Fotosentez, güneş ışığını glikoz veya şeker bağlarında depolayarak kimyasal enerjiye dönüştürme işlemidir. Bu işlem, bitki, bakteri ve bazı protistler veya alglerde besin olarak şeker üretmek için oluşur. Fotosentetik bitkilerin yapraklarında bulunan klorofil, güneş ışığından enerji toplar ve onu karbonhidratlara dönüştürür. Fotosentez, şeker üretmek ve yan ürün olarak oksijeni çıkarmak için hammadde olarak karbondioksit (CO2) ve su kullanır.
Biyolojik yapı
Fotosentez, öncelikle yapraklarda ve saplarda gerçekleşir. Tipik yaprak, üst ve alt epidermisi, damar demetlerini, mezofil ve stomatı veya bitki gözeneklerini içerir. Üst ve alt epidermis, yaprağa bir koruma görevi görür. Stomatikler, alt epidermisteki CO2 ve havanın geçmesi için bir geçiş görevi gören gözeneklerdir. Vasküler demetler bitkinin etrafındaki suyu, mineralleri ve besinleri hareket ettirir. Mesophyll thylakoid membranında kloroplast içerir. Burası fotosentezin gerçekleştiği yer.
Kimyasal Reaksiyonun Oluşumu
Fotosentez altında genel kimyasal reaksiyon "6H2O + 6CO2 -----> C6H12O6 + 6O2" olarak yazılabilir. İşlem iki aşamada gerçekleşir. İlk aşama, yüksek enerjili moleküller oluşturmak için kullanılan ışığın reaksiyonudur. Işık reaksiyonunda toplanan enerji, hücrelerde ATP veya adenozin trifosfat adlı bir kimyasal formunda depolanır. Fotosentezin ikinci aşamasına Calvin Cycle Reaction adı verilir.
Calvin Döngüsü Reaksiyonu
Reaksiyonun bu kısmında, ATP'de depolanan kimyasal enerji, enzimatik veya enzim reaksiyonları yoluyla CO2'den şeker üretmek için kullanılır. İlk olarak, CO2, fosfogliserat (PGA) olarak adlandırılan stabil, üç karbonlu bir bileşik üretmek üzere karboksilaz oksijenaz enzimi tarafından katalize edilen, ribuloz bifosfat (RuBP) adı verilen beş karbonlu bir bileşik ile reaksiyona girer. ATP'de yakalanan enerji PGA'yı diğer organik bileşiklere dönüştürülen gliseraldehit 3-fosfata (G3P) dönüştürür.
Fotosentezi Sınırlayan Faktörler
Fotosentez, ışık yoğunluğu, toprak besinleri, su bulunabilirliği, atmosferdeki sıcaklık ve konsantrasyondaki karbondioksit konsantrasyonu gibi faktörlerle belirlenir. Su seviyesindeki azalma, topraktaki nemi azaltır ve stomaları kapatır. Bu, karbondioksitin difüzyonunu sınırlar ve fotosentezi etkiler.
