Canlılarda Enerji Dönüşümü

2. Ünite: Canlılarda Enerji Dönüşümü

1. Bölüm: Canlılık ve Enerji

Canlıların temel birimi olan hücre, canlılığını devam ettirebilmek için yapım ve yıkım tepkimeleri gerçekleştirmektedir. Canlılarda gerçekleşen kimyasal tepkimelerin tümü metabolizma olarak adlandırılır.

Enerji, iş yapabilme kabiliyeti ve gücüdür. Bir hücrede gerçekleşen biyokimyasal reaksiyonların tamamlanması için enerji kullanmak gerekmektedir. Enerji yok olmaz, bir formdan başka bir forma dönüşür. Hareket enerjisine kinetik enerji, durağan enerjiye potansiyel enerji denir. Bu iki enerji formu da birbirine dönüşebilir.

Canlılar, hücresel solunumla besinlerden elde ettikleri kimyasal enerjiyi ATP adı verilen özel bir molekülün yapısında kimyasal bağ enerjisi olarak tutar. ATP hidroliz edildiğinde fosfat grupları arasındaki bağlar kopar. Bir fosfat bağının kopmasıyla ATP, ADP’ye dönüşür ve enerji açığa çıkar. Bu şekilde enerji açığa çıkaran tepkimelere ekzergonik tepkimeler denir. Ekzergonik tepkimelerle açığa çıkan enerji, çeşitli metabolik faaliyetlerde kullanılır. Gerçekleşmesi için enerjiye ihtiyaç duyulan bu çeşit tepkimelere endergonik tepkimeler denir. Organik maddelere fosfat grubu eklenmesine fosforilasyon, fosfat grubu koparılmasına ise defosforilasyon denir. ATP sentezi, kullanılan enerji kaynağına göre canlılarda 3 şekilde gerçekleşir. Hücrelerde enzimler yardımıyla çeşitli organik maddelerden (substrat) ayrılan fosfat grubunun ADP’ye eklenerek ATP sentezlenmesine substrat düzeyinde fosforilasyon denir. Organik moleküllerden ayrılan yüksek enerjili elektronların ETS aracılığıyla oksijene aktarılması sırasında kademeli olarak ATP sentezlenmesine oksidatif fosforilasyon denir. Klorofil pigmenti bulunduran ökaryot ve prokaryot hücrelerde ışık enerjisi yardımıyla oluşan yüksek enerjili elektronlardan elektron taşıma sistemi ile kademeli olarak yapılan ATP sentezine fotofosforilasyon denir.

2. Bölüm: Fotosentez

Klorofil taşıyan canlıların ışık enerjisini kullanarak inorganik maddelerden organik madde sentezlemelerine fotosentez denir. İnorganik maddelerden organik madde sentezleyen canlılara ototrof canlılar denir. Organik madde sentezi sırasında ışık enerjisini kullanan ototroflara ise fotoototroflar denir. Organik besinleri sentezleyemeyen ve dışardan hazır olarak alan canlılara heterotrof canlılar denir. Heterotrof canlılar, besin ihtiyaçlarını ya ototroflardan ya da ototroflarla beslenen heterotroflardan karşılar. Dolayısıyla fotosentez, ekosistemlerde besin ve enerji akışının temelini oluşturan en önemli biyolojik olaydır.

Fotosentez, birden fazla basamağa sahip olan iki farklı reaksiyon şeklinde gerçekleşir. Bunlar ışığa bağımlı reaksiyonlar ve ışıktan bağımsız reaksiyonlar adını alır.

3. Bölüm: Kemosentez

Bir atom ya da molekülden elektron ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimelere oksidasyon denir. Bazı prokaryot canlılar tarafından inorganik madddelerin oksidasyonu sonucu açığa çıkan kimyasal enerji ile inorganik maddelerden organik madde sentezine kemosentez denir. Besinlerini kemosentezle üreten bu canlılara kemoototrof denir. Kemosentez yapabilen bakterilerden özellikle nitrit ve nitrat bakterileri, doğadaki azot döngüsünün gerçekleşmesinde önemli role sahiptir.

4. Bölüm: Hücresel Solunum

Hücrelerde; glikoz, yağ asidi, gliserol, amino asit gibi moleküllerin yapısındaki kimyasal bağ enerjisi ile ATP sentezlenmesine hücresel solunum denir. Hücresel solunum; oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyon olmak üzere üç şekilde gerçekleşir. Oksijen ve enzimler yardımıyla enerji verici organik molekülllerin H2O ve CO2’ye kadar parçalanması sırasında açığa çıkan enerji ile ATP
sentezlenmesine oksijenli solunum denir. Glikozun hücre sitoplazmasında oksijensiz olarak yıkılıp enerji elde edilmesine oksijensiz solunum denir. Fermantasyon ise besinlerin yapı taşlarının oksijen kullanmadan kısmi olarak yıkılıp ATP elde edilmesi olayıdır.

Tüketici canlılar, üreticileri veya üreticileri besin olarak tüketen canlıları besin olarak kullanarak Güneş enerjisinden dolaylı olarak yararlanır. Tüm canlılar, enerji üretmek için beslenmek zorundadır. Besinlerde depolanan enerjinin kaynağı ise Güneş’tir. Ekosistemlerde enerji akışı sırasında bitki ve hayvan hücrelerindeki mitokondriler, hücrede üretilen organik ürünleri kullanır. Bitki hücrelerinde, kloroplast ve mitokondri; hayvansal hücrelerde ise mitokondriler enerji dönüştürücü organellerdir. Enerji, ekolojik sistemler arasında yer değiştirir ve sürekli yenilenir. Oksijenli solunumun son ürünleri olan CO2 ve H2O, fotosentez tepkimelerinde; aynı şekilde fotosentezin son ürünleri besin ve oksijen de oksijenli solunumda tüketilen temel maddeleri oluşturur. Fotosentez yeryüzünde yaşayan tüm canlılar için oldukça önemlidir. Oksijenli solunum yapan canlılar tarafından atmosfere verilen tonlarca CO2, fotosentetik canlılar tarafından tüketilir ve CO2 dengesi korunur. Kâğıt, pamuk, doğal bitkisel lifler ve selüloz insanlar tarafından kullanılan fotosentetik ürünlerdir.

12. Sınıf Biyoloji 2. Ünite
Canlılarda Enerji Dönüşümü Konu anlatım
Canlılarda Enerji Dönüşümleri