Fotosentezin hızı hesaplanırken, yapısında kloroifl bulunan canlı türlerinin birim zamanda tükettikleri karbondioksit (CO2) miktarının ürettikleri oksijen (O2) miktarına oranının belirlenmesiyle sağlanır.
Fotosentez hızını etkileyen faktörler, fotosentez hızını etkileyen genetik faktörler ve fotosentez hızını etkileyen çevresel faktörler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır.
Fotosentez hızına etki eden çevresel yada genetik faktörlerin arasından herhangi birisinin yetersiz kalması fotosentezin yavaşlaması yada durması demektir. Fotosentez hızına etki eden faktörler arasında bir yada birden fazlasının miktarının fazla olması durumunda ise diğer faktörler sınırlı olduğu için fotosentez hızı etkilenmez. Tüm bu bilgiler doğrultusunda fotosentez hızını miktarı en düşük değerdeki faktör belirlemiş olur. Buna biyoloji biliminde Minimum Kuralı denilmektedir.
FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Fotosentez Hızını Etkileyen Çevresel Faktörler
- Karbondioksit (CO2) Miktarı
- Işığın Dalga Boyu
- Işık Şiddeti
- Sıcaklık
- Mineraller
- Su Miktarı
- pH Miktarı
Fotosentez Hızını Etkileyen Genetik Faktörler
- Kloroplast Sayısı
- Yaprak Yapısı ve Sayısı
- Stoma Sayısı, Konumu ve Büyüklüğü
- Epidermis ve Kutikula Kalınlığı
- Enzim Miktarı
FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER
A. Fotosentez Hızını Etkileyen Çevresel Faktörler
1. Karbondioksit Miktarı (CO2)
Fotosentez olayının karanlık evresinde işlev gören karbondioksit (CO2), ışıktan bağımsız fotosentez tepkimelerinin başlaması için olmazsa olmazdır.
Karbondioksit miktarının artmasıyla orantılı olarak fotosentez hızıda artar ancak daha sonra sabit kalır. Karbondioksitin artmasına rağmen fotosentez hızının sabit kalmasının nedeni ise ortamda bulunan karbondioksit (CO2) yoğunluğu belirli bir sınırın altına düşerse bitki fotosentez yapamaz. Bu sınır biyoloji kitapların yaklaşık olarak % 0,005 olarak geçmektedir.
Kalsiyum hidroksit veya potasyum hidroksit gibi karbondioksit bağlayan bileşiklerin bulunduğu ortamlarda fotosentez gerçekleşmez.
2. Işığın Dalga Boyu
Daha önceki yazılarımızı okuduysanız Theodore Engelmann adlı biyoloji bilim insanın yapmış olduğu Engelman deneyi ile ışığın dalga boyunun fotosentez hızına etkisi belli olmaktadır. Engelmann beyaz ışığı prizmadan geçirerek kırmızı, turuncu, mor, sarı, yeşil ve mavi ışınları ayırmış, yeşil alg ve oksijenli solunum yapan bakterilerin bu ışınlarındaki etkisine bakmıştır.
Engelman deneyinin sonucu olarak, bakteriler en fazla mavi ve mor dalga boylarında en az ise yeşil dalga boylarında fotosentez yapmıştır.
Işığın dalga boyunun fotosentez hızına etki eden faktörler arasında yer alması engelman deneyi kanıtlanmıştır.
Fotosentez hızı en çok mavi ve mor dalga boylarında artmaktadır. fotosentez hızının en aza indiği ışık dalga boyu ise yeşildir.
3. Işık Şiddeti
Bir ışık kaynağının birim zamanda yaydığı ışık enerjisine ışık şiddeti denilmektedir. Işığın şiddetine ve ışığın bitkiye olan uzaklığı ile orantılı olarak ışık şiddeti değişmektedir. Işık şiddetinin fotosentez hızına etkisi tıpkı karbondioksit miktarının fotosentez hızına etkisi gibi ışık artıkça artar aancak belli bir noktadan sonra sabit kalır. Bu bilgiden yola çıkarak fotosentez hızının uzun gün bitkilerde farklı, kısa gün bitkilerde farklı bir tepki vereceğini söyleyebiliriz.
Işık şiddeti ve karbondioksitin bir arada fotosentez hızına etki etkiğini düşünelim. Her ikisinde artış gözlenince fotosentez hızıda artar ancak daha sonra sabit devam ederdi. Ancak hem ışık şiddeti hemde karbondioksit miktarının fotosentez hızına etkisini aşağıdaki tabloda net olarak anlayabilirsiniz…
4. Sıcaklık
Fotosentezin ışıktan bağımsız tepkimeleri arasında enzim görevi görmektedir ve sıcaklığın karbon tutma özelliği nedeniyle fotosentez hızına etkisi bulunmaktadır. Optimum sıcaklık seviyesinde fotosentez hızı maksimum seviyede olur.
35 ila 40 derece sıcaklık arasında çoğu bitki fotosentez yapabilmektedir. Çünkü bitkiler belli derecelerin üstünde yada altında bulunursa yapısındaki enzimler bozulur. Enzimlerin bozulması da fotosentez hızını yavaşlatır yada durdurur.
5. Su Miktarı
Fotosentezin ışığa bağımlı reaksiyonlarında su, iyonlarına ayrılarak fotositem II için elektron, NADP için hidrojen ve atmosfer için oksijen kaynağı olarak kullanılmaktadır. Bitkide su miktarı yüzde 15’in altına düşerse enzimler duracağı için bitkide fotosentez yapmaz. Suyun yapısında yer alan hidrojen ve oksijen ile bitkiler fotosentez olayını gerçekleştirir.
6. Mineraller
Minerallerin fotosentez hızına etkisi nedir? diye düşünebilirsiniz. Ancak mineraller sadece biyokimyasal süreçlerde yer almaz bu görevi dışında mineraller fotosentez olayını gerçekleştiren elemanların yapısı içerisinde yer alır. Örneğin demir minerali, ETS elemanlarından ferrodoksinin ve klorofil sentezini katalizleyen bir enzimin yapısında yer almaktadır.
Bunun dışında Mn, Ca, K ise fotosentez olayında rol oynayan bazı enzimlerin kofaktörü işlevini görür. Minimum yasasına göre fotosentez hızını miktarı en düşük olan mineral belirlemektedir.
7. pH Miktarı
Fotosentez olayında enzimlerin büyük bir önemi vardır. Enzimler belirli pH değeri içerisinde çalışırlar. Bundan dolayı pH değeri fotosentez hızını etkilemektedir.
Fotosentezi Etkileyen Genetik Faktörler
1. Kloroplast Sayısı
Fotosentez reaksiyonu bitkinin kloroplast organelinde meydana gelir. Yapraklardaki kloroplast ve klorofil miktarıyla orantılı olarak fotosentez hızıda artmaktadır.
Koyu yeşil yaprağa sahip bitkilerde kloroplast miktarı fazla olduğu için fotosentez hızıda yüksektir.
Yapraklarda kloroplast ve klorofil yoğunluğunun en fazla olduğu yer palizat parankimasıdır. Palizat parankimasın da fotosentez hızı yüksektir.
2. Yaprak Yapısı ve Sayısı
Fotosentez bitkilerin yapraklarında gerçekleştiği için yapraklarında yüzey genişliği ve sayısı arttıkça fotosentez hızı da artmaktadır. Bu bilgilere ek olarak bitkinin güneş gören üst kısmı alt kısmına oranla daha fazla fotosentez yapmaktadır.
3. Stoma Sayısı, Konumu ve Büyüklüğü
Bitkilerde bulunan stomalar gaz alış verişini yapmakla sorumludur. Bitkilerde stoma sayısı arttıkça onunla orantılı olarak karbondioksit alış verişi daha fazla olmaktadır. Karbondioksitte fotosentez hızını etkilemektedir. Bu nedenle stomaların sayısı, konumu ve büyüklüğü fotosentez hızını etkilemektedir.
4. Epidermis ve Kutikula Kalınlığı
Yaprakları dış ortamlardan koruyan yapıya epidermis denilmektedir. Epidermis hücreleri tarafından salgılanan mumsu tabakaya ise kutikula denilmektedir. Epidermis ve kutikula kalınlığı arttıkça güneş ışınları bitkiye daha az girmektedir. buda fotosentez hızını etkilemektedir.
5. Enzim Miktarı
Fotosentez reaksiyonlarında enzimler büyük rol oynamaktadır. Bu nedenle enzimler fotosentez hızını etki etmektedir.
Fotosentez ve diğer biyoloji konuları hakkında detaylı bilgi için sitemizdeki yazılara bakabilirsiniz…
[…] sıcaklık, yaprak genişliği, kloroplast sayısı, stoma sayısı, kutikula kalınlığı gibi genetik ve çevresel faktörlere fotosentez hızına etki etmektedir. Burada önemli olan bir bilgi eğer fotosentezin […]