Fotosentez Nedir? Ne İşe Yarar?

03.04.2018 - 21:28

Biyoloji dersinin en önemli kavramlarından biri fotosentezdir. 5. sınıf fen bilgisi dersinden itibaren bu konuyla karşılaşıyoruz. Bu yazıda önce fotosentez nedir sorusunu kısaca yanıtlamaya çalışacağız. Ardından da konuyla ilgili detaylı bilgi vereceğiz.

Fotosentez, güneş ışığından kimyasal enerjiye enerji sağlamak için bitkiler, algler ve bazı bakterilerin kullandığı süreçtir.

Fotosentez ayrıca lise biyoloji dersinde başlı başına bir konudur. Bu konuya çalışmak için fotosentez konu anlatımı kısmına bakabilirsiniz.

Fotosentez Ne İşe Yarar?

Fotosentez dünyanın en önemli biyokimyasal olayıdır. Çünkü fotosentez ile bütün canlıların tükettiği besin üretilmektedir. Üretilen besinin temel işlevi ise içinde güneş enerjisinin kimyasal enerji olarak depo edilmesidir. Bu besin solunumla yakıldığında ortaya çıkan enerji ile canlılık devam eder.

Fotosentez nasıl gerçekleşir anlatmadan önce kısaca şunu iyi anlamalıyız. Fotosentez güneş enerjisinin besine kazandırma işlemidir. Bunu bitkiler gibi üretici canlılar yapar. Daha sonra bu enerjiyi hem kendileri, hem de onları tüketen tüketici canlılar kullanır.

Fotosentezin canlılar için önemi maddeler halinde şöyle sıralanabilir:

Güneş enerjisi organik besin moleküllerine kazandırılır.
Atmosfere oksijen verilmektedir.
Atmosferden karbondioksit tüketilmektedir.
Bitkilerin canlı kalması sağlanır.
Hayvanlar için besin üretilir.

Bütün bunları düşündüğümüz zaman fotosentez olmadan hayatın olmayacağını fark ederiz.

Fotosentez Nasıl Gerçekleşir?

Şimdi de fotosentez nasıl gerçekleşir ona değinelim. Detaylara girmeden önce fotosentezin basit denklemini verelim. Böylece kısaca fotosentez nasıl oluşur merak edenler için özet bir giriş yapmış oluruz.

6CO₂ + 12H₂O + Işık Enerjisi → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Burada, altı tane karbondioksit (CO₂) molekülü, ışık enerjisini kullanarak 12 molekül su (H₂O) ile birleşir. Sonuç olarak 1 glikoz molekülü, 6 su ve 6 oksijen ortaya çıkar. Dikkat ederseniz fotosentezde hem su kullanılır hem de su açığa çıkar. Ancak kullanılan su daha fazladır. Suyu her iki taraftan çıkarırsak

6CO₂ + 6H₂O + Işık Enerjisi → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ şeklinde net fotosentez denklemi elde edilir.

Normalde fotosentez olayı bu kadar basit gerçekleşmez. Arada birçok ara reaksiyon vardır. Yukarıdaki formül fotosentezin kaba ve basitleştirilmiş halidir.

Fotosentezde sadece glikoz üretilmez. Vitaminler, proteinler, yağlar gibi temek birçok organik besin fotosentez yoluyla üretilir.

Fotosentezin Evreleri

Fotosentezin ışıklı evre ve karanlık evre adı verilen iki aşaması vardır.

Işıklı Evre

Kloroplastlarda bulunan klorofil pigmentleri güneş ışığını emerek ışıklı evrenin mümkün olmasını sağlarlar. Işıklı evrede şunlar gerçekleşir.

Klorofil molekülü ışığı alarak elektron kaybeder. Bunun sonucunda klorofil elektron alıcısı durumuna gelir. Böylece elektrona ışık enerjisi kimyasal enerji olarak aktarılır.
Elde edilen kimyasal enerji ile su parçalanır. Suyun içinden oksijen ve hidrojen iyonları açığa çıkar. Oksijen atmosfere verilecektir.
Ortaya çıkan hidrojen iyonları NADP koenzimi tarafından tutulur. NADP böylece NADPH₂ molekülüne dönüşür.
Klorofilden ayrılan elektronlar ETS'ye geçerken ortaya çıkan enerji sayesinde ATP sentezlenir. Böylece ışık enerjisi NADPH₂ ve ATP moleküllerinde kimyasal olarak depolanır.
Üretilen ATP ve NADPH₂ karanlık evre reaksiyonlarına aktarılır.

Dikkat edersek fotosentezde ATP enerjisi üretilmektedir. Ancak bu enerji fotosentezde tüketilir. Hücredeki diğer metabolik olaylar için kullanılmaz.

Işık aracılığıyla ATP sentezlenmesi olayına fotofosforilasyon adı verilir.

Karanlık Evre

Fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonları içerir. Bu nedenle karanlık evre olarak adlandırılır. Karanlık evre reaksiyonları kloroplastın yeşil olmayan yani klorofil içermeyen stroma kısmında meydana gelir. Karanlık evrede şunlar gerçekleşir.

Karbondioksit bu evrede devreye girmektedir. Sonuç olarak karbondioksit ve sudan gelen hidrojen birleşerek glikozu oluşturacaktır.
Bu tepkimeler karbondioksitin 5C’lu bir bileşik tarafından tutulmasıyla başlar. İki fosfatlı olan bu 5 karbonlu bileşik ribuloz difosfat olarak adlandırılır. Böylece 6C (karbon) içeren bir ara bileşik oluşur.
Kararsız ara bileşik hemen parçalanır ve her biri 3C içeren iki molekül fosfogliserik aside (PGA) dönüşür.
PGA moleküllerine, ışıklı evrede meydana gelen ATP’lerden birer fosfat aktarılır. Böylece 3C'lu ikişer fosfatlı bileşikler oluşur. Bu bileşikler difosfogliserik asit (DPGA) denir.
Oluşan yeni bileşiklerin her birine bu kez ışığa bağımlı reaksiyonlarda üretilen NADPH'deki hidrojenler aktarılır. Böylece 3C’lu fosfogliser aldehit (PGAL) molekülleri meydana gelir.
PGAL molekülleri bazı karmaşık reaksiyonlar ile fruktoz ve glikoz gibi besin maddelerini meydana getirir.

Fotosentez reaksiyonlarında birçok karmaşık mikro süreç yaşanır. Bununla birlikte birçok enzim kullanılır.

Fotosentez Hızını Etkileyen Faktörler

Fotosentez nedir kısaca anlattık. Şimdi de fotosentez hızını etkileyen faktörler üzerinde biraz duralım. Fotosentezin hızını etkileyen ana faktörler şunlardır:

Işık
Karbondioksit yoğunluğu
Sıcaklık
Bitkinin genetik özellikleri

Fotosentezde ışık enerjisi kullanıldığı için ışığın artması fotosentez hızını arttırır. Ancak belli bir aşamadan sonra ışık artsa bile buna bitkinin klorofilleri yetişmeyecektir. Bu nedenle bir faktörün sürekli artması tek başına fotosentez hızını sürekli arttırmaz.

Karbondioksit yoğunluğu da tıpkı ışık enerjisi gibi fotosentezin hızını etkileyen meselelerden biridir. Ortamda az karbondioksit varsa glikozun ham maddesi olan karbondioksit yetersiz olduğu için fotosentezin hızı belli bir düzeyin üstüne çıkmayacaktır.

Sıcaklık yine önemli bir faktördür. Çünkü fotosentezde birçok enzim çalışmaktadır. Enzimlerin de çalışabileceği optimum sıcaklıklar vardır. Sıcaklık arttıkça enzimler daha çok çalışır ve fotosentez hızlanır. Ancak 30° - 40° sonrasında enzim yapısı bozulmaya başlar ve sıcaklık fotosentezi olumsuz etkilemeye başlar.

Bitkinin genetik özellikleri fotosentez hızında önemli bir etkiye sahiptir. Yapraktaki gözenek sayısı, gözeneklerin ne kadar derinde olduğu, yaprağın genişliği, bir hücredeki kloroplast sayısı gibi birçok faktör bitkinin fotosentezini etkiler. Bütün faktörler sınırsız olsa dahi bitkinin gözenek ve klorofil sayısı azsa fotosentez yine yavaş olacaktır.

Etiketler:

biyoloji

Yorumlar

Yorum Yap