top of page

Foto-
sentez

1. Fotosentez Nedir?

Fotosentez, bitkiler, algler ve bazı bakteriler tarafından güneş enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürüldüğü biyokimyasal bir süreçtir. Fotosentez, ışık enerjisini kullanarak su ve karbondioksiti glikoza (C₆H₁₂O₆) ve oksijene (O₂) dönüştürür. Bu süreç, dünya üzerindeki yaşamın enerji kaynağını oluşturan en temel biyokimyasal olaylardan biridir.

Fotosentez genel denklemi:

6CO2+6H2O+ıs¸ık enerjisi→C6H12O6+6O26 CO_2 + 6 H_2O + \text{ışık enerjisi} \rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6 O_26CO2​+6H2​O+ıs¸​ık enerjisi→C6​H12​O6​+6O2​

2. Fotosentezin İki Aşaması

Fotosentez iki ana aşamada gerçekleşir: ışık reaksiyonları ve karanlık reaksiyonları (Calvin döngüsü).

2.1. Işık Reaksiyonları

Işık reaksiyonları, kloroplastların tilakoid zarında bulunan klorofil pigmenti tarafından gerçekleşir. Güneşten gelen ışık enerjisi, bu pigmentler tarafından emilir ve kimyasal enerjiye dönüştürülür. Bu süreçte su molekülleri parçalanır ve oksijen açığa çıkar.

Reaksiyonlar şunlardır:

2H2O+ıs¸ık enerjisi→O2+4H++4e−2 H_2O + \text{ışık enerjisi} \rightarrow O_2 + 4 H^+ + 4 e^-2H2​O+ıs¸​ık enerjisi→O2​+4H++4e−

  • Fotosistem II ve Fotosistem I adındaki iki farklı fotosistem bu sürece katılır. Elektronlar, bu fotosistemler boyunca taşınırken ATP ve NADPH üretimi gerçekleşir.

İki temel enerji ürünü:

  • ATP (Adenozin trifosfat): Kimyasal enerji taşıyıcısıdır.

  • NADPH (Nikotinamid adenin dinükleotit fosfat): Yüksek enerjili elektron taşıyıcısıdır.

Bu ürünler, Calvin döngüsünde karbon dioksiti şekere (glikoza) dönüştürmek için kullanılır.

2.2. Karanlık Reaksiyonları (Calvin Döngüsü)

Calvin döngüsü, ışık reaksiyonlarında üretilen ATP ve NADPH'nin karbon dioksiti glikoza dönüştürmek için kullanıldığı süreçtir. Bu döngü, kloroplastların stromasında gerçekleşir ve ışık gerektirmez.

Calvin döngüsü üç aşamada gerçekleşir:

  1. Karboksilasyon: Atmosferik CO₂, ribüloz bifosfat (RuBP) molekülü ile birleşir. Bu reaksiyon, Rubisco enzimi tarafından katalizlenir ve 3-fosfogliserat (3-PGA) molekülleri oluşur.

    Reaksiyon:

    6CO2+6RuBP→123−PGA6 CO_2 + 6 RuBP \rightarrow 12 3-PGA6CO2​+6RuBP→123−PGA

  2. Redüksiyon: 3-PGA, ATP ve NADPH tarafından enerji verilerek gliseraldehit-3-fosfat (G3P) moleküllerine dönüştürülür. Bu aşamada, ATP’nin fosfat grubu kullanılarak fosfogliserat (G3P) üretimi sağlanır.

    Reaksiyon:

    123−PGA+12ATP+12NADPH→12G3P+12ADP+12NADP+12 3-PGA + 12 ATP + 12 NADPH \rightarrow 12 G3P + 12 ADP + 12 NADP^+123−PGA+12ATP+12NADPH→12G3P+12ADP+12NADP+

  3. Rejenerasyon: G3P moleküllerinin çoğu, RuBP'yi yeniden oluşturmak için kullanılır, böylece döngü tekrar başlar. Bu süreçte ATP kullanılır.

    Reaksiyon:

    10G3P+6ATP→6RuBP+6ADP10 G3P + 6 ATP \rightarrow 6 RuBP + 6 ADP10G3P+6ATP→6RuBP+6ADP

Sonuç olarak Calvin döngüsü, bir glikoz molekülünün sentezlenmesi için 6 molekül CO₂, 18 molekül ATP ve 12 molekül NADPH kullanır.

3. Fotosentezde Pigmentler

Fotosentez sürecinde en önemli pigment klorofil'dir. Klorofil, kırmızı ve mavi ışığı emerken yeşil ışığı yansıtır. Bu yüzden bitkiler yeşil renkte görünür. İki ana klorofil türü vardır:

  • Klorofil a: Fotosentezde ana rol oynayan pigmenttir.

  • Klorofil b: Klorofil a’ya destek olarak daha geniş bir ışık spektrumunu emer.

Klorofil dışındaki diğer yardımcı pigmentler şunlardır:

  • Karotenoidler: Sarı ve turuncu pigmentlerdir, mavi-yeşil ışığı emer.

  • Fikobilinler: Kırmızı ve mavi-yeşil pigmentlerdir, kırmızı alglerde bulunur.

4. Fotosentezin Verimliliği

Fotosentezin verimliliği, çevresel koşullara bağlıdır. Işık yoğunluğu, sıcaklık, su miktarı ve karbondioksit yoğunluğu fotosentez hızını doğrudan etkiler. Ayrıca bitkilerin C₃, C₄ ve CAM fotosentezi olarak adlandırılan farklı adaptasyonları da vardır:

  • C₃ Fotosentezi: Çoğu bitki tarafından gerçekleştirilen fotosentez yoludur. Calvin döngüsünün başlangıcında CO₂, 3 karbonlu bir bileşiğe bağlanır.

  • C₄ Fotosentezi: Sıcak ve kurak bölgelerde yaşayan bitkilerde görülür. CO₂, dört karbonlu bir bileşiğe bağlanarak Calvin döngüsüne taşınır.

  • CAM Fotosentezi: Kurak bölgelerdeki bitkilerde görülür. CO₂, gece alınır ve gündüz Calvin döngüsüne taşınır.

5. Fotosentezin Önemi

Fotosentez, dünya üzerindeki yaşamın temel enerji kaynağını sağlar. Fotosentez sürecinde üretilen oksijen, aerobik solunum için gereklidir. Ayrıca, fotosentez sırasında üretilen glikoz, tüm canlıların enerji kaynağı olarak kullanılır ve biyosferin karbon döngüsünde kritik bir rol oynar.

Hap Bilgi:

  • Fotosentez, ışık enerjisinin kimyasal enerjiye (glikoza) dönüştürüldüğü bir süreçtir.

  • Işık reaksiyonları, klorofilde güneş enerjisini kullanarak ATP ve NADPH üretir.

  • Calvin döngüsü, ATP ve NADPH kullanarak karbon dioksiti glikoza dönüştürür.

  • Klorofil, fotosentezin ana pigmentidir ve bitkilere yeşil rengini verir.

  • Fotosentez, dünya ekosistemindeki karbon ve oksijen döngüsünün temel kaynağıdır.

bottom of page