Fotosentez Reaksiyonları Konu Anlatımı

Fotosentez nedir, nasıl meydana gelir? Fotosentezin aydınlık evre reaksiyonları ve karanlık evre reaksiyonları konu anlatımı.

FOTOSENTEZ

Fotosentez, yapısında klorofil molekülü bulunan canlıların ışık enerjisinden yararlanarak organik bileşikleri sentezlemeleri olayıdır.

$\displaystyle 6C{{O}_{2}}+6{{H}_{2}}O\xrightarrow[klorofil]{\imath s\imath k}{{C}_{6}}{{H}_{12}}{{O}_{6}}+6{{O}_{2}}$

Fotosentez reaksiyonlarını genel olarak özetlersek;

Aydınlık Reaksiyonlar:

$\displaystyle {{H}_{2}}O\xrightarrow[E.T.S.]{klorofil}ATP+NADP{{H}_{2}}+{{O}_{2}}$

Karanlık Reaksiyonlar:

$\displaystyle C{{O}_{2}}\xrightarrow{Enzimler}Glikoz$

Fotosentezi, aydınlık ve karanlık reaksiyonlar olmak üzere iki kısımda inceleyebiliriz.

1) Aydınlık Reaksiyonlar:

Bu reaksiyonlar için ortamda ışık enerjisi, klorofil ve $\displaystyle {{H}_{2}}O$ molekülünün bulunması gereklidir. Işık enerjisi, klorofil tarafından soğurularak (emilerek) klorofil molekülündeki elektronların ayrılmasını sağlar. Bu elektronlar, ışık enerjisini soğurduklarından yüksek enerjili hale gelirler.

Aydınlık reaksiyonlar, kloroplastın granumlarında meydana gelir. Aydınlık reaksiyonları devirsel ve devirsel olmayan fotofosforilasyon olarak iki grupta toplayabiliriz.

a) Devirsel Fotofosforilasyon: Işığın soğurulmasıyla klorofil a’ dan ayrılan elektronlar Ferrodoksin tarafından tutulur. Bu durumda klorofil a bir elektron alıcısı haline gelmiştir. (Klorofil”+”) Elektronlar, Ferrodoksinden flavoprotein ve sitokromlar aracılığıyla sonunda klorofil a’ ya dönerler. Elektronlar E.T.S’ den geçerken enerjinin serbest kalmasıyla ATP sentezlenir . (Fotofosforilasyon) Bu olay, ışık olduğu sürece devirli olarak meydana geldiğinden bu isim verilmiştir.

aydinlik-reaksiyonlar

b) Devirsel olmayan fotofosforilasyon:

Işığın soğurulmasıyla klorofil a’dan fırlayan elekronların ferrodoksin tarafından tutulup NADP molekülüne aktarılmasıyla devirsiz fotofosforilasyon başlar. Çünkü NADP’deki elektronlar, klorofil a’ ya geri dönmez. Bu nedenle Klorofil a’ nın elektron eksiği, klorofil b’ den tamalanır. Işığın klorofil b molekülü tarafından soğurulmasıyla ayrılan elektronların ilk tutucusu plastokinondur. Elektronlar, plastokinon üzerinden sitokromlar aracılığıyla klorofil a’ya aktarılır ve böylece klorofil a’ nın elektron eksiği tamamlanır. Bu sırada eletronlardaki enerji ile ATP sentezlenir. Klorofil b elektron alıcısı hale gelmiştir. Bütün yeşil bitkilerde klorofil b nin elektron kaynağı sudur. Suyun fotolizi sonucu $\displaystyle {{H}^{+}}$ ve OH” iyonları meydana gelir. Klorofil b+ ‘nin elektron açığı $\displaystyle {{(OH)}^{-}}$ iyonlarından sağlanır.

$\displaystyle {{H}^{+}}$ iyonları, $\displaystyle NAD{{P}^{-}}$ tarafından tutulup, $\displaystyle NADP{{H}_{2}}$ oluşur. Elektron kaybeden $\displaystyle {{(OH)}^{-}}$ iyonları, kendi aralarında birleşerek su ve oksijeni oluştururlar. Dolayısıyla fotosentez sonucu açığa çıkan oksijenin kaynağı sudur.

aydinlik-reaksiyonlar-1

SONUÇ: Aydınlık reaksiyonlar sonucu = $\displaystyle 18ATP-12NADP{{H}_{2}}-6{{O}_{2}}-12{{H}_{2}}O$ meydana gelir.

2) Karanlık (enzimatik) reaksiyonlar:

Işığın gerekli olmadığı reaksiyonlardır. Kloroplastların stromasında gerçekleşir. $\displaystyle C{{O}_{2}}$ , ATP ve $\displaystyle NADP{{H}_{2}}$ ‘nin kullanılmasıyla karbonhidratların oluşmasını sağlayan reaksiyon dizisidir.

karanlik-reaksiyonlar

$\displaystyle C{{O}_{2}}$ ‘nin ribüloz difosfata bağlanmasıyla oluşan altı karbonlu kararsız bileşik, su ile iki molekül fosfogliserik asite (PGA) ayrılır. ATP ve $\displaystyle NADP{{H}_{2}}$ ‘nin harcanmasıyla PGA, fosfogliser aldehite (PGAL) çevrilir, iki PGAL’in birleşmesi ile glikoz oluşturulur daha sonra diğer organik bileşikler üretilebilir. PGAL’nin bir kısmı da, ribüloz monofosfatı oluşturur.

► Bunlar da bir ATP alarak ribüloz difosfata dönüşür. Bu reaksiyon devirsel olduğundan Kalvin Çemberi (döngüsü) olarak adlandırılmıştır.