1
Hazırlayan GURUP SAYISAL CANLILAR VE ENERJİ İLİŞKİLERİ
2
FOTOSENTEZ 1-FOTOSENTEZ Bütün canlıların enerji kaynağı güneştir. Güneşten gelen enerjiyi sadece fotosentez yapan canlılar doğrudan kullanabilir. Diğer canlılar ise güneş enerjisini başka bir enerjiye dönüştürerek kullanırlar. Bitkiler fotosentez yaparken havadaki karbondioksiti yani insanın kullanmadığı zararlı gazı alır ve onun yerine atmosfere oksijen bırakır. Atmosferdeki oksijenin yaklaşık %30'u karadaki bitkiler tarafından üretilirken, geri kalan %70'lik bölüm denizlerde ve okyanuslarda bulunan ve fotosentez yapabilen bitkiler, algler ve bazı bakteriler tarafından üretilir. Fotosentez güneş enerjisini organik moleküllerde kimyasal enerjiye dönüştüren bir olaydır. Fotosentez olayını; yeşil bitkiler, mavi-yeşil algler ve klorofil taşıyan bakteriler tarafından gerçekleştirilir. Kısaca fotosentezi kloroplast veya klorofil taşıyan canlılarda gerçekleşir. Fotosentezin gerçekleşmesi için mutlaka ışık enerjisine ihtiyacı vardır. Bitkiler gündüzleri fotosentez yapar geceleri ise yapmazlar.
3
FOTOSENTEZ Fotosentez Olayı Karbondioksit + Su Glikoz (besin ) + Oksijen Fotosentezle üretilen besin daha sonra aminoasitlere, yağ asidine (gliserol), vitamine ve nişastaya dönüştürülebilir. IŞIK Klorofil Bitkinin yeşil renkli olan kısmında kloroplastlar bulunur. Kloroplastların içerisinde bulunan klorofil pigmentleri güneşten gelen ışığı tutarlar. Su ve havadaki karbondioksiti de kullanarak besin ve oksijen üretir.
4
FOTOSENTEZ Fotosentez için gerekli olan faktörler 1- Işık 2- Klorofil 3- Karbondioksit 4- Su 5- Enzimler 6- Mineraller 7- Uygun sıcaklık
5
FOTOSENTEZ FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER A)Kalıtsal ( Genetik ) Faktörler 1- Yaprak sayısı arttıkça fotosentez hızı artar 2-Yaprak yüzeyinin genişliği arttıkça fotosentez hızı artar 3-Yaprak üzerindeki gözeneklerin ( stoma ) sayısı ve büyüklüğü arttıkça fotosentez hızı artar 4-Enzim miktarı arttıkça fotosentez hızı da artar 5-Klorofil ve kloroplast miktarı arttıkça fotosentez hızı artar 6- Yaprak üzerindeki mumsu tabakanın kalınlığı arttıkça fotosentez hızı azalır.
6
FOTOSENTEZ B) Çevresel Faktörler 1- Işık şiddeti Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı da belli bir noktaya kadar artacaktır. Sonra ışık şiddeti artsa da fotosentez hızı değişmeyecektir. Fotosentez ışık olmayan ortamda gerçekleşmez. Yüksek Işık Şiddeti Düşük Işık Şiddeti Işık Şiddeti Fotosentez Hızı
7
FOTOSENTEZ 2- Karbondioksit Miktarı Ortamdaki karbondioksit miktarı arttıkça fotosentez hızı da belli bir noktaya kadar artar. Sonra karbondioksit miktarı artsa da fotosentez hızı değişmez. Karbondioksit miktarı Fotosentez Hızı
8
FOTOSENTEZ 3- Sıcaklık Bitkilerde ki enzimlerin en iyi çalıştığı sıcaklık 30 o C civarındadır. Bu sıcaklığa kadar fotosentez hızı artarken bu sıcaklığın üstünde ise fotosentez hızı azalır. 50 o C ise fotosentez durur. Sıcaklık Fotosentez Hızı 30 o C 50 o C0 o C
9
FOTOSENTEZ 4- Işığın Rengi ( dalga boyu ) Klorofiller ışığın çoğunu yansıttıklarından fotosentez hızı en az yeşil ışıkta olur. Kırmızı mor ve mavi ışıkta fotosentez hızı yüksektir. Kırmızı Sarı Yeşil Turuncu Mavi Mor Işık rengi Fotosentez Hızı
10
FOTOSENTEZ 5- Su ve Madensel Tuzlar Fotosentezin gerçekleşmesi için bitkinin mutlaka su alması gereklidir.Ayrıca suda çözünmüş Mg, Fe,P ve N gibi mineralleri de alır. Not : Fotosentez için CO 2 şarttır. Bir bitkinin yaprağının yarısını ışık geçirmez bir kağıtla kaplayıp bitkiyi ışık alan bir ortama yerleştirelim. Bir süre bekledikten sonra yapraktaki kağıdı çıkartıp her iki tarafa da iyot çözeltisi damlatalım. ( İyot çözeltisi nişastanın ayracıdır. Nişastanın bulunduğu bölgeyi mavi renge değiştirir.) Işık alan yaprak kısmı mavi renge dönüşür ve ışık almayan kısmın ise rengi değişmez.
11
FOTOSENTEZ SOLUNUM Bütün canlılar hayatlarını devam etmek için enerjiye ihtiyaçları vardır. Canlılar besin maddelerini kullanarak enerji elde etmelerine solunum denir. Solunum oksijenli solunum ve oksijensiz solunum olmak üzere ikiye ayrılır. 1- Oksijenli Solunum Besinlerin oksijen ile yakılarak enerji elde edilmesine oksijenli solunum denir. Oksijenli solunumun gerçekleştiği organel mitokondridir. Oksijen + Glikoz Su + Karbondioksit + Enerji Mitokondri Oksijenli solunumda besinler tam olarak parçalandığından açığa çıkan enerji miktarı fazladır. Oksijenli solunumda açığa çıkan enerji oksijensiz solunumda açığa çıkan enerjinin 19 katıdır.
12
FOTOSENTEZ Oksijenli Solunumu Hangi Canlılar Yapar? Oksijenli solunum hemen hemen her canlıda meydana gelen bir olaydır. Bazı bakteriler, hayvanlar, insanlar, mantarlar, çimlenmekte olan tohumlar ve bitkiler solunum yapan canlılardır. Canlılar solunumu gece-gündüz yapabilmektedir. Bitkiler gündüzleri solunum ile ürettikleri oksijeni fotosentez yapmak için kullanılır.
13
FOTOSENTEZ OKSİJENSİZ SOLUNUM Bazı canlılar oksijen kullanmadan yaşamlarını sürdürebilmek için enerji elde ederler. Glikozdan oksijen kullanmadan enerji elde edilmesine oksijensiz solunum denir. Oksijensiz solunum sitoplazmada gerçekleşir. Oksijensiz solunumda glikoz büyük besin maddelerine parçalanır Enerji üretimi oksijenli solunuma göre daha azdır. Omurgalıların çizgili kas hücrelerinde oksijen yetersiz ise kas hücreleri oksijensiz solunum yaparlar. Bu durumda kaslarda yorgunluk asiti olarak bilinen laktik asit oluşur. Bazı canlılarda oksijensiz solunum sonucu üretilen büyük moleküller etil alkol olarak oluşur.
14
FOTOSENTEZ Oksijensiz Solunumu Hangi Canlılar Yapar? Birçok bakteride, maya mantarlarında, bazı bir hücreli canlılarda, insanların ve hayvanların çizgili kas hücrelerinde görülür. Hamurun ya da yoğurdun mayalanmasında Üzüm suyunun sirke veya şarap eldesin de Turşu veya soya sosu eldesin de Sütten peynir yapımında oksijensiz solunum gerçekleşir.
15
FOTOSENTEZ OKSİJENLİ SOLUNUMOKSİJENSİZ SOLUNUM Bazı bakteriler, bir hücreliler ve çok hücrelilerde görülür Bir çok bakteriler, maya mantarlarında ve oksijensiz kalan kaslarda gerçekleşir Mitokondride gerçekleşirSitoplazmada gerçekleşir Oksijen kullanılırOksijen kullanılmaz Parçalanan besin glikozdur Ürün, su ve karbondioksittirÜrün, etil alkol veya laktik asittir. Açığa çıkan ATP oksijensiz solunumdan daha fazladır Açığa çıkan ATP oksijenli solunumdan azdır.
16
FOTOSENTEZ OKSİJENLİ SOLUNUMFOTOSENTEZ Bazı bakteriler, bir hücreliler ve çok hücreleriler de görülür Klorofil içeren bazı bakterilerde ve tek hücrelilerde ve bitkilerde görülür Besin ve oksijen kullanılırSu ve karbondioksit kullanılır Su ve karbondioksit açığa çıkar Besin ve oksijen açığa çıkar Gece- gündüz olurIşıklı ortamda olur. Fotosentez Solunum Gece Gündüz Zaman Fotosentez Hızı
17
FOTOSENTEZ KLOROPLAST MİTOKONDRİ SU Karbon dioksit OksijenBesin
18
FOTOSENTEZ CANLILAR Canlılar beslenme özelliğine göre üçe ayrılırlar 1-Ü reticiler (Ototrof canlılar ) 2-Tüketiciler ( Hetetrof canlılar ) 3-Hem üreticiler hem de tüketiciler 1-Üreticiler ( ototrof ) Canlılar Kendi besinini kendisi sentezleyen canlılara üretici canlılar denir. Fotosentez yaparlar (yeşil bitkiler ve klorofil taşıyan bütün bakteriler olup) ihtiyaç duyduklarında enerjiyi güneşten alırlar. 2-Tüketiciler ( Hetetrof ) Canlılar İhtiyaç duydukları organik besinleri çevrelerinden hazır olarak alırlar Aldıkları besinlerine göre; Etçiller, Otçullar, Hem otçul hem de etçiller, Çürükçül yaşayanlar ve Ortak yaşayanlar olarak ayrılırlar.
19
Otçullar Otları yiyerek beslenirler Doğrudan üretici canlıyı yiyerek birinci tüketici durumundadırlar. At, eşek, koyun, inek gibi hayvanlar bu gruptandır. Otçul hayvanlara herbivorlar denir Sindirim sistemleri bitkisel besinlerdeki selülozu sindire bilecek kadar iyi gelişmiştir. Etçiller Et yiyerek beslenen canlılardır. Aslan, kaplan, köpek, kurt gibi hayvanlar bu gruba girerler Köpek dişleri, iskelet ve kas sistemleri iyi gelişmiştir. Et ile beslenen canlılara karnivorlar da denir.
20
Hem Etçiller Hem Otçullar Bu tür hayvanlara omnivor hayvanlar denir. Ayı, insan ve bazı balıklar bu gruba girerler Et ve ot yiyerek beslenirler Çürükçül Yaşayan Canlılar Bu tür canlılara saprotif canlılar denir. Ölü organik artıkları inorganik maddelere dönüştürürler Çürükçüllere ayrıştırıcılarda denir. Bazı mantar ve bakteri türleri bu gruba girer. Bu tür canlıların enzim sistemleri oldukça gelişmiştir. Çürükçül canlılar çok zehirli maddelere az zehirli maddelere dönüştürürler Ayrıca üreticilere inorganik madde kaynağı sağlarlar.
21
Ortak Yaşayan Canlılar ( simbiyoz yaşam ) İki ayrı türün birlikte yaşamasına denir. Asalaklar ( parazitler ) bu gruba girerler Hem Ototrof - Hem Hetetrof Canlılar Hem üretici hem de tüketici olan canlılardır. Bu grupta yer alan canlıların en tipik örnekleri böcek yiyen bitkiler ve öğlena’dır. Bu canlılar kloroplast taşıdıkları için fotosentezle inorganik maddelerden organik madde sentezlerler. Bu bakımdan ototrof canlılardır. Ancak böcek yiyen bitkiler azot bakımından fakir topraklarda yaşadıkları için ihtiyaç duydukları azotlu bileşikleri yakaladıkları böcekleri sindirerek karşılarlar. Bu bakımdan da hetetrof özelliği gösterirler Kısaca hem üretir hem de tüketirler.
22
BESİN ZİNCİRİ Besin zinciri; üretici tüketici ve ayrıştırıcılardan oluşmaktadır. Besin zincirinin ilk halkasında üreticiler vardır, diğer halkalarında tüketiciler bulunur. Canlılar enerji gereksinimlerini besinlerden karşılarlar Besinlerin temel enerji kaynağı güneştir. Besin zincirinin ilk halkasını oluşturan üreticiler güneş enerjisini kimyasal enerjiye çevirerek depolarlar Üreticiler fotosentez yaparak tüketiciye besin üretirler. Doğadaki birbirine bağlı çok sayıda besin zincirinin oluşturduğu yapıya besin ağı denir. Bitkileri besin olarak kullanan hayvanlar otoburlar ( herbivorlar ) dır. Otobur hayvanları besin olarak kullanan hayvanlar II. Tüketicilerdir. II. Tüketicileri besin olarak kullanan hayvanlar da III. Tüketiciler dir.
23
Ayrıştırıcıların başında Bakteri ve mantarlar gelir. Bu canlıların ekosistemdeki rolü son derece önemlidir. Ölmüş insan, hayvan ve bitkilerin artıklarında bulunan organik maddeleri kullanırlar Bunlara Çürükçül ( saprofit ) beslenme denir. Böylece hem tabiat temizlenmiş olur hem de azot döngüsü devam eder. BİTKİLER ( Üreticiler ) OTÇULLAR ETÇİLLER Üreticiler I. Tüketiciler II. Tüketiciler III. Tüketiciler
24
Besin Piramidinde Üreticiden Tüketiciye Doğru Gidildikçe 1-Kaybedilen enerji miktarı artar 2-Aktarılan enerji azalır 3-Birey sayısı azalır ( tür ve canlı sayısı azalır) 4-Vücut büyüklüğü artar 5-Kimyasal madde birikimi artar ( zehir miktarı artar) Besinlerdeki enerjilerin bir kısmı canlılar tarafından kullanılır, bir kısmı da ısı enerjisi şeklinde kaybedilir. Her basamakta ısı enerjisi kaybolur.
25
DOĞADA MADDE DÖNGÜLERİ Doğadaki madde döngüsünde en önemli rolü çürükçüller (saprofitler) üstlenir. ( Bazı mantarlar ve bakteri türleri ) Organik artıkları inorganik maddelere dönüştürürler 1-SU DÖNGÜSÜ Buz Su Su Buharı Tabiatta su katı, sıvı ve gaz halinde bulunur. Tüm canlılar yaşamlarını sürdürebilmeleri için suya ihtiyaç duyarlar. Canlılar genellikle suyu sıvı halde alır buhar ve sıvı halde tekrar doğaya tekrar geri verirler. Yeşil alanların azalması, hava kirliliği, küresel ısınma su döngüsünü bozmaktadır. Zamanla kullanılan temiz suyun azaldığı görülmektedir.
26
2- KARBONDİOKSİT VE OKSİJEN DÖNGÜSÜ Besinlerin azalması, yakıtların gereğinden fazla kullanılması, araç sayısının ve insan sayısının zamanla artması karbondioksit ve oksijen döngüsünü bozar. Atmosferde artan karbondioksit gazı seralarda olduğu gibi güneş ışığını tutar. Buna sera etkisi denir. Sera etkisinin sonunda buzullar erir, deniz seviyeleri yükselir. Sıcaklık artışı görülür. Canlılar hayatlarını sürdürebilmeleri için oksijene ihtiyaç vardır. Bu gerekli olan oksijen fotosentez sonucu ortaya çıkar. Oksijen aynı zamanda ozon moleküllerini oluşturur. NOT: Havadaki karbondioksit miktarının artması sera etkisine yol açar. Güneşten gelen ışığın ve ısın bir kısmı karbondioksit tarafından tutulur. Bu durum dünyanın sürekli ısınmasına neden olur.
27
3-AZOT DÖNGÜSÜ Havanın %78’ ini azot gazı oluşturmaktadır. Azot havadaki oksijenin solunabilir olmasını sağlar. Ayrıca havanın yanmasını önler. Azot, proteinin ve nükleik asitlerin yapısına katıldığından canlı için önemi büyüktür. Canlılar havadaki azotu doğrudan kullanamazlar. Azot, yıldırım ve şimşek yoluyla toprağa düşer Azot bağlayıcı bitkiler sayesinde bitkilerin kullanabileceği hale gelir ve bitkilerle beslenen hayvanlar azotu devralır. Daha sonra bitkiler ve hayvanlar ölerek azotu tekrar doğaya bırakırlar. Bilinçsizce kullanılan gübre, fosil yakıtlarından çıkan, yanlış bitki ekimi doğanın tabii azot döngüsünü olumsuz etkiler.
28
4- FOSFOR DÖNGÜSÜ Fosfor nükleik asitler, ve ATP gibi bir çok molekülün sentezi için gereklidir. Fosforun tabiattaki kaynağı, yerkabuğundaki fosfatlı kayaçlar ile sular oluşturur. Fosfor atmosferde gaz halinde bulunmaz Kayaçların aşınması sonucu suda eriyen fosfatın bir bölümü bitkilere aktarılır. Bitkilerden de etçillere aktarılarak fosfor döngüsü gerçekleştirilir.
29
ÇEVRE KİRLİLİĞİ Her türlü madde ve enerji birikiminin normal koşullardaki sayısından daha fazla çevreye katılmasına çevre kirliliği denir. Aşırı nüfus artışı, ulaşım, sanayinin gelişmesi çevre kirliliğine neden olmaktadır. Çevre kirliliği denildikçe ilk akla gelen su kirliliği, hava kirliliği, toprak kirliliği ve nükleer kirliliği akla gelir. Alınacak Önlemler Su kaynakları kirletilmemelidir. Ağaçlar kesilmemeli düzenli olarak yenileri dikilmelidir. Bilinçli tarım yapılarak topraklar kirletilmemelidir. Sanayiler biriktirdikleri atıkları arıtarak zararsız hale geldikten sonra doğaya bırakmalıdır. Türlerin yaşam alanlarını korumak ve sayılarını arttırmak Geri dönüştürülebilen artık maddeler tekrar kullanılmalıdır. Bütün koruma önlemleri için insanlar eğitilmelidir.
30
ENERJİ KAYNAKLARI 1- Yenilenemez Enerji Kaynakları A)Fosil yakıtları B)Nükleer Enerji A)Fosil Yakıtları Petrol, doğalgaz, kömür, LPG, mazot, plastik boya, B) Nükleer Enerji Uranyum, toryum, plütonyum gibi radyoaktif elementler kullanılarak nükleer enerji kullanılır. Nükleer enerjinin üretimi sırasında radyasyon yayan artıklar oluşur. Bu artıklar önlemler alınmadığı taktirde canlıya zarar verir.
31
2- Yenilenebilir Enerji Kaynakları Hidroelektrik enerjisi (Suyun hareketinden yararlanılarak elektrik enerji üretilir.) Rüzgar enerjisi ( Rüzgarın hızından yararlanılarak elektrik enerjisi elde edilir.) Jeotermal enerji ( Yer kabuğundan çıkan sıcak su ve buhardan yararlanılarak ısı ve elektrik enerjisi elde edilir.) Güneş enerjisi ( Aydınlatma güneş pilleri ısınma elektrik enerjisi elde edilir.) Biyokütle ( bitki ve hayvan artıkları ) (Hayvan artıkları yakılarak elektrik enerjisi üretilir) Hidrojen enerjisi Hidrojen doğada serbest olarak bulunmaz Bu nedenle doğal bir enerji kaynağı değildir. Elde edilmesi için enerji kullanılması gereklidir. Hidrojen yandığında açığa çıkan enerji çok büyüktür. Su ve biyokütlelerden elde edilir. Çevre dostu bir kaynaktır.
32
GERİ DÖNÜŞÜMÜN FAYDALARI 1.Doğal kaynaklar korunur 2.Enerji tasarrufu sağlanılır 3.Artık madde miktarı azalır 4.Doğaya katkıda bulunur 5.Ekonomiye katkıda bulunur