10. Sınıf Biyoloji: Enerjinin Gerekliliği, ATP ve Fotosentez

10. sınıf biyoloji dersi 1. dönem 1. yazılı konuları olan enerji gerekliliği, ATP yapısı ve özellikleri, fotosentez mekanizması, fotosentezi etkileyen faktörler ile ilgili tarihsel deneyleri kapsayan terim kartları.

Enerji

İş yapabilme yeteneğidir. Isı, ışık, elektrik, hareket, kimyasal ve nükleer gibi farklı formlarda bulunabilir ve bir formdan diğerine dönüşebilir.

ATP (Adenozin Trifosfat)

Tüm canlılarda sentezlenen, yapısında adenin bazı, riboz şekeri ve üç fosfat grubu bulunduran organik yapılı temel enerji molekülüdür.

Adenozin

ATP molekülünde azotlu organik baz olan adenin ile $5$ karbonlu pentoz şeker olan ribozun glikozit bağı ile birleşmesi sonucu oluşan yapıdır.

Fosforilasyon

$ADP$ molekülüne bir fosfat ($P_i$) ve enerji eklenerek su açığa çıkmasıyla ($ADP + P_i + \text{enerji} \rightarrow ATP + H_2O$) ATP sentezlenmesi (üretimi) olayıdır.

Defosforilasyon

ATP molekülünün su ile hidroliz edilerek bir fosfatının koparılması ve enerjinin açığa çıkması ($ATP + H_2O \rightarrow ADP + P_i + \text{enerji}$) sürecidir.

Ekzergonik Tepkime

Tepkime sonucunda dışarıya enerji veren ve ATP üretimi sağlanan olaylardır; hücresel solunum ve fermantasyon bu tepkimelere örnektir.

Endergonik Tepkime

Gerçekleşebilmesi için dışarıdan enerji (ATP) harcanması gereken olaylardır; kas kasılması, aktif taşıma, biyokimyasal sentez olayları ve sinirsel iletim bu gruba girer.

Fotosentez

Klorofil taşıyan canlıların ışık enerjisi yardımıyla inorganik moleküllerden ($CO_2$, $H_2O$ veya $H_2S$) organik besin üretmesi olayıdır.

Kloroplast

Ökaryot canlılarda fotosentezin gerçekleştiği, çift katlı zar, tilakoit zar sistemi, stroma sıvısı, kendine ait halkasal DNA ve ribozom içeren organeldir.

Granum

Kloroplastın içinde klorofillerin bulunduğu yassı kesecikler olan tilakoitlerin üst üste dizilerek oluşturduğu sütun biçimindeki yapılardır (çoğulu grana).

Stroma

Kloroplastın içini dolduran, halkasal DNA, ribozom ve fotosentez enzimlerini içeren, Calvin döngüsünün gerçekleştiği sıvı kısımdır.

Klorofil

Yapısında magnezyum ($Mg$) atomu bulunduran, sentezi için demir ($Fe$) minerali gereken, mor-mavi ve kırmızı ışığı yüksek oranda soğurup yeşil ışığı yansıtan temel fotosentez pigmentidir.

Yardımcı Pigmentler

Ksantofil (sarı), karoten (turuncu) ve likopen (kırmızı) gibi farklı dalga boylarındaki ışığı soğurup klorofile aktaran ve klorofili aşırı ışık şiddetinden koruyan pigmentlerdir.

Fotoliz

Fotosentezin ışığa bağımlı evresinde su moleküllerinin ışık enerjisiyle elektron ($e^-$), hidrojen iyonu ($H^+$) ve moleküler oksijene ($O_2$) ayrışması olayıdır.

Işığın Kullanıldığı Tepkimeler

Ökaryotlarda kloroplastın granumunda gerçekleşen, klorofil ve ETS'nin görev aldığı, suyun fotolizi ile $O_2$, $ATP$ ve $NADPH$ üretilen fotosentez evresidir.

Calvin Döngüsü

Ökaryotlarda kloroplastın stromasında gerçekleşen, klorofil ve ETS kullanılmadan, enzim denetiminde $CO_2$ indirgenerek $ATP$ ve $NADPH$ harcanmasıyla PGAL üretilen ışıktan bağımsız evredir.

PGAL (Fosfogliseraldehit)

Calvin döngüsünde üretilen, bitkide glikoz, fruktoz, yağ asidi ve gliserole; topraktan alınan azot tuzları yardımıyla ise amino asit, vitamin ve organik bazlara dönüştürülebilen $3$ karbonlu temel bileşiktir.

Minimum Kuralı

Fotosentez hızının, fotosentezi etkileyen çevresel faktörler arasından miktarı ihtiyaca göre en az olan faktör tarafından sınırlandırılması ve belirlenmesi ilkesidir.

Bağımsız Değişken

Bilimsel bir deney düzeneğinde araştırmacının kendi isteği doğrultusunda değiştirdiği ve etkisini sınadığı faktördür.

Bağımlı Değişken

Bağımsız değişkene bağlı olarak değişim gösteren ve deney sonucunda gözlemlenip ölçülen çıktıdır.

Engelmann Deneyi

Theodor Engelmann'ın beyaz ışığı prizmadan geçirip ipliksi alg üzerine düşürerek oksijenli solunum yapan bakterilerin mor-mavi ve kırmızı dalga boylarında kümelendiğini gösterdiği ve fotosentez hızının bu renklerde en yüksek olduğunu kanıtladığı deneydir.

Hill Tepkimesi

Robert Hill'in izole kloroplastlarla gerçekleştirdiği, ortamda karbondioksit olmasa bile ışık ve su varlığında oksijen açığa çıktığını, dolayısıyla açığa çıkan oksijenin sudan geldiğini kanıtlayan deneydir.

$CO_2$ Tutucular (BaCaNaK)

Baryum hidroksit ($Ba(OH)_2$), kalsiyum hidroksit ($Ca(OH)_2$), sodyum hidroksit ($NaOH$) ve potasyum hidroksit ($KOH$) gibi ortamdaki serbest karbondioksiti bağlayarak fotosentezin yavaşlamasına veya durmasına neden olan kimyasallardır.

Elodea Deneyi

Akvaryum bitkisi olan Elodea'nın ışık şiddeti, ışığın dalga boyu veya $CO_2$ derişimi değiştirildiğinde birim zamanda ürettiği $O_2$ gaz kabarcığı sayısının sayılarak fotosentez hızının belirlendiği deneydir.

Folyo ve İyot Deneyi

Bir yaprağın bir bölümünün alüminyum folyo ile kapatılıp ışıklandırılmasından sonra iyot çözeltisi damlatılarak, iyodun nişastayla mavi-mor renk vermesi esasına dayanan ve fotosentez için ışık ile $CO_2$ gerekliliğini gösteren deneydir.