Bir hücrenin fotosentez hızı birim zamanda tükettiği karbondioksit veya ürettiği oksijen miktarı ile ölçülür.
Fotosentetik bir hücre gündüz hem oksijenli solunum hem de fotosentez yaparken geceleri sadece oksijenli solunum yapar. Ancak fotosentez hızı sadece birim zamanda atmosferden alınan karbondioksit veya atmosfere verilen oksijen miktarına göre belirlenemez. Fotosentez hızını etkileyen başka birçok faktör bulunur.
Bunları bitkisel kalıtsal faktörler ve çevresel faktörler olarak ikiye ayırıyoruz. Bitkisel faktörlere genetik faktörler ya da iç faktörler de diyebiliriz.
Çevresel faktörler de tabii ki dış faktörlerdir.
Yaprak sayısı, yaprak yüzey genişliği, kloroplast sayısı, stoma sayısı, kütikula kalınlığı, yaprak tüyü sayısı bitkisel faktörlerdendir.
Stomaya gözenek adını da veriyoruz.
Stoma da yapısında kloroplast bulundurur ve fotosentez yapar.
Bu ilk 4 madde artarsa fotosentez hızı artar.
Kütikula mumsu bir tabakadır.
Normalde su kaybını engelleme gibi bir görevi vardır.
Özellikle kurak bölge bitkilerinde kütikula kalındır.
Ancak kütikulanın kalınlaşması ışık geçirgenliğini azaltacağı için fotosentez hızını da azaltır.
Eğer yapraktaki tüyler fazla olursa da yine aynı şekilde ışık geçişi engelleneceği için bunların sayısının artması da fotosentez hızını azaltır.
Şimdi çevresel faktörlere bakalım.
Işığın dalga boyu, ışık şiddeti, karbondioksit miktarı, sıcaklık, su miktarı, mineral miktarı, pH gibi faktörler çevresel faktörlerdir.
Şimdi bunları tek tek inceleyelim.
Fotosentez ışık enerjisi olmadan gerçekleşmez.
Fotosentezin başlayabilmesi için ışığın klorofil tarafından soğurulması gerekir. Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızlanır, ancak ışık şiddetinin sürekli arttırılması fotosentez hızını aynı oranda arttırmaz.
Çünkü fotosentez hızını sınırlandıran başka faktörler de bulunur. Hatta bunu minimum kuralıyla açıklıyoruz.
Minimum kuralını birazdan tekrar açıklıyor olacağım. Şimdi karbondioksit yoğunluğunun fotosentez hızına olan etkisini inceleyelim.
Fotosentetik canlıların yaşadığı ortamdaki karbondioksit yoğunluğu belirli bir seviyeye kadar arttığında fotosentez hızı da artar.
Ancak belirli bir noktadan sonra karbondioksit seviyesindeki artış fotosentez hızını arttırmaz.
Sodyum hidroksit, potasyum hidroksit, baryum hidroksit, kalsiyum hidroksit gibi bileşikler karbondioksit ile tepkimeye girer ve özel tuzları oluşturur. Bu nedenle bu tür bileşiklere karbondioksit tutucusu denir.
Ortamda karbondioksit tutucularının bulunması fotosentez hızını düşürür.
Fotosentez reaksiyonlarında birden çok enzim çeşidi görev alır.
Enzimler protein yapılıdır. Proteinlerin yüksek sıcaklıkta denatüre olduğunu hatırlayın.
Bu nedenle sıcaklık değişimleri fotosentez tepkimelerinin gerçekleşme hızını etkiler.
Enzimlerin en iyi görev yaptığı sıcaklık değerine optimum sıcaklık denilmektedir. Optimum sıcaklığa kadar olan artışlar fotosentezi hızlandırır.
Bu değerin altında veya üstünde olan sıcaklık değerleri fotosentezi yavaşlatır.
Grafiği incelediğimiz zaman yüksek sıcaklığın fotosentezi azalttığını görüyoruz.
Sıcaklığın çok fazla artması da bir süre sonra fotosentezi durdurur. Bu değerler bitkiden bitkiye değişebilir.
O yüzden grafik sorularını çözerken her zaman grafiğe göre yorumlama yapınız.
Işık şiddeti ve sıcaklık bir arada düşünülecek olursa yüksek ışık şiddeti altındaki sıcaklık artışı fotosentezi belirli bir değere kadar hızlandırır.
Ancak düşük ışık şiddeti altındaki sıcaklık artışı fotosentez hızında belirgin bir artışa neden olmaz.
Fotosentez 380 ile 750 nanometre dalga boyu aralığındaki görünür ışıkta gerçekleşir. Klorofil pigmenti mor, mavi ve kırmızı dalga boylu ışıkları daha çok soğurduğu için fotosentez bu ışıklarda daha hızlı gerçekleşir.
Yeşil dalga boylu ışık ise klorofil tarafından çok az miktarda soğurulduğu için fotosentez yeşil ışıkta en düşük hızda gerçekleşir.
380 nanometreden kısa dalga boylu ışıklara morötesi, 750 nanometre dalga boyundan daha uzun olan ışıklara kızılötesi denir.
Bu ışıklarda fotosentez gerçekleşmez.
Bu saydığımız faktörlerden birinin yetersiz olması fotosentezin yavaşlamasına ya da durmasına neden olur.
Fotosentez hızını miktarı en düşük olan faktörün belirlemesine minimum kuralı denir. Minerallerin de fotosentezde çok önemli görevleri vardır.
Bunlardan birkaçını söyleyelim.
Mesela demir, klorofilin sentezi için şarttır.
Aynı zamanda ETS elemanlarından biri olan ferrodoksinin yapısına katılır.
Magnezyum klorofilin yapısına katılır.
Fosfor ATP ve nükleik asitlerin, azot aminoasit ve nükleik asitlerin yapısında bulunur.
Eğer bir hücrede su miktarı %15'in altındaysa enzimler çalışamaz.
Yani enzimler çalışamazsa da yine fotosentez gerçekleşemez. O yüzden su miktarı da fotosentez hızını etkileyen önemli bir çevresel faktördür. Son olarak yapay ışıklandırmadan bahsedelim. Işığın fotosentez üzerindeki etkisi tarımsal ürün miktarını arttırmada yapay ışık kullanımını gündeme getirmiştir.
Kış aylarında gündüzlerin kısalması, bulutlu gün sayısının fazla olması ve doğal ışık yoğunluğunun azalması bitkilerin büyüme ve gelişmesini olumsuz etkiler.
Doğal ışığın yetersiz olduğu durumlarda azalan ışık miktarının elektriksel aydınlatma ile karşılanmasına yapay ışıklandırma denir.
Yapay ışıklandırma seracılıkta sıklıkla kullanılmaktadır.
Mor ve kırmızı ışıkta yapılan aydınlatma fotosentezi hızlandırarak ürün verimini arttırmaktadır.
Fotosentetik bir hücre gündüz hem oksijenli solunum hem de fotosentez yaparken geceleri sadece oksijenli solunum yapar. Ancak fotosentez hızı sadece birim zamanda atmosferden alınan karbondioksit veya atmosfere verilen oksijen miktarına göre belirlenemez. Fotosentez hızını etkileyen başka birçok faktör bulunur.
Bunları bitkisel kalıtsal faktörler ve çevresel faktörler olarak ikiye ayırıyoruz. Bitkisel faktörlere genetik faktörler ya da iç faktörler de diyebiliriz.
Çevresel faktörler de tabii ki dış faktörlerdir.
Yaprak sayısı, yaprak yüzey genişliği, kloroplast sayısı, stoma sayısı, kütikula kalınlığı, yaprak tüyü sayısı bitkisel faktörlerdendir.
Stomaya gözenek adını da veriyoruz.
Stoma da yapısında kloroplast bulundurur ve fotosentez yapar.
Bu ilk 4 madde artarsa fotosentez hızı artar.
Kütikula mumsu bir tabakadır.
Normalde su kaybını engelleme gibi bir görevi vardır.
Özellikle kurak bölge bitkilerinde kütikula kalındır.
Ancak kütikulanın kalınlaşması ışık geçirgenliğini azaltacağı için fotosentez hızını da azaltır.
Eğer yapraktaki tüyler fazla olursa da yine aynı şekilde ışık geçişi engelleneceği için bunların sayısının artması da fotosentez hızını azaltır.
Şimdi çevresel faktörlere bakalım.
Işığın dalga boyu, ışık şiddeti, karbondioksit miktarı, sıcaklık, su miktarı, mineral miktarı, pH gibi faktörler çevresel faktörlerdir.
Şimdi bunları tek tek inceleyelim.
Fotosentez ışık enerjisi olmadan gerçekleşmez.
Fotosentezin başlayabilmesi için ışığın klorofil tarafından soğurulması gerekir. Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızlanır, ancak ışık şiddetinin sürekli arttırılması fotosentez hızını aynı oranda arttırmaz.
Çünkü fotosentez hızını sınırlandıran başka faktörler de bulunur. Hatta bunu minimum kuralıyla açıklıyoruz.
Minimum kuralını birazdan tekrar açıklıyor olacağım. Şimdi karbondioksit yoğunluğunun fotosentez hızına olan etkisini inceleyelim.
Fotosentetik canlıların yaşadığı ortamdaki karbondioksit yoğunluğu belirli bir seviyeye kadar arttığında fotosentez hızı da artar.
Ancak belirli bir noktadan sonra karbondioksit seviyesindeki artış fotosentez hızını arttırmaz.
Sodyum hidroksit, potasyum hidroksit, baryum hidroksit, kalsiyum hidroksit gibi bileşikler karbondioksit ile tepkimeye girer ve özel tuzları oluşturur. Bu nedenle bu tür bileşiklere karbondioksit tutucusu denir.
Ortamda karbondioksit tutucularının bulunması fotosentez hızını düşürür.
Fotosentez reaksiyonlarında birden çok enzim çeşidi görev alır.
Enzimler protein yapılıdır. Proteinlerin yüksek sıcaklıkta denatüre olduğunu hatırlayın.
Bu nedenle sıcaklık değişimleri fotosentez tepkimelerinin gerçekleşme hızını etkiler.
Enzimlerin en iyi görev yaptığı sıcaklık değerine optimum sıcaklık denilmektedir. Optimum sıcaklığa kadar olan artışlar fotosentezi hızlandırır.
Bu değerin altında veya üstünde olan sıcaklık değerleri fotosentezi yavaşlatır.
Grafiği incelediğimiz zaman yüksek sıcaklığın fotosentezi azalttığını görüyoruz.
Sıcaklığın çok fazla artması da bir süre sonra fotosentezi durdurur. Bu değerler bitkiden bitkiye değişebilir.
O yüzden grafik sorularını çözerken her zaman grafiğe göre yorumlama yapınız.
Işık şiddeti ve sıcaklık bir arada düşünülecek olursa yüksek ışık şiddeti altındaki sıcaklık artışı fotosentezi belirli bir değere kadar hızlandırır.
Ancak düşük ışık şiddeti altındaki sıcaklık artışı fotosentez hızında belirgin bir artışa neden olmaz.
Fotosentez 380 ile 750 nanometre dalga boyu aralığındaki görünür ışıkta gerçekleşir. Klorofil pigmenti mor, mavi ve kırmızı dalga boylu ışıkları daha çok soğurduğu için fotosentez bu ışıklarda daha hızlı gerçekleşir.
Yeşil dalga boylu ışık ise klorofil tarafından çok az miktarda soğurulduğu için fotosentez yeşil ışıkta en düşük hızda gerçekleşir.
380 nanometreden kısa dalga boylu ışıklara morötesi, 750 nanometre dalga boyundan daha uzun olan ışıklara kızılötesi denir.
Bu ışıklarda fotosentez gerçekleşmez.
Bu saydığımız faktörlerden birinin yetersiz olması fotosentezin yavaşlamasına ya da durmasına neden olur.
Fotosentez hızını miktarı en düşük olan faktörün belirlemesine minimum kuralı denir. Minerallerin de fotosentezde çok önemli görevleri vardır.
Bunlardan birkaçını söyleyelim.
Mesela demir, klorofilin sentezi için şarttır.
Aynı zamanda ETS elemanlarından biri olan ferrodoksinin yapısına katılır.
Magnezyum klorofilin yapısına katılır.
Fosfor ATP ve nükleik asitlerin, azot aminoasit ve nükleik asitlerin yapısında bulunur.
Eğer bir hücrede su miktarı %15'in altındaysa enzimler çalışamaz.
Yani enzimler çalışamazsa da yine fotosentez gerçekleşemez. O yüzden su miktarı da fotosentez hızını etkileyen önemli bir çevresel faktördür. Son olarak yapay ışıklandırmadan bahsedelim. Işığın fotosentez üzerindeki etkisi tarımsal ürün miktarını arttırmada yapay ışık kullanımını gündeme getirmiştir.
Kış aylarında gündüzlerin kısalması, bulutlu gün sayısının fazla olması ve doğal ışık yoğunluğunun azalması bitkilerin büyüme ve gelişmesini olumsuz etkiler.
Doğal ışığın yetersiz olduğu durumlarda azalan ışık miktarının elektriksel aydınlatma ile karşılanmasına yapay ışıklandırma denir.
Yapay ışıklandırma seracılıkta sıklıkla kullanılmaktadır.
Mor ve kırmızı ışıkta yapılan aydınlatma fotosentezi hızlandırarak ürün verimini arttırmaktadır.
