Fotosentez Tepkimeleri

CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ #3
FOTOSENTEZ TEPKİMELERİ

Fotosentez Tepkimeleri;

Işığa Bağımlı Tepkimeler (Işık olmadan gerçekleşmez.)
→ Devirsiz Fotofosforilasyon
→ Devirli Fotofosforilasyon

Işıktan Bağımsız Tepkimeler (Işık doğrudan kullanılmaz.)
→ Calvin Döngüsü

(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

IŞIĞA BAĞIMLI TEPKİMELER

→ Bu reaksiyonda ışık enerjisi hücrenin doğrudan kullanabildiği kimyasal enerjiye dönüştürülür. Bu dönüşüm için doğrudan ışık kullanıldığı için ışığa bağımlı tepkimeler denir.
⇒ Bu reaksiyon ökaryotlarda→ kloroplastın granasında
⇒ prokaryotlarda→ hücre zarı kıvrımlarında gerçekleşir.

! Işığa bağımlı reaksiyonlarda ATP sentezi için klorofilin ışığı soğurması ve uyarılmış elektronların klorofilden ayrılması gerekir. Elektronlardaki enerjiden ATP sentezi yapılabilmesi için elektronları tutacak ETS kullanılır.

→ Klorofilden ayrılan elektronlar yükseltgenme ve indirgenme kurallarına göre ETS’de bulunan bir molekülden diğerine aktarılır. Bu aktarım sırasında elektronlardaki enerjinin bir kısmı ile ATP sentezlenirken bir kısmı da ısı enerjisine dönüştürülür. Bu şekilde ışık enerjisi yardımıyla ATP sentezlenmesine FOTOFOSFORİLASYON denir.

→ Fotofosforilasyon olayının gerçekleşebilmesi için suyun FOTOLİZine ihtiyaç vardır (Fotoliz = H₂O’nun parçalanması). Fotoliz sonucu açığa çıkan H’ler NDP’nin yapısına katılarak NADPH₂ sentezlenir, açığa çıkan O₂ ise atmosfere verilir (NADP indirgendi).
(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

→ Sonuçta ATP, NADPH₂ ve O₂ üretilir.

Işığa bağımlı tepkimeler
– Devirli – Devirsiz olmak üzere 2’ye ayrılır.
→ Her iki olayda da fotofosforilasyon ile ATP sentezlenir.
→ Devirli Reaksiyonlarda enerji üretilirken, Devirsiz Reaksiyonlarda NADPH₂ üretilir.
✩ Işığa Bağımlı Tepkimelerde üretilen NADPH ve ATP, ışıktan bağımsız evrelerde kullanılmak üzere oraya aktarılır. Bu nedenle fotofosforilasyonla üretilen ATP sadece fotosentezde organik madde sentezi için kullanılır.

Kemiozmatik Hipoteze Göre Fotofosforilasyon

→ Fotosentezin ışığa bağımlı reaksiyonlarındaki elektronlar ETS üzerinde ilerledikçe , stromadaki protonlar tilakoid boşluğa doğru ilerler.
→ Böylece tilakoid boşlukta H⁺ derişimi artar. Protonların çok olduğu yerden (tilakoid), az olduğu yere (stroma) geçişi ATP sentez enzimi ile sağlanır. Bu sırada ATP sentezlenir. Bu şekilde açıklanır.

IŞIKTAN BAĞIMSIZ TEPKİMELER (Calvin Döngüsü)

→ Işığa Bağımlı Tepkimelerin devamı niteliğindedir. Gerçekleşmesi için ışığa bağımlı reaksiyonlarda üretilen ATP ve NADPH’da ihtiyaç vardır.
⇒ Bu reaksiyon ökaryotlarda → stromada
⇒ prokaryotlarda→ sitoplazmada gerçekleşir.
→ Bu reaksiyonda ETS ve klorofil görev almaz. Bu reaksiyonda organik bileşik ve enzimler çok kullanıldığı için yüksek sıcaklıklar fotosentezi yavaşlatır.
→ Bu reaksiyon CO₂’nin, Ribuloz difosfat (RuDP) ile birleşmesiyle başlar.
→ Işıktan bağımsız reaksiyonlarda CO₂, ATP ve NADPH’ın hidrojenleri tüketilip, PGAL sentezlenir. PGAL diğer organik maddelerin sentezinde kullanılır.
→ Işıktan bağımsız reaksiyonlarda 1 molekül CO2’nin döngüye girebilmesi için ışığa bağımlı reaksiyondan gelen 3 ATP ve 2 NADPH’ın kullanılması gerekir. 1 molekül glikoz sentezlenebilmesi için 6 CO2’nin girmesi gerektiği düşünülürse 18 ATP, 12 NADPH’ın kullanılması gerekir.

Işıktan Bağımsız Tepkimeler (Calvin Döngüsü)
(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

! NADP molekülü ışığa bağlı evrede indirgenir, ışıktan bağımsız evrede NADPH yükseltgenir.
! PGAL’den bitkinin ihtiyaç duyduğu tüm organik moleküller dönüşüm reaksiyonları ile üretilir.

Işığa Bağımlı Reaksiyonlar

→ Işık gereklidir.
→ Granada gerçekleşir.
→ Klorofil ve ETS görev alır.
→ Su ve ışık kullanılır.
→ Enzimler görev alır.
→ Sıcaklık değişimlerinden daha az etkilenirler.
→ Sonuçta ATP, NADPH2 ve O2 üretilir.

Işıktan Bağımsız Reaksiyonlar

→ Doğrudan ışık gerekli değildir.
→ Stromada gerçekleşir.
→ Klorofil ve ETS görev almaz.
→ CO2, ATP ve NADPH kullanılır.
→ Çok fazla enzim görev alır.
→ Sıcaklık değişimlerinden daha çok etkilenirler.
→ Sonuçta glikoz ve diğer organik moleküller üretilir.

ORGANİK MOLEKÜL SENTEZİ

PGAL → Aminoasit → Protein
→ Vitamin
→ Azotlu organik baz
→ Glikoz → Disakkarit
→ Polisakkarit
→ Hormon
→ Yağ Asidi ve Gliserol → Trigliserit
(ayrıntılar ve çizimler videoda, betulbiyoloji.com)

✩ Dönüşüm reaksiyonlarının birçoğu kloroplastta gerçekleşir. Fotosentez sonucu oluşan PGAL’den üretilenler;
⇒ aminoasit → protein
⇒ yağ asidi ve gliserol → yağ
⇒ glikoz → disakkarit ve polisakkarit
⇒ hormon
⇒ azotlu organik baz
⇒ vitamin

Fotosentez Tepkimeleri konusundan sonraki konu Fotosentez Hızını Etkileyen Faktörler dir.
Youtube deki Fotosentez Tepkimeleri videoma buradan gidebilirsiniz.