Enerji Dönüşümleri (Fotosenaaa-Solunum)

Organik evrim teorisine göre ilkel atmosferde yer alan CO2 H2O H2 NH3CH4 vb. gibi moleküller şimşekyıldırım ve u.v ışınların etkisiyle basit organik moleküller haline dönüştü. (Atmosferde oksijen yoktu.)

Şimşek+Yıldırım

CO2+H2O+H2+NH3+CH4-------------------Basit organik moleküller

O2’siz atmosfer

Oluşan organik maddeler yağmur suları ile karaya taşınıp ısı ve u.v etkisiyle karmaşık kompleks moleküller haline dönüştüler.

(Karada) ısı+U.V

Basit organik moleküller ---------------------Karmaşık organik maddeler.

O2’siz atmosfer

Yer kabuğunda oluşan komplex maddeler yağmur suları ile denizlere taşındı. Denizlerde u.v etkisiyle komplex moleküllerden sayısız ve karmaşık reaksiyonlarla ilk canlılığın temeli atıldı ve ilkel hücreler (Koaservat) oluştu.

(Denizlerde) ısı+U.V+Enzimsel maddeler

Komplex organik maddeler ------------------ İlkel hücre (Koaservat)

O2’siz ortam

İlk canlı oksijensiz ortamda oluşmuştur. İhtiyaç duyulan organik maddeler cansız ortamda inorganik koşullarda senaaalenmekte ve bol miktarda bulunmaktadır. İlkel hücre ihtiyacı olan enerjiyi ortamdaki organik moleküllerden oksijensiz solunumla elde etmekteydi. Bu mekanizma günümüze kadar gelmiştir.(Fermantasyon)

İlkel hücre

Organik madde------------------ Basit organik ve inorganik madde+Enerji

Enzim

Not:Bu yöntemle elde edilen enerji ilkel hücreler için yeterlidir.

İlkel hücrelerden bazıları sahip olduğu enzimlerle kendi organik maddelerini inorganik maddelerden üretebilme yeteneğine sahip oldular. Bunun en ilkel şekli kemosenaaadi zamanla fotosenaaa gelişti.

İleri hücre formları

İnorganik maddeler---------------------- Organik maddeler

Kemosenaaa ve Fotosenaaa

Fotosenaaain ortaya çıkışıyla:

1-O2 üretimi sağlanarak ozon (O3) oluşumu gerçekleşmiştir. Ozon U.V ışınlar atmosferin üst katmanlarında tutmuş böylece canlılar önce deniz (su) yüzeyine sonra karaya çıkışını sağlamıştır.

2-O2 üretimi ile O2 li solunumum başlamasına olanak tanımış enerji üretiminin artması ile canlıların fizyolojik karakterlerinde artmaya özelliklerinin çeşitlenmesine sayılarının ve çeşitlerinin artmasına neden olmuştur.

3-Oksijenin yüksek oksidasyon yeteneği nedeni ile; O2 yi etkisizleştirip kullanımını sağlayan enzim taşımayan canlıların hızla azalmasını O2 yi kullanabilen canlıların ise hızla çoğalarak sayılarının artmasını sağlayan doğal seleksiyonu başlatmıştır.

4-O2 nin üretimi ile inorganik ortamdaki organik madde üretimi engellenmiş fotosenaaa canlılar için en önemli organik madde üretim mekanizması olmuştur.

Not: Fotosenaaaden önce (ozon oluşmadan) organik madde senaaai için gerekli enerji u.v şimşek yıldırımlarla gerçekleşirken fotosenaaade madde senaaai için gerekli enerji güneşin görünür ışınları (450-760n.m) ile gerçekleşir .Ozon bu ışınların geçişine engel değildir.

Not: Bugün yaşayan bütün canlılar (Kemosentetik ler hariç) ihtiyaç duydukları organik besini ve oksijeni fotosenaaaden karşılarlar.


Fotosenaaain özgün olayları
Işık

1-6CO2 + 6H2O ----------------C6H12O6 + 6O2

Klorofil

2-Kloroplastta gerçekleşir.

3-Fotosentetik ototroflarda görülür.

4-Hammaddeler CO2 ve H2O dur.(Bakterilerde H ve H2S kullanılır)

5-Ürünler glikoz ve O2 dir.(Bakterilerde O2 yerine S oluşur)

6-Işıkta gerçekleşir.

7-Anabolik reaksiyonlarıdır.

8-Hidrojen akseptörü NADP dir

9-İnorganik madde organik maddeye dönüşür.

10-Işık enerjisi kimyasal bağ Enerjisine dönüşür

11-Fotofosforilasyon la ATP senaaai yapılır.

12-Klorofil ve su elektron kaynağıdır.(Bakterilerde H ve H2S elektron ve H kaynağı olarak rol alır)

13-Elektronların son alıcısı klorofil ve NADP dir.

14-Canlıda ağırlık artışı olur.

15-Senaaalenen ilk ürünler karbonhidratlardır.

Bakteriyel fotosenaaain özellikleri
1-Sitoplazmada gerçekleşir

2-Klorofiller sitoplazmik zar katlanmaları olan tilakoidlerde yer alır

3-H ve elektron kaynağı olarak H2 veya H2S kullanılır

4-Işık gereklidir

5-Yan ürün olarak O2 oluşmaz

6-Anaerobiktirler

Protista ve bitkilerde gerçekleşen fotosenaaain özellikleri
1-Kloroplastlarda gerçekleşir

2-Klorofiller kloroplastlardaki granalarda yer alır

3-H ve elektron kaynağı H2O dur

4-Yan ürün olarak O2 oluşur

5-Işık gereklidir

Fotosenaaain evreleri:

A-Işık evresi reaksiyonları


a-Devirli fotofosforilasyon

Özellikleri:

1-Işık varlığında gerçekleşir

2-Granalarda gerçekleşir

3-Enzim görev almaz

4-Elektron kaynağı klorofildir

5- e.t.s ye aktarılan her elektrona karşılık 2 ATP senaaai gerçekleşir

6-Klorofilden e.t.s ye aktarılan elektronlar yine aynı klorofil tarafından tutulurlar

7-Bu seride sadece karanlık evrede kullanılmak üzere ATP senaaai gerçekleşir

b-Devirsiz fotofosforilasyon

Özellikleri:

1-Işık varlığında gerçekleşir

2-Granalarda gerçekleşir

3-Enzim görev almaz

4-Elektron kaynağı PS1PS2 ve H2O dur

5-İki pigment sistemi görev alır

6-Suyun iyonizasyonu ve O2 nın oluşumu bu döngüde gerçekleşir

7-Karanlık evrede kullanılacak ATP ve CO2 nin redüklenmesinde kullanılacak H ler bu evrede üretilir. (ATP ve NADPH2 ler üretilir)

8-Ps1 ve Ps2 nin dört kez indirgenme - yükseltgenme olayına karşılık sistemde 4 ATP2 NADPH2 ve 1 O2 senaaalenir

Genellemeler:

-Işık evresi reaksiyonlarında ihtiyaç duyulanlar:

1-Işık 2-ADP+Pi 3-NADP 4-Klorofil 5-H2O 6-e.t.s

-Işık evresi reaksiyonlarında açığa çıkanlar:

1-ATP 2-HADPH2 3-O2

B-Karanlık evre reaksiyonları:

Özellikleri:

1-Kloroplastlarda stroma da meydana gelir

2-Enzimler rol alır

3-IsıPhSubstrat miktarıİnhibitör ve aktivatörlerden etkilenirler

4-CO2 nin kullanıldığı evredir

5-1 CO2 için bu evrede ışık evrelerinde üretilen 3 ATP ve 2 NADPH2 kullanılır(1 glikoza karşılık 18 ATP ve 12 NADPH2 kullanılır)

6- e.t.s rol almaz

7-CO2 yakalayıcısı olarak Ribuloz difosfat (Pi-5C-Pi) rol alır

8-Işığa ihtiyaç duyulmaz

9-Glikozsukroznişastaa.asitgliserol vb. organik maddelerin üretildiği evredir

Fotosenaaain şematize edilmesi

Fotosenaaa reaksiyonlarında elde edilen ürünlerdeki CH ve O kaynakları aşağıdaki gibidir.

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

CO2: Glikozdaki C ve O kaynağıdır

H2O: Glikozdaki H ve serbest kalan O2 kaynağıdır (Tartışılacak!)

FOTOSENaaa İLGİLİ GRAFİKLER
A- Fotosenaaa: Fotosenaaa reaksiyon hızını etkileyen faktörler:

1-Işık 2-Klorofil 3-CO2 4-H2O 5-Isı

1-Işık faktörü:

1-Temel enerji kaynağıdır.

2-Işık evresinde rol oynar.

3-Dalga boyu ve şiddeti önemlidir.

a) Işığın dalga boyu:Fotosenaaa dalga boyunun 400-750 nm olduğu aralıkta gerçekleşir. Klorofil tarafından mor ışık daha fazla soğurulur ancak fotosenaaain reaksiyon hızı kırmızı ışıkta fazla yeşil ışıkta en az değerdedir

PS1PS2 yükseltgenmesinde ve H2O nun iyonizasyonunda farklı dalga boylarında ışığa ihtiyaç olduğu için fotosenaaain hızı beyaz ışıkta daha fazladır.

b) Işığın şiddeti: Belirli bir ışık şiddetine kadar reaksiyon hızı artar.

Ancak ışık şiddeti güneş(ışık) ve gölge bitkilerinde fotosenaaa reaksiyon hızı üzerine etkisi farklıdır
Not:Işığın fotosenaaa için gerekli enerji kaynağı olmakla beraber klorofilin senaaai içinde ışığa ihtiyaç vardır.

Mg

Öncül madde-----Porfirin---------Mg-porfirin (Karanlıkta gerçekleşir.)

( Fe Enzim )

MG-porfirin-------------Öncül-klorofil------------------Klorofil

Işık


Klorofil senaaai (Kısaca)

Enzim / Işık

( C H O N ) + Mg ---------------------- 1 mol Klorofil

Fe katalizör

2-CO2 faktörü:

1-Karanlık evre reaksiyonlarında görev alır.

2-Glikozun yapısına katılır.

Atmosferde % 003 oranında bulunan karbondioksit % 03 ‘e kadar artırınca reaksiyon hızı artar CO2 nin miktarını daha fazla artırmak reaksiyonu hızlandırmaz.


3-Isı faktörü:

1-Karanlık evre reaksiyonlarında etkendir.

2-Optimal ısı 35 derecedir. (Türe göre değişir.)

3-Fotosenaaain enzimatik reaksiyonlardan olması nedeniyle ısıya karşı duyarlıdır.

4-Su faktörü:

Özellikleri:

1-Güneşten gelen fazla ısının terleme ile uzaklaştırılmasında görev alır.

2-Karbondioksitin redüklenmesinde kullanılan H lerin kaynağıdır.

3-Atmosferin O2 kaynağıdır.

4-Devirsiz fotofosforilasyon da kullanılır.

5-Enzimatik reaksiyonların gerçekleşmesi için gerekli ortamı oluşturur.

Fotosenaaa reaksiyonlarında etken olan faktörler için minimum yasası geçerlidir. Buna göre reaksiyon hızı faktörlerden en zayıfı tarafından belirlenir.