12. Sınıf Biyoloji · Canlılarda Enerji Dönüşümleri
Fotosentez
- klorofil
- kloroplast
- fotoliz
- Calvin döngüsü
- sınırlayıcı faktör
- fotofosforilasyon
Fotosentez nedir ve nasıl gerçekleşir?
Fotosentez, klorofil taşıyan canlıların ışık enerjisini kullanarak inorganik maddelerden organik besin üretmesidir. Yeryüzündeki hemen hemen tüm besin ve atmosferdeki oksijen fotosenteze dayanır. Genel denklemi 6CO2 + 12H2O + ışık → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O şeklindedir. Bitkiler, algler, öglena ve bazı bakteriler fotosentez yapar; ökaryotlarda fotosentez kloroplastta gerçekleşir. Işığa bağımlı tepkimeler tilakoitlerde olur: su ışıkla parçalanır (fotoliz), oksijen açığa çıkar ve fotofosforilasyonla ATP ve NADPH üretilir. Işıktan bağımsız tepkimeler, yani Calvin döngüsü, stromada gerçekleşir; CO2, ATP ve NADPH kullanılarak glikoza dönüştürülür. Klorofil en çok mor-mavi ve kırmızı ışığı soğurur, yeşil ışığı yansıttığı için yeşil görünür. Fotosentez hızını ışık şiddeti, ışığın dalga boyu, CO2 miktarı, sıcaklık, su ve mineraller etkiler; en az bulunan etken hızı sınırlar. Fotosentezde açığa çıkan oksijenin kaynağı CO2 değil, sudur.
Fotosentez: konu anlatımı ve özeti
Fotosentez, klorofil taşıyan canlıların ışık enerjisini kullanarak inorganik maddelerden organik besin üretmesidir. Yeryüzündeki hemen hemen tüm besin ve atmosferdeki oksijen bu olaya dayanır.
- Genel denklem: 6CO2 + 12H2O + ışık → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O. Bitkiler, algler, öglena ve bazı bakteriler fotosentez yapar.
- Ökaryotlarda fotosentez kloroplastta gerçekleşir. Klorofil tilakoit zarlarda bulunur; tilakoitler üst üste dizilerek granumları oluşturur. Organeli dolduran sıvıya stroma denir.
- Klorofil en çok mor-mavi ve kırmızı ışığı soğurur, yeşil ışığı yansıtır; bu yüzden yeşil görünür.
- Işığa bağımlı tepkimeler tilakoitlerde olur: su ışıkla parçalanır (fotoliz), O2 açığa çıkar, fotofosforilasyonla ATP ve NADPH üretilir.
- Işıktan bağımsız tepkimeler (Calvin döngüsü) stromada gerçekleşir: CO2, ATP ve NADPH kullanılarak glikoza dönüştürülür.
- Fotosentez hızını ışık şiddeti, ışığın dalga boyu, CO2 miktarı, sıcaklık, su ve mineraller (ör. klorofilin yapısındaki Mg) etkiler. En az bulunan etken hızı sınırlar.
- Seralarda yapay ışıklandırma, güneş ışığının yetersiz kaldığı zamanlarda fotosentezi artırıp verimi yükseltir.
Unutma: Fotosentezde açığa çıkan oksijenin kaynağı CO2 değil sudur.
Bu özet yapay zekâ ile kitabın ilgili sayfalarından hazırlandı; hata içerebilir. Asıl kaynak MEB ders kitabıdır. İçerikler nasıl hazırlanıyor? · Son güncelleme:
Önce temeli pekiştir
Fotosentezi iki istasyonlu bir fabrika gibi düşünebilirsin:
- Birinci istasyon, tilakoit zar (ışığa bağımlı tepkimeler): Klorofil ışığı soğurur. Su parçalanır (fotoliz) ve oksijen açığa çıkar. Bu sırada ATP ve NADPH üretilir. Bunlar ikinci istasyon için yakıt gibidir.
- İkinci istasyon, stroma (Calvin döngüsü): ATP ve NADPH kullanılarak havadan alınan CO₂, glikoza dönüştürülür.
Sonuç: 6CO₂ + 12H₂O + ışık → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O.
Günlük hayattan: Seralarda kışın yapay ışıklandırma yapılması, ışığın fotosentez hızını sınırlayan etken olduğu günlerde verimi artırmak içindir. En az bulunan etken hızı belirler; ışık bolken CO₂ azsa, ışığı artırmak işe yaramaz.
Sık yapılan hata: "Fotosentezde açığa çıkan oksijen CO₂'den gelir." Doğrusu: Oksijenin kaynağı sudur; su ışık enerjisiyle parçalandığında oksijen serbest kalır.
Derinleş
Bir seranın verimini artırmak için bütçen yalnızca bir iyileştirmeye yetiyor: ek aydınlatma, CO₂ takviyesi ya da ısıtma. Hangi koşullarda hangisini seçerdin? "En az bulunan etken hızı sınırlar" ilkesini kullanarak mevsime göre bir karar tablosu hazırla. Seraların enerji tüketiminin çevreye etkisini de karara katarak verim ile sürdürülebilirlik arasında nasıl bir denge kurulabileceğini tartış.
Bu konuda neler var?
- Fotosentezin Canlılar İçin Önemi
- Fotosentez Reaksiyonları
- Fotosentez Hızını Etkileyen Faktörler
- Tarımsal Ürün Miktarını Artırmada Yapay Işıklandırma Uygulamaları
Sorular
Soru bankasından bu konunun soruları, kolaydan zora.
Kolay
1Bir çiftçi, serasındaki domates fidelerinin yaşlı yapraklarında damarlar arasının sarardığını fark ediyor. Ziraat mühendisi toprak analizinden sonra, klorofil molekülünün merkezinde bulunan mineralin eksik olduğunu ve fotosentezin bu yüzden yavaşladığını söylüyor. Mühendisin sözünü ettiği mineral hangisidir?
- A) Magnezyum
- B) Demir
- C) Kalsiyum
- D) Sodyum
- E) İyot
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Magnezyum
Klorofil molekülünün merkezinde magnezyum bulunur; eksikliğinde klorofil yapılamaz, yapraklar sararır ve fotosentez yavaşlar. Demir de klorofil üretiminde rol oynar ve eksikliği sararmaya yol açar; ancak klorofil molekülünün yapısına katılmaz.
Kolay
2Bir ders kitabındaki kloroplast şemasında üst üste dizilmiş yassı keseler ve bunları çevreleyen jelimsi bir sıvı gösteriliyor. Açıklamada CO₂'nin organik moleküllere bağlandığı tepkimelerin bu sıvıda gerçekleştiği belirtiliyor. Şemadaki jelimsi sıvıya ne ad verilir?
- A) Stroma
- B) Matriks
- C) Sitoplazma
- D) Granum
- E) Tilakoit
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Stroma
Kloroplastın iç boşluğunu dolduran ve Calvin döngüsünün gerçekleştiği sıvı stromadır. Matriks de bir organelin iç sıvısıdır ve sık karıştırılır; ancak mitokondriye aittir.
Kolay
3Bir öğrenci gölet suyundan aldığı tek hücreli canlıları iki gruba ayırıyor: Birinci grubu karanlıkta, ikinci grubu ışıkta besinsiz bir ortamda bekletiyor. Birkaç gün sonra yalnızca ışıktaki gruptan bir türün sayısını koruduğunu, yeşil renkli ve kamçılı olduğunu not ediyor. Bu tür aşağıdakilerden hangisi olabilir?
- A) Maya mantarı
- B) Amip
- C) Terliksi hayvan
- D) Öglena
- E) Sıtma etkeni
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Öglena
Öglena kloroplast taşıyan, kamçılı bir tek hücrelidir ve ışıkta fotosentezle besin üretebilir. Terliksi hayvan da gölet suyunda bulunan bir tek hücrelidir; ancak kloroplast taşımaz ve besinsiz ortamda ışık olsa da beslenemez.
Kolay
4Bir öğrenci, elodea yapraklarındaki hücreleri mikroskopta incelerken yeşil, oval yapıların ışık verildiğinde hücre içinde ışığa yakın tarafa doğru dizildiğini görüyor. Öğretmeni bu yapıların ışık enerjisini kimyasal enerjiye çevirdiğini söylüyor. Öğrencinin gözlediği organel hangisidir?
- A) Mitokondri
- B) Kloroplast
- C) Ribozom
- D) Koful
- E) Lizozom
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Kloroplast
Ökaryotlarda ışık enerjisini kullanarak organik besin üreten organel klorofil taşıyan kloroplasttır. Mitokondri de enerji dönüşümünde görev alır; ama besindeki kimyasal enerjiyi ATP'ye aktarır, ışık enerjisini kullanmaz.
Kolay
5Bir mutfakta havuç, limon ve domates yan yana duruyor. Öğretmen domatese kırmızı rengini veren ve karotenoitler grubunda yer alan pigmentin adını soruyor. Doğru cevap hangisidir?
- A) Karoten
- B) Likopen
- C) Ksantofil
- D) Klorofil
- E) Hemoglobin
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Likopen
Likopen kırmızı renkli bir karotenoittir ve domateste çok bulunur. Karoten turuncu, ksantofil sarı renklidir.
Kolay
6Elektromanyetik spektrumda insan gözünün görebildiği yaklaşık 380–750 nm dalga boyu aralığındaki ışıklar, aynı zamanda fotosentezde kullanılan ışıklardır. Bu ışıklara ne ad verilir?
- A) Görünür ışık
- B) X ışınları
- C) Radyo dalgaları
- D) Ultraviyole ışınlar
- E) Kızılötesi ışınlar
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Görünür ışık
380–750 nm arasındaki ışıklar görünür ışıktır ve fotosentezde bu ışık kullanılır. Ultraviyole ve kızılötesi bu aralığın dışında kalır.
Kolay
7Bir bilim tarihi sunumunda şu bilgi yer alıyor: “1775 yılında yaptığı çalışmalarla bitkilerin ürettiği oksijenin, hayvanlar tarafından kirletilen havayı temizlediğini keşfetti.” Bu bilgi hangi bilim insanına aittir?
- A) Aristo
- B) Joseph Priestley
- C) Melvin Calvin
- D) Robert Hill
- E) Theodore Engelmann
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Joseph Priestley
1775'te bitkilerin hayvanların kirlettiği havayı temizlediğini Priestley göstermiştir. Calvin ise ışıktan bağımsız tepkimeleri açıklamıştır.
Kolay
8Bitkilerde klorofil dışında sarı, turuncu ve kırmızı renkli karotenoit pigmentleri de bulunur. Karotenoitlerin fotosenteze katkısı hangisidir?
- A) CO₂'yi stromada glikoza dönüştürmek
- B) Suyu parçalayarak O₂ açığa çıkarmak
- C) Yeşil ışığı soğurarak bitkiye yeşil renk vermek
- D) Klorofilin soğuramadığı ışıkları soğurup klorofile aktarmak
- E) Mitokondride ATP üretmek
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Klorofilin soğuramadığı ışıkları soğurup klorofile aktarmak
Karotenoitler klorofilin soğuramadığı dalga boylarındaki ışıkları soğurup klorofile aktarır. Bitkinin yeşil görünmesi ise klorofilin yeşil ışığı yansıtmasından kaynaklanır.
Kolay
9Kışın gün süresinin kısa olduğu bir bölgedeki çilek seralarında akşam saatlerinde lambalar yakılıyor. Bu yapay ışıklandırma uygulamasının temel amacı hangisidir?
- A) Bitkilerin geceleri yaptığı solunumu tamamen durdurmak
- B) Güneş ışığının yetersiz kaldığı zamanda fotosentezi artırarak verimi yükseltmek
- C) Topraktaki mineral miktarını artırmak
- D) Seradaki CO₂ miktarını sıfıra indirmek
- E) Bitkilerin su ihtiyacını ortadan kaldırmak
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Güneş ışığının yetersiz kaldığı zamanda fotosentezi artırarak verimi yükseltmek
Yapay ışıklandırma, güneş ışığının yetersiz kaldığı zamanlarda fotosentezi artırarak ürün miktarını yükseltir. Işık bitkinin solunumunu durdurmaz.
Kolay
10Bir öğrenci besinini ışık enerjisini kullanarak kendisi üreten canlıları, yani fotoototrofları listeleyecektir. Aşağıdakilerden hangisini listeye yazmalıdır?
- A) Deniz yosunu (alg)
- B) Şapkalı mantar
- C) Ekmek mayası
- D) Toprak solucanı
- E) Bal arısı
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Deniz yosunu (alg)
Bitkiler, algler, öglena ve bazı bakteriler ışık enerjisiyle besin üreten fotoototroflardır. Mantar ve maya klorofil taşımaz, besinlerini hazır alır.
Kolay
11Bir öğrenci, oksijenli solunum yapan canlıların kullandığı atmosferdeki oksijenin asıl nereden geldiğini araştırıyor. Kaynaklara göre atmosferdeki oksijenin ana kaynağı hangisidir?
- A) Fotosentez yapan canlılar
- B) Oksijenli solunum yapan hayvanlar
- C) Fermantasyon yapan mayalar
- D) Volkanlardan çıkan gazlar
- E) Toprakta ayrışan atıklar
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Fotosentez yapan canlılar
Atmosferdeki oksijenin ana kaynağı fotosentez yapan canlıların ürettiği oksijendir. Oksijenli solunum yapan canlılar oksijeni üretmez, tüketir.
Kolay
12Kloroplastın tilakoitlerinde soğurulan ışık enerjisiyle su molekülleri elektron, proton ve oksijene ayrıştırılıyor. Bu olaya ne ad verilir?
- A) Fotofosforilasyon
- B) Calvin döngüsü
- C) Fermantasyon
- D) Defosforilasyon
- E) Fotoliz
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Fotoliz
Işık enerjisiyle suyun parçalanmasına fotoliz denir ve bu sırada O₂ açığa çıkar. Fotofosforilasyon ise ışık enerjisiyle ATP üretilmesidir.
Kolay
13Bir saksı bitkisi yapraklarından havadaki bir gazı, köklerinden ise topraktaki suyu alarak ışıkta besin üretiyor. Fotosentezde kullanılan inorganik hammaddeler hangileridir?
- A) Glikoz ve oksijen
- B) Oksijen ve su
- C) Glikoz ve karbondioksit
- D) Karbondioksit ve su
- E) Nişasta ve oksijen
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Karbondioksit ve su
Fotosentezde inorganik maddeler olan CO₂ ve sudan organik madde üretilir. Glikoz ve oksijen hammadde değil, fotosentezin ürünleridir.
Kolay
14Bahçedeki bitkilerin yaprakları, bol miktarda klorofil içerdikleri için yeşil görünür. Klorofilin yeşil renkte görülmesinin nedeni hangisidir?
- A) Yeşil ışığı soğurması
- B) Kırmızı ışığı yansıtması
- C) Mor ışığı geçirmesi
- D) Yeşil ışığı yansıtması
- E) Görünür ışığın tamamını soğurması
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Yeşil ışığı yansıtması
Klorofil mor-mavi ve kırmızı ışığı soğurur, yeşil ışığı yansıtır; gözümüze ulaşan yansıyan ışık olduğu için yeşil görünür. Yeşil ışığı soğursaydı yeşil görünmezdi.
Kolay
15Fotosentezin genel denklemi 6CO₂ + 12H₂O + ışık → X + 6O₂ + 6H₂O şeklinde yazılmıştır. Denklemde X ile gösterilen organik ürün hangisidir?
- A) Nişasta
- B) Glikoz (C₆H₁₂O₆)
- C) ATP
- D) Aminoasit
- E) Yağ asidi
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Glikoz (C₆H₁₂O₆)
Fotosentezde CO₂ ve sudan ışık enerjisiyle glikoz (C₆H₁₂O₆) üretilir, O₂ ve su açığa çıkar. ATP ışığa bağımlı tepkimelerde oluşur ama denklemin son ürünü değildir.
Kolay
16Bir öğrenci kloroplast şemasında üst üste dizilmiş tilakoitlerden oluşan granumları birbirine bağlayan zar yapılarını işaretleyecektir. Bu yapılara ne ad verilir?
- A) Stroma
- B) Dış zar
- C) Ribozom
- D) Klorofil
- E) Ara lamel
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Ara lamel
Granumlar ara lamellerle birbirine tutunarak granaları oluşturur. Stroma ise kloroplastın içini dolduran sıvıdır.
Kolay
17Bir öğrenci, 6CO₂ + 12H₂O + ışık → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O denklemini inceliyor ve bir bitkinin 5 glikoz molekülü ürettiği durumu düşünüyor. Bu üretim sırasında bitkideki su miktarı net kaç molekül azalır?
- A) 6
- B) 12
- C) 30
- D) 60
- E) 90
Cevabı göster
Doğru cevap: C) 30
Bir glikoz için 12 H₂O kullanılır, 6 H₂O oluşur; net azalma 6 moleküldür. 5 glikozda 60 su kullanılır, 30 su oluşur; net azalma 60 − 30 = 30'dur. 60 yalnız kullanılan suyu, 90 kullanılan ile oluşan suyun toplamını, 6 ise tek glikoza ait değeri gösterir.
Kolay
18Bir bilim tarihi sergisinde bir araştırmacı için şu not yazıyor: "Bitkilerin ışık varlığında aldığı karbondioksit ve verdiği oksijen miktarını ölçmeyi başardı; azotu havadan değil, topraktan suda çözünmüş tuzlarla aldıklarını ileri sürdü." Notta sözü edilen bilim insanı hangisidir?
- A) Theodore De Saussure
- B) Joseph Priestley
- C) Robert Hill
- D) Cornelis Van Niel
- E) Melvin Calvin
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Theodore De Saussure
Bu ölçümleri De Saussure yapmıştır. Priestley bitkilerin kirlenmiş havayı temizlediğini, Van Niel hidrojen kaynağının su olduğunu, Hill oksijenin kaynağının su olduğunu göstermiş; Calvin ise ışıktan bağımsız reaksiyonları açıklamıştır.
Orta
19Bir sera çalışanı, ışık ve CO₂ düzeyi uygun tutulan seradaki fidelerin O₂ üretimini ölçüyor. Klima arızalandığında sıcaklık 25 °C'den 50 °C'ye çıkıyor ve fotosentez hızı belirgin biçimde düşüyor. Hızdaki düşüşün en olası nedeni hangisidir?
- A) Ortamdaki CO₂ miktarının artması
- B) Fotosentez enzimlerinin yapısının bozulması
- C) Klorofilin yeşil ışığı soğurmaya başlaması
- D) Stromadaki suyun fotolize uğraması
- E) Yaprakların ışık soğurmayı tamamen bırakması
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Fotosentez enzimlerinin yapısının bozulması
Fotosentez enzimli tepkimelerden oluşur; çok yüksek sıcaklıkta enzimlerin yapısı bozulur ve hız düşer. CO₂ artışı bir etken gibi görünebilir; ama CO₂ artışı fotosentezi yavaşlatmaz, belirli bir sınıra kadar hızlandırır.
Orta
20Bir araştırma grubu, bir su bitkisine içindeki oksijen atomları ağır izotop (¹⁸O) olan su, normal CO₂ ve ışık veriyor. Birkaç saat sonra ortamdaki maddelerde izotopun nerede biriktiğini ölçüyor. Araştırmacılar ¹⁸O izotopunu en çok hangisinde bulur?
- A) Üretilen glikozda
- B) Ortama verilen CO₂'de
- C) Üretilen ATP'nin fosfatında
- D) Atmosfere verilen O₂ molekülünde
- E) Yaprakta biriken nişastada
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Atmosfere verilen O₂ molekülünde
Fotosentezde açığa çıkan oksijenin kaynağı sudur; işaretli sudaki ¹⁸O, suyun ışıkla parçalanmasıyla O₂ olarak atmosfere geçer. Glikoz da fotosentezin ürünüdür; ama glikozdaki oksijen sudan değil CO₂'den gelir.
Katkıda bulun
Özette bir hata mı gördün, eklenmesi gereken bir bilgi ya da güzel bir soru mu var? Öner; yönetici onaylarsa sitede yayımlanır ve sana bildirim gelir.