Fotosentez Nedir?
Fotosentez, Yunanca 'phōs' (ışık) ve 'sentez' (bir araya getirmek) kelimelerinin birleşiminden türemiş olup, “ışık yardımıyla bir araya getirmek” anlamına gelir. Bu biyokimyasal süreç, klorofil taşıyan canlılarda ışık enerjisi kullanılarak inorganik maddelerden (karbondioksit ve su) organik bileşiklerin (şekerler/glikoz) üretilmesidir. Bu yolla besin üreten canlılara fotosentetik organizmalar veya fotoototroflar denir ve bunların büyük çoğunluğunu bitkiler oluşturur.
Fotosentez Nerede Gerçekleşir?
Fotosentez, bitkilerde ve alglerde kloroplast adı verilen özel organellerde meydana gelir. Bakterilerde ise hücre zarı içinde gerçekleşebilir. Bitki yapraklarını oluşturan hücrelerin içinde bulunan kloroplastlar, güneş ışınlarını toplayıp enerjiye dönüştürerek besin üretirler. Kloroplastların içinde, yaprağa yeşil rengini veren ve ışığı yakalamakla görevli olan klorofil adı verilen yeşil renkli bir pigment (boyar madde) bulunur.
Fotosentezin Temel Bileşenleri ve Ürünleri
Fotosentez süreci için temel olarak üç bileşen gereklidir:
- Işık Enerjisi: Genellikle güneş ışığı kullanılır. Klorofil, mor-mavi ve kırmızı ışık dalgalarını en fazla emer ve fotosentezde kullanır.
- Karbondioksit (CO₂): Havadaki karbondioksit, bitki hücreleri tarafından yapraklardaki küçük gözenekler (stoma) aracılığıyla alınır.
- Su (H₂O): Kökler tarafından emilen su, bitkinin gövdesindeki damarlar aracılığıyla yapraklara taşınır.
Bu bileşenler kullanılarak glikoz (şeker) ve oksijen üretilir.
- Glikoz (C₆H₁₂O₆): Bitkinin büyümesi, gelişmesi ve yaşamsal faaliyetleri için gerekli olan enerji kaynağıdır.
- Oksijen (O₂): Fotosentezin bir yan ürünüdür ve stomalar yoluyla atmosfere salınır. Atmosferdeki oksijenin büyük bir kısmı fotosentez sayesinde üretilir.
Fotosentez Sürecinin Aşamaları
Fotosentez iki ana aşamada gerçekleşir:
- Işığa Bağımlı Tepkimeler: Bu aşama, kloroplastların tilakoit zarlarında gerçekleşir. Işık enerjisi klorofil tarafından emilir ve su molekülleri parçalanarak oksijen, ATP (adenozin trifosfat) ve NADPH üretilir.
- Işıktan Bağımsız Tepkimeler (Calvin Döngüsü): Bu aşama, kloroplastın stroma bölgesinde gerçekleşir ve doğrudan ışık gerektirmez. Işığa bağımlı tepkimelerde üretilen ATP ve NADPH kullanılarak karbondioksit, glikoza dönüştürülür.
Fotosentezin Ekolojik Önemi
Fotosentez, yeryüzündeki yaşamın devamlılığı için kritik bir öneme sahiptir. Tüm canlıların besin zincirinin temelini oluşturur; bitkiler kendi besinlerini üretirken, diğer canlılar da doğrudan veya dolaylı olarak bu bitkilerle beslenir. Ayrıca, fotosentez atmosferdeki oksijen ve karbondioksit dengesini korur. Oksijen soluyan canlılar için hayati önem taşıyan oksijeni üretirken, sera etkisine neden olan karbondioksiti tüketerek iklim dengesine katkıda bulunur. Fosil yakıtların (kömür, petrol, doğal gaz) kaynağı da aslında milyonlarca yıl önce fotosentez yapan organizmalardır.