Enerji Dönüşümleri ve Canlılar

Enerji Dönüşümleri ve Çevre Bilimi

• Canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için enerjiye ihtiyaç duyar ve bu enerjiyi besinlerden elde ederler.
• Tüm enerjinin kaynağı Güneş'tir.
• Güneş ışınları ile gelen enerji, fotosentez yoluyla besinlere aktarılır.
• Üretici canlılar besin zincirinin başlangıcını oluşturur.

Beslenme Şekillerine Göre Canlılar

• Canlılar üreticiler ve tüketiciler olarak sınıflandırılır.

Üreticiler

• Bitkiler, öglena, mavi-yeşil algler (su ve kara yosunu), siyanobakteriler üretici canlılardır.
• Güneş enerjisini kullanarak kendi besinini üreten canlılara üretici canlı denir.
• Üreticiler besin zincirinin ilk basamağında yer alır.
• Yapılarında bulunan klorofil sayesinde fotosentez yaparlar.
• Güneş enerjisini kimyasal enerjiye (besinlere) çevirirler.

Tüketiciler

• İhtiyaç duydukları besinleri üretemeyip, dışarıdan hazır alan canlılardır.
• Otçullar, etçiller ve hepçiller olmak üzere ayrılırlar.

Otçullar (Herbivorlar)

• Sadece bitkilerle beslenen canlılardır.
• Örnekler: İnek, tavşan, çekirge, vb.

Etçiller (Karnivorlar)

• Sadece etle beslenen canlılardır.
• Örnekler: Kurt, timsah, kartal, vb.

Hepçiller (Omnivorlar)

• Hem bitkilerle hem de hayvanlarla beslenen canlılardır.
• Örnekler: İnsan, ayı, fare, tavuk, vb.

Ayrıştırıcılar

• İhtiyaç duydukları besini toprağa düşen bitki ve hayvan kalıntıları ile ölü organizmaları parçalayarak elde ederler.
• Toprağa mineral kazandırırlar.
• Bazı bakteriler ve mantarlar bu grupta yer alır.
• Madde döngüsüne katkı sağlarlar, atık maddelerin doğada birikmesini önlerler.
• Besin zincirinin olmazsa olmazlarındandır ve her basamakta yer alırlar.
• Çürükçül canlı olarak da adlandırılırlar.
• Besinlerini kendileri üretmedikleri için tüketici canlı olarak kabul edilirler.

Besin Zinciri

• Ekosistemdeki canlıların birbirleriyle beslenmelerine göre oluşturdukları zincire besin zinciri denir.
• Besin zincirindeki enerjinin ana kaynağı Güneş'tir.
• Besin zincirinde üreticiler, tüketiciler ve ayrıştırıcılar bulunur.
• Her besin zinciri üreticiler ile başlar.
• Ayrıştırıcılar besin zincirinin her basamağında yer alır.
• Birden fazla besin zincirinin arasındaki ilişkiyi gösteren yapıya besin ağı denir.
• Besin zincirindeki bir canlı grubunun sayısındaki değişim diğer canlıları etkiler.

Besin Zincirinde Canlılar Arası İlişki

• Birinci canlı, ikinci canlının besinidir; ikinci canlı da üçüncü canlının besinidir.
• İkinci canlı azalırsa, birinci canlı artar ve üçüncü canlı azalır.

Besin-Enerji Piramidi

• Besin zincirinde meydana gelen enerji aktarımı besin-enerji piramidi ile gösterilir.
• İlk basamakta üreticiler, ikinci basamakta otçullar (1. tüketici), üçüncü basamakta ise etçiller (2. tüketici) bulunur.
• Enerji piramidinde enerjinin sadece %10'u diğer basamağa aktarılır.
• Besin-enerji piramidine ekoloji piramidi de denir.

Besin Piramidinde Yukarıya Doğru

• Birey sayısı azalır.
• Vücut büyüklüğü genelde artar.
• Biyokütle (toplam kütle) azalır.
• Aktarılan enerji miktarı azalır.
• Aktarılan zehirli madde miktarı (zehirli madde birikimi) artar ve bu durum biyolojik birikime neden olur.

Enerji Dönüşümleri: Fotosentez

• Klorofil molekülüne sahip üretici canlıların, havadaki karbondioksiti ve suyu kullanarak ışık yardımıyla besin ve oksijen üretmesine fotosentez denir.
• Karbondioksit + Su (Işık enerjisi ve klorofil varlığında) Besin + Oksijen oluşur.
• Fotosentezi sadece bitkiler yapmaz; siyanobakteriler, mavi-yeşil algler ve öglena da yapabilir.
• Fotosentez, bitkilerde kloroplast organelinde bulunan klorofil molekülleriyle gerçekleşir.
• Klorofil molekülü yeşil renklidir ve Güneş enerjisini kimyasal enerjiye çevirir.
• Fotosentez bitkinin yeşil kısımlarında (kloroplastlarda) olur.
• Bitkiler fotosentez ile ürettikleri besin ve oksijenin bir kısmını kendi ihtiyaçları için kullanır, geriye kalanından diğer canlılar faydalanır.
• Bitkiler ayrıca birçok alanda kullanılır (örneğin kağıt, pamuk, mobilya, vb.).

Fotosentez Hızını Etkileyen Faktörler

• Genetik faktörler (kloroplast sayısı, klorofil miktarı, yaprak genişliği, gözenek sayısı, enzim miktarı) ve çevresel faktörler.
• Genetik faktörlerin artması fotosentez hızını artırır.
• Çevresel faktörler: ışık rengi, ışık şiddeti, CO2 ve H2O miktarı, sıcaklık.

Işık Rengi

• En çok fotosentez mavi, mor ve kırmızı ışıkta olur.
• En az fotosentez yeşil ışıkta olur (yansıtılır).
• Yapay ışıkta da fotosentez gerçekleşir.

Işık Şiddeti

• Fotosentez hızı, ışık şiddeti arttıkça artar, ancak belli bir değerden sonra sabitleşir.

CO2 ve H2O

• Fotosentez hızı, CO2 ve H2O miktarı arttıkça önce artar, sonra sabitleşir.

Sıcaklık

• Enzimler düşük ve yüksek sıcaklıkta çalışamaz. Genellikle 25-35°C arası idealdir.

Solunum

• Tüm canlıların, yaşamlarını devam ettirebilmek için enerjiye ihtiyaçları vardır ve bu enerjiyi besinlerden karşılarlar.
• Canlıların besin maddelerini parçalayarak enerji elde etmesine solunum denir.
• Elde edilen enerji ATP (Adenozin Trifosfat) molekülünde saklanır ve ihtiyaç halinde kullanılır (tüm canlılık faaliyetleri sırasında).
• Tüm canlılar gece gündüz solunum yapar.

Hücresel Enerji Oluşumu

• Oksijenli solunum, oksijensiz solunum ve fermantasyon olmak üzere üçe ayrılır.

Oksijenli Solunum

• Besinlerin hücre içinde oksijen kullanılarak parçalanmasıdır.
• Enerji üretiminin en fazla olduğu solunumdur.
• Mitokondri bulunduran canlılar oksijenli solunum yapar (çok hücreli canlılarda).
• İnsanlar, hayvanlar, bitkiler, mantarlar ve bazı bakteri türleri oksijenli solunum yapar.
• Fotosentezin tam tersi bir olaydır.
• Besin + Oksijen -> Karbondioksit + Su + ATP

Oksijensiz Solunum

• Besinlerin sitoplazmada oksijen kullanılmadan parçalanarak enerji üretilmesidir.
• Besinler iyice parçalanmadığı için enerji üretimi oksijenli solunumdan daha azdır.

Fermantasyon

• Oksijensiz solunumda olduğu gibi besinlerin oksijen kullanılmadan enzimler yardımıyla parçalanmasıdır.
• Enerji üretiminin en az olduğu solunum türüdür.

Laktik Asit Fermantasyonu

• Yoğurdun mayalanmasını sağlayan mikroorganizmalar laktik asit fermantasyonu yapar.
• Aşırı spor yapıldığında çizgili kas hücrelerimizde de laktik asit fermantasyonu gerçekleşir.
• Besin -> Laktik Asit + ATP

Etil Alkol Fermantasyonu

• Hamurun mayalanmasını sağlayan maya mantarları etil alkol fermantasyonu yapar.
• Oluşan CO2 hamurun kabarmasını sağlar.
• Sütten peynir elde edilmesi, turşu yapımı, üzümden sirke üretimi vb. durumlarda da fermantasyon görülür.
• Besin -> Etil Alkol + Karbondioksit + ATP