Fotosentez
Fotosentez, bitkilerin ve diğer canlıların yiyecek üretme sürecidir. Karbondioksiti hücrenin enerji olarak kullanabileceği şekerlere dönüştürmek için güneş ışığını kullanan endotermik (ısı alan) bir kimyasal süreçtir. Bitkilerin yanı sıra birçok alg türü, protist ve bakteri de besin elde etmek için bunu kullanır. Fotosentez Dünya'daki yaşam için çok önemlidir. Bunun istisnası, enerjilerini doğrudan kimyasal reaksiyonlardan elde eden bazı organizmalardır; bu organizmalara kemoototroflar denir.
Fotosentez farklı şekillerde gerçekleşebilir, ancak ortak olan bazı kısımlar vardır.
6 CO2(g) + 6 H2 O + fotonlar → C6 H12 O + 6 O6(aq)2(g)
karbondioksit + su + ışık enerjisi → glikoz + oksijen
Karbondioksit atmosferden difüzyon yoluyla stomalardan yaprağa girer.
Su, daha fazla su alımı için artan bir yüzey alanına sahip olan kök tüyü hücreleri tarafından topraktan emilir.
Fotosentez, ışık enerjisini emen yeşil pigment olan Klorofil içeren Kloroplastta (yaprak hücrelerinde bulunur) gerçekleşir. Yapraklarda, Palisade hücreleri daha fazla ışık yakalamak için çok sayıda kloroplasta sahiptir. Bu şekilde bitki daha fazla fotosentez yapabilir.
Oksijen atık bir üründür: solunum için kullanılır veya stomalar yoluyla yapraktan geri difüze olur.
Glikoz solunum için kullanılır (hücrelerde enerji açığa çıkarmak için). Nişasta şeklinde depolanır (karanlıkta solunum için tekrar glikoza dönüştürülür). Glikoz ayrıca büyüme ve üreme için selüloz, nektar, fruktoz, amino asitler ve yağlar gibi diğer bileşiklere de dönüştürülebilir.
Güneş ışığından gelen enerji, kökler tarafından emilen su ve atmosferden gelen karbondioksit fotosentez yoluyla glikoz ve oksijen üretir
Tepkiler
Fotosentezin iki ana reaksiyon seti vardır. Işığa bağlı reaksiyonlar iş yapmak için ışığa ihtiyaç duyar; ve ışığa bağlı olmayan reaksiyonlar iş yapmak için ışığa ihtiyaç duymaz.
Işığa bağlı reaksiyon
Güneşten gelen ışık enerjisi su moleküllerini bölmek için kullanılır (fotoliz). Güneş ışığı bitkideki kloroplastlara çarparak bir enzimin suyu parçalamasına neden olur. Su parçalandığında oksijen, hidrojen ve elektron üretir.
Hidrojen, ışık tarafından enerjilendirilen elektronlarla birlikte NADP'yi NADPH'ye dönüştürür ve bu da ışıktan bağımsız reaksiyonlarda kullanılır. Oksijen, fotosentezin atık ürünü olarak bitki dışına difüze olur ve ATP, ADP ve inorganik fosfattan sentezlenir. Tüm bunlar kloroplastların granasında gerçekleşir.
Işıktan bağımsız reaksiyon
Bu reaksiyon sırasında, karbondioksit ve ışığa bağlı reaksiyonların ürünleri (ATP ve NADPH) ve Calvin Döngüsü'nde bitkide bulunan diğer çeşitli kimyasallar kullanılarak şekerler oluşturulur. Bu nedenle, ışığa bağımlı reaksiyon olmadan ışıktan bağımsız reaksiyon gerçekleşemez. Karbondioksit bitkinin içine difüze olur ve kloroplasttaki kimyasallar, ATP ve NADPH ile birlikte glikoz üretilir ve son olarak translokasyon yoluyla bitkinin etrafına taşınır.
Bir kloroplast diyagramı
Erken evrim
İlk fotosentetik organizmalar muhtemelen yaşam tarihinin erken dönemlerinde evrimleşmiştir. Elektron kaynağı olarak su yerine hidrojen veya hidrojen sülfür gibi indirgeyici maddeler kullanmış olabilirler. Siyanobakteriler daha sonra ortaya çıktı ve ürettikleri aşırı oksijen oksijen felaketine katkıda bulundu. Bu da karmaşık yaşamın evrimini mümkün kılmıştır.
Etkililik
Günümüzde, fotosentez yoluyla küresel olarak yakalanan ortalama enerji oranı yaklaşık 130 terawatt'tır ve bu da insan uygarlığının kullandığı mevcut gücün yaklaşık altı katıdır. Fotosentetik organizmalar ayrıca yılda yaklaşık 100-115 bin milyon metrik ton karbonu biyokütleye dönüştürmektedir.
İlgili sayfalar
Sorular ve Yanıtlar
S: Fotosentez nedir?
C: Fotosentez, bitkiler ve bazı mikroorganizmalar tarafından güneş ışığını kullanarak karbondioksiti şekere dönüştürmek için kullanılan bir süreçtir. Işık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür.
S: Fotosentezin ürünleri nelerdir?
C: Fotosentezin ürünleri, hücreler tarafından enerji olarak ve diğer molekülleri oluşturmak için kullanılan karbonhidratlardır.
S: Fotosentez Dünya'daki yaşamı nasıl etkiler?
C: Fotosentez Dünya'daki yaşam için hayati önem taşır çünkü atmosfere serbest oksijenin girmesinden sorumludur. O olmasaydı, Dünya'da yaşam olmazdı.
S: Fotosentezi kimler kullanır?
C: Yeşil bitkiler, algler, protistler ve bazı bakteriler fotosentezi kullanır. Enerjilerini kimyasal reaksiyonlardan elde eden bazı organizmalara kemoototrof denir ve fotosentez kullanmazlar.
S: Fotosentez ekzotermik mi yoksa endotermik bir reaksiyon mudur?
C: Fotosentez endotermik bir reaksiyondur, yani gerçekleşmesi için ısı alır.
S: Fotosentez ışığı ne tür bir enerjiye dönüştürür?
C: Fotosentez ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür.
