ÖZEL EGE İLKÖĞRETİM OKULU BİTKİLERDE FOTOSENTEZ OLAYI Proje Öğretmenimiz: Münire SAVRANOĞLU Hazırlayanlar: Begüm UYSALEFE Fatma ÖZÜM Gamze TÜRK Nihan PAZARCIOĞLU Salih YÜCE Seda TOZDUMAN
İÇİNDEKİLER Sayfa 1. GİRİŞ 2. TEŞEKKÜR 1 3. FOTOSENTEZİN ANLAMI 2 4. FOTOSENTEZİN HAYAT İÇİNÖNEMİ 3 4.1. Fotosentez Ve Besinler 4.2. Fotosentez Ve Çevre 4.3. Işığın Fotosentezdeki Rolü 4.4. Işıksız Fotosentez Olmadığı Nasıl Anlaşılır? 5. FOTOSENTEZİN CANLILAR İÇİN ÖNEMİ 4 6. FOTOSENTEZİN OLUŞUMU 5 7. FOTOSENTEZİN FORMÜLÜ 6 8. FOTOSENTEZİN HIZI 7 9. FOTOSENTEZİN SONUÇLARI 8 10. SONUÇ 9 11. KAYNAKÇA 10 12. RESİM KAYNAKÇA 11
TEŞEKKÜR Bize yardım eden okul kütüphanesine, proje öğretmenimiz Münire Savranoğlu na, ailelerimize ve bize bu imkanları sağlayan okulumuza sonsuz teşekkürlerimizi sunarız. 1
1.FOTOSENTEZİN ANLAMI Bitkinin yassılaşmış, yeşil organına yaprak denir. Fotosentez olayı burada olur. Bitkiler besinlerini üretmekte zorundadır. Bütün canlılar devamlı yaşamları boyunca enerjiye ihtiyaç duyarlar. Bu enerji, aldıkları besinlerden karşılanır. Bitkiler karbondioksit,su ve güneş enerjisi kullanarak besinlerini yaparlar. Bu bitkilerin genç gövdelerinde,dallarında ve yapraklarında bulunan klorofil maddesi besin yapma işini gerçekleştirir. Bu nedenle yeşil bitkilere üreticiler(ototrof) canlılar denir. Hayvanlar,insanlar ve yeşil olmayan bitkiler besin yapamaz. Kendileri besin yapamadığı için hazır besinlerle beslenirler. Bu canlılara tüketiciler(hetotrof) canlılar denir. Yeşil bitkiler,yapraklarındaki klorofil aracılığı ile güneş ışığını toplarlar. Toplanan güneş ışığı kimyasal enerjiye dönüştürülerek, genelde nişasta olarak depolanır ve gelişmek,büyümek için yakıt olarak kullanılır. Bitki güneşten aldığı ışık enerjisi ile karbondioksit ve sudan yararlanarak zengin içerikli bir besin olarak glikoz(şeker) elde etmektedir. Besin elde etme adına gerçekleşen bütün bu kimyasal süreç fotosentez olarak ifade edilir. Foto,ışık anlamına gelir, ışık özümlemesi sonucu doğanın enerji dönüşümünü sağlayan olay fotosentezdir ve bu harika olay bitki yapraklarından besin yapımıdır. Fotosentez, bilim adamlarının tam olarak çözemedikleri eşsiz bir tasarımdır. Bu işlemi çıplak gözle asla göremeyiz. Çünkü bu mekanizma çalışmak için elektronları,atomları ve molekülleri kullanır. Fotosentezin nasıl olduğu bugün bile hala kesin kullanılmamaktadır. Bitkilerdeki klorofil adlı yeşil renkli madde,havadaki karbondioksiti alır. Yapraklarda gece,ışık olmadığından dolayı fotosentez gerçekleşemez. Bu nedenle gece sadece solunum yaparlar,yani gece bulundukları çevreden oksijen alıp,karbondioksit veriler. Ancak ışık karşıda hem fotosentez hem solunum yapalar. *** Bitkiler, kendi besinlerini fotosentez olayı yardımıyla kendileri yaparlar!! 2
2.FOTOSENTEZİN YERYÜZÜNDEKİ HAYAT İÇİN ÖNEMİ Fotosentez işleminin nasıl gerçekleştiğini incelemeden önce, bu işlemin dünyadaki canlı yaşamı için ne kadar önemli bir süreç olduğunu anlayabilmek gerekir. Gözle görülmeyecek kadar küçük bir yerde oluşan bu işlemin tüm canlılara kadar uzanan sonuçlarını genel başlıklar altında inceleyelim: 2.1.Fotosentez ve besinler Güneş enerjisi yemek, vücutta doğrudan kullanmak ya da depolamak mümkün değildir. Bu yüzden güneş enerjisinin farklı bir enerji türüne çevrilmesi gerekir. İşte fotosentez bunu yapar. Bu işlem yoluyla bitkiler, güneş enerjisini daha sonra kullanabilecekleri bir enerji şekline dönüştürürler. Bu işlem yapraklardaki "fotosentetik reaksiyon" merkezlerinde meydana gelir. Burada güneş enerjisi kullanılarak havadaki karbondioksit, nişasta ve diğer yüksek enerjili karbonhidratlara dönüştürülür. Karbon kullanıldıktan sonra ortaya çıkan oksijen ise havaya bırakılır. Bitki daha sonra besine ihtiyaç duyduğunda bu karbonhidratlarda depoladığı enerjiyi kullanır. Elbette bu bitkilerle beslenen canlılar da bitkide bulunan karbonhidratlardan enerji ihtiyaçlarını karşılarlar. İnsanın ihtiyacı olan enerji fotosentez yoluyla bu besinlerde depolanan enerji ile karşılanır. 2.2.Fotosentez ve çevre Tüm canlılar fotosentezde üretilen besinlerle besin yaparlar. Canlılar, havadaki ısısının sürekli olarak artmasına neden olurlar. Her yıl insanların, hayvanların ve toprakta bulunan canlıların yaptıkları solunum sonucunda milyarlarca ton karbondioksit atmosfere karışır.. Yapılan bir araştırmaya göre, son 22 yılda atmosferde görülen karbondioksit artışı 42 milyar tondur. Bu artışın en önemli nedenlerinden biri ise kullanılan yakıtlar ve orman tahribatlarıdır. Oysa durum böyle olmaz. Çünkü bitkilerin ve mikroorganizmaların gerçekleştirdiği fotosentez işleminde sürekli olarak karbondioksit tüketilir ve oksijen üretilir. Bu şekilde de denge korunmuş olur. Yukarıda da belirtildiği gibi, sadece yakıtların neden olduğu karbondioksit artışı 78 milyar ton iken, atmosferde kalan karbondioksit 42 milyar tondur. Bu karbondioksit fazlası, büyük ölçüde fotosentez yoluyla ve okyanuslar aracılığı ile atmosferden temizlenmiştir. Boyutu mikroskobik ölçülerle tanımlanan bir alanda kurulmuş bu örneksiz mekanizmayı tasarlayan kimdir? Elbette bu soru ile birlikte sorulması gereken başka bir soru da şudur: Böyle bir sistemi şuursuz bitki hücrelerinin planladıklarını yani bitkilerin düşünerek planlar yaptıklarını varsayabilir miyiz? Elbette böyle bir şeyi varsayamayız. Çünkü, bitki hücrelerinin tasarlaması, akletmesi gibi bir şey söz konusu değildir. Hücrenin içine baktığımızda gördüğümüz kusursuz sistemi yapan hücrenin kendisi değildir. Peki öyleyse bu sistem düşünebilen yegane varlık olan insan aklının bir ürünü 3 3
müdür? Hayır değildir. 2.3.Işığın fotosentezdeki rolü nedir? Güneş dünyadaki en ıların kullanabileceği kimyasal enerjiye dönüştürülür. Bit-kiler ışık enerjisini ancak fotosentez olayı ilönemli enerji kaynağıdır. Bu enerji ancak bitkiler tarafından alınarak hayvanların ve diğer canle kullanılabilir hale getirirler. Kısacası fotosentezde ışık, enerji kaynağıdır. Bundan dolayı ışıksız ortamda fotosentez olmaz. Işık, klorofil tarafından emilerek fotosentez başlatılır. Klorofilin yeşil ışığı yansıtmasından dolayı bitkiler yeşil renkli olarak görülür. 2.4.Işıksız fotosentez olmadığı nasıl anlaşılır? Saksı bitkisinin yapraklarından birinin üzerini kalın bir kağıtla kapatıp 3-4 gün bekletelim. Kapattığımız kağıdı yapraktan ayırıp başka yapraklarla beraber iyot çözeltisine daldırdığımızda diğer yaprakların koyu mavi renk aldığını görürüz. İyot nişastanın ayıracıdır. Mavi renk alan yapraklarda besin yapıldığı, ışık almayan bölgede ise mavi rengin oluşmadığını görürüz. Bundan da besin yapılmadığı yani fotosentez olmadığı anlaşılır. Işıksız ortamda fotosentez yapılmaz. 3.FOTOSENTEZİN CANLILAR İÇİN ÖNEMİ Tüm canlılar fotosentezde üretilen besinlerle beslenirler.canlıların solunumu ve yakıtların yanması sonucu havaya karışan karbondioksit gazı havayı kirletir. Fotosentezle havaya verilen oksijen, solunum sırasında kullanılan oksijenin havadaki oranını sabit tutar. Hayatın devamı fotosentezle mümkündür. Fotosentez enerji dönüşümünü sağlar. Kullandığımız fosil yakıtların kaynağı fotosentezdir. 4
4.FOTOSENTEZİN OLUŞUMU VE FOTOSENTEZ OLAYI SONUCUNDA ORTAYA ÇIKAN OKSİJEN GAZI Canlıların yaşayabilmesi için mutlaka enerji gereklidir. İnsanda kasların ve kalbin çalışmasını, vücuttaki kimyasal tepkilerin gerçekleşmesini sağlayan bu enerji hayvansal ve bitkisel besinlerden alır. Bütün besinlerdeki enerjinin ilk kaynağı ise güneştir. Yeryüzündeki yaşamın itici gücü olan güneş enerjisinin yeşil bitkiler ve bazı canlılarca alınıp kullanılmasına fotosentez denir. Klorofil taşıyan bitkilerin besin oluşturabilmesi için su,karbonhidrat ve güneş ışığına gereksinimleri vardır. Bitkiler kökleri yardımıyla topraktan su ve suda çözünmüş madensel maddeleri,yaprakları ile de havadan karbondioksiti alırlar. Bu maddeleri güneş ışığı ışığını kullanarak klorofilleri yardımıyla birleştirir ve besin oluştururlar. Olay sonunda ayrıca oksijen gazı ortaya çıkar bu olay fotosentez olayı olarak adlandırılır. Fotosentez olayını formülle aşağıdaki gibi gösteririz. Su + Karbondioksit + Işık Enerjisi + Klorofil Besin + Oksijen (glikoz) Su ve karbondioksit inorganik maddelerdir. Fotosentez olayı sonunda oluşan besin,organik maddelerdir. Demek ki, fotosentez olayında da inorganik maddeler organik maddelere dönüşebilir. Oluşan besin;nişasta,yağ ve protein gibi diğer organik maddelerin yapılması için gerekli olan temel bir maddedir. Fotosentez yeteneği bazı bakterilerde, mavi-yeşil su yosununa ve özellikle yeşil bitkilere özgüdür. Bitki bu enerjiden yararlanarak büyümesini sürdürürken,bir bölümünü de kimyasal enerji biçiminde hücrelerinde depolar. 1.Not: Fotosentez sadece güneş ışığıyla gerçekleşmez. Fotosentez olayı yapay ışıklarla da gerçekleşebilir. 2.Not:Fotosentez olayı için gerekli ortamların hazırlanması gerekir. Fotosentez olayı için ışıklı ortam gereklidir. 5
5. FOTOSENTEZİN FORMÜLÜ Bitkilerde canlılık için gerekli olan güneş ışığı,sıcaklık ve nemdir. Bitkilerde en önemli kısım yapraktır. Fotosentez sürecindeki kimyasal tepkimeler bilim adamları tarafından derinlemesine incelenmiştir. Pek çok maddelerin ve değişik etmenlerin katıldığı uzun ve karmaşık bir süreç olmasına karşın,fotosentez kısaca şöyle özetlenebilir; Güneş ışığı + Karbondioksit + Su = Kimyasal enerji +Oksijen (Güneş ten) (Hava dan) (şeker ve nişastalar) yada kimyasal denklem olarak; ışık +6CO 2 + 6H2O =C6H12O6 + 6O2 (Glikoz) Görüldüğü gibi, bitkiler fotosentez sırasında karbondioksit ve su gibi inorganik molekülleri birleşerek şeker ve nişasta gibi enerji bakımından zengin organik birleşikler oluştururlar. Fotosentezi gerçekleştiren özel kimyasal madde bitkilere özellikle yeşil rengini veren klorofil pigmenttir. Bu pigment ışık ışınları fotonları (enerji paketleri ni ) yakalar ve bu enerjiden yararlanarak karbon,hidrojen ve oksijen glikozun oluşmasını sağlar. Bu kouda bilim adamları çok yoğu araştırmalar yapmışlar özellikle ABD li kimyacı Melvin Calvin başkanlındaki ekibin çalışmaları Calvin e 1961 Nobel Kimya Ödülü nü kazanmıştır fotosentezi dekleminden anlaşılacağı gibi,bu süreçte olmasaydı,canlıların solunumu nedeniyle atmosferdeki oksijen çoktan tüketilmiş olacaktı. 6
6.FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN ETMENLER Bilindiği gibi her bitkinin boyu,kütlesi,belirli bir zamandaki büyüme miktarı vb. özellikleri birbirinden farklıdır.bitkilerin yapısı büyük ölçüde organik maddelerden oluştuğuna göre bu fark da ürettikleri organik madde miktarından kaynaklanmaktadır.organik maddeler de fotosentezle üretildiğine göre bitkilerin yaptığı fotosentez hızları farklıdır.fotosentez hızının farklı olmasına neden olan etmenler; YAPISAL (İÇ) FAKTÖRLER Hücredeki klorofil miktarı. Yapraklardaki gözeneklerin sayısı ve yapısı. Yaprakların genişliği ile yaprakların ve yaprak yüzeyindeki kütikülanın kalınlığı. Hücredeki enzimler ÇEVRESEL (DIŞ) FAKTÖRLER Karbondioksit yoğunluğu Su miktarı. Işık şiddeti. Işığın dalga boyu. Ortam sıcaklığıdır. FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN ÇEVRESEL FAKTÖRLER PH CO 2 PH başlangıçta CO 2 arttıkça doğru orantılı olarak artar,sonrada sabit kalır. PH Ph önce su miktarı arttıkça doğru orantılı olarak artar sonra sabit kalır. Su ve mineral miktarı 7
7.FOTOSENTEZİN SONUÇLARI Milimetrenin binde biri büyüklükte yani ancak elektron mikroskobuyla görülebilecek kadar küçük olan kloroplastlar sayesinde gerçekleştirilen fotosentezin sonuçları, yeryüzünde yaşayan tüm canlılar için çok önemlidir.canlılar havadaki karbondioksitin ve havanın ısısının sürekli olarak artmasına neden olurlar. 56 her yıl insanların, hay vanların ve toprakta bulunan mikroorganizmaların yaptıkları solunumlar sırasında da yaklaşık 92 milyar ton ve bitkilerin solunumları sırasındada yaklaşık 37 milyar ton karbondioksit atmosfere karışır. Ayrıca evlerden, arabalardan atmosfere karbondioksit gazı 18 milyar ton civarı verilir. Buna göre atmosfere 147 milyar ton karbondioksit verilir. Buda doğadaki karbondioksitin arttığını gösterir. Bu artış dengelenmezse ekoloji dengelerde bozulma olur. Böylece bazı ülkeler çöl olabilir. Diğer ülkelerde sular altında kalabilir. Bitkiler gerçekleştirdiği fotosentez olayıyla doğadaki oksijen miktarını korurlar. 8
KAYNAKÇA http://www.bitkidunyasi.net http://www.yahoo.com http://www.altavista.com http://www.arabul.com htttp://www.netbul.com 6.sınıf ders kitabı-2001 Serpil Demir Temel Britannica A.Gönül Eyyüboğlu-Serhat Yayınları Büyük larousse Milliyet Yayınları Bilimler Ansiklopedisi Meydan Larousse 9
RESİM KAYNAKÇASI 10