12 Sınıf Biyoloji Yaprağın yapısı ve fotosentezdeki rolü stoma, mezofil şarkısı

Merhaba arkadaşlar! 12. sınıf biyolojide bu dersimizin yıldızı yaprak. Yaprağı bir enerji fabrikası gibi düşünebilirsiniz: Güneş ışığından ışık enerjisi toplar, havadan karbondioksiti alır ve su ile birleştirerek glikoz üretir. Bu süreç olan fotosentezin tamamı yaprak içindeki farklı dokuların bir orkestra gibi uyumlu çalışmasıyla gerçekleşir. Hadiseleri sırasıyla inceleyelim. Yaprağın dış tabakası epidermistir; üst ve alt epidermiste bulunur. Üst epidermis, kalın bir kutikula tabakası ile kaplıdır ve bu yağlı tabaka fazla su kaybını önler, çünkü fotosentez için su bulunmalı ama gereksiz buharlaşmamalı. Kutikula az geçirgen olduğu için fotonlar geçebilse bile gaz alışverişini çok kısıtlar. Bu yüzden gaz alışverişinin baş aktörü stomata yani gözeneklerdir. Gözeneğin etrafında kilit nöbetçisi gibi duran iki adet guard cell (koruyucu hücre) vardır. Bu hücrelerin içinde dağılımlı chloroplastlar bulunur, bu da onları fotosentetik açıdan aktif yapar. Stomaların açılması K+ (potasyum) iyonlarının garde cell’e aktif taşınması ve suyun osmozla içeri girmesiyle gerçekleşir. Sonuçta guard cell hacmi artar, esner ve gözeneği açar. Kapanma, hızlıdır ve çoğu zaman sıcak, kuru ortamlarda su kaybını sınırlamak için gerçekleşir; ABA adlı hormon burada kritik bir rol oynar. Açılma kararları ise işığa, su durumuna ve CO2 seviyesine bağlıdır. C3 bitkilerde gün boyu CO2 düşününce kapanır, C4 bitkilerde bundle sheath (demet kını) hücreleri CO2’yi biriktirip Calvin döngüsüne sabit biçimde sağlar; bu da stomaları daha sıkı açık tutmalarına olanak verir. Yaprağın içinde, güneş yakalama sürecinin büyük kısmı mezofil dokularında olur. Üst epidermis altında sıralanmış palisade mezofil hücreleri sütun gibidir; yoğun klorofil ve yüksek fotosentetik kapasiteye sahiptir. Hemen altında, boşluklu bir yapısı olan spongy mezofil vardır. Bu gevşek bağ, havanın aralar içinde dolaşmasını sağlar ve CO2’nin palisade hücrelerine kolay ulaşmasını mümkün kılar. Yaprakta her foton, fotosistem I ve II’deki pigment-antennalardan reaksiyon merkezlerine aktarılır, elektron taşıma zinciri işler, proton pompalanır ve ATP/NADPH üretilir. Bu enerji ve indirgeme gücü Calvin-Benson döngüsünde (RuBisCO enzimi ile) CO2’yi bağlar; önce 3-fosfogliserat sonra gliseral-3-fosfat oluşur, bir kısmı glikoza dönüştürülür. Bu sırada stoma açıklığına yakın bölgede CO2’nin difüzyon yolu: dış havadan stoma → interkülüler boşluklar → palisade hücrelerinin hücre duvarı ve sitoplazma → kloroplast. Suyun yolu ise xilemde yaprak damar uçlarına kadar gelir, palisade hücrelerine geçer, kloroplasta girip fotolizle O2 ve proton üretir; protonlar fotolizin suyunu tamamlar, su kaybı buharlaşma ile olur. Kısaca özetleyecek olursak, yaprak epidermis ve kutikula ile su kaybını kontrol eder; stomata, ışık ve su durumuna göre açılıp kapanarak CO2 alımı ve O2 çıkışını düzenler; palisade mezofil, ışık emilimi ve ilk elektron aktarımının çoğunu üstlenir; spongy mezofil, CO2 taşıma ve gaz alışverişinde büyük paya sahiptir. Vascular demetler, besin ve suyun taşınmasını sağlar. Ve en önemlisi, bu yapılar fotosentezi mümkün kılan “güneş–hava–su–enzim” işbirliğinin ana sahnesidir.