UNIT 8: Photosynthesis

Project Number: 2023-1-PL01-KA220-SCH-000164042

ÜNİTE 8: Fotosentez

Funded by the European Union. Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or the European Education and Culture Executive Agency (EACEA). Neither the European Union nor EACEA can be held responsible for them.

Giriş

Bu etkinlikte fotosentezin nasıl gerçekleştiğini ve fotosentez hızına etki eden faktörleri keşfedeceksiniz.

Source: freepik.com

Öğrenme Çıktıları

Öğrenci:

• Bitkilerde besin üretiminde fotosentezin önemini fark eder.
• Fotosentez hızını etkileyen faktörler ile ilgili çıkarımlarda bulunur.

Source: freepik.com

Fotosentez

• Fotosentez, hammadde olarak güneş ışığı, karbondioksit ve su gerektiren çok aşamalı bir süreçtir.
• Oksijen vegliseraldehit-3-fosfat (G3P veya GA3P), enerji bakımından yüksek olan ve daha sonra glikoz, sükroz veya diğer şeker moleküllerine dönüştürülebilen basit karbonhidrat molekülleri üretir.
• Bu şeker molekülleri enerji depolayan kovalent bağlar içerir. Organizmalar bu molekülleri parçalayarak hücresel faaliyetlerde kullanılmak üzere enerji açığa çıkarır.

Source: freepik.com

Fotosentez

Fotosentez, yeşil bitkilerin kendileri için şeker ve oksijen ürettiği karmaşık bir kimyasal süreçtir. Fotosentez denklemi aşağıdaki gibidir: Bitki fotosentez yoluyla ürettiği şekeri büyüyüp daha fazla yaprak, gövde ve kök -bitkinin biyokütlesi- üretmek için kullanır. Ancak fotosentez süreci her zaman gerçekleşmez ve ne zaman gerçekleşeceği bir dizi çevresel faktöre bağlıdır.

Carbon Dioksit (CO2)

Şeker (C6H12O6)

Su (H2O)

Oksijen (O2)

Su (H2O)

Fotosentez

Örneğin, fotosentezin gerçekleşmesi için bitkilerin su, karbondioksit ve ışık enerjisine ihtiyacı vardır. Bitkiler bu kaynakları çevreden almak zorundadır. Fotosentez süreci de çevresel koşullara bağlı olarak yavaşlayabilir veya hızlanabilir. Bu etkinlikte, farklı çevresel koşulların bir bitkide fotosentez hızını nasıl etkilediğini keşfedeceksiniz. Daha sonra bunun nedenini açıklayan kavramsal bir model geliştireceksiniz.

Source: freepik.com

Fotosentez

Güneş ışığından gelen enerji, fotosentezin kimyasal denkleminde görüldüğü gibi, karbondioksit ve su moleküllerinin şeker ve oksijen üretmek üzere reaksiyona girmesini sağlar. Denklem basit görünse de, birçok karmaşık adımdan oluşur. Fotosentez yapan bitkilerin ışık enerjisini kimyasal enerjiye nasıl dönüştürdüğünün ayrıntılarını öğrenmeden önce, fotosentezde görev yapan yapıları tanımak önemlidir.

Görsel 1: Fotosentez, güneş enerjisi, karbondioksit ve suyu kullanarak enerji depolayan karbonhidratlar üretir. Oksijen, fotosentezin bir yan ürünü olarak ortaya çıkar.

Fotosentez ve Yaprak Kesiti

Bitkilerde fotosentez genellikle birkaç hücre katmanından oluşan yapraklarda gerçekleşir. Fotosentez işlemi mezofil adı verilen orta tabakada gerçekleşir. Karbondioksit ve oksijenin gaz alışverişi, bitkinin su dengesini düzenlemesinde de rol oynayan stoma (tekil: stoma) adı verilen küçük, düzenlenmiş açıklıklar aracılığıyla gerçekleşir. Stomalar tipik olarak yaprağın alt tarafında bulunur ve bu da su kaybını en aza indirir.

Görsel 2: Yaprağın yapısı (enine kesit)

Fotosentez ve Yaprak Kesiti

Karbondioksit ve oksijenin gaz alışverişi, bitkinin su dengesini düzenlemesinde de rol oynayan stoma (tekil: stoma) adı verilen küçük, düzenlenmiş açıklıklar aracılığıyla gerçekleşir. Stomalar tipik olarak yaprağın alt tarafında bulunur ve bu da su kaybını en aza indirir. Her stoma, ozmotik değişikliklere (su alışverişi) yanıt olarak şişerek veya büzülerek stomaların açılıp kapanmasını düzenleyen koruyucu hücreler tarafından kuşatılmıştır.

Görsel 2: Yaprağın yapısı (enine kesit)

Fotosentez ve Yaprak Kesiti

Yan taraftaki QR kodunu tarayarak fotosentez ve yaprak hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

Birlikte Keşfedelim!

Araştırma Sorusu: Sıcaklık ve ışık yoğunluğu bitkilerde fotosentez hızını nasıl etkiler? Göreviniz: Sıcaklık ve ışık yoğunluğunun bitkinin fotosentez hızını nasıl etkilediğini belirlemek için bir dizi deney tasarlayın. Ardından, bu çevresel faktörlerin fotosentez hızını neden bu şekilde etkilediğini açıklayan kavramsal bir model geliştirin.

Source: freepik.com

Birlikte Keşfet

Başlamadan önce Modelinizi geliştirmenin ilk adımı, sıcaklık ve ışık yoğunluğunun fotosentez hızını nasıl etkilediğini belirlemek için bir dizi deney tasarlamak ve gerçekleştirmektir. Bu nedenle fotosentez oranını hesaplamak için bir yola ihtiyacınız olacaktır. Fotosentez hızı, aşağıdaki denklem kullanılarak bir bitkinin zaman içinde ne kadar CO2 tükettiğini veya ne kadar O2 ürettiğini ölçerek hesaplanabilir:

Source: freepik.com

Fotosentez hızı = (CO2 veya O2 seviyesindeki değişim) / zaman

Birlikte Keşfedelim

Gözlem:

Yan taraftaki QR kodunu tarayarak fotosentez ve yaprak hakkında daha fazla bilgi edinebilirsiniz.

CO2 gaz sensörü veya O2 gaz sensörü bulunan kapalı bir şişenin içinde bir bitki vardır. AR ortamında sıcaklık ve ışık rengi değişkenlerini değiştirerek fotosentez oranındaki değişimi gözlemleyiniz.

Birlikte Keşfedelim!

Bir sonraki adım, verileri nasıl toplayacağınızı ve nasıl analiz edeceğinizi düşünmektir.

• Verilerinizi nasıl toplayacağınızı belirlemek için aşağıdaki soruları düşünün:
• Kontrol (veya karşılaştırma) değişkeni olarak ne kullanılacak?
• Bağımlı değişken olarak ne kullanılacak? (İpucu: Sıcaklığın fotosentez hızı üzerindeki etkisini araştırmak için, şişenin içindeki sıcaklığı nasıl değiştireceğinizi belirlemeniz gerekecektir. Işık yoğunluğunun fotosentez hızı üzerindeki etkisini araştırmak için farklı watt değerlerine sahip ampuller kullanabilirsiniz).
• Verilerinizin geçerli olduğundan nasıl emin olacaksınız (yani, hatayı nasıl azaltacaksınız)?
• Topladığınız verilerin kaydını nasıl tutacaksınız ve verileri nasıl düzenleyeceksiniz?

Source: freepik.com

Birlikte Keşfedelim!

Verilerinizi nasıl analiz edeceğinizi belirlemek için aşağıdaki soruları düşünün:

• Deney ve kontrol grupları arasında bir fark olup olmadığını nasıl belirleyeceksiniz?
• Ne tür hesaplamalar yapmanız gerekecek?
• Verilerinizi anlamlandırmaya yardımcı olmak için ne tür bir grafik oluşturabilirsiniz?

Deneylerinizi gerçekleştirdikten sonra, grubunuzun kavramsal bir model geliştirmesi gerekecektir. Modeliniz, bu iki çevresel faktörün fotosentez oranını neden bu şekilde etkilediğini açıklamalıdır. Model aynı zamanda fotosentez süreci sırasında mikroskobik olmayan düzeyde neler olduğunu da açıklamalıdır.

Source: freepik.com

Argümantasyon Etkinliği: Öğretmen Rehberi

• Her grup verilerinizi toplama ve analiz etme işlemini tamamladıktan sonra, öğrencilerin ilk argümanlarını paylaşabilecekleri bir tartışma oturumu hazırlayın (kısa sunumlar).
• Argümantasyon oturumunun amacı diğerlerini sizin argümanınızın en iyi argüman olduğuna ikna etmek değildir; amaç daha ziyade argümanlardaki hataları veya hatalı akıl yürütme örneklerini tespit etmek ve böylece bu hataların düzeltilebilmesini sağlamaktır.
• Bu nedenle, iddianın içeriğini, iddiayı desteklemek için kullanılan kanıtların kalitesini ve gördüğünüz her argümanda yer alan kanıtların gerekçelerinin gücünü değerlendirmeniz gerekecektir.

Source: freepik.com

Argümantasyon Etkinliği: Öğretmen Rehberi

Bir argümanı eleştirmek için raporda yer alandan daha fazla bilgiye ihtiyacınız olacaktır. Bu nedenle, sunum yapan kişiye aşağıdaki gibi takip soruları sormanız gerekebilir:

• Verilerinizi nasıl topladınız? Neden bu yöntemi kullandınız? Bu verileri neden topladınız?
• Verilerinizi analiz etmek için ne yaptınız? Neden bu şekilde yapmaya karar verdiniz? Hesaplamalarınızı kontrol ettiniz mi?
• Analizinizin sonuçlarını yorumlamanın tek yolu bu mu? Analizinize ilişkin yorumunuzun uygun olduğunu nereden biliyorsunuz?
• Buna karar vermeden önce grubunuz başka hangi iddiaları tartıştı? Grubunuz bu alternatif fikirlerden neden vazgeçti?
• İddianızın geçerli olduğundan ne kadar eminsiniz? Güveninizi artırmak için ne yapabilirsiniz?

Source: freepik.com

Argümantasyon Etkinliği: Öğretmen Rehberi

Argümantasyon süreci tamamlandığında, grubunuzla tartışma ve orijinal argümanınızı gözden geçirme şansınız olacaktır. Grubunuzun bu sürecin bir parçası olarak daha fazla veri toplaması veya bir ya da daha fazla alternatif iddiayı test etmek için bir yol tasarlaması gerekebilir. Grubunuzun bu sürecin bir parçası olarak daha fazla veri toplaması veya bir ya da daha fazla alternatif iddiayı test etmek için bir yol tasarlaması gerekebilir. (Araştırma sorusu: Sıcaklık ve Işık Yoğunluğu Bitkilerde Fotosentez Hızını Neden Etkiler?)

Source: freepik.com

Rapor: Öğretmen Rehberi

Araştırmanızı tamamladıktan sonra, aşağıdaki sorulara yanıt veren üç bölümden oluşan bir araştırma raporu hazırlamanız gerekecektir:

1. Hangi soruyu yanıtlamaya çalışıyordunuz
2. Araştırmanız sırasında ne yaptınız ve araştırmanızı neden bu şekilde yürüttünüz
3. Argümanınız nedir?

Raporunuz bu sorulara iki sayfa veya daha kısa bir şekilde cevap vermelidir. Raporunuzda varsa ilgili diyagramlar, şekiller veya tablolara yer verilmelidir.

Source: freepik.com