CANLILAR İÇİN MADDE ve ENERJİ

[AsiRuH]

CANLILAR İÇİN MADDE ve ENERJİ
A. CANLI ve ENERJİ İLİŞKİSİ
Hücrelerin canlılık olaylarında kullandığı biyolojik enerjiye ATP
denir. ATP enerji gerektiren büyüme, hareket, sentez, dönüşüm gibi
canlılık olaylarında kullanılır. Canlı vücudunda gerçekleşen bütün
olaylara metabolizma denir. Metabolizmanın gerçekleşmesi enerjiyle
bağlantılıdır. Canlı vücudunda iki çeşit metabolizma gerçekleşmektedir.
a. Özümleme olayları : Küçük yapılı maddelerin kimyasal bağlarla
birleştirilerek büyük yapılı bileşik ve moleküllerin sentezlenmesidir.
Bu metabolizmaya fotosentez, protein sentezi, nişasta sentezi, ATP
sentezi örnek verilebilir.
b. Yadımlama olayları : Büyük yapılı maddelerin enzimlerle parçalanarak
daha küçük moleküllü maddelerin oluşturulmasına denir. Özümlemenin
tersi şeklinde gerçekleşir.
Bu metabolizmaya hücre içi ve dışında gerçekleşen sindirim olayları ile solunum reaksiyonları örnek verilebilir.
Özümleme ve yardımlama şeklindeki metabolizmalar bireyin yaşına,
beslenmesine, sağlığına, cinsiyetine ve çevre şartlarına göre farklı
değerlerde gerçekleşebilir.
Canlı hücrelerde gerçekleşen en önemli özümleme olayı fotosentez ve en
önemli yadımlama olayı da solunumdur. Çünkü, bu metabolik olaylar
enerji dönüşümüyle ilgili olup diğer bütün hayatsal olayların
yapılmasında doğrudan etkili olmaktadır.
*
B. FOTOSENTEZ OLAYI
Canlıların yaşamında kullanılan enerjilerin temel kaynağı güneş enerjisidir.
Güneş enerjisini hiç bir canlı doğrudan kullanamaz. Bu nedenle güneş
enerjisinin besinlerin yapısındaki kimyasal enerjiye dönüştürülmesini
fotosentez olayı sağlamaktadır. Karbondioksit ve suyun klorofiller
üzerinde ışık etkisiyle birleştirilip besin ve oksijen üretilmesine
fotosentez adı verilir.

Fotosentezi gerçekleştiren klorofilli canlılara üreticiler denir.
Üreticiler bu olay yardımıyla şeker, yağ, protein ve vitamin
ihtiyaçlarını kendileri karşılarlar.
Fotosentez yapamayan tüketici canlılar ise bu besinler yönüyle doğrudan
ya da dolaylı olarak üretici canlılara bağımlıdır. Yeşil bitkiler,
klorofilli bakteriler, mavi yeşil algler ve öglena fotosentezle besin
üretebilir. Fotosentez reaksiyonlarının yapılmasında ışık kullanıldığı
için, sadece gündüzleri gerçekleşir.
Fotosentezi en fazla ve etkili şekilde yeşil bitkiler gerçekleştirir.
Yeşil bitkiler, fotosentez sonucu ürettiği besini çoğunlukla nişastaya
çevirerek kök, gövde, yaprak, meyve ve tohumlarda depo ederler. Nişasta
renksiz ve büyük yapılı bir şeker olup iyot çözeltisiyle etkileşebilir.
Ayraç olan iyot çözeltisi nişastayla etkileştiklerinde mavi renk
oluşturur.
Bu durum bitki yapraklarının fotosentez yapıp yapmadığının belirlenmesinde kullanılır.
Nişasta + İyot çözeltisi ® Mavi renk oluşumu
*
Fotosentez Hızını Etkileyen Faktörler
Fotosentez olayının yapılmasında kullanılan ve etkili olan bütün
faktörler reaksiyonun hızını da etkiler. Bu faktörlere karbondioksit,
su, klorofil, ışık ve sıcaklık örnek verilebilir.
· Karbondioksit miktarı : Fotosentezde hammadde olarak kullanıldığı
için miktarı arttıkça olayın hızını belli bir değere kadar artırır.

· Su miktarı : Olayda kullanıldığı için fotosentezin hızını belli bir değere kadar değişmesini sağlar.

*
· Işık şiddeti : Işık, fotosentezde enerji kaynağı olduğu için belli bir değere kadar olayın hızını değiştirir.

*
· Klorofil sayısı : Işığı emen pigment olup sayısının artması fotosentez hızını olumlu yönde etkiler.

*
· Sıcaklık derecesi : Ortamdaki ısı miktarı olup enzimlerin çalışmasını
doğrudan etkiler, ortam sıcaklığının düşük veya yüksek olması
fotosentez hızını olumsuz yönde değiştirir.

*
· Işığın rengi : Güneş ışığı 7 farklı rengin birleşmesiyle oluşur. Bu
renkler farklı özellikte olup farklı miktarlarda enerji taşır. Yeşil
bitkiler fotosentezde en az yeşili kullanırken en fazla da kırmızı ve
mor ışığı kullanır.

*
C. SOLUNUM OLAYI
Hücrelerdeki canlılık olaylarında kullanılan ATP’ler besinlerin
yapısındaki kimyasal enerjilerden üretilir. Besinlerin parçalanarak ATP
üretilmesine hücre solunumu denir.
ATP ler yapılarında enerji depolayan birimlerdir. Üretildikten sonra
hücrenin her yerine taşınabilir. Hücredeki metabolizma olaylarının
gerçekleşmesinde ATP lerdeki enerji kullanılır.
Hücre solunumunda glikoz, amino asit ve yağ asiti gibi organik besin
parçaları kullanılır. Hücre solunumu hayat boyunca gece ve gündüz
sürekli olarak gerçekleştirilir. Besinlerin parçalanması sırasında,
oksijen moleküllerinin kullanılıp kullanılmamasına göre iki çeşit
solunum bulunur.
*
a. Oksijenli solunum : Besinlerin oksijenle yakılarak enerji
üretilmesidir. Oksijen besinlerin yakılarak tam olarak parçalanmasını
sağlar. Bu olay mitokondrilerde gerçekleşir.

Oksijenli solunum reaksiyonları insan, hayvan, bitki, mantar ve amip,
öglena, paramesyum gibi canlılarda görülür. Ayrıca bazı bakteriler
sitoplazmalarındaki enzimlerle oksijenli solunumu yapabilirler. Bu
çeşit solunumla besinler tam olarak parçalandığı için besinlerdeki
enerjinin tamamı açığa çıkartılabilir. Oksijenli solunum sonucu 1
glikoz şekerinden 38 ATP’lik bir enerji sentezlenir.
Oksijenli solunum sonucu bol miktarda karbondioksit gazı oluşturulur.
Bu gazın ayracı kireç suyu olup solunumla ilgili deneylerde
karbondioksit kireç suyunun saydamlığını bozarak bulanmasına neden
olur. Böylece ortamda solunum yapılıp yapılmadığı belirlenir.

b. Oksijensiz solunum (Fermantasyon) : Besinlerin oksijen kullanılmadan doğrudan parçalanarak enerji üretilmesidir.

Olayın gerçekleşmesinde kullanılan enzimler hücrenin sitoplazmasında
bulunur. Besin maddeleri çok az miktarda parçalandığı için organik
yapılı olan asit ya da alkol gibi maddeler oluşur. Çok az miktarda 2
ATP’lik bir enerji üretilir.
Bu çeşit solunumu, daha çok ilkel yapılı canlılar (bazı bakteriler,
bazı mantarlar) gerçekleştirir.Ancak oksijenin olmadığı ya da yetersiz
kaldığı durumlarda bitki ve hayvanlar bir miktar fermantasyon
yapabilir. Canlılar dünyasında iki çeşit fermantasyon yaygındır.
· Etil alkol fermantasyonu : Şekerlerin parçalanmasıyla iki karbonlu
etil alkol oluşturulur. Oluşan alkol ortamın mayalanmasını sağlar.
Bira, şarap, ispirto, kolonya üretilmesi gibi.

Bazı bakteriler ve maya mantarları tarafından yapılabilir.
· Laktik asit fermantasyonu : Şekerlerin parçalanmasıyla üç karbonlu
laktik asit oluşturulur. Sütün yoğurda dönüşmesi ile insanlarda
yorgunluğun oluşmasında etkili olur. İnsanda iskelet kaslarında
gerçekleştirilir.