(Biyolojik Sistemlerde Kimya)

... konulu sunumlar: "(Biyolojik Sistemlerde Kimya)"— Sunum transkripti:

1 (Biyolojik Sistemlerde Kimya)
Hayatımızda Kimya (Biyolojik Sistemlerde Kimya)

2 BİYOLOJİK SİSTEMLERDE KİMYASAL OLAYLAR
İnsanlar, hayvanlar ve bitkiler yaşamlarını sürdürebilmek amacıyla solunum yapmak ve beslenmek gibi iki faaliyeti yapmak zorundadır. Fotosentez, solunum ve sindirim olayları bu faaliyetler kapsamında değerlendirilecek ve besinlerin sindiriminde etkili olan hidroliz tepkimeleri önemli bir bahis konusu olacaktır. FOTOSENTEZ Fotosentez bitkilerin güneş ışığı (gün ışığı) etkisiyle havadan aldıkları CO2’i kullanarak enerji ve oksijen üretmeleri işlemidir. klorofil 6CO2(g) + 6H2O(s) + IŞIK  C6H12O6(k) + 6O2(g) Karbondioksit Su Şeker(Glikoz) Oksijen Fotosentez sonucu bitkiler ürettikleri glikozu enerji elde etmek için kullanırlar. Fotosentezde açığa çıkan oksijen canlılar için hayati önem taşır. Çünkü solunum olayında canlılar bu oksijeni kullanırlar.

3 FOTOSENTEZ Yeşil bitkilerde fotosentez sonucu üretilen glikoz yardımıyla bitkilerin ihtiyacı olan diğer maddeler sentezlenir. Fotosentez olayı sonucu oluşan glikoz, bitkilerin ihtiyacı olan yağların ve se-lülozun yapımında kullanılır.Selüloz suda çözünmeyen ve bitkilerin iskeleti-ni oluşturan çok önemli bir maddedir. Fotosentez olayını ışık olmadan gerçekleşmesi mümkün değildir. Bu nedenle “Fotosentez ışık enerjisinin biyolojik işlemlerle kimyasal enerjiye dönüşmesidir.” denebilir. Fotosentez olayı bitkilerin kloroplastlarında meydana gelir. Kloroplastlarda bulunan klorofil adı verilen yeşil renkli pigmentlerin yardımıyla fotosentez gerçekleştirilir. Bu yüzden bir bitkinin klorofil içermeyen hücrelerinde fotosentez meydana gelmez.

4 Akçiğerlerdeki alveollerde oksijen-karbondioksit transferi
solunum Solunum canlıların oksijen yardımı ile vücutlarına aldıkları besin maddelerini yakmalarına denir. BESİN + O2  CO2 + H2O + ENERJİ Oksijen Taşınımı Canlılar solunumda kullandıkları oksijen gazını dış ortamdan akçiğerlerine alırlar. Akçiğerdeki oksijen aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi O2 ile difüzyon ile alveollerden kana geçer. Akçiğer alveollerinde Difzyon O2  O2 + Hb = HbO2  Hb + O2  Hücreler Alyuvarlarda Bu işlem sırasında alyuvarlardaki hemoglobin (Hb) adı-nı verdiğimiz molekül oksihemoglobine (HbO) dönüşür. HbO miktarı artmış olan kan (temiz kanı) dolaşım yolu ile kılcal damarlardan organların dokularına kadar taşı-nır.HbO’lerdeki oksijen burada ayrılarak difüzyon yar-dımıyla hücrelere aktarılır. Akçiğerlerdeki alveollerde oksijen-karbondioksit transferi

5 Akciğerlerdeki alveollerde oksijen-karbondioksit transferi
solunum KARBONDİOKSİT ATILIMI Besinlerin yanması sonucu oluşan karbondi-oksit (CO2) karbonik anhidraz enzimi vasıta-sıyla hidrolize uğrar ve karbonik asit oluşur bu asit oldukça kararsız olup bikarbonat iyo-nuna dönüşür. CO2 + H2O  H2CO3 Karbonik asit H2CO3  H+ + HCO3- Bikarbonat Böylelikle CO2 bikarbonat iyonu halinde plazmaya geçer.Daha sonra akçiğerlerde soluk alıp verme sırasında alveollerde karbonik anhidraz enzimi ile yukarıdaki tepkimelerin tersi olur ve anhidraz dışarı atılır. Akciğerlerdeki alveollerde oksijen-karbondioksit transferi

6 SOLUNUM FOTOSENTEZ Sadece klorofil taşıyan hücrelerde ger-çekleşirler.
Bütün canlı hücrelerinde gerçekleşir. Sadece klorofil taşıyan hücrelerde ger-çekleşirler. Her ortamda gerçekleşebilir. Işığın olduğu yerlerde gerçekleşir. Hücre içinde stoplazma ve mitokondride gerçekleşir. Hücrelerde kloroplastda gerçekleşir. O2 ve besin kullanılır. Besin ve O2 üretilir. Su ve CO2 üretilir. C6H12O6(k) + 6O2(g)  6CO2(g) + 6H2O(s) + ENERJİ klorofil 6CO2(g) + 6H2O(s) + IŞIK  C6H12O6(k) + 6O2(g) Enerji üretilir. Işık enerjisi kimyasal enerjiye dönüştürü-lür.

7 sİNDİRİm Canlıların hayatlarını sürdürebilmesi için kullanılması gereken yiyecek ve içeceklerin genel adına besin denir. Biz insanlar için proteinler, yağlar ve karbonhidratlar miktar olarak su, vitamin ve minerallere göre en çok aldığımız besin çeşitleridir.Kullandığımız su, vitamin ve mine- raller diğer besinlere göre çok küçük yapıda bulunduklarından sindirim organlarında fazla bir değişime uğramadan doğrudan kanımıza karışırlar. Fakat yağlar, karbonhidratlar ve proteinler oldukça büyük moleküllerden oluştukları için ancak vücudumuzda küçük parçalara ayrıldıktan sonra kana karışıp hücreleri-mize kadar gidebilirler. Bu şekilde büyük molekülleri olan besinlerin kendilerini oluşturan daha küçük yapılı moleküllere ayrılması olayına “sindirim” denir.Sindirim olayında enzim adını verdi-ğimiz bazı maddeler görev alır.Enzimler; vücudumuzda gerçekleşen biyolojik- kim-yasal olayların vücut sıcaklığında daha hızlı ve kontrollü gerçekleşmesini sağlayan maddelerdir. Vücudumuzda sindirim olayının gerçekleştiği organlar topluluğuna da sindirim sistemi denir. Ağzımızda yağların ve proteinlerin sindirimi yapılamaz.Yalnızca karbonhidratların sindirimi ya- pılabilir.Midemizde yağların ve karbonhidratların sindirimi yapılamaz.Yalnızca proteinler sin- dirilebilir.

8 Sindirim sistemimizde gerçekleşen tepkimeler ve görev alan enzimler

9 sİNDİRİm Protein Sindirimi
Besinler yardımıyla aldığımız proteinler vücudumuzda diğer besinler gibi öncelikle küçük parçalara ayrılırlar.Proteinlerin parçalanma işlemi yardımıyla gerçekleşen bir hidroliz tepkimesidir.Proteinler hidroliz işlemi ile önce polipeptitlere daha sonra da dipeptitlere ve aminoasitlere kadar parçalanırlar.Protein sindirimi asidik bir ortam olan midelerde başlar.Midede salgılanan pepsin adını verdiğimiz enzim yardımıyla sindirim işlemi başlatılır. Mide (Asidik ortam) : Proteinler + Su + Pepsin  Polipeptitler Midede polipeptitlere kadar ayrılan proteinler buradan oniki parmak bağırsağına aktarılırlar.Poipeptitler oniki parmak bağırsağında trpisin adlı enzimle (pankreastan gelen) dipeptit ya da amino asitler gi,bi daha ufak parçalara ayrılırlar.Oniki parmak bağırsağından ince bağırsağa geçen dipeptitler burada erepsin enzimi yardımıyla aminoasitlere kadar parçalanırlar. Oniki parmak bağırsağı : Polipeptitler + Tripsin  Dipeptitler + Aminoasitler İnce bağırsak : Dipeptitler + Erepsin  Aminoasitler

10 sİNDİRİm Karbonhidratların Sindirimi
Besinlerimizden karbonhidrat içerenlerin birçoğu (ekmek,patates,makarna.pirinç v.b) nişastalı besinler olarak adlandırılır. Nişasta kadar glikoz molekülünü birbirine bağlanmasıyla oluşan bir karbonhidrat polimeridir.Bu besinleri yediğimizde nişasta-nın sindirimi bütün karbonhidratlar polimeridir.Bu besinleri yediğimizde nişastanın sindirimi bütün karbonhidratlar gibi hemen ağzımızda başlamaktadır.Bazik bir yapı-da bulunan tükürük ile nişasta ağzımızdaki amilaz adı verilen enzimle maltoza parça-lanır.Nişastanın parçalanmayan kısmı mideye geçer, fakat midede asidik bir ortam bulunduğu için amilaz enzimi sindirim faaliyetine devam edemez.Bu nedenle midede karbonhidratlar sindirilmeden on iki parmak bağırsağına geçerler.Burada belli bir miktar sindirildikten sonra en son ince bağırsakta glikoza kadar sindirilirler. (C6H10O5)n  C12H22O  C6H12O6 Nişasta + Su + Amilaz  Maltoz + Maltaz  Glikoz Ağız ve oniki parmak bağırsağı İnce bağırsak Nişasta kadar glikoz molekülünün glkosit bağlarıyla bağlamasıyla oluşan en önemli polisakkarittir.

11 sİNDİRİm Yağların Sindirimi
Yağlı besinlerimizin sindirimi oniki parmak bağırsağında başlar. Yağların sindiriminde salgılanan bazik bir safra salgısı ve pankreastan salgılanan lipaz enzimi görev alırlar. Yağların bu salgı ve enzimler yardımıyla sindirim sonunda yağ asidi ve gliserin molekülleri oluşur. Bu moleküller ince bağırsaktan kana geçebilecek büyüklüğe gelir ve sindirilirler. Safra sagıları yağları fiziksel olarak parçalar ve mideden asidik olarak gelen karışımın bazik olmasını sağlar. Çünkü lipaz enzimi bazik olarak etkilidir.

12 sİNDİRİm Besinler,sindirim organlarında mekanik ve kimyasal sindirimle yapıtaşlarına parçalanır.

13 sİNDİRİm Proteinler: Hücrelerimizin yapısında önemli yer tutarlar.Bir çok görevleri bulu nan maddelerdir. C, H, O ve N elementlerinden oluşurlar.Gerektiğinde enerji kaynağı olarak kullanılırlar. Et, balık, yumurta gibi gıdalar proteince oldukça zengindir. Eksiklerinde bağışıklık sistemimiz zayıflar, birçok hastalığa yakalanabiliriz. Karbonhidratlar: Temel enerji kaynaklarımızdır.Enerji üretebilmemiz için önce likli kullandığımız maddelerdir.C,H ve O elementlerinden oluşur. En bilinen meyvelerde bulunan glikoz ve çay şekeri olarak kullandığımız sakkarozdur. Ekmek, makarna, patates, pirinç gibi besinlerimizin önemli karbonhidrat kaynaklarımızdır Yağlar: Besin maddeleri içinde en fazla enerji verenlerdir.Katı ve sıvı yağlar ola rak ikiye ayrılırlar. C,H ve O elementlerinden oluşmalarına rağmen yapıları karbonhidratlardan farklıdır.İhtiyaç fazlası yenildiklerinde vücudumuzda yağ olarak depo edilirler. Ayçiçek yağı, mısır yağı, zeytinyağı, süt, peynir, tereyağı gibi gıdalarda bolca bulunur.

14 sİNDİRİm Amino Asitler ve Protein Oluşumu
Sindirim olayında öğrendiğimiz gibi proteinler beslenmemiz açısından oldukça önemli maddelerdir.Büyük protein molekülleri birbirine düzenli bir şekilde bağ-lanmış amino asit zincirlerinden oluşur.Toplam sayıları 20 olan amino asitler bütün insanların vücudunda yer alır.Fakat bunlardan 10 tanesi özellikle sağ-lıklı bir beslenme için gereklidir.

15 sİNDİRİm Amino Asitler ve Protein Oluşumu
Proteinler, çok sayıda farklı amino asidin biraraya gelerek peptit bağları yapması ile olu-şurlar.Peptit bağları iki amino asit molekülü arasında 1 tane H2O (su) açığa çıkaracak şekilde oluşan bağlara denir. Çok sayıda amino asit değişik dizilimlerle biraraya gelerek çok farklı çeşitte protein mo-lekülü oluşturabilirler. Amino asitlerin biraraya gelip bu şekilde büyük protein molekülleri oluşturması bir çeşit polimerleşme tepkimesidir.

16 DÜNYAMIZ VE CO2 - O2 DENGESİ
Dünyamız son iki yüzyılda özellikle de 20.yy. ikinci yarısından sonra ciddi ekolojik prob-lemlerle karşı karşıya kalmıştır.Endüstri devrimi ile sonrasında artan üretim tesisleri fab-rikalar ve motorlu taşıtlar kullandıkları kömür,petrol gibi fosil yakıtlardan dolayı atmosfe-rimize aşırı miktarda karbondioksit gazı bırakmaktadırlar. Bundan yaklaşık 50 yıl öncesine gittiğimizde havadaki O2-CO2 dengesinin bugünkünden daha farklı olduğu tespit edilmiştir.Çünkü insanoğlu sürekli ormanları tahrip ederek, de-nizleri kirleterek oksijen üretimini azaltmakta ve aşırı ürettiği CO2 gazı ile her geçen gün atmosferdeki CO2 – O2 dengesini bozmaya yönelik çalışmalar yapmaktadır. Bilim adamları doğada var olan bu dengeyi bu şekilde bozmaya devam ettiğimizde,dünyamızın her geçen gün biraz daha ısınacağını ve dünyanın yaşanamaz bir gezegen olacağını söylemektedir. Bilim adamlarına göre atmosferde fazla miktarda bu-lunan CO gazı sera etkisi oluşturmakta ve yeryüzüne gelen Güneş ışınlarının tekrar yansıyarak geri dönme-sini engellemektedir. Sera etkisinin dünya zemininin ısınmasına,hata buzul-ların patrçalanıp eriyerek deniz seviyelerini yükselt-mesine neden olacağı düşünülmektedirler.