Fotosentez

Bir organizma, enerji ve karbon iskeleti için gerekli olan organik bileşikleri ya ototrof ya da heterotrof beslenme tarzıyla karşılayabilir.

En kısa şekilde canlının inorganik maddeleri kullanarak ihtiyaç duyduğu organik besini sentezleyebilmesi şeklinde tanımlanabilecek ototrof beslenme ( oto = kendi kendine trof = beslenme ) canlıların açık sistemler olarak tanımlanması ilkesine aykırı görünebilir.

Ancak ototrofluk, otonomi anlamına gelmez.

Çünkü ototrof canlılar da besin sentezlemek için ihtiyaç duydukları inorganik bileşenleri çevrelerinden hazır olarak alırlar.

Ototroflar da diğer canlılar gibi çevreleriyle sürekli madde ve enerji alış verişi içindedirler.

Organik madde sentezi için ışık enerjisi kullanan ototrof canlılara fotosentetik ototrof ya da fotoototrof denir. Bitkiler, algler, bazı bakteri ve protistler fotosentez gerçekleştirebilir.

Fotosentez, canlılar dünyasının neredeyse tümünü doğrudan ya da dolaylı olarak besleyen tek biyolojik olaydır.

Fotosentez, canlıların besin ihtiyacını karşılamasının yanında hayatımızı pek çok yönden etkileyen birçok ürünün de üretilmesini sağlamaktadır.

Örneğin, pamuk ve keten gibi birçok tekstil hammaddesi bitki liflerinden elde edilmekte, odun ise mobilyacılıkta, inşaat sektöründe ve kâğıt ürünlerinin üretiminde vazgeçilmez rol oynamaktadır.

Günümüzde kullanılan fosil yakıtların kaynağı da çok eski dönemlerde yaşamış olan fotosentetik organizmalardır.

Yeşil gövdeler ve olgunlaşmamış meyveler dâhil bir bitkinin tüm yeşil kısımlarında kloroplast bulunmakla birlikte, çoğu bitkide yapraklar fotosentezin gerçekleştiği başlıca organlardır.

Bir milimetrekarelik bir yaprak yüzeyinde yaklaşık 1 milyon adet kloroplast bulunmaktadır.

Yapraklar, renklerini bulundurdukları kloroplast organeline yerleşmiş olan klorofil pigmentinden alılar.

Kloroplastlarda besin moleküllerinin sentezi, klorofil tarafından absorbe edilen ışık enerjisi ile gerçekleştirilir.

Kloroplastlar, başlıca yaprağın iç kısmında bulunan mezofil dokusundaki hücrelerde bulunur.

Fotosentez için ihtiyaç duyulan su ve mineraller bitkinin kökleri vasıtasıyla alınıp iletim demetleri ile yapraklara gönderilirken yine fotosentezin gerekli öğelerinden CO₂, bitkiye yapraklardaki stoma denen açıklıklardan giriş yapar.

Yine su buharı ve fotosentez sonucu oluşturulan O₂ de stomalar vasıtasıyla atmosfere verilir.

Tipik bir mezofil hücresi yaklaşık 30 – 40 adet kloroplast içermektedir. Kloroplastların her biri yaklaşık 1 -2 µm kalınlığında ve 2  – 10 µm çapında mercimek şekilli yapılardır.

Kloroplastın iç kısmında yoğun bir sıvı oluşturan stroma bulunur.

Stromanın içerisinde fotosentezin karbon tutma reaksiyonlarında görev alan enzimler ile DNA, RNA ve ribozomlar bulunur.

Stroma, çift katlı zar sistemiyle çevrelenmiştir. Birbirleriyle bağlantılı ve çok gelişmiş bir sistem olan tilakoid zar lar  stromayı dıştaki çift tabakalı zar yapısından ayırmaktadır.

Tilakoid zarların bazı bölümlerde ( üst üste dizilmiş bozuk para yığınları gibi görülen ) oluşturduğu yapılara grana denir.

Tilakoid zarların tüm yüzeyi, dış zarın yüzey alanının yaklaşık olarak 500 katına denk gelmektedir.

Klorofil moleküllerinin bu zarlar üzerine yerleştiği düşünülürse, yüzey artışının fotosentezin verimine katkısını anlamak daha kolay olacaktır.