Fotosentez Olayı Nasıl Gerçekleşir
Fotosentezde C02 ve H20'dan, bir karbonhidrat olan üzüm şekeri (=glikoz) yapılır. Bunun gerçekleşmesi güneş enerjisi ve klorofil maddesinin varlığı ile mümkündür. Yerküre güneşten her saat l,53xl017 kcal (1 kcal=4,186 kilojoule, kJ= l,163xl0~3 kilowatt saat) güneş enerjisi alır. Bunun % 30'u tekrar atmosfere geri döner (=planet Albedosu). Diğer bir kısmını da atmosfer emer ve sadece % 45'i yeryüzüne iner.
Yerküreye gelen ışığın dalga boyu 400-750 nm'dir. Bu da fotosentezde kullanılmaya elverişlidir. İnsanların kullandıkları yıllık enerji, yeryüzüne ulaşan güneş enerjisinin ancak % 0,008'dir (=5xl016 kcal). Yerküreye inen ışık enerjisinin ancak % 0,12'si yeryüzünde kullanılır. Her yıl fotosentezle 6,9xl017 kcal'lik bitkisel kuru madde depolanır. 1 kg kuru madde sentezi için kültür bitkileri 300-800 kg su buharlaştırır. Bir hektar (=10000 m2) lık tahıl tarlasında bir vejetasyon döneminde 10 ton biyokütle (bunun 4-5 tonu buğday danesidir) elde edilir. Bunun içinde 3-4 milyon litre su kullanılır. İm2 lik kayın yaprağının bir yüzünde günde 10 gr karbonhidrat üretilir. Bir soya fasulyesinde 18, mısırda 24 gr. kuru ağırlık artışı/m2 x gündür. Karbonhidrat ve 02 üretiminin tüm canlılar ve özellikle insan için önemi çoktur. Bir insan yılda 1 milyon kcal'yi besin maddesinden almak durumunda olup, bu da 250 kg karbonhidrata eşdeğerdir. Yani yeryüzünde üretilen ürün, enerji olarak düşünülürse l,4xl09/0,25=5,6 milyar insana yetebilir. Bu ise bitkilerin ve doğal alanların bozulmadan korunmasına bağlıdır.
Karbonhidratlar genel formülleri (CH20)n olan bileşiklerdir. Karbonhidrat C02'e göre daha az 02 içerir; ama ayrıca H'7'e de sahiptir. Kimyasal olarak değerlendirilirse, fotosentez bir "indirgeme" dir. Bunun bir indirgenme (=redüksiyon) olayı olup olmadığına, bazı sorular sorarak karar verebiliriz. Şöyle ki:
a) Bir indirgenme olayının redüksiyon maddesine ihtiyacı vardır. Bu nereden karşılanacaktır?
b) Redüksiyon olayı endergoniktir, yani bunun için bir redüksiyon enerjisi gerekir. Bu enerji nasıl sağlanacaktır?
c) Redüksiyon hücrede bazı yapılara bağlı olmalıdır ve bozuklukların olmaması için belli bir mekanizmaya göre işlemelidir. Bu nerede ve hangi mekanizmaya göre olacaktır.Klorofile, sadece fotosistemlerde, kloroplast membranında rastlanır. Böylece ışık emilmesi ve ona bağlı fotokimyasal reaksiyonların tilakoidlerde olacağı anlaşılır. Buna biyokimyasal reaksiyonlar da katılır; bunlar tilakoidlerin ara bölgelerinde yani "STROMA'larda olaylanır.
