Konu Anlatımı

A. CANLILAR VE ENERJİ

1.Canlılık Olayları Enerjiyle Gerçekleşir ;

Fotosentez olayı sırasında bitkiler, güneş enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürür. Hayvanlar alemi ise ya bitkilerle ya da bitki yiyen hayvanlarla beslenirler. O halde bütün canlıların besinlerindeki enerjinin kaynağı Güneş’tir.

Yakıt olarak kullandığımız kömür ve odun bitkilerden elde edilir. Petrol ise bitki ve hayvan artıklarından oluşur. O halde yakıtlarımızdaki kimyasal enerjinin kaynağı da Güneş’tir.

Buzdolabının, elektrikli süpürgenin, çamaşır ve bulaşık makinelerinin motoru elektrik enerjisi ile çalışır. Otomobillerde benzin, mazot (motorin), LPG gibi petrol ürünleri kullanılır. Sobalarda yakıt olarak genellikle kömür kullanılır. Ütü, elektrikli fırın, radyo, televizyon, bilgisayar gibi aletleri çalıştırmak için elektrik enerjisi kullanılır. Örneklerde görüldüğü gibi bir işin, bir düzenin sağlanmasında enerjiye gereksinim duyulur.

Yakıtlarda bulunan kimyasal enerji ısı enerjisine çevrilerek evi işyeri, okul gibi yerler ısıtılır. Barajda biriken suyun potansiyel enerjisinden yararlanarak elektrik enerjisi üretilir.

Güneş dünyamızı ısıtır. Yakıtların, elektrik enerjisinin, besinlerin enerjilerinin kaynağı Güneş’tir. Güneş’in enerjisi olmasaydı Dünya çok soğuk ve karanlık olurdu, bitkiler besin üretemezdi. Bunun sonucunda Dünya’da hiçbir canlı yaşayamazdı.

Makineler çalışırken enerji harcar. İnsan vücudu birçok makineden oluşan bir fabrikaya benzetilebilir. Fabrikanın çalışması için fabrikayı oluşturan her makinenin çalışması gerekir. Yaşadığımız sürece, vücudumuzda bulunan milyarlarca atom ve molekülü bir düzende tutmamız gerekir. Bunu da ancak enerji harcayarak gerçekleştirebiliriz. Diğer canlılar da yapılarını korumak ve hareket, beslenme, sindirim, enerjiye gereksinim duyarlar.

2. Canlıların Hücresel Yapılarını Çok Atomlu Büyük Moleküller (organik) Oluşturur ;

Hücrenin temel yapısında çok atomlu büyük moleküller bulunur. Çok atomlu büyük moleküllere organik moleküller denir. Hücrenin temel yapısında bulunan organik moleküller; karbonhidrat,yağ,protein ve vitaminler olarak gruplanabilir. Cansız varlıkların yapısını oluşturan oksijen, su, karbondioksit, yemek tuzu, kireç taşı gibi maddelere inorganik maddeler denir. Cansız varlıkların yapısında organik madde bulunmaz. Canlı varlıkların yapı birimi olan hücrenin yapısında organik maddelerden başka su ve mineral gibi inorganik maddeler de bulunur.

Canlılar, hücrelerinde çok atomlu büyük moleküller oluşturabilirler. Örneğin; bitkiler yapraklarındaki hücrelerde su ile karbondioksiti birleştirerek glikoz oluşturur. Glikoz çok atomlu büyük moleküllerdendir. Bu moleküller oluşturulurken enerjiye ihtiyaç duyulur. Bitkiler bu enerjiyi güneş ışığından sağlar. Hayvanlar alemindeki canlılar inorganik maddelerden organik madde üretemezler. Fakat inorganik molekülleri kullanarak daha büyük organik moleküller oluşturabilirler. Örneğin; ribozomlarda aminoasit molekülleri birbirine bağlanarak protein sentezlenir. Bu olay sırasında enerji kullanılır. Canlı sistemlerde en fazla kullanılan enerji şekli kimyasal enerjidir. Kimyasal enerji, bir molekülün atomları arasındaki bağlarda depo edilmiştir. Bu bağların koparılmasıyla hücre içinde enerji üretilir. Örneğin; glikoz, aminoasit, yağ asitleri gibi maddeler hücrelerde enzimler yardımıyla parçalanırken kimyasal bağ enerjisi açığa çıkar.

B. GÜNEŞ ENERJİSİNİ CANLILAR NASIL KULLANIR ?

1.Bitkiler Güneş Enerjisini Dönüştürüp Hücrelerinde Tutabilen Canlılardır.

Fotosentez olayı; ışık tepkimeleri ve karanlık tepkimeleri olmak üzere iki aşamada gerçekleşir. Işık tepkimeleri aşamasında ATP sentezlenir. Işık enerjisi ile ATP sentezlenmesi olayına fotofosforilasyon denir. Işık tepkimeleri aşamasında bir karbondioksit molekülü kullanılarak 2 basamakta 3 ATP sentezlenir. Bir glikoz molekülü için 6 karbondioksit molekülü kullanılarak 18 ATP sentezlenir. Karanlık tepkimelerinde 18 ATP kullanılarak bir glikoz molekülü üretilir. O halde glikoz molekülünün sentezlenmesi için harcanan enerji klorofilin güneş enerjisini soğurarak oluşturduğu ATP enerjisi ile sağlanır.

Bitkilerin yapraklarında ve genç gövdelerinde klorofil denilen özel bir madde bulunur. Bazı bitki hücrelerinde bulunan yeşil renkli klorofil maddesi güneş enerjisini soğurur. Bitkiler, soğurdukları güneş enerjisini kullanarak ATP molekülleri sentezlerler. ATP moleküllerindeki enerjiyi bitkiler, hücrelerinde kullanabilirler.Hayvanlar alemindeki canlılarda klorofil hücreleri bulunmaz. Bu nedenle insanlar ve hayvanlar güneş enerjisini soğurarak ATP molekülü üretemez.

2.Bitkiler Işıkta Glikoz Sentezlerler

Canlıların enerji kaynağı güneştir. Bitkiler güneş enerjisini başka enerjilere dönüştürüp ürettiği besinlerde depolar. Hayvanlar ve insanlar enerji gereksinimlerini bitkilerin ürettiği besinlerden sağlarlar. Bitkiler besin üretebilmek için güneş ışığına gereksinim duyarlar. Bu nedenle süs bitkilerini güneş ışığı alan yerlere koymak gerekir.

Güneş ışınları, cam gibi saydam maddelerden geçer. Ayna ışığı yansıtır. Toprak, tahta, demir, bakır gibi maddeler ışığın bir kısmını yansıtır, bir kısmını da yansıtır. Güneş enerjisinin başka enerjilere dönüşmesine ışığın soğurulması denir. Örneğin; yazın güneşte duran demi, güneş ışınlarının bir kısmını soğurarak ısınır.

Bitkiler güneş enerjisini inorganik moleküllerden organik moleküller yapımında kullanır. Yeşil bitkilerin güneş ışığından yararlanarak su ile karbondioksidi birleştirip glikoz üretmesi olayına fotosentez denir. Fotosentez olayını gerçekleştirebilen yeşil bitkilere ototrof (üretici) canlılar denir. Yeşil bitkiler fotosentez olayı sırasında havadan karbondioksit alıp havaya oksijen vererek havayı temizler. Fotosentez olayı, ışık enerjisinin kimyasal enerjiye çevrilmesini sağlayan bir olaydır. Fotosentez olayını şöyle ifade edebiliriz.

Güneşin ışık enerjisi

İnorganik moleküller     ——————–>     Organik molekül   +   Oksijen

Klorofil

( 6 CO2  +  6 H2O )                                              ( C6H12O6 )              ( O2)

Yeşil yapraklı bir bitkinin fotosentez olayını gerçekleştirebilmesi için güneş ışığı, su ve karbondiokside gereksinimi vardır. Bu nedenle bitkiler geceleri fotosentez yapamaz.

3.Tüm Canlılara Sunulan Fotosentez Ürünü : GLİKOZ

Bitkiler, fotosentez olayında kullandığı güneş enerjisini glikoz molekülünün kimyasal bağlarında depolar.

Bitkiler fotosentez ürünü olan glikozu, yapısını ve diğer organik maddeleri oluşturmak için hammadde olarak kullanır. Örneğin; bitkiler vitaminleri, karbonhidratları, yağları ve proteinleri oluştururken glikozu hammadde olarak kullanır. Ayrıca bitkide görülen büyüme, gelişme, üreme, irkilme gibi canlılık olayları glikozun enerjisiyle sağlanır.

Fotosentez, sadece bitkilerin değil tüm canlıların yaşaması için gereklidir. Heterotrof (tüketici) canlılar bitkilerin ürettiği; glikoz, protein, yağ ve vitamin gibi besinlerle beslenir. Bu besinler tüketici canlının vücudunun yapısını, onarımını, büyümesini ve gelişmesini  sağlar.

Canlılar karbonhidrat, protein ve vitamin gibi maddeleri aldıkları besinlerden sentezler. Örneğin; yediğimiz besinler genellikle hücrelerimizin yapısına uymaz. Hücrelerimiz, bu besinleri kullanarak kendi yapısına uygun maddeleri sentezleyerek büyür, büyüyen hücrelerimiz bölünerek çoğalır. Yeni oluşan hücrelerle yaralanan kısımlarımız onarılır ve vücudumuz büyür. Bu durum tüm canlılar için geçerlidir. Bitkiler fotosentez olayı ile inorganik moleküllerden, glikozu sentezler. Daha sonra glikozu kullanarak yapılarındaki diğer organik molekülleri oluşturur.

Heterotrof canlılar, başka canlıların organik yapılarını besin olarak kullanır. Ototrof beslenen bitkilerin ise inorganik moleküllerden organik molekül sentezi yapabilmesi için enerjiye gereksinimleri vardır. İşte bitkiler hücrelerindeki klorofille güneş enerjisini soğurarak bu enerjiyi sağlar.

C. HÜCRENİN KULLANABİLECEĞİ ENERJİ

1.      Canlılar Hücrelerinde Kullanabileceği Enerjiyi (ATP) Nereden Sağlar

Canlı sistemlerde en fazla kullanılan enerji çeşidi kimyasal enerjidir. Kimyasal enerji, bir molekülün atomları arasındaki bağlarda depo edilmiştir. Bu bağların koparılmasıyla hücre içinde enerji üretilir. Şeker ve yağ gibi temel besin maddelerindeki enerji kimyasal enerjidir. Hücre içinde üretilen ATP enerjisi de kimyasal enerjidir. Yeşil bitkiler fotosentezle güneş enerjisini kimyasal bağ enerjisi olarak besin moleküllerinde depo eder. Bu besin molekülleri bitki ve hayvan hücreleri tarafından alınır ve hücrelerin kullanabileceği yeni bir enerji şekli olan ATP’ye dönüştürülür.

Canlılar hücrelerinde herhangi bir enerjiyi kullanamazlar. Hücrede kullanılan enerjinin, hücreyi parçalayamayacak kadar küçük olması ve her zaman hücrenin içinde bulunması gerekir. ATP denilen özel enerji, molekülün kimyasal bağında bulunur. ATP, hücredeki bütün enerji gerektiren olaylarda kullanılır. Hücrede ATP kullanıldıkça bir enerji kaynağından yararlanılarak tekrar ATP üretilir. ATP molekülünde hücre içinde kullanılabilen ve hücreye zarar vermeyen özel bir kimyasal bağ enerjisi vardır.

Hücrelerin içinde çok büyük enerji dönüşümleri ve enerji açığa çıkaran olaylar oluştuğu halde, hücre bundan zarar görmez. Çünkü, hücrede enerji veren olaylar basamak basamak ve kontrollü şekilde olur. Örneğin; bir karaciğer hücresinde yaklaşık 1000-1600 mitokondri ( Hücrede enerji üretimi yapan organel) bulunur. Her mitokondrinin bir saat içinde 10 atp sentezlediğini düşünerek bir hesap yapılırsa karaciğerde yaklaşık 8-12 milyon kalorilik ısı oluşacağı hesaplanır. Eğer bu enerji bir anda ortaya çıksaydı hiçbir hücre canlı kalamazdı. Bu kadar büyük enerji yavaş yavaş oluştuğu için hücrelere zarar vermez.

 

Besin Zincirinde Enerji Akışı Nasıl Olur?
Besin Zincirinde Enerji Akışı
Bir bölgede canlı ve cansızlardan oluşan sisteme ekosistem denir. Canlılar doğrudan veya dolaylı olarak beslenmek için, birbiriyle etkileşmesi sonucu besin zinciri oluştururlar. Bir besin zincirinin halkalarını farklı canlı türleri oluşturur. Üreticiler, güneş enerjisini dönüştürüp hücrelerinde tutabilen canlılardır. Bu özellikleri sayesinde kendi besinlerini kendileri üretebilirler. Mesela bitkiler biz insanlar gibi veya doğadaki diğer canlılar gibi besin arayışı içerisine girmezler. Üretici (ototrof) olan bu canlılar inorganik maddelerden fotosentez yaparak, organik madde (basit şeker=besin= glikoz) ve oksijen üretirler. (Üreticiler, güneş ışığını doğrudan kullanabildiği için besin zincirinin ilk basamağında yer alır.) Üreticilere örnek: Bitkiler, algler, klorofilli bakteriler (siyanobakteri…)

Besin üretmeyen ve besinini dışarıdan hazır olarak alan canlılara tüketici (heterotrof) denir. Örnek: Koyun, köpek, kaplumbağa. Tüketici olan canlı grupları da besin aldıkları kaynağa ve besin alma şekline göre gruplara ayrılırlar. Sadece çevrelerindeki üretici canlıları yiyerek bitkisel kaynaklı olarak beslenen canlı grubuna otoburlar denir. Örnek: Tavşan, Maymun, Koyun, Eşek. Çevrelerindeki hayvansal organizmaları yiyerek beslenen canlı grubuna ise etoburlar denir. Örnek: Timsah, kertenkele, baykuş. Çevrelerindeki bitkisel ve hayvansal kaynaklı organizmaları yiyerek beslenen canlı grubuna ise hem etçil hem otçul (hepçiller) denir. Örnek: İnsan, tavuk, ayı. Bir de toprağa düşen bitki ve hayvan artıklarını çürüterek, toprağa karışmasını sağlayan canlılar vardır. Bu canlı grubuna da ayrıştırıcılar denir. Ayrıştırıcıların etkinlikleri sonucunda canlı vücudunu oluşturan organik ve inorganik maddeler toprağa geçmiş olur. Mantarları (küf mantarı, maya mantarı, şapkalı mantarlar) ve bakterilerin büyük bir kısmını ayrıştırıcılara örnek olarak verebiliriz. Ayrıştırıcılar besin zincirinin her basamağında bulunabilir.
Bu anlatılan canlı grubundan doğada en çok bulunan bitkiler yani üreticilerdir. Çünkü üreticiler güneş enerjisini doğrudan kullanabildikleri için daha fazla sayıda bulunurlar. Tüketiciler ise üreticilerden veya diğer otoburlardan dolaylı olarak güneş enerjisinden yararlandıkları için sayıları giderek azalır. Aynı şekilde üreticiler güneş enerjisini doğrudan kullanabildikleri için sahip oldukları enerji besin zincirinin diğer halkasındaki canlılara göre daha fazladır.
Doğada birbiriyle ilişkili birçok besin zinciri vardır. Birbiri içine alan bu besin zincirlerinin hepsi besin ağı olarak adlandırılır.

 

 

Fotosentez ve Fotosentez Hızına Etki Eden Etkenler
 Tüm canlılar büyümek, hareket edebilmek ve yaşamsal işlevlerini sürdürebilmek için enerjiye ihtiyaç duyarlar. Bu enerjinin kaynağı ise güneştir. Üreticiler, hücrelerinde güneşten gelen ışık enerjisini, klorofil pigmenti sayesinde soğurup, topraktaki su (H2O), havadaki karbondioksit (CO2) kullanılarak basit şeker (glikoz) ve oksijenin oluşmasını sağlar. Bu olaya fotosentez denir.Klorofilli bakteriler, bitkiler, mavi-yeşil algler, öglena(kamçılı hayvan) fotosentez yapan canlılardır. Bakteriler ve alglerde çekirdeksiz (prokaryot) hücre yapısında olduklarından tüm fotosentez tepkimeleri sitoplâzmada bulunan klorofiller ile gerçekleştirilir. Bir bitkinin ise tüm hücrelerinde fotosentez yapılmaz. Sadece yeşil olan yani kloroplast bulunduran hücreleri fotosentez yapar. (bitkilerde klorofiller, kloroplastlar içinde bulunur) Bitkinin klorofilli kısımları yeşil görünür.
•Klorofil, fotosentez için neden gereklidir?Bitkilerde, fotosentez sırasında güneş ışığı yaprağın üzerine düşerek yaprak hücrelerindeki kloroplastlarda bulunan klorofillere ulaşır. Klorofiller bu ışığın enerjisini, hayatsal faaliyetlerde kullanılması için kimyasal enerjiye çevirir. Bu kimyasal enerjiyi üreticiler glikoz elde etmekte kullanılır.•Fotosentez sadece güneş ışığında mı gerçekleşir?

Işık, fotosentez olayının vazgeçilmez bir öğesidir. Işık klorofili uyarır. Işık şiddeti arttıkça fotosentezin hızı bir noktaya kadar artar sonra sabit hızla devam eder. Üreticiler, bunun için sadece güneş ışığını kullanmazlar. Işık şiddetinin yeterli olduğu yapay ışık kaynakları da fotosentezin gerçekleşmesini sağlar. Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı da artar.

•Işık rengi fotosentez hızını etkiler mi?

 Bitkiler yeşil ışıkta en az,  en fazla mor ve kırmızı ışıkta fotosentez yapar. Bitkinin klorofilli kısımlarının yeşil görünmesi, yeşil ışığın yansıtıldığını gösterir.

•CO2 (karbondioksit) miktarı fotosentez hızını etkiler mi?

Karbondioksit bulunmayan bir ortamda fotosentez gerçekleşmez.
•Fotosentez olayı, su miktarı, topraktaki mineral düzeyi ve hava sıcaklığı gibi faktörlerden de etkilenir.
Ek Bilgiler:
• İyot, nişastanın ayıracıdır. Nişastanın bulunduğu bölgeyi mavi-mor renge boyar.
• Kireç suyu, bulunduğu ortamdaki CO2’i tutar. Ve kireç suyu bulanık görüntü oluşturur.

 

Fotosentezin Canlılar İçin Önemi Nedir?
Fotosentezin Canlılar İçin ÖnemiFotosentez ve Oksijen: Bitkiler fotosentez yaparken havadaki karbondioksiti yani insanın kullanmadığı zararlı gazı alır ve onun yerine atmosfere oksijen bırakır. Nefes aldığımızda içimize çektiğimiz ve asıl hayat kaynağımız olan oksijen, fotosentezin ana ürünüdür. Atmosferdeki oksijenin yaklaşık %30′u karadaki bitkiler tarafından üretilirken, geri kalan %70′lik bölüm denizlerde ve okyanuslarda bulunan ve fotosentez yapabilen bitkiler, algler ve bazı bakteriler tarafından üretilir.
Fotosentez ve Besinler: Güneş ışını saf enerji kaynağıdır; ancak ham olarak o kadar da kullanışlı bir enerji şekli değildir. Bu enerjiyi yemek, vücutta doğrudan kullanmak ya da depolamak mümkün değildir. Bu yüzden güneş enerjisinin farklı bir enerji türüne çevrilmesi gerekir. İşte fotosentez bunu yapar. Bu işlem yoluyla bitkiler, güneş enerjisini daha sonra kullanabilecekleri bir enerji şekline dönüştürürler. Fotosentez yapraklarda meydana gelir. Burada güneş enerjisi kullanılarak havadaki karbondioksit, nişasta ve diğer yüksek enerjili karbonhidratlara dönüştürülür. Karbon kullanıldıktan sonra ortaya çıkan oksijen ise havaya bırakılır. Bitki daha sonra besine ihtiyaç duyduğunda bu karbonhidratlarda depoladığı enerjiyi kullanır. Elbette bu bitkilerle beslenen canlılar da bitkide bulunan karbonhidratlardan enerji ihtiyaçlarını karşılarlar. İnsanın ihtiyacı olan enerji de fotosentez yoluyla bu besinlerde depolanan enerji ile karşılanır.
Fotosentez ve Enerji: Enerjinin kaynağı her zaman Güneş, bu enerjiyi insanın kullanacağı hale getiren sistem her zaman fotosentezdir. Bu sistem dışında hiçbir sistem aracılığı ile sahip olduğunuz enerjiyi kazanamazsınız. Bu enerji kaynağını bitkiler fotosentezle bünyelerinde depolarlar. Yediğiniz besinlerden elde ettiğiniz enerji, hayvansal gıdalardan elde ettiğiniz enerji, bugün kullandığımız önemli enerji kaynaklarından olan odun, kömür, petrol ve doğalgaz da fotosentezden elde edilen enerjiye sahiptirler. 
Fotosentez ve Çevre: Fosil yakıtları yaktığımızda enerji elde ederiz. Aynı zamanda karbondioksit açığa çıkar. Bu nedenle canlılar, havadaki karbondioksitin ve havanın ısısının sürekli olarak artmasına neden olurlar. Her yıl insanların, hayvanların ve toprakta bulunan mikroorganizmaların yaptıkları solunum sonucunda milyarlarca ton karbondioksit atmosfere karışır. Ayrıca, fabrikalarda ve evlerde kalorifer ya da soba kullanılarak tüketilen ve taşıtlarda kullanılan yakıtlardan atmosfere verilen karbondioksit miktarı da milyarlarca tonu bulmaktadır. Ancak bitkiler, algler ve bazı bakteriler yani üreticiler gerçekleştirdiği fotosentez işleminde sürekli olarak karbondioksit tüketir ve oksijen üretirler. Bu şekilde de denge (karbondioksit-oksijen dengesi) korunmuş olur. Yeryüzünün ısısı da belli bir aralık içinde sabittir, çok büyük ısı değişimleri yaşanmaz. Bu ısı dengesini de üreticiler sağlarlar.

 

Fotosentez ve Solunum Olayının Karşılaştırılması
Ftosentez olayını gerçekleştirerek kendi besinini kendisi yapan tek canlı grubu yeşil bitkilerdir. Bunlar üretici canlılardır. Fotosentez olayı sonucunda oluşan besin, diğer canlıların besin kaynağıdır.Solunum olayı için gerekli oksijen de fotosentez olayı sonucu ortaya çıkar. Besinlerin yanması ancak oksijen sayesinde gerçekleştiğinden fotosentezin önemi çok büyüktür. Solunum sonunda çıkan karbon dioksit gazı da fotosentez için gereklidir. Bu iki olay birbirinin tersidir.Solunum olayı gece gündüz boyunca sürekli olan bir olaydır. Fotosentez ise güneş ışığı (ışık enerjisi) karşısında oluşur.


2 Yorum (+add yours?)

  1. Mustafa SÖZBİLİR
    May 30, 2011 @ 20:02:40

    Kitap gibiolmuş valla…

    Cevapla

  2. Hülya Kutu
    May 31, 2011 @ 12:11:57

    Oldukça güzel bir site olmuş. Emeğinize sağlık.

    Cevapla

Bir Cevap Yazın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logo

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Twitter picture

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Facebook photo

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Google+ photo

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Connecting to %s

Takip Et

Her yeni yazı için posta kutunuza gönderim alın.

%d blogcu bunu beğendi: