Bazı organizmaların hayatta kalmak için ihtiyaç duydukları enerjiyi yaratmaları gerekir. Bu organizmalar güneş ışığından enerji emebilir ve üretmek için kullanabilir şeker ve diğer organik bileşikler lipidleri ve proteinler. Şeker daha sonra organizmaya enerji sağlamak için kullanılır. Fotosentez adı verilen bu işlem, fotosentetik organizmalar dahil olmak üzere bitkiler, yosunve siyanobakteriler.
Fotosentez Denklemi
Fotosentezde güneş enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür. Kimyasal enerji glikoz (şeker) şeklinde depolanır. Glikoz, oksijen ve su üretmek için karbondioksit, su ve güneş ışığı kullanılır. Bu işlem için kimyasal denklem:
6CO2 +12H2O + ışık → C6'H12Ö6 + 6O2 +6H2Ö
Altı karbon dioksit molekülü (6CO2) ve on iki su molekülü (12H)2O) işlem sırasında tüketilirken, glikoz (C6'H12Ö6), altı oksijen molekülü (6O2) ve altı su molekülü (6H)2O) üretilir.
Bu denklem şu şekilde basitleştirilebilir: 6CO2 +6H2O + ışık → C6'H12Ö6 + 6O2.
Bitkilerde Fotosentez
Bitkilerde, fotosentez esas olarak yapraklar
. Fotosentez karbondioksit, su ve güneş ışığı gerektirdiğinden, bu maddelerin tümü yapraklardan elde edilmeli veya yapraklara aktarılmalıdır. Karbondioksit stomata adı verilen bitki yapraklarındaki küçük gözeneklerden elde edilir. Oksijen stoma yoluyla da salınır. Su bitki tarafından köklerden elde edilir ve yapraklara vasküler bitki doku sistemleri. Güneş ışığı, içinde bulunan yeşil bir pigment olan klorofil tarafından emilir. bitki hücresi denilen yapılar kloroplast. Kloroplastlar fotosentez bölgeleridir. Kloroplastlar, her biri belirli fonksiyonlara sahip birkaç yapı içerir:- Dış ve iç membranlar- kloroplast yapılarını kapalı tutan koruyucu kaplamalar.
- Stroma—Kloroplast içindeki yoğun sıvı. Karbondioksitin şekere dönüşüm bölgesi.
- thylakoid- düzleşmiş kese benzeri membran yapıları. Işık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşüm alanı.
- Grana- yoğun katmanlı tilakoid kesesi yığınları. Işık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşüm alanları.
- Klorofil—Kloroplast içinde yeşil bir pigment. Işık enerjisini emer.
Fotosentez Aşamaları
Fotosentez iki aşamada gerçekleşir. Bu aşamalara ışık reaksiyonları ve karanlık reaksiyonlar denir. Işık reaksiyonları ışığın varlığında gerçekleşir. Karanlık reaksiyonlar doğrudan ışık gerektirmez, ancak çoğu bitkide karanlık reaksiyonlar gün boyunca meydana gelir.
Işık reaksiyonları çoğunlukla grananın tilakoid yığınlarında görülür. Burada güneş ışığı, ATP (serbest enerji içeren molekül) ve NADPH (yüksek enerjili elektron taşıyan molekül) şeklinde kimyasal enerjiye dönüştürülür. Klorofil ışık enerjisini emer ve ATP, NADPH ve oksijen üretimi ile sonuçlanan (suyun bölünmesiyle) bir adım zinciri başlatır. Oksijen stoma yoluyla salınır. Hem ATP hem de NADPH karanlık reaksiyonlarda şeker üretmek için kullanılır.
Karanlık reaksiyonlar stromada ortaya çıkar. Karbon dioksit ATP ve NADPH kullanılarak şekere dönüştürülür. Bu işlem karbon fiksasyonu veya Calvin çevrimi olarak bilinir. Calvin döngüsünün üç ana aşaması vardır: karbon fiksasyonu, indirgeme ve rejenerasyon. Karbon fiksasyonunda, karbondioksit, 6-karbon şeker oluşturacak şekilde 5-karbon şeker [ribuloz1,5-bifosfat (RuBP)] ile birleştirilir. İndirgeme aşamasında, ışık reaksiyonu aşamasında üretilen ATP ve NADPH, 6 karbonlu şekeri 3 karbonlu iki moleküle dönüştürmek için kullanılır karbonhidrat, gliseraldehid 3-fosfat. Gliseraldehid 3-fosfat, glikoz ve fruktoz yapmak için kullanılır. Bu iki molekül (glikoz ve fruktoz) sükroz veya şeker yapmak için birleşir. Rejenerasyon aşamasında, bazı gliseraldehid 3-fosfat molekülleri ATP ile birleştirilir ve 5 karbonlu şeker RuBP'ye geri dönüştürülür. Döngü tamamlandığında, döngüye tekrar başlamak için RuBP'nin karbondioksit ile birleştirilmesi mümkündür.
Fotosentez Özeti
Özet olarak, fotosentez, ışık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü ve organik bileşikler üretmek için kullanıldığı bir işlemdir. Bitkilerde, fotosentez tipik olarak bitki yapraklarında bulunan kloroplastlar içinde meydana gelir. Fotosentez iki aşamadan oluşur: ışık reaksiyonları ve karanlık reaksiyonlar. Işık reaksiyonları ışığı enerjiye (ATP ve NADHP) dönüştürür ve karanlık reaksiyonlar şeker üretmek için enerji ve karbondioksiti kullanır. Fotosentezi gözden geçirmek için Fotosentez Sınavı.