CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ I.ENERJİ VE ENERJİ ÇEŞİTLERİ A.Isı Enerjisi B.Işık Enerjisi C.Kimyasal Bağ Enerjisi II.ENERJİNİN TEMEL MOLEKÜLÜ ATP III.CANLILARIN ENERJİ İHTİYACI IV.OKSİJENSİZ SOLUNUM A.Etil Alkol Fermantasyonu B.Laktik Asit FermantasyonuV.FOTOSENTEZ A.Işık Enerjisi ve Klorofil B.Fotosentezin Evreleri 1.Işık Tepkimeleri 2.Karbon Tutma Tepkimeleri C.Fotosentez Hızını Etkileyen Etmenler

ENERJİ VE ENERJİ ÇEŞİTLERİ Yaşamın sürekliliğini sağlayan enerjidir. Bütün Enerjilerin Kaynağı Güneştir. Ototrof canlılar güneş enerjisini kimyasal bağ enerjisine çevirirler. Besin maddelerindeki enerji hücrelerde oksijenli veya oksijensiz solunumla ATP sentezlenir. ATP enerjisi ısı, ışık,mekanik ve elektrik enerjisine dönüşebilir.

Bütün enerjilerin Kaynağı Güneştir.

Bir sistemin iş yapabilme yeteneğine enerji denir. Bitkiler ve bazı canlılar kendi besinlerini sentezlerler. (ototrof canlılar) Bazı canlılar besinlerini hazır alırlar. (Heterotrof canlılar) Besinler canlıların vücutlarında çeşitli işlemlerden geçerek enerji üretilir. Canlılar için ısı, ışık ve kimyasal enerji gereklidir.

ISI ENERJİSİ Isı bir enerji çeşididir. Isı kalorimetre kabı ile ölçülür. Isı birimi kaloridir. 1 kalori ;1 gr suyun sıcaklığını 14,5 C`den 15.5 C`ye çıkarmak için verilmesi gereken ısı miktarıdır. Mekanik bir sistemin normal çalışması için belli bir değerde ısı enerjisine ihtiyacı vardır.

Soğukkanlı canlılarda metabolizma Canlılarda metabolizma sonucunda üretilen enerjinin fazlası,vücut yüzeyi yada solunumla çevreye verilir. Soğukkanlı canlılarda metabolizma hızı düşük olduğu için soğuk havalarda yavaş hareket ederler. (Soğukkanlı hayvanlar) Metabolizma hızı yüksek olan canlılarda vücut ısısı sabittir. (Sıcak kanlı canlılar)

Biyokimyasal tepkimelerde ısı alışverişi olur. Ekzotermik (Isı üreten ) Reaksiyon: Eğer tepkimeye giren maddelerin ısısı , oluşan ürünlerin ısısından az ise reaksiyon sonucunda çevreye ısı verilir. Oksijenli-Oksijensiz Solunum Endotermik (ısı alan)Reaksiyon:Eğer tepkime girecek maddelerin enerjisi , oluşacak ürünlerin enerjisinden az ise tepkimenin oluşabilmesi için dışarıdan enerji vermek gerekir. Protein Sentezi, Aktif Taşıma

IŞIK ENERJİSİ Işık enerjisinin kaynağı güneştir. Işık dalga boyu halinde yayılan “FOTON” adı verilen parçacıklar dan oluşur. Ultraviyole ışığın dalga boyu kısa ve enerjisi yüksektir. Bu ışık canlılar üzerinde zararlı etkiler oluşturur. Görülebilir ışığın farklı dalga boyları renkleri algılamamızı sağlar.

Işık enerjisi hem görme olayı hem de ototrof canlıların fotosentez yapmalarına için gerekli enerjiyi sağlar. Ototrof canlılar fotosentezde görülebilir dalga boylarındaki ışığı kullanırlar. Işığın dalga boylarına göre sıralanmasına “Elektromanyetik Spektrum” denir

KİMYASAL BAĞ ENERJİSİ Kimyasal bağlar atomları ve molekülleri bir arada tutan kuvvettir. Güneş enerjisi bitkiler tarafından fotosentezle kimyasal bağ enerjisine çevrilirler. Karbonhidratlar,proteinler, yağlar, ATP , kimyasal bağ içeren moleküllerdir.

Canlıların Enerji İhtiyacı Hücrelerde yadımlama (yıkım) ve özümleme (yapım) olayları mutlaka enerji kullanılır. Canlılarda Enerji Gerektiren Etkinlikler: Biyosentez:Protein,yağ,nükleik asit,gibi organik moleküllerin sentezi. Hareket:Kas kasılması,sitoplazma hareketi. Hücre bölünmesi v.b. Aktif Taşıma:Gilikoz, Amino asit vb. maddelerin enerji kullanarak taşınması. Sinirsel İletim:Sodyum potasyum pompası. Isı Üretimi:Vucüt ısısının sağlanması. Işık Üretimi:Mürekkep balığı ve bazı midyelerin ışık organlarında ışık oluşumu

IV:OKSİJENSİZ SOLUNUM Besin maddelerinin sitoplazmada oksijensiz olarak parçalanarak ATP enerjisine dönüştürme olayıdır.Bu olaya “FERMANTASYON= MAYALANMA” denir. Fermantasyonda glikozun pürivik aside kadar parçalandığı bir “ glikoliz” denilen olayda ATP sentezlenir. A-Etil Alkol Fermantasyonu B-Laktik Asit Fermantasyonu

b)Laktik Asit Fermantasyonu Uzun süre yorucu egzersizlerde kas hücreleri yeterli oksijen bulunmayınca oksijenli solunum yapılamaz. Kas hücreleri yeterince oksijen bulamadığı durumlarda NADH+H ortamda birikmeye başlar. Enerji üretimi durur. Bu durumun aşılması için NADH+H daki hidrojenler pürivik aside aktarılır ve laktik asit meydana gelir.

FOTOSENTEZ Fotosentezle güneş enerjisi kimyasal bağ enerjisine çevrilir. Fotosentez yapan canlılar;yeşil bitkiler, mavi-yeşil algler ,fotosentetik bakteriler,öglena ve diğer alglerdir. Atmosferdeki O2’nin temel kaynağı alglerdir. Mantarlar ile klorofil taşımayan odunsu bitkilerin kök ve gövdelerinde fotosentez olmaz. Fotosentezin son ürünü olarak meydana gelen glikoz ve oksijen solunum için gerekli iki maddedir. Fotosentez klorofilli bitkilerde meydana gelir. Klorofiller bitki hücrelerinde kloroplast denilen organellerde bulunur.

B.Fotosentezin Evreleri Fotosentez iki ana basamakta gerçekleşir. 1-Işık tepkimeleri 2-Karbon tutma tepkimeleri. İlk evrede mutlaka ışık gereklidir. Klorofil hem elektron alıcı hem de elektron verici olarak görev yapar. Karanlık evre reaksiyonları (karbon tutma reaksiyonları) ışık olmasa da yürür. Karanlık devre reaksiyonlarının olabilmesi için mutlaka ışık reaksiyonlarının gerçekleşmesi gerekir

1.Işık Tepkimeleri Fotosentez sırasında ışık enerjisi kullanılarak ATP üretilmesine foto fosforilasyon denir. Kloroplast içerisinde fotosistem-l ve fotosistem-ll adı verilen iki sistem bulunur. Bu sistemler klorofil molekülü ile elektron taşıyıcı moleküllerden oluşmaktadır. Fotosistem-l :700 nm ve daha kısa dalga boylarındaki ışığı , Fotosistem-ll: 680 nm ve daha kısa dalga boylarındaki ışığı emer. Işık tepkimeleri bu sistemlerin yar aldığı tilakoit yapı içerisinde gerçekleştirilir ve ATP sentezlenir

DEVİRLİ FOTOFOSFORİLASYON Işık Reaksiyonları (Fotofosforilasyon) iki basamakta gerçekleşir. A-Devirli Fotofosforilasyon B-Devirsiz Fotofosforilasyon DEVİRLİ FOTOFOSFORİLASYON Güneş ışığı klorofil molekülüne çarptığı zaman enerji kazanan elektron klorofil molekülünden ayrılarak ,kloroplastın granaların da ETS (elektron Transfer Zincirine) katılır.Elektron ETS de yer alan elektron taşıyıcı moleküllere (ferrodoksin, plastokinon,sitokrom) geçmeye başlar. Elektron alan molekül indirgenirken veren molekül yükseltgenir. Bu sırada elektron enerji kaybeder. Elektronların kaybettiği enerji ile ATP sentezlenir.Elektron klorofildeki eski yerine geri döner ve bir devir tamamlanmış olur.

DEVİRLİ FOTOFOSFORİLASYON Devirli fotofosforilasyon da herhangi bir bileşiğin tüketimi olmaz. Hücrenin kazancı yalnız ATP molekülleridir. Yüksek enerjili elektronlar klorofile geri döndüklerinde normal enerji seviyesindedir. Elektronlar sadece fosforilasyon amaçlı kullanılır

Devirsiz Fotofosforilasyon Işık enerjisinin soğurulmasıyla yüksek enerjili elektronlar klorofil-a`dan (PS-I) ayrılır ve ferrodoksin tarafından tutulur. İndirgenen ferrodoksin NADP koenzimi tarafından yükseltgenir. Elektron kazanan 2NADP suyun fotolizi ile açığa çıkan H+ protonunu alarak, 2NADPH+ yadönüşür. Klorofil-a´ dan ayrılan elektronlar geri dönmediği için devirsiz fotofosforilasyon denir.

Fotosentezin Hızın Etkileyen Etmenler Dış Etmenler Işık Şiddeti Karbondioksit oranı Sıcaklık Su ve Mineraller İç Etmenler Yaprak şekli Kütiküla kalınlığı Kloroplast sayısı Klorofil miktarı Stoma sayısı