Bitkilerde Aerobik Solunum

Bitkilerde aerobik, oksijenli solunum nasıl gerçekleşir? Aerobik solunumun denklemi, ölçülmesi ve sonuçları hakkında bilgi.

Bitkilerde Aerobik Solunum

Havanın serbest oksijenini kullanarak yapılan solunuma, AEROBİK (OKSİJENLİ) solunum adı verilir.

Besin maddelerinin solunum yolu ile yakılmaları sonunda elde edilen enerji, çeşitli şekillerde bitkilerin hayati işlerinde kullanılır. Solunum olayı genel olarak, basitçe aşağıdaki denklemle formüle edilir.

$\displaystyle {{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}+6{{O}_{2}}\to 6C{{O}_{2}}+6{{H}_{2}}O+Enerji$

Denkleminin incelenmesinden de anlaşılacağı gibi, solunum fotosentez olayının ters yönde cereyanından başka bir şey değildir. Yalnız fotosentezde, asimilasyon (Basit bileşikleri kendi yapılarına benzetme) solunum da ise, disimilasyon (Belli yapı maddelerini parçalama) söz konusudur. Ancak solunum fotosentezin aksine olarak karanlıkta da sürüp gittiğinden, bitkiler tarafından gündüz ve gece yapılmaktadır. Yalnız gündüz bitki dokusunda solunumla serbest kalan karbondioksit büyük oranda aynı bitki dokularında fotosentezde kullanıldığından solunumun devamı açıkça ayırt edilemez.

Besin maddelerinin solunum süresince yakılıp parçalanmaları, birçok evrelerde ve çeşitli kademelerde olmaktadır. Bunları sırası gelince inceleyeceğiz. Ancak en son evrede yanma ve parçalanma tamamlanıp, su oluşur ve $\displaystyle C{{O}_{2}}$ açığa çıkar. Böylelikle de enerji sağlanmış olur. Solunum süresince sağlanan bu enerji ile birlikte ısı da yükselir. Solunum devamınca yükselen ısıyı, solunumları şiddetli olan çiçek veya diğer organları bir termostat içine koyarak ölçebiliriz. Ancak, bitkiler ısı fazlalığını genellikle transpirasyon (terleme) ile önlediklerinden, bitkiler temelde hayvanlardaki gibi yüksek ısı dereceleri göstermezler. Ancak özel durumlarda bitkilerde de ortam ısısından yüksek, (Örnek : ARUM (Yılan Yastığı) bitkisi çiçek spadiksinde 17°C, Victoria çiçeğinde 105 ve CURCUBİTA çiçeğinde 5°C İlk, ısı) farkları ölçülebilmiştir.

İlk şekil: Solunumda çıkan ısının ölçülmesi. İkinci şekil: Solunumda oksijenin alınıp dışarıya karbondioksidin verildiğini ispatlayan mum deneyi

Basit Bir Deneyle Gözlem

Solunumda oksijen alınıp $\displaystyle C{{O}_{2}}$ nin verildiğini şu basit deneylerle kolaylıkla ispatlayabiliriz.

1 — Bir kavanozu yarıya kadar, çimlenmekte olan tohumla dolduralım. Bildiğimiz gibi, çimlenmekte olan tohumlarda büyük bir hayat hızlanışı vardır. Bundan dolayı da bunlarda solunum çok şiddetlidir. Bunun için çok çeşit deneylerde çimlenmekte olan tohumlar özellikle kullanılırlar. Çimlenen tohumları koyduğumuz kavanoza sokulan bir yanar mumun bu başlangıç süresinde kavanoz içinde de yanmasına devam ettiği görülür. Fakat, kavanoz kapalı durumda iken çimlenen tohumların belli bir süre orada kalmalarından sonra tekrar yanan mumu kavanoza sokarak anında söndüğünü görürüz. Bu bize, tohumların solunumu ile önce varolan oksijen kavanoz havasından eksildiğini ve yerine $\displaystyle C{{O}_{2}}$ verildiğini anlatır.

2 — Çimlenmekte olan tohumları bir şişeye koyup, bunlara KOH ile, C07 bakımından arındırılmış hava gönderelim. Tohumların solunumundan çıkan gazı, içinde Ba (OH), bulunan bir şişeden geçirelim. İlk önce berrak haldeki baryum hidroksidin bulandığını ve beyaz bir tortu meydana getirdiğini görürüz. Bu meydana gelen tortu baryum karbonattır. Böylelikle de solunumda $\displaystyle C{{O}_{2}}$ nin dışarı verildiği bir defa daha anlaşılmış olur.

Bugün modern solunum ölçümü araştırmalarından en çok kullanılan yöntem, solunum esnasındaki gaz değişimlerinin basınç farklarının ölçülmesidir. Bu usulle ya alman oksijen veya verilen $\displaystyle C{{O}_{2}}$ ölçülür. Bu gaz değişimlerinin izleniminde üstün tutulan yol, WARBURG’un MANOMETRIK METODU’dur. Aşağıdaki şekilde de görüldüğü gibi ufak bir şişeye solunum yapan organ, (Örnek: çimlenmekte olan tohum) konur ve buna bağlı manometre özel vidası ile iyice ayarlanır. Sonra bütün aygıt, sabit hararette tamamen kapalı bir sistem halinde denemeye alınır. Belli bir süre sonra solunum yapan organın bulunduğu kaptaki havanın oksijenini sarf-eder ve yerine $\displaystyle C{{O}_{2}}$ verir. Ancak verilen $\displaystyle C{{O}_{2}}$ aynı kapta bulunan KOH tarafından emileceğinden manometre oksijen kullanımı oranında bir hacım, dolayısıyla basınç azalışı olacaktır. Bu basınç azalışından da bu organın solunum şiddeti ve solunumun devamı hesaplanabilir.

Solunumun kuantitatif ölçümünde kullanılan manometrik düzenin şeması.

Solunumda kullanılan başlıca organik maddeler karbonhidratlar, yağlar ve çeşitli asitlerle alkollerdir. Solunumda kullanılan maddelerin cinsine göre, gerekli oksijen miktarı ile, yanma sonucundan meydana gelen $\displaystyle C{{O}_{2}}$ ve enerji miktarı değişir. Solunum şiddeti bilhassa ortamın ısı derecesine, oksijen yoğunluğuna ve her bitkinin kendi özelliklerine bağlıdır.