fotosentez ve hücresel solunum adımları

Bitkiler, ototrofik organizmalardır; yani besinlerini ototroflardan veya diğer heterotroflardan aktif olarak almaya ihtiyaç duyan hayvanlara, heterotroflara karşı kendi yiyeceklerini üretirler. Fotosentez, bitkiler tarafından atmosferik karbondioksit alınması ve organik moleküller üretme sürecidir. Solunum, bitki içindeki enerjinin kullanılması ve oksijenin atmosfere geri gönderilmesiyle sonuçlanır.

Fotosentez iki aşamada gerçekleşir: ışık reaksiyonu ve karanlık reaksiyon. Işık reaksiyonu sırasında, güneş ışığı, klorofil, yani bitkilere baktığımızda gördüğümüz yeşil pigment içinde elektronların heyecanlanmasına neden olur. Elektronlar heyecanlandıkça, daha fazla potansiyel enerjiye sahip olurlar. Bu enerji, molekül suyunu ayırarak oksijeni serbest bırakmak ve daha sonra kullanmak üzere enerjiyi depolamak için kullanılan bir bileşik olan adenosin trifosfat (ATP) oluşturmak için kullanılır. Karanlık reaksiyon sırasında, hafif reaksiyon sırasında oluşan ATP, karbon dioksit’e bir hidrojen iyonu bağlamak için kullanılır ve sonunda bir şekere dönüştürür. Bu işlem karbon tespiti olarak da bilinir. Bununla birlikte, fotosentez sırasında, sabitlenmiş karbon doğrudan bitki büyümesi ve hücresel bakım için kullanılmaz. Daha ziyade, solunum, glikoz gibi karbon bileşiklerinin enerji için kullanıldığı metabolik süreçtir.

Hücresel solunum, tüm bitkiler, hayvanlar ve toprak mikropları tarafından gerçekleştirilir ve fotosentezin tersi olarak düşünülebilir. Solunum, enerjinin oksijen tüketimi yoluyla glikozdan hasat edildiği metabolik süreçtir. Karbon dioksit ve su fotosentez sırasında tüketilirken, bu bileşiklerin her ikisi de solunum sırasında üretilir. Solunum, ATP şeklinde mevcut enerjinin kullanılmasını gerektirir; ancak işlem, ATP’de net bir kazanç elde edilmesine neden olur; yani, devam eden fotosentez ve solunum için daha fazla enerji kullanılabilir demektir. Bitkiler, fotosentez sırasında sabitlenmiş karbondan enerji elde etmek için solunumu kullanır. Tersine, heterotroflar tükettikleri gıdalardan enerji elde etmek için solunum kullanırlar.

Karbondioksit, iyi bilinen ve kapsamlı olarak incelenen sera gazıdır. Atmosferdeki karbon dioksit, ısının uzaya kaçmasını önleyen bir battaniye gibi davranır. Karbon döngüsü atmosferde başlar ve karbonlu gaz formunu katı organik maddeye dahil eden fotosentez yoluyla, dünyadaki canlıya, biyosferin içine girer. Bu organik madde, diğer hayvanlar bitkiler tükettiğinde besin ağı boyunca hareket edebilir ve sırayla diğer hayvanlar tarafından tüketilir. Son olarak, bitkiler ve hayvanlar ölünce dokuları toprak mikropları tarafından ayrıştırılır ve organik madde bir gıda kaynağı olarak tüketilir ve mikroplar karbonu solunum yoluyla atmosfere döndürür.