Fotosentez, bitkilerin karbondioksit, su ve güneş ışığı kullanarak besin üretme işlemidir. Karbondioksit, bitkiye stoma adı verilen yapraklarındaki küçük gözeneklerden girer. Su, kökler tarafından emildikten sonra bitkideki damarlar yoluyla yapraklara ulaşır.
Fotosentez sürecinde, güneş ışığından gelen enerji, CO2'den glikoz oluşturmak için kullanılır.2 ve H2Ö. Bu glikoz bitki için besin sağlar. Birçok yüksek yaşam formu hem yemek için bitkilere hem de nefes almak için oksijene bağlı olduğundan, bu süreç canlılar için hayati önem taşır. ekosistemlerin hayatta kalması.
Not: Fotosentez alglerde ve bazı bakteri türlerinde de meydana gelir. Bu yazının odak noktası bitkilerde fotosentez.
Fotosentezin Yeri
Fotosentez, bitkilerin yapraklarında ve yeşil gövdelerinde bulunan kloroplastlarda meydana gelir. Bir yaprak, her biri on binlerce hücreye sahiptir. 40 ila 50 kloroplast.
Her kloroplast, bir krep yığını gibi dikey olarak düzenlenmiş, thylakoids adı verilen disk şeklinde birçok bölmeye bölünmüştür. Her yığın, stroma adı verilen bir sıvı içinde asılı duran bir granum (çoğul grana'dır) olarak adlandırılır.
ışığa bağımlı reaksiyonlar granada meydana gelir; ışıktan bağımsız reaksiyonlar kloroplastların stromasında gerçekleşir.Fotosentezin İki Aşaması
Tüm süreç bir dakikadan az sürebilmesine rağmen, fotosentez süreci aslında oldukça karmaşıktır.
Fotosentezin iki aşaması vardır: hafif reaksiyonlar (fotoğraf kısmı) ve karanlık reaksiyonlar olarak da bilinen Calvin Döngüsü (sentez kısmı) ve fotosentezin aşamalarının her birinin birden fazla adımı vardır.
Işığa Bağlı Reaksiyonlar
Fotosentezin ilk adımı kullanır ışık enerjisi ikinci işlemde kullanılacak enerji taşıyıcı molekülleri oluşturmak. Işık reaksiyonları olarak bilinen bu reaksiyonlar, doğrudan güneş enerjisini kullanır. Fotomerkezlerde yüzlerce pigment molekülü bulunur. tilakoid zar ve ışığı emmek ve enerjiyi bir klorofil molekülüne aktarmak için anten görevi görür.
Bu fotosentetik pigmentler, bitkilerin süreci başlatmak için gerekli olan güneş ışığını emmesine izin verir. Işık elektronları uyararak daha yüksek bir enerji durumuna neden olur. Bu, güneşten gelen enerjinin kimyasal enerjiye dönüştürülmesiyle sonuçlanır. bitki için yiyecek.
klorofil molekülleri bitkilerde, yüksek enerjili elektronları alıcı moleküllere aktaran ve daha sonra bir dizi zar taşıyıcısı yoluyla aktarılan bir reaksiyon merkezi oluşturur. Bu yüksek enerjili elektronlar moleküller arasında geçer ve su moleküllerinin oksijen, hidrojen iyonları ve elektronlara bölünmesiyle sonuçlanır.
Bu ilk adımda, bir dizi reaksiyon güneş enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşmesine neden olur ve iki ayrı fotosistemler, elektronlar sırayla adenozin trifosfat (ATP) ve nikotin adenin dinükleotidi üretmek için transfer edilir fosfat (NADP+).
Bazı yüksek enerjili elektronlar daha sonra NADP'yi azaltmaya devam eder.+ NADPH'a. Üretilen oksijen kloroplasttan difüze olur ve yapraktaki gözeneklerden atmosfere kaçar. Bu ilk aşamada üretilen ATP ve NADPH, glikozun oluşturulduğu sonraki aşamada kullanılır.
Hafif Bağımsız Reaksiyonlar
İkinci fotosentez süreci, CO2'den karbonhidratların biyosenteziyle sonuçlanır.2. Bu ışıktan bağımsız (eski adıyla karanlık) fazda, ilk adımda oluşturulan NADPH, gerekli hidrojeni sağlar. glikoz oluşturmak ışığa bağımlı reaksiyonlarda oluşan ATP ise onu sentezlemek için gerekli enerjiyi sağlar.
Calvin Döngüsü olarak da bilinen bu aşama stromada gerçekleşir ve sakaroz, bu daha sonra bitki için bir besin ve enerji kaynağı olarak kullanılacaktır. Adını Melvin Calvin'den alan bu faz, kloroplastta bulunan enzim ribuloz bifosfat karboksilaz ile birlikte ilk fazda oluşturulan ATP ve NADPH'yi kullanır.
Burada ribuloz, daha sonra bitki için bir enerji kaynağı olarak hizmet eden karbonhidratlara dönüştürülen karbon moleküllerini “sabitlemek” için bir katalizör görevi görür.