BİZE ULAŞIN
Fotosentez en basit haliyle bir bitkinin yaşamak için kendine besin sağlamasıdır. Görünürde bir besin üretimi iken aslı bu kadar basit değildir. Fotosentez hayatın devamı için en gerekli olaylardan biridir.
Fotosentezin gerçekleşebilmesi için öncelikle güneş ışınlarına ihtiyaç vardır. Dolayısıyla fotosentez gündüz gerçekleşir. Bitki hücresinin kloroplast organelinde yer alan klorofil molekülü de fotosentez için en gerekli maddelerden biridir. Ayrıca bitkilerin yeşil rengi klorofil molekülünden gelir. Su (H2O) fotosentez için gerekli maddeler içinde yer alır. Fotosentezin gerçekleşebilmesi için ortamdaki karbondioksite (CO2) ihtiyaç vardır.
Fotosentez ne demek sorusunun cevabını arayanlar karşılarında büyük bir alem bulur. Karmaşık tepkimeler bütünü fotosentez, iki aşamada gerçekleşir. Bu evreler ışıklı evre ve ışıktan bağımsız evre ya da karanlık evre olarak adlandırılır.
Fotosentezin ilk evresi ışıklı ortamda gerçekleşir. Ayrıca bu olaya fotofosforilasyon da denir. Işıklı evre çok hücreli canlı anlamına gelen ökaryot canlıların hücrelerinde, kloroplast organelinin tilakoit zarlarında gerçekleşir. Bu evrede güneşten gelen ışınlar kullanılarak ATP sentezi yapılır, diğer bir deyişle enerji üretilir. Amacı ATP üretmenin yanında NADPH molekülünü üretmektir. Fotosentez sonucu oluşan oksijen, ışıklı evrede ortaya çıkar. Fotoliz adı verilen suyun ışıkla parçalanması olayı bu evrede gerçekleşir. Su molekülü NADP için hidrojen, atmosfer için oksijen, tepkimeler için elektron kaynağıdır.
Fotosentezi en iyi şekilde anlamak için moleküllerin yükseltgenme ve indirgenme hallerini bilmek gerekir. Tepkimeler sırasında elektronlar indirgenme ve yükseltgenme tepkimeleriyle bir molekülden diğerine aktarılır.
İndirgenme: Bir atom ve molekülün elektron alması veya hidrojen almasıdır.
Yükseltgenme: Bir atom veya molekülün elektron veya hidrojen atomu vermesidir.
Karanlık evrenin amacı ışıklı evreden gelen ATP (enerji) ve NADP yardımıyla glikoz yani besin üretmektir. Gündüz gerçekleşir. Işığa ihtiyaç duyulmaz fakat ışıklı tepkimeden gelecek ATP ve NADP gerekli olduğundan dolaylı ışığa muhtaçtır. Klorofil görev almadığından kloroplastın stomalarında gerçekleşir. İlk evredeki elektron trafiği yaşanmaz. Atmosferden alınan CO2 (karbondioksit) bu evrede kullanılır. ATP bu evrede enerjisi için parçalanırken NADP karbondioksit moleküllerinin glikoza dönüşmesi için elektronlarını verir. İlk evrede görev almayan enzimler karanlık evrede görev alır.
Fotosentez sonucunda glikoz ve oksijen açığa çıkar. Atmosfere salınan oksijenin kaynağı fotosentez tepkimesine giren sudur. Açığa çıkan glikoz ise maltoz, sakkaroz, nişasta ve selüloz olarak farklı şeker çeşitlerine dönüştürülür. Fotosentez formülü ile tepkimeye giren ve çıkanlar daha rahat görülebilir. 6CO2 (karbondioksit) +6 H2O (su)+Güneş enerjisi+klorofil=C6H12O6 (besin)+6 O2 (oksijen)
Fotosentez hızının bitkisel ve çevresel faktörlerden etkilendiği bilinir.
Bitkisel faktörler:
Çevresel faktörler:
Fotosentez nerede gerçekleşir sorusunun cevabı, hücrenin prokaryot veya ökaryot olmasına göre değişir. Ökaryot hücrelerde kloroplast organelinde gerçekleşir. Kloroplast organeli bitkilerin yeşil olan tüm kısımlarında görülür. Fakat fotosentez olayı yoğun olarak yapraklarda gerçekleşir. Yaprakların ortasında kalan bölüm mezofil olarak adlandırılır. Fotosentezin en yoğun olduğu yer bu bölümdür.
Kloroplast organeli incelendiğinde sanıldığından daha karmaşık bir yapı olduğu görülür. Yapısında klorofil, karbonhidrat, lipid, protein ve fotosentez için gerekli enzimler bulunur. Ayrıca kendini eşleyip çoğalmasını sağlayan DNA ve RNA maddelerini de içinde bulundurur. Seçici geçirgen özelliği olan çift katlı zar ile çevrilidir. İçindeki sıvı dolu yapıya stroma denilir. Stroma içinde tilakoit adı verilen zar sistemi bulunur. Klorofil bu zarlarda yer alır. Tilakoitler, disk şeklinde üst üste gelerek granum adı verilen yapıyı oluşturur.
Besin zincirinin en altında yer alan bitkiler besin zincirinin devamı açısından çok önemli bir roldedir. Kendi besinini kendi üretemeyen canlılar hem besin hem oksijen için fotosentez yapan canlılara muhtaçtır. Atmosferdeki oksijenin temelinde fotosentez yatar. Bununla birlikte fotosentez yapan canlılar kömür, petrol ve doğal gaz gibi yakıtların kaynağıdır. Ayrıca günlük hayatta kullanılan keten ve pamuk gibi tekstil malzemelerinde, kağıt üretiminde fotosentezin etkileri görülür. Sonuç olarak fotosentezsiz bir dünya, yaşanması imkansız bir hale gelir.
Fotosentez yapan canlılar sadece bitkiler ile sınırlı değildir. Algler, protistalar, siyanobakteriler de fotosentez yapar. Bu canlılardaki fotosentez tepkimeleri ve enzimleri ortaktır.
Köksüz bitkilere benzeyen algler büyük su kütlelerinde yaşar. Dünyadaki oksijenin kaynağı alglerdir.
Protistalar ise tek hücreli olmalarına rağmen ökaryot canlılardır. Parazit olarak yaşayan türleri de mevcuttur. Bünyesinde kloroplast bulundurur.
Bitki hücresinde yer alan kloroplast yerine siyanobakteriler sadece klorofil taşırlar. Mavi yeşil alg olarak da anılan bu canlılar enzimlerini hücre zarında taşır. Ayrıca mavi rengini fikosiyanin pigmentinden alır.
