Aşağıdaki metin ve görsellerden yararlanarak soruları cevaplayınız.
Işık dalgalar hâlinde yayılır. Işığın iki ardışık tepe noktası arasındaki mesafeye ışığın dalga boyu denir. Gözle görünen veya görünmeyen farklı dalga boylarına sahip ışıklar vardır. Işığın dalga boyu; gama ve kozmik ışınlarda olduğu gibi nanometreden (nm) küçük, radyo dalgalarında olduğu gibi kilometreden büyük olabilir. Işığın dalga boylarına göre ölçeklendirilmesiyle oluşan sıralamaya elektromanyetik spekt- rum denir. Elektromanyetik spektrumda yaşam için önemli olan ışıklar, yaklaşık olarak 380 nm ile 750 nm dalga boyları arasında yer alır. Bu ışıklar insan gözü tarafından farklı renkler hâlinde ayırt edildiği için bu ışıklara görünür ışık adı da verilir. Görünür ışık, aynı zamanda fotosentezde kullanılan ışıktır.
Fotosentez hızı ile görünür ışık spektrumu arasındaki ilişki, 1883 yılında Theodore Engelmann (Teodor Engılmın) tarafından yapılan bir deneyle gösterilmiştir. Bu deneyde ipliksi bir alg ve aerobik, diğer deyişle oksijenli solunum yapan bakteriler kullanılmıştır. Prizmadan geçirilerek renklerine ayrılan beyaz ışık ipliksi alg üzerine düşürülmüştür. Deney ortamına bırakılan aerobik bakterilerin en fazla toplandığı yerlerin mor ve kırmızı ışığın ulaştığı kısımlar, en az toplandığı yerlerin ise yeşil ışığın ulaştığı kısımlar olduğu görülmüştür.
1. Engelmann deneyinde aerob bakteriler yerine zorunlu anaerob bakteriler (sadece oksijensiz solunum yapabilen bakteriler) konsaydı bu bakteriler nerelerde konumlanırdı? Gerekçesiyle açıklayınız.
Cevap:
Engelmann deneyinde aerob bakteriler yerine zorunlu anaerob bakteriler (sadece oksijensiz solunum yapabilen bakteriler) konulsaydı bu bakteriler su yosununun üzerindeki oksijen üretmeyen bölgelerde konumlanırdı. Gerekçesi şöyledir:
Zorunlu anaerob bakteriler, oksijenin bulunmadığı ortamlarda yaşayabilen ve oksijenden zehirlenen bakterilerdir. Bu bakteriler, oksijenin varlığında hayatta kalamazlar, çünkü oksijenin oluşturduğu reaktif oksijen türleri (ROS) adı verilen zararlı bileşikleri detoksifiye edecek enzimlere sahip değildirler.
Engelmann, 1882 yılında yaptığı bir deneyde, fotosentezin ışığın dalga boyuna bağlı olarak değiştiğini göstermiştir. Deneyinde, bir prizma ile ışığı renklerine ayırmış ve bir su yosunu olan Cladophora’yı farklı renklerle aydınlatmıştır. Aynı zamanda, oksijene duyarlı aerob bakterileri de su yosununun üzerine yerleştirmiştir. Fotosentez sırasında açığa çıkan oksijenin bakterileri çekeceğini varsaymıştır.
Deney sonucunda, bakterilerin en çok mavi ve kırmızı ışığa maruz kalan bölgelerde toplandığını gözlemlemiştir. Bu, mavi ve kırmızı ışığın fotosentez için en uygun dalga boyları olduğunu ve bu bölgelerde en çok oksijen üretildiğini göstermiştir. Sarı ve yeşil ışığın ise fotosentez için daha az uygun olduğu ve bu bölgelerde daha az oksijen üretildiği anlaşılmıştır.
Eğer Engelmann deneyinde aerob bakteriler yerine zorunlu anaerob bakteriler konulsaydı, bu bakteriler oksijenden kaçınmak için su yosununun üzerindeki oksijen üretmeyen bölgelerde konumlanırdı. Bu bölgeler, sarı ve yeşil ışığa maruz kalan bölgeler olurdu. Çünkü sarı ve yeşil ışık, fotosentez için uygun olmayan dalga boylarıdır ve bu bölgelerde daha az oksijen üretilir.
Özetle, Engelmann deneyinde aerob bakteriler yerine zorunlu anaerob bakteriler konulsaydı bu bakteriler su yosununun üzerindeki oksijen üretmeyen bölgelerde konumlanırdı. Çünkü zorunlu anaerob bakteriler oksijenden zehirlenirler ve fotosentez için uygun olmayan sarı ve yeşil ışığa maruz kalan bölgelerde daha az oksijen vardır.
