FOTOSENTEZİN CANLILAR İÇİN ÖNEMİ

Fotosentez

Yaprak, bitkilerde fotosentezin gerçekleştiği başlıca yerdir.

Fotosentez, bitkilerde ışık enerjisi kullanılarak organik bileşiklerin üretilmesidir.

Yeryüzündeki her canlı, metabolizma etkinlikleri için gerekli olan enerjiyi temelde üç yoldan sağlar.

Fotosentetik organizmalar, ışık enerjisinden yararlanarak enerjiyi depolarlar ve organik bileşikler üretebilirler.

İlk kez 1771 yılında Joseph Priestley, bitkiler tarafından dışarı verilen oksijenin hayvanlar tarafından kirletilen havayı temizlediği fikrini ortaya atmıştır. Daha sonra 1779'da Jan Ingenhousz havanın temizlenmesinin yeşil bitkiler tarafından ışıkta yapıldığını açıklamıştır. 1804 yılında De Saussure fotosentez esnasında eşit hacimde CO₂ ve O₂ alış verişi olduğu, buna benzer eşit hacimde bir gaz alış verişinin solunum esnasında da meydana geldiğini ileri sürmüştür. Yirminci yüzyılın başlarında tek hücreli yeşil su yosunlarında (Chlorella vulgaris) fotosentezle ilgili araştırmalar Warburg tarafından yapılmıştır.

Genel Fotosentez denklemi:

nCO₂ + 2nH₂O + Işık enerjisi → (CH₂O)n + nO₂ + nH₂O

Ancak heksoz şekerleri ve nişasta ana ürünler olduğundan, genelde aşağıdaki spesifik (basit) denklem fotosentezin ifadesinde kullanılır: 6CO₂ + 12H₂O + Işık enerjisi → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O + 673 Kalori

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.

Fotosentez olayının meydana gelebilmesi için gerekli olan maddeler, ışık, klorofil, karbondioksit, canlı organizma olup, bu maddelerden birinin eksikliğinde oluşan sonuçlar şu basit deneylerle açıklanabilmektedir:

Işık

Yeşil bir yaprak üzerine şekil oyulmuş siyah bir kağıtla kapatılır. Belirli bir zaman ışıklandırıldıktan sonra yaprak kaynar suda öldürülür ve beyaz oluncaya kadar alkolle kaynatılarak klorofili çıkarılır. Sonra iyot ile muamelede ışık görmüş olan yerler maviye boyanır. Çünkü fotosentez sonucunda nişasta meydana gelmiştir. Oysa kağıtla kaplı kısımlar reaksiyon vermez. Bu deney ile fotosentezde ışığa ihtiyaç olduğunu, CO₂ alınarak O₂ verildiğini ve bu esnada nişasta meydana geldiğini ispatlanmış bulunmaktadır.

Klorofil

Bazı yerleri klorofilli yani yeşil, bazı yerleri ise klorofilsiz bir yaprak alınıp, belirli bir süre ışıklandırılırsa yeşil kısımda nişasta oluştuğu, renksiz olan kısımlarda ise oluşmadığı görülür.

Karbondioksit

Bir faunus içerisine fotosentez yapan bir bitki ve birde CO₂ mas eden KOH (potasyum hidroksit) CO₂'i absorblanıp karbonik asit oluşturur. Sonuçta bitki CO₂ siz kalır. Şeker meydana gelemez, bu nedenle bitki solunum yapamaz ve ölüme mahkum olur. Oysa başka bir faunusta bitki KOH siz ortama konursa yaşamına devam eder.

Canlı organizma

Işık, CO₂ ve klorofil mevcut olan bir bitkinin yaprağını sıcak suda yakalım bu takdirde hiçbir olay olmaz.

Fotosentezin Canlılar İçin Önemi

Fotosentez ve Oksijen: Bitkiler fotosentez yaparken havadaki karbondioksiti yani insanın kullanmadığı zararlı gazı alır ve onun yerine atmosfere oksijen bırakır. Nefes aldığımızda içimize çektiğimiz ve asıl hayat kaynağımız olan oksijen, fotosentezin ana ürünüdür. Atmosferdeki oksijenin yaklaşık %30'u karadaki bitkiler tarafından üretilirken, geri kalan %70'lik bölüm denizlerde ve okyanuslarda bulunan ve fotosentez yapabilen bitkiler, algler ve bazı bakteriler tarafından üretilir.

Fotosentez ve Besinler: Güneş ışını saf enerji kaynağıdır; ancak ham olarak o kadar da kullanışlı bir enerji şekli değildir. Bu enerjiyi yemek, vücutta doğrudan kullanmak ya da depolamak mümkün değildir. Bu yüzden güneş enerjisinin farklı bir enerji türüne çevrilmesi gerekir. İşte fotosentez bunu yapar. Bu işlem yoluyla bitkiler, güneş enerjisini daha sonra kullanabilecekleri bir enerji şekline dönüştürürler. Fotosentez yapraklarda meydana gelir. Burada güneş enerjisi kullanılarak havadaki karbondioksit, 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. Elbette bu bitkilerle beslenen canlılar da bitkide bulunan karbonhidratlardan enerji ihtiyaçlarını karşılarlar. İnsanın ihtiyacı olan enerji de fotosentez yoluyla bu besinlerde depolanan enerji ile karşılanır.

Fotosentez ve Enerji: Enerjinin kaynağı her zaman Güneş, bu enerjiyi insanın kullanacağı hale getiren sistem her zaman fotosentezdir. Bu sistem dışında hiçbir sistem aracılığı ile sahip olduğunuz enerjiyi kazanamazsınız. Bu enerji kaynağını bitkiler fotosentezle bünyelerinde depolarlar. Yediğiniz besinlerden elde ettiğiniz enerji, hayvansal gıdalardan elde ettiğiniz enerji, bugün kullandığımız önemli enerji kaynaklarından olan odun, kömür, petrol ve doğalgaz da fotosentezden elde edilen enerjiye sahiptirler.

 
Fotosentez ve Çevre: Fosil yakıtları yaktığımızda enerji elde ederiz. Aynı zamanda karbondioksit açığa çıkar. Bu nedenle canlılar, havadaki karbondioksitin ve havanın ısısının sürekli olarak artmasına neden olurlar. Her yıl insanların, hayvanların ve toprakta bulunan mikroorganizmaların yaptıkları solunum sonucunda milyarlarca ton karbondioksit atmosfere karışır. Ayrıca, fabrikalarda ve evlerde kalorifer ya da soba kullanılarak tüketilen ve taşıtlarda kullanılan yakıtlardan atmosfere verilen karbondioksit miktarı da milyarlarca tonu bulmaktadır. Ancak bitkiler, algler ve bazı bakteriler yani üreticiler gerçekleştirdiği fotosentez işleminde sürekli olarak karbondioksit tüketir ve oksijen üretirler. Bu şekilde de denge (karbondioksit-oksijen dengesi) korunmuş olur. Yeryüzünün ısısı da belli bir aralık içinde sabittir, çok büyük ısı değişimleri yaşanmaz. Bu ısı dengesini de üreticiler sağlarlar.