CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

                                                        FOTOSENTEZ

  Fotosentez: Klorofil taşıyan canlıların, ışık enerjisini kullanarak; karbondioksit ve su yardımıyla kendi besinlerini üretmelerine fotosentez denir.

 Fotosentezin genel denklemi:

Fotosentez denkleminin formüllerle gösterilmesi:

• Fotosentez; yeşil bitkilerde, öglenada, alglerde, bazı bakterilerde ve mavi-yeşil alglerde gerçekleşir.[ SPOT 1 ]
• Fotosentez sonucunda atmosfere oksijen gazı verilir.
• Fotosentezde ışık kullanıldığından; sadece gündüz gerçekleşir (yapay ışık ile gece de gerçekleşebilir).
• Fotosentez; bitkilerde, öglenada ve alglerde kloroplast organelinde gerçekleşir.

 Kloroplastın yapısı:

• Bakterilerde ve mavi yeşil alglerde ise kloroplast bulunmaz.
• Bu canlılarda klorofil molekülü sitoplazmada bulunur.
• Bu nedenle bu canlılarda fotosentez tepkimeleri sitoplazmada gerçekleşir.[ SPOT 1 ]

 Fotosentez hızını etkileyen faktörler:

Fotosentez hızını etkileyen faktörler; bitkisel ve çevresel faktörler olmak üzere iki gruba ayrılır.

 Fotosentez hızını etkileyen çevresel faktörler:

 Işığın dalga boyu:

• Klorofil molekülü en çok mor ve kırmızı ışığı soğururken, yeşil ışığı daha çok yansıtır.
• Bu nedenle fotosentez; mor ve kırmızı ışıkta çok hızlı gerçekleşirken, yeşil ışıkta ise çok yavaş gerçekleşir.[ SPOT 2]

  Engelman deneyi:

• Engelman, öncellikle ışık prizması kullanarak ışığı renklerine ayırdı.
• Daha sonra ortama, fotosentez yapan yeşil ipliksi alg ile oksijenli solunum yapan bakteriler koydu.
• Bir süre sonra; bakterilerin en çok mor ve kırmızı ışıkta, en az ise yeşil ışıkta toplandığını gördü.
• Engelman yaptığı bu deney ile fotosentez hızının en çok mor ve kırmızı ışıkta; en az ise yeşil ışıkta gerçekleştiğini  ispatlamış oldu.

 Işık şiddeti:

• Işığın şiddetinin artması fotosentez hızını belli bir dereceye kadar hızlandırır.
• Daha sonra fotosentez hızı sabit kalır.[ SPOT 3]

 CO2 miktarı:

• CO2 miktarının artması fotosentez hızını belli bir dereceye kadar hızlandırır.
• Daha sonra fotosentez hızı sabit kalır.[ SPOT 4]

 Sıcaklık:

• Fotosentez 0 ºC’ nin altında ve 55 ºC’ ’nin üstünde gerçekleşmez.
• Bitkilerde fotosentez hızı ortalama olarak: 25-35 ºC  sıcaklıkta en hızlı bir şekilde gerçekleşir.[ SPOT 5]

 Su oranı (%):

• Hücre içinde %15' in altında su varsa, fotosentez gerçekleşmez.
• Su oranı % 15' ten %70' e kadar artarsa, fotosentez hızlanır.
• %70' ten sonra fotosentez hızı sabit kalır.[ SPOT 6]

 Mineraller:

• Topraktaki mineral miktarının artması, fotosentez hızını belli bir dereceye kadar arttırır.
• Daha sonra fotosentez hızı sabit kalır.

 OKSİJENSİZ  VE OKSİJENLİ SOLUNUM

Hücresel solunum:

• Besinlerin parçalanarak ATP sentezlenmesine, hücresel solunum denir.
• Solunum tüm canlılarda gece-gündüz kesintisiz devam eder.

 Hücresel solunum; oksijensiz ve oksijenli solunum olmak üzere iki gruba ayrılır.

 Oksijensiz solunum (fermantasyon):

• Besinlerin enzimler yardımıyla parçalanarak ATP sentezlenmesine fermantasyon denir.
• Fermantasyon sitoplazmada gerçekleşir.
• Fermantasyonda besinler tam olarak parçalanmadığından fazla miktarda ATP üretilmez.

 Fermantasyon; laktik asit ve etil alkol fermantasyonu olmak üzere iki gruba ayrılır.

Laktik asit fermantasyonu:

• Yoğurt bakterilerinde ve insanların çizgili kaslarında gerçekleşir.
• Laktik asit fermantasyonu, çizgili kaslara yeteri kadar oksijen gitmediğinde gerçekleşir.
• Oluşan laktik asit, kas yorgunluğuna yol açar.

Etil alkol fermantasyonu:

• Bazı bakterilerde ve maya mantarlarında (bira mayası, hamur mayası, şarap mayası...) görülür.

Laktik asit fermantasyonu ile etil alkol fermantasyonu arasındaki farklar:

 Oksijenli solunum:

• Besinlerin oksijen yardımıyla parçalanarak ATP sentezlenmesine oksijenli solunum denir.
• Oksijenli solunum, mitokondri organelinde gerçekleşir.
• Oksijenli solunumda besinler tam parçalandığından, fermantasyondan daha fazla ATP üretilir.

Mitokondrinin yapısı:

Fermantasyon ile oksijenli solunum arasındaki farklar:

Not :

• Tüm solunum çeşitleri sonucunda ısı açığa çıkar.
• Bakterilerde mitokondri bulunmadığından, oksijenli solunum sitoplazmada gerçekleşir.

ATP (Adenozin Tri Fosfat):

• Canlılarda enerji gerektiren tepkimelerde, enerji aktarımında kullanılan organik bir moleküldür.
• Bütün canlılar ATP molekülünü sentezler.
• ATP yüksek miktarda enerji depolar.
• Canlılar enerjiye gereksinim duyduğunda, ATP molekülünü parçalar ve açığa çıkan enerjiyi yaşamsal olaylarda kullanır.

ATP' nin yapısı:

ATP molekülü; adenin bazı, riboz şeker ve üç fosfattan oluşmuştur.

• Canlılar öncelikle ADP molekülüne fosfat bağlamak için 7300 kalori harcar.

• Böylece ATP' nin her bir fosfat bağında 7300 kalori depolanmış olur.
• Canlılar enerjiye gereksinim duyduğunda ise ATP molekülünü parçalar.
• Böylece depolanmış olan 7300 kalorinin serbest kalması sağlanır.
• Serbest kalan bu enerji, yaşamsal olaylarda kullanılır.

Not:

• ATP' nin yapısında 3 fosfat olmasına ramen; sadece 2 fosfat bağında yüksek enerji depolanır.

 ATP’ nin kullanıldığı olaylar:

• Kasların kasılması     
• Sinirsel iletim
• Tüm sentez olayları (yağ sentezi, protein sentezi...)
• Hücre bölünmesi
• Büyüme ve gelişme
• Madde taşınması

 Not:

• Sindirim olayında ATP kullanılmaz.
• ATP depolanamaz.
• Bir hücreden, başka bir hücreye taşınmaz.
• Sadece hücre içinde kullanılır.
• Bütün canlı hücreler kendisi ATP' sini kendisi üretir.

 ATP' nin üretildiği olaylar:

• Oksijenli solunum
• Oksijensiz solunum (fermantasyon)