[[Dosya
hotosynthesis_en.svg|küçükresim|upright=1.36| Bitkilerde fotosentezin şeması (light: ışık, carbon dioxide: karbondioksit, oxygen: oksijen, carbohydrates: karbonhidratlar, water: su). Üretilen karbonhidratlar bitki tarafından depolanır veya kullanılır. ]] küçükresim|sağ|upright=1.36|Yaprak, bitkilerde fotosentezin gerçekleştiği başlıca yerdir. küçükresim|upright=1.36| Bitki fotosentezinin genel denklemi (light: ışık, carbon dioxide: karbondioksit, oxygen: oksijen, carbohydrates: karbonhidratlar, water: su) [[Dosya:Seawifs_global_biosphere.jpg|küçükresim|upright=1.36| Hem okyanus fitoplanktonları hem karasal bitki örtüsü dâhil, fotosentezin küresel dağılımını gösteren bileşik görüntü. Koyu kırmızı ve mavi-yeşil, sırasıyla okyanus ve karadaki fotosentetik aktivitesi yüksek bölgeleri gösterir. |alt=]] Fotosentez, bitkiler ve diğer canlılar tarafından, ışık enerjisini organizmaların yaşamsal eylemlerine enerji sağlamak için daha sonra serbest bırakılabilecek kimyasal enerjiye dönüştürmek için kullanılan bir işlemdir. Bu kimyasal enerji, karbondioksit ve sudan sentezlenen şekerler gibi karbonhidrat moleküllerinde depolanır. Özellikleri Fotosentez sözcüğü, Yunanca phōs (ışık) ve sentez (bir araya getirmek) sözcüklerinin bir araya getirilmesi ile oluşturulmuştur. Çoğu durumda oksijen yan ürün olarak salınır. Çoğu bitki, çoğu alg ve siyanobakteri fotosentez yapar; bu tür canlılara fotoototroflar denir. Fotosentez, Dünya atmosferinin oksijen içeriğinin üretilmesinden ve korunmasından büyük ölçüde sorumludur ve tüm organik bileşikler ve Dünya'daki yaşam için gerekli enerjinin çoğunu sağlar. Her ne kadar fotosentez farklı türler aracılığıyla farklı biçimlerde gerçekleştirilse de işlem her zaman ışıktan gelen enerjinin yeşil klorofil pigmentleri içeren reaksiyon merkezleri olarak adlandırılan proteinler tarafından emildiğinde başlar. Bitkilerde bu proteinler, en çok yaprak hücrelerinde bulunan ve kloroplast adı verilen organellerde bulunurken, bakterilerde hücre zarına gömülürler. Bu ışığa bağımlı tepkimelerde, su gibi uygun maddelerden elektronları almak için bir miktar enerji kullanılır. Sudan elektron alınmasının sonucu olarak su oksijen ve hidrojene parçalanmış olur. Suyun bölünmesiyle salınan hidrojen, kısa süreli enerji kaynağı olarak görev alan iki başka bileşiğin oluşturulmasında kullanılır: indirgenmiş nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADPH) ve adenozin trifosfat (ATP-hücrelerin "enerji para birimi"). Bitkiler, algler ve siyanobakterilerde, şekerler biçimindeki uzun süreli enerji depoları, Calvin döngüsü adı verilen ışıktan bağımsız tepkimeler tarafından üretilir; bazı bakteriler aynı sonuca ulaşmak için ters Krebs döngüsü gibi farklı mekanizmalar kullanır. Calvin döngüsünde, atmosferik karbondioksit, hâlihazırda var olan ribüloz bifosfat (RuBP) gibi organik bileşiklerle birleştirilir. Daha sonra ışığa bağlı tepkimeler tarafından üretilen ATP ve NADPH kullanılarak, karbondioksitin ribüloz bifosfat ile birleşmesiyle oluşan bileşik indirgenir ve glikoz gibi başka karbonhidratlar oluşturmak üzere yoluna devam eder. İlk fotosentetik canlılar, sanılana göre yaşamın evrimsel tarihinde erken evrimleşmiştir ve büyük olasılıkla elektron kaynakları olarak su yerine hidrojen veya hidrojen sülfit gibi indirgeyici maddeler kullanmıştır. Siyanobakteriler ise daha sonra ortaya çıktı; ürettikleri aşırı oksijen, karmaşık yaşamın gelişimine olanak veren Dünya'nın oksijenlenmesine doğrudan katkıda bulunmuştur. Günümüzde, küresel olarak fotosentez yoluyla elde edilen ortalama enerji yakalama oranı yaklaşık 130 terrawatt'tır, bu da insan uygarlığının mevcut güç tüketiminin yaklaşık sekiz katıdır. Fotosentetik canlılar da yılda 100-115 milyar ton (91-104 petagram) karbonu biyokütleye dönüştürür. Tarihçe [[Dosya:Jan Baptist van Helmont portrait.jpg|küçükresim|left|Jan Baptist van Helmont'un Mary Beale tarafından yapılmış portresi, 1674]] Aristo, bitkilerin yeşillenmesi için güneş ışığının gerekli olduğunu göstermiştir. Van Helmont 17. yüzyılda, bitkisel materyal sentezi ile ilk araştırmaları yapmıştır. Araştırmacı 2,5kg. ağırlığındaki bir söğüt fidanını, içinde 100kg. toprak bulunan bir saksıya dikmiş ve bunu 5 yıl süresince sadece yağmur suyuyla sulamıştır. Süre sonunda fidan 85kg'lık bir ağaç olmuştur. Deneme sonunda toprak kuru ağırlığı 99,994kg. olarak belirlenmiştir. Aradaki 50 gramlık farkı deney hatası olarak kabul etmiş ve bitki ağırlığında oluşan 82,5kg'lık madde artışının yalnız sudan kaynaklandığı kanısına varmıştır. İlk kez 1771 yılında Joseph Priestley, bitkiler tarafından dışarı verilen oksijenin hayvanlar tarafından kirletilen havayı temizlediği fikrini ortaya atmıştır. 1779'da Jan Ingenhousz havanın temizlenmesinin yeşil bitkiler tarafından ışıkta yapıldığını açıklamıştır. Fotosentezde klorofilin önemini vurgulamıştır. 1782 yılında Senebier yeşil bitkilerin havaya O vermesinin CO almalarına ve bitkiler tarafından meydana getirilen O miktarının tamamen ortamda var olan CO miktarına bağlı olduğunu göstermiştir. 1804 yılında De Saussure fotosentez esnasında eşit hacimde CO ve O alışverişi olduğu, buna benzer eşit hacimde bir gaz alışverişinin solunum esnasında da meydana geldiğini ileri sürmüştür. Bitkilerde biri ışıkta diğeri karanlıkta gelişen iki tip gaz alışverişi olduğunu, ışıkta CO alınımı ve O açığa çıkmasının ancak bitkinin yeşil kısımlarında olabildiğini göstermiştir. Ayrıca fotosentezde suyun rolüne dikkat çekmiştir. Liebig 1840 yılında, CO'in bitkiler için C kaynağı olduğunu 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 O verilmesinin kloroplastlarca sağlandığını ortaya koymuştur. Blackman 1905'te fotosentezin yalnızca fotokimyasal bir olay değil aynı zamanda biyokimyasal bir olay olduğunu ileri sürerek, olayın ışık gerektirmeyen bir karanlık reaksiyon safhası olduğunu da vurgulamıştır. Willstater ve Stoll 1918 yılında CO, HO ve ışık altında meydana gelen ilk ürünün CHO ve O olduğunu ileri sürmüşlerdir. Robert Hill 1937 yılında fotosentezin ışık reaksiyonu üzerinde çalışarak ortamda ışık, su ve uygun bir hidrojen yakalayıcısı bulunduğunda, izole kloroplastların bile ortamda CO olmadan O oluşturabildiklerini görmüştür. Ayrıca yapraklarda doğal bir hidrojen yakalayıcısı maddenin bulunduğunu ortaya koymuştur. Güncel bilgilere göre bu maddeler Ferredoksin ve NADP'dır. Hill reaksiyonu adını verdiği bir denklemle olayı açıklamıştır. Reaksiyon, fotosentezde O'nin ışık reaksiyonlarında oluştuğu ve bunun kökeninin CO değil de HO olduğunu göstermesi yönünden önemlidir. Fotosentezin karanlık reaksiyonları üzerinde çalışan (1954-1961) Calvin ve arkadaşları ise olaydaki C metabolizmasını tüm ayrıntılarıyla açıklamışlardır. Bunun üzerine Calvin'e Nobel ödülü verilmiştir. 1966'da Hatch ve Slack, bazı bitkilerde fotosentezin karanlık reaksiyonlarında oluşan ilk kararlı ürünün 3C değil de 4C olduğunu bulmuşlar ve söz konusu bitkilerin tamamen farklı bir C metabolizması olduğunu göstermişlerdir. Yirminci yüzyılın başlarında tek hücreli yeşil su yosunlarında (Chlorella vulgaris) fotosentezle ilgili araştırmalar Warburg tarafından yapılmıştır. 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 CO ve O 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 küçükresim|sol|450x450px|Kloroplastın yapısı: 1)dış membran 2)membranlar arası alan 3)iç zar (1 + 2 + 3= kabuk) 4)stroma (sulu sıvı) 5)tilakoyid lümen (tilakoidin içi) 6)tilakoyid membran 7)granum (tilakoyid yığını) 8)tilakoyid (lamella) 9)nişasta 10)ribozom 11)plastid DNA' sı 12) plastoglobül (lipit damlası) Fotosentezde en önemli olgu güneş enerjisini yakalayıp onu kimyasal bağ enerjisine dönüştürebilme yeteneğidir. Bu işlevi bitkilerin kloroplastlarında veya kromatoforlarında bulunan pigmentler yapmaktadır. Bunların başlıcaları şöyledir: Klorofiller Karotenoidler Fikobilinler Tepkimeler Işığa bağlı tepkimeler Işığa bağlı tepkimeler, canlının ışıklı ortamda ışığa bağımsız tepkimeler için gereken ATP ve NADPH'yi ürettiği bir dizi tepkime zinciridir. Bu tepkimeler tilakoit zar üzerinde gerçekleşir. Işığı soğuran klorofil molekülünden serbest kalan elektronlar elektron taşıma sistemi (ETS) elemanlarından geçer. Bu sırada ATP ve NADPH çıkışı olur. Klorofile sahip canlıların ADP ve inorganik fosfat (Pi) kullanarak ATP üretmesine fotofosforilasyon denir. Bu olay devirli fotofosforilasyon ve devirsiz fotofosforilasyon olmak üzere iki yolla gerçekleşir. Devirsiz fotofosforilasyonda, devirliden farklı olarak su, fotolize uğrar. Tepkime şu şekildedir. 2 HO + 2 NADP + 3 ADP + 3 P + ışık → 2 NADPH + 2 H + 3 ATP + O Bu tepkimeler sonucu oluşan O'nin bir kısmı mitokondrilere gönderilir, artanı ise atmosfere verilir. Oluşan ATP ve NADPH molekülleri stroma sıvısına girer, artık canlı ışıktan bağımsız tepkimeleri gerçekleştirmeye hazırdır. Işıktan bağımsız tepkimeler Bu tepkimeler stroma bölgesinde gerçekleşir. Stromalar protein yapılıdır. Bu tepkimeler aydınlıkta da karanlıkta da olabilir. CO’nin devreye girmesiyle başlar. Hidrojen ile CO birleşerek karbonhidratları meydana getirir. Calvin döngüsü Calvin-Benson döngüsü, fotosentez sırasında kloroplast'ta gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar kümesidir. Bu döngü karanlık evre reaksiyonları içindedir çünkü Güneş ışığından enerji sağlandıktan sonraki bölgede yer alır. Calvin döngüsü ismini, bunu bulduğu için 1961 Nobel Kimya Ödülü'nü kazanan Melvin Calvin'den alır. Calvin ve meslektaşları Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de çalışmışlardır. Karbon tutulum mekanizmaları C3 karbon tutulumu mekanizması C4 karbon tutulumu mekanizması C3 karbon tutulumu mekanizması, fotosentezdeki karbon tutulumu mekanizmalarından biridir. Bu süreçle karbondioksit ve ribulozbifosfat (RuBP, 5 karbonlu bir şeker), aşağıdaki reaksiyonla 3-fosfogliserata dönüştürülür: 6 CO + 6 RuBP → 12 3-fosfogliserat C4 karbon tutulumu mekanizması, CAM fotosenteziyle birlikte C4 fiksasyonun, bitkilerin çoğunda görülen ve daha basit olan C3 mekanizmasından farklı olduğu anlaşılmıştır. Her iki mekanizmada (Kalvin döngüsünde oluşan ilk enzim) olan RuBisCO'nun fotorespirasyonu veya karbon bileşiklerinden CO'in oksijen kullanılarak kırılması oluşan enerjiyi harcamak içindir. Fotosentez hızını etkileyen etkenler Çevresel etkenler CO miktarı: Karbondioksit arttığında fotosentez hızı belli bir yere kadar artar, sonra sabit kalır. Işık şiddeti: Arttığında fotosentez hızı belli bir değere kadar artar, sonra sabit kalır. Işık rengi: Fotosentez en çok mor ve kırmızı ışıkta gerçekleşir, en düşük hız ise yeşildedir. Sıcaklık: Enzimlerin çalıştığı optimum sıcaklık olan 25-35 derece arası fotosentez hızı maksimumdur. Eğer sıcaklık artmaya devam ederse enzimler bozulur. Sıcaklık çok düşerse enzimler durur. Su miktarı: Su miktarı %15'in altına indiğinde enzimler inaktif olacağından fotosentez durur. Su miktarının belli bir değerden sonra artması fotosentez hızını etkilemez. Genetik etkenler Kloroplast sayısı Yaprak sayısı ve yapısı Stoma sayısı Kütikula kalınlığı Klorofil sentezleme geni Ayrıca bakınız Konuyla ilgili yayınlar Kitaplar Makaleler Kaynakça Dış bağlantılar Türkçe Dünya'nın en verimli yapay fotosentez sistemi geliştirildi Khan Academy, video tanıtımı İngilizce
hotosynthesis_en.svg|küçükresim|upright=1.36| Bitkilerde fotosentezin şeması (light: ışık, carbon dioxide: karbondioksit, oxygen: oksijen, carbohydrates: karbonhidratlar, water: su). Üretilen karbonhidratlar bitki tarafından depolanır veya kullanılır. ]] küçükresim|sağ|upright=1.36|Yaprak, bitkilerde fotosentezin gerçekleştiği başlıca yerdir. küçükresim|upright=1.36| Bitki fotosentezinin genel denklemi (light: ışık, carbon dioxide: karbondioksit, oxygen: oksijen, carbohydrates: karbonhidratlar, water: su) [[Dosya:Seawifs_global_biosphere.jpg|küçükresim|upright=1.36| Hem okyanus fitoplanktonları hem karasal bitki örtüsü dâhil, fotosentezin küresel dağılımını gösteren bileşik görüntü. Koyu kırmızı ve mavi-yeşil, sırasıyla okyanus ve karadaki fotosentetik aktivitesi yüksek bölgeleri gösterir. |alt=]] Fotosentez, bitkiler ve diğer canlılar tarafından, ışık enerjisini organizmaların yaşamsal eylemlerine enerji sağlamak için daha sonra serbest bırakılabilecek kimyasal enerjiye dönüştürmek için kullanılan bir işlemdir. Bu kimyasal enerji, karbondioksit ve sudan sentezlenen şekerler gibi karbonhidrat moleküllerinde depolanır. Özellikleri Fotosentez sözcüğü, Yunanca phōs (ışık) ve sentez (bir araya getirmek) sözcüklerinin bir araya getirilmesi ile oluşturulmuştur. Çoğu durumda oksijen yan ürün olarak salınır. Çoğu bitki, çoğu alg ve siyanobakteri fotosentez yapar; bu tür canlılara fotoototroflar denir. Fotosentez, Dünya atmosferinin oksijen içeriğinin üretilmesinden ve korunmasından büyük ölçüde sorumludur ve tüm organik bileşikler ve Dünya'daki yaşam için gerekli enerjinin çoğunu sağlar. Her ne kadar fotosentez farklı türler aracılığıyla farklı biçimlerde gerçekleştirilse de işlem her zaman ışıktan gelen enerjinin yeşil klorofil pigmentleri içeren reaksiyon merkezleri olarak adlandırılan proteinler tarafından emildiğinde başlar. Bitkilerde bu proteinler, en çok yaprak hücrelerinde bulunan ve kloroplast adı verilen organellerde bulunurken, bakterilerde hücre zarına gömülürler. Bu ışığa bağımlı tepkimelerde, su gibi uygun maddelerden elektronları almak için bir miktar enerji kullanılır. Sudan elektron alınmasının sonucu olarak su oksijen ve hidrojene parçalanmış olur. Suyun bölünmesiyle salınan hidrojen, kısa süreli enerji kaynağı olarak görev alan iki başka bileşiğin oluşturulmasında kullanılır: indirgenmiş nikotinamid adenin dinükleotid fosfat (NADPH) ve adenozin trifosfat (ATP-hücrelerin "enerji para birimi"). Bitkiler, algler ve siyanobakterilerde, şekerler biçimindeki uzun süreli enerji depoları, Calvin döngüsü adı verilen ışıktan bağımsız tepkimeler tarafından üretilir; bazı bakteriler aynı sonuca ulaşmak için ters Krebs döngüsü gibi farklı mekanizmalar kullanır. Calvin döngüsünde, atmosferik karbondioksit, hâlihazırda var olan ribüloz bifosfat (RuBP) gibi organik bileşiklerle birleştirilir. Daha sonra ışığa bağlı tepkimeler tarafından üretilen ATP ve NADPH kullanılarak, karbondioksitin ribüloz bifosfat ile birleşmesiyle oluşan bileşik indirgenir ve glikoz gibi başka karbonhidratlar oluşturmak üzere yoluna devam eder. İlk fotosentetik canlılar, sanılana göre yaşamın evrimsel tarihinde erken evrimleşmiştir ve büyük olasılıkla elektron kaynakları olarak su yerine hidrojen veya hidrojen sülfit gibi indirgeyici maddeler kullanmıştır. Siyanobakteriler ise daha sonra ortaya çıktı; ürettikleri aşırı oksijen, karmaşık yaşamın gelişimine olanak veren Dünya'nın oksijenlenmesine doğrudan katkıda bulunmuştur. Günümüzde, küresel olarak fotosentez yoluyla elde edilen ortalama enerji yakalama oranı yaklaşık 130 terrawatt'tır, bu da insan uygarlığının mevcut güç tüketiminin yaklaşık sekiz katıdır. Fotosentetik canlılar da yılda 100-115 milyar ton (91-104 petagram) karbonu biyokütleye dönüştürür. Tarihçe [[Dosya:Jan Baptist van Helmont portrait.jpg|küçükresim|left|Jan Baptist van Helmont'un Mary Beale tarafından yapılmış portresi, 1674]] Aristo, bitkilerin yeşillenmesi için güneş ışığının gerekli olduğunu göstermiştir. Van Helmont 17. yüzyılda, bitkisel materyal sentezi ile ilk araştırmaları yapmıştır. Araştırmacı 2,5kg. ağırlığındaki bir söğüt fidanını, içinde 100kg. toprak bulunan bir saksıya dikmiş ve bunu 5 yıl süresince sadece yağmur suyuyla sulamıştır. Süre sonunda fidan 85kg'lık bir ağaç olmuştur. Deneme sonunda toprak kuru ağırlığı 99,994kg. olarak belirlenmiştir. Aradaki 50 gramlık farkı deney hatası olarak kabul etmiş ve bitki ağırlığında oluşan 82,5kg'lık madde artışının yalnız sudan kaynaklandığı kanısına varmıştır. İlk kez 1771 yılında Joseph Priestley, bitkiler tarafından dışarı verilen oksijenin hayvanlar tarafından kirletilen havayı temizlediği fikrini ortaya atmıştır. 1779'da Jan Ingenhousz havanın temizlenmesinin yeşil bitkiler tarafından ışıkta yapıldığını açıklamıştır. Fotosentezde klorofilin önemini vurgulamıştır. 1782 yılında Senebier yeşil bitkilerin havaya O vermesinin CO almalarına ve bitkiler tarafından meydana getirilen O miktarının tamamen ortamda var olan CO miktarına bağlı olduğunu göstermiştir. 1804 yılında De Saussure fotosentez esnasında eşit hacimde CO ve O alışverişi olduğu, buna benzer eşit hacimde bir gaz alışverişinin solunum esnasında da meydana geldiğini ileri sürmüştür. Bitkilerde biri ışıkta diğeri karanlıkta gelişen iki tip gaz alışverişi olduğunu, ışıkta CO alınımı ve O açığa çıkmasının ancak bitkinin yeşil kısımlarında olabildiğini göstermiştir. Ayrıca fotosentezde suyun rolüne dikkat çekmiştir. Liebig 1840 yılında, CO'in bitkiler için C kaynağı olduğunu 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 O verilmesinin kloroplastlarca sağlandığını ortaya koymuştur. Blackman 1905'te fotosentezin yalnızca fotokimyasal bir olay değil aynı zamanda biyokimyasal bir olay olduğunu ileri sürerek, olayın ışık gerektirmeyen bir karanlık reaksiyon safhası olduğunu da vurgulamıştır. Willstater ve Stoll 1918 yılında CO, HO ve ışık altında meydana gelen ilk ürünün CHO ve O olduğunu ileri sürmüşlerdir. Robert Hill 1937 yılında fotosentezin ışık reaksiyonu üzerinde çalışarak ortamda ışık, su ve uygun bir hidrojen yakalayıcısı bulunduğunda, izole kloroplastların bile ortamda CO olmadan O oluşturabildiklerini görmüştür. Ayrıca yapraklarda doğal bir hidrojen yakalayıcısı maddenin bulunduğunu ortaya koymuştur. Güncel bilgilere göre bu maddeler Ferredoksin ve NADP'dır. Hill reaksiyonu adını verdiği bir denklemle olayı açıklamıştır. Reaksiyon, fotosentezde O'nin ışık reaksiyonlarında oluştuğu ve bunun kökeninin CO değil de HO olduğunu göstermesi yönünden önemlidir. Fotosentezin karanlık reaksiyonları üzerinde çalışan (1954-1961) Calvin ve arkadaşları ise olaydaki C metabolizmasını tüm ayrıntılarıyla açıklamışlardır. Bunun üzerine Calvin'e Nobel ödülü verilmiştir. 1966'da Hatch ve Slack, bazı bitkilerde fotosentezin karanlık reaksiyonlarında oluşan ilk kararlı ürünün 3C değil de 4C olduğunu bulmuşlar ve söz konusu bitkilerin tamamen farklı bir C metabolizması olduğunu göstermişlerdir. Yirminci yüzyılın başlarında tek hücreli yeşil su yosunlarında (Chlorella vulgaris) fotosentezle ilgili araştırmalar Warburg tarafından yapılmıştır. 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 CO ve O 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 küçükresim|sol|450x450px|Kloroplastın yapısı: 1)dış membran 2)membranlar arası alan 3)iç zar (1 + 2 + 3= kabuk) 4)stroma (sulu sıvı) 5)tilakoyid lümen (tilakoidin içi) 6)tilakoyid membran 7)granum (tilakoyid yığını) 8)tilakoyid (lamella) 9)nişasta 10)ribozom 11)plastid DNA' sı 12) plastoglobül (lipit damlası) Fotosentezde en önemli olgu güneş enerjisini yakalayıp onu kimyasal bağ enerjisine dönüştürebilme yeteneğidir. Bu işlevi bitkilerin kloroplastlarında veya kromatoforlarında bulunan pigmentler yapmaktadır. Bunların başlıcaları şöyledir: Klorofiller Karotenoidler Fikobilinler Tepkimeler Işığa bağlı tepkimeler Işığa bağlı tepkimeler, canlının ışıklı ortamda ışığa bağımsız tepkimeler için gereken ATP ve NADPH'yi ürettiği bir dizi tepkime zinciridir. Bu tepkimeler tilakoit zar üzerinde gerçekleşir. Işığı soğuran klorofil molekülünden serbest kalan elektronlar elektron taşıma sistemi (ETS) elemanlarından geçer. Bu sırada ATP ve NADPH çıkışı olur. Klorofile sahip canlıların ADP ve inorganik fosfat (Pi) kullanarak ATP üretmesine fotofosforilasyon denir. Bu olay devirli fotofosforilasyon ve devirsiz fotofosforilasyon olmak üzere iki yolla gerçekleşir. Devirsiz fotofosforilasyonda, devirliden farklı olarak su, fotolize uğrar. Tepkime şu şekildedir. 2 HO + 2 NADP + 3 ADP + 3 P + ışık → 2 NADPH + 2 H + 3 ATP + O Bu tepkimeler sonucu oluşan O'nin bir kısmı mitokondrilere gönderilir, artanı ise atmosfere verilir. Oluşan ATP ve NADPH molekülleri stroma sıvısına girer, artık canlı ışıktan bağımsız tepkimeleri gerçekleştirmeye hazırdır. Işıktan bağımsız tepkimeler Bu tepkimeler stroma bölgesinde gerçekleşir. Stromalar protein yapılıdır. Bu tepkimeler aydınlıkta da karanlıkta da olabilir. CO’nin devreye girmesiyle başlar. Hidrojen ile CO birleşerek karbonhidratları meydana getirir. Calvin döngüsü Calvin-Benson döngüsü, fotosentez sırasında kloroplast'ta gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar kümesidir. Bu döngü karanlık evre reaksiyonları içindedir çünkü Güneş ışığından enerji sağlandıktan sonraki bölgede yer alır. Calvin döngüsü ismini, bunu bulduğu için 1961 Nobel Kimya Ödülü'nü kazanan Melvin Calvin'den alır. Calvin ve meslektaşları Kaliforniya Üniversitesi, Berkeley'de çalışmışlardır. Karbon tutulum mekanizmaları C3 karbon tutulumu mekanizması C4 karbon tutulumu mekanizması C3 karbon tutulumu mekanizması, fotosentezdeki karbon tutulumu mekanizmalarından biridir. Bu süreçle karbondioksit ve ribulozbifosfat (RuBP, 5 karbonlu bir şeker), aşağıdaki reaksiyonla 3-fosfogliserata dönüştürülür: 6 CO + 6 RuBP → 12 3-fosfogliserat C4 karbon tutulumu mekanizması, CAM fotosenteziyle birlikte C4 fiksasyonun, bitkilerin çoğunda görülen ve daha basit olan C3 mekanizmasından farklı olduğu anlaşılmıştır. Her iki mekanizmada (Kalvin döngüsünde oluşan ilk enzim) olan RuBisCO'nun fotorespirasyonu veya karbon bileşiklerinden CO'in oksijen kullanılarak kırılması oluşan enerjiyi harcamak içindir. Fotosentez hızını etkileyen etkenler Çevresel etkenler CO miktarı: Karbondioksit arttığında fotosentez hızı belli bir yere kadar artar, sonra sabit kalır. Işık şiddeti: Arttığında fotosentez hızı belli bir değere kadar artar, sonra sabit kalır. Işık rengi: Fotosentez en çok mor ve kırmızı ışıkta gerçekleşir, en düşük hız ise yeşildedir. Sıcaklık: Enzimlerin çalıştığı optimum sıcaklık olan 25-35 derece arası fotosentez hızı maksimumdur. Eğer sıcaklık artmaya devam ederse enzimler bozulur. Sıcaklık çok düşerse enzimler durur. Su miktarı: Su miktarı %15'in altına indiğinde enzimler inaktif olacağından fotosentez durur. Su miktarının belli bir değerden sonra artması fotosentez hızını etkilemez. Genetik etkenler Kloroplast sayısı Yaprak sayısı ve yapısı Stoma sayısı Kütikula kalınlığı Klorofil sentezleme geni Ayrıca bakınız Konuyla ilgili yayınlar Kitaplar Makaleler Kaynakça Dış bağlantılar Türkçe Dünya'nın en verimli yapay fotosentez sistemi geliştirildi Khan Academy, video tanıtımı İngilizce
Ziyaretçiler için gizlenmiş link,görmek için
Giriş yap veya üye ol.
Fotosentez
Ziyaretçiler için gizlenmiş link,görmek için
Giriş yap veya üye ol.
Tanınmış bir uzmandan (Govindjee) her seviye için fotosentez sayfaları koleksiyonu Derinlemesine ileri fotosentez Bilim Yardımı: Lise bilimine uygun fotosentez makalesi Metabolizma, Hücresel Solunumu ve Fotosentez - Biyokimya ve Hücre Biyolojisi Sanal Kütüphanesi Fotosentezin orta düzeyde genel olarak incelenmesi Fotosentezin Genel Enerjetiği Fotosentez Keşif Kilometre Taşları - deneyler ve arka plan Fotosentez ile üretilen oksijenin kaynağı İnteraktif animasyon, ders kitabı rehberi Marshall J (2011-03-29). "İlk pratik yapay yaprak çıktı." Keşif Haberleri. Fotosentez - Işık Bağımlı ve Işık Bağımsız Aşamaları Ehrenberg R (2017-12-15). "Fotosentez düzeltmesi" . Bilinen Dergi. Kategori:Bitki fizyolojisi Kategori:Bitki beslenmesi Kategori:Metabolizma Kategori:Ekosistem Kategori:Hücresel solunum Kategori:Botanik Kategori:Biyolojik süreçler Kategori:Tarımbilim Kategori:Fotosentez Kategori:İncelenmemiş çeviri içeren sayfalar