Back to the topics list

fotosentez

Tüm canlıların yaşamak için enerjiye ihtiyacı vardır. Bu enerjiyi yiyeceklerden alırlar. Peki hiç yemek yiyen bitkiler gördünüz mü? Peki enerjilerini nasıl alıyorlar? Bitkiler enerjilerini fotosentez adı verilen ve besinlerini yapmalarını sağlayan bir süreçle alırlar. Bu ilginç konu hakkında daha fazla bilgi edinmek için okumaya devam edin.

Öğrenme hedefleri

Bu dersimizde aşağıdakileri öğreneceğiz

1. fotosentezin tanımı
2. Fotosentez sırasında meydana gelen kimyasal reaksiyonlar
3. Fototrofların yiyeceklerini yapmalarını sağlayan fotosentez sürecindeki adımlar
4. Fotosentezin iki ana aşaması – ışık reaksiyonu ve karanlık reaksiyon
5. Fotosentezde yer alan dört farklı pigment türü

Fotosentez, fototrofların ışık enerjisini hücresel aktiviteleri beslemek için kullanılan kimyasal enerjiye dönüştürdüğü bir süreçtir. Kloroplastları klorofil a, klorofil b, karoten ve ksantofil gibi pigmentler yoluyla alır.

Tüm yeşil bitkiler ve diğer birkaç ototrofik organizma, besinleri sentezlemek için karbondioksit, su ve güneş ışığını kullanmak üzere fotosenteze güvenir. Oksijen fotosentezin yan ürünüdür.

Tıpkı yeşil bitkiler gibi bazı canlılar da fotosentez yapar. Bunlara mor bakteriler, siyanobakteriler ve yeşil kükürt bakterileri gibi prokaryotlar dahildir.

Fotosentez reaksiyonu şu şekilde gösterilebilir:

Karbondioksit + Su ========= Glikoz + Oksijen

(Güneş ışığı)

Fotosentezin önemi

Fotosentez, dünyadaki tüm yaşamın varlığı için gereklidir. Besin zincirinde önemli bir rol oynar. Bitkilerin kendi besinlerini yaratmalarına olanak tanıyarak onları birincil üreticiler haline getirir.

Fotosentez aynı zamanda atmosfere oksijen de salar. Çoğu organizmanın hayatta kalabilmesi için oksijene ihtiyaç vardır.

Fotosentez yeri

Fotosentez bitkilerde ve mavi-yeşil alglerde kloroplastlarda gerçekleşir. Bir bitkinin yeşil gövdeleri, yeşil yaprakları ve çanak yaprakları da dahil olmak üzere tüm yeşil kısımları kloroplast içerir.

Kloroplastlar yalnızca bitki hücrelerinde bulunur ve yaprakların mezofil hücrelerinde bulunur.

Fotosentez Denklemi

Fotosentezde karbondioksit ve su reaksiyona girerek oksijen ve glikoz olmak üzere iki ürün oluşturur. Bu endotermik bir reaksiyondur.

_{6CO2 + 6H2O} = _{C6H12O6 + 6O2}

Bitkilerin aksine, tüm bakteriler fotosentezin yan ürünü olarak oksijen üretmez. Fotosentezin yan ürünü olarak oksijen üretmeyen bakterilere anoksijenik fotosentetik bakteriler denir. Fotosentezin yan ürünü olarak oksijen üreten bakterilere oksijenli fotosentetik bakteriler denir.

Fotosentetik pigmentler

Yapraklarda dört farklı tipte pigment bulunur:

1. Klorofil a
2. Klorofil b
3. Ksantofiller
4. Karotenoidler

Sürecin adımları

Hücresel düzeyde fotosentez işlemi, kloroplast adı verilen hücre organellerinde gerçekleşir. Bu organeller, yaprakların karakteristik yeşil renginden sorumlu olan, klorofil adı verilen yeşil renkli bir pigment içerir.

Yapısal olarak yaprak sapı, epidermis ve laminadan oluşur. Lamina, fotosentez sırasında güneş ışığının ve karbondioksitin emilmesi için kullanılır.

• Fotosentez işlemi sırasında karbondioksit stomalardan girer, su kök kılları tarafından topraktan emilir ve ksilem damarları yoluyla yapraklara taşınır. Klorofil, su moleküllerini hidrojen ve oksijene ayırmak için güneşten gelen ışık enerjisini emer.
• Su moleküllerindeki hidrojen ve havadan emilen karbondioksit, glikoz üretiminde kullanılır. Ayrıca atık ürün olarak yapraklar aracılığıyla atmosfere oksijen salınır.
• Glikoz, büyüme ve gelişme için enerji sağlayan bitkiler için bir besin kaynağıdır, geri kalanı ise daha sonra kullanılmak üzere köklerde, yapraklarda ve meyvelerde depolanır.
• Pigmentler fotosentezin diğer temel hücresel bileşenleridir. Renk veren moleküllerdir ve belirli bir dalga boyundaki ışığı emer ve emilmeyen ışığı geri yansıtırlar. Tüm yeşil bitkiler esas olarak kloroplastların tilakoidlerinde bulunan klorofil a, klorofil b ve karotenoidleri içerir. Öncelikle ışık enerjisini yakalamak için kullanılır. Klorofil-a ana pigmenttir.

Fotosentezin iki aşaması

Fotosentez süreci iki aşamada gerçekleşir:

• Işığa bağımlı reaksiyon veya ışık reaksiyonu
• Işıktan bağımsız reaksiyon veya karanlık reaksiyon

Fotosentezin Işık Reaksiyonu veya Işığa Bağlı Reaksiyon

• Fotosentez ışık reaksiyonuyla başlar. Sadece gündüzleri güneş ışığının varlığında gerçekleştirilir. Bitkilerde ışık reaksiyonu kloroplastların tilakoid membranlarında gerçekleşir.
• Tilakoid membranların içinde Grana adı verilen, ışığı toplayan kese benzeri yapılar bulunur.
• Işık enerjisi, fotosentezin ikinci aşamasında kullanılan ATP ve NADPH'ye dönüştürülür. Su kullanılır ve oksijen üretilir.

Fotosentezin ışık reaksiyonundaki kimyasal denklem şu şekilde indirgenebilir:

_2H20 + 2NADP + 3ADP + 3Pi = _O2 + 2NADPH + 3ATP

Fotosentezin Karanlık Reaksiyonu veya Işıktan Bağımsız Reaksiyon

• Buna aynı zamanda karbon sabitleme reaksiyonu da denir.
• Şeker moleküllerinin su ve karbondioksit moleküllerinden oluştuğu ışıktan bağımsız bir süreçtir.
• Karanlık reaksiyon, ışık reaksiyonunun NADPH ve ATP ürünlerini kullandıkları kloroplastın stromasında meydana gelir.
• Bitkiler stomalar aracılığıyla atmosferdeki karbondioksiti yakalar ve Calvin döngüsüne geçer.
• Calvin döngüsünde, ışık reaksiyonu sırasında oluşan ATP ve NADPH, reaksiyonu yönlendirir ve altı molekül karbondioksiti bir şeker molekülüne veya glikoza dönüştürür.

Karanlık reaksiyonun kimyasal denklemi

_3CO2 + 6NADPH + _5H2O + 9ATP = G3P + 2H + 6NADP + 9ADP +8Pi

(G3P'nin gliseraldehit-3-fosfat olduğu yerde)