Enerji Dönüşümleri
Fotosentez:
- Üreticilerin karbondioksit ve suyu kullanarak güneş ışığı yardımıyla besin ve oksijen üretmesine fotosentez denir.
- Bitkiler fotosentez için gereksinim duydukları suyu topraktan kökleri aracılığıyla alır. Güneş ışığından yararlanmak için ise Güneş ışığının soğurulması gerekmektedir. Soğurulma işlemi bitkinin yaprak hücrelerinde bulunan kloroplast organelindeki klorofil sayesinde gerçekleşir.
- Güneş ışığı yaprağa geldiğinde yapraktaki klorofil bunu soğurur. Topraktan kökler aracılığıyla alınan su ve mineraller havadan alınan karbondioksit ile klorofil içinde kullanılır. Fotosentez sonucunda besin olarak glikoz denilen basit şeker üretilir ve oksijen gazı açığa çıkar.
- Üretilen oksijenin bir kısmı bitki tarafından kullanılır. Diğer kısmı havaya verilir ve diğer canlılar tarafından kullanılır.
- Fotosentez sonucu elde edilen besin, basit bir karbonhidrat olan glikozdur. Bitkiler, glikozun bir kısmını kendi gelişimleri için kullanırken bir kısmını da depo eder. Tüketiciler bitkileri tüketerek bu glikozu bünyelerine katar.
- Fotosentez için güneş ışığı veya yapay ışık kullanılabilir.
- Fotosentez ile güneş enerjisi kimyasal enerjiye dönüşür.
Fotosentez hızını etkileyen faktörler:
Fotosentez hızını etkileyen faktörler genetik faktörler(iç) ve çevresel faktörler(dış) olarak iki kısımda incelenir.
Genetik faktörler(iç): Yaprak sayısı, yaprak genişliği krolofil miktarı, gözenek sayısı(stoma), enzim miktarı fotosentez hızına etki eden genetik faktörlerdir. Bu faktörlerin miktarı fazla oldukça fotosentez hızı da artar.
Çevresel faktörler(dış):
Işık Şiddeti: Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı belirli bir seviyeye kadar artar, sonra sabit kalır.
Karbondioksit Miktarı: Karbondioksit miktarı artınca fotosentez hızı belirli bir seviyeye kadar artar, sonra sabit kalır.
Su miktarı: Ortamdaki suyun belirli bir değere kadar artışı fotosentez hızını artırır, sonra sabit kalır.
Mineraller: Demir, magnezyum, kalsiyum, potasyum, fosfor, azot gibi minerallerin fotosentezde rolü vardır. Bitkilerin büyümesi fotosenteze bağlıdır ve büyüme hızı da bitki için gerekli minerallerden miktarı en az olana göre belirlenir.
Ortamın Ph’ı: Toprak ya da suların pH değeri bitkilerin gelişimi için önemlidir. pH değişiklikleri enzimlerin yapısını bozabilir. Bu nedenle de fotosentez hızını etkiler.
Unutma! Fotosentez hızının bir süre sonra sabit kalmasının nedeni diğer faktörlerin aynı oranda artmamasından kaynaklanır.
Sıcaklık: Işık şiddeti düşük olduğunda sıcaklık yükselse bile fotosentez hızında belirgin bir değişiklik gözlenmez. Ancak yüksek ışık şiddetinde sıcaklık artışı fotosentez hızını belirli bir değere kadar arttırır. Bu değerden sonra enzimlerin yapısı bozulacağından fotosentez hızı düşer.
Işığın Dalga Boyu: Fotosentez mor, mavi, yeşil, sarı, turuncu ve kırmızı renklerdeki ışıkta(görünür ışıkta) gerçekleşir. Fotosentez hızını klorofil molekülünün ışığı soğurması etkiler. Klorofil molekülü en fazla kırmızı ve mor dalga boyundaki ışınları, en az ise yeşil dalga boyundaki ışınları soğurur.
Fotosentezin canlılar için önemi:
- Doğadaki oksijen ve karbondioksit dengesi sağlanır.
- Canlılar için besin üretimi sağlanmış olur.
- Tekstil, ilaç sanayi gibi birçok alanda fotosentez ürünleri kullanılır.
- Doğal gaz, petrol, kömür gibi fosil yakıtların oluşmasını sağlar.
- Sera etkisini azaltır, küresel ısınmayı engeller.
Solunum:
- Canlıların besinleri parçalayarak enerji elde etmesi olayına denir.
- Solunumun temel amacı enerji üretmektir.
- Fotosentez sonucu oluşan besinlerin içindeki enerji solunum sonucu parçalanarak açığa çıkar.
- Ortaya çıkan bu enerji ATP(adenozintrifosfat)’dir.
- Canlılar sürekli enerjiye ihtiyaçları olduğu için gece-gündüz solunum yapar. Bitkiler gündüz fotosentez ve solunumu birlikte yaparken geceleri sadece solunum yapar.
- Hücresel enerji; oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyon olmak üzere üç yolla elde edilir.
Oksijenli solunum:
- Besinlerin oksijen ile parçalanması sonucu enerji üretilmesine oksijenli solunum denir.
- Besinler oksijenli solunumla parçalandığında yüksek miktarda enerji elde edilir. Fazla enerjiye gereksinim duyan gelişmiş yapıdaki canlılar bu nedenle oksijenli solunum yapar.
- Mitokondride gerçekleşir.
- Besinlerin oksijen ile parçalanması sonucunda su, karbondioksit, enerji açığa çıkar.
- Oksijenli solunum sonucunda 38 ATP enerji açığa çıkar.
- Bitkiler, hayvanlar, insanlar, mantarlar, bazı tek hücreli canlılar ve bazı bakteriler oksijenli solunum yaparlar.
Oksijensiz solunum:
- Besinlerin enzimler yardımıyla oksijen kullanılmadan parçalanması sonucu enerji üretilmesine oksijensiz solunum denir.
- Oksijensiz solunum sonucu elde edilen enerji miktarı ise oksijenli solunuma göre oldukça azdır. Bu nedenle oksijensiz solunum daha çok basit yapılı canlılarda görülmektedir.
- Genelde sitoplazmada gerçekleşir.
- Oksijensiz solunum sonucunda 2 ATP enerji açığa çıkar.
Fermantasyon:
- Oksijensiz solunumda olduğu gibi besinlerin oksijen kullanılmadan enzimler yardımı ile parçalanıp enerji elde edilmesine fermantasyon
- Fermantasyon sonucu elde edilen enerji miktarı oksijenli ve oksijensiz solunuma göre oldukça azdır.
- Laktik asit ve etil alkol fermantasyonu olmak üzere iki çeşittir.
- Laktik asit fermantasyonu yoğurdun mayalanmasını sağlayan mikroorganizmalarda ve hayvanların iskelet kaslarında gözlemlenir.
- Yoğurt yediğimizde uykumuzun gelmesinin nedeni ve ağır antrenman sonucu iskelet kaslarınızda yorgunluk hissetmenizin nedeni laktik asit fermantasyonu sonucu vücutta biriken laktik asittir.
- Etil alkol fermantasyonu bazı mantarlar ve bazı bakteriler tarafından yapılır.
- Mayalanmaya neden olan mikroskobik canlılar olan etil alkol fermantasyonu yapar. Bu olay sonucunda açığa çıkan karbondioksit, hamurun kabarmasını sağlar.
