Bir organizmanın ışık enerjisini ve karbondioksiti karbonhidratlara ve oksijene dönüştürdüğü süreç olan fotosentez, tüm yeşil bitkilerde, ayrıca bazı mantarlarda ve tek hücreli organizmalarda meydana gelir. Fotosentez basamaklarının çoğu klorofil adı verilen pigmentlerde gerçekleşir. Fotosentez, glikoz üretmek için güneşten gelen enerjinin yanı sıra bitkinin ortamından gelen karbondioksit ve suyu kullanır.
Fotosentez ayrıca bir yan ürün olarak oksijen üretir. Neredeyse tüm atmosferik oksijen, okyanusta fitoplankton tarafından gerçekleştirilen fotosentezin sonucudur. Fotosentez iki ana aşamadan oluşur: fotosentezin ışığa bağımlı tepkimeleri ve ışıktan bağımsız tepkimeler.
Kloroplastın Kökeni
Kloroplast, tüm bitkilerde fotosentezin gerçekleştiği organeldir. Hayatın ilk aşamalarında kloroplastların kendi varlıkları olarak var olduklarına inanılıyor. Daha sonra daha büyük hücreler tarafından yutuldular ve bir organel olarak bildiğimiz şey haline geldiler. Buna endosimbiyotik teori denir.
Kloroplastın yapısı ve işlevi hakkında daha fazla bilgi edinin.
Fotosentezin Özetlenen Adımları
Fotosentezin aşamaları aşağıdaki denklemle özetlenebilir:
6 CO2 (karbon dioksit) + 6 H2O (su) + Enerji = C6H12O6 (glikoz)+ 6 O2 (oksijen).
Karbondioksitten gelen karbon, yan ürünler olarak oksijen ve su ile glikoz oluşturmak için sudaki hidrojen ve oksijen ile birleşir. İşlem birkaç ara aşama içerir ve yürütülmesi için çeşitli hücresel makineler gerektirir. Bu aynı zamanda fotosentezin genel sırasını da gösterir.
Hammaddelerin Edinimi
Karbondioksit atmosferden fotosentezin gerçekleştiği yeşil bitkilerin kloroplastlarına taşınmalıdır. Karbondioksit ve su, tek hücreli organizmalara ve su bitkilerine basit difüzyonla girer. Kara bitkileri, gazların tesise girip çıkmasına izin vermek için küçük vanalar olarak çalışan stoma adı verilen özel yapılara sahiptir.
Su, topraktan kökler aracılığıyla kara bitkilerine taşınır ve damar dokuları tarafından taşınır. Işık, öncelikle, her türün farklı ortamında maksimum verimlilikle güneş enerjisini yakalamak üzere evrimleşen bitkilerin yaprakları tarafından yakalanır.
Fotosentezin Işığa Bağlı Reaksiyonları
Sonraki fotosentez sırasında ışığa bağımlı reaksiyonlar gelir. Fotosentezin ışığa bağımlı reaksiyonları sırasında ışık enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür. Işık, su moleküllerinin hidrojen, oksijen ve serbest elektronlara bölünmesine güç verir.
Serbest elektronlar, ATP olarak da adlandırılan adenosin trifosfat ve NADP olarak da adlandırılan nikotinamid adenin dinükleotit fosfat gibi enerji taşıyıcı molekülleri şarj etmek için kullanılır. Işık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü, döngüsel fotofosforilasyon ve döngüsel olmayan fotofosforilasyon dahil olmak üzere birkaç moleküler yol vardır.
Işığa bağımlı reaksiyonlar hakkında daha fazlasını okuyun.
Hafif Bağımsız Reaksiyon
Sonraki fotosentez sırasında ışıktan bağımsız reaksiyonlar gelir. Bu reaksiyonlar sırasında, hafif reaksiyon ürünleri karbonhidratları oluşturmak için kullanılır. Atmosferdeki karbondioksit yakalanır ve suyun hidrojen bileşeni ile bağlanır. Işık reaksiyonu sırasında moleküller bölünür ve Calvin adı verilen bir işlemle bir karbonhidrat oluşur. Döngü. Fotosentezin bu kısmı, atmosferik karbondioksit seviyelerini sabit tutmada önemli bir faktör olan karbon fiksasyonu olarak da bilinir.
Glikoz Taşıma ve Depolama
Glikoz suda çözünür ve bitkinin iç sıvılarında çözünür. Glikoz yapraklardan taşınır ve basit bitkilerde difüzyon yoluyla bitkinin geri kalanına, daha karmaşık bitkilerde ise damar dokuları yoluyla dağıtılır. Glikoz daha sonra hemen kullanılabilir veya saklanabilir.
Bitkiler, depolanmış glikozu hayvan solunumuna benzer bir kimyasal işlemle metabolize ederken daha sonra kullanmak üzere dokularında bir miktar oksijen tutar. Bu nedenle bitkiler, soluduklarından daha fazla fotosentez yapmalıdır. Fazla oksijen, karbondioksitin alındığı gibi, basit difüzyonla veya bitkinin stomalarından salınır.