6.ÜNİTE: CANLILAR VE ENERJİ İLİŞKİLERİ

1.Besin zincirindeki canlılarla ilgili olarak öğrenciler;1.1.Besin zincirlerinin başlangıcında üreticilerin bulunduğu çıkarımını yapar 1.2.Üreticilerin fotosentez yaparak basit şeker ve oksijen ürettiğini belirtir.1.3.Fotosentez için nelerin gerekli olduğunu sıralar.1.4.Fotosentezde ışığın gerekliliğini deneyle gözlemler 1.5.Fotosentezi denklemle ifade eder.1.6.Fotosentezin canlılar için önemini tartışır.1.7.Üreticilerin fotosentez ile güneş enerjisini kullanılabilir enerjiye dönüştürdüğünü ifade eder.1.8.Canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için enerjiye ihtiyaç duyduklarını açıklar.1.9.Besin zincirindeki tüketicilerin enerji ihtiyacını üreticilerden karşıladığını açıklar.1.10.Solunumun canlılar için önemini tartışır.1.11.Oksijenli solunum sonucunda oluşan ürünleri deney yaparak gösterir 1.12.Gözlemleri sonucunda oksijenli solunumun denklemini tahmin eder 1.13.Bazı canlıların yaşamlarını sürdürebilmek için gerekli enerjiyi oksijen kullanmadan sağladığını açıklar.

1.14.Günlük yaşamdan oksijensiz solunuma örnekler verir.1.15.Oksijenli solunum denklemi ile fotosentez denklemini karşılaştırarak ilişki kurar 1.16.Beslenme ve enerji akışı açısından üreticiler ve tüketiciler arasındaki ilişkiyi açıklar.1.17.Besin zincirindeki enerji akışına paralel olarak madde döngülerini açıklar.

2. Geri dönüşüm, yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynakları ile ilgili olarak öğrenciler;2.1.Yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynaklarına örnekler verir.2.2.Yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynaklarının kullanımına ilişkin araştırma yapar ve sunar 2.3.Yenilenebilir ve yenilenemez enerji kaynakları kullanmanın önemini vurgular 2.4.Yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına örnek olabilecek bir tasarım yapar 2.5.Geri dönüşümün ne olduğunu ve gerekliliğini örneklerle açıklar 2.6.Çevrede geri dönüşüm uygulamalarını hayata geçirir 

BESİN ZİNCİRİNDE ENERJİ AKIŞI

Canlılar yaşadıkları çevreyle sürekli olarak etki leşim halindedir. Canlılar arasında karşılıklı olarak madde ve enerji alışverişi gerçekleşir. Bu alışverişte cansız çevreninde etkileri vardır. Doğadaki canlılar başka bir canlıyı besin ola rak kullanırken, kendileri de diğer canlılar için besin olurlar. Canlıların birbirlerini tüketmelerine göre sıralamaları ile oluşan zincire besin zinciri denir. Besin zincirinin ilk halkasını üreticiler oluşturur.

Canlıların temel enerji kaynağı Güneş’tir. Bitkiler bu Güneş enerjisini kullanarak fotosentez yaparlar. Otçul canlılar bitkileri tüketerek besin ihtiyaçlarını karşılarlar. Etçil canlılar ise otçul canlıları tüketerek beslenirler. Bu canlılara tüketici adı verilir.

Yukarıda da anlatıldığı gibi enerji, bir canlıdan diğer bir canlıya besin yoluyla aktarılır. Canlılar öldüklerinde yapılarında bulunan organik maddeler ayrıştırıcılar tarafından inorganik maddelere dönüştürülerek bitkilerin kullanabileceği hale getirilirler.

Fotosentez yapan canlılar Üreticiler = Bitkiler, mavi-yeşil algler,öglena,fotosentetik bakteriler (siyano bakterileri) besin zincirinin 1.halkasını oluştururlar.

Tüketiciler kendi aralarında 1.dereceden, 2. dereceden,3. Dereceden tüketiciler olmak üzere 3’e ayrılırlar.

Besin zincirinin 3.halkasını ayrıştırıcılar oluşturur. Ayrıştırıcılar, bütün canlılar öldüğü zaman canlıların yapısındaki organik maddeleri canlıların yapıtaşları olan inorganik maddelere ayrıştırır.

Not : * Besin piramidinde yukarı çıkıldıkça üreme hızı da artar. * Tür sayısı azalır

** Bir basamaktan diğerine geçişte enerjinin sadece % 10 ‘ u aktarılır

Canlılar beslenmek suretiyle besinde depolanmış enerjiyi alırlar.Bu yüzden besin zincirini oluşturan canlılar arasında bir enerji alış verişi vardır. Enerjinin aktarılması üreticilerden ayrıştırıcılara doğrudur.Enerji alımına göre canlıları sınıflandıracak olursak bir enerji piramidi oluşur. Piramidin basamaklarını üreticiler,tüketiciler ve ayrıştırıcılar oluşturur.

• İlk basamağı üreticiler (Bitkiler) oluşturur.Diğer canlılar dolaylı ya da dolaysız olarak enerjilerinin bu basamaktan sağlarlar.• Yeşil bitkilerden sonra gelen basamak keçi,zürafa gibi otçullardan oluşur.Bu canlılar 1.basamaktaki canlıları yiyerek beslenir.

• 3. Basamaktaki canlılar otçul canlıları yiyerek beslenen 2.dereceden tüketici canlılardır.

 

Besin zinciri örnekleri :

1. Mısır İnek İnsan2. Meşe ağacı Tırtıl Baykuş3. Ot Çekirge Kurbağa Yılan Atmaca gibi.

Besin maddelerinin yapısındaki enerjinin ana kaynağı GÜNEŞ’tir.

•Enerji piramidinin en üst basamağını 3.dereceden tüketiciler oluşturur.Bunlar otçul ve etçil canlıları yiyerek beslenirler.

• Ayrıştırıcılar( Bazı bakteri ve mantarlar) = Her basamakta ölen canlıların toprağa karışmasını sağlayan canlılardır.

Canlıların Beslenme Şekilleri :

1- Ototrof Beslenme : Kendi besinlerinin kendisi yapan canlılara Ototrof (Üretici) canlılar denir.Bu canlılar inorganik maddelerden organik madde sentezleyebilirler.

2- Heterotrof Beslenme : Kendileri için gerekli besinleri üreticilerden ya da tüketicilerden sağlayan canlılara denir.Bunlar tüketici canlılardır.Bu tür beslenmeye heterotrof beslenme denir. Heterotroflar kullandıkları besin çeşidine göre 3 gruba ayrılırlar ;

1. Otçullar2. Etçiller3. Hem etçil hem otçullar

A. Otçullar ( Herbivorlar ) Besin kaynakları bitkilerdir.(İnek,koyun vb.)

B. Etçiller ( Karnivorlar ) Besin kaynakları hayvanlardır.(Aslan,sırtlan vb.)

C. Hem etçil hem otçullar (Omnivorlar)Hem bitki hem hayvanlarla beslenirler.( insan,maymun,domuz,ayı vb)

D. Çürükçül Beslenenler (Saprofit Canlılar = Ayrıştırıcılar) Ölen bitki ve hayvanlardaki organik maddeleri inorganik maddelere parçalar.Şapkalı mantarlar,küf mantarları ve bakteriler çürükçül beslenir.

3- Hem Ototrof hem Heterotroflar : Bu gruba giren canlılar hem kendi besinlerini üretir hem de dışarıdan hazır besin alır.Örn : Öglena ışıkta kendi besinini üretir,karanlıkta ise besinini dışarıdan hazır alır.Böcekçil bitkilerde (İbrik otu,sinek kapan) fotosentez yapar ancak protein sentezi için gerekli azotu böceklerden karşılar. 

FOTOSENTEZ : Işık ve klorofil yardımıyla CO2 ve H2O kullanılarak besin (Basit şeker = Glikoz) ve O2 üretilmesidir.

Doğada bu olayı Bitkiler,Algler,fotosentetik bakteriler(Siyano bakterileri) ve öglena yapmaktadır.Fotosentez yapan canlılar Üreticiler (Ototrof ) canlılardır.Fotosentezde ışık enerjisi Kimyasal enerjiye dönüşür.

Klorofil : Bitkiye yeşil rengi veren renk maddesidir.Hücrede kloroplastta ya da sitoplazmada bulunur.Işık yakalama özelliği vardır.Kloroplast : Bitkide fotosentezin gerçekleştiği organeldir. Klorofil sentezi ışıkta gerçekleşir.Klorofil sentezi için Mg gereklidir.

• Fotosentez yaptığı halde kloroplast bulundurmayan canlılarda klorofiller sitoplazmada dağınık halde bulunur.

• Kloroplastlardaki klorofiller, güneşten gelen ışık enerjisinin ATP halinde depolanmasını sağlar. Kloroplastlardaki bu ATP enerjisi, glikoz molekülünün kimyasal bağlarının oluşumunda kullanılır.

Canlı Grubu Kloroplast Klorofil Bitkiler VAR VAR Algler VAR VARMavi-Yeşil Algler YOK VARFotosentetik YOK VARBakteriler( Siyano Bakteriler)

• Fotosentez sırasında güneş ışığı yaprağın üzerine düşerek yaprak hücrelerindeki kloroplastlarda bulunan klorofillere ulaşır. Klorofiller bu ışığın enerjisini yaşam etkinliklerini gerçekleştirmek için kullanabileceği kimyasal enerjiye çevirir.Bu kimyasal enerjiyi üreticiler glikoz üretiminde kullanırlar.Bu bitkilerin ilk ürettiği organik bileşiktir.Bitkiler topraktan aldıkları N, P,S gibi maddeleri de kullanarak diğer besin maddelerini (protein,yağ,vitamin gibi) sentezler.

Nişasta : Çok sayıda glikozun bir araya gelerek oluşturduğu depo besindir.Nişasta iyot çözeltisi ile Mavi – Mor renge dönüşür.Bitkilerin fotosentez olayını gerçekleştirip gerçekleştirmediklerini anlamanın yolu yapraklara iyot damlatmaktır.Çünkü iyot, nişastanın ayıracıdır.Nişastanın olduğu yeri Mavi – Mor renge boyar.

  

GÜNDÜZ GECE Fotosentez ve Solunum Sadece Solunum

Işık şiddetinin yeterli olduğu yapay ışık kaynakları da fotosentez yaptırır.Üreticiler, ışığın olmadığı yerde fotosentez yapmaz

Üreticiler, Fotosentezi Gündüz güneş ışığında Solunumu ise Daima yaparlar.

FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER : A. KALITSAL ( İÇ ) FAKTÖRLER : Kloroplast sayısı,yaprak genişliği, kütiküla kalınlığı,iletim demetlerinin sıklığı,bitkinin kök sistemi, sitoplazmadaki su ve enzim miktarı fotosentez hızını etkiler.

B- ÇEVRESEL ( DIŞ ) FAKTÖRLER : IŞIK FAKTÖRÜ : Işık şiddetinin artması fotosentez hızını belli bir değere kadar artırır.

2- IŞIĞIN RENGİ : Kırmızı ve mor renkte fotosentez hızı daha fazla yeşil renkte en azdır. 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.

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 gerçekleştiğiniispatlamış oldu.

SICAKLIK : Fotosentez 0 ºC’ nin altında ve 55 ºC’ ’nin üstünde gerçekleşmez. (Enzim etkisi) Bitkilerde fotosentez hızı ortalama olarak 25-35 ºC sıcaklıkta en hızlı bir şekilde gerçekleşir.

• Sıcaklık arttıkça ışık şiddeti az da olsa çok da olsa fotosentez önce hızlanır.Sonra sabit gider ve belli bir sıcaklıktan sonra yavaşlar ve durur.Çünkü yüksek sıcaklık enzimlerin yapısındaki proteinleri bozar.

• Düşük ışık şiddetinde sıcaklık artırılınca fotosentez hızı artmaz. Düşük sıcaklıkta ışık şiddeti artırılınca fotosentez hızı artmaz. Fotosentez hızı olumsuza bağlı kalır.

4 - CO2 Miktarı : CO2 miktarının artması fotosentez hızını belli bir dereceye kadar hızlandırır.Daha sonra fotosentez hızı sabit kalır. CO2 miktarı %0,5’i geçtiği zaman bitki zehirlenir.

5- Su Miktarı : • 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.

6- Havanın Nem Oranı : Havanın nem oranının aşırı miktarda artması, bitkiye gelen ışık miktarını azaltacağından; fotosentez hızı yavaşlar.

7- Mineral Miktarı : Topraktaki mineral miktarının artması, fotosentez hızını belli bir dereceye kadar arttırır.Daha sonra fotosentez hızı sabit kalır.Minerallerden en az olana göre bitkinin büyümesi gerçekleşir.(Minimum Yasası)Fe, Mg, Ca, Na, P, N, S, K gibi mineraller fotosentezde etkilidir. Fe, klorofil sentezinde görevli enzimin yapısına katılır.Mg, klorofilin yapısına katılır. Mineraller fotosentez enzimlerinin etkinliğini ve ATP sentezini etkiler.

Not : Fotosentez için CO2 gereklidir. BaOH bitkiye CO2 ulaşımını engeller. Kurbağanın bulunduğu ortamdaki KOH ise kurbağa solunumunda oluşan CO2 nin tutulmasını sağlayarak Ortamdaki CO2 yok olmasına neden olur. Böylece bitkinin fotosentez yapması önlenir.Bir süre sonra O2 oluşmadığı için hem bitki hem de hayvan ölür

FOTOSENTEZ EN HIZLI ;

• Kırmızı ışıkta ( ve Mor)• 25-300C sıcaklıkta• Öğle saatlerinde• Gerektiği kadar su ve CO2 ile gerçekleşir.

Fotosentez olmasaydı ;

• Yeryüzündeki CO2 - O2 dengesi bozulurdu.• Yeşil bitkiler besin üretemez ve bizlerde besin ihtiyacımızı karşılayamazdık• Heterotrof canlılar olmazdı yani Ekolojik denge olmazdı  Belli bir bölgede bulunan canlıların tümü birbirine beslenme bakımından bağımlıdır.Bitkilerde depo edilen enerji diğer canlılara besin zinciriyle aktarılır.

TERLEME: Bitkilerin havayla temas eden yüzeylerinden buharlaşma biçiminde su kaybetmelerine terleme denir. Terlemenin % 90’ı gözeneklerden, % 10’ uda kütikula üzerinden sağlanırTerleme, serinlemeyi sağladığı gibi, topraktan su ve mineral alınmasını, su ve minerallerin odun borularından yükselmesini sağlar. Terlemeye etki eden etmenler, iç ve dış etmenler olmak üzere iki bölümde incelenir. Dış etmenler: Sıcaklığın, havanın kuruluğunun, rüzgârın, ışık şiddetinin, topraktaki su miktarının Işık şiddetinin artması hava basıncının azalması terleme hızını artırır İç etmenler: Yaprakların yüzeyce büyük oluşu, sayıca çok oluşu, ince oluşu, çok parçalı oluşu, az tüylü oluşu, gözeneklerin; sayıca çok oluşu, büyük oluşu, üst yüzeyde oluşu bunlar terleme hızını artırır. Bu saydıklarımız sulak bölge bitkilerine ait adaptasyonlardır. Kurak bölge bitkilerinde ise bu özelliklerin tam tersi görünür

Gözenekler (Stoma): Genellikle yaprakların alt yüzeylerinde yoğunlaşmışlardır. Üst yüzeyde daha az bulunurlar. Sulak bölge bitkileri ile su bitkilerinde üst yüzeyde yoğunlaşmışlardır. Görevi terleme ve gaz alış-verişidir. Su içinde bulunan bitki kısımlarıyla toprak içinde bulunan bitki kısımlarında gözenek bulunmaz. Gözenek açıklıkları geceleri tamamen kapanmadığından bitkiler geceleri az da olsa terleme yaparlar. Gündüzleri açıklığın ve sıcaklığın artması terlemeyi hızlandırır. Ancak aşırı sıcaklıklarda da gözenek açıklığı küçülür Kloroplast:

Bitkilerin yeşil kısımlarında ve öglena da bulunur. Yapısında bulunan klorofil pigmenti bitkilere yeşil renk verir. Yeşil bitkiler klorofil sayesinde fotosentez yaparak besin ve oksijen üretir. Kloroplast taşıyan hücreler üretici hücrelerdir.

Klorofil: Klorofil pigmenti; Prokaryot hücreli canlılarda stoplazmaya dağılmış bir biçimde bulunur Klorofil pigmenti; Ökaryot hücreli canlılarda kloroplast organelinde bulunur. Klorofilin merkez atomu olanmagnezyum ( Mg), bitkinin yeşil görünmesini sağlar. Klorofilin en önemli özelliği; ışığı soğurarak kazandığı enerjiyi elektron kaybederek ortama verebilmesidir

Mitokondri:Çift zarlı bir organeldir. Kendine ait DNA, RNA ve Ribozomları bulunur bu sayede bölünerek çoğalabilirler. Hücrenin enerji üretim merkezidir. Mitokondride solunum enzimleribulunur. Besinlerin oksijenle yakılmasından enerji elde edilir Mitokondri hücre içinde O2 ninkullanıldığı ve CO2 nin açığaçıkarıldığı organeldir. Karaciğer, kas , beyin ve sinir hücrelerinde fazla bulunurlar

SOLUNUM : Canlıların besinlerdeki kimyasal bağ enerjisini ATP deki fosfat bağlarına aktarmasına Solunum denir.Solunum 2 türlüdür.

Oksijenli Solunum (Aerobik) : Bazı organik besin maddelerinin (Şeker,yağ,protein) oksijen yardımıyla parçalanıp enerji üretilmesine denir.Oksijenli solunum bir yavaş yanma olayıdır.Önce sitoplazmada bulunan özel enzimlerin etkisi ile glikozun kimyasal bağları kopmaya başlar.Bu haliyle mitokondriye gelerek buradaki özel enzimlerin etkisiyle de CO2 ve Hidrojene ayrışır. Hidrojenin dışarıdan alınan Oksijenle birleşmesi sonucu su oluşur.Bu olaylar gerçekleşirken açığa çıkan enerji ATP’nin sentezinde kullanılır.O2’li solunumda besinler tam olarak parçalandığından yüksek enerji elde edilir.Hücrelerimiz sürekli solunum yapar.Glikoz yeterli olmadığında hücreler,yağları ve proteinleri gerektiği zaman solunumda kullanır.

Oksijenli Solunum,fotosentez ile bağlantılıdır.Birinin ürettiğini diğeri tüketir.Bu nedenle fotosentez ve solunum yapan canlılar kapalı bir ortamda bir araya konulacak olursa ayrı ayrı kalmalarından daha uzun süre yaşarlar.

• Gündüz bitkilerin fotosentez hızı, solunum hızından yüksektir.

• Tüm bitkiler gece gündüz solunum yaparlar. Karanlık ortamda ise yalnız solunum yaparlar. Fotosentez yapamazlar.

• Fotosentez yapan bitkinin ağırlığı artar, solunum yapan bitkinin ağırlığı azalır. 

2- Oksijensiz Solunum (Anaerobik =Mayalanma=Fermantasyon ) :

Oksijensiz solunum, hücrenin sitoplâzmasında gerçekleşir. Besin maddelerini O2 kullanmadan,enzimlerle doğrudan parçalanarak enerji elde edilmesine denir.Bu solunum türünde özel bir organel kullanılmaz.Sitoplazmadaki bazı enzimlerce yapılır. Bu solunumda ;

• Besin tam parçalanmadığından az enerji üretilir. Bir glikoz molekülünün parçalanmasında net enerji kazancı 2 ATP olur. • Çok hücreli canlılarda acil enerji elde etme yoludur.• Fermantasyon olayıyla Bakteriler ve maya mantarları sütten yoğurt ve peynir, undan mayalı hamur, meyve sularından alkol ve sirke, besinlerden turşu üretirler. Boza ve alkollü içkiler de fermantasyon yoluyla üretilen pek çok besinden bazılarıdır.• Son ürün olarak Alkol, Laktik Asit veya Asetik Asit oluşur.• Bazı bitkilerde ve bir hücrelilerde, insan kas hücrelerinde, mantarlarda,tohumda ve bazı bakterilerde görülür.

1- ETİL ALKOL FERMANTASYONU :

Fermantasyon sonucunda etil alkol oluşuyorsa buna etil alkol fermantasyonu denir. Bu olay sonucunda etil alkolle birlikte karbon dioksit gazı oluşur. Bira, üzümden şarap oluşumu hamurun ve ekmeğin mayalanmasını sağlayan mantarlarda görülür.

2- LAKTİK ASİT FERMANTASYONU: Laktik asit bakterileri glikozu lastik asite çevirir.Bu reaksiyon sonunda karbon dioksit gazı oluşmaz.Yüksek yapılı hayvanların çizgili kas hücrelerinde görülür. Kas hücrelerinde yeterli O2 nin gelmediği durumlarda fermantasyonla ATP üreterek acil enerji ihtiyacını karşılar.Biriken laktik asit dokuya yorgunluk hissi verir.Laktik asit kan dolaşımıyla beyne gider ve uyku merkezini uyarır.Bu uyarı organizmayı dinlenmeye zorlar.Yoğurtta bulunan laktik asit uykuya neden olur.Kaslara yeterli O2 gelince laktik asit pirüvik aside dönüştürülerek O2’li solunum mekanizmasına girebilir.

3- ASİT FERMANTASYONU : Üzümden Sirke yapan bakterilerde görülür.

Fermantasyon ( Mayalanma ) için gerekli Koşullar

• Uygun Isı• Gerekli Enzimler• Organik madde (Glikoz vb)• Biyokimyasal Ortam (Sitoplazma)

Fermantasyonda ( Mayalanma ) açığa çıkanlar

1- Son ürün (Alkol,Aseton vb.)2- ATP

3- CO2

4- Isı

Oksijensiz Solunum

Oksijenli Solunum Fotosentez

Olayın meydana geldiği yer

SİTOPLAZMASitoplazmada başlar,Mitokondride biter

KLOROPLAST

Meydana geldiği zaman dilimi

Gece ve Gündüz ( DAİMA )

Gece ve Gündüz ( DAİMA )

Sadece Gündüz ( Işıkta )

Olay esnasında kullanılanlar

Besin – Enzim Besin – O2 - Enzim CO2 – H2O – Işık -Enzim

Olay sonucunda üretilenler

Etilalkol , CO2 , LaktikAsit ,Enerji

CO2 – H2O - Enerji Besin – Oksijen

Kimlerde görülür ?

Bazı bakteriler,Mantarlar,omurgalılarınÇizgili kas hücreleri

Bazı bakteriler,Hayvanlar,insanlar,Bitkiler

Bazı bakteriler(Siyano)Yeşil bitkiler,Öglena , alglerde

ATP ( ADENOZİN TRİ FOSFAT )Canlılarda enerji gerektiren tepkimelerde, enerji aktarımında kullanılan organik bir bileşiktir.

→ Tüm canlılar ATP molekülünü sentezler.→ ATP molekülü; adenin bazı, riboz şekeri ve 3 fosfat molekülünden oluşur.→ Adenin ile riboz şekeri arasında glikozit bağı bulunur. → Riboz şekeri ile fosfat arasında ester bağı bulunur.→ Son iki fosfat molekülü arasında fosfat bağı bulunur.→ Glikoliz ve ester bağı fazla enerji depolamaz.→ Bu bağlar yıkıldığında açığa çıkan enerji yaşamsal olaylarda kullanılmaz.→ Fosfat bağlarının her biri yüksek enerji depolar. (7300 cal)→ Bu bağlar parçalandığında açığa çıkan enerji, yaşamsal olaylarda kullanılır. 

ATP MOLEKÜLÜNDE ENERJİNİN AÇIĞA ÇIKIŞI

Fosfatın kopmasıyla enerji açığa çıkar

Fosfatın kopmasıyla enerji açığa çıkar

Hiçbir sistem yoktan enerji üretemez ancak bir enerji türünü başka bir enerji türüne dönüştürebilir.Hücreler de doğrudan kullanamadıkları enerji çeşitlerinin kullanabilecekleri enerji çeşidine dönüştürürler.Bütün canlılar hayatsal etkinliklerinde doğrudan ATP enerjisi kullanırlar.Yüksek enerjili fosfat bağlarına sahip olan ATP’nin fosfatları koptuğu zaman diğer kimyasal bağlardan çok daha fazla enerji serbest kalır.ATP yalnızca hücre içinde üretilir ve aynı hücre içinde tüketilir.Hücreden hücreye transfer edilemez.

ATP molekülün kullanıldığı olaylar: → Kasların kasılması → Aktif taşıma, endositoz ve ekzositoz olayları→ Sinirsel iletim→ Tüm sentez olayları→ Hücre bölünmesi→ Hücresel solunum 

Not :  

• ATP depolanamaz.Gerektiği kadar üretilip harcanır

• Bir hücreden diğer bir hücreye taşınamaz. Sadece hücre içinde kullanılır.

• Osmos, difüzyon ve sindirim (hidroliz) olayında ATP kullanılmaz.

• Virüsler hariç her canlı enerji sentezler

• Fotosentezde üretilen ATP yalnızca fotosentez tepkimeleri için kullanılır.

GERİ DÖNÜŞÜM :

Atıkların özelliklerinden yararlanılarak içindeki bileşiklerin fiziksel veya kimyasal yolla başka ürünlere veya enerjiye çevrilmesine geri dönüşüm adı verilir.Geri dönüşüm, atılan- kullanım dışı olan çöpün hammadde olarak kullanılıp yeniden üretime katılmasıdır. Geri dönüşüm logosunu gördüğümüz plastik, cam, metal ve kağıt malzemeler atık maddelerden üretilmiş ürünlerdir.

Kullanılmış ambalajların ve diğer değerlendirilebilir atıkların genel çöpten ayrı ve temiz bir şekilde toplanması geri dönüşüm sürecinin birinci aşamasıdır. Daha sonra toplanan bu çöpler ayrıştırılır. Daha sonra başka malzemelerin üretiminde veya enerji üretiminde kullanılır. Kâğıt, plastik, cam ve metallerle birlikte elektronik ürünlerden oluşan atıklar geri kazandırılabilir. Bu maddelerin geri dönüşümü, normal yollarla üretilene göre daha az enerji ve hammadde gerektirir. Bu nedenle geri kazanılan her atık çevre kirliliğinin önlenmesine de katkı sağlar. Geri dönüşüm sayesinde; enerji tasarrufu sağlanarak küresel ısınma üzerindeki etki azalır, üretim sürecinde ortaya çıkan atıklar azalır, doğal kaynaklar korunur. 

• Atıklarla baş edebilmek için en iyi çözüm öncelikle daha az atık üretmeye çalışmak, daha sonra onları değerlendirmek için en uygun yolu bulmak, onarıp yeniden ya da başka bir amaçla kullanmaktır. 

* Bir ton atık kâğıdın, kâğıt hamuruna katılmasıyla 20 ağacın kesilmesini engelleyebiliyoruz.

 

Geri dönüşümün yararları ; 1. Doğal kaynaklarımız korunur2. Enerji tasarrufu sağlanır3. Ekonomiye katkı sağlanır 4. Atık miktarı azalır5. Gelecek için yatırımdır

Atıkların çürüme ve yok olma süreleri:  Pil                                300 yılKağıt                            3 ayGazete                         3-12 aySakız                            5 yılTütün                           3 ayPlastik tabak                100 yılKibrit çöpü                    6 ayStrafor(köpük)             1000 yılFilitreli sigara               1-2 yılÇakmak(mika)              50 yılMeyve artıkları              3-6 ayKaset                           100-1000 yılAlüminyum                   10-100yılDeterjan                      400 yılTeneke                        100 yılSu boruları                   1000 yılİp parçaları                  3-14 ay arasıPamuklu kumaşlar       1-5 ay arasıYün                              1-2 yılBoyalı tahta                 13 yıl 

1 ton kullanılmış kağıt çöpe atılmayıp geri dönüştürüldüğü ve kağıt üretiminde tekrar kullanıldığı zaman;

1. 12400 m3 havadaki sera gazı olan karbon dioksitin bertaraf edilmesi,2. 12400 m3 oksijen gazının üretilmeye devam etmesi,3. 34 kişinin oksijen ihtiyacını sağlayan 17 yetişkin ağacın korunması,4. Ayda 3 ailenin tükettiği 32 m3 su tasarrufu,5. Kış aylarında ısınma amacı ile iki ailenin tüketeceği 1750 litre fuel-oil

tasarrufu,6. 2,4 m3 çöp depolama alanından tasarruf,7. 20 ailenin bir ay süreyle tüketeceği 4100 kW/sa elektrik enerjisinden

tasarruf edilebilmesi mümkündür. 

Enerji Kaynakları  A. Yenilenemez Enerji Kaynakları: Fosil yakıtlar ve radyoaktif elementler yenilenemez enerji kaynaklarıdır. Bu kaynakların bu şekilde isim almalarının nedeni kullandıkça bitmeleri ve yenilerinin gelmesinin çok uzun sürmesidir. 

1. Fosil yakıtlar: Kömür, petrol, doğalgaz gibi fosil yakıtlar en çok termik santrallerde elektrik enerjisi üretmek için kullanılmaktadır. Günlük hayatta kullandığımız benzin, mazot, LPG, plastik, naftalin, boya, teflon gibi maddeler petrol kaynaklıdır. Kömür, petrol, doğalgaz gibi binlerce yılda oluşmuş fosil yakıtlar insanlığın gelişmesi ile hızla azalırken atıkları ile hava su ve toprak kirliliğine yol açar. Fosil yakıtlardaki karbon yanma tepkimeleri ile atmosferde CO2 ve CO bileşiklerinin birikmesine neden olur. Bu gazların havada çok fazla birikmesi sera etkisine ve küresel ısınmaya neden olması açısından oldukça tehlikelidir.

2. Nükleer Enerji: Uranyum, plütonyum gibi radyoaktif elementlerin çekirdeklerindeki proton ve nötronları tutan enerjinin ortaya çıkarılması esasına dayanır. Dünyadaki elektriğin %20 si nükleer santrallerde üretilir. Nükleer santraller Dünyanı pek çok yerinde bulunmasının yanında atmosferin kirlenmesine sebep olur. Nükleer enerji santrallerinde elektrik ucuzdur fakat santralin maliyeti oldukça pahalıdır. 

NÜKLEER PATLAMA

B. Yenilenebilir Enerji Kaynakları:

Yenilenebilir enerji gücünü güneşten alan ve hiç tükenmeyeceği düşünülen ve çevreye zara vermeyen enerji kaynakları yenilenebilir enerji kaynaklarıdır. 

Bazı yenilenebilir enerji kaynakları tabloda verilmiştir.

Yenilenebilir Enerji Kaynağı  Kaynak veya Yakıtı

Hidroelektrik enerjisi   Nehirler

Rüzgâr enerjisi Rüzgârlar

Jeotermal enerji Yeraltı suları

Güneş enerjisi Güneş

Biokütle enerjisi Biyolojik atıklar

Dalga enerjisi Okyanus ve denizler

Hidrojen enerjisi Su ve hidroksitler

Hidroelektrik Enerji:

Nehirlere kurulan barajlar sayesinde suyun hareketinden yararlanarak elektrik üretilir. Bu üretim şu şekilde gerçekleşir: akarsuyun önü kesilir ve bir baraj gölü oluşturulur. Böylece suyun yüksekliği artırılarak potansiyel enerji kazanması sağlanır. Suyun potansiyel enerjisinden yararlanarak elektrik üretilir. Dünya enerjisinin % 20 si hidroelektrik santrallerde üretilir.

Jeotermal Enerji: Latincede “jeo=yer”, “termal=ısı” anlamındadır. Yeraltında magmada artan sıcaklık ile yeraltı sıcak sularından ve buhardan yararlanılarak elde edilir. Elektrik üretimi de jeotermal buharın gücü ile üretilebilir. Eski çağlardan günümüze jeotermal enerjinin ilk kullanım alanı kaplıcalardır. Jeotermal enerji ayrıca konutların ve seraların ısıtılmasını, dokuma sanayisi, konservecilik gibi birçok alanda yaralanılır. Jeotermal enerji kullanımı çevreye ve atmosfere atık madde verilmesine sebep olmaz.

Güneş Enerjisi: Güneş diğer yenilenebilir enerji kaynaklarının da temelini oluşturur. Dünyadaki hayatın temel enerji kaynağı da güneştir. Güneş pilleri ışık enerjisini soğurarak elektrik enerjisine dönüştürür. Uzaya fırlatılan uydular ihtiyaç duydukları elektrik enerjisini güneş panellerindeki güneş pillerinden oluşturur. Güneş`in Dünya`ya gönderdiği bir günlük enerji, tüm insanlığın bir gün boyunca ihtiyaç duyacağı enerjinin neredeyse on bin katıdır.

Rüzgâr Enerjisi: Rüzgârın hareket enerjisinden geçmişte yel değirmenleri ile yararlanılırdı, günümüzde ise rüzgâr jeneratörleri ile elektrik enerjisi üretilmektedir. Bir rüzgâr jeneratörü bir evin, okulun hatta bir köyün elektrik enerjisini karşılayabilir.  

Biyokütle ( Bitki ve hayvan atıkları) Enerjisi: Bitki ve hayvan atıklarından yararlanılarak elde edilen enerjiye biyokütle enerjisi denir. Örneğin çiftlik hayvanlarını dışkıları, ekinler, ölü ağaçlar, odun parçaları, talaş vb. maddelerden enerji elde edilir. Hayvan atıklarından biyogaz ve bitkilerden elde edilen biyodizel bu yöntemin uygulamalarından biridir.

Bu yöntemle nasıl enerji elde edilir?Enerji elde edilecek atık maddeler güç santraline getirilir. Burada santralin çukuruna boşaltılarak yakılır. Bu yanma sonucu ortaya çıkan gazlar çeşitli işlemlerden geçirilerek elektrik enerjisi elde etmek için kullanılır. Bir diğer yol ise; atık ve kalıntıları bekletme tankları denilen özel ortamlarda çürümeye bırakmaktır. Bu tanklarda zamanla çürüyen maddelerden metan gazı çıkar. Bu gaz toplanarak ısıtma amaçlı kullanılır. Aynı yöntem hayvanların dışkılarında da kullanılır.

SU DÖNGÜSÜ :Güneşten gelen sıcaklığın etkisiyle akarsu,göl,deniz ve okyanus yüzeyindeki suların buharlaşması,canlıları solunumu ve terlemesi sonucu oluşan su buharı atmosfere,hayvanların idrar ve dışkıları ise yüzey suları ve yer altı sularına verilir.Atmosferde bulunan su buharı soğuk hava tabakasıyla karşılaşırsa yoğuşur, su damlaları haline dönüşür. Bu damlalar Dünya yüzeyine yağmur, kar,dolu şeklinde düşer.Bu yağışlar ise yer altına süzülerek birikir ve yer altı sularını oluşturur.Yeraltı ve yüzey suları ise deniz ve okyanuslara dökülür.

KARBON VE OKSİJEN DÖNGÜSÜ : Bitkiler besin üretimi sırasında dışarıdan karbondioksit ve su olur. Bunun sonucunda da atmosfere oksijen gazı verirler.Bu oksijenin bir kısmı canlılar tarafından solunum olayında kullanılırken,bir kısmı da yanma reaksiyonlarında kullanılmaktadır.Üretici ve tüketici canlılar sayesinde atmosferdeki oksijen ve karbondioksit dengesi sağlanmış olur.Ayrıca kömür,petrol,doğalgaz gibi fosil yakıtların yakılmasıyla veya volkanik faaliyetlerin sonucunda da atmosfere karbondioksit gazı geçmektedir.

Karbon yanma olaylarında kullanılır.Ayrıca havaya solunum ile ya da kömür,petrol ve doğalgaz gibi fosil yakıtların yanmasıyla geçer.

Fotosentez sırasında bitkiler tarafından besi ve oksijen yapımında kullanılır.

Doğadaki Karbon Dioksit

Bitkiler öldüklerinde yapılarındaki karbonun bir kısmı ayrıştırıcılar tarafından karbondioksite dönüştürülür.

Atmosferdeki CO2

  SolunumVolkanik faaliyetler FotosentezFosil yakıtların yanması  

Atmosferdeki O2

Ayrıca bitki CO2 kullanarak fotosentez yapar ve dışarıya O2 gazı verir. Tavşan solunum sırasında O2 gazını kullanarak CO2 üretir. Böylece Karbon ve Oksijen döngüsünün basit bir modeli oluşmuş olur.