Fotosentez Nedir.?

Fotosentez ya da ışılbireşim, klorofil (kromozomlarda) taşıyan canlılarda ışık enerjisi kullanılarak organik bileşiklerin üretilmesi olayıdır. Bu yolla besin üreten canlıların tümüne fotosentetik organizmalar denir ve bunların büyük bir çoğunluğunu bitkiler oluştururlar.

Fotosentetik organizmalar, ışık enerjisinden yararlanarak enerjiyi depolarlar ve organik bileÅŸikler üretebilirler. Bitkiler de diÄŸer canlılar gibi yaÅŸamsal etkinlikleri için gerekli enerjiyi organik maddelerin kimyasal enerjisinden saÄŸlarlar. Bunun için de güneÅŸ ışığını kullanarak havanın karbondioksitini indirgeyerek organik besinlerini sentez ederler. Bu iÅŸlem CO2′in indirgenmesi ve ancak güneÅŸ enerjisiyle gerçekleÅŸtiriliÄŸinden “fotosentez” olarak anılır. Bu yolla güneÅŸin ışık enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürülür ve organik madde sentezi yapılmış olur.

Yeryüzündeki her canlı, metabolizma etkinlikleri için gerekli olan enerjiyi temelde üç yoldan sağlar. Fotosentez bir özümleme faaliyetidir ve bu yüzden özümleme ya da asimilasyon gibi genel isimlerle de anılır.

Yapraklar, bitkilerin besin üretim merkezidir. Bitki yapraklarını oluşturan hücrelerin içinde kloroplast denilen, çok küçük yapılar vardır. Bu yapıların içindeki yeşil renkli boyar madde (pigment) olan klorofil maddesinin görevi ışık yakalamaktır. Kloroplastlar güneş ışınlarını bir panel gibi toplayıp, kollektör gibi enerjiye dönüştürerek besin üretirler. Üretilen besin yapraklardan, bitkinin beslenmesi gereken diğer bölümlerine götürülür.

Havadaki karbondioksit, güneş enerjisi kullanılarak, nişasta ve diğer yüksek enerjili karbonhidratlara dönüştürülür. Karbon kullanıldıktan sonra ortaya çıkan oksijen ise havaya bırakılır. Bitki daha sonra besine ihtiyaç duyduğunda bu karbonhidratlarda depoladığı enerjiyi kullanır. Bu bitkilerle beslenen canlılar da bitkide bulunan karbonhidratlardan enerji ihtiyaçlarını karşılarlar.

Fotosentezle her yıl yaklaşık olarak 200-500 milyar ton CO2 dönüşüme uğratılmaktadır. Bu nedenle fotosentezin önemi yalnız kalitatif değil ayrıca kantitafitir. Fotosentezle havanın karbondioksiti ve su, karbonhidratlara dönüştürülür. Karbonhidratlar C elementine ek olarak H ve O2 elementlerini de içeren organik besin taşlarıdır.

Fotosentez olayının meydana gelebilmesi için gerekli olan maddeler, ışık, klorofil, karbondioksit, canlı organizmadır.

Tarihçesi

Fotosentezin bilim tarihindeki gelişimi şöyledir:

BxToxiC, bitkilerin yeşillenmesi için güneş ışığının gerekli olduğunu göstermiştir.

Van Helmont 17. yüzyılda, bitkisel materyal sentezi ile ilk araÅŸtırmaları yapmıştır. AraÅŸtırmacı 2,5 kg. ağırlığındaki bir söğüt fidanını içinde 100 kg. toprak bulunan bir saksıya dikmiÅŸ ve bunu 5 yıl süresince sadece yaÄŸmur suyuyla sulamıştır. Süre sonunda fidan 85 kg’lık bir aÄŸaç olmuÅŸtur. deneme sonunda toprak kuru ağırlığı 99,994 kg. olarak belirlenmiÅŸtir. Aradaki 50 gramlık fark deney hatası olarak kabul edilmiÅŸ ve bitki ağırlığında oluÅŸan 82,5 kg’lık madde artışının yalnız sudan kaynaklanndığı kanısına varmıştır.

İlk kez 1771 yılında Joseph Priestley, bitkiler tarafından dışarı verilen oksijenin hayvanlar tarafından kirletilen havayı temizlediği fikrini ortaya atmıştır.

1782 yılında Senebier yeÅŸil bitkilerin havaya O₂ vermesinin CO₂ almalarına ve bitkiler tarafından meydana getirilen O₂ miktarının tamamen ortamda varolan CO₂ miktarına baÄŸlı olduÄŸunu göstermiÅŸtir.

1779′da Jan Ingenhousz havanın temizlenmesinin yeÅŸil bitkiler tarafından ışıkta yapıldığını açıklamıştır. Fotosentezde klorofilin önemini vurgulamıştır.

1804 yılında De Saussure fotosentez esnasında eÅŸit hacimde CO₂ ve O₂ alış veriÅŸi olduÄŸu, buna benzer eÅŸit hacimde bir gaz alış veriÅŸinin solunum esnasında da meydana geldiÄŸini ileri sürmüştür. Bitkilerde biri ışıkta diÄŸeri karanlıkta geliÅŸen iki tip gaz alışveriÅŸi olduÄŸunu, ışıkta CO₂ alınımı ve O₂ açığa çıkmasının ancak bitkinin yeÅŸil kısımlarında olabildiÄŸini göstermiÅŸtir. Ayrıca fotosentezde suyun rolüne dikkat çekmiÅŸtir.

Liebig 1840 yılında, CO₂‘in bitkiler için C kaynağı olduÄŸunu vurgulamıştır.

1842 yılında Robert Mayer, ışığın enerji içerdiğini, canlılar tarafından kullanılan enerji kaynağının güneş ışığı olduğunu ve fotosentezde bitkinin yakaladığı güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürdüğünü belirtmiştir.

Engelman 1880 yılında fotosentezde ortama O₂ verilmesinin kloroplastlarca saÄŸlandığını ortaya koymuÅŸtur.

Blackman 1905′de fotosentezin yalnızca fotokimyasal bir olay deÄŸil aynı zamanda biyokimyasal bir olay olduÄŸunu ileri sürerek, olayın ışık gerektirmeyen bir karanlık reaksiyon safhası olduÄŸunu da vurgulamıştır.

Willstater ve Stoll 1918 yılında CO₂, H₂O ve ışık altında meydana gelen ilk ürünün CH₂O ve O₂ olduÄŸunu ileri sürmüşlerdir.

Robert Hill 1937 yılında fotosentezin ışık reaksiyonu üğzerinde çalışarak oratmda ışık, su ve uygun bir hidrojen yakalayıcısı bulunduÄŸunda, izole kloroplastların bile ortamda CO₂ olmadan O₂ oluÅŸturabildiklerini görmüştür. Ayrıca yapraklarda doÄŸal bir hidrojen yakalayıcısı maddenin bulunduÄŸunu ortaya koymuÅŸtur. Bugünkü bilgilere göre bu maddeler Fereodoksin ve NADP⁺‘dır. Hill reaksiyonu adını verdiÄŸi bir denklemle olayı açıklamıştır. Reaksiyon, fotosentezde O₂‘nin ışık reaksiyonlarında oluÅŸtuÄŸu ve bunun kökeninin CO₂ deÄŸilde H₂O olduÄŸunu göstermesi yönünden önemlidir.

Fotosentezin karanlık reaksiyonları üzerinde çalışan (1954-1961) Calvin ve arkadaÅŸları ise olaydaki C metabolizmasını tüm ayrıntılarıyla açıklamışlardır. Bunun üzerine Calvin’e Nobel Ödülü verilmiÅŸtir.

1966′da Hatch ve Slack, bazı bitkilerde fotosentezin karanlık reaksiyonlarında oluÅŸan ilk kararlı ürünün 3C deÄŸil de 4C olduÄŸunu bulmuÅŸlar ve söz konusu bitkilerin tamamen farklı bir C metabolizması olduÄŸunu göstermiÅŸlerdir.

Yirminci yüzyılın başlarında tek hücreli yeşil su yosunlarında (Chlorella vulgaris) fotosentezle ilgili araştırmalar Warburg tarafından yapılmıştır.

Fotosentez Denklemi

Fotosentezin Basitleştirilmiş Denklemi Aşağıdaki Gibidir:

6CO₂ + 6H₂O —> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Karbondioksit + Su —> Glikoz + Oksijen

Önemi

Fotosentez, ışık enerjisini kimyasal bağ enerjisine dönüştürerek ilk basamaktaki organik madde üretimini sağlayan mekanizmadır. Bitkiler besin zincirinin ilk halkasını oluşturduğundan, diğer tüm canlıların var olabilmesi ve yaşamlarını sürdürebilmeleri için gerekli enerji fotosentez olayı sırasında elde edilir.

Fotosentezle havanın CO₂ ve O₂ dengesi korunmaktadır.

Fotosenteze ilişkin bulgular, her yeşil bitkinin organik madde üreten bir fabrika olduğu, bu süreçte güneş enerjisini kullanan aygıtların kloroplastlar olduğunu göstermiştir. Yeryüzüne ulaşan güneş ışınlarının yalnızca yarısı fotosentezde kullanılmaktadır. Bu konuda yapılan araştırmaların dünya nüfusunun gıda ihtiyaçları yönünden önemli olduğu bilinmektedir.

Pigmentler

Fotosentezde en önemli olgu güneş enerjisini yakalayıp onu kimyasala bağ enerjisine dönüştürebilme yeteneğidir. Bu işlevi bitkilerin kloroplastlarında veya kromatoforlarında bulunan pigmentler yapmaktadır. Bunların başlıcaları şöyledir:

• • klorofiller

• • Karotenoidler

• • Fikobilinler

Facebook da Paylas