Fotosentez ve solunum, enerji dönüşümünün iki temel olayıdır. AYT’de evrelerin yeri, girenler-ürünler ve ATP verimi sorulur.
Fotosentez
- Genel denklem: 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O (ışık enerjisi ve klorofil varlığında).
- Yeri: Kloroplast. Grana (tilakoit zarlar) ışık evresinin, stroma karanlık evrenin yeridir.
- Işığa bağlı evre (tilakoit zarda):
- Işık enerjisi klorofil tarafından soğurulur. - Suyun ışıkla parçalanması (fotoliz) ile O₂ açığa çıkar. Oksijenin kaynağı sudur. - ATP ve NADPH üretilir.
- Işıktan bağımsız evre (Calvin döngüsü, stromada): CO₂ bağlanır; ışık evresinde üretilen ATP ve NADPH kullanılarak glikoz sentezlenir.
- Fotosentezi etkileyen faktörler: ışık şiddeti ve dalga boyu, CO₂ derişimi, sıcaklık, su, klorofil miktarı. Enzimler bulunduğundan çok yüksek sıcaklıkta hız düşer.
- Kemosentez: Işık yerine inorganik maddelerin yükseltgenmesinden (ör. amonyak, kükürt bileşikleri) elde edilen enerjiyle besin üretilmesidir. Bazı bakterilerde görülür; klorofil gerekmez.
Hücre solunumu
- Oksijenli solunum genel denklemi: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + enerji (ATP ve ısı).
- Evreler:
- Glikoliz (sitoplazmada): Glikoz 2 pirüvata parçalanır; net 2 ATP ve 2 NADH oluşur; oksijen gerekmez. - Krebs döngüsü (mitokondri matriksinde): Pirüvattan türeyen asetil CoA parçalanır; CO₂ çıkar; NADH ve FADH₂ üretilir. - Elektron taşıma sistemi (ETS, mitokondri iç zarı/kristalar): NADH ve FADH₂ elektronlarını verir; en çok ATP burada üretilir; son elektron alıcısı oksijendir (su oluşur).
- Toplam ATP verimi yaklaşık 36–38 ATP (bir glikoz başına) olarak ifade edilir; büyük kısmı ETS’de üretilir.
Oksijensiz solunum ve fermantasyon
- Son elektron alıcısı oksijen değildir; glikozun tam yıkımı olmaz, verim düşüktür (2 ATP).
- Laktik asit fermantasyonu: Kas hücrelerinde (yoğun egzersiz) ve süt bakterilerinde. Ürün: laktik asit.
- Alkol fermantasyonu: Maya mantarları ve bazı bakterilerde. Ürünler: etil alkol ve CO₂; ekmek ve içecek yapımında kullanılır.
Karşılaştırma
- Fotosentez: Işık enerjisi → kimyasal enerji; kloroplast; su ve CO₂ girer, glikoz ve O₂ çıkar.
- Solunum: Kimyasal enerji → ATP; mitokondri (ve sitoplazma); glikoz ve O₂ girer, CO₂ ve su çıkar.
- Fotosentez ve solunum birbirinin ürünlerini kullanır; madde döngüsüne katkı sağlar.
Sınavda dikkat
- O₂’nin kaynağı sudur (CO₂ değil).
- Glikoliz sitoplazmada, Krebs matriksde, ETS iç zarda.
- En çok ATP ETS’de üretilir; fermantasyonda 2 ATP.
- Kemosentez yapan canlılar klorofilsiz da üretici olabilir.
Sık sorulan sorular
Fotosentezde oksijen nereden gelir?
Suyun fotolizinden.
Glikoliz nerede gerçekleşir?
Sitoplazmada.
En çok ATP hangi evrede üretilir?
Elektron taşıma sisteminde (ETS).
Alkol fermantasyonunun ürünleri nelerdir?
Etil alkol ve karbondioksit.