FOTOSENTEZ
Canlıyı oluşturan en küçük yapı birimi olan hücreler; bütün canlılarda aynı yapı, şekil ve özelliklere sahip değildir. Hücreleri bitki ve hayvan hücreleri olarak sınıflandırabiliriz. Bitki ve hayvan hücreleri arasındaki en önemli farklardan birisi, bitki hücrelerinde kloroplast organelinin bulunmasıdır. Kloroplast organelinin yapısında bulunan klorofil molekülü, güneş ışığı veya yapay ışık altında besin üretilmesini sağlar.
Dikkat : Bütün üretici canlıların hücrelerinde klorofil molekülü bulunur.
Üretici canlıların güneş ışığı veya yapay ışıktan yararlanarak havadan aldıkları karbondioksit ve topraktan aldıkları suyu kullanarak besin ve oksijen üretmesine fotosentez denir.
Önemli Bilgi ! Yeşil bitkiler, algler ve siyanobakteriler fotosentez yapabilen canlılardır.
Fotosentez olayı ile ışık enerjisi, besinlerin yapısındaki kimyasal bağ enerjisine dönüşür.
Bitkilerde fotosentez olayı klorofil molekülünün en yoğun olduğu yeşil yapraklarda gerçekleşir. Yapraklardaki fotosentez olayı sırasında aşağıda belirtilenler gerçekleşir.
- Yapraklardaki klorofil molekülü ışık enerjisinin soğurulmasını sağlar.
- Yapraklardaki gözeneklerden (stomalardan) geçen karbondioksit molekülü bitkinin yapısına katılır.
- Köklerde bulunan emici tüyler topraktan su molekülünün alınmasını sağlar. Su molekülü daha sonra köklerden yapraklara taşınır ve buradaki hücrelerin yapısına katılır.
- Yaprak hücrelerinde ışık enerjisi, karbondioksit ve su moleküllerinin yapısına katılarak besin ve oksijen oluşur.
Fotosentez olayı sırasında;
Karbondioksit tüketilir.
Su tüketilir.
Işık kullanılır.
Oksijen üretilir.
Besin üretilir.
BİTKİLERİN FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER
Bitkilerde fotosentez olayını etkileyen faktörleri; bitkinin kendi iç yapısından kaynaklanan kalıtsal (iç) faktörler ve bitkinin bulunduğu ortamdan kaynaklanan çevresel (dış) faktörler olmak üzere iki grupta inceleyebiliriz.
Kalıtsal ( İç) Faktörler
- Klorofil sayısı
- Kloroplast sayısı
- Yaprak büyüklüğü ve sayısı
- Stoma sayısı
- Köklerdeki emici tüylerin yapısı
Çevresel (Dış) Faktörler
- Işık şiddeti
- Işığın rengi
- Su ve mineral miktarı
- Sıcaklık
- Karbondioksit miktarı
Işık şiddetinin, ortamdaki karbondioksit miktarının, su ve mineral miktarının, krolofil ve kloroplast miktarının artması fotosentez hızını belirli bir seviyeye kadar artırır.
Fotosentez olayı en yavaş yeşil ışıkta, en hızlı ise kırmızı ve mor ışıkta gerçekleşir. Çünkü yapraklar ışığın yeşil rengini yansıtır, kırmızı ve mor rengini çok fazla soğurur.
Ortam sıcaklığı fotosentez hızını etkileyen faktörlerden biridir. Genel olarak bitkilerin 25oC ile 35oC arasındaki sıcaklıklarda fotosentez hızı fazladır.
Karıştırmayalım !
- Fotosentezi sadece, hücrelerinde klorofil molekülü bulunan üretici canlılar gerçekleştirebilir.
- Fotosentez hem güneş ışığında hem de yapay ışıkta gerçekleşebilir.
FOTOSENTEZİN CANLILAR İÇİN ÖNEMİ
Üretici canlıların fotosentez sonucu ürettiği besin ve oksijen yeryüzündeki tüm canlıların yaşamlarını devam ettirebilmesi için oldukça büyük bir öneme sahiptir. Yeryüzündeki bütün canlılar fotosenteze bağımlıdır. Üretici canlılar fotosentez yaparak hem kendi enerji ihtiyaçlarını karşılar hem de tüketici canlıların yaşamını devam ettirebilmesi için gerekli olan besin ve oksijeni üretir.
Dünyamızı saran atmosfer tabakasındaki oksijen ve karbondioksit gazlarının dengesi fotosentez olayı ile korunur. Fotosentez ile karbondioksit gazının neden olduğu sera etkisi önlenir.
Günlük hayatımızda kullandığımız birçok ürün fotosentez olayı sonucunda oluşmuştur.
Bu ürünlerden başlıcaları; tekstil sektörünün ham maddesi olan pamuk, hastalıkların tedavisinde kullanılan ilaçlar, yemeklerin tatlandırılmasında kullanılan baharatlar, masa ve sandalye gibi mobilya ürünleri, kâğıt ve bitkisel besinlerdir.
Dikkat ! :Üretici canlılar fotosentez yapmasaydı yeryüzünde hiçbir canlı yaşayamazdı.
SOLUNUM
Tüm canlıların yaşamlarını sürdürebilmesi için enerjiye ihtiyaçları vardır. Canlılar ihtiyaçları olan enerjiyi solunumla elde ederler. Bitkiler, güneş enerjisini kullanarak fotosentez olayını gerçekleştirdiklerinde besin ve oksijen üretirler. Solunum sırasında ise besin ve oksijen kullanılarak enerji elde edilir. Tüm canlılar gibi bitkiler de gerekli olan enerji solunum yaparak karşılarlar. Bitkiler hem gece hem de gündüz solunum yapar.
Canlıların, besin maddelerinden oksijen kullanarak ya da oksijen kullanmadan enerji elde etmesine solunum denir. Glikozun, oksijen varlığında karbondioksit ve suya kadar parçalanması sonucu enerji üretilmesine oksijenli solunum denir. Oksijenli solunum mitokondrilerde hem gece hem de gündüz gerçekleşir.
ATP molekülündeki enerjinin büyük bir kısmı, fosfat grupları arasındaki yüksek enerjili bağlarda tutulmaktadır. Bağlar koptuğunda enerji açığa çıkar. Bu enerjiyi de beslenirken, konuşurken, hareket ederken vb. olaylarda kullanırız. Bitkiler ise büyüme, besin maddelerini farklı organlara gönderme, ışığa yönelme gibi faaliyetlerinde enerji kullanırlar.
Bazı canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için gerekli enerjiyi oksijen kullanmadan sağlayabilir. Glikozun oksijen kullanılmadan etil alkol ya da laktik aside kadar parçalanıp enerji elde edilmesine oksijensiz solunum denir.
Oksijensiz solunum sitoplazmada gerçekleşir.
Bazı bakteriler ve bazı mantarlar oksijensiz solunum yaparak enerji üretir. Oksijensiz solunum etil alkol ve laktik asit fermantasyonu olmak üzere ikiye ayrılır. Fermantasyon sonucunda oluşan ürünler fermantasyon çeşidine göre farklılık gösterir. Örneğin hamurun mayalanması sırasında maya mantarları etil alkol fermantasyonu gerçekleştirir.
Maya mantarları oksijensiz solunumda glikozu etil alkole dönüştürür. Bu sırada açığa çıkan karbondioksit gazı hamurun kabarmasını sağlar.
Yaşamsal faaliyetlerimiz için gerekli olan enerji, solunumla açığa çıkar. Açığa çıkan bu enerji ATP (adenozin trifosfat) molekülünde saklanır.
ATP molekülü; adenin organik bazı, beş karbonlu bir şeker ve üç fosfat grubundan oluşur.
İnsanlar ve bazı hayvanlar, ağır bir çalışmaya veya egzersize maruz kaldıklarında kas hücrelerine ulaşan oksijen yetersiz kalabilir. Bu gibi durumlarda kas hücreleri laktik asit fermantasyonu yapmaya başlar ve hücrelerde laktik asit (yorgunluk asidi) birikir. Bu da kaslarda yorgunluğa neden olur. Kas hücrelerine yeterince oksijen geldiğinde bu hücreler yine oksijenli solunum yapar.
Laktik Asit Fermantasyonu Denklemi = Glikoz → Laktik Asit + Enerji (ATP)
Sütün yoğurt ve peynire dönüştürülmesinde, boza üretiminde bazı bakterilerin laktik asit fermantasyonu yaparak laktik asit üretmesinden yararlanılır.
Oksijensiz solunumu oksijenli solunumdan ayıran en önemli fark, az miktarda enerji üretilmesidir. Oksijensiz solunumda besin maddeleri tam olarak parçalanmadığı için daha az miktarda enerji açığa çıkar. Oksijensiz solunumda açığa çıkan enerji oksijenli solunuma göre daha az olmasına rağmen, bu miktar birçok canlı için yeterlidir. Yaşamlarını sürdürebilmek için daha fazla enerjiye ihtiyacı olan canlılarda oksijenli solunum görülür.
Aşağıdaki tabloda fotosentez ve oksijenli solunum karşılaştırılmıştır.
