Cisimleri neden farklı renklerde görürüz? Çevrenizde gördüğünüz otsu bitkiler, ağaçların yaprakları, dalları ve olgunlaşmamış meyveler niçin yeşildir? Işık bir cisme çarptığında cisim tarafından yansıtılabilir, emilebilir ya da cismin içinden geçebilir. Bu üç olay aynı anda da olabilir. Görünür ışığı emen maddeler pigment olarak isimlendirilir. Farklı pigmentler, farklı dalga boyundaki ışığı soğurur, soğurulmayan ışınları ise geçirir ya da yansıtır. Eğer bir pigmente beyaz ışık gönderilirse pigment tarafından yansıtılan ya da geçirilen ışık gözümüzün seçebileceği rengi oluşturarak cisimleri farklı renklerde görmemizi sağlar. Örneğin kloroplastlarda bulunan pigmentler mavi ve kırmızı ışığı soğururken yeşil ışığı geçirir ya da yansıtır. Klorofilin soğurduğu ışık ışınları fotosentezde kullanılır. Klorofilin yeşil ışığı yansıtması ya da geçirmesi nedeniyle yaprak yeşil renkte görünür.
Bitkilerin yapraklarında bulunan klorofil molekülleri dünyaya ulaşan güneş ışığındaki kırmızı ve mavi ışığı soğururken yeşil ışığı yansıtır ya da geçirir. Bu şekilde güneş ışığının enerjisi tutularak hücrelerin yararlanabileceği kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür. Klorofil, çeşitli dalga boylarındaki ışınları emerek bitkide fotosentez olayının gerçekleşmesini sağlayan yeşil renkli bir pigmenttir.
Klorofilin, prokaryot hücrelerde hücre zar kıvrımlarında yer aldığını, ökaryot hücrelerde ise kloroplastın tilakoit denilen yapılarında bulunduğunu 9. sınıfta görmüştünüz.
Klorofil C, H, O, N ve Mg atomlarından oluşur. Klorofil molekülü, merkezinde Mg atomu bulunan halkasal yapılı bir bölüm ile karbon ve hidrojen atomlarından oluşmuş bir kuyruktan meydana gelir. Kuyruk kısmı tilakoit zara tutunmayı sağlar. Klorofil molekülünün 20 çeşidi olup klorofil a, b, c, d, ve e şeklinde adlandırılır. Bunların içinde en yaygın olan klorofil a ve klorofil b'dir. Klorofil a, tüm yeşil bitkilerde; klorofil b, bazı
yeşil bitkilerde ve bazı alglerde bulunur. İkisi arasındaki fark klorofil a'nın belirli bir karbonuna metil (CH3) grubu bağlanırken klorofil b'nin aynı karbonuna aldehit grubu (CHO) bağlanmasıdır. Bu farklılığa bağlı olarak çözünürlük ve ışığı soğurma yönüyle klorofil a ve b birbirinden ayrılır. Örneğin klorofil a petrol eterinde, klorofil b ise alkolde çözünür. Klorofil a dalga boyu 662 nm; klorofil b ise dalga boyu 654 nm olan ışığı soğurur. Klorofil a'nın kapalı formülü C55H72O5N4Mg iken klorofil b'nin kapalı formülü C55H70O6N4Mg'dir. Görüldüğü gibi klorofil a'da bir oksijen atomu eksik, iki hidrojen atomu fazladır. Sonbaharda yaprakların renk değiştirmesi hepinizin ilgisini çeker. Yaprakların neden renk
değiştirdiğini merak ettiniz mi? Bu sorunun cevabını pigment moleküllerinin çeşitlerini öğrendikten sonra anlayacaksınız.
Grafik 1.1: Kloroplastlardaki farklı renk pigmentlerinin ışığı soğurma spektrumu
Grafik 1.1, klorofil a olarak isimlendirilen klorofil çeşidinin ve kloroplasttaki diğer bazı pigmentlerin emilim spektrumlarını göstermektedir. İlk olarak klorofil a'nın spektrumdaki durumu incelendiğinde mor ve kırmızı ışığın fotosentezde en etkili olduğu, buna karşılık yeşil ışığın etkisinin en az olduğu görülür. Bu durum Alman botanikçi Theodor Engelmann (Teodor Engelman) tarafından 1883 yılında gerçekleştirilen bir deney ile gösterilmiştir. Bu araştırmacı, ipliksi bir algde fotosentez hızını ölçmek için bakterileri kullanmıştır
Engelmann, ışığı prizmadan geçirerek elde ettiği kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi ve mor ışıkları ipliksi bir alg üzerine düşürmüştür. Algdeki fotosentez hızını ölçebilmek için oksijenli ortamda yaşayan bir tür aerobik bakteri kullanmıştır. Deney sonucunda mor, mavi ve kırmızı ışıkların alg üzerine düştüğü bölgelerde oksijeni seven (aerob) bakterilerin en fazla toplandığı görülmüştür. Bakterilerin toplanması, fotosentezin bu bölgelerde
daha hızlı gerçekleştiğini dolayısıyla daha fazla oksijen üretildiğini göstermiştir.
Yeşil ışık ise bakterilerin en az bulunduğu yerdir. Çünkü algler klorofilden dolayı yeşil ışığın çok az bölümünü soğurur. Bu nedenle bu bölgede fotosentez hızı daha düşük olur.
Tags:
10.SINIF KONU ANLATIM
