Fotosentezde kloroplast, klorofil, grana, tilakoid zarlar ve stromanın önemini ve rolünü kavrar. Fotosentezin yeri, önemi ve mekanizmaları. Fotosentezde kloroplast, klorofil, grana, tilakoid zarlar ve stromanın rollerini inceleyin. Ansiklopedi Britannica, Inc. Bu makale için tüm videoları görün
fotosentez , yeşil olan süreç bitkiler ve diğer bazı organizmalar, ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür. Yeşil bitkilerde fotosentez sırasında ışık enerjisi yakalanır ve dönüştürmek için kullanılır. Su , karbon dioksit ve mineraller oksijen ve enerji açısından zengin organik Bileşikler .
fotosentez Su, ışık ve karbondioksitin bir bitki tarafından oksijen, şeker ve daha fazla karbondioksit üretmek için nasıl emildiğini gösteren fotosentez diyagramı. Ansiklopedi Britannica, Inc.
En Çok Sorulan SorularFotosentez, dünyadaki yaşamın büyük çoğunluğunun varlığı için kritik öneme sahiptir. Biyosferdeki neredeyse tüm enerjinin canlılar için kullanılabilir hale gelme şeklidir. Birincil üreticiler olarak fotosentetik organizmalar, Dünya'nın besin ağlarının temelini oluşturur ve tüm yüksek yaşam formları tarafından doğrudan veya dolaylı olarak tüketilir. Ek olarak, atmosferdeki oksijenin neredeyse tamamı fotosentez sürecinden kaynaklanmaktadır. Fotosentez durursa, yakında Dünya'da çok az yiyecek veya başka organik madde olacak, çoğu organizma yok olacak ve Dünya'nın atmosferi sonunda neredeyse gaz halinde oksijenden yoksun hale gelecekti.
Fotosentez süreci genel olarak şu şekilde yazılır: 6COiki+ 6HikiO → C6H12VEYA6+ 6Oiki. Bu, reaktanların, altı karbon dioksit molekülü ve altı su molekülünün, klorofil tarafından yakalanan (okla ima edilen) ışık enerjisiyle bir şeker molekülüne ve altı oksijen molekülüne, ürünlere dönüştürüldüğü anlamına gelir. Şeker organizma tarafından kullanılır ve oksijen yan ürün olarak salınır.
Fotosentez yapma yeteneği her ikisinde de bulunur. ökaryotik ve prokaryotik organizmalar. En iyi bilinen örnekler bitkilerdir, çünkü çok az sayıda parazitik veya mikoheterotrofik tür dışında hepsi klorofil içerir ve kendi besinlerini üretir. Yosun ökaryotik fotosentetik organizmaların diğer baskın grubudur. Masif yosunlar ve mikroskobik diatomlar içeren tüm algler önemli birincil üreticilerdir. siyanobakteriler ve bazı kükürt bakterileri, fotosentezin evrimleştiği fotosentetik prokaryotlardır. Zümrüt yeşili deniz salyangozu, gıda üretimi için vücuduna alg kloroplastlarını geçici olarak dahil edebilmesine rağmen, hiçbir hayvanın bağımsız olarak fotosentez yapabileceği düşünülmemektedir.
Ökaryot Ökaryotlar hakkında daha fazla bilgi edinin. Prokaryot Prokaryotlar hakkında daha fazla bilgi edinin.Fotosentezin Dünya'daki yaşamın sürdürülmesindeki önemini abartmak imkansız olurdu. Fotosentez durursa, yakında Dünya'da çok az yiyecek veya diğer organik madde olacaktır. Çoğu organizma yok olacak ve zamanla Dünya'nın atmosferi gaz halindeki oksijenden neredeyse yoksun hale gelecekti. Bu koşullar altında var olabilen tek organizmalar, belirli inorganik bileşiklerin kimyasal enerjisini kullanabilen ve dolayısıyla ışık enerjisinin dönüşümüne bağlı olmayan kemosentetik bakteriler olacaktır.
Milyonlarca yıl önce bitkiler tarafından gerçekleştirilen fotosentez ile üretilen enerji, fosil yakıtlardan (yani kömür, sıvı yağ ve gaz) sanayi toplumuna güç verir. Geçmiş çağlarda bitkilerle beslenen yeşil bitkiler ve küçük organizmalar tüketildiğinden daha hızlı çoğalmış ve kalıntıları çökelme ve diğer jeolojik süreçlerle yerkabuğunda birikmiştir. Orada, korunan oksidasyon , bu organik kalıntılar yavaş yavaş fosil yakıtlara dönüştürüldü. Bu yakıtlar sadece fabrikalarda, evlerde ve ulaşımda kullanılan enerjinin çoğunu sağlamakla kalmaz, aynı zamanda plastik ve diğer hammaddeler için de hammadde görevi görür. sentetik Ürün:% s. Ne yazık ki, modern uygarlık, milyonlarca yılda biriken fotosentetik üretim fazlasını birkaç yüzyılda tüketiyor. Sonuç olarak, milyonlarca yıl boyunca fotosentezde karbonhidrat yapmak için havadan alınan karbondioksit inanılmaz bir hızla geri dönüyor. Dünya atmosferindeki karbondioksit konsantrasyonu, Dünya tarihinde hiç olmadığı kadar hızlı artıyor ve bu fenomenin büyük bir etkiye sahip olması bekleniyor. etkileri Dünya'da iklim .
olduğu bir dünyada gıda, malzeme ve enerji gereksinimleri insan Nüfusun hızla artması hem fotosentez miktarını hem de fotosentez miktarını artırma ihtiyacını doğurmuştur. verimlilik fotosentetik çıktıyı insanlar için faydalı ürünlere dönüştürmektir. Bu ihtiyaçlara bir yanıt - sözde Yeşil devrim 20. yüzyılın ortalarında başlayan, kimyasal gübre kullanımı, zararlı ve bitki hastalıkları kontrolü, bitki ıslahı ve mekanize toprak işleme, hasat ve mahsul işleme yoluyla tarımsal verimde muazzam gelişmeler sağladı. Bu çaba , hızlı nüfus artışına rağmen şiddetli kıtlıkları dünyanın birkaç bölgesiyle sınırladı , ancak yaygın yetersiz beslenmeyi ortadan kaldırmadı . Ayrıca, 1990'ların başlarından itibaren, büyük mahsullerin verim artış hızı düşmeye başladı. Bu özellikle Asya'daki pirinç için geçerliydi. Sürekli artan gübre ve pestisit girdilerini ve sürekli yeni bitki çeşitlerinin geliştirilmesini gerektiren yüksek tarımsal üretim oranlarının sürdürülmesiyle ilişkili artan maliyetler de birçok ülkede çiftçiler için sorun haline geldi.
Bitkiye dayalı ikinci bir tarım devrimi genetik mühendisliği , bitki verimliliğinde artışlara yol açacağı ve dolayısıyla kısmen hafifletmek yetersiz beslenme. 1970'lerden beri moleküler biyologlar, hastalık ve kuraklığa dayanıklılık, ürün verimi ve kalitesi, dona dayanıklılık ve diğer istenen özelliklerde iyileştirmeler elde etmek amacıyla bir bitkinin genetik materyalini (deoksiribonükleik asit veya DNA) değiştirme araçlarına sahip oldular. Bununla birlikte, bu tür özellikler doğası gereği karmaşıktır ve genetik mühendisliği yoluyla mahsul bitkilerinde değişiklik yapma sürecinin beklenenden daha karmaşık olduğu ortaya çıkmıştır. Gelecekte böyle bir genetik mühendisliği, fotosentez sürecinde gelişmelere yol açabilir, ancak 21. yüzyılın ilk on yıllarında, mahsul verimini önemli ölçüde artırabileceğini henüz göstermemişti.
Fotosentez araştırmalarındaki bir başka ilgi çekici alan, bazı hayvanların ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürebildiğinin keşfi olmuştur. Zümrüt yeşili deniz salyangozu ( Elysia chlorotica ), örneğin, genleri ve kloroplastları elde eder. Vauchena çakıllı , bir alg tüketir ve ona klorofil üretme konusunda sınırlı bir yetenek verir. Yeterli kloroplast olduğunda asimile edilmiş , sümüklü böcek yemek yemeyi bırakabilir. bezelye biti ( akirtosifon pisum ) enerji açısından zengini üretmek için ışığı kullanabilir bileşik adenozin trifosfat (ATP); bu yetenek, yaprak bitinin karotenoid pigment üretimi ile bağlantılıdır.
Fotosentez çalışmaları, 1771'de İngiliz din adamı ve bilim adamı Joseph Priestley tarafından yapılan gözlemlerle başladı. Priestley, kabın içindeki hava artık dayanamayacak duruma gelene kadar kapalı bir kapta bir mum yakmıştı. yanma . Daha sonra bir dal yerleştirdi gibi birkaç gün sonra nanenin kapalı havanın tekrar yanmayı desteklemesini sağlayan (daha sonra oksijen olarak tanınan) bir madde ürettiğini keşfetti. 1779'da Hollandalı doktor Jan Ingenhousz, Priestley'nin çalışmasını genişleterek, yanıcı maddenin (yani oksijenin) geri kazanılması için bitkinin ışığa maruz kalması gerektiğini gösterdi. Ayrıca bu işlemin bitkinin yeşil dokularının varlığını gerektirdiğini de gösterdi.
1782'de yanmayı destekleyen gazın (oksijen), bir yıl önce karbondioksit olarak tanımlanan başka bir gaz veya sabit hava pahasına oluştuğu gösterildi. 1804'teki gaz değişimi deneyleri, dikkatlice tartılmış bir kapta yetiştirilen bir bitkinin ağırlık artışının, tamamen emilen karbon dioksitten gelen karbon alımından ve bitki kökleri tarafından alınan sudan kaynaklandığını gösterdi; denge, atmosfere geri salınan oksijendir. Kimyasal enerji kavramının, güneşten gelen ışık enerjisinin fotosentez sırasında oluşan ürünlerde kimyasal enerji olarak depolandığının keşfedilmesine (1845'te) izin verecek kadar gelişmesinden yaklaşık yarım yüzyıl önce geçti.
World Wide Web tarafından geliştirilen bir protokole dayanıyordu.
Kimyasal terimlerle fotosentez, ışıkla enerjilendirilen bir olaydır. oksidasyon-redüksiyon süreci . (Oksidasyon, bir molekülden elektronların çıkarılması anlamına gelir; indirgeme, bir molekül tarafından elektronların kazanılması anlamına gelir.) Bitki fotosentezinde, ışığın enerjisi suyun oksidasyonunu sağlamak için kullanılır (HikiO), oksijen gazı üreten (Oiki), hidrojen iyonları (H+) ve elektronlar. Uzaklaştırılan elektronların ve hidrojen iyonlarının çoğu nihayetinde karbon dioksite (COiki), organik ürünlere indirgenir. Diğer elektronlar ve hidrojen iyonları, nitrat ve sülfatı, proteinlerin yapı taşları olan amino asitlerdeki amino ve sülfhidril gruplarına indirgemek için kullanılır. Çoğu yeşil hücrede karbonhidratlar, özellikle nişasta ve şeker sakaroz - fotosentezin başlıca doğrudan organik ürünleridir. Genel formül (CH) ile temsil edilen karbonhidratların genel reaksiyonuikiO)—bitki fotosentezi sırasında oluşurlar aşağıdaki denklem ile gösterilebilir:
Bu denklem sadece özet bir ifadedir, çünkü fotosentez süreci aslında enzimler (organik katalizörler) tarafından katalize edilen çok sayıda reaksiyonu içerir. Bu reaksiyonlar iki aşamada gerçekleşir: fotokimyasal (yani ışığı yakalayan) reaksiyonlardan oluşan ışık aşaması; ve karanlık sahne, içeren enzimler tarafından kontrol edilen kimyasal reaksiyonlar. İlk aşamada, ışığın enerjisi emilir ve bir dizi elektron transferini yürütmek için kullanılır, bu da sentez ile sonuçlanır. ATP ve elektron donörü ile indirgenmiş nikotin adenin dinükleotit fosfat (NADPH). Karanlık aşamada, ışığı yakalama reaksiyonlarında oluşan ATP ve NADPH, karbondioksiti organik karbon bileşiklerine indirgemek için kullanılır. İnorganik karbonun organik bileşiklere bu asimilasyonuna karbon fiksasyonu denir.
20. yüzyılda yeşil bitkilerdeki fotosentetik süreçler ile bazı fotosentetik kükürt bakterileri arasındaki karşılaştırmalar, fotosentetik mekanizma hakkında önemli bilgiler sağladı. Sülfür bakterileri hidrojen sülfür kullanır (HikiS) bir hidrojen atomu kaynağı olarak ve fotosentez sırasında oksijen yerine kükürt üretir. Genel reaksiyon
1930'larda Hollandalı biyolog Cornelis van Niel, organik bileşikler oluşturmak için karbondioksit kullanımının iki tür fotosentetik organizmada benzer olduğunu fark etti. Işığa bağımlı aşamada ve hidrojen atomlarının kaynağı olarak kullanılan bileşiklerin doğasında farklılıklar olduğunu öne sürerek, hidrojenin hidrojen sülfürden (bakterilerde) veya sudan (yeşil bitkilerde) bilinmeyen bir alıcıya transfer edildiğini öne sürdü. A) olarak adlandırılan H'ye indirgenmiştir.ikiA. Hem bakterilerde hem de yeşil bitkilerde benzer olan karanlık reaksiyonlar sırasında indirgenmiş akseptör (HikiA) karbon dioksit (CO) ile reaksiyona girdiiki) karbonhidrat oluşturmak için (CHikiO) ve bilinmeyen alıcıyı A'ya oksitlemek için. Bu varsayılan reaksiyon şu şekilde temsil edilebilir:
Van Niel'in önerisi önemliydi, çünkü popüler (ama yanlış) teori, oksijenin karbondioksitten uzaklaştırıldığı (sudan hidrojenin oksijen salması yerine) ve bu karbonun daha sonra karbonhidrat oluşturmak için suyla birleştiği (suyun birleşmesinden hidrojen yerine) idi. CO ileikiCH oluşturmakikiVEYA).
1940'a kadar kimyagerler, fotosentez reaksiyonlarını takip etmek için ağır izotoplar kullanıyorlardı. Oksijen izotopu ile işaretlenmiş su (18O) erken deneylerde kullanıldı. H içeren su varlığında fotosentez yapan bitkileriki18O üretilen oksijen gazı içeren18Ö; normal su varlığında fotosentez yapanlar normal oksijen gazı üretti. Bu sonuçlar, van Niel'in fotosentez sırasında üretilen oksijen gazının sudan türetildiği teorisine kesin destek sağladı.
Copyright © Her Hakkı Saklıdır | asayamind.com