FOTOSENTEZ OLUŞUMU

Bitkilerde tıpkı diğer canlılar gibi yaşamları için enerji gereksinimine ihtiyaç duyarlar. Bu enerjiyi de bitkinin organlarında yaptıkları ve diğer canlıların doğadan hazır aldıkları organik maddelerin içerisindeki kimyasal gıda enerjiden sağlarlar. Organik maddede depo edilmiş kimyasal enerjinin asal kaynağı ise güneş olarak tanımlanmıştır. Güneşteki fiziksel enerji yeşil bitkiler tarafından sentezlenen organik maddenin içindeki kimyasal gıda enerjisine dönüştürülür. Yani yeşil bitkiler topraktan aldıkları suyu yükseltgeyip ve havadan aldıkları karbondioksiti indirgeyerek sentezledikleri organik madde içinde fiziksel güneş enerjisini kimyasal gıda enerjisine dönüştürürler.

Böylelikle canlılar geliştikleri ortamlarda aldıkları inorganik maddeleri alıp ihtiyaç duydukları organik maddelere dönüştürerek özümleme (asimilasyon) işlemini gerçekleştirirler. Bu işlemi kendi yapan canlılara ototrof canlılar, bu organik maddeleri dışarıdan alan canlılara ise heterotrof canlılar denir. Tüm yeşil bitkiler ototrof olma yeteneğine sahip canlılardır.

Şekil 1 ototrof canlılar

Hemen hemen tüm hayvanların heterotrof olmalarına karşın bitkiler aleminde ototrofiye göre heterotrofiye az rastlanır. Bitkilerdeki heterotrof canlılar ise yeşil olmayan yani klorofilsiz olanlardır. Ototrof canlılar belli bir enerjiden faydalanarak havadaki karbondioksiti indirgeyip, kendileri için gerekli olan organik maddeleri yaparlar. Bu çok önemli olaya Karbondioksit Özümlemesi denir. Olay için gerekli enerji güneşten sağlanırsa buna Fotosentez denir. Yeşil olan tüm bitkiler fotosentez yaparak yaşamlarını sürdürürler. Bazı canlılar ise yeşil renk maddesi içermelerine rağmen sudan sağladıkları enerjiyle karbondioksitten organik bileşikleri yaparlar. Bu olaya da Kemosentez denir.

Asıl konumuz olan fotosentezden bahsedecek olursak; fotosentez adı altında cereyan eden tepkimeler kimyasal yönden, karbondioksit ile su arasındaki yükseltgenme-indirgenme tepkimesidir. Sudaki hidrojen atomlarının karbondioksite taşınmasıyla kimyasal olarak karbondioksit indirgenir ve su yükseltgenir. Bu tepkimede enerji karşısında olacağı için enerjinin dışarıdan sağlanması zorunlu hale gelir ve dışarıdan sağlanan bu enerjiye de ışık enerjisi denir. Fotosentez olayı başından sonuna kadar kloroplastlar içerisinde gerçekleşir. Bundan dolayı kloroplastlara Fotosentetik Cihazlar da denir. Gözle görünen güneş ışınları kloroplastlarda bulunan Fotosentetik pigmentlerde denilen pigmentler tarafından absorbe edilir. Anlaşılacağı üzere de fotosentez oluşumu için fotosentetik pigmentlere mutlak gereksinim duyulur. Pigmentler, ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştüren asal organlar olarak bilinir ve ışık bu pigmentler sayesinde fotosentezdeki işlevini yapabilmektedir. Pigmentlerin ilki olan klorofil pigmentlerine biraz değinelim.

Şekil 2 Klorofilin Yapısı

Klorofil pigmentleri fotosentezde en aktif olan yeşil pigmentlerdir. Yeşil pigment olarak bilinen klorofiller, bitkini yapraklarındaki mezofil tabakalarında en fazla bulunur. Böylelikle fotosentez en fazla bitkilerin yapraklarında gerçekleşir. Yapraklarla beraber bitkinin gövdelerindeki çiçeklerin çanak yaprak kısımlarında da klorofil bulunur ve bu yerlerde de az da olsa fotosentez gerçekleşir. En az 9 farklı klorofil bulunur. Bunlar klorofil a, b, c, d ve e; Bakteriyoklorofil a ve b ile Klorobiyum Klorofil 650 ve 660’tır. Klorofil a ve b pigmentlerine sahip bakteriler dışında, tüm ototrofik organizmalarda bol miktarda bulunan ve en iyi bilinen klorofillerdir. Klorofil-b mavi-yeşil, kahverengi ve kırmızı alglerde bulunmaz. Çözeltilerde klorofil-a mavi-siyah, klorofil-b ise yeşilimsi-siyah renkte gözükür.

Diğer klorofiller (c, d, e) klorofil-a ile yalnızca alglerde bulunur. Öte yandan bakteriyoklorofil-a ve b ile Klorobiyum klorofiller fotosentetik bakterilerde bulunurlar. Klorofil-a açık formülüyle kabaca bir tenis raketine benzer. Geniş baş kısmı Porfirin’ den ve uzun sap bölümü ise Fitol’den oluşur. Porfirinin merkezinde Mg atomu yer alır. Fitol grubu ise çifte bağlar içeren uzun zincirli bir alkoldür. Yüksek bitkilerde genellikle ve bol miktarda bulunan bu klorofil-a ve b pigmentleri arasındaki ayrım (klorofil yapısının 3 numaralı C atomunda) görülür. Klorofil-a’da 3 numaralı C atomuna bir metil grubu bağlanırken, klorofil-b ise aldehit grubu bağlanır. Bu klorofil molekülünün tek metalik elementi ise Magnezyum olarak bilinir. Klorofil-a mutlak etil alkol, etil eter, aseton, kloroform ve karbon bisülfitte kolayca çözünürken, klorofil-b ise belirtilen çözücülerde göreceli olarak güç çözünür. Klorofil-a için en iyi çözücü petrol eterken, klorofil-b için en iyi çözücü metil alkoldür. Bu klorofil pigmentleri aynı zamanda karakteristik ışık absorbsiyonu gösterirler. Klorofil-a ve b en yüksek ışık absorbsiyonu olan mavi-morda sırasıyla (430-470 nm), ikinci yüksek ışık absorbsiyonunda ise kırmızıda sırasıyla (642-660 nm) gösterirler.

KAYNAKLAR

1. Klorofil A ve B Arasındaki Fark- 2021- Diğerleri. (2021). Retrieved 30 June 2021, from https://tr.weblogographic.com/difference-between-chlorophyll-and-b-529400

2. Kaçar, B., Katkat, A., & Öztürk, S. Bitki fizyolojisi.

3. Önal, Y. (2021). Farklı Canlılardaki Fotosentez Tepkime Çeşitleri Biyoloji Konu Anlatımı Ders Notları | Biyoloji Portalı. Retrieved 30 June 2021, from http://www.biyolojiportali.com/konu-anlatimi/8/21/farkli-canlilardaki-fotosentez-tepkime-cesitleri

Görüşmek Dileğiyle…