Fotosentez Hızına Etki Eden Faktörler
Güncelleme tarihi: 30 Nis 2019
Melek Bıçakçı - Biyoloji Öğretmeni
MEB KAZANIMLARI NE DİYOR?
Fotosentez hızını etkileyen faktörleri değerlendirir.
a.Fotosentez hızını etkileyen faktörlerden ışık şiddeti, ışığın dalga boyu, sıcaklık, klorofil miktarı ve karbondioksit yoğunluğu verilir.
b.Fotosentez hızını etkileyen faktörlerle ilgili kontrollü deney yaparken bilimsel yöntem basamakları kullanılır.
c.Tarımsal ürün miktarını artırmada yapay ışıklandırma uygulamalarının araştırılması ve
paylaşılması sağlanır.
Genel denklemdeki giren maddelerin miktarının arttırılması durumunda oluşacak ürün miktarı da artacaktır. Birim zamanda tüketilen madde miktarının artışı, birim zamanda oluşacak ürün miktarını da arttıracağından; ortamdaki CO2 ve H2O miktarı fotosentez hızını etkileyecektir. Tepkime okunun üzerine yazılmış olan ışık ve klorofil de fotosentez için gerekli ve etkili faktörlerdir.
FOTOSENTEZE IŞIK ETKİSİ
Fotosentez olayı için ışığın gerekli olduğu ilk bölümde anlatılmıştı. Işığın iki özelliği fotosentez hızı üzerinde etkilidir:
1. Işık şiddeti
2. Işığın dalga boyu
Işık Şiddeti
Işık şiddeti arttıkça belli bir değere kadar fotosentez hızlanır.
Hiçbir faktör tek başına fotosentez hızını sınırsız şekilde arttıramaz. Çünkü fotosentez hızı birçok yapısal ve çevresel faktör tarafından belirlenir.
Örneğin, ışık şiddetinin sürekli arttırıldığını düşünelim. Fotosentez hızı bir değere kadar artacaktır. Ancak daha sonra sabitlenir çünkü ortamdaki CO2 , H2O, klorofil miktarı gibi faktörler sınırlayıcı olacaktır.
Işığın Dalga Boyu
Fotosentez sadece görünür ışıkta yani 380 nM ile 750 nM arasındaki dalga boylarına sahip ışıkta gerçekleşir. Beyaz ışığın prizmadan geçirilmesi sonucu oluşan farklı renkteki ışıkların dalga boyları da farklıdır. Dalga boyu arttıkça ışığın içerdiği enerji miktarı düşer.
Farklı dalga boylarındaki ışıkların kullanılması fotosentez hızını değiştirir. Bununla ilgili olarak Engelmann Deneyi’ ni bilmemiz gerekir.
Engelmann Deneyi:
Bu deneyde ipliksi bir alg ve aerobik yani oksijenli solunum yapan bakteriler kullanılmıştır. Prizmadan geçirilerek renklerine ayrılan beyaz ışık ipliksi alg üzerine düşürülmüştür. Deney ortamına bırakılan aerobik bakterilerin en fazla mor ve kırmızı ışığın ulaştığı kısımlarda; en az sayıda bakterinin yeşil ışığın geldiği kısımda toplandığı görülmüştür.
Fotosentez hızı mor ve kırmızı ışıkta yüksektir, yeşil ışıkta ise oldukça düşüktür. Bunun sebebi, cisimleri yansıttıkları ışığın renginde görmemizdir. Bitkileri neden yeşil görürüz? Çünkü üzerlerine düşen beyaz ışıktaki yeşil ışığı yansıtırlar. Işığın fotosentezde kullanılabilmesi için yansıtılmaması, klorofil tarafından soğurulması gerekir. Bu nedenle yeşil ışıkta fotosentez hızı düşüktür.
FOTOSENTEZE SICAKLIĞIN ETKİSİ
Fotosentezin özellikle ışıktan bağımsız evresinin enzimatik reaksiyonlardan oluştuğunu öğrenmiştik. Ayrıca fotosentezde klorofil gibi pek çok organik molekül görev yapar. Bu nedenle sıcaklık değişimleri fotosentez hızını etkiler. Enzim hızına etki eden faktörlerden bildiğimiz gibi sıcaklık ve pH değişimi ile ilgili grafikler çan eğrisi şeklindedir. Genel olarak 0 santigrat derecenin altındaki ve 45 santigrat derecenin üstündeki sıcaklık değerlerinde fotosentez gerçekleşemez.
Aşağıdaki grafikte sıcaklığın etkisi ile ışık şiddetinin etkisi birlikte görülmektedir.
FOTOSENTEZE KLOROFİL MİKTARININ ETKİSİ
Karotenoidler adı verilen karoten, ksantofil, likopin gibi pigmentler de farklı dalga boylarındaki ışıkları soğurarak klorofile yardımcı olabilirler. Ancak fotosentezde görev alan temel pigment klorofildir.
Klorofil miktarının artması fotosentez hızını arttırır.
FOTOSENTEZE KARBONDİOKSİT MİKTARININ ETKİSİ
Fotosentezin ışıktan bağımsız evresinde karbondioksit kullanıldığını öğrenmiştik. Bu nedenle ortamdaki CO2 miktarı arttıkça fotosentez hızı artar. Ancak tabii ki diğer faktörler sınırlayıcı olacak ve fotosentez hızı bir süre sonra sabitlenecektir.
Aşağıdaki grafikte CO2 miktarı ile ışık şiddetinin etkisi birlikte verilmiştir.
ÖRNEK SORU:
Şekilde görülen bitki 10 santigrat derecelik bir ortamda tutulmakta ve yeterli miktarda sulanmaktadır. Bu bitkinin fotosentez hızını, tabloda verilen faktörleri değiştirerek arttırınız ve azaltınız.
Tabloya yazabileceğimiz değişimlerden bazıları şu şekilde olabilir.
NOT: Her ne kadar kazanımlarda olmasa da fotosentez hızını etkileyen birkaç faktörü daha bilmemizde fayda olacaktır. Su miktarının arttırılması bir değere kadar fotosentez hızını arttıracaktır. Bu konuda elbette dikkatli olunmalı, bitkinin çürüme olasılığı göz önünde bulundurulmalıdır. Su bitkisini kullanılırsa, suyuna az miktarda gazoz, maden suyu gibi maddelerin ilave edilmesi de karbondioksit miktarını arttıracağından fotosentezi hızlandıracaktır. Maden suyu ayrıca mineral miktarını da arttıracağı için daha etkili olacaktır. Bir bitkinin bulunduğu ortamdaki mineral miktarlarının yeterli olması, o bitkinin yapacağı fotosentezi olumlu yönde etkileyecektir. Çünkü klorofil, enzimler gibi pek çok fotosentez elemanının sentezi için minerallere ihtiyaç vardır.
YAPAY IŞIKLANDIRMA
Günümüz teknolojisi ile oluşturulan seralarda pek çok çiçek, sebze ve meyve istenilen her mevsimde ve oldukça verimli şekilde yetiştirilmektedir. Bunun en önemli sebeplerinden biri yapay ışıklandırmanın kullanımıdır. Verilen ışığın şiddeti, dalga boyu ve süresi ayarlanarak bu durum mümkün kılınmaktadır.