Fotosentez Hızını Etkileyen Faktörler

Fotosenteze etki eden faktörler normal değerde olduğunda fotosentez normal hızda gerçekleşir. Fotosentezin hızını fotosenteze etki eden faktörlerden en düşük miktarda olanı belirler. Buna minimum yasası denir. Örneğin ortamdaki ışığın şiddeti düşükse, diğer faktörler ne kadar fazla olursa olsun, fotosentez hızını ışık şiddeti belirler.
Fotosentez hızını etkileyen faktörler çevresel ve kalıtsal faktörler olmak üzere iki grupta incelenir.

Fotosentez hızını etkileyen faktörler

A. Çevresel Faktörler

1. CO2 miktarı
2. Işığın dalga boyu
3. Işık şiddeti
4. Sıcaklık
5. Mineraller
6. Su miktarı

B. Kalıtsal Faktörler

1. Kloroplast sayısı
2. Yaprak genişliği
3. Stomaların yapısı ve sayısı
4. Kutikula kalınlığı
5. Enzim miktarı

A. Çevresel faktörler

1. CO2 Miktarı

CO2 fotosentezin karanlık evresinde kullanılır. CO2 miktarı arttıkça, fotosentez hızı belli bir seviyeye kadar artar, CO2 miktarı belli bir değerden sonra artsa da fotosentez sabit hızlda gerçekleşir.

2. Işığın Dalga Boyu

Işığın dalga boyuna olan etkisini Theodore Engelmann yaptığı deneyle göstermiştir. Engelmann beyaz ışığı prizmadan geçirerek kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mor ışınlara ayırmıştır. Bu ışınları bir akvaryumda bulunan yeşil alg ve O2 li solunum yapan bakteriler üzerine düşürmüştür.
Deney sonunda bakterilerin en fazla mavi ve mor, daha sonra kırmızı ışınların bulunduğu bölümde toplandığını görmüştür. Çünkü bu bölgelerde daha çok fotosentez yapılmakta ve daha çok O2 üretilmektedir. Bakteriler en az yeşil ışığın bulunduğu bölgede toplanmıştır.
Buna göre fotosentez en hızlı mavi, mor ve kırmızı ışıkta olmaktadır. Yeşil ışık yansıtıldığı için fotosentezde en az kullanılan ışıktır.

3. Işık Şiddeti

Işık kaynağının gücüne, kaynağın bitkiye olan uzaklığına göre ışık şiddeti farklı olabilir. Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı belli bir seviyeye kadar artar. Ancak daha sonra ışık şiddeti artsa da fotosentez hızı artmaz, sabit hızda devam eder. Buna göre fotosentez hızı uzun gün ve kısa gün bitkilerinde farklı olur.


 

4. Sıcaklık

Fotosentezin karanlık evresi enzimlerin kataizörlüğünde gerçekleşir. Bundan dolayı sıcaklık faktörü özellikle karbon tutma reaksiyonlarından dolayı fotosentez hızını etkiler.
Optimum sıcaklık derecesinde fotosentez hızı maksimum değerde olur.
Ilıman bölgelerdeki bitkilerde 10 – 35°C arası sıcaklıklarda fotosentez gerçekleşir. Çoğu bitki 35 – 40°C arası sıcaklıklarda fotosentez yapabilirken belirli bir dereceden sonra enzimlerin yapısı bozulacağı için fotosentez yavaşlar ve durur.

5. Su Miktarı ve Mineraller

Su, fotosentezde elektron, hidrojen ve oksijen kaynağı olarak kullanılır. Ayrıca enzimler ancak su oranı belli bir değerde olduğunda çalışabilir.
Fe, Mg, Ca, Na, P, N, S, K gibi mineraller fotosentezde etkilidir. Fe, hem ferrodoksinin yapısına katılır, hem de klorofil sentezinde görevli enzimin yapısına katılır.
Mg, klorofilin yapısına katılır. Mineraller fotosentez enzimlerinin etkinliğini ve ATP sentezini etkiler. Çünkü mineraller enzimlerin yapısında kofaktör olarak bulunur.
Ortamda miktarı en az olan minarel bitki büyümesini sınırlandırır (Minimum yasası).

6. pH

pH, enzimlerin çalışmasını etkiler. Çünkü her enzimin çalışması için optimum bir pH değeri vardır.

7. Sıcaklık ve Işık Şiddeti

Yüksek ışık şiddetindeki fotosentez hızı, düşük ışık şiddetindeki fotosentez hızından daha yüksek olur. Ancak sıcaklık artışı her iki ışık şiddetinde de belirli bir değere kadar fotosentez hızını arttırır. Bu değerden sonraki sıcaklık artışı her iki ışık şiddetinde de fotosentez hızını düşürür.

8. CO2 Miktarı ve Işık Şiddeti

Fotosentez hızı, bu iki faktörden miktarı küçük olana göre belirlenir. CO2 yoğunluğu düşük olduğunda fotosentez hızını CO2 miktarı belirlerken, CO2 yoğunluğu yüksek olduğunda fotosentez hızı ışık şiddetine göre değişir.

B. Kalıtsal Faktörler:

1. Klorofil ve Kloroplast Sayısı:

Klorofil ne kadar fazla ise optimum koşullarda fotosentez hızı da o kadar fazla olur.

2. Yaprak Yüzeyi ve Sayısı:

Yaprak genişliği arttıkça, yaprakta bulunan kloroplast sayısı arttığından fotosentez hızı da artar.

3. Stoma Yeri ve Sayısı:

Stomaların epidermis seviyesine göre konumları bitkinin terlemeyle kaybettiği su miktarını düzenler. Stomalarda kloroplast organeli bulunduğu için stoma sayısı arttıkça fotosentez hızı da artar.

• Stoma, epidermis hücrelerinin farklılaşmasıyla oluşur.
• Birbirine bakan fasulye şeklinde iki hücreden oluşmuştur.
• Stoma hücrelerine bekçi hücresi ya da kilit hücre de denir.
• Stoma hücreleri arasında bir açıklık bulunur. Hücrelerin bu açıklığa bakan çeperleri kalın, diğer çeperi ise incedir.

• 
  Stoma hücrelerinde fotosentez sonucu glikoz miktarı artar.
• 
  Glikoz miktarının artışı hücrenin osmotik basıncının artmasına neden olur.
• 
  Komşu hücrelerden stoma hücrelerine su girer ve hücrelerin turgor basıncı artar.
• 
  Turgor basıncı artan stoma hücrelerinde su ince olan dış çepere basınç uygular.
• 
  Bunun sonucunda stoma hücreleri gerginleşir açılır.
• Stomanın açılması, terlemeyle su kaybını arttırır. Ortam sıcaklığının, topraktaki nem oranının ve rüzgar hızının artışı terlemeyi arttırır.
• Havanın nem oranının artışı ise terlemeyi azaltır.
• Topraktaki su miktarına bağlı olarak terleme hızı değişir.
• Sadece 1. gün su verilen bir bitkinin 3 günlük terleme hızı grafikteki gibi olur.

UYARI: Akşamları bitkilerde, solunum sonucu üretilen CO2 miktarı artar. CO2 miktarının artışı pH derecesini düşürür.
(asitliği artırır) Bu pH derecesi bitkideki fosforilaz enzimini aktişeştirir. Fosforilaz enzimi stoma hücrelerindeki nişastayı glikoza dönüştürerek osmotik
basıncı artırır. Bu nedenle stoma hücreleri gece yarısından sonra tekrar açılmaya başlar.