Fotosentez, yeşil bitkilerin ışık varlığında karbondioksit ve sudan organik madde (glikoz) üretip oksijen açığa çıkardığı süreçtir. Kloroplastlarda gerçekleşir ve ışık ile karanlık evre olmak üzere iki aşamadan oluşur. Bu sayfada basit bir dille fotosentezin ne olduğunu, nerede gerçekleştiğini, evrelerinin farklarını, denklemini ve ürünlerini bulacaksınız. Sayfanın sonunda kendinizi test etmeniz için interaktif bir alıştırma bulunmaktadır.
Fotosentez nedir ve nerede gerçekleşir
Fotosentez (Yunanca fotos - ışık ve sentez - birleştirme kelimelerinden gelir), ışık enerjisi kullanarak inorganik maddelerden organik maddelerin üretilmesidir. Basitçe ifade etmek gerekirse, bitki güneş ışığı enerjisini kullanarak havadan ve sudan kendi "besinini hazırlar".
Fotosentez, yaprak hücrelerinde bolca bulunan yeşil plastidler olan kloroplastlarda gerçekleşir. Kloroplastların içinde ışık enerjisini yakalayan ve tüm süreci başlatan yeşil pigment olan klorofil bulunur. Bitkilerin yeşil görünmesinin nedeni de klorofildir.
Fotosentez için bitkinin üç şeye ihtiyacı vardır:
- Işık (güneş veya yapay);
- Su — kökler aracılığıyla topraktan emilir;
- Karbondioksit (CO₂) — yapraklardaki stomalardan hava yoluyla alınır.
Fotosentez süreci, ışık ve karanlık olmak üzere iki ardışık evreye ayrılır. İsimleri genellikle karıştırıldığı için her birini ayrı ayrı inceleyelim.
Fotosentez süreci: nelerden neler oluşur
Şema, temel süreci görmenize yardımcı olur: solda yaprağa girenler (ışık, su ve karbondioksit), sağda ise oluşanlar (glikoz ve oksijen) yer alır. Bitki oksijeni havaya verir, glikozu ise besin olarak kullanır ve nişasta olarak depolar.
Fotosentez denklemi
Tüm süreç tek bir özet denklemle yazılabilir. Altı molekül karbondioksit ve altı molekül su, ışık etkisi ve klorofil yardımıyla bir molekül glikoz ve altı molekül oksijene dönüşür.
Fotosentezin ışık ve karanlık evreleri
Fotosentez iki aşamada gerçekleşir. Işık evresi, kloroplast içindeki zarlarda gerçekleşir ve sadece ışıkta mümkündür: ışık enerjisi suyu parçalar, bu sırada oksijen açığa çıkar ve enerji (ATP ve NADPH moleküllerinde) depolanır. Karanlık evre, kloroplastın stromasında gerçekleşir ve doğrudan ışığa ihtiyaç duymaz: burada karbondioksitten, depolanan enerji yardımıyla glikoz sentezlenir. Önemli: "karanlık" evre "gece" evresi demek değildir; bu evre ışık evresinin ürünlerini kullandığı için ışık olmadığında kısa sürede durur. Her iki evreyi tabloda karşılaştıralım.
| Özellik | Işık Evresi | Karanlık Evre |
|---|---|---|
| Gerçekleştiği yer | tilakoit zarlar (kloroplast granaları) | kloroplast stroması |
| Işık gerekli mi | evet, sadece ışıkta gerçekleşir | doğrudan hayır, ancak ışık evresi ürünlerine bağlıdır |
| Gerekenler | ışık, su (H2O) | karbondioksit (CO2), ATP ve NADPH enerjisi |
| Oluşanlar | oksijen (O2), ATP, NADPH | glikoz (C6H12O6) |
Dünyadaki yaşam için fotosentezin önemi
Fotosentez doğadaki en önemli süreçlerden biridir. Bu sayede:
- insanların, hayvanların ve bitkilerin soluduğu oksijen havada korunur;
- havadan karbondioksit temizlenir;
- tüm canlılar için besin temeli olan organik madde üretilir. Bitkiler otçulları, otçullar etçilleri besler; bu nedenle tüm besin zinciri fotosentezle başlar;
- ışık enerjisi organik maddelerde depolanır. Kömür, petrol ve turba da aslında antik fotosentezin "konserve edilmiş" enerjisidir.
Bu yüzden yeşil bitkilere genellikle "gezegenin akciğerleri" denir: biyosferi sürekli oksijen ve besinle beslerler.
Analiz: nelerden neler oluşur
Örnek 1. Glikoz nereden gelir
Soru: Bitki glikozu hangi maddelerden yapar?
Analiz. Glikoz (C₆H₁₂O₆) karbon, hidrojen ve oksijenden oluşur. Bitki karbonu havadaki karbondioksitten (CO₂), hidrojeni ise sudan (H₂O) alır. "Birleştirme" için gereken enerjiyi ışık sağlar ve glikoz karanlık evrede, kloroplast stromasında sentezlenir.
Cevap: Glikoz, ışık enerjisi sayesinde karbondioksit ve sudan oluşur.
Örnek 2. Oksijen nereden gelir
Soru: Bitkinin dışarı verdiği oksijen hangi maddeden gelir?
Analiz. Birçok kişi oksijenin karbondioksitten geldiğini sanır ama bu yanlıştır. Işık evresinde ışık enerjisi su (H₂O) moleküllerini parçalar ve bu sırada oksijen (O₂) açığa çıkar. Karbondioksit sadece glikozun yapımında kullanılır.
Cevap: Oksijen, ışık evresinde suyun parçalanmasıyla açığa çıkar.
Örnek 3. Denklemi atom sayısına göre kontrol edelim
Denklem: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.
Karbonu (C) kontrol edelim: solda 6 (6·CO₂'den), sağda 6 (glikoz C₆…'da) — tutarlı.
Oksijeni (O) kontrol edelim: solda 6·2 + 6·1 = 18, sağda 6 (glikozda) + 6·2 = 18 — tutarlı.
Hidrojeni (H) kontrol edelim: solda 6·2 = 12, sağda 12 (glikoz C₆H₁₂O₆'da) — tutarlı.
Sonuç: denklem denktir, tüm atomlar yerli yerinde.
Fotosentez hakkında sık yapılan hatalar
-
Bitkilerin sadece oksijen verdiğini ve hiç solunum yapmadığını sanmak.
Bitkiler hayvanlar gibi solunum yapar: sürekli oksijen alıp karbondioksit verirler. Sadece gündüz ışıkta fotosentez solunumdan daha aktif olduğu için, alınan oksijenden daha fazlası dışarı verilir.
-
Işık ve karanlık evreleri karıştırmak: glikozun ışık evresinde, oksijenin karanlık evrede oluştuğunu sanmak.
Tam tersi. Işık evresinde oksijen açığa çıkar ve enerji (ATP, NADPH) depolanır. Glikoz, karanlık evrede karbondioksitten bu depolanmış enerji kullanılarak sentezlenir.
-
"Karanlık evre"yi "gece, karanlıkta gerçekleşen evre" olarak anlamak.
"Karanlık" sadece "doğrudan ışık gerektirmez" demektir. Ancak ışık evresinden gelen ATP ve NADPH'yi kullandığı için, ışık olmadığında bu depolar biter ve karanlık evre de kısa sürede durur. Gerçekte her iki evre de gündüz, biri diğerinin ardından gerçekleşir.
-
Oksijenin karbondioksitten oluştuğunu sanmak.
Oksijen, ışık evresinde suyun (H₂O) parçalanmasıyla açığa çıkar. Karbondioksit (CO₂) oksijene değil, glikozun yapımına gider.
Sorular ve cevaplar
Fotosentez ile solunum arasındaki fark nedir?
Bunlar zıt süreçlerdir. Fotosentezde bitki ışıkta karbondioksit ve suyu alır, glikoz üretir ve oksijen verir; yani enerji depolar. Solunumda ise tam tersi, glikoz ve oksijen tüketilir; karbondioksit, su ve enerji açığa çıkar. Tüm canlı hücreler sürekli solunum yapar, fotosentez ise sadece yeşil hücrelerde ve sadece ışıkta gerçekleşir.
Fotosentezin karanlık evresi için ışık gerekir mi?
Karanlık evre için doğrudan ışık gerekmez; reaksiyonlar kloroplast stromasında ışıksız gerçekleşir. Ancak karanlık evre, ışık evresinde oluşan ATP ve NADPH'yi kullanır. Bu yüzden ışık olmadığında bu depolar hızla tükenir ve karanlık evre de durur. "Karanlık" ismi "gece" değil, "doğrudan ışık gerektirmeyen" anlamına gelir.
Fotosentez tam olarak nerede gerçekleşir?
Fotosentez, yaprak hücrelerinin yeşil plastidleri olan kloroplastlarda gerçekleşir. Işık evresi tilakoit zarlarda (granalarda), karanlık evre ise kloroplast stromasında gerçekleşir. Kloroplastlara yeşil rengi ve ışığı yakalama yeteneğini klorofil pigmenti verir.
Fotosentezde neler oluşur?
Fotosentezin ana ürünleri glikoz (organik madde, bitki besini) ve havaya verilen oksijendir. Süreç boyunca ayrıca ışık evresinden karanlık evreye enerji taşıyan ara maddeler olan ATP ve NADPH oluşur.
Fotosentez günün hangi saatlerinde gerçekleşir?
Fotosentez gündüz, ışık olduğu sürece gerçekleşir. Gece, karanlıkta durur çünkü ışık evresi ışıksız çalışamaz ve ürünleri olmadığında karanlık evre de durur. Ancak bitkide solunum 7/24 devam eder.
