Canlılarda enerji çeşitleri ve enerji dönüşümleri

Suskun

V.I.P
V.I.P
Katılım
16 Mrt 2009
Mesajlar
23,134
Beğeniler
322
Şehir
Türkiye
#1
Bütün canlıların hayatsal faaliyetlerini yapabilmesi ve yaşamlarını sürdürülebilmesi, enerjiye bağlıdır.

Bu nedenle canlılar; çevreleriyle sürekli madde ve enerji alış verişi yaparlar ve vücutlarında enerji dönüşümlerini gerçekleştirirler.

Doğadaki tüm biyolojik enerjilerin kaynağı güneştir.

Enerji, fiziksel anlamıyla bir sistemin iş yapabilme yeteneğidir. Enerji, maddenin halinin değişmesinde veya hareket etmesinde kullanılır.
Enerji çeşitlerinin genel özelliği, birbirlerine dönüşebilmesi ve yok olmamasıdır.

Organ, Dönüştürülen Oluşturulan
Hücre, enerji enerji
Organel çeşiti çeşiti
Beyin Kimyasal Elektriksel
İç kulak Ses Elektriksel

Göz retinası Işık Elektriksel

Kas Kimyasal Mekanik ve ısı

Dil ve burun Kimyasal Elektriksel

Ateş böceğinin ışık organı Kimyasal Işık

Kloroplâst Işık Kimyasal

Canlılar için gerekli olan enerji çeşitleri;
192">1- ısı,
2- ışık ve
3- kimyasal bağ enerjisidir.

1-Isı enerjisi :

Canlı organizmalarda metabolizma sonucu üretilen(enerji dönüşümü sırsında) enerjinin bir kısmı, ısı enerjisi şeklinde vücut yüzeyi ya da solunumla çevre¬ye verilir.

Bir sistemin ürettiği enerjinin ısı enerjisi olarak çevreye verilmesi sistem için bir kayıptır.

Sistemin çevre¬ye verdiği ısı enerjisi, ne kadar az olursa sistemin verimi o kadar fazladır.

Isı enerjisi, hücresel faaliyetlerde kullanılmamak¬la birlikte canlının en uygun sıcaklığının korunmasını sağlar.

Ge¬lişmiş canlı varlıklarda ısı kaybı en düşük düzeydedir.

Bazı bir hücrelilerde ve soğukkanlı canlılarda metabolizma yavaş olduğundan fazla ısı üretilmez. Bu canlıların düşük sıcaklıktaki ortamlarda hareketleri oldukça yavaştır. Bunlar soğukkanlı hayvanlardır. (kurbağalar sürüngenler gibi) Soğukkanlı hayvanlar güneş enerjisi gibi çevreden gelen enerjiye gereksinim duyar.

Oysa metabolizma hızı yüksek olan hayvanlarda vücut sıcaklığı sabittir. Bu canlılar sıcakkanlı hayvanlardır. (Kuşlar ve memeliler)

2-Işık enerjisi :

Işık enerjisinin kaynağı güneştir. Güneş enerjisi ototrof canlılar tarafından fotosentez olayında doğrudan kullanılarak, hayatsal olaylarda yararlanabilecekleri kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür.

Hayvanlar da besin zinciri ile güneş enerjisinden dolaylı olarak yararlanmış olurlar.

Işık enerjisi, çeşitli maddeler tarafından emilebilir(absorbe), yansıtılabilir ve geçirilebilir. Bu üç olayın ikisi ya da üçü birlikte de olabilir.

Bu arada maddenin soğurduğu enerji baş¬ka bir enerjiye dönüşür.

Güneş enerjisi ışığın dalga boyuna göre, çeşitlere ayrılır. Işığın dalga boylarına göre sıralanmasına elektromanyetik spektrum denir.
Gözümüz tarafından fark edilen ışığa, görülebilir ışık denir.(380-760 nm.)

Fotosentez sırasında görülebilir ışık kullanılır.

Gama
ışınlan
X
ışınlan
Ultraviyole ışınlan

Kırmıızı ötesi
Mikro-dalgalar
Radyo dalgaları

400Nm 500Nm 600Nm 700Nm
Mor Mavi Yeşil Sarı Turuncu Kırmızı

Çalışma : Ototrof canlılarda ışık enerjisinin kullanılmasını sağlayan molekül nedir?

3-Kimyasal bağ enerjisi :

Bileşikteki atom ya da molekül¬leri birbirine bağlayan bağdaki enerjiye 220;kimyasal bağ enerjisi” (kbe) denir. Bir bileşik parçalandığı za-man bağlarında depoladığı enerjiyi serbest bırakır.

Bir sistemin enerjisi; onun atomlarını birbirine bağlayan kimya-sal bağ enerjilerinin, toplamıdır

Çeşitli organik bileşikler arasındaki kimyasal bağlar, yanma olayları ya da hücredeki yadımlama (katabolizma) tepkimeleriyle yıkı-labilir.

Hücrelerde en önemli, yüksek kimyasal bağ enerjisi ATP’ de bulunur.

ATP (ADENOZİN TRİ FOSFAT)

ATP; bütün canlılarda, hayatsal faaliyetlerde kullanılan ve kimyasal reaksiyonların meydana gelmesini sağlayan en önemli kimyasal bağ enerjine sahip moleküldür.
ATP’nin de ilk kaynağı güneştir.

Çalışma :

Bir ATP molekülü, aşağıda verilen üç çeşit bileşenden oluşur:
* adenin denilen azotlu organik baz,
* riboz denilen 5 karbonlu şeker ,
* 3 fosfat grubu

Bu üç çeşit bileşenden ATP moleküllerinin sentezlenmesi, aşamalı olarak aşağıdaki gibi gerçeklesir.

7300 cal 7300 cal

Adenin

Adenozin (nükleozit)

Adenozin mono fosfat = AMP

Adenozin di fosfat = ADP

Adenozin tri fosfat =ATP

Hücredeki bütün reaksiyonların enerji kaynağı olan ATP molekülünde “yüksek enerjili fosfat bağları” bulunur. Bu kimyasal bağlar eğri çizgi ile gösterilir.

Yüksek enerjili fosfat bağları yıkıldıklarında, diğer kimyasal bağlara göre çok daha fazla enerji serbest kalır. (7300 kalori)

ATP’ nin sentezlenmesi olayına fosforilasyon denir.

Hücredeki reaksiyonlarda ATP sürekli harcanırken, bir taraftan da sentezlenir.

Hücre solunumunda organik moleküllerin basamak basamak yıkılması esnasında açığa çıkan kimyasal enerji ile ATP sentezlenir.

Fotosentezde ise ışık enerjisinden ATP üretilir.

ATP nerelerde sentezlenir?
Canlılarda ATP sentezinin yapıldığı 4 kimyasal reaksiyon vardır.

1. Fotosentez (foto fosforilasyon)
2. Kemosentez (kemo fosforilasyon)
3. Oksijenli solunum ( oksidatif fosforilasyon)
4. Oksijensiz solunum (substrat düzeyinde fosforilasyon)

Çalışma :

ATP, ekzergonik tepkimelerle üretilir. (solunum). Endergonik tepkimeler sırasında harcanır.

Hücredeki metabolik reaksiyonlar ekzotermik veya en¬dotermik özellik gösterir.

Ekzotermik(enerji üreten) : Enerji açığa çıkaran katabolik(yadımlama=disimilasyon) reaksiyon¬lardır. Örnek olarak oksijenli ve oksijensiz solunumla besinlerin yıkılarak enerji açığa çıkmasını ve ATP’nin parçalanma(hidroliz) reaksiyonlarını verebiliriz.

Enzim
ATP + H2O
———> ADP + p+ enerji

Endotermik(enerfi alan): Enerji alan anabolik (sentez=dehidrasyon)) reaksiyonları içerir. Bu reaksiyonlara örnek olarak da protein, nişasta ve ATP sen¬tezini gösterebiliriz.

ATP’nin hücrede enerji kaynağı olarak kullanıldığı yerler başlıca şöyle sıralanabilir.
1. Biyosentez(=dehidrasyon) reaksiyonlarında (protein sentezi, yağ sen¬tezi, nükleik asit sentezi gibi)),
2. Kas kasılması, sinirsel iletim
3. Aktif taşıma, fagositoz, pinositoz,
4. Hücre bölünmeleri. Mitoz, mayoz
5. Aktivasyon enerjisi gerektiren olaylarda. Örnek: solunum
6. Fotosentez, solunum, üreme

ATP ile ilgili notlar :
Canlılar ATP dışında başka bir molekülü enerji amacıyla doğrudan kullanamaz.
ATP hücrelerde depolanamaz.
ATP hücre zarından geçemez. Bu nedenle her hücrede sentezlenir. Yani her hücre aralıksız solunum yaparak kendi ATP’sini sentezlemek zorundadır. Sadece virüsler ATP sentezleyemez.
ATP’nin sentezi, dehidrasyondur. Su açığa çıkar. Yıkımı, hidrolizdir. Su ile parçalanır.
ATP, kimyasal reaksiyonların başlaması gerekli olan, aktivasyon enerjisini sağlar.
ATP, hayatsal faaliyetlerde kullanılırken kademe kademe yıkılır. Bu da enerjinin ekonomik kullanılmasını ve birden bire açığa çıkacak fazla enerjinin ısıya dönüşerek hücreye zarar vermesini önler.
ATP yapımı ancak ölüm halinde durur.
 

Benzer konular

Top