karbondioksit miktarı, ışık şiddeti, ışığın dalga boyu (ışığın rengi), sıcaklık gibi faktörlerin istenilen seviyede olmaması fotosentezin sabit hızda devam etmesine neden olur.

3) IŞIK MİKTARI (ŞİDDETİ):

Işık fotosentez için gerekli olan enerjidir. Üretici canlılarda sitoplazma içerisindeki klorofiller yardımı ile IŞIK ENERJİSİNİ KİMYASAL ENERJİYE DÖNÜŞTÜRÜR. Işık şiddeti arttırılırsa aktif olan klorofil sayısı da artarak FOTOSENTEZ HIZINI ARTTIRIR.

IŞIK ŞİDDETİNİN (MİKTARININ) ARTMASI FOTOSENTEZ HIZINI ARTTIRIR ve BİR SÜRE SONRA FOTOSENTEZ HIZI SABİT KALIR.

Fotosentezin bir süre sonra sabit hızda devam etmesinin iki sebebi vardır.

1) IŞIK ŞİDDETİ (MİKTARI) arttıkça aktif olan klorofil miktarı da artar. Ancak yaprakta sınırsız sayıda klorofil yoktur. Bir süre sonra yapraklardaki tüm klorofiller aktif hale geleceği için FOTOSENTEZ HIZI SABİT KALIR.

2) Fotosentez hızına etki eden tek faktör IŞIK ŞİDDETİ DEĞİLDİR. IŞIK MİKTARININ artması fotosentezi bir noktaya kadar hızlandırır fakat karbondioksit miktarı, sıcaklık, su miktarı ve ışığın dalga boyu (ışığın rengi) gibi faktörlerin istenilen seviyede olmaması fotosentezin sabit hızda devam etmesine neden olur.

4) Sıcaklık:

Fotosentez enzimlerin etkili olduğu bir kimyasal tepkimedir. Enzimler fotosentezin gerçekleşmesini ve hızını arttıran protein yapılı moleküllerdir. Sıcaklık değerinin belli bir seviyenin altında veya üstünde olması enzimlerin yapısını etkileyerek FOTOSENTEZ HIZINI değiştirir.

FOTOSENTEZ HIZININ YÜKSEK OLDUĞU SICAKLIKLAR 25 İLE 35 C arasıdır.

UYARI: DÜŞÜK SICAKLIKLAR ENZİMLERİN YAPISINI ETKİLEYEREK aktfiliğinin kaybolmasına neden olur. Bu sebeple fotosentez hızı DÜŞÜK SICAKLIKLARDA AZALIR.

UYARI: YÜKSEK SICAKLIKLAR ENZİMLERİN YAPISINI ETKİLEYEREK BOZULMASINA sebep olur. Bu sebeple fotosentez hızı yüksek sıcaklıklarda YAVAŞLAR.

5) Işığın Dalga Boyu (Işığın Rengi):

Beyaz ışığın tüm renklerin birleşiminden oluştuğunu 7. Sınıfta öğrenmiştik. Bu renklerin herbiri fotosentez hızına farklı şekilde etki eder. Bazı ışık renkleri yapraklarda bulunan KLOROFİLLER tarafından daha fazla SOĞURULUR bazı ışık renkleri ise DAHA fazla YANSIR.

FOTOSENTEZ HIZI EN FAZLA MOR ve KIRMIZI ışıkta gerçekleşir. Çünkü KLOROFİL MOLEKÜLÜNÜN EN FAZLA SOĞURDUĞU RENKLER MOR ve KIRMIZI ışık renkleridir.

FOTOSENTEZ HIZI EN AZ YEŞİL ışıkta gerçekleşir. Çünkü KLOROFİL MOLEKÜLÜNÜN EN FAZLA YANSITTIĞI RENK YEŞİL ışık rengidir.

UNUTMAYINIZ: Klorofiller yeşil renkli oldukları için YEŞİL ışığı daha fazla yansıtırlar.

Tebrikler. Fotosentez konusunu bitirdin şimdi 8. Sınıf 6. Ünite Fotosentez 1. Çalışma Kağıdı‘nı çözebilirsin. Başarılar dilerim.