F.8.6.2. Enerji Dönüşümleri

Önerilen Süre: 8 ders saati

Konu / Kavramlar: Fotosentez, fotosentez hızını etkileyen faktörler, solunum, oksijensiz solunum, oksijenli solunum

F.8.6.2.1. Bitkilerde besin üretiminde fotosentezin önemini fark eder.

a. Fotosentezde karbondioksit ve su kullanıldığı, besin ve oksijen üretildiği vurgulanır. Kimyasal denklemine girilmez.

b. Fotosentezin yapay ışıkta da meydana gelebileceği vurgulanır.

c. Fotosentez yapan canlıların üretici olduğu ifade edilir.

F.8.6.2.2. Fotosentez hızını etkileyen faktörler ile ilgili çıkarımlarda bulunur. Işık rengi, karbondioksit miktarı, su miktarı, ışık şiddeti ve sıcaklık vurgulanır.

F.8.6.2.3. Canlılarda solunumun önemini belirtir.

a. Solunumun kimyasal denklemine girilmez.

b. Bitkilerin gece ve gündüz solunum yaptığına değinilir.

c. Oksijenli ve oksijensiz solunum evrelerine girilmeden verilir fakat açığa çıkan enerji miktarları sayısal olarak belirtilmez.

ç. ATP’nin yapısına girilmeden isminden bahsedilir.

ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

1. Fotosentez

• Üreticilerin klorofilinde ışık yardımıyla su ve karbondioksit kullanarak, besin ve oksijen üretilmesine fotosentez denir.

Fotosentez Denklemi

Karbondioksit + Su  →  Besin  +  Oksijen
6CO₂  +  6H₂O       →   C₆H₁₂O₆  +  6O₂

Fotosentez İçin Gerekli Olan Maddeler

• Işık
• Klorofil
• Karbondioksit
• Su

Fotosentez Sonucu Üretilen Ürünler

• Besin (Şeker = glikoz)
• Oksijen
• Fotosentezle oluşan glikoz dolaylı yollardan nişasta, selüloz, yağ ve protein gibi organik maddelere dönüşür.
• Kullandığımız fosil yakıtlar, ahşap ürünler, kağıt, kumaş, ilaç, plastik ürünlerde fotosentez sonucu oluşan dolaylı ürünlerdir. (Odun, kağıt yapısında selüloz bulunur.)
• Fotosentez olmasaydı bu organik ürünleri elde edemeyecektik.

Fotosentez Yapan Canlılar

• Yeşil bitkiler
• Öglena
• Mavi-yeşil algler (Su yosunu)
• Siyano bakteriler

Önemli

• Fotosentezde oksijenin kaynağı sudur.
• Besinin kaynağı karbondioksittir.
• Klorofil ışık enerjisini kimyasal enerjiye çevirir.
• Fotosentez yapan canlılarda besin birikmesi sonucu kütle artar.
• Fotosentez güneş ışığında ve yapay ışık kaynağında gerçekleşebilir.
• Kök, meyve, çiçekte fotosentez gerçekleşmez.
• Bitkilerin yeşil olan kısımlarında fotosentez yapılır.

Fotosentezi Etkileyen Faktörler

Karbondioksit

• Fotosentez için karbondioksit olmalıdır.
• Karbondioksitin artması fotosentez hızını artırır, belirli bir seviyeden sonra sabit kalır.

Su

• Fotosentez için bitkinin yeterli miktarda su alması gerekir.
• Su miktarının artması fotosentez hızını artırır, ancak belirli bir değerden sonra fotosentezi etkilemez.

Işık

• Işık şiddetinin artması fotosentez hızını artırır, belirli bir değerden sonra ışık şiddetinin artması fotosentezi artırmaz.
• Yapay ışık kaynaklarında da fotosentez yapılabilir, fakat çok fazla ışığa ihtiyaç vardır.

• Fotosentez en hızlı mor ve kırmızı ışıkta, en yavaş yeşil ışıkta gerçekleşir. (Bitkiler yeşil ışığı sevmezler, bu nedenle yeşil ışık yansıtarak yeşil renkte görünürler.)

Sıcaklık

Oksijen Oluşması

1. Elodea su bitkisidir.
2. Elodea bitkisinin üzerine deney tüpü geçiriliyor.
3. Su dolu kaba yerleştiriliyor.
4. Işık alan bitki fotosentez yaparak oksijen gazı üretir.
5. Oluşan gazın aleve yaklaştırıldığında parladığı görülür.

3. Solunum

• Canlıların yaşamsal faaliyetlerini devam ettirebilmek için enerjiye ihtiyaçları vardır.
• Canlıların besin maddelerini parçalayarak enerji elde etmesine solunum denir.
• Solunum olayı sırasında besin (glikoz) parçalanır. Besinde bulunan enerji ATP ye aktarılır.
• Enerji ATP molekülü içerisinde fosfat bağları arasındadır.

Not: Bitkilerde fotosentez sadece ışık alan ortamda gerçekleşir, solunum sürekli gerçekleşir.

Solunum Sonucu Karbondioksit Oluştuğunu Nasıl Anlarız ?

• Solunum sonucu CO₂ oluştuğunu anlamak için kireç suyuna pipetle üflediğimizde kireç suyu bulanır.
• Kireç suyunun bulanması solunum sonucu karbondioksit oluştuğunu gösterir.

Oksijenli Solunum

Besin mitokondri içerisinde oksijen kullanılarak yakılarak enerji elde edilmesine oksijenli solunum denir.

• Besin oksijenle tam yandığı için fazla enerji elde edilir.
• Mitokondri organelinde gerçekleşir.
• Oluşan ATP miktarı fazladır.
• İnsanlar, hayvanlar, bitkiler, bazı bakteriler ve mantarlar oksijenli solunum yaparlar.
• Tohumlar çimlenme sırasında sadece solunum yapar, yaprak oluşunca fotosentez yapabilir.

Besin + Oksijen → Karbondioksit + Su + Enerji
C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + 38 ATP

Oksijensiz Solunum (Fermantasyon)

• Besinin oksijen kullanılmadan parçalanmasıdır.
• Oksijensiz solunum sitoplazmada gerçekleşir.
• Oluşan enerji azdır.
• Oksijensiz solunum sonucunda etil alkol, laktik asit üretilir.
• Bazı bakteriler, maya mantarları, insan ve hayvanların çizgili kas hücrelerinde görülür.
• Çizgili kas hücrelerinin aşırı çalışması sonucu oksijen yeterli gelmediği için oksijensiz solunum yapılır. Oluşan laktik asit yorgunluğa neden olur.

1. Üzüm suyundan alkol üretilmesi

C₆H₁₂O₆  → Etil alkol + 2CO₂ + 2 ATP

2. Çizgili kas hücrelerinde zorunlu durumda oksijensiz solunum yapılır.

C₆H₁₂O₆  → Laktik Asit + 2 ATP

Oksijensiz Solunum (Fermantasyon) Ürünleri

• Üzüm suyunun şarap (alkol) yapılması
• Hamurun mayalanması
• Sütten yoğurt ve peynir yapılması
• Üzüm suyundan sirke yapılması
• Turşu yapılması

4. Fotosentez ve Oksijenli Solunum İlişkisi

• Fotosentez ve oksijenli solunum denklemleri birbirinin tersidir.
• Fotosentezde oluşan besin ve oksijen oksijenli solunumda kullanılır.
• Oksijenli solunumda oluşan su ve karbondioksit fotosentezde kullanılır.

5. Oksijenli ve Oksijensiz Solunum Arasındaki Farklar

• Oksijenli solunum yüksek yapılı canlılarda, oksijensiz solunum basit yapılı canlılarda görülür.
• Oksijenli solunumda oksijen kullanılır, oksijensiz solunum da oksijen kullanılmaz.
• Oksijenli solunum mitokondri de gerçekleşir, oksijensiz solunum sitoplazma da gerçekleşir.
• Oksijenli solunum da su ve karbondioksit oluşur, oksijensiz solunum da etil alkol (veya laktik asit) ve karbondioksit oluşur.
• Oksijenli solunumda 38 ATP oluşur, oksijensiz solunumda 2 ATP oluşur.
• Oksijenli solunumda glikoz içerisindeki enerji tamamen ATP ye aktarılır, oksijensiz solunumda glikoz parçalanması sonucu oluşan etil alkol ve laktik asitte enerji kalır.

Not: Oksijenli ve oksijensiz solunum gece-gündüz sürekli gerçekleşir.