Fotosentez olduk?a karma??k bir s?re?tir ve iki a?amay? i?erir: her zaman yaln?zca ayd?nl?kta meydana gelen ???k ve karanl?kta. T?m i?lemler kloroplastlar?n i?inde ?zel k???k organlar olan tilakoidlerde meydana gelir. I??k faz? s?ras?nda, bir miktar ???k klorofil taraf?ndan emilir ve bunun sonucunda ATP ve NADPH molek?lleri olu?ur. Daha sonra su par?alanarak hidrojen iyonlar? olu?ur ve bir oksijen molek?l? a???a ??kar. ?u soru ortaya ??k?yor: Bu anla??lmaz gizemli maddeler nelerdir: ATP ve NADH?

ATP, t?m canl? organizmalarda bulunan ve genellikle “enerji” para birimi olarak adland?r?lan ?zel bir organik molek?ld?r. Y?ksek enerjili ba?lar i?eren ve v?cuttaki herhangi bir organik sentez ve kimyasal i?lemde enerji kayna?? olan bu molek?llerdir. NADPH asl?nda bir hidrojen kayna??d?r, do?rudan karbondioksit kullan?larak fotosentezin ikinci, karanl?k a?amas?nda ortaya ??kan y?ksek molek?ler organik maddelerin - karbonhidratlar?n sentezinde kullan?l?r. Ama her ?eyi s?rayla ele alal?m.

Fotosentezin ???k a?amas?

Kloroplastlar ?ok say?da klorofil molek?l? i?erir ve hepsi g?ne? ?????n? emer. Ayn? zamanda ???k di?er pigmentler taraf?ndan emilir ancak fotosentez yapamazlar. S?recin kendisi yaln?zca ?ok az say?da bulunan baz? klorofil molek?llerinde meydana gelir. Di?er klorofil molek?lleri, karotenoidler ve di?er maddeler ?zel anten ve ???k toplama kompleksleri (LHC) olu?turur. Antenler gibi ???k kuantumunu emerler ve uyar?m? ?zel reaksiyon merkezlerine veya tuzaklara iletirler. Bu merkezler, bitkilerin iki taneye sahip oldu?u fotosistemlerde bulunur: fotosistem II ve fotosistem I. ?zel klorofil molek?lleri i?erirler: s?ras?yla fotosistem II - P680 ve fotosistem I - P700'de. Tam olarak bu dalga boyundaki (680 ve 700 nm) ????? emerler.

Diyagram, fotosentezin ???k a?amas?nda her ?eyin nas?l g?r?nd???n? ve ger?ekle?ti?ini daha net hale getiriyor.

?ekilde P680 ve P700 klorofilli iki fotosistem g?r?yoruz. ?ekil ayr?ca elektron ta??nmas?n?n ger?ekle?ti?i ta??y?c?lar? da g?stermektedir.

Yani: iki fotosistemin her iki klorofil molek?l? de bir ???k kuantumunu emer ve heyecanlan?r. Elektron e- (?ekilde k?rm?z?) daha y?ksek bir enerji seviyesine hareket eder.

Uyar?lm?? elektronlar ?ok y?ksek enerjiye sahiptir; k?r?l?rlar ve kloroplastlar?n i? yap?lar? olan tilakoidlerin zarlar?nda bulunan ?zel bir ta??y?c? zincirine girerler. ?ekil, klorofil P680'den fotosistem II'den bir elektronun plastokinona ve fotosistem I'den klorofil P700'den ferredoksine gitti?ini g?stermektedir. Klorofil molek?llerinin kendisinde, ??kar?ld?ktan sonra elektronlar?n yerine pozitif y?kl? mavi delikler olu?ur. Ne yapal?m?

Elektron eksikli?ini telafi etmek i?in fotosistem II'nin klorofil P680 molek?l? sudan elektronlar? kabul eder ve hidrojen iyonlar? olu?ur. Ayr?ca suyun par?alanmas? nedeniyle atmosfere oksijen sal?n?r. Ve ?ekilde g?r?lebilece?i gibi klorofil P700 molek?l?, fotosistem II'den gelen bir ta??y?c? sistem arac?l???yla elektron eksikli?ini telafi ediyor.

Genel olarak ne kadar zor olursa olsun fotosentezin ???k a?amas? tam olarak bu ?ekilde ilerler; as?l ?z? elektronlar?n transferidir. ?ekilde ayr?ca elektron ta??nmas?na paralel olarak H+ hidrojen iyonlar?n?n zardan ge?erek tilakoid i?inde birikti?ini de g?rebilirsiniz. Orada ?ok say?da olduklar?ndan, resimde turuncu olan, sa?da g?sterilen ve mantar gibi g?r?nen ?zel bir konjugasyon fakt?r?n?n yard?m?yla d??ar? do?ru hareket ederler.

Son olarak, yukar?da bahsedilen NADH bile?i?inin olu?umuyla sonu?lanan elektron ta??nmas?n?n son ad?m?n? g?r?yoruz. Ve H+ iyonlar?n?n transferi nedeniyle enerji para birimi sentezlenir - ATP (?ekilde sa?da g?r?l?yor).

B?ylece fotosentezin ???k a?amas? tamamlan?r, atmosfere oksijen sal?n?r, ATP ve NADH olu?ur. S?rada ne var? Vaat edilen organik madde nerede? Daha sonra esas olarak kimyasal s?re?lerden olu?an karanl?k a?ama gelir.

Fotosentezin karanl?k a?amas?

Fotosentezin karanl?k a?amas? i?in karbondioksit (CO2) ?nemli bir bile?endir. Bu nedenle bitkinin onu s?rekli olarak atmosferden almas? gerekir. Bu ama?la yapra??n y?zeyinde ?zel yap?lar - stomalar bulunur. A??ld?klar?nda CO2 yapra?a girer, suda ??z?n?r ve fotosentezin ???k faz?yla reaksiyona girer.

?o?u bitkide ???k faz? s?ras?nda CO2, be? karbonlu bir organik bile?i?e (be? karbon molek?l?nden olu?an bir zincir) ba?lan?r ve sonu?ta ?? karbonlu bir bile?i?in iki molek?l? (3-fosfogliserik asit) olu?ur. ??nk? Birincil sonu? tam olarak bu ?? karbonlu bile?iklerdir; bu t?r fotosentez yapan bitkilere C3 bitkileri denir.

Kloroplastlarda meydana gelen daha ileri sentezler olduk?a karma??kt?r. Sonu?ta, glikoz, sakaroz veya ni?astan?n sentezlenebilece?i alt? karbonlu bir bile?ik olu?ur. Bitkinin enerji biriktirdi?i bu organik maddeler formundad?r. Bunlar?n sadece k???k bir k?sm? ?ar?af?n i?inde kal?r ve ihtiya?lar? i?in kullan?l?r. Karbonhidratlar?n geri kalan? bitki boyunca seyahat eder ve tam olarak enerjiye en ?ok ihtiya? duyulan yerlere, ?rne?in b?y?me noktalar?na gider.

Fotosentez - Klorofil ve ???k enerjisi kullanarak inorganik maddelerden organik maddeler olu?turmak ve oksijeni atmosfere salmak i?in karada ve suda b?y?k ?l?ekte uygulanan benzersiz bir s?re? sistemi.

Fotosentezin karanl?k evresinin t?m s?re?leri, do?rudan ???k t?ketimi olmadan ger?ekle?ir, ancak ???k enerjisinin kat?l?m?yla olu?an y?ksek enerjili maddeler (ATP ve NADP.H), fotosentezin ayd?nl?k evresinde bunlarda ?nemli bir rol oynar. Karanl?k faz s?ras?nda, ATP'nin makroenerjetik ba?lar?n?n enerjisi, karbonhidrat molek?llerinin organik bile?iklerinin kimyasal enerjisine d?n??t?r?l?r. Bu, g?ne? ?????n?n enerjisinin, biyosferin enerjisinde ve ?zellikle gezegenimizin t?m canl? n?fusunun ya?am aktivitesi i?in b?y?k ?nem ta??yan organik maddelerin atomlar? aras?ndaki kimyasal ba?larda oldu?u gibi korundu?u anlam?na gelir.

Fotosentez, h?crenin kloroplastlar?nda meydana gelir ve g?ne? ?????ndan gelen enerjinin t?ketilmesiyle ortaya ??kan, klorofil ta??yan h?crelerde karbonhidrat sentezidir. Fotosentezin ???k ve s?cakl?k a?amalar? vard?r. I??k faz?, ???k kuantumunun do?rudan t?ketilmesiyle sentez s?recine gerekli enerjiyi NADH ve ATP formunda sa?lar. Karanl?k faz - ?????n kat?l?m? olmadan, ancak ?ok say?da kimyasal reaksiyonla (Calvin d?ng?s?) ba?ta glikoz olmak ?zere karbonhidratlar?n olu?umunu sa?lar. Biyosferde fotosentezin ?nemi ?ok b?y?kt?r.

Bu sayfada a?a??daki konularda materyaller bulunmaktad?r:

• K?saca fotosentez nas?l ger?ekle?ir?

• Fotosentez: kimya, ayd?nl?k ve karanl?k fazlar

• Fotosentezin ke?fi hakk?nda k?sa bir rapor izleyin

• K?saca fotosentez s?reci

• Fotosentezin ayd?nl?k ve karanl?k faz?na y?nelik testler

Bu materyalle ilgili sorular:

Fotosentez iki a?amadan olu?ur: ayd?nl?k ve karanl?k.

I??k faz?nda, ???k kuantumlar? (fotonlar) klorofil molek?lleri ile etkile?ime girer, bunun sonucunda bu molek?ller ?ok k?sa bir s?re i?in daha fazla enerji a??s?ndan zengin "uyar?lm??" duruma ge?er. Baz? "uyar?lm??" molek?llerin a??r? enerjisi daha sonra ?s?ya d?n??t?r?l?r veya ???k olarak yay?l?r. Bir k?sm? da suyun ayr??mas? nedeniyle sulu ??zeltide her zaman bulunan hidrojen iyonlar?na aktar?l?r. Ortaya ??kan hidrojen atomlar?, organik molek?ller (hidrojen ta??y?c?lar?) ile gev?ek bir ?ekilde birle?tirilir. Hidroksit iyonlar? "OH" elektronlar?n? di?er molek?llere verir ve serbest radikallere d?n???rler. OH radikalleri birbirleriyle etkile?ime girerek su ve molek?ler oksijen olu?umuna neden olur:

4OH = O2 + 2H2O Dolay?s?yla, fotosentez s?ras?nda olu?an ve atmosfere sal?nan molek?ler oksijenin kayna?? fotolizdir - suyun ?????n etkisi alt?nda ayr??mas?. Suyun fotolizine ek olarak, g?ne? ???n?m? enerjisi, ???k faz?nda oksijenin kat?l?m? olmadan ATP ve ADP ve fosfat?n sentezi i?in kullan?l?r. Bu ?ok verimli bir s?re?tir: Kloroplastlar, oksijenin kat?l?m?yla ayn? bitkilerin mitokondrilerinde oldu?undan 30 kat daha fazla ATP ?retir. Bu sayede fotosentezin karanl?k a?amas?ndaki i?lemler i?in gerekli enerji biriktirilmi? olur.

I???a ihtiya? duyulmayan karanl?k faz?n kimyasal reaksiyonlar? kompleksinde anahtar yer CO2'nin ba?lanmas?d?r. Bu reaksiyonlar, ???k faz? s?ras?nda sentezlenen ATP molek?llerini ve suyun fotolizi s?ras?nda olu?an ve ta??y?c? molek?llerle ili?kili hidrojen atomlar?n? i?erir:

6СО2 + 24Н -» С6Н12О6 + 6НО

G?ne? ?????n?n enerjisi bu ?ekilde karma??k organik bile?iklerin kimyasal ba?lar?n?n enerjisine d?n??t?r?l?r.

87. Fotosentezin bitkiler ve gezegen i?in ?nemi.

Fotosentez biyolojik enerjinin ana kayna??d?r; fotosentetik ototroflar onu organik maddeleri inorganik olanlardan sentezlemek i?in kullan?r; heterotroflar, ototroflar taraf?ndan kimyasal ba?lar ?eklinde depolanan enerjinin pahas?na bulunur ve onu solunum ve fermantasyon s?re?lerinde serbest b?rak?r. ?nsanl???n fosil yak?tlar? (k?m?r, petrol, do?algaz, turba) yakarak elde etti?i enerji, fotosentez s?recinde de depolanmaktad?r.

Fotosentez, inorganik karbonun biyolojik d?ng?ye ana girdisidir. Atmosferdeki t?m serbest oksijen biyojenik k?kenlidir ve fotosentezin bir yan ?r?n?d?r. Oksitleyici bir atmosferin olu?mas? (oksijen felaketi), d?nya y?zeyinin durumunu tamamen de?i?tirdi, solunumun ortaya ??kmas?n? m?mk?n k?ld? ve daha sonra ozon tabakas?n?n olu?mas?ndan sonra ya?am?n karaya ula?mas?n? sa?lad?. Fotosentez i?lemi t?m canl?lar?n beslenmesinin temeli olmas?n?n yan? s?ra insanl??a yak?t (odun, k?m?r, ya?), lif (sel?loz) ve say?s?z faydal? kimyasal bile?ik sa?lar. Mahsul?n kuru a??rl???n?n yakla??k %90-95'i, fotosentez s?ras?nda havadan birle?en karbondioksit ve sudan olu?ur. Geriye kalan %5-10'luk k?s?m ise topraktan elde edilen mineral tuzlardan ve nitrojenden gelmektedir.

?nsanlar fotosentez ?r?nlerinin yakla??k %7'sini g?da, hayvan yemi, yak?t ve in?aat malzemesi olarak kullan?rlar.

D?nyadaki en yayg?n s?re?lerden biri olan fotosentez, karbon, oksijen ve di?er elementlerin do?al d?ng?lerini belirleyerek gezegenimizdeki ya?am?n maddi ve enerji temelini sa?lar. Fotosentez atmosferik oksijenin tek kayna??d?r.

Fotosentez D?nya ?zerindeki en yayg?n s?re?lerden biridir; do?adaki karbon, O2 ve di?er elementlerin d?ng?s?n? belirler. Gezegendeki t?m ya?am?n maddi ve enerjisel temelini olu?turur. Her y?l fotosentez sonucunda yakla??k 8 1010 ton karbon organik madde ?eklinde ba?lan?r ve 1011 tona kadar sel?loz olu?ur. Kara bitkileri fotosentez sayesinde y?lda yakla??k 1,8 1011 ton kuru biyok?tle ?retir; Okyanuslarda her y?l yakla??k ayn? miktarda bitki biyok?tlesi olu?uyor. Tropikal ormanlar, arazinin toplam fotosentetik ?retimine %29'a kadar katk?da bulunurken, her t?r orman?n katk?s? %68'dir. Y?ksek bitkilerin ve alglerin fotosentezi atmosferik O2'nin tek kayna??d?r. Yakla??k 2,8 milyar y?l ?nce D?nya'da O2 olu?umu ile su oksidasyon mekanizmas?n?n ortaya ??k???, biyolojik evrimdeki en ?nemli olay olup, G?ne? ?????n? biyosferdeki serbest enerjinin ana kayna?? haline getirirken, suyu da neredeyse s?n?rs?z bir enerji haline getirmektedir. Canl? organizmalardaki maddelerin sentezi i?in hidrojen kayna??d?r. Sonu? olarak, modern bir bile?im atmosferi olu?tu, O2, g?dan?n oksidasyonu i?in uygun hale geldi ve bu, olduk?a organize heterotrofik organizmalar?n (karbon kayna?? olarak eksojen organik maddeleri kullanan) ortaya ??kmas?na yol a?t?. G?ne? ???n?m? enerjisinin fotosentez ?r?nleri formundaki toplam depolanmas? y?lda yakla??k 1,6 1021 kJ'dir ve bu, insanl???n modern enerji t?ketiminin yakla??k 10 kat?d?r. G?ne? radyasyonu enerjisinin yakla??k yar?s?, fotosentez (fizyolojik olarak aktif radyasyon veya PAR) i?in kullan?lan spektrumun g?r?n?r b?lgesindedir (400 ila 700 nm aras? dalga boyu l). IR radyasyonu, oksijen ?reten organizmalar?n (y?ksek bitkiler ve algler) fotosentezi i?in uygun de?ildir, ancak baz? fotosentetik bakteriler taraf?ndan kullan?l?r.

Kemosentez s?recinin S.N. Vinogradsky taraf?ndan ke?fi. S?recin ?zellikleri.

Kemosentez, mikroorganizmalar?n ya?am? boyunca amonyak, hidrojen s?lfit ve di?er kimyasallar?n oksidasyonu s?ras?nda a???a ??kan enerji nedeniyle ortaya ??kan karbondioksitten organik maddelerin sentezlenmesi i?lemidir. Kemosentezin ba?ka bir ad? da vard?r - kemolitoototrofi. 1887'de S. N. Vinogradovsky taraf?ndan kemosentezin ke?fi, canl? organizmalar i?in temel olan metabolizma t?rleri hakk?ndaki bilim anlay???n? k?kten de?i?tirdi. Kemosentez, bir?ok mikroorganizma i?in tek beslenme t?r?d?r ??nk? tek karbon kayna?? olarak karbondioksiti ?z?mseyebilirler. Kemosentez, fotosentezden farkl? olarak ???k enerjisi yerine redoks reaksiyonlar? sonucunda ?retilen enerjiyi kullan?r.

Bu enerji, adenozin trifosforik asit (ATP) sentezi i?in yeterli olmal? ve miktar? 10 kcal/mol'? ge?melidir. Oksitlenen maddelerin bir k?sm? zaten sitokrom d?zeyinde zincire elektronlar?n? verir ve b?ylece indirgeyici maddenin sentezi i?in ek enerji t?ketimi yarat?l?r. Kemosentez s?ras?nda, organik bile?iklerin biyosentezi, karbondioksitin ototrofik asimilasyonundan dolay?, yani fotosentez s?ras?nda oldu?u gibi meydana gelir. H?cre zar?na yerle?en bakteriyel solunum enzimleri zinciri boyunca elektronlar?n aktar?lmas? sonucunda ATP formunda enerji elde edilir. ?ok y?ksek enerji t?ketimi nedeniyle, hidrojen hari? t?m kemosentez yapan bakteriler olduk?a az biyok?tle olu?turur, ancak ayn? zamanda b?y?k miktarda inorganik maddeyi oksitlerler. Hidrojen bakterileri, bilim insanlar? taraf?ndan protein ?retmek ve ?zellikle kapal? ekolojik sistemlerde gerekli olan atmosferi karbondioksitten temizlemek i?in kullan?l?yor. Kemosentetik bakterilerin ?ok ?e?itli t?rleri vard?r ve bunlar?n ?o?u ps?domonadlara aittir; ayn? zamanda filamentli ve tomurcuklanan bakteriler, leptospira, spirilla ve korinebakteriler aras?nda da bulunurlar.

Prokaryotlar?n kemosentez kullan?m?na ?rnekler.

Kemosentezin ?z? (Rus ara?t?rmac? Sergei Nikolaevich Vinogradsky taraf?ndan ke?fedilen bir s?re?), v?cudun kendisi taraf?ndan basit (inorganik) maddelerle ger?ekle?tirilen redoks reaksiyonlar? yoluyla enerji ?retimidir. Bu t?r reaksiyonlar?n ?rnekleri, amonyumun nitrite veya iki de?erlikli demirin ferrik'e, hidrojen s?lf?r?n k?k?rde vb. oksidasyonu olabilir. Prokaryotlar?n yaln?zca belirli gruplar? (kelimenin geni? anlam?yla bakteriler) kemosentez yapabilir. Kemosentez nedeniyle, ?u anda yaln?zca baz? hidrotermal b?lgelerin ekosistemleri (okyanus taban?nda, azalt?lm?? maddeler a??s?ndan zengin s?cak yeralt? sular?n?n ??k??lar?n?n bulundu?u yerler - hidrojen, hidrojen s?lf?r, demir s?lf?r vb.) ve ayr?ca son derece basit olanlar bulunmaktad?r. Karadaki kaya faylar?nda ?ok derinlerde bulunan, yaln?zca bakterilerden olu?an ekosistemler.

Bakteriler kemosentetiktir, kayalar? yok eder, at?k suyu ar?nd?r?r ve mineral olu?umuna kat?l?r.

Gezegendeki her canl?n?n hayatta kalabilmek i?in g?daya veya enerjiye ihtiyac? vard?r. Baz? organizmalar di?er canl?larla beslenirken baz?lar? kendi besinlerini ?retebilirler. Fotosentez ad? verilen bir s?re?te kendi besinleri olan glikozu ?retirler.

Fotosentez ve solunum birbirine ba?l?d?r. Fotosentezin sonucu, kimyasal enerji olarak depolanan glikozdur. Depolanan bu kimyasal enerji, inorganik karbonun (karbon dioksit) organik karbona d?n??t?r?lmesinden kaynaklan?r. Nefes alma s?reci depolanan kimyasal enerjiyi serbest b?rak?r.

Bitkilerin hayatta kalabilmeleri i?in ?rettikleri ?r?nlerin yan? s?ra karbon, hidrojen ve oksijene de ihtiya?lar? vard?r. Topraktan emilen su, hidrojen ve oksijen sa?lar. Fotosentez s?ras?nda besin sentezi i?in karbon ve su kullan?l?r. Bitkiler ayr?ca amino asitler (bir amino asit, protein yap?m?nda kullan?lan bir maddedir) yapmak i?in nitratlara ihtiya? duyar. Ayr?ca klorofil ?retebilmek i?in de magnezyuma ihtiya? duyarlar.

Not: Ba?ka besinlere ba??ml? olan canl?lara denir. ?nekler ve b?cek yiyen bitkiler gibi ot?ullar, heterotroflar?n ?rnekleridir. Kendi besinini ?reten canl?lara denir. Ye?il bitkiler ve algler ototroflara ?rnektir.

Bu yaz?da bitkilerde fotosentezin nas?l ger?ekle?ti?i ve bu i?lem i?in gerekli ko?ullar hakk?nda daha fazla bilgi edineceksiniz.

fotosentezin tan?m?

Fotosentez, bitkilerin ve baz? alglerin, enerji kayna?? olarak yaln?zca ????? kullanarak karbondioksit ve sudan glikoz ve oksijen ?retti?i kimyasal i?lemdir.

Bu s?re? D?nya'daki ya?am i?in son derece ?nemlidir ??nk? t?m ya?am?n ba?l? oldu?u oksijeni serbest b?rak?r.

Bitkiler neden glikoza (g?da) ihtiya? duyar?

?nsanlar ve di?er canl?lar gibi bitkilerin de hayatta kalabilmeleri i?in beslenmeye ihtiya?lar? vard?r. Glikozun bitkiler i?in ?nemi ?u ?ekildedir:

• Fotosentezle ?retilen glikoz, solunum s?ras?nda bitkinin di?er hayati i?lemler i?in ihtiya? duydu?u enerjiyi a???a ??karmak i?in kullan?l?r.
• Bitki h?creleri ayr?ca glikozun bir k?sm?n? ihtiya? duyuldu?unda kullan?lan ni?astaya d?n??t?r?r. Bu nedenle ?l? bitkiler kimyasal enerji depolad?klar? i?in biyok?tle olarak kullan?lmaktad?r.
• B?y?meyi ve di?er ?nemli s?re?leri desteklemek i?in gerekli olan proteinler, ya?lar ve bitkisel ?ekerler gibi di?er kimyasallar?n yap?m?nda da glikoza ihtiya? vard?r.

Fotosentezin a?amalar?

Fotosentez s?reci iki a?amaya ayr?l?r: ayd?nl?k ve karanl?k.

Fotosentezin ???k a?amas?

Ad?ndan da anla??laca?? gibi ???k fazlar? g?ne? ?????na ihtiya? duyar. I???a ba??ml? reaksiyonlarda, g?ne? ?????ndan gelen enerji klorofil taraf?ndan emilir ve elektron ta??y?c? molek?l NADPH (nikotinamid adenin din?kleotid fosfat) ve enerji molek?l? ATP (adenozin trifosfat) formunda depolanm?? kimyasal enerjiye d?n??t?r?l?r. I??k fazlar? kloroplast i?indeki tilakoid membranlarda meydana gelir.

Fotosentezin karanl?k a?amas? veya Calvin d?ng?s?

Karanl?k fazda veya Calvin d?ng?s?nde, ayd?nl?k fazdan gelen uyar?lm?? elektronlar, karbondioksit molek?llerinden karbonhidrat olu?umu i?in enerji sa?lar. I??ktan ba??ms?z fazlar, s?recin d?ng?sel do?as?ndan dolay? bazen Calvin d?ng?s? olarak adland?r?l?r.

Karanl?k fazlar, reaktan olarak ????? kullanmasa da (ve sonu? olarak g?nd?z veya gece meydana gelebilir), i?lev g?rebilmek i?in ????a ba?l? reaksiyonlar?n ?r?nlerine ihtiya? duyarlar. I??ktan ba??ms?z molek?ller, yeni karbonhidrat molek?lleri olu?turmak i?in enerji ta??y?c? molek?ller ATP ve NADPH'ye ba??ml?d?r. Enerji aktar?ld?ktan sonra, enerji ta??y?c? molek?ller daha enerjik elektronlar ?retmek i?in ???k fazlar?na geri d?ner. Ayr?ca bir?ok karanl?k faz enzimi ???kla aktive edilir.

Fotosentez a?amalar?n?n ?emas?

Not: Bu, bitkiler ???k fazlar?n?n ?r?nlerini kulland?klar?ndan, ?ok uzun s?re ???ktan mahrum b?rak?l?rsa karanl?k fazlar?n devam etmeyece?i anlam?na gelir.

Bitki yapraklar?n?n yap?s?

Yapra??n yap?s? hakk?nda daha fazla bilgi sahibi olmadan fotosentezi tam olarak inceleyemeyiz. Yaprak, fotosentez s?recinde hayati bir rol oynayacak ?ekilde uyarlanm??t?r.

Yapraklar?n d?? yap?s?

• Kare

Bitkilerin en ?nemli ?zelliklerinden biri de yapraklar?n?n y?zey alan?n?n geni? olmas?d?r. Ye?il bitkilerin ?o?u, fotosentez i?in gereken kadar g?ne? enerjisi (g?ne? ?????) yakalayabilen geni?, d?z ve a??k yapraklara sahiptir.

• Merkezi damar ve yaprak sap?

Merkezi damar ve yaprak sap? birle?erek yapra??n taban?n? olu?turur. Yaprak sap?, yapra?? m?mk?n oldu?u kadar fazla ???k alacak ?ekilde konumland?r?r.

• Yaprak b??a??

Basit yapraklarda tek yaprak ayas? bulunurken, karma??k yapraklarda birden fazla yaprak ayas? bulunur. Yaprak b??a??, fotosentez s?recine do?rudan kat?lan yapra??n en ?nemli bile?enlerinden biridir.

• Damarlar

Yapraklarda bulunan damar a??, suyun g?vdeden yapraklara ta??nmas?n? sa?lar. A???a ??kan glikoz ayr?ca yapraklardan damarlar yoluyla bitkinin di?er k?s?mlar?na da g?nderilir. Ek olarak, bu yaprak par?alar? g?ne? ?????n? daha fazla yakalamak i?in yaprak b??a??n? destekler ve d?z tutar. Damarlar?n d?zeni (venasyon) bitkinin t?r?ne ba?l?d?r.

• Yaprak taban?

Yapra??n taban?, g?vde ile eklemlenen en alt k?sm?d?r. ?o?unlukla yapra??n taban?nda bir ?ift stip?l bulunur.

• Yaprak kenar?

Bitki t?r?ne ba?l? olarak yapra??n kenar? farkl? ?ekillerde olabilir: tam, p?r?zl?, t?rt?kl?, ?entikli, ?entikli vb.

• Yaprak ucu

Yapra??n kenar? gibi u? k?sm? da ?e?itli ?ekillerde olabilir: keskin, yuvarlak, geni?, uzun, uzat?lm?? vb.

Yapraklar?n i? yap?s?

A?a??da yaprak dokular?n?n i? yap?s?n?n yak?n bir diyagram? verilmi?tir:

• K?tik?l

K?tik?l, bitkinin y?zeyindeki ana koruyucu tabaka g?revi g?r?r. Kural olarak yapra??n ?st k?sm? daha kal?nd?r. K?tik?l, bitkiyi sudan koruyan balmumu benzeri bir maddeyle kapl?d?r.

• Epidermis

Epidermis, yapra??n ?rt? dokusu olan bir h?cre tabakas?d?r. Ana i?levi, yapra??n i? dokular?n? dehidrasyondan, mekanik hasardan ve enfeksiyonlardan korumakt?r. Ayn? zamanda gaz de?i?imi ve terleme s?recini de d?zenler.

• Mezofil

Mezofil bir bitkinin ana dokusudur. Fotosentez s?recinin ger?ekle?ti?i yer buras?d?r. ?o?u bitkide mezofil iki katmana b?l?nm??t?r: ?stteki tabaka ?ittir ve alttaki s?ngerimsidir.

• Savunma kafesleri

Koruma h?creleri, yapraklar?n epidermisinde bulunan ve gaz de?i?imini kontrol etmek i?in kullan?lan ?zel h?crelerdir. Stomalar i?in koruyucu bir i?lev g?r?rler. Su serbest?e mevcut oldu?unda stoma g?zenekleri geni?ler, aksi takdirde koruyucu h?creler yava?lar.

• Stoma

Fotosentez, havadaki karbondioksitin (CO2) stomalar yoluyla mezofil dokusuna n?fuz etmesine ba?l?d?r. Fotosentezin yan ?r?n? olarak ?retilen oksijen (O2), bitkiyi stomalar yoluyla terk eder. Stomalar a??k oldu?unda, buharla?ma yoluyla su kaybolur ve terleme ak??? yoluyla k?kler taraf?ndan emilen suyla de?i?tirilmesi gerekir. Bitkiler, havadan emilen CO2 miktar?n? ve stoma g?zeneklerinden su kayb?n? dengelemek zorunda kal?r.

Fotosentez i?in gerekli ko?ullar

Bitkilerin fotosentez i?lemini ger?ekle?tirebilmesi i?in ihtiya? duydu?u ko?ullar ?unlard?r:

• Karbondioksit. Havada bulunan renksiz, kokusuz, bilimsel ad? CO2 olan bir do?al gazd?r. Karbon ve organik bile?iklerin yanmas? s?ras?nda olu?ur ve ayr?ca solunum s?ras?nda da ortaya ??kar.
• su. Kokusuz ve tats?z (normal ko?ullar alt?nda) berrak, s?v? bir kimyasald?r.
• I??k. Yapay ???k da bitkiler i?in iyi olsa da do?al g?ne? ?????, bitkiler ?zerinde olumlu etkisi olan do?al ultraviyole ???k i?erdi?inden genellikle fotosentez i?in daha iyi ko?ullar sa?lar.
• Klorofil. Bitki yapraklar?nda bulunan ye?il bir pigmenttir.
• Besinler ve mineraller. Bitki k?klerinin topraktan emdi?i kimyasallar ve organik bile?ikler.

Fotosentez sonucunda neler ?retilir?

• Glikoz;
• Oksijen.

(I??k enerjisi madde olmad??? i?in parantez i?inde g?sterilmi?tir)

Not: Bitkiler CO2’yi yapraklar? arac?l???yla havadan, suyu ise k?kleri arac?l???yla topraktan al?rlar. I??k enerjisi G?ne?'ten gelir. Ortaya ??kan oksijen yapraklardan havaya sal?n?r. Ortaya ??kan glikoz, enerji rezervi olarak kullan?lan ni?asta gibi ba?ka maddelere d?n??t?r?lebilir.

Fotosentezi te?vik eden fakt?rlerin bulunmamas? veya yetersiz miktarda bulunmas? durumunda bitki olumsuz etkilenebilir. ?rne?in az ???k, bitkinin yapraklar?n? yiyen b?cekler i?in uygun ko?ullar yarat?r, su eksikli?i ise bitkinin yava?lamas?na neden olur.

Fotosentez nerede ger?ekle?ir?

Fotosentez, bitki h?crelerinin i?inde, kloroplast ad? verilen k???k plastidlerde meydana gelir. Kloroplastlar (?o?unlukla mezofil tabakas?nda bulunur) klorofil ad? verilen ye?il bir madde i?erir. A?a??da fotosentezi ger?ekle?tirmek i?in kloroplastla birlikte ?al??an h?crenin di?er k?s?mlar? bulunmaktad?r.

Bir bitki h?cresinin yap?s?

Bitki h?cre k?s?mlar?n?n fonksiyonlar?

• : yap?sal ve mekanik destek sa?lar, h?creleri korur, h?cre ?eklini sabitler ve belirler, b?y?me h?z?n? ve y?n?n? kontrol eder ve bitkilere ?ekil verir.
• : Enzim kontroll? kimyasal s?re?lerin ?o?u i?in bir platform sa?lar.
• : Maddelerin h?cre i?ine ve d???na hareketini kontrol ederek bir bariyer g?revi g?r?r.
• : yukar?da a??kland??? gibi, fotosentez s?reci yoluyla ???k enerjisini emen ye?il bir madde olan klorofil i?erirler.
• : H?cre sitoplazmas?nda suyun depoland??? bo?luk.
• : H?crenin aktivitelerini kontrol eden genetik bir i?aret (DNA) i?erir.

Klorofil, fotosentez i?in gerekli olan ???k enerjisini emer. I????n t?m renk dalga boylar?n?n emilmedi?ine dikkat etmek ?nemlidir. Bitkiler ?ncelikle k?rm?z? ve mavi dalga boylar?n? emer; ye?il aral?ktaki ????? emmezler.

Fotosentez s?ras?nda karbondioksit

Bitkiler havadaki karbondioksiti yapraklar? arac?l???yla al?rlar. Karbondioksit, yapra??n alt k?sm?ndaki k???k bir delikten (stoma) s?zar.

Yapra??n alt k?sm?, karbondioksitin yapraklardaki di?er h?crelere ula?mas?n? sa?layacak ?ekilde gev?ek aral?kl? h?crelere sahiptir. Bu ayn? zamanda fotosentez sonucu ?retilen oksijenin yapraktan kolayl?kla ayr?lmas?n? sa?lar.

Soludu?umuz havada karbondioksit ?ok d???k konsantrasyonlarda bulunur ve fotosentezin karanl?k a?amas?nda gerekli bir fakt?rd?r.

Fotosentez s?ras?nda ???k

Yaprak genellikle geni? bir y?zey alan?na sahiptir, bu nedenle ?ok fazla ???k emebilir. ?st y?zeyi mumsu bir tabaka (k?tik?l) sayesinde su kayb?ndan, hastal?klardan ve hava ko?ullar?ndan korunur. ?ar?af?n ?st k?sm? ?????n vurdu?u yerdir. Bu mezofil tabakas?na palisade denir. ?ok say?da kloroplast i?erdi?inden b?y?k miktarda ????? emecek ?ekilde uyarlanm??t?r.

I??k evrelerinde fotosentez s?reci daha fazla ???kla artar. I??k fotonlar? ye?il bir yaprak ?zerinde yo?unla??rsa daha fazla klorofil molek?l? iyonize olur ve daha fazla ATP ve NADPH ?retilir. I??k, fotofazlarda son derece ?nemli olmas?na ra?men, a??r? miktar?n?n klorofillere zarar verebilece?i ve fotosentez s?recini azaltabilece?i unutulmamal?d?r.

I??k fazlar? s?cakl??a, suya veya karbondioksite ?ok ba?l? de?ildir, ancak hepsi fotosentez s?recini tamamlamak i?in gereklidir.

Fotosentez s?ras?nda su

Bitkiler fotosentez i?in ihtiya? duyduklar? suyu k?klerinden al?rlar. Toprakta yeti?en k?k k?llar? vard?r. K?kler, suyun kolayca ge?mesine izin veren geni? bir y?zey alan? ve ince duvarlarla karakterize edilir.

Resimde yeterli suya sahip olan bitkiler (solda) ve eksik olan h?creler (sa?da) g?sterilmektedir.

Not: K?k h?creler genellikle karanl?kta olduklar? ve fotosentez yapamad?klar? i?in kloroplast i?ermezler.

Bitki yeterince su ?ekemezse solar. Su olmazsa bitki yeterince h?zl? fotosentez yapamaz ve hatta ?lebilir.

Suyun bitkiler i?in ?nemi nedir?

• Bitki sa?l???n? destekleyen ??z?nm?? mineraller sa?lar;
• Bir ula??m arac?d?r;
• ?stikrar? ve do?rulu?u korur;
• Nemi so?utur ve doyurur;
• Bitki h?crelerinde ?e?itli kimyasal reaksiyonlar?n ger?ekle?tirilmesini m?mk?n k?lar.

Do?ada fotosentezin ?nemi

Fotosentezin biyokimyasal s?reci, suyu ve karbondioksiti oksijen ve glikoza d?n??t?rmek i?in g?ne? ?????ndan gelen enerjiyi kullan?r. Glikoz, bitkilerde doku b?y?mesi i?in yap? ta?lar? olarak kullan?l?r. Yani fotosentez k?klerin, g?vdelerin, yapraklar?n, ?i?eklerin ve meyvelerin olu?ma y?ntemidir. Fotosentez i?lemi olmadan bitkiler b?y?yemez veya ?o?alamaz.

• ?reticiler

Bitkiler fotosentetik yeteneklerinden dolay? ?retici olarak bilinirler ve yery?z?ndeki hemen hemen her besin zincirinin temelini olu?tururlar. (Algler bitkilerin e?de?eridir). Yedi?imiz t?m yiyecekler fotosentetik olan organizmalardan gelir. Bu bitkileri do?rudan yeriz veya inek, domuz gibi bitkisel besin t?keten hayvanlar? yeriz.

• Besin zincirinin temeli

Sucul sistemlerde bitkiler ve algler de besin zincirinin temelini olu?turur. Algler besin g?revi g?r?r ve bu da daha b?y?k organizmalar i?in besin kayna?? g?revi g?r?r. Sucul ortamlarda fotosentez olmasayd? ya?am m?mk?n olmazd?.

• Karbondioksit giderme

Fotosentez karbondioksiti oksijene d?n??t?r?r. Fotosentez s?ras?nda atmosferdeki karbondioksit bitkiye girer ve daha sonra oksijen olarak a???a ??kar. Karbondioksit seviyelerinin endi?e verici oranlarda artt??? g?n?m?z d?nyas?nda, karbondioksiti atmosferden uzakla?t?ran her t?rl? s?re? ?evresel a??dan ?nemlidir.

• Besin d?ng?s?

Bitkiler ve di?er fotosentetik organizmalar besin d?ng?s?nde hayati bir rol oynar. Havadaki azot bitki dokusunda sabitlenir ve proteinlerin olu?turulmas? i?in kullan?labilir hale gelir. Toprakta bulunan mikro besinler bitki dokusuna da dahil edilebilir ve besin zincirinin ilerisindeki ot?ullar?n kullan?m?na sunulabilir.

• Fotosentetik ba??ml?l?k

Fotosentez ?????n yo?unlu?una ve kalitesine ba?l?d?r. G?ne? ?????n?n t?m y?l boyunca bol oldu?u ve suyun s?n?rlay?c? bir fakt?r olmad??? Ekvator'da bitkiler y?ksek b?y?me h?zlar?na sahiptir ve olduk?a b?y?k boyutlara ula?abilmektedir. Tersine, okyanusun derin k?s?mlar?nda fotosentez daha az meydana gelir ??nk? ???k bu katmanlara n?fuz etmez ve bu da daha ?orak bir ekosisteme neden olur.

Bir hata bulursan?z l?tfen metnin bir k?sm?n? vurgulay?n ve t?klay?n. Ctrl+Enter.

Fotosentez gibi bu kadar hacimli bir materyali iki e?li derste a??klamak daha iyidir - o zaman konunun alg?s?n?n b?t?nl??? kaybolmaz. Ders, fotosentez ?al??malar?n?n tarihi, kloroplastlar?n yap?s? ve yaprak kloroplastlar?n?n incelenmesine ili?kin laboratuvar ?al??malar? ile ba?lamal?d?r. Bundan sonra fotosentezin ayd?nl?k ve karanl?k a?amalar?n?n incelenmesine ge?mek gerekir. Bu a?amalarda meydana gelen reaksiyonlar? a??klarken genel bir ?ema ?izmek gerekir:

A??klarken ?izmeniz gerekiyor fotosentezin ???k faz?n?n diyagram?.

1. Grana tilakoid zarlar?nda bulunan bir klorofil molek?l? taraf?ndan bir miktar ???k emilmesi, bir elektronun kayb?na yol a?ar ve onu uyar?lm?? bir duruma aktar?r. Elektronlar, elektron ta??ma zinciri boyunca aktar?l?r, bu da NADP +'n?n NADP H'ye indirgenmesine neden olur.

2. Klorofil molek?llerinde a???a ??kan elektronlar?n yerini su molek?llerinin elektronlar? al?r - su, ?????n etkisi alt?nda bu ?ekilde ayr??maya (fotoliz) u?rar. Ortaya ??kan OH- hidroksilleri radikal haline gelir ve 4 OH – -> 2 H 2 O +O 2 reaksiyonunda birle?erek atmosfere serbest oksijenin sal?nmas?na yol a?ar.

3. Hidrojen iyonlar? H+ tilakoid membrana n?fuz etmez ve i?eride birikerek onu pozitif olarak y?kler, bu da tilakoid membran boyunca elektriksel potansiyel fark?n?n (EPD) artmas?na neden olur.

4. Kritik REF'e ula??ld???nda protonlar proton kanal?ndan d??ar? do?ru h?cum eder. Pozitif y?kl? par?ac?klar?n bu ak???, ?zel bir enzim kompleksi kullan?larak kimyasal enerji ?retmek i?in kullan?l?r. Ortaya ??kan ATP molek?lleri, karbon sabitleme reaksiyonlar?na kat?labilecekleri stromaya do?ru hareket eder.

5. Tilakoid membran?n y?zeyine sal?nan hidrojen iyonlar? elektronlarla birle?erek NADP + ta??y?c?s?n? geri y?klemek i?in kullan?lan atomik hidrojeni olu?turur.

Makalenin sponsoru Aris ?irketler grubudur. ?skele (?er?eve cephe LRSP, y?ksek katl? A-48 ?er?eve vb.) ve kulelerin (PSRV "Aris", PSRV "Aris kompakt" ve "Aris-dacha", platformlar?n ?retimi, sat??? ve kiralanmas?. ?skele kelep?eleri, in?aat ?itleri, kuleler i?in tekerlek destekleri. http://www.scaffolder.ru/ adresinde bulunan web sitesinde ?irket hakk?nda daha fazla bilgi edinebilir, ?r?n katalo?unu ve fiyatlar?, ileti?im bilgilerini g?r?nt?leyebilirsiniz.

Bu konuyu ele al?p haz?rlanan ?emaya g?re tekrar analiz ettikten sonra ??rencileri tabloyu doldurmaya davet ediyoruz.

Masa. Fotosentezin ayd?nl?k ve karanl?k fazlar?n?n reaksiyonlar?

Tablonun ilk b?l?m?n? doldurduktan sonra analize ge?ebilirsiniz. fotosentezin karanl?k a?amas?.

Kloroplast?n stromas?nda pentozlar s?rekli olarak bulunur - Calvin d?ng?s?nde (karbon dioksit sabitleme d?ng?s?) olu?an be? karbonlu bile?ikler olan karbonhidratlar.

1. Pentoza karbondioksit eklenerek karars?z bir alt? karbonlu bile?ik olu?turulur ve bu bile?ik iki molek?l 3-fosfogliserik asit (PGA) halinde par?alan?r.

2. PGA molek?lleri ATP'den bir fosfat grubunu kabul eder ve enerji a??s?ndan zenginle?ir.

3. FHA'lar?n her biri, iki ta??y?c?dan bir hidrojen atomunu ba?layarak bir trioza d?n???r. Triozlar birle?erek glikozu ve ard?ndan ni?astay? olu?turur.

4. Trioz molek?lleri farkl? kombinasyonlarda birle?erek pentozlar? olu?turur ve tekrar d?ng?ye dahil olur.

Fotosentezin toplam reaksiyonu:

?ema. Fotosentez s?reci

Test

1. Fotosentez organellerde ger?ekle?ir:

a) mitokondri;
b) ribozomlar;
c) kloroplastlar;
d) kromoplastlar.

2. Klorofil pigmenti ?unlarda yo?unla?m??t?r:

a) kloroplast kabu?u;
b) stroma;
c) tah?llar.

3. Klorofil spektrum b?lgesindeki ????? emer:

a) k?rm?z?;
b) ye?il;
c) mor;
d) b?lge genelinde.

4. Fotosentez s?ras?nda serbest oksijen, a?a??dakilerin par?alanmas? s?ras?nda a???a ??kar:

a) karbondioksit;
b) ATP;
c) NADP;
su.

5. Serbest oksijen ?u durumlarda olu?ur:

a) karanl?k faz;
b) ???k faz?.

6. Fotosentezin ???k a?amas?nda ATP:

a) sentezlendi;
b) b?l?n?r.

7. Kloroplastta birincil karbonhidrat ?u ?ekilde olu?ur:

a) ???k faz?;
b) karanl?k faz.

8. Kloroplastta NADP'ye ihtiya? vard?r:

1) elektronlar i?in bir tuzak olarak;
2) ni?asta olu?umu i?in bir enzim olarak;
3) kloroplast zar?n?n ayr?lmaz bir par?as? olarak;
4) suyun fotolizi i?in bir enzim olarak.

9. Suyun fotolizi:

1) ?????n etkisi alt?nda su birikmesi;
2) ?????n etkisi alt?nda suyun iyonlara ayr??mas?;
3) su buhar?n?n stomalardan sal?nmas?;
4) ?????n etkisi alt?nda yapraklara su enjeksiyonu.

10. I??k kuantumunun etkisi alt?nda:

1) klorofil NADP'ye d?n??t?r?l?r;
2) bir elektron klorofil molek?l?nden ayr?l?r;
3) kloroplast?n hacmi artar;
4) klorofil ATP'ye d?n??t?r?l?r.

EDEB?YAT

Bogdanova T.P., Solodova E.A. Biyoloji. Lise ??rencileri ve ?niversitelere ba?vuran adaylar i?in el kitab?. – M.: LLC “AST-Bas?n Okulu”, 2007.