Fotosentez nasıl olur kısa Test 2

Fotosentez yapan bir bitki üzerinde yapılan deneyde, bitkiye ağır oksijen (¹⁸O) izotopu içeren su veriliyor. Bir süre sonra bitkinin etrafında toplanan oksijen gazında ağır oksijen izotopu tespit ediliyor.
Bu deney fotosentezle ilgili hangi sonucu kanıtlar?

A) Fotosentezde kullanılan oksijenin karbondioksitten geldiğini
B) Fotosentezde açığa çıkan oksijenin sudan geldiğini
C) Glikozdaki oksijenin havadan alındığını
D) Solunumda oksijen kullanıldığını

Sevgili öğrenciler, bu soru fotosentez gibi temel bir biyolojik süreci anlamamız için yapılan önemli bir deneyi açıklıyor. Deneyi ve sonuçlarını adım adım inceleyerek doğru cevaba ulaşalım.

• Fotosentez Nedir? Fotosentez, bitkilerin güneş ışığı enerjisini kullanarak karbondioksit ($CO_2$) ve suyu ($H_2O$) glikoz ($C_6H_{12}O_6$) ve oksijen gazına ($O_2$) dönüştürdüğü hayati bir süreçtir. Genel denklemi şu şekildedir: $6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{ışık} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$. Bu denklemde açığa çıkan oksijenin ($O_2$) kaynağının $CO_2$ mi yoksa $H_2O$ mu olduğu uzun süre tartışma konusu olmuştur.
• İzotop Kullanımı: Bilim insanları, bir atomun kimyasal reaksiyonlar sırasındaki yolculuğunu takip etmek için izotopları kullanır. İzotoplar, aynı elementin farklı kütlelere sahip atomlarıdır (farklı nötron sayıları nedeniyle). Bu deneyde, normal oksijen ($^{16}O$) yerine daha ağır olan oksijen izotopu ($^{18}O$) kullanılıyor. Bu, bir tür "etiketleme" yöntemidir.
• Deneyin Kurulumu: Deneyde, fotosentez yapan bitkiye normal su ($H_2^{16}O$) yerine, oksijeni ağır izotop olan su ($H_2^{18}O$) veriliyor. Bu, su moleküllerindeki oksijen atomlarının işaretlendiği anlamına gelir. Karbondioksit ise normal oksijen ($^{16}O$) içerir.
• Deneyin Gözlemi: Bir süre sonra, bitkinin fotosentez yapması sonucunda etrafında toplanan oksijen gazının ($O_2$) ağır oksijen izotopu ($^{18}O$) içerdiği tespit ediliyor. Yani, açığa çıkan oksijen gazı $^{18}O_2$ şeklinde oluyor.
• Sonucun Yorumlanması:

  Eğer fotosentezde açığa çıkan oksijen gazı, bitkiye verilen sudan geliyorsa, suyun içindeki ağır oksijen ($^{18}O$) açığa çıkan oksijen gazında bulunmalıdır.

  Eğer fotosentezde açığa çıkan oksijen gazı, karbondioksitten ($CO_2$) geliyorsa (ki karbondioksitteki oksijen normalde $^{16}O$'dur), o zaman açığa çıkan oksijen gazı normal oksijen ($^{16}O_2$) olmalıydı.

  Deneyde, ağır oksijenli su ($H_2^{18}O$) verildiğinde, açığa çıkan oksijen gazının da ağır oksijen ($^{18}O_2$) içerdiği gözlemlenmiştir. Bu durum, fotosentez sırasında açığa çıkan oksijen gazının doğrudan su moleküllerinden geldiğini kesin olarak kanıtlar.

• Seçeneklerin Değerlendirilmesi:

  A) Fotosentezde kullanılan oksijenin karbondioksitten geldiğini: Bu, deneyin sonucuyla çelişir. Eğer açığa çıkan oksijen karbondioksitten gelseydi, açığa çıkan oksijen normal oksijen ($^{16}O_2$) olurdu.

  B) Fotosentezde açığa çıkan oksijenin sudan geldiğini: Bu, deneyin doğrudan kanıtladığı sonuçtur. Ağır oksijenli su verildiğinde, açığa çıkan oksijen de ağır oksijenli oluyor. Bu, suyun parçalanması (fotoliz) sonucu oksijenin açığa çıktığını gösterir.

  C) Glikozdaki oksijenin havadan alındığını: Bu deney, glikozdaki oksijenin kaynağını değil, açığa çıkan oksijen gazının kaynağını araştırmaktadır. Ayrıca glikozdaki oksijenin kaynağı havadan değil, karbondioksit ve sudan gelir.

  D) Solunumda oksijen kullanıldığını: Bu bilgi doğru olsa da, verilen deney fotosentezde açığa çıkan oksijenin kaynağını incelemektedir, solunumla ilgili değildir.

Bu bilgiler ışığında, deneyin kanıtladığı sonuç B seçeneğinde doğru bir şekilde ifade edilmiştir.

Cevap B seçeneğidir.