ENERJİ VE YAŞAM 1 NEJLA ADA 2010282058
CANLILAR VE ENERJİ GÜNEŞ 2
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. 3
Resim şu anda görüntülenemiyor. 4
Yakıtlarda bulunan kimyasal enerji ısı enerjisine çevrilerek ev, işyeri, okul gibi yerler ısıtılır. Barajda biriken suyun potansiyel enerjisinden yararlanarak elektrik enerjisi üretilir. 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. 5
GÜNEŞ ENERJİSİNİ CANLILAR NASIL KULLANIR? 6
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. 7
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. 8
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. 9
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 10 kadar artar sonra sabit hızla devam eder.
Üreticiler, bunun için sadece güneş ışığını kullanmazlar. Işık şiddeti 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. CO 2 (karbondioksit) miktarı fotosentez hızını etkiler mi? yeterli olduğu yapay ışık kaynakları da fotosentezin gerçekleşmesini sağlar. Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı da artar. Işık rengi 11
Karbondioksit bulunmayan bir ortamda fotosentez gerçekleşmez. Fotosentez olayı, su miktarı, topraktaki mineral düzeyi ve hava sıcaklığı gibi faktörlerden de etkilenir. 12
13
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. Güneş enerjisinin başka enerjilere dönüşmesine ışığın soğurulması denir. Örneğin; yazın güneşte duran demir, 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. 15
Fotosentez olayı, ışık enerjisinin kimyasal enerjiye çevrilmesini sağlayan bir olaydır. Fotosentez olayını şöyle ifade edebiliriz. 16
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. 17
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. 18
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. 19
20
21
Canlı sistemlerde en fazla kullanılan enerji çeşidi kimyasal enerjidir. Kimyasal enerji, bir molekülün atomları arasındaki bağlarda depo edilmiştir. Bu bağların koparılmasıyla hücre içindeenerji 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 olanatp ye dönüştürülür. Canlılar hücrelerinde herhangi bir enerjiyi kullanamazlar 22
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) 23bulunur.
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. 24
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. 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. 26
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. Mantarların (küf mantarı, maya mantarı, şapkalı mantarlar) ve bakterilerin büyük bir kısmını ayrıştırıcılara örnek olarak verebiliriz. 27
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. 28
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. 29
TEŞEKKÜRLER KAYNAKLAR;; www.fizikevreni.com www.tema.gov.tr www.enerjiçevrimi.com www.enerjiyönetimi.com 30