İnsanlar ve hayvanlar yiyecek olarak bitkileri ve diğer hayvanları yerken, bitkiler ışıktan ve fotosentez adı verilen bir süreçten yararlanarak besinlerini üretebilirler. Fotosentez, bitkilerin karbondioksit, su ve güneş ışığını kullanarak besin ürettiği süreçtir.
Fotosentez Nedir?
Fotosentez büyük bir kelime olabilir ama iki küçük kelimeye ayrılabilir: "fotoğraf" ve "sentez". Fotoğraf ışık demektir, sentez ise bir araya getirmek demektir. Süreç karmaşık olabilse de aşağıdaki kelime denklemiyle basitçe yazılabilir:
Fotosentez Nasıl Gerçekleşir
Fotosentez, hücrelerde kloroplastların yaşadığı bitkilerin yapraklarında gerçekleşir. Fotosentezde iki aşama vardır. İlk aşamanın ışığa ihtiyacı vardır, ikinci aşamanın ise yoktur. Fotosentez sürecini anlamadan önce kloroplastlar hakkında daha fazla bilgi sahibi olmalısınız.
Kloroplastlar
Tıpkı insanlar gibi bitkiler de binlerce hücreden oluşur. Hayvan hücrelerinin aksine bitkilerde, fotosentezin gerçekleştiği kloroplast adı verilen özel bir yapı bulunur.
Kloroplastlar, bitki hücrelerinin içinde bulunan oval şekilli küçük damlalardır. Bazen bitki hücrelerinde sadece birkaç kloroplast bulunurken, bazıları hücre içindeki tüm alanı kaplar. Kloroplastların birçok katmanı vardır. Kloroplastın iç kısmı birkaç önemli parça içerirken, dış katman pürüzsüzdür.
Kloroplastın içinde, stroma adı verilen bir sıvı içinde yüzen, tilakoid adı verilen klorofille dolu bir çuval topluluğu bulunur. Thylakoids krep yığınlarına benziyor. Klorofil bitkilere yeşil rengini verir ve bitkilerin güneş ışığından enerji almasına yardımcı olur.
Birinci Aşama: Işığa Bağımlı Reaksiyonlar
Fotosentezin ilk aşamasına ışığa bağlı reaksiyonlar aşaması denir. Bu aşama kloroplastların tilakoidlerinde gerçekleşir ve yalnızca güneş ışığı mevcut olduğunda gerçekleşebilir.
- Güneş ışığı kloroplastlardaki klorofillere çarpar ve elektronları harekete geçirir.
- Uyarılmış elektronlar klorofilden kurtulur.
- Bir elektron klorofilden yeni ayrıldığı için onun değiştirilmesi gerekir. Tilakoidlerde bir su molekülü oksijene (O2) ve hidrojen iyonuna (H+) ayrılır.
- Serbest elektronlar daha sonra kimyasal reaksiyona girerek fotosentezin ikinci aşaması için gerekli olan enerji molekülleri olan ATP ve NADPH'yi oluşturur.
İkinci Aşama: Calvin Döngüsü
Fotosentezin Calvin Döngüsü adı verilen ikinci aşaması, kloroplastların stromasında meydana gelir. Calvin Döngüsü için güneş ışığına ihtiyaç yoktur. ATP ve NADPH'den gelen karbondioksit ve enerji glikozu oluşturur. Glikoz, bitkilerin enerji olarak depoladığı ve hücre yapısı için önemli olan nişasta ve selüloz gibi diğer bileşenlere dönüştürülebilen basit bir şekerdir.
- Havadaki karbondioksit bitkinin yapraklarındaki deliklerden emilir.
- Karbondioksit molekülü RuBP adı verilen basit bir şekere bağlanır.
- Dört adımlı bir kimyasal reaksiyon aracılığıyla karbondioksit ve RuBP molekülü, ilk aşamadan itibaren ATP ve NADPH ile birleşerek bir glikoz molekülü oluşturur.
Aşağıdaki video süreci baştan sona göstermektedir:
Fotosentez Önemlidir
Fotosentez Dünya'daki yaşamın omurgasıdır. İnsan oksijen olmadan yaşayamaz. Bitkilerin fotosentez sırasında ürettiği oksijen, insanların her gün soluduğu havaya salınır. İnsanlar oksijeni soluduklarında karbondioksit açığa çıkarırlar. Bitkiler fotosentez sürecinde karbondioksit kullanır. Böylece bitkiler havadaki oksijen ve karbondioksit seviyelerinin dengelenmesinden sorumludur. Ayrıca bazı bitkiler fotosentez sırasında üretilen glikozu meyve ve köklerde depolar. Bu meyve ve köklerden bazıları elma, havuç, çilek ve insanların yemekten keyif aldığı diğer lezzetli yiyeceklerdir.
