Enerji Dönüşümleri (Fotosentez-Solunum)

Enerji Dönüşümleri (FotosentezSolunum) fotosentez ve solunum video devirli ve devirsiz fotofosforilasyon farkları devirsiz fotofosforilasyon özellikleri Enerji Dönüşümleri (FotosenaaaSolunum) Organik evrim teorisine tarafından ilkel atmosferde yer alan CO2, H2O, H2, NH3,CH4, vb gibi moleküller şimşek,şimşek ve uv ışınların etkisiyle kolay organik moleküller haline dönüştü (Atmosferde oksijen yoktu) Şimşek+Yıldırım CO2+H2O+H2+NH3+CH4Kolay organik moleküller O2’siz atmosfer Oluşan organik maddeler yağmur suları ile karaya taşınıp , ısı ve uv etkisiyle karmaşık karmaşık moleküller haline dönüştüler (Karada) ısı+UV Kolay organik moleküller Kompleks organik maddeler O2’siz atmosfer Yer kabuğunda oluşan komplex maddeler yağmur suları ile denizlere taşındı Denizlerde uv etkisiyle komplex moleküllerden sayısız ve kompleks reaksiyonlarla birincil canlılığın temeli atıldı ve ilkel hücreler (Koaservat) oluştu (Denizlerde) ısı+UV+Enzimsel maddeler Komplex organik maddeler İlkel gözenekli olan (Koaservat) O2’siz ortam Ilk canlı oksijensiz ortamda oluşmuştur Gereksinim duyulan organik maddeler cansız ortamda inorganik koşullarda senaaalenmekte ve oldukça çok bulunmaktadır İlkel gözenekli olan ihtiyacı olan enerjiyi ortamdaki organik moleküllerden oksijensiz solunumla elde etmekteydi Bu mekanizma günümüze değin gelmiştir(Fermantasyon) İlkel hücreli Organik madde Basit organik ve inorganik madde+Enerji Enzim Anekdot: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 hücresel formları İnorganik maddeler Organik maddeler Kemosenaaa ve Fotosenaaa Fotosenaaain ortaya çıkışıyla: 1O2 üretimi sağlanarak ozon (O3) oluşumu gerçekleşmiştir Ozon UV ışınlar atmosferin üst katmanlarında tutmuş, bu nedenle canlılar önce deniz (su) yüzeyine sonradan karaya çıkışını sağlamıştır 2O2 üretimi ile O2 li solunumum başlamasına ihtimal tanımış , enerji üretiminin artması ile canlıların fizyolojik karakterlerinde artmaya ,özelliklerinin çeşitlenmesine, sayılarının ve çeşitlerinin artmasına neden olmuştur 3Oksijenin yüksek oksidasyon yeteneği nedeni ile; O2 yi etkisizleştirip kullanımını karşılayan enzim taşımayan canlıların çabuk azalmasını ,O2 yi kullanabilen canlıların ise tez çoğalarak sayılarının artmasını sağlayan doğal seleksiyonu başlatmıştır 4O2 nin üretimi ile inorganik ortamdaki organik madde üretimi engellenmiş , fotosenaaa canlılar için en önemli organik madde imal mekanizması olmuştur Not: Fotosenaaaden önce (ozon oluşmadan) organik madde senaaai için zorunlu enerji uv , şimşek , yıldırımlarla gerçekleşirken , fotosenaaade madde senaaai için zorunlu enerji güneşin görünür ışınları (450760nm) ile gerçekleşir Ozon bu ışınların geçişine engel değildir Anekdot: Bugün yaşamış bütün canlılar (Kemosentetik ler hariç) gereklilik duydukları organik besini ve oksijeni fotosenaaaden karşılarlar Fotosenaaain benzersiz olayları Işık 16CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 Klorofil 2Kloroplastta gerçekleşir 3Fotosentetik ototroflarda görülür 4Hammaddeler CO2 ve H2O dur(Bakterilerde H ve H2S kullanılır) 5Ürünler glikoz ve O2 dir(Bakterilerde O2 yerine S oluşur) 6Işıkta gerçekleşir 7Anabolik reaksiyonlarıdır 8Hidrojen akseptörü NADP dir 9İnorganik madde organik maddeye dönüşür 10Işık enerjisi kimyasal tahvil Enerjisine dönüşür 11Fotofosforilasyon la ATP senaaai yapılır 12Klorofil ve su elektron kaynağıdır(Bakterilerde H ve H2S, elektron ve H kaynağı olarak rol alır) 13Elektronların son alıcısı klorofil ve NADP dir 14Canlıda siklet artışı olur 15Senaaalenen birincil ürünler karbonhidratlardır Bakteriyel fotosenaaain özellikleri 1Sitoplazmada gerçekleşir 2Klorofiller sitoplazmik zar katlanmaları olan tilakoidlerde yer alır 3H ve elektron kaynağı olarak H2 veya H2S kullanılır 4Işık gereklidir 5Ast ürün olarak O2 oluşmaz 6Anaerobiktirler Protista ve bitkilerde gerçekleşen fotosenaaain özellikleri 1Kloroplastlarda gerçekleşir 2Klorofiller kloroplastlardaki granalarda yer alır 3H ve elektron kaynağı H2O dur 4Ast mahsul olarak O2 oluşur 5Işık gereklidir Fotosenaaain evreleri: AIşık evresi reaksiyonları aPeriyodik fotofosforilasyon Özellikleri: 1Işık varlığında gerçekleşir 2Granalarda gerçekleşir 3Enzim atama almaz 4Elektron kaynağı klorofildir 5 ets ye aktarılan her elektrona karşılık 2 ATP senaaai gerçekleşir 6Klorofilden ets ye aktarılan elektronlar yeniden aynı klorofil kadar tutulurlar 7Bu seride yalnızca karanlık evrede kullanılmak üzere ATP senaaai gerçekleşir bDevirsiz fotofosforilasyon Özellikleri: 1Işık varlığında gerçekleşir 2Granalarda gerçekleşir 3Enzim tayin almaz 4Elektron kaynağı PS1,PS2 ve H2O dur 5İki, pigment sistemi atama alır 6Suyun iyonizasyonu ve O2 nın oluşumu bu döngüde gerçekleşir 7Karanlık evrede kullanılacak ATP ve CO2 nin redüklenmesinde kullanılacak H ler bu evrede üretilir (ATP ve NADPH2 ler üretilir) 8Ps1 ve Ps2 nin dört kez indirgenme yükseltgenme olayına karşılık sistemde 4 ATP,2 NADPH2 ve 1 O2 senaaalenir Genellemeler: Işık evresi reaksiyonlarında gereklilik duyulanlar: 1Işık 2ADP+Pi 3NADP 4Klorofil 5H2O 6ets Işık evresi reaksiyonlarında açığa çıkanlar: 1ATP 2HADPH2 3O2 BKaranlık aşama reaksiyonları: Özellikleri: 1Kloroplastlarda stroma da meydana gelir 2Enzimler rol alır 3Isı,Ph,Substrat miktarı,İnhibitör ve aktivatörlerden etkilenirler 4CO2 nin kullanıldığı evredir 51 CO2 için bu evrede ışık evrelerinde üretilen 3 ATP ve 2 NADPH2 kullanılır(1 glikoza karşılık 18 ATP ve 12 NADPH2 kullanılır) 6 ets rol almaz 7CO2 yakalayıcısı olarak Ribuloz difosfat (Pi5CPi) rol alır 8Işığa ihtiyaç duyulmaz 9Üzüm Şekeri,sukroz,nişasta,aasit,gliserol vb organik maddelerin üretildiği evredir Fotosenaaain şematize edilmesi Fotosenaaa reaksiyonlarında elde edilen ürünlerdeki C,H ve O kaynakları aşağıdaki gibidir 6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 CO2: Glikozdaki C ve O kaynağıdır H2O: Glikozdaki H ve özgürlük kalan O2 kaynağıdır (Tartışılacak!) FOTOSENaaa İLGİLİ GRAFİKLER A Fotosenaaa: Fotosenaaa reaksiyon hızını etkileyen faktörler: 1Işık 2Klorofil 3CO2 4H2O 5Isı 1Işık faktörü: 1Esas enerji kaynağıdır 2Işık evresinde rol oynar 3Dalga boyu ve şiddeti önemlidir a) Işığın dalga boyu:Fotosenaaa dalga boyunun 400750 nm olduğu aralıkta gerçekleşir Klorofil kadar mor ışık daha pozitif soğurulur oysa fotosenaaain reaksiyon hızı kırmızı ışıkta pozitif yeşil ışıkta asgari değerdedir PS1,PS2 yükseltgenmesinde ve H2O nun iyonizasyonunda ayrı dalga boylarında ışığa gereksinim olduğu için fotosenaaain hızı beyaz ışıkta daha fazladır b) Işığın şiddeti: Açıklanmış bir ışık şiddetine kadar reaksiyon hızı artar Oysa ışık şiddeti güneş(ışık) ve gölge bitkilerinde fotosenaaa tepkime hızı üzerine etkisi farklıdır Not:Işığın fotosenaaa için zorunlu güç kaynağı olmakla beraber klorofilin senaaai içinde ışığa gereksinim vardır Mg Öncül maddePorfirinMgporfirin (Karanlıkta gerçekleşir) ( Fe , Enzim ) MGporfirinÖncülklorofilKlorofil Işık Klorofil senaaai (Özetle) Enzim Işık ( C , H , O , N ) + Mg 1 mol Klorofil Fe katalizör 2CO2 faktörü: 1Karanlık aşama reaksiyonlarında ödev alır 2Glikozun yapısına katılır Atmosferde % 0,03 oranında bulunan karbondioksit % 0,3 ‘e değin artırınca tepkime hızı artar CO2 nin miktarını daha pozitif çoğaltmak reaksiyonu hızlandırmaz 3Isı faktörü: 1Karanlık evre reaksiyonlarında etkendir 2Optimal ısı 35 derecedir (Türe göre değişir) 3Fotosenaaain enzimatik reaksiyonlardan olması sebebiyle ısıya karşı duyarlıdır 4Su faktörü: Özellikleri: 1Güneşten gelen pozitif ısının terleme ile uzaklaştırılmasında atama alır 2Karbondioksitin redüklenmesinde kullanılan H lerin kaynağıdır 3Atmosferin O2 kaynağıdır 4Devirsiz fotofosforilasyon da kullanılır 5Enzimatik reaksiyonların gerçekleşmesi için zorunlu ortamı oluşturur Fotosenaaa reaksiyonlarında etken olan faktörler için en düşük yasası geçerlidir Buna tarafından tepkime hızı faktörlerden en zayıfı tarafından belirlenir