Fotosentez denklemi nedir Test 1

Bir öğrenci fotosentez deneyinde bitkiye normalde kullandığı su yerine oksijen-18 izotopu içeren su veriyor. Deney sonucunda hangi molekülde bu izotopun bulunması beklenir?

A) Karbondioksit
B) Glikoz
C) Su buharı
D) Oksijen gazı

Sevgili öğrenciler, bu soru fotosentez sürecindeki temel bir bilgiyi, yani fotosentezde açığa çıkan oksijenin kaynağını anlamamızı istiyor. Hadi adım adım inceleyelim:

• Fotosentez Süreci ve Denklemi:

  Fotosentez, bitkilerin güneş ışığı enerjisini kullanarak karbondioksit ($CO_2$) ve suyu ($H_2O$) birleştirerek besin (glikoz, $C_6H_{12}O_6$) üretmesi ve yan ürün olarak oksijen gazı ($O_2$) açığa çıkarmasıdır. Genel denklemi şöyledir:

  $6CO_2 + 6H_2O \xrightarrow{Işık} C_6H_{12}O_6 + 6O_2$

• Oksijenin Kaynağı:

  Bilim insanları uzun süre fotosentezde açığa çıkan oksijenin karbondioksitten mi yoksa sudan mı geldiğini merak etmişlerdir. Yapılan izotop işaretleme deneyleri (tıpkı sorudaki gibi) bu gizemi çözmüştür. Bu deneyler, fotosentezde açığa çıkan oksijen gazının kaynağının karbondioksit değil, kullanılan su molekülleri olduğunu göstermiştir.

• Suyun Parçalanması (Fotoliz):

  Fotosentezin ışığa bağımlı reaksiyonları sırasında, su molekülleri güneş ışığı enerjisiyle parçalanır (bu olaya "fotoliz" denir). Bu parçalanma sonucunda hidrojen iyonları, elektronlar ve oksijen atomları açığa çıkar. Açığa çıkan oksijen atomları birleşerek oksijen gazını ($O_2$) oluşturur ve atmosfere verilir.

• İzotopun Takibi:

  Deneyde normal su yerine oksijen-18 ($^{18}O$) izotopu içeren su ($H_2^{18}O$) kullanılmıştır. Yukarıda açıkladığımız gibi, fotosentezde açığa çıkan oksijen gazının kaynağı su olduğu için, suyun yapısındaki bu $^{18}O$ izotopu, parçalanma sonucunda serbest kalacak ve birleşerek $^{18}O_2$ gazını oluşturacaktır.

• Seçeneklerin Değerlendirilmesi:
  • A) Karbondioksit: Karbondioksit fotosentezin bir reaktantıdır ve yapısındaki oksijen atomları glikozun yapısına katılır, oksijen gazına dönüşmez.
  • B) Glikoz: Glikozun yapısındaki oksijen atomlarının büyük bir kısmı karbondioksitten gelir. Suyun oksijeni doğrudan glikoza değil, esas olarak oksijen gazına dönüşür.
  • C) Su buharı: Bitki terleme (transpirasyon) yoluyla su kaybeder. Eğer bitkiye $^{18}O$ içeren su verildiyse, terleme ile kaybedilen su buharı da $^{18}O$ içerebilir. Ancak soru, fotosentez reaksiyonunun doğrudan bir sonucu olarak izotopun hangi molekülde bulunmasını beklediğimizi soruyor. Fotosentezin ana ürünlerinden biri olan oksijen gazı, suyun parçalanmasından doğrudan geldiği için daha spesifik ve doğru bir cevaptır.
  • D) Oksijen gazı: Fotosentezde açığa çıkan oksijen gazının kaynağı sudur. Bu nedenle, $^{18}O$ izotopu içeren su kullanıldığında, açığa çıkan oksijen gazı da bu izotopu içerecektir. Bu, fotosentezin en önemli bulgularından biridir.

Cevap D seçeneğidir.