Organik Maddeler
Karbonhidratlar
Karbonhidratların en küçük birimi şekerlerdir. Beslenmedeki temel şekerler glikoz, fruktoz ve galaktozdur. Her birinin kendine özgü bir tadı vardır. Evde kullanılan şeker en tatlı ve en çok kullanılan şekerdir. Daha u-zun şeker zincirlerine önek olarak nişasta verilebilir. Nişastanın emilmesi ve sindirilmesi şekerden daha yavaş olur. Kan şekerine ve insülin düzeyine etkisi de daha azdır. Bazı karmaşık karbonhidrat türleri sindirilemezler. Bu maddeler su tutar. Olumlu değerleri yoktur ama sağlıklı bir sindirim düzeni için yaşamsal işlevleri vardır. C, H ve O 'den meydana gelmiştir. Üç önemli görevi vardır. 1) Canlıların birinci sırada kullandığı enerji kaynağıdır. 2)Yapısal maddedir. Bitkilerde çeperin yapısına, bütün canlı hücrelerde de zarın yapısına katılarak görev yapar. (Glikoz + lipid = Glikolipid, Glikoz + protein = Glikoprotein şeklinde hücre zarı ve hücre çeperine katılır). 3) ATP, DNA, RNA, NAD, NADP, FAD yapılarında bulunur. Karbonhidratlar üç çeşittir.
1) Monosakkaritler = Tek Şekerliler:
Sindirime uğramazlar.(3 - 8) C ' ludur. İçerdikleri C sayısına göre ;
a) 3C'lu şekerler : Gliser aldehit (Triozlar)
b) 5C'lu şekerler : Riboz, Deoksiriboz (Pentozlar)
c) 6C'lu şekerler : Glikoz, Galaktoz, Fruktoz (Hegsozlar)
Monosakkaritlerden Riboz , ATP ve RNA'da bulunur. Deoksiriboz ise DNA'da bulunur. Glikoz (Kan şekeri) bal, üzüm ve incirde bol bulunur. Açlık ve koma anında kullanılır. Fruktoz (meyve şekeri), bal ve olgun meyvelerde bol bulunur. Galaktoz (süt şekeri), süt ve süt ürünlerinde bol bulunur, doğada az bulunur. Hayvansal bir besin kaynağıdır. Glikozun ayıracı Fehling veya Benedict çözeltisidir. Kırmızı renk oluşturur.
2) Disakkaritler = Çift Şekerliler:
İki monosakkaritin dehidrasyon senteziyle birleşmesinden meydana gelir.
Glikoz + Glikoz = Maltoz (meyve şekeri) + H20
Glikoz + Fruktoz = Sakkaroz = Sükroz (Çay şekeri)+ H20
Glikoz + Galaktoz = Laktoz (süt şekeri)+ H20
Maltoz ve sükroz bitkilerden, laktoz da hayvanlardan ve insanlardan sağlanır.
3) Polisakkaritler = Çok Şekerliler:
Çok sayıda Glikozun dehidrasyon sentezi ile birleşmesinden meydana gelir.
Glikoz + Glikoz + Glikoz +.............+ Glikoz = Nişasta
Glikoz + Glikoz + Glikoz +.............+ Glikoz = Selüloz +(n-l)H20
Glikoz + Glikoz + Glikoz +.............+ Glikoz = Glikojen
Son ürünlerin farklı olmasının nedeni glikozların bağlanma biçimleri ve oluşan zincir yapısındaki farklılıktır.
a) Nişasta
Bitkilerde glikozun depo şeklidir. Düz zincirlidir ve alfa glikozit bağı ile bağlanmış, amiloz ve amilopektinden oluşur. Suda az çözünür. İyot ile maviye boyanır. Nişasta, lökoplastta depolanır. Yumru ve tohumlarda daha çok depolanır. Örnek: Patates
b) Glikojen
Hayvanlarda glikozun depo şeklidir. Suda çözünür. İyot ile kahverengiye boyanır. En fazla karaciğer ve kaslarda bulunur ve depo edilir.
c) Selüloz
Bitkilerde yapı maddesidir. Hücre çeperinin yapısına katılır. Suda çözünmez. İnsanda sindirimi yoktur. Geviş getirenlerde ve termitlerde mutualist yaşayan bakterilerce sindirilir.
Yağlar
Az miktarda alınması ile yüksek enerji verirler. Vitaminlerin bağırsaklardan emilip kana karışmasını sağlarlar. Yağlar, hayvansal ya da bitkisel o-labilir. Yağlar karbon. Hidrojen, ve oksijenden bazen de ilave olarak azot ve potasyumdan meydana gelmiştir.Yapısındaki oksijen miktarı şekerlerdekin-den azdır. Yağlarda çeşitliliği yağ asitleri sağlar. Suda çözünmezler. Organik çözücüde çözünürler (alkol, eter gibi). Isı ve darbeye karşı koruyucudur (Örnek: Balina ve Kutup ayılarında olduğu gibi). Yağların enerji verimlerinin çok olmasının sebebi karbon sayılarının çok olmasındandır. Yağların 2. dereceden enerji verici olarak kullanılmasının sebebi sindiriminin çok zor olmasındandır. Karbonhidrat ve proteinlerin fazlası yağa dönüştürülür. Bunun nedeni ise yağların enerji verimlerinin yüksek olması ve uzun süreli kullanılabilmesidir. Solunumla yıkılmaları sonucunda fazla su açığa çıkarırlar. O-nun için özellikle kış uykusuna yatan, uzun süreli göç eden ve suyun az olduğu ortamlarda yaşayan hayvanlarda iyi bir depo ve enerji maddesidir. Aynı zamanda hafif olduğu için uçmada hayvana avantaj sağlar. Yağ asitleri en basit lipitler olup, uzun karbon zincirlerinden oluşurlar. Karbonlar arasındaki bağlar tek ise doymuş, çift ise doymamış yağ asitleridir. Doymamış yağlar bitkiseldir ve sıvıdır. Doymuş yağlar ise hayvansaldır ve katıdır. Doymamış yağların yüksek sıcaklık ve basınçta hidrojenle doyurulmasıyla margarin yapılır. Oleik asit, zeytinyağında; Linoleik asit tohumlarda; Butirik asit tereyağında bulunur. Steroid zarların yapısına katılır. Aynı zamanda vitamin ve hormon olarak iş görür.
Proteinler
Karbon, hidrojen, oksijen, azot ve bazılarında kükürt ve potasyum bulunur. Yapı taşları 20 çeşit aminoasittir. Enzim, hormon ve hücre zarı yapısına katılırlar. Solunumla ancak zor durumlarda yakılırlar. Solunum ürünleri su, karbondioksit, hidrojen sülfür, amonyak, üre ve ürik asittir. Proteinler, virüslerden insanlara kadar bütün canlılarda yaşamsal rolleri olduğundan hücrelerde en çok bulunan organik moleküllerdir. Proteinler enerjiyi hemen kaybettiklerinden 3. dereceden enerji kaynağıdırlar. Proteinler vücutta enerji kaynağı olarak kullanılırsa vücutta zayıflama ve dengesizlik görülür. Proteinler her canlı türüne özgü olup antijen özellik gösterirler. Yani farklı özelliğe sahip bir canlıya aktarıldığında antikor oluşumuna sebep olurlar. Proteinlerin farklı olmasının nedeni, aminoasitlerin sayısı, çeşidi ve dizilişi yani sırasının farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Proteinlerin ayıracı Biüret çözeltisi veya susuz nitrik asittir.
Vitaminler
Vücut direncini arttırırlar. Enzimlerin yapısına katılırlar. Düzenleyicidirler, enerji vermezler, sindirilmezler. Bir kısmı, besinde bulunduğu şekliyle vitamin özelliğinde değildir. Bunlar vücuda alındıktan sonra vitamin özelliği kazanırlar. Bunlara provitamin denir. Vitaminler, suda eriyen ve yağda eriyen vitaminler olmak üzere ikiye ayrılırlar.
Suda Eriyen Vitaminler: Bl Vitamini, B2 Vitamini, B3 Vitamini, B5 Vitamini, B6 Vitamini, B12 Vitamini' dir. Yağda Eriyen Vitaminler: A Vitamini, D Vitamini, E Vitamini, K Vitamini' dir.
İnsan vücudunda A, B, D, K vitaminleri sentezlenir. A vitamini karaciğerde, B ve K vitaminleri bağırsakta bakteriler tarafından, D vitamini deride üretilir. A, D, K vitaminleri karaciğerde depolanır. Diğerlerinin fazlası atılır.
A Vitamini
Yağda eriyen vitaminlerden biridir. A vitamini hayvansal ürünlerde, örneğin balık karaciğer yağı, karaciğer, süt yağı ve yumurta sarısında bulunur. Renksiz denecek kadar açık sarı renkte bir vitamindir. Hayvansal yağlar, vitamin A yanında değişik derecelerde karotenler de içerirler.
Karotenler bitkilerde bulunur ve fotosentezde katalizör rol oynarlar. Bu nedenle koyu yeşil yapraklı bitkilerde daha çok bulunur. Havuç dışında kalan diğer kök ve yumru sebzeler çok az karoten içerirler. A vitaminin faydaları: 1) Epitel dokuyu kurumaya sertleşmeye ve dejenerasyona karşı koruyan müköz salgının sentezine yardım eder. Epitel doku, vücudumuzu kaplayan derinin üst tabakasında, burun, ağız, solunum ve sindirim sistemi iç yüzeylerinde bulunur. Epitel doku sağlıklı olduğunda vücuda bakteri girişini engelleyici bir rol oynar. 2) Gözün karanlıkta görmesini sağlar. Rodopsin, parlak ışıkta parçalanır, yeniden yapımı vitamin A aracılığı ile olur. 3) Ameloblast oluşumunu sağlar. Ameloblastların sağlıklı diş mineleri yaratabilmeleri ancak yeterli vitamin A varlığında mümkündür. 4) Kemik büyümesi, üreme fonksiyonu ve genel büyüme sürecinin gerçekleşmesinde etkindir. Vitamin A yetersizliği protein sentezini olumsuz yönde etkiler. Karaciğer vücuda bir kaç ay yetecek kadar vitamin A depolayabilir. Fazla A vitamini almak toksik etki gösterir. Balık yağı, yumurta sarısı, süt, peynir, karaciğer ve yeşil sebzelerde bol bulunur.
B Vitamini
B Kompleks vitaminleri: Fonksiyonları birbirleriyle bağımlı ancak yapıları farklı, suda çözünen bir grup vitamine verilen isimdir. Karbonhidrat, yağ ve proteinlerin vücut içinde kullanılmasında katalizör olarak görev yapar. Beriberi, Pellegra hastalığını ve kansızlığı önler. Tiamin, Riboflavin, B6 vitamini, B12 vitamini, Niasin, Folik asit ve Pantotenik asit ve biyotin bu grupta yer alır.
C Vitamini
Suda eriyen vitaminlerden biridir. Askorbik asit olarak da bilinir. Vitaminlerden içinde yıkımı en kolay olan vitamindir. Stres, ilaçlar ve kimyasallar askorbik asit gereksinimini arttırır. Karaciğerde kolesterolün parçalanmasında ve safra asitlerine dönüştürülerek atımında rol oynar. Vitamin C demir emilimini arttırıcı etkisini demirle alkali ortamda çözünebilir kompleksler oluşturarak gerçekleştirir. En çok bulunduğu dokular böbrek, retina ve hipofız bezi ve beyindir. Alınan C vitamininin fazlası böbrekler yoluyla dışarı atılır. Vitamin C kaynakları turunçgiller, çilek, domates, kivi, yeşil yapraklı sebzeler, lahana ve karnabahardır. Sigara içiminin C vitamininin kandaki düzeyini düşürücü etkisi olduğundan, sigara içenlerin normallere göre 2 kat daha çok C vitamini almaları gerekmektedir. Vitamin C yetersizliğinde skorbüt hastalığı ortaya çıkar.
D Vitamini
Besinlerde doğal olarak çok az bulunur. Esas kaynak güneş ışığı ile derinin temas etmesidir. Vitamin D hücre membranlarından geçerek hücre içinde spesifik bir reseptöre bağlanır. Daha sonra nükleusa geçip DNA' ya bağlanır ve özel bir protein veya peptidlerin sentezi için mesajcı RNA yapımını uyarır. Vitamin D' nin hücre nükleusunu etkileyerek aktivitesini göstermesi ona aynı zamanda hormon niteliği kazandırmıştır. Büyüme döneminde vitamin D kemikte kondrosit hücrelerinin farklılaşmasında rol oynar. Böylelikle kemikte mineralizasyonu destekler. Vitamin D gereksiniminin en iyi karşılanma yolu güneş ışığından yeterince yararlanmaktır. Anne sütüyle beslenen bebekler 6. aya kadar yeterince güneş ışığı alamayabilirler. Bu nedenle D vitamini eklemesi gerekebilir.
E Vitamini
Yağda eriyen vitaminlerden biridir. Sekiz doğal formu mevcuttur. Sıvı yağlar, yağlı tohumlar, buğday ve embriyosu ve koyu yeşil yapraklı sebzeler en zengin kaynaklarıdır. Vitamin E'nin emilimi yağ emiliminin sağlıklı olması ile mümkündür. Yetersizliğinde, hayvanlarda hücre zarının bozulması sonucu hücre içi maddeler hücre dışı sıvılara sızar. İnsanlarda yetersizlik belirtilerine prematüre bebeklerde ve yağ emilimi bozulmuş yetişkinlerde rastlanır. Sigara içenlerde gereksinim fazladır.
K Vitamini
K Vitamini yağda eriyen vitaminlerdendir. Kan pıhtılaşmasında önemli rol oynar. Lahana, karnabahar, ıspanak ve diğer yeşil sebzelerde, soya fasulyesi ve tahıllarda bulunur. Genellikle vücutta bağırsak bakterileri tarafından sentez edilir.
Vücuttaki Fonksiyonları: Kanın pıhtılaşmasını sağlar. Bazı çalışmalar özellikle yaşlılarda kemikleri güçlendirdiğini göstermektedir. Pıhtılaşmada ve kemik yapımında kalsiyuma yardımcıdır.
Nükleik Asitler
Nükleik asitler, organik moleküllerin oldukça büyük ve kompleks yapıda olanıdır. Bütün canlılarda bulunurlar. Nükleik asitler canlıların kalıtım maddesidir. Canlılardaki enerji üretimi, protein sentezi, büyüme, üreme gibi bütün yaşamsal olaylar nükleik asitlerdeki bilgilerle kontrol edilir. Nükleik asitlere bu özelliklerinden dolayı yönetici moleküller denir. İlk kez hücrenin çekirdeğinde görüldüğü için çekirdek asiti anlamına gelen nükleik asit adı verilmiştir. Yapısında, Karbon (C), Hidrojen (H), Oksijen (O), Azot (N) ve Fosfor (F) elementleri bulunur. Bu elementlerin birbirine bağlanması ile nükleotit denilen yapı birimleri oluşur. Bir nükleik asit molekülü çok sayıda nükleotitden oluşur. Bir nükleotidin yapısında 5 Karbonlu bir şeker, azotlu organik bir baz ve fosfat bulunur. Nükleotitlerin yapısına riboz ve deoksiriboz olmak üzere iki çeşit şeker katılır. DNA'nın yapısına deoksiriboz şeker, RNA'nın yapısına riboz şeker katılır. Her ikisi de 5 karbonlu şekerlerdir. Riboz şekerinde karbon atomuna (-OH) grubu bağlanmıştır. Deoksiriboz şekerde ise aynı karbon atomuna (-H) atomu bağlanmıştır. Nükleik asitlerin yapısına katılan organik bazlar pürin ve pirimidin olmak üzere iki çeşittir. Pürin bazları, çift halkalı büyük moleküllerdir. Adenin (A) ve Guanin (G) pürin grubu bazlardır. Pirimidin bazları ise tek halkalı küçük moleküllerdir. Sitozin (S veya C), Timin (T), Urasil (U) pirimidin bazlarıdır.
Bu bazlardan Adenin, Sitozin ve Guanin iki nükleik asitin yapısına da katıldığı halde Timin DNA' nın, Urasil ise RNA'nın yapısında bulunur. Bu duruma göre, DNA molekülünü yapan nükleotitlerde Adenin (A), Timin (T), Sitozin (C) ve Guanin (G) bazları yer alır. RNA'nın nükleotitlerinde ise Adenin(A), Guanin (G), Sitozin (C) ve Urasil (U) bazları bulunur.
Şeker ve azotlu bazların dışında nükleotit yapısına katılan diğer bir molekül ise fosforik asittir. Her nükleik asit (DNA veya RNA) dört farklı nükleotidin uzun bir zincir oluşturacak şekilde birleşmesi ile meydana gelir.
Nükleotitler birbirine şeker ve fosfat grupları ile bağlanarak molekülün asıl omurgasını oluşturur. Bu omurga bütün nükleik asitlerde benzerdir. DNA molekülünde, bu omurgadan birbiri üzerine sarmal yapmış iki zincir vardır.
Nükleik asitlerin her canlıda farklı bilgiler taşıması, yapılarındaki nükleotitlerin dizilişinden kaynaklanır. Dolayısıyla canlıların çeşitliliği her türün nükleik asitlerindeki bu özel nükleotit dizilişine bağlanmaktadır.
Canlılar dünyasında deoksiribonükleik asit (DNA) ve ribonükleik asit (RNA) olmak üzere iki çeşit nükleik asit vardır.
Organik Maddeler
İnorganik Maddeler ve Canlılar İçin Önemi
Mineraller
Sağlıklı dokular yapmak için vücut madensel tuzlara ihtiyaç duyar. Sodyum ve potasyum doğada her yerde bulunur ve bu elementlerin dengeli bir biçimde bulunması yaşam için gereklidir. Kalsiyum kemikler ve dişlerin ana bileşeni olduğu için büyük miktarlarda alınmalıdır. Büyüme çağındaki çocuklarda kalsiyum gereksinimi daha fazladır. Süt, peynir ve yoğurt gibi süt ürünleri, tahıllar ve konserve balık zengin kalsiyum kaynaklarıdır. Kemik i-çin önemli diğer madensel madde fosfattır. Magnezyum hücre enzim sisteminin hayati bir unsurudur. Çoğu tahıl ve sebzelerden alınır. Aşırı kötü beslenme ve alkolizm dışında eksikliği görülmez. Demir vücut dokularının vazgeçilmez bir yapıcısıdır. Kemik iliğinde kana renk veren maddenin yapımında kullanılır. Yetersiz alınan demir kansızlığa yol açar. En iyi demir kaynakları kırmızı et, sakatat, sardalya, bezelye, fasulye, patates, tahıllar, kakao ve kırmızı şaraptır. Az miktarda gerekli madensel tuzlar iyot, çinko, bakır, kobalt, selenyum ve kromdur. Minerallerin vücut içindeki görevleri şunlardır:
1) Enzimlerin ve hemoglobinin yapısına katılır.
2) Kemiklerin ve dişlerin gelişmesini sağlar.
3) Vücut ve hücre sıvısının osmotik basıncını ayarlar.
Su
İnorganik maddedir ve sindirime uğramaz. Enzimlerin çalışması ve kimyasal reaksiyonların meydana gelebilmesi için su şarttır (Örnek: Hidroliz). Adhezyon ve kohezyon özellikleri ile bitkilerde su taşınmasında rol oynar. İyi bir çözücüdür. Metabolizma sonucu oluşan amonyak ve üre su ile çözünerek dışarı atılır.
Canlılarda Temel Bileşenler
Bütün canlılar hayatlarını sürdürebilmek için besin maddelerini tüketmek zorundadırlar. Bazı canlılar bu besinlerin çoğunu kendi vücutlarında üretirler. Böyle canlılara ototrof canlılar denir. Bir çok canlı ise gerekli besinleri dış ortamdan hazır almak zorundadır. Böyle canlılara ise heterotrof canlılar denir. Besinler canlı vücudunda; gerekli enerjinin kazanılmasında, yapı maddesi temininde, yıpranan kısımların onarılmasında ve bütün vücutta düzenlemenin sağlanmasında kullanılır.
Besinler kimyasal yapılarına göre organik ve inorganik besinler olmak üzere ikiye ayrılır. Elde ediliş kaynaklarına göre de bitkisel ve hayvansal besinler olmak üzere ikiye ayrılır. Ayrıca besinler görevlerine göre enerji vericiler, yapıcı- onarıcılar ve düzenleyiciler olmak üzere üçe ayrılır.
Enerji vericiler: Karbonhidrat, yağ, protein
Besinlerde Enerji verim sırası: Yağ, protein, karbonhidrat
Yapıcı-onarıcı: Protein, yağ, karbonhidrat
Düzenleyiciler: Protein, vitamin, mineraller, su
Açlık anında kullanım sırası: Karbonhidrat, yağ, protein
Sindirim kolaylığı: Karbonhidrat, protein, yağ
Krebs Çemberi (karbon yolu)
Glikoz molekülündeki karbon atomlarının karbondioksit halinde serbest kaldığı reaksiyon basamaklarına karbon yolu denir. Birinci basamakta, glikoz molekülünün pirüvik aside kadar yıkımından bir önceki bölümde söz edildi. Solunum olaylarında ilk karbondioksit çıkışı, pirüvik asidin parçalanmasıyla başlar. Parçalanma sonucu, 1 molekül karbondiositle, iki karbon atomlu asetaldehit oluşur. Bu bileşik mitokondri içine girmeden önce asetil CoA'ya dönüşür. Asetil CoA, "krebs döngüsüne" girer. Burada dört karbonlu bir madde ile birleşerek altı karbonlu kararsız ara bileşik oluşur. Krebs döngüsünde altı karbonlu bileşiğin karbonları CO2 şeklinde dışarı verilir. Döngü sırasında hidrojen iyonları da serbest kalır. Bunlar da ortamda bulunan NAD koenzimleri tarafından yakalanarak elektron taşıma sistemine aktanlırlar. Krebs çemberinde doğrudan ATP üretimi yoktur. Bu döngünün amacı karbondiositin yapısında bulunan karbon atomlarının serbest kalması ve elektron taşıma sistemi için hidrojen ve elektron sağlamaktır. Sonuç olarak krebs devrinin sonuna kadar geçen tekimelerde glikozun yapısında bulunan bütün CO2 atomları açığa çıkar. Bunun yanında NADH2 ve GTP sentezi gerçekleşir.
Oksitatif fosforilasyon (Son oksidasyon evresi, Elektron taşıma sistemi, ETS)
Solunumda en önemli olay ATP sentezidir. Oksijenli solunumun l.ve 2. basamaklarında, enerji üretimi oldukça azdır. Asıl üretim hidrojen yolu ve ETS reaksiyonlarında geçekleşir. Hidrojen atomu bir proton ve bir elektrondan yapılmıştır. Hidrojen yolunun bazı basamaklarında proton ve elektron birlikte taşınır. Bir basamaktan sonra elektron ve hidrojenleri farklı yol izlemeye başlarlar. En son aşamada elektronlar oksijen atomuna taşınır ve orada hidrojen'le birleşerek suyu oluştururlar. Basamaklar halinde gerçekleşen bu tepkimelerde çıkan enerjiden ATP sentezlenir.
Sonuçta, oksijenli solunumun tamamında; glikolizde 4 ATP, krebs devrinde 2 ATP ve ETS de 34 ATP olmak üzere toplam 40 ATP sentezlenir. Bunlardan 2 tanesi başlangıçta aktivasyon için harcandığından net kazanç 38 ATP dir.
Oksijenli Solunum (Aerobik Solunum)
Bundan önceki konuda, organizmaların gerek duydukları enerjiyi oksijen kullanmadan elde ettiklerini gördük. Fermentasyonla üretilen ATP, çok hücreli organizmaların organizasyon düzeylerini korumaları ve sürdürmeleri için yeterli değildir. Oksijenli solunum, canlıların gerek duydukları enerjiyi elde edebilmeleri için önemli bir görev üstlenmiştir. Kısaca solunum; canlı hücrelerin, oksijen kullanarak besinler içinde depo edilmiş olan kimyasal enerjiyi açığa çıkarma olayı olarak tanımlanabilir.
Oksijenli Solunum Reaksiyonları
Oksijenli solunum üç aşamada gerçekleşen tepkimeler dizisi şeklinde olur. Bunlar; glikolizis (sitoplazmada), krebs döngüsü (mitokondride) ve elektron taşıma sistemi (mitokondride)dir.
Glikolitik devre (glikolizis)
Solunumda tepkimeye katılan organik moleküller 6 karbonlu şekerlerdir. Solunum yolunun ilk evresi olan glikolizis tepkimeleri ile fermentas-yonun pürivik asit oluşumuna kadar olan tepkimeleri aynıdır. Glikolitik yolda glikoz molekülü oksijen kullanmadan ayrışarak iki molekül pirüvik asit oluşur. Pirüvik asit, üç karbonlu bir moleküldür. Böylece glikoz içinde bulunan altı karbon atomu iki mol pirüvik aside paylaştırılmıştır.
Oksijensiz Solunum Nedir (Fermentasyon)
Fermentasyon, organik moleküllerdeki kimyasal bağ enerjisini oksijen kullanılmadan açığa çıkarılması olayıdır. Bitki ve hayvan hücrelerinde tipik olarak gerçekleşir. Örneğin; bezelye, mısır ve benzeri bitki tohumlarının çimlendirilmelerinin ilk aşamalarında yeterince oksijen akmayabilirler. Aynı şekilde su ile kaplanmış alanlarda bitki kökleri yeterince oksijen bulamazlar. Bu durumda yaşam için gerekli enerji fermentasyonla sağlanır. Bunlara ek olarak, sütün peynir ya da yoğurt haline dönüşmesi, meyve sularının sirkeleşmesi, hamurun mayalanması ve en karakteristik olarak da kas yorgunluğu, fermentasyon tepkimelerinin birer sonuçlarıdır.
Fermentasyon tepkimeleri iki aşamada gerçekleşir. Birinci aşama ak-tivasyonun sağlanması, ikinci aşama ise enerji üretim tepkimelerini kapsar. Birinci aşamada aktivasyon için 2 mol ATP kullanılır. Bu sırada, glikoz molekülü iki ATP molekülü ile reaksiyona girerek altı karbonlu, aktive olmuş bir bileşik oluşturur. Bu bileşik, 3'er karbonlu ve bir fosfat grubu olan iki ayrı küçük moleküle bölünür. Böylece birinci aşama tamamlanmış olur.
İkinci aşamada reaksiyon iki yolda ilerler. Üç karbonlu ve bir fosfat grubu bağlanmış olan moleküle ortamdan bir fosfat daha bağlanarak, üç karbonlu iki fosfatlı bileşikler oluşur. Buraya kadar devam eden reaksiyonlar için 2 ATP harcanmış fakat hiç ATP üretilmemiştir. Bundan sonraki tepkimelerde üç karbonlu bileşiklerde bulunan fosfatlar, ortamda serbest halde bulunan ADP moleküllerine aktarılarak ATP sentezlenir.
Fosfatlarını vermiş olan üç karbonlu bileşiklerin her biri pirüvik aside dönüşür.
İnsan dahil bütün canlılarda, glikozun oksijensiz ortamda pirüvik aside kadar yıkım tepkimeleri aynı şekilde gerçekleşir. Bu basamakları gerçekleştiren enzimler de aynıdır. Pirüvik asitten sonra tepkimeye katılan enzimler değişir. Buna bağlı olarak da farklı son ürünler oluşur. Örneğin; maya hücrelerinin enzimleri, pirüvik asidi, karbondioksit ve etil alkole, bazı bakteriler ise pirüvik asidi karbondioksit ve asetik aside dönüştürürler. Omurgalı çizgili kaslarında ise pirüvik asit laktik aside yıkılır. Laktik asidin çizgili kaslarda fazla birikmesi yorgunluğa neden olur.
Fermentasyonda enerji hesabı
Tepkimelerde üretilen 4 ATP
Aktivasyon için kullanılan 2 ATP
Net Kazanç 2 ATP
Fotosentez Olayı (Bitkilerde Organik Madde Yapımı)
Fotosentez Nedir
İster üretici isterse tüketici olsun, bütün canlılar gerek duydukları enerjiyi organik molekülleri parçalayarak kazanırlar. Organik maddelerde depo edilmiş kimyasal enerjinin asıl kaynağı ise güneştir. Güneşin fiziksel enerjisi organik maddelerde kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür. Bu iş yalnızca klorofil taşıyan canlılar tarafından gerçekleştirilir. Bu canlılar enerji kaynağı olarak güneşi kullanarak karbondioksidi organik maddeye dönüştürürler. Böylece güneş enerjisini kimyasal bağ enerjisine çevirirler. Bu olaya "karbondioksit özümlemesi veya fotosentez" denir. Klorofiller, fotosentezde görev yapan en aktif renk maddeleridir. Klorofiller bitkilerin yeşil renkli görülen bütün bölümlerinde görülmekle birlikte, en fazla yapraklarda bulunur. Bu nedenle fotosentez yapmaya özelleşmiş organlar yapraklardır. Fotosentezde görev alan diğer renk maddeleri karotinoidlerdir.
Karotinoidlerin fotosentezde doğrudan işlevi yoktur. Güneş ışınlarını klorofile aktararak fotosentez hızını artırdığı kabul edilmektedir
Fotosentez tepkimeleri kloroplastlarda başlar ve burada sonlanır. Fotosentez ışık reaksiyonlarında görev alan klorofil ve diğer yapılar granumlarda bulunur. Karbon devrinde görev alan enzim ve diğer yapılar stroma içinde dağınık haldedir.
Fotosentez reaksiyonları
Fotosentez tepkimeleri ışık ve karanlık reaksiyonlar olmak üzere iki bölümde incelenir. Işık tepkimeleri için su ve ışık gerekir. Bu tepkimeler ışık olmadan gerçekleşmez. Karanlık reaksiyonlarda ise karbondioksit molekülüne gereksinim vardır. Bu tepkimelerde ışık kullanılmadığı için "karanlık devre" adı verilmiştir. Karanlık devre reaksiyonlarının çoğu ışık reaksiyonlarıyla birlikte, ışıklı ortamlarda olur.
Işık Tepkimeleri
Işık tepkimelerinde su molekülleri, ışık enerjisiyle parçalanır. Tepkime sonunda (H+), elektronlar (e") ve oksijen açığa çıkar. Hidrojen iyonları ve elektronlar elektron taşıma sistemine aktarılırlar. Elektron taşıyıcıları iyonlarını ve elektronları aldıkları zaman kimyasal olarak indirgenir, verdikleri zamanda da yükseltgenirler. Bu sırada ATP sentezlenir ve O2 serbest kalarak atmosfere geçer. Işık reaksiyonu elektronun hareketine göre devirsel olan ve olmayan olmak üzere iki bölümde incelenir.
Devirsel Fotofosforilasyon
Işıkla uyarılan klorofila molekülünden elektron ayrılır. Elektron bir koenzim olan ferredoksin tarafından yakalanır ve sitokrom sistemine aktarılır. Elektron sitokromlardan klorofile döner. Böylece klorofil kaybettiği elektronu kazanmış ve devir tamamlanmış olur. Elektron aktarımında gerçekleşen yükseltgenme ve indirgenme tepkimeleri sırasında serbest kalan enerjiden ATP sentezlenir.
ADP + P >>>> Kroloplast/Işık >>>> ATP
Devirsel Olmayan Fotofosforilasyon
2 NADP + 2 ADP + 2P + 2H20>>> Kroloplast/Işık 2NADPH2+ 2 ATP + 02
Burada görüldüğü gibi NADPH2 ve 02'le birlikte ATP üretilir. Üretilen NADPH2 ve ATP karanlık devre reaksiyonlarında karbondioksitin indirgenmesi için kullanılır. Oksijen ışık devri reaksiyonlarında yan ürün olarak atmosfere verilir.
Karanlık Devre Reaksiyonları
C02, NADPH2 ve ATP kullanılarak, karbonhidratlar ve çeşitli organik bileşikler sentezlenir. Daha önce belirtildiği gibi tepkimeler doğrudan ışığa bağlı değildir. Tepkimeler çoğunlukla gündüz gerçekleşir ve stromada olur.
Karbondioksit ilk olarak (5C)'lu bileşikle birleşerek, 6CTu bileşikler oluşturur. Bu molekül hemen parçalanır ve 3C'lu fosfogliserik aside dönüşür. Daha sonra 3C'lu asit basit şekerler oluşur. Bunlardan bir bölümü birleşerek 6C'lu glikoz sentezlenir. Bir bölümünden ise 5C'lu bileşikler oluşturulur ve C02 yakalaması için yeniden sisteme geri döner.
Kemosentez
Bazı bakterilerin klorofil gibi yapıları bulunmadığından güneş enerjisinden faydalanamazlar. Üretici olan bu canlılar, dışarıdan organik besin almazlar. Bu organizmalar yaşadıkları ortamdaki inorganik maddeleri oksitleyerek enerji kazanırlar. Bu olaya kemosentez denir.
2NH3 +C02 >>>>> N02 (Nitrit) + H20 + 158 kal. (Enerji Eldesi)
Bu tepkimeden açığa çıkan enerji su ve karbondioksiti birleştirilmek için kullanılır. Böylece canlılar kendilerine gerekli olan organik besin maddelerini yaparlar.
H20 + C02 + K.cal. >>>>> Glikoz + 02 (Besin Sentezi)
ATP Nedir, ATP Nasıl Elde Edilir
Canlı sistemlerinde kimyasal tepkimelerin başlaması için enzimler gereklidir. Ancak tek başına yeterli değildir. Bir tepkimenin başlaması için az da olsa enerjiye gerek vardır. Herhangi bir hücrede geçen bir olayda kullanılan enerji doğrudan ATP den sağlanır.
ATP Yapısı
ATP'nin yapısında, iki organik molekül ve birbirine zincirlenmiş üç fosfat bulunur. Organik moleküllerden biri azot içeren adenin; diğeri 5 karbonlu riboz şekerdir. ATP molekülünde bulunan enerjinin büyük bölümü fosfatlar arasında bulunur. Bu bağa yüksek enerjili fosfat bağı denir ve dalgalı kısa bir çizgi ile gösterilir.
Azotlu baz + 5 C'lu şeker + 3 mol Fosforikasit
ATP'nin Kullanılması
ATP'nin fosfat bağlarındaki enerji, ısı enerjisi olarak kaybolmaz. Hücrede birçok enerji gerektiren biyokimyasal olayın gerçekleşmesinde rol oynar. ATP molekülü yapısında bulunan en, uçtaki fosfat grubunu, başka bir moleküle aktarır. Bu sırada, fosfat bağmdaki enerji de moleküle geçer. Enerji alan molekül aktif hale gelir ve böylece diğer reaksiyonlara hazır olur. ATP molekülü bir fosfat grubu verdiği zaman ADP'ye, iki fosfat grubu verdiği zaman AMP'ye dönüşür. Bunlardan AMP boş aküye, ATP veADP'yi dolu aküye benzetebiliriz.
ATP'nin Sentezi
ATP molekülü sadece hücre içinde bulunur. Dışarıdan besin maddeleriyle doğrudan ATP almak mümkün değildir. Diğer yandan ATP hücre içinde çok kısa süreli depolanabilme özelliği, bu molekülün sürekli yenilenmesini zorunlu kılar. Buna göre; bir molekül ATP sentezlenebilmesi için ADP bir fosfat grubu ile, AMP ise iki fosfat grubuyla birleşir.
Canlı sistemlerinde ATP sentezi için gerekli enerjiyi sağlayan tepkimeler başlıca dört bölümde incelenir.Bunlar;
1. Substrat düzeyinde fosforilasyon (Fermentasyon),
2. Oksitatif fosforilasyon (oksijenli solunum),
3. Fotosentetik fosforilasyon (Fotosentezin ışık devri reaksiyonları),
4. Kemosentetik fosforilasyon (Kimyasal enerji kaynaklarından).
Sonuç olarak, ATP tüm canlı hücrelerde enerji taşıma görevi yapar. Bir insan yürürken, konuşurken, nefes alırken, bir balık yüzerken, bir bitkinin tomurcuğu açarken, bir kuş uçarken, bira maya hücresi bölünürken, bakteri hücresi çoğalırken, kullandıkları enerjinin hepsinin aynı kaynaktan, yani ATP'den sağlandığı unutulmamalıdır.
Kimyasal Bağ Nedir, Kimyasal Bağların Önemi
Organik moleküllerdeki atomları birbirine bağlayan bağlara kimyasal bağ denir. Kimyasal bağlarda depo edilmiş bir enerji vardır. İki molekül belirli bir enerji düzeyinde karşılaştıklarında, kendi iç yapılarında bulunan kimyasal bağlar kırılır, atomlar yeniden düzenlenerek yeni moleküller oluşur. Bu olaya kimyasal tepkime denir. Yeni oluşan moleküllerde kimyasal bağların toplam enerjisi tepkimeye giren moleküllerin toplam enerjisinden az ya da çok olabilir. Üründe toplam enerji daha fazla ise bu enerji çevreden a-lınmış demektir. Durum bunun tam tersi olursa, yani yeni oluşan kimyasal bağların toplam enerjisi, eski bağlara göre daha az ise, o zaman kimyasal reaksiyon sırasında bir miktar enerji çevreye verilmiş, ya da enerji açığa çıkmış demektir.
Örneğin; C6 H12 O6 + 6O2 >> 6C02 + 6H20, solunum tepkimesinde C6 H12 O6 ve 02nin toplam kimyasal bağ enerjisi C02 + H20'den fazladır. Bu durumda solunum tepkimelerinde bir miktar enerji açığa çıkar.
6C02 + 6H20 Tepkimeye giren >>>>>C6 H12 06 + 602 Ürünler
Yukarıda verilen fotosentez tepkimesinde ise ürünlerin toplam enerjisi, tepkimeye girenlere göre daha fazladır. Öyleyse fotosentez tepkimelerinde çevreden enerji alınır.
Kimyasal Tepkimenin Başlaması
Kimyasal tepkimeler moleküller birbirlerine çarptıkları zaman oluşur. Bu moleküllerin çarpışabilmesi için enerji gereklidir. Gerekli olan enerjiye aktivasyon enerjisi denir. Bir tepkimenin başlaması için, çoğu kez dış kaynaktan gelecek aktivasyon enerjisine gerek vardır. Örneğin, hidrojen ve oksijen gazlarının molekülleri hiçbir reaksiyon göstermeden bir arada bulunabilirler. Küçük bir kıvılcım (kibrit yakma) bu iki molekülü etkileyerek su molekülünü oluşturur. Eğer iki madde bir tüp içinde karıştırılıp, belirli bir sıcaklık derecesine ısıtılırsa çoğu kez bir aktivasyon enerjisi ortaya çıkar. Fakat, canlı hücrelerde belirli sıcaklık derecesine kadar ısıtıp aktivasyon enerjisi yaratmak çoğu kez mümkün değildir. Çünkü fazla sıcaklık hücrelerde ö-lümlere neden olur. Canlı sistemlerinde bu tepkimelerin daha düşük enerji seviyelerinde oluşmasını sağlayan katalizörler vardır. Katalizör, aktivasyon enerjisini düşüren, tepkimenin hızını artıran ve tekrar tekrar kullanılabilen yapılardır. Canlı sistemlerindeki katalizörler enzimlerdir. Örneğin; bir sınıfta 40 öğrenci olduğunu düşünelim. Önce 2 m. yüksekliğe çıta koyalım ve çıtanın üzerinden öğrencilerin atlamalarını isteyelim. Bunu başarmak çok da kolay olmayacaktır. Ancak öğretmen çıtayı 30 cm. yüksekliğe astığında, öğrencilerin hemen hepsi kolaylıkla karşıya atlayacaktır. İşte bu örnekte çıta seviyesi aktivasyon enerjisi düzeyini, öğretmen ise katalizöre karşılık gelir.
Canlılarda Gerçekleşen Biyokimyasal Olaylar
İster canlı isterse cansız olsun, bir sistemin düzenliliğini sürdürebilmesi için enerji kullanması zorunludur. Yaşayan her canlı, çeşitli moleküllerin belirli şekillerde, en ince noktalarına kadar düzenlenmesiyle ortaya çıkmış bir sistemdir. Bu sistemin organizasyon derecesi arttıkça sistem için daha çok enerji gereklidir. Canlıların temel yapı birimi olan hücre değişik moleküllerin düzenlenmesi sonucu oluşur. Bu moleküllerin büyümesi ve bölünebilmesi için enerji gereklidir. İnsan; çok karmaşık ve ileri düzeyde organize olmuş molekül sistemlerine iyi bir örnektir.
Canlılar; büyük ve karmaşık molekülleri yapmak, bu molekülleri özel yapılar halinde düzenlemek, bu düzenin sürekliliğini sağlamak, yeni kuşaklarda aynı organizasyonu sürdürmek için enerji harcarlar.
Enerji kaynağı olarak kullanılan organik bileşikler
Enerji kaynağı olarak kullanılan organik bileşikler; karbonhidrat, yağ ve protein molekülleridir. Bütün canlılarda, en önemli enerji kaynağı karbonhidratlardır. Karbonhidratlar nişasta ve glikojen olarak depolanır. Her iki molekülün temel yapı taşı glikozdur. Çok önemli şeker olan glikoz, canlıların birçoğu tarafından öncelikli olarak kullanılan enerji kaynağıdır. Canlıların enerji kaynağı olarak kullandığı diğer organik molekül ise yağlardır. Eğer hücrede yeterli miktarda karbonhidrat ve yağ yoksa, bu durumda gerek duyduğu enerjiyi proteinlerden sağlar. Ancak proteinlerin canlılardaki asıl görevinin yapısal ve fonksiyonel olduğu unutulmamalıdır. Organik moleküller-deki kimyasal enerji 02'li ve 02'siz olmak üzere iki yolla açığa çıkarılabilir. Açığa çıkan enerji, birçok hayatsal faaliyeti yönlendirmek için kullanılır. Örneğin, glikozun parçalanmasından açığa çıkan enerji, protein sentezine kaynak oluşturur. Kısaca ifade etmek gerekirse hücrede enerji gerektiren olaylarla enerji üreten olaylar yan yana yürür.
Meyve Nedir, Meyve Yapısı
Döllenmeden sonra farklılaşmış ovaryum ve kuşattığı tohumların teşkil ettiği topluluğa meyve denir. Meyve yaprağı (karpel) meyve meydana geldikten sonra meyve çeperini (perikarp) oluşturur. Meyve yaprağının gelişmesiyle meydana gelen meyvelere gerçek meyve denir. Bazı hallerde meyveye çiçek ekseni veya periant gibi çiçek veya çiçek durumlarının diğer kısımları da katılır. Böyle meyvelere yalancı meyve denir. Kural olarak döllenme ve tohum meydana gelmeden meyve gelişmezse de bazı hallerde tohum taşımayan meyvelere de rastlamak mümkündür. Döllenme meydana gelmeden meyve teşekkülüne partenokarpi, böyle meyvelere de partenokarp meyve denir. Meyveleri 1) Basit meyveler 2) Bileşik ve yalancı meyveler olarak iki kısma ayırmak mümkündür. Basit meyveler bir çiçeğe ait bir tek ovaryumun gelişmesiyle meydana gelir (Örneğin fasulye, orman gülü, çiğdem, binbir delik otu, menekşe, süsen, haşhaş, arslan ağzı gibi). Bu ovaryum tek karpelden veya birden fazla karpelden yapılmış olabilir. Bileşik ve yalancı meyveler ise birden fazla çiçeğe ait ovaryumların aşağı yukarı bir bütün olarak gelişmesiyle meydana gelen meyvelerdir (Örneğin, böğürtlen, Ahududu, çilek, incir, armut, elma gibi)
Tohum Nedir, Bitkilerde Tohum
Döllenmiş tohum taslağı (övül) gelişerek tohumu meydana getirir. Tohum, embriyo kesesi içindeki tohum taslaklarının döllenmesinden sonra olgunlaşıp gelişmesi ile oluşur. Tohumda dıştan içe doğru tohum kabuğu (testa), besin dokuları (endosperma) ve embriyo bulunur. Tohum kabuğu değişik yapıdadır ve tohumu koruyucu rolü vardır. Bazı tohumlarda besin dokuları bulunmaz. Bu durumda tohumun çimlenmesi için gerekli besin maddeleri embriyoda, özellikle kotiledonlarda bulunur (örneğin fasulye bitkisinde olduğu gibi). Embriyo, polen tüpündeki iki spermadan biriyle, embriyo kesesindeki yumurtanın birleşmesinden meydana gelen zigotun bölünmesiyle gelişen yapıdır. Embriyo, tohumun çimlenmesi ile gelişerek yeni bitkiyi oluşturur. Bir embriyoda bulunan kotiledon (çenek) sayısı gelişmiş bitkiler olan Angiospermlerin sınıflandırılmasında önemli role sahiptir. Tohumun çimlenmesinde su, sıcaklık, ışık gibi faktörler etkilidir. Bu faktörlerin eksikliğinde tohumlar yıllarca çimlenmeden uyku halinde kalabilirler. Tohumların yayılması bitki neslinin devamı açısından çok önemlidir. Rüzgar, su, hayvanlar ve hatta insanlar tohumların yayılmasında etkili olur.
Bitkilerde tohumlar içlerinde bol besin maddeleri depo etmeleri nedeni ile ekonomik değere sahiptirler. Depo edilen besin maddeleri genellikle karbonhidratlar olup bunlar nişasta bakımından zengin bitkilerdir. Tahıllardan buğday, arpa, mısır, pirinç, çavdar, yulaf en önemlileridir. Baklagillerden fasulye, nohut, bakla, mercimek yiyecek olarak kullanılır ve proteince zengin tohumlardır. Yerfıstığı, ayçiçeği, haşhaş, soya fasulyesi yağlı tohumları ile önemli yağ bitkileridir.
Bitkilerde Çiçek
Tohumlu bitkilerde eşeyli üremeyi sağlayan organlara çiçek denir. Çiçek, bitkinin her yıl oluşturduğu tomurcuklarından gelişen bir organdır. Yani çiçek, yapraklı ana gövdenin uç kısmında, veya gövde üzerinde bulunur. Çiçek parçaları çiçek sapının (pedinkul) genişlemiş çiçek tablası (reseptakulum) denilen kısmına bağlanmıştır. Çiçek, dış kısmında çiçek örtüsü (periant) ve örtünün iç kısmında bulunan generatif (üreme) organlarından oluşmuştur.
Çiçek örtüsü biyolojik olarak
çiçeğin steril (verimsiz) kısmıdır. Bu kısım bazı çiçeklerde tamamen körel-miştir, bazıların da ise hiç yoktur. Çiçek örtüsü genellikle farklı tipte yapraklardan yapılmış iç içe iki halka halindedir. Dıştaki yeşil renkli, daha çok yaprağa benzeyen yapraklardan yapılmış çanak (kaliks) ismini alan örtüdür. Çanak yapraklar çiçeğin iç kısmındaki parçalarını örter. Çanağın iç kısmında bulunan genellikle parlak renkli yapraklar taç (korolla) yaprak olarak adlandırılır. Bir çiçek dıştan içe doğru dört değişik kısımdan meydana gelir. Bunlar; Kaliks (Çanak Yapraklar), Koralla (Taç yapraklar), Andrekeum (Erkek organlar) ve Ginekeum (Dişi organlar) dur.
Çiçek Yapısı
Kaliks (Çanak Yapraklar): Genellikle yeşil renktedir. Assimilasyon görevi yapar. Esas görevi koruyuculuktur. Kaliks çiçeğin görünen ilk halkasıdır. Diğer çiçek parçalarını çevirir ve onları dış etkenlerden korur. Kaliks sepallerden (çanak yapraklardan) oluşmuştur.
1) Korolla (Taç Yapraklar): Korollayı petaller oluşturur. Petaller ince olup genellikle beyaz veya değişik renklidirler (mavi, kırmızı, sarı, menekşe...gibi). Sepallere göre şekilleri çok değişiktir.
2) Stamen (Erkek Organ): Bir stamen, stameni yerleştiren bir sap kısmı flament (sapçık) ile anter (başçı.., denilen uzamış şişkin bir kısımdan oluşur. Her anter de iki tekadan yapılmış olup her tekada iki polen (çiçek tozu) kesesi bulunur. Erkek organların toplamına andrekeum adı verilir.
3) Pistil (Dişi Organ) : Bir çiçekte dişi organlar topluluğuna ginekeum adı verilir. Pistil, ovaryum (yumurtalık), stilus (boyun) ve stigma (tepecik) kısımlarından oluşur. Ovaryum pistilin alt tarafında, içerisinde ovulumları (tohum taslağı) içeren şişkince kısımdır. Ovaryumun üstündeki ince kısma stilus, stilusun genellikle genişlemiş uç kısmına stigma denir.
Tozlaşma ve Döllenme
Polen tanelerinin dişi organın stigmasına u-laşmasına tozlaşma denir. Tozlaşma, polen tanelerinin hayvanlarla (zoogami), rüzgarla (anemogami), su ile (hidrogami) ve insan eliyle (yapay tozlaşma) taşınmasıyla olur. Birçok çiçek kalıtsal çeşitliliğini arttırmak için kendi polenleri yerine, diğer çiçeklerin polenleriyle de tozlaşır. Bunu sağlamak için erkek ve dişi organlar farklı zamanlarda olgunlaşır. Dişi organın stigması, polenlerin yapışması ve çimlenmesi için salgı yaparak nemli hale gelir. Buraya yapışan polenler çimlenerek embriyo kesesine doğru uzanan polen kesesini oluştururlar. Bu sırada polen tüpünün oluşmasını sağlayan tüp, çekirdeğinin görevi bittiği için eriyerek yok olur. Diğer çekirdek (generatif çekirdek) ise mitozla bölünerek sperm çekirdeklerini oluşturur. Polen tüpünün polen kesesine ulaşmasıyla polen tüpünün ucu açılır ve sperm çekirdekleri embriyo kesesine geçer. Sperm çekirdeklerinden birisi yumurtayı dölleyerek zigotu oluşturur. Zigot mitozla gelişerek embriyoyu meydana getirir. Diğer sperm ise embriyo kesesinin ortasında bulunan polar çekirdekleri dölleyerek triploid (3n) hücreyi oluşturur. Bu hücrelerin mitozla gelişmesinden besin doku (endosperm) meydana gelir. Embriyo kesesindeki diğer çekirdekler ise eriyerek kaybolur. Tohum taslağının dış çeperi de kalınlaşarak tohum kabuğunu (testa) oluşturur. Böylece tohum meydana gelmiş olur.
Yaprak Nedir, Bitkilerde Yaprak
Yaprak fotosentez, terleme ve gaz alışverişi gibi olayların meydana geldiği bir organdır. Işıktan gerektiği kadar faydalanabilmek, kolaylıkla gaz alışverişinde bulunmak ve terleyebilmek amacıyla gövdeden dışarıya doğru uzamış, kitlesine göre yüzeyi fazla olan yassılaşmış gövdenin yan organlarından biridir. Bunlar gövdenin büyüme noktalarındaki tomurcuklardan gelişmektedir. Yaprağın yapısında çok miktarda kloroplast ve gözenek (stoma) bulunur. Fotosentez olayı için çok önemli olan klorofil, kloroplast organellerinin içerisinde yer alır ve bitkiye yeşil renk verir. Kurak ortamda yetişen bitkilerde stoma az sayıda olup, yaprağın alt yüzeyinde bulunur. Sulu ortamda yetişen bitkilerde ise gözenekler çok sayıda olup, yaprağın alt yüzeyinde olduğu gibi üst yüzeyinde de bulunur. Yapraklar geniş yüzeyli ve çok iyi gelişmiş bir damarlanma sistemine sahiptir. Yaprağın görevlerini fotosentez (besin yapma), solunum, terleme, bazı bitkilerde besin depolama ve boşaltım (yaprakların dökülmesi) olarak sıralayabiliriz.
Bir yaprak dört kısma ayrılmaktadır.
1) Yaprak Ayası (Lamina): Yaprağın genişlemiş ve yassılaşmış kısmıdır. Tropikal iklimlerde yaşayan bitkilerde yaprak ayası oldukça geniştir. Kurak iklimlerde yaşayan bitkilerde ise su kaybını önlemek için körelerek diken şeklini almıştır (kaktüs bitkisinde olduğu gibi). Kloroplast içerdiği için genellikle yeşil renklidir. Bazen yapraklar renksiz bölgeler de içerebilmektedir. Bazen de antosiyan taşımaları nedeni ile kırmızı renkli olurlar. Yapraklar dal üzerinde diğer yapraklara güneş ışığının gelişini engellemeyecek şekilde dizilirler. Yaprak ayası oval, eliptik, dilsi, şerit, üçgen, böbrek, yürek, oksu, mızrak, kıvrık gibi şekillerde olabilir. Yaprak ayası yaprak kenarlarının düz, dişli, testere dişli, girintili olmasına göre de farklılık göstermektedir.
Yaprak ayasının orta kısmında bulunan bir ana damardan değişik yan damarlar gelişmiştir. Damarlanma şekilleri ağsı, paralel, tüysü, elsi damarlanma şeklinde olabilir. Yaprağın damarları bir veya daha fazla iletim demetinden ibaret olup bir ağ sistemi oluşturacak şekilde ayayı sarar. Bu damarlar aracılığı ile madde ve su iletimi sağlanmaktadır.
2) Yaprak Sapı (Petiyol): Yaprağı gövdeye veya dala bağlayan ve yaprağın ışık yönüne doğru hareketini sağlayan kısmıdır. En önemli görevi iletimdir. Bazı bitkilerde (soğan, mısır, buğday,pırasa) yaprak sapı bulunmaz. Bu bitkilerde yaprak ayası dala veya gövdeye bağlanır.
3) Yaprak tabanı (Bazis): Yaprağın gövde ve dallara bağlandığı kısım yaprak tabanıdır. Yaprak sapına oranla daha geniş ve basıkçadır. Yaprak tabanı yaprak koltuğunda bulunan tomurcukları koruyacak şekilde genişleyerek bunları sardığı takdirde yaprak kını (vagina) adını alır. Yaprak kınına maydonozgiller ve buğdaygillerde rastlanır. Bazı yaprakların tabanının iki yanında genellikle küçük bir yaprakçık bulunur. Bu yaprakçıklara kulakçık (stipula) denir.
Yaprak Metamorfozları, Yaprak Çeşitleri
Yapraklar bazen temel görevleri olan fotosentez ve terleme dışında bazı görevleri üstlenmiştir. Bu değişmeler tüm yaprakta olduğu gibi yaprağın bir kısmında da olabilir. Başlıca yaprak metamorfozları şunlardır:
1) Depo Yapraklar: Soğan ve zambak gibi bitkilerde görülen soğan şeklinde kalın etli yapraklardır. Klorofilleri azalmıştır, depo görevi yaparlar.
2) Sülük Yapraklar: Tırmanıcı bitkilerde tutunmaya yardımcı olmak için yapraklar sülük biçimini almıştır. Örneğin, bezelye, burçak ve bakla bitkisinde olduğu gibi.
3) Diken Yapraklar: Hayvanlara karşı bitkinin korunabilmesi amacıyla yaprakların bazen tümü bazen de belli bazı kısımları fazla miktarda sklerankima içerir ve bir diken şeklini alır. Örneğin, kaktüs, kadıntuzluğu ve çeşitli akasya türlerinde olduğu gibi.
4) Kapan Yapraklar: Böcek kapan bitkilerde yapraklar böcekleri yakalayabilecek şekilde farklılaşmıştır. Yapraklardaki tüy veya emergenslerin salgıladıkları enzimlerle böcekler eritilir. Bu tip yapraklar bitkilerin beslenmesinde rol alır. Örneğin, ibrik otunda olduğu dibi.
5) Koruyucu Yapraklar: Büyüme bölgesindeki bölünür dokuları koruyan, bazen üstleri reçine veya mum ile kaplı olan yapraklardır. Genel olarak kısa ve sapsız yaprakçıklardan oluşan ve tomurcuk pulu olarak adlandırılan metamorfoza uğramış yapraklar bir çok ağacın kış tomurcuklarını örter. Bunlar normal yapraktan daha ince olup sklerankima dokusu fazladır. Görevleri iç kısımdaki gövde ve yaprakları verecek olan ince yapılı meristem hücrelerini dış etkenlere ve fazla su kaybına karşı korumaktır. Örneğin, Kestane ağacında olduğu gibi.
6) Üretken Yapraklar: Bitkilerin çoğalmasında rol oynayan yapraklara üretken yapraklar denir. Bu tip yaprakların bazı bölgelerinin meristem özelliğini koruması bu bölgelerin genç bitkiler halinde gelişmesine sebep o-lur. Örneğin, nemli toprağa yatırılan begonya yaprağı yeni bir bitki verebilir.
Yaprak Yapısı
Yapraktan enine bir kesit alındığında; yaprağın üst yüzeyini örten epidermise üst epidermis denir. Epidermis hücrelerinin üzerini ayrıca bir kutikula tabakası örtmüştür. Bu hücreler aralarında stoma taşımakta ve bazen de bu hücrelerden tüyler oluşabilmektedir. Epidermisin altında palizat parankiması hücreleri yeralır. Bu hücreler uzun silindir şeklindedir ve aralarında küçük intersellüler alanlar (hücreler arası boşluk) bulunmaktadır. Bu parankima hücreleri bol miktarda kloroplast içerirler. Palizat parankimasının altında birkaç sıra halinde ve aralarında geniş intersellüler alanlar bırakacak şekilde düzensiz bir diziliş gösteren sünger parankiması hücreleri yer alır. Kloroplastları daha azdır. Sünger parankimasının altında yani yaprağın alt yüzeyinde yine bir epidermis tabakası bulunmaktadır. Bu tabakaya alt epidermis denir.
Bitkilerde Gövde ve Gövde Çeşitleri
Gövde, bitkilerin genellikle toprak üstünde yükselen yan dal, yaprak ve çiçeklerini taşıyan ana organdır. Gövdelerin çoğu toprak üstünde dik şekilde uzanır. Bazı gövdeler yer altında kalır veya toprak yüzeyi boyunca yayılırlar. Bazıları da son derece kısa ve görünmeyecek kadar küçüktürler. Bu nedenle bu tip bitkilerin gövdesiz olduğu söylenir. Morfolojik olarak gövdelerin belirli dış özellikleri vardır, fakat özellikle toprak altında olduklarında çoğu kez köklerle karıştırılırlar. Gerçek gövdeler tomurcuklardan çıkar, bunların boğum (nod) ve boğum araları (internod) olup yaprak, tomurcuk, bazen de kökü oluştururlar. Gövdede gelişmiş bir iletim sistemi vardır. Bitkiler içerisinde en basit gövdeye Muscilerde (yapraklı karayosunları) rastlanır. İletim demetlerini taşıyan tipik gövde ise ilk olarak Pteridophyta'da (Eğreltiler) görülür.
Bitkilerde gövdenin görevleri şunlardır: 1) Bitkinin dik durmasını sağlar. 2) Yaprak ve çiçekleri taşır. 3) Kökler ile alınan su ve suda çözünmüş maddeleri bitkinin yapraklarına iletir. 4) Bitkinin organları arasındaki madde taşınmasını ve bağlantıyı sağlar. 5) Yapraklara gerekli olan havayı ve ışığı sağlar. Bunun için ışığa doğru yönelmeler yapar. Bu görevlerinin dışında patates, şekerpancarı gibi bitkilerde besin depo eder. Ayrıca kaktüs gibi bitkilerde de su depo eder.
Morfolojik ve anatomik olarak bitkilerde dört farklı tipte gövde görülür.
1) Otsu Gövdeler: Tek yıllık bitkilerin gövdeleridir. İnce, zayıf ve yeşil renklidirler. Kolayca kırılabilirler. Otsu gövdeler dikotil ve monokotil gövde olmak üzere ikiye ayrılır. Otsu gövdelere tahıl türleri (buğday, arpa, mısır, yulaf), otlar ve çeşitli sebzelerin gövdeleri örnek olarak verilebilir.
2) Odunsu Gövde: Çok yıllık bitkilerin gövdeleridir. Gövde kalın, sert ve dayanıklı yapıdadır. Kahverengi ve esmer renklidir. Gövdenin dışı cansız kalın bir kabuk ile kaplıdır. Gövde her yıl enine kalınlaşarak yaş halkalarını oluşturur. Gövdenin uzamasını tepe tomurcuğu sağlar. Çam, ceviz, göknar, elma, armut gibi ağaçların gövdeleri odunsu gövdedir.
3) Metamorfoza uğramış Gövdeler: Kendi görevlerinden farklı görevler üstlenmiş gövdelerdir.
Gövde Metamorfozları
Gövdeler bazen kendi görevlerinden başka görevleri üstlendikleri için değişik şekiller alabilmektedir.
1) Sürünücü (Stolon) Gövde: Toprak altında toprağa paralel olarak uzama gösteren gövdelerdir. Bitkinin vejetatif üremesine de yardımcı olurlar. Stolon gövdeyi çilek ve menekşede görebiliriz.
2) Toprak Altı (Rizom) Gövde: Toprak altında yatay olarak uzanan ve içinde belli besin maddelerinin depolandığı ek kökler taşıyan silindir biçimindeki toprak altı gövdeleridir. Süsen, manisa lalesi, ayrık otu örnek olarak verilebilir.
3) Yumru (Tuber) Gövde: Yapılarında bol besin maddeleri depo e-den, şişkinleşmiş toprak altı gövdeleridir. Bu tip gövdeler bitkinin vejetatif olarak üremesinde de rol oynamaktadırlar. Patates, yer elması örnek olarak verilebilir.
4) Soğan (Bulb) Gövde: Toprak altında gelişen ve tabla adı verilen gövdenin etrafında etli, sulu yapraklarla tepe tomurcuğundan meydana gelen gövdelerdir. Toprak altında bulunan bu gövdelerin internodyumları kısalmış-tır. Alt kısmında ek kökler taşırlar. Soğan bitkisi ve zambak tipik örnekleridir.
5) Diken Gövde: Uzun veya kısa sürgünlerin diken halini almasıyla oluşan gövde metamorfozlarıdır. Bitkide koruma görevini üstlenmişlerdir. Ateş dikeni, yabani keçi boynuzunda bu tip gövdeler görülür.
6) Etli (Sukkulent) Gövde: Kurak ve tuzcul ortamlarda yaşayan bazı bitkiler suyun çok olduğu mevsimde bol miktarda su emerek gövdelerinde su depo ederler. Böylece gövdeleri küre veya silidir şeklini alır ve sukkulent (etli) gövdeler olarak adlandırılırlar. Bu tip gövdelere kaktüs ve sütleğengiller familyalarındaki bitkilerde rastlanır.
7) Sülük Gövde: Sarılıcı bitkilerde tutunup sarılmaya yarayan kısa sürgünlerdir. Kısa sürgünlerin kıvrılmış bir şekil almasıyla sülük gövdeler meydana gelir. Sülük gövdeye sahip en tipik örnek Asma bitkisidir.
Yapraksı (Assimilatif) Gövde: Kurak bölgelerde bulunan bazı bitkilerin yaprakları çok küçülmüş olduğundan, gövde yaprağın görevlerini üzerine almış ve metamorfoza uğramıştır. Fakat tipik gövde şekillerini korumuşlardır. Örnek olarak deniz üzümü, katır tırnağı ve herdemtaze bitkileri verilebilir.
Gövde Yapısı
Gövdeden enine bir kesit alınacak olursa dıştan itibaren iç kısma doğru aşağıdaki kısımlar yer alır.
Epidermis: Gövdenin en dış kısmı genellikle tek bir sıra hücre tabakasından yapılmış koruyucu doku epidermis ile örtülüdür. Epidermis bitki türüne göre tüy veya stoma içerir. Epidermis hücreleri üzerinde genellikle ince bir kutikula tabakası bulunur.
Korteks (Kabuk): Epidermisin hemen altındaki bölgede genellikle kollenkimatik veya sklerankimatik hücrelerinden oluşmuş bir destek doku yer alır. Bu doku gövdeyi dıştan gelecek mekaniksel etkilere karşı korumaktadır. Korteks birkaç sıra veya daha fazla parankima hücrelerinden oluşur. Hücreler arasında belirli intersellüler alanlar bulunur. Korteks hücreleri çoğunlukla depo besin maddeleri veya tanin, reçine, eterik yağ ve bazı kristaller gibi maddeler içerir. Bazı toprak üstü gövdelerinde korteks hücrelerinin kloroplast içerdikleri ve fotosentez yaptıkları bilinmektedir. Korteksin en iç tabakasında endoderma tabakası bulunur. Endoderma tabakası hücrelerinde iri nişasta tanelerine rastlanır. Endoderma tabakasında intersellüler alanlar görülmez.
Merkezi Silindir: Endodermanın iç kısmında kalan tüm dokular merkezi silindiri oluşturur. Merkezi silindirin en dışında bir veya birkaç sıra halinde parankima hücrelerinden bazen sklerankima hücrelerinden oluşmuş bir periskl bulunur. Periskl selüloz çeperlidir.
Merkezi silindirin iç kısmında organik madde ile su ve suda erimiş inorganik besleyici maddelerin iletiminde iş gören iletim demetleri yer almaktadır. İletim demetleri arasında öz kolları bulunur. Öz kollarını parankima hücreleri oluşturur. Primer öz kolları öz bölgesine kadar uzanır. Öz bölgesi de parankima hücrelerinden oluşur.
İnce çeperli ilkbahar trakeidleri ilkbahar odununu, kalın çeperli trakeidler ise sonbahar odununu meydana getirir. İlkbahar ve sonbahar odunları her mevsim periyodik olarak geliştiklerinden beraberce gövdede sene halkalarını oluşturmaktadırlar. Gövde de gözle ayırt edilebilen bu sene halkaları ağacın yaşının belirlenmesinde yardımcı olmaktadır.
Genellikle odunlu bitkilerin odun kısmının yaşlı olan trake ve trakeidleri su iletimine katılmayarak bu işi daha sonra gelişen genç trake ve trakeidlere bırakırlar. Bu gibi elemanlar su iletmedikleri için içlerine tanin ve reçine gibi antiseptik (mikrop öldürücü) maddeler birikmektedir. Bu maddeler mikroorganizmaların üremesini önlemekte ve böylece odunun çürümesini engellemektedir. Genellikle bu maddeler endüstride boya olarak kullanılır. Örneğin abanoz ağacının siyah renkli kıymetli odunu bu şekilde içi renkli reçine ile dolu trake ve trakeidlerden oluşmuştur. Bunlar odun kalbi olarak tanımlanır.
Bitkilerde Kök, Kök Hakkında Bilgiler
Kök kara hayatına uyum sağlamış olan gelişmiş bitkilerde toprak içine doğru büyüyen bir organdır. Köklerde stoma bulunmaz. Kök hücreleri klo-roplast içermez. Bazı bitkilerin kökleri su ve havada gelişebilmektedir. Suda gelişen köklere su kökleri, havada gelişen köklere ise hava kökleri denir. Hava kökleri fotosentez yapma işini de üstlendiklerinden kloroplast içeriri-ler. Köklerin toprağı tutma özelliği son derece önemlidir, çünkü bu sayede toprak kaymaları, toprağın verimli üst katmanlarının yağmurlarla kaybı gibi insan yaşamını etkileyecek olumsuz etmenler de ortadan kalkmış olur. Bitkilerde köklerin dört önemli işlevi vardır. Bunlar: 1) Bitkileri toprağa bağlamak 2) Topraktan su ve mineral maddeleri almak 3) Su ve mineral maddelerin alındıkları yerden gövde ve yapraklara taşınmasını sağlamak 4) Bitki hormonları ile diğer organik bileşikleri sentezlemek. Bunlardan başka kök bazı besin maddelerini depo etme görevini de yapar.
Kökler üçe ayrılır: 1) Primer Kök (Ana Kök) 2) Sekonder Kök (Yan Kök) 3) Adventif Kök (Ek Kök)
Gelişme gösteren tohumdan meydana gelen ilk kök genellikle doğrudan aşağı doğru büyür ve primer kök (ana kök) olarak adlandırılır. Primer kök, bitkinin toprağa bağlanmasını sağlar. Primer kökten dallanarak gelişen köklere sekonder kök (yan kök) denir. Sekonder köklerin sayıları fazladır ve bitkinin toprağa tutunmasını sağlarlar. Bazı şartlar altında bitkinin gövde ve yapraklarından kök meydana gelebilir. Bu şekildeki köklere adventif kök (ek kök) denir.
Kök Metamorfozları
Kökler, kendi görevlerinden farklı görevleri üstlendiklerinde metamorfoza uğrayabilmektedirler. Bunlar:
1) Yumru (Depo) Kökler: Besin maddelerini depo ederek şişkinleşen köklere denir. Yumru kökler şekil bakımından bir çok farklılıklar gösterir. Örnek: Havuç, turp, pancar, salep.
2) Çekme (Kontraktil) Kökler: Bu tip kökler önce fazla miktarda yedek besin maddesini depo eden kabuk bölgesinin (korteks) sonradan besin maddesini kaybetmesi sonucu yüzeyinde enine katlanmalar oluşturarak kı-salmasıyla meydana gelir. Böylece bitkinin gövdesi daha fazla derine çekilerek toprağa daha sıkı tutunmuş olur. Örnek: Kırmızı zambak, safran, dana ayağı.
3) Tutunma Kökleri: Bazı sarılıcı köklerin gövdelerinde oluşan ve bitkinin duvara tutunup yükselmesini sağlayan köklerdir. Örnek: Duvar sarmaşığı.
4) Sömürme Kökleri: Bazı parazit bitkilerin yaşadıkları konak bitkinin besininden faydalanmak için konak bitkinin iç dokularına doğru geliştirdikleri köklerdir. Örnek: Canavar Otu, Ökse Otu.
5) Hava Kökleri: Özellikle tropikal bölgelerde, deniz kenarlarındaki bataklıklarda yaşayan bitkilerde görülür. Bu köklerin hücreleri arasında geniş, boş alanlar yani hücre arası boşluklar bulunur. Bol hava içeren böyle kökler yapraklı dalları su üzerinde tutmaya yarar. Bazı bataklık bitkilerinin kökleri su yüzeyine çıkarak oksijen sağladıklarından bunlara solunum kökleri denilmektedir. Örnek: Bazı bataklık bitkileri.
6) Destek Kökler: Bunlar genellikle tropikal bölgelerde ve bataklık topraklarda yetişen bitkilerin tutunabilmeleri için geliştirdikleri ek köklerdir. Örnek: Devetabanı ve mısır.
7) Diken Kökler: Bazı palmiye, hurmagiller gibi bitkilerde kökler diken şeklini almıştır. Bunlar koruyucu ve savunma görevini görmektedir.
Kökün Anatomik Yapısı
Kökün en dış kısmında tek hücre sırasından oluşan bir epidermis tabakası bulunur. Kök emici tüyler genellikle epidermis hücrelerinden oluşur.
Epidermise koruyucu doku da denir. Epidermisin altında parankima hücrelerinden oluşan geniş bir korteks (kabuk) tabakası yer alır. Parankima hücreleri arasında intersellüler alanlar bulunur. Parankimatik korteks hücreleri içinde çoğu kez nişasta tanelerine ve salgı maddelerine rastlanır. Hava kökleri dışında bu hücreler kloroplast içermezler.
Korteks tabakasının iç kısmında merkezi silindir olarak adlandırılan bölge vardır. Merkezi silindirin en dış kısmında endoderma tabakası bulunur. Endoderma tek bir hücre sırasından oluşur. Bu hücre sırası merkezi silindirle korteksi birbirinden ayırır. Endoderma hücrelerinin çeperlerinde suberin ve ligninden oluşan "kaspari şeridi" adı verilen şeritsi kalınlaşmalar vardır. Bu şerit su geçişini engeller. Su ancak teğetsel çeperlerden geçebilmektedir. Kökler yaşlandıkça hücrelerin çeperlerinde başka kalınlaşmalar da olmaktadır. Merkezi silindir endoderma tabakası altında yeralan ikinci tabakası yine tek hücre sırasından oluşmuş periskl tabakasıdır. Periskl tabakası hücreleri parankimatik özellikte olup yan kökler bu hücrelerden oluşmaktadır. Periskl tabakasının altında kökün iletim sistemi yer almaktadır. Kökte ksilem ve floem ışınsal tarzda yanyana yerleşim gösterir. Ksilem sayısına göre bitkinin monokotil veya dikotil olduğuna karar verilir. Monokotillerde ksilem sayısı 15-20, dikotillerde 2-3'dür. Merkezi silindirin en alt kısmında kökün öz kısmı yer alır. Öz bölgesi sklerankimatik hücrelerden oluşmuştur. Sklerankimatik öz toprak içinde ilerleyen köklere direnç özelliği kazandırmıştır.
Monokotil bitkilerin köklerinde ilk oluşan elementler sürekli (daimi) doku haline dönüştüğünden bunlarda sekonder yapı meydana gelmemektedir ve kökte enine büyüme bir süre sonra sona ermektedir. Kökte sekonder büyümeye genellikle açık tohumlularda ve dikotil (çift çenekli) bitkilerde rastlanmaktadır. Kök ile gövde arasındaki bölgeye hipokotil denilmektedir.
Bitkisel Organlar
Dokulara oranla daha yüksek bir görev birliği meydana getiren ve çeşitli dokulardan oluşan kısımlara organ denir. Her organizmanın yaşayabilmesi için kendini koruyan ve büyümesini sağlayan organlara vejetatif (gelişme) organlar, üremesini sağlayan organlara generatif (üreme) organlar denir. Vegetatif organlar, gelişmiş bitkilerde, kök, gövde ve yaprak olmak üzere üçe ayrılır. Organografı, organların iç ve dış yapılarını inceler. Eğer bir organ kendi görevi dışında yeni bir görev almak zorunda kalırsa bu yeni göreve göre yapısında bazı değişiklikler meydana gelir. Meydana gelen böyle bir değişikliğe metamorfoz denir. Kendi görevlerinden farklı bir görevi üstlenen organlara da metamorfoza uğramış organlar denir. Aynı kökenden geldikleri halde farklı görevler yüklendikleri için farklı şekil almış organlara homolog organlar, kökenleri farklı olduğu halde aynı görevi yapmaları nedeniyle benzer şekil almış organlara da analog organ denir.
Yüksek bitkiler, çeşitli görevlere karşılık çeşitli organlardan yapılmış olduğu halde ilkel bitkiler, basit ve aynı yapıya sahiptirler. Bir veya birçok hücreden yapılmış olan, kök, gövde, yaprak, çiçek gibi organlara sahip olmayan ipliksi veya yüzeysel yapılara tal (thallus) denir.
Evrim sırasında özellikle kara hayatına uymuş bitkilerde kök, gövde, yaprak gibi farklılaşmış kısımlar meydana gelmiştir. Böyle toprak altı ve toprak üstü organları meydana gelmiş tüm yapıları içeren yüksek bitki tiplerine kormus denir. Talli bitkilerin meydana getirdiği gruba Thallophyta, kormus' lu bitkilerinkine Cormophyta adı verilir. Kormuslu bitkiler kök, gövde ve yaprak taşırlar. Kök genellikle toprak altında görülen bir organdır. Bitkiyi tespit etme ve topraktan madde alışını gerçekleştirir. Gövde destek görevini görür ve genellikle toprak üstünde bulunur. Yapraklar ise fotosentez görevini yapan organlardır.
Bitkilerde kök, gövde ve yaprak vejetatif (gelişme) organları; çiçek, meyve ve tohum generatif (üreme) organları oluşturur.
Sinir Doku
Özelleşmiş sinir hücrelerine nöron adı verilmektedir. Nöronlar uyartıları alma, iletme ve gerekli cevapları verme özelliği olan hücrelerden yapılmıştır. Bir nöron çekirdek ve sitoplazması olan büyük bir hücre gövdesi ile hücre gövdesinden çıkan iki çeşit uzantılardan oluşmuştur. Bu uzantılardan boyları kısa olup dallanma gösterenlere dendrit, boyu uzun o-lan kısmına da akson denir. Bir nöronda uyartıların yönü dendritten aksona doğrudur. Aksonlar hücreden aldıkları uyartıyı başka bir hücrenin dendritine götürür. İki nörondan birinin dendriti ile diğerinin aksonun birleştiği yere sinaps denir. Uyartı sinapslarda iki nöron arasında, aksondan dendrite doğrudur. Aksonların üzerinde çoğu defa miyelin denilen bir kılıf bulunur. Miyelin kılıf kesik kesiktir. Bu kesiklerin bulunduğu kısımlara ranvier boğumu denir. Miyelinli ve miyelinsiz aksonlar mekanik etkilerden korunmak için schwan kını denilen bir zarla örtülmüştür.
Kas Doku
Kaslar hareket sisteminin en önemli kısımlarıdır. Hücreleri mekik şeklinde olup, ara maddeleri yoktur. Hücre zarlarına sarkolemma, sitoplazmalarına sarkoplazma denir. Kas doku kemik doku ile birlikte vücuda şekil verir, korur ve hareketi sağlar. Kas sarkoplazmasında miyofibril denilen kas telcikleri bulunur. Miyofibriller aktin ve miyozin adı verilen proteinlerden oluşmuştur. Bunlar kasların hareketini sağlarlar. Kas hücrelerine oksijen ve besin sağlayan, artık maddeleri uzaklaştıran bol kan damarı ve sinirler vardır. Kaslar yapı ve çalışmalarına göre üçe ayrılırlar: düz kas, çizgili kas ve kalp kası.
a) Düz Kas: Renksiz olup hücreleri mekik şeklindedir. Tek çekirdekleri vardır. Düz kaslar isteğimiz dışında çalışırlar. Bu nedenle bunlara istemsiz kaslar da denir. Düz kaslar düzenli ve yavaş kasılırlar. Uzun süreli çalışırlar. Aktivitelerine göre iki kısımda incelenir.
Otomatik düz kaslar: Bu kaslar sinir sistemine bağlı olarak çalıştıkları gibi sinirlerin kesilmesi durumunda da belli bir süre çalışmaya devam ederler. Örneğin; sindirim kanalı kasları sürekli peristaltik hareket yaparlar.
Otomatik olmayan düz kaslar: Sinir sistemine bağlı olarak çalışırlar. Sinirlerin kesilmesi durumunda bu kasların fizyolojik etkileri durur. Örneğin; kan damarlarının kasları.
b) Çizgili Kaslar: Hareketli oldukları için bunlara iskelet kasları da denir. Bu kaslar isteğimizle çalışırlar. Hızlı kasılır, ancak çabuk yorulurlar. Bu kaslar silindir şeklinde uzun hücrelerden oluşur. Çok nükleusludurlar. Hücre zarının hemen altında çekirdekler bulunur. Işık mikroskobunda incelediğimizde sitoplazmalarında miyofibriller açık ve koyu bantlar halinde görülürler. Bu nedenle bu kaslara çizgili kas adı verilir.
Bir çizgili kasın yapısı incelendiğinde birbirini takip eden aktin ve miyozin proteinleri bulunur. Aktin ve miyozine birlikte aktomiyozin denir, aktin proteini ışığı az kırdığından açık renkte görülür. Bu bölgeye izotrop bölge (1 bandı) denir. Miyozin proteini ise ışığı çok kırdığından koyu renkte görülür. Bu bölgeye anizotrop veya A bandı denir. Kasların kasılması aktin ve miyozin ipliklerinin birbiri üzerinde kayması ile sağlanır. Çizgili kaslar karşılıklı ve ters çalışıyorsa; yani kasın biri kasılıp diğeri gevşiyorsa bu kaslara antogonist kaslar denir. Aynı anda kasılan ve gevşiyen kaslara sinergist kaslar denir. Kol ve bacak, ağız ve anüsteki kaslar çizgili kaslardır.
c) Kalp kası: Yapı bakımından çizgili kaslardan oluşmuştur. Çok çekirdeklidir. Çekirdekleri ortadadır. Bu kaslar istemsiz olarak çalışırlar. Sinirler olmasa da belirli bir süre çalışmaya devam ederler. Mitokondri ve glikojen bakımından çok zengindirler. Oksijene olan ihtiyaçları oldukça fazladır. Çalışması yaşam boyu devam eder.
Kas dokunun görevleri:
1) Vücuda kısmen destek olmak
2) Hareketi meydana getirmek
3) Uyarılara kasılma ve gevşeme şeklinde tepki göstermek
4) Tepki sırasında kimyasal enerjiyi mekanik enerjiye dönüştürmek
Kan Doku
Kan hücre dışı bir ortamdan ve bu ortam içerisinde bulunan özelleşmiş hücrelerden oluşmuştur. Kan doku kan hücreleri (alyuvar, akyuvar, kan pulcuklan) ve ara madde plazmadan oluşmuştur. Kanın %55'ini kan plazması, %45'ini ise kan hücreleri oluşturur. Kan hücreleri kanın içerisinde yüzer ve damarlar yardımıyla vücudun en uç noktalarına kadar ulaşırlar. Kan plazmasının yapısında üre, ürik asit, protein, aminoasit, karbondioksit, oksijen, hormonlar, kan proteinleri (albümin, globilin, fıbrinojen), glikoz, su ve madensel tuzlar bulunur. Kan hücrelerini sırasıyla inceleyecek olursak;
a) Eritrositler (Alyuvarlar): Alyuvarlar kan hücrelerinin büyük bir kısmını oluştururlar. Ortalama olarak 1 mm3 kanda 4,5-5,5 milyon kadar alyuvar bulunmaktadır. Bu miktar bireyin yaşı, cinsiyeti, coğrafık bölge ve fizyolojik duruma bağlı olarak değişkenlik gösterir. Alyuvarlar ilk oluştuklarında çekirdeklidirler. Olgunlaşıp kana geçtiklerinde çekirdeklerini kaybederler. Çekirdeklerini kaybetmelerinin sebebi;
Kılcal damarlarında geçişi kolaylaştırmak,
Daha fazla oksijen taşımaktır.
Alyuvarlarda kana kırmızı rengini veren demirli bir bileşik olan hemoglobin bulunur. Hemoglobin demir taşıyan bir protein maddesidir. Alyuvar içeriğinin %90'ını kapsar. Alyuvarlar kırmızı kemik iliği, karaciğer ve dalakta sentezlenirler. Karaciğer ve dalakta parçalanırlar. Ömürleri 60-120 gün arasında değişir.
b) Lökositler (Akyuvarlar): Kan sıvısında bulunan vücut savunmasında görevli hücrelerdir. Dalak, lenf düğümleri ve sarı kemik iliğinde üretilirler. Hareketleri amipsi olup (pseudopod), kan akış yönüne doğru hareket edebilirler. Ortalama olarak 1 mm3 kanda sayıları 6-10 bin arasındadır. Akyuvarlar granüllü ve granülsüz olmak üzere iki gruba ayrılırlar.
c) Trorabositler (Kan pulcuklan): Renksiz ve çekirdeksiz yapılardır. Ortalama olarak lmm3 kanda 150-300 bin kadar trombosit vardır. Kemik i1iğindeki megakaryosit dev hücrelerinin parçalanmasıyla meydana gelirler.
Kan Pıhtılaşması: Kan damarı ağır şekilde yaralandığında kan kaybının önlenmesi için;
1. Kan damarları büzülür
2. Trombositler tıkaç oluşturur
3. Pıhtı oluşumu ile damardaki açıklık kalıcı olarak kapatılır
1. Kan damarlarının büzülmesi: Kan damarının yırtılması veya zedelenmesi sonucu etrafında oluşan ağrı hissi sinirsel uyaranlara neden olur. Buna bağlı olarak gelişen lokal refleks ya da sinirsel uyaranlar kasların kasılmasına neden olarak kanın akışını engeller
2. Trombosit tıkacı: Eğer damardaki yırtık küçükse trombosit tıkacı tek başına kan kaybını durdurabilir.
3. Pıhtı oluşumu ile damardaki açıklığın kapatılması: Ağır yaralanmalarda kan 15-20 sn içinde pıhtılaşmaya başlar. Hafif zedelenmelerde ise bu süre 1-2 dk.ya kadar çıkabilir. Pıhtılaşma; yırtılan damar çeperi, trombosit ve damar çeperine bitişik kan proteinlerinin etkileşimlerinin sonucu olarak gelişir.
Kanın pıhtılaşmasında 40 dan fazla maddenin etkili olduğu ifade edilmektedir. Pıhtılaşmayı üç aşama incelemek mümkündür. Birinci aşamada yırtılan damara ya da doku yaralanmalarına yanıt olarak protrombin aktivatörü oluşur. İkinci olarak protrombin aktivatörü protrombini trombine dönüştürür. Üçüncü olarak ise trombin bir enzim gibi çalışarak fıbrinojeni (plazma çözünebilen protein) fibrine dönüştürür.
Kanın pıhtılaşması iki yolun birlikte kontrolüyle gerçekleşir. İster içsel isterse dışsal faktörler olsun, pıhtılaşmanın başlaması damar çeperinin yırtılmasıyla olur. Bunlardan; doku tromboplastinini dışsal yolu başlatırken, kan içinde bulunan trombositler ise içsel faktörleri başlatır.
Karaciğer, K vitaminini ve kanın pıhtılaşnıası: Birkaçı dışında tüm pıhtılaşma faktörleri karaciğerde yapılır. Bu nedenle ağır karaciğer hastalıklarında kanın pıhtılaşamaması gibi bir sorun yaşanabilir. Pıhtılaşma faktörleinin oluşumunda vit-K gereklidir. K vitamini eksikliğinde pıhtılaşma faktörlerinin yetersizliği kanama eğilimini ciddi bir şekilde artırır.
K vitamini vücudumuzda sentez edilmez. Ya yeşil tüketilen sebzelerle alınır, ya da bağırsaklarımızda simbiyoz beslenen bakteriler tarafından sentez edilir.
Kemik Doku
Süngerimsi ve sert kemik olmak üzere iki kısımda incelenir. Omurgalı hayvanların iskeletini oluşturan kemikler kemik dokusundan meydana gelmiştir. Kemik hücrelerine osteosit, ara maddesine de osein denir. Ara madde içerisinde kalsiyum ve magnezyum tuzları bulunur. Genç bireylerde az bulunan inorganik tuzlar yaşlandıkça artar. Bu nedenle çocuklarda daha esnek olan kemikler yaşlandıkça esnekliğini kaybeder ve kolayca kırılabilir. Kemik dokusunun yapısında %65 inorganik tuzlar, %35 organik maddeler bulunur. Kemikler yapılarına göre sert ve süngerimsi kemik olmak üzere iki kısımda incelenir:
a) Sert Kemik: Uzun kemiklerin gövdesinde ve diğer kemiklerin dış yüzeyinde bulunur. Sert yapılı ve pürüzsüz görünümlüdür. Sıkı kemikte ilik kanalına paralel küçük kanallar bulunur. Bu kanallara havers kanalı denir. Bu kanalları birbirine bağlayan yan kanallara da volkman kanalı denir.
Havers kanallarında kan damarları ve sinirler yer alır. Madde alış verişi bu damarlarda yer alır. Kemiklerin dış yüzeyi periost adı verilen bir zarla örtülüdür. Periost kemiğin enine kalınlaşmasını ve onarımını sağlar.
b) Süngerimsi Kemik: Uzun kemiklerin baş kısmı ile diğer kemiklerin iç kısımlarında bulunur. Düzensiz boşluklardan oluşan gözenekli bir yapıya sahiptir. Bu gözeneklerin içerisinde kırmızı kemik iliği bulunur. Eritrositler burada yapılır.
Kıkırdak Doku
Kıkırdak hücreleri kondrosit ile hücrelerin arasını dolduran kondrin ara maddesinden oluşur. Omurgalıların iskelet sistemi kemik ve kıkırdaktan yapılmıştır. Bütün omurgalıların embriyonik döneminde kıkırdaktan yapılmış bir iskelet sistemi vardır. Ergin köpek balığı ve vatoz balığında iskelet kıkırdaktır. Diğer omurgalı canlılarda ise embriyo geliştikçe kıkırdak dokunun yerini kemik doku alır. Ancak eklemlerde, kaburga uçlarında kemikleşme olmaz. Bu bölgeler yaşam boyu kıkırdak olarak kalır. Kıkırdak dokuda kan damarı bulunmaz. Hücrelerin beslenmesi ve artık maddelerin atılması difüzyonla olur. Kıkırdak hücreleri kendi salgıladıkları ara madde içerisinde dağınık olarak bulunurlar. Kondrositler bir kapsülle çevrilidirler. Genç kıkırdak hücrelerine kondroblast denir.
Kıkırdak dokusu hücreler arası maddeye göre üçe ayrılır:
a) Hiyalin kıkırdak: Ara maddesi saydam ve beyaz mavimtrak renktedir. Embriyo döneminde iskeleti oluşturur. Ergin memelilerde, kaburga uçlarında, soluk borusunda ve burunda bulunmaktadır.
b) Elastik kıkırdak: Hücre ara maddesinde elastik lifler vardır. Bu özelliğinden dolayı bu dokuya elastik kıkırdak denir. Bükülme özelliğine sahiptir. İçerisinde az miktarda kollegen lifler de vardır. Elastik kıkırdak kulak kepçesi, kulak yolu ve östaki borusunda görülür.
c) Fibröz (lifli) kıkırdak: Ara maddede liflerin bol olduğu kıkırdaktır. Uzun kemiklerin eklem yerlerinde ve diz kapağında bulunur. Fibröz kıkırdakta kıkırdak hücreleri azdır, basınç ve çekmeye karşı dirençlidir.
Bağ Doku
Bu doku canlılardaki doku ve organları birbirine bağlar. Ayrıca yumuşak organları korur ve onlara desteklik sağlar. Bu dokunun üç çeşit hücresi ve üç çeşit lifi vardır. Bu hücreler fıbroblast, mast ve makrofajdır. Bu dokunun esas hücresi fîbroblasttır. Fibroblastlar bağ dokunun liflerini yaparak fıbrositlere dönüşür. Makrofajlar ise fagositoz yoluyla vücuda giren yabancı maddeleri ve mikroplan yok ederler. Mast hücreleri ise kanın damar içerisinde pıhtılaşmasını önleyen heparin ve histamin salgılarlar. Heparin kanın damar içerisinde pıhtılaşmasını önlerken, histamin ise kılcal damarların geçirgenliğini artırır. Bağ doku lifleri proteinden yapılmıştır ve hücreleri bir arada tutarlar. Bağ dokuda bulunan lifler ağsı, kollegen ve elastik olmak üzere üç farklı yapı gösterirler. Ağsı lifler doku ve organların etrafını sararak onlara desteklik sağlarlar. Elastik lifler ise sarı renkli görülürler. Az gerilir ve bırakılınca eski haline dönerler. Özellikle yüz ve boyun bölgesini örten deride bulunurlar. Kollegen lifler demetler halinde bulunurlar. Beyaz renkte görülürler. Mekanik etkilere karşı çok dirençlidirler. İnsanın ayak topuğundaki lifler buna örnektir.
Epitel Doku Nedir (Epithelium)
Vücudun dış yüzeyini ve organların iç yüzeyini örten dokudur. Epitel doku hücreleri arasında ışık mikroskobuyla görülemeyecek kadar küçük aralıklar vardır. Bu aralıklar hücreler arası maddeyle doludur. Epitel doku vücudun yüzeyini dış ortamla ilişkisi bulunan organların boşluklarını bütün salgı bezleri ve kanallarının içini döşemiş olan örtülerin yüzeysel katını oluşturur. Örneğin; derinin epidermisi mide ve bağırsak kanalının mukoza epiteli, ürogenital sistemdeki organların iç yüzeyini döşeyen örtü, epitel dokudan oluşmuştur. Epitel doku örtü ve salgı epiteli olmak üzere iki grupta incelenir.
A) Örtü Epiteli: Tabaka yapısına göre tek katlı ve çok katlı epitel doku olmak üzere iki gruba ayrılır:
a) Tek Katlı Epitel Doku: Omurgasız hayvanların derileriyle diğer bütün hayvanların iç organlarım örten dokudur. Hücreler arasında boşluk yok denebilecek kadar azdır. Bu dokuyu oluşturan hücreler şekillerine göre yassı, silindirik ve kübik epitel olmak üzere üç gruba ayrılırlar:
Yassı epitel hücreleri yassıdır. Çekirdekleri de buna uygun olarak yassılaşmıştır. Örneğin vücudumuzda akciğer alveollerinde, kan ve lenf damarlarında bulunur. Kübik epitel hücreleri küp şeklinde olup yan yana sıralanmasıyla oluşan epiteldir. Çekirdekleri yuvarlak veya yuvarlığa yakın şekildedir. Bu epiderm omurgalıların böbrek kanalında salgı bezlerinin iç yüzünde ve troid bezinde bulunur. Silindirik epitel silindir şeklinde hücrelerden meydana gelmiştir. Çekirdekleri ovaldir. Bu epiderm bağırsak ve solunum kanallarının iç yüzeyinde döl yatağında burunda ve safra kesesinin iç yüzeyinde bulunur.
b) Çok Katlı Epitel Doku: Hücreleri birden fazla tabaka teşkil edecek şekilde sıralanmıştır. Örneğin; omurgalıların derisinde çok tabakalı epitel doku bulunur. Bu dokuda en üstte yassı epitel, ortada kübik ve en altta ise silindirik epitel hücreleri yer alır. Çok katlı epitel dokunun özellikleri şu şekilde sıralanabilir:
Aralarında kan damarı bulunmaz.
Madde alış verişi difüzyonla gerçekleşir.
Hücrelerin bir kısmı ölüdür.
Bu epitelde dış yüzeye doğru itilen hücreler difüzyonla besin sağlayamaz duruma geldiklerinde sitoplazmaları azalır ve kalınla-şarak keratin maddesini oluşturur. Böylece kıl, tırnak, boynuz ve sürüngenlerin pulları meydana gelir.
Kıllar epidermisin dermişe yaptığı çöküntüyle oluşur.
Vücudu ısı, çarpma,basınç gibi fiziksel etkilerden ve mikroplardan korur.
B) Salgı Epiteli: Epitel dokuyu meydana getiren hücreler salgı yapma yeteneğine sahipse böyle epitele salgı epiteli denir. Bunlar tek hücreli ve çok hücreli bezler olarak ikiye ayrılırlar:
a) Tek Hücreli Bezler: Diğer epitel hücreleri arasına dağılmıştır ve bunlar mukus salgılarlar. Salgı yapan bu hücrelere goblet hücresi denir.
Soluk borusunda ve bağırsak epitelinde mukus salgılayan hücreler bulunur. Kurbağa derisinde de her zaman nemli ve kaygan olmasını sağlayan mukus tek hücreli bezlere iyi bir örnektir.
b) Çok Hücreli Bezler: Salgılama şekillerine göre üç grupta incelenir:
Ekzokrin (Dış bezler): Salgılarını vücut dışına ya da bir organa bir kanalla doğrudan boşaltan bezlere ekzokrin veya dış salgı bezleri denir. Süt, ter, tükrük, göz yaşı bezleri gibi...
Endokrin (İç bezler): Bu bezler salgılarını doğrudan doğruya kana veren bezlerdir. Bunların salgılarına hormon adı verilir. Dolaşım sistemine katılan hormon kan aracılığıyla etki edeceği hedef organa ulaşıp, burada etkisini gösterir. Hipofız, tiroid, paratirid, böbrek üstü bezleri endokrin bezlere örnek olarak verilebilir.
Karma bezler: Hem dış hem de iç salgı üreten bezlerdir. Örneğin pankreas bezi bir bölümünde sindirim enzimleri üreterek bu enzimleri bir kanalla oniki parmak bağırsağına verir. Bir bölümünde de kan şekerini düzenleyerek insülin ve glikagon hormonlarını üreterek doğrudan kana verirler.
C) Duyu Epiteli: Duyu epiteli hücreleri, dışarıdan gelen uyarıları alacak şekilde özelleşmiş bir yapıya sahiptir. Bu epitel hücrelerinin dışa bakan taraflarında almaç (reseptör) adı verilen uzantılar vardır. Bu almaçlar sayesinde dışarıdan alınan uyarılar sinir hücrelerine iletilir. Burunda bulunan koku epiteli ve dildeki tad epiteli insandaki duyu epiteline örnektir.
Hayvansal Dokular
Organizmanın ilk gelişim kademelerinde embriyonik hücrelerin tümü yuvarlak ya da yuvarlağa yakındır. Gelişme ilerledikçe çeşitli hücre grupları dokuları oluştururken birbirleri üzerine olan baskılar nedeniyle şekilleri köşeli veya çok yüzlü (polyhedrik) olur. Çeşitli dokularda yassı, oval, ipliksi, armut biçiminde uzantılı hücreler görülebilir. Doku kesitlerinde farklı düzeyde gelişen kesit durumuna göre küp, piramit, prizmatik ve değişik şekillerle isimlendirilen hücreler gerçekte üç boyutlu yani çok yüzlü hücrelerdir.
Hayvansal dokular şekil ve görev bakımından birbiri ile ilişkisi olan aynı şekilde organize olmuş hücrelerin oluşturduğu yapıya verilen addır. Hücreler arasında bulunan ara madde (intercellular substance) doku kapsamında incelenmektedir. Bir dokuyu oluşturan esas yapılar hücreler ve hücreler arasındaki ara maddelerdir. Ara madde yerine göre organik veya inorganik kimyasal elementler ve fıbrillerden oluşmuştur. Dokular organların alt yapı üniteleridir. Zamanla belirli görev ve adapte olma zorunluluğundadırlar. Bu nedenle gerek doku ve gerekse dokuyu oluşturan hücreler gördükleri görevlere göre farklılaşırlar ve o görevi en iyi yapacak şekilde bir durum kazanırlar. Genellikle bütün doku ve organlar embriyonun üç germ yaprağından (endoderm, ekzoderm, mezoderm) gelişirler. Germ yapraklarında her bir doku türünün gelişip farklılaşmasına histogenezis adı verilmektedir. Bu genel bilgilerin ışığı altında belli bir dokuyu oluşturan hücrelerin özelliklerini sıralayacak olursak;
1) Aynı görevi yapmak üzere bir araya gelmişlerdir.
2) Birbirlerine hücre ara maddesi ile bağlanmışlardır (bazılarında ara madde yoktur).
3) Şekil ve yapı bakımından aynıdırlar.
4) Aralarında bir madde alış verişi ve haberleşme ağı bulunur.
5) Hücrelerin dağılmaması, bir arada tutulması iskelet sistemi, bağ ve destek dokuyla sağlanır.
6) Hücreler arasında haberleşme ve koordinasyon endokrin ve sinir sistemi ile sağlanır.
Hayvansal dokular genel olarak yedi grupta incelenir.
1) Epitel doku
2) Bağ doku
3) Kıkırdak doku
4) Kemik doku
5) Kas doku
6) Kan doku
7) Sinir doku
Salgı Doku
Bitkilerin farklı metabolik etkinlikleri sonucu meydana gelen ve yeniden metabolik olaylara katılmayan maddelere salgı maddeleri adı verilir. Salgı dokuyu oluşturan maddeler canlı, bol sitoplazmalı, büyük çekirdekli ve küçük kofulludurlar. Bunlar metabolizma artığı maddeler olmalarına rağmen bitkilerde bazı yararlı görevler yaparlar. Örneğin; tanen, reçine gibi salgı maddeleri bitkiyi çürümeğe karşı koruyan antiseptik (mikrop öldürücü) maddeler içerirler. Ayrıca bitkiyi düşmanlarına karşı koruyan alkoloidler ve uçucu yağlar taşırlar. Böcekleri bitkiye çekerek tozlaşmayı kolaylaştırmada rol oynayan nektar (bal özü) ve kokulu bazı maddeler salgı maddelerine örnektir.
Salgılar işlevlerine göre üçe ayrılır:
a) Hücre içi salgılar:
Hücre içerisinde biriktirilirler. Salgı hücreleri zamanla sitoplazmalarını kaybederek içi salgı ile dolu olarak kalır. Örneğin; portakal kabuğu, nane ve adaçayı gibi...
b) Hücre dışı salgılar:
Salgı hücrede oluşturulur. Daha sonra hücre dışına atılır. Örneğin; sardunyadaki tüylerde oluşan salgı arttıkça hücre parçalanır ve salgı dışa atılır.
Salgı boruları; bir ya da birkaç salgı hücresi uzayarak salgı borusu halini alır. Salgı borularının içerisinde süte benzer bir salgı bulunur (lateks denir). Bu madde protein, alkoloid, glikozit, şeker, çeşitli tuzlar, reçine ve kovucuk gibi çeşitli maddeleri taşır. Salgı borularına örnek olarak sütieyen ve kavucuk verilebilir.
İletim Doku
Yüksek yapılı bitkiler topraktan kökleri aracılığıyla aldıkları su ve suda erimiş inorganik maddeleri bitkinin gövde yaprak gibi organlarına taşırlar. Diğer yandan fotosentez sonucu oluşan organik maddeler gereksinim duyulan yerlere ve depo edilecek bölgelere iletilirler. Bütün bu olayları gerçekleştirebilmek için bitkilerde iki tip iletim dokusu gelişmiştir.
a) Odun boruları (Ksilem):
Topraktan alınan su ve suda erimiş inorganik maddeleri bitkinin daha üst bölgelerine taşıyan bir sistemdir. Bölünür doku hücreleri üst üste gelerek zamanla çekirdek ve sitoplazmalarını kaybederler. Hücrelerin kenarında o-dun özü birikerek kalınlaşmalar olur. Hücreler arasındaki enine zarlar eriyerek kaybolur. Böylece ince bir boru şeklinde odun boruları oluşur.
b) Soymuk boruları (floem):
Floem dokusu yapraklarda fotosentez işlemi sonucunda meydana gelen organik maddeler bitkinin yaşamsal olaylarında kullanacağı yerlerde ve depo organlarında taşınmasını sağlar. Tek sıra halinde üst üste dizilmiş canlı hücrelerden oluşur. Soymuk boruları oluşurken hücrelerin ara çeperleri yer yer erimediği için delikler oluşur. Delikli yapı kalbura benzediğinden bunlara kalburlu borular da denir. Soymuk borularının yanında arkadaş hücreleri vardır. Arkadaş hücreleri plazmaca zengin ve iri çekirdeklidirler. Bu hücrelerin sayı ve büyüklükleri türlere göre değişiklik gösterir. Soymuk borularında madde taşınması çift yönlüdür. Bazı bitki köklerinde sentezlenen aminoasitler yaprak ve diğer organlara taşınırlar.
Destek Doku
Bitkiler hem kendi ağırlıklarını taşıyabilmeli hem de dış etkenlerden kendilerini yeterince koruyabilmeleri için destek sağlayacak dokulara ihtiyaç duyarlar. Bitkilere şekil ve destek veren dokulara destek doku denir. Bu dokular bitkilerin aynı zamanda esnek bir yapı kazanmasına yardımcı olur. Tek hücreli ve otsu bitkilerde bu desteklik turgor basıncıyla sağlanmaktadır. Çok yıllık bitkilerde ise farklılaşmış iki destek doku bulunmaktadır.
a) Kollenkima (pek doku):
Bitkinin gövde, yaprak ve yaprak sapında görülür. Kollenkima hücreleri canlı hücrelerden meydana gelir. Bu doku hücrelerinde hücre çeperinde kalınlaşmalar vardır. Bu kalınlaşmalar hücre çeperinin köşesinde olursa köşe kollenkiması, hücre çeperinin her tarafında olursa levha kollenkiması adı verilmektedir. Örneğin; begonyada köşe, mürver ağacında levha kollenkiması görülmektedir.
b) Sklerankima (sert doku):
Bu doku hücreleri aşırı şekilde kalınlaşmıştır. Sitoplazmalarmı kaybettiklerinden bunlar ölü hücrelerdir. Hücre çeperleri lignin maddesinin birikmesi sonucu tamamen odunlaşmıştır. Örneğin; armut, ayva gibi meyvelerde taş hücreleri görülmektedir. Ayrıca keten, kenevir, mum çiçeği gibi bitkilerde görülmektedir.
Koruyucu Doku
Bu doku bitkilerde kök, gövde, yaprak ve meyvelerin üzerini örter. Tek ya da çok sıralı hücrelerden oluşur. Hücreleri kalın çeperlidir ve klorofil yoktur. Bitkilerde iki tip koruyucu doku vardır.
a) Epidermis:
Otsu bitkilerde ve odunsu bitkilerde bulunur. Bu bitkilerin kök, genç dal ve yapraklarının üzerini örter. Canlı bir dokudur. Epidermis tek sıra hücrelerden oluşur. Bu hücreler büyük kofulludur ve az sitoplazmaya sahiptir. Epidermis hücreleri güneş ışığını yaprağın alt kısmına iletirler. Bunlar bazı bitki türlerinde epidermis altında birkaç sıra hücre tabakası daha oluştururlar. Buna hipodermis adı verilmektedir. Stoma (gözenek), tüy (emici tüy gibi) gibi tipik yapılar epidermis kökenlidir. Bu tüy gibi yapılar kökte emme, yaprakta savunma (ısırgan), nane, kekik gibi bitkilerde de salgılama görevi yapar. Bazı epidermis hücrelerinin dış çeperleri kalınlaşarak kutikula adı verilen koruyucu bir tabaka oluşturur. Kutikula bitkinin su kaybını azaltır, su bitkileri dışında bitkinin epidermis hücreleri kutikula ile örtülüdür. Bazı epidermis hücreleri ise farklılaşarak stoma ya da gözenek adı verilen fotosentez yapabilen hücrelere dönüşür. Stoma bitkilerde kontrollü bir su kaybını ve gaz alış verişini sağlar.
b) Periderm (mantar doku):
Epidermis ortadan kalktıktan sonra yerini periderm (mantar doku) almaktadır. Parçalanmış epidermis altındaki bazı hücreler enzimatik hormonlarla yeniden bölünme özelliği kazanarak peridermi oluştururlar. Mantar doku hücreleri mantar kambiyumu tarafından oluşturulur ve ölüdür. Mantar dokuda gaz alış verişini sağlayan yapılara lentisel (kovucuk) adı verilir. Kovucuklar gövde yüzeyinde ince yarıklar ve yuvarlak kabartılar halinde görülür (sarı elma üzerindeki kahverengi yapılar kovucuktur). Mantar doku yaprak sapı ile gövde arasında oluştuğunda su ve besinin yaprağa geçişine engel olur. Bu durum yaprak dökümüne neden olur.
Değişmez dokular
Meristematik dokudan meydana gelmiş, bölünebilme özelliğini kaybederek belli görevlere göre farklılaşarak oluşan dokular daimi dokulardır. Kofulları çok sayıda ve büyük olup nükleusları küçüktür. Bazı hücrelerin çeperlerinde odun (lignin) ve mantar (süberin) gibi maddeler birikerek kalınlaşmalar olur. Odun borularında olduğu gibi bazı hücreler ölüdür. Bölünmez doku hücreleri arasında boşluklar bulunur. Bu dokular morfolojik ve fizyolojik özelliklerine göre şu şekilde sınıflandırılırlar:
1) Temel doku (Parankima)
2) Koruyucu doku
3) Destek doku
4) İletim doku
5) Salgı doku
1) Temel Doku (Parankima):
İnce selüloz çeperli canlı hücrelerin oluşturduğu dokudur. Bu dokuyu oluşturan hücreler arasında intersellüler (geniş) alanlara rastlanır. Bu alanlar bitkinin yaşaması için gerekli olan gazları içerir. Parankima dokunun hücreleri canlıdır. Görevlerine göre parankima dokusu dört bölümde incelenir.
a) Asimleme (özümleme) parankiması:
Bu parankima kloroplast içerdiği için fotosentez işini üstlenmiştir. Yapraklarda palizat ve sünger parankiması özümleme parankimasını oluştururlar. Palizat ve sünger parankimalarının her ikisine birden mezofil tabakası adı verilmektedir. Bu doku fotosentez yapımında görev alır. Palizat parankiması hücreleri silindiriktir. Epidermis altında sık ve düzenli olarak dizilmiştir. Sünger parankiması hücreleri ise düzensiz dizilim gösterirler ve arala rında boşluklar bulunur.
b) İletim parankiması:
Özümleme yani fotosentez yapan dokularla iletim demetleri arasında bulunur. İletim parankiması bu iki doku arasında su ve besin taşınmasını sağlar. Kloroplastı yoktur.
c) Depo parankiması:
Bitkinin kök, gövde, meyve ve tohum gibi organlarında bulunur. Su ve besin depolar. Örneğin; patates yumrusunda nişasta, fasulye tohumunda protein, fındıkta yağ, kaktüste su depolar.
d) Havalandırma parankiması (aerankima):
Gaz alış verişi açısından daha zor koşullarda yaşayan bataklık ve su bitkilerinde geniş hücreler arası alanlara sahip pankimatik dokulardır. Bu dokular havanın depolanmasını sağlayarak gaz alış verişini kolaylaştırırlar. Örneğin; elodea bitkisinde havalandırma parankiması gaz alış verişini sağlar.
Doku Nedir, Doku Bilimi
Bir hücreli canlılarda yaşamsal olayların sürdürülebilmesinde organel adı verilen yapılar görev alır.» Çok hücrelilerde ise belirli görevleri yapmak üzere özelleşmiş hücre toplulukları vardır. Bir canlıda aynı kökenden gelmiş aynı görevi yapmak üzere farklılaşmış benzer hücre topluluklarına doku denir. Dokuları inceleyen bilim dalına histoloji adı verilir. Dokular bitkisel ve hayvansal dokular olmak üzere iki bölümde incelenirler.
Doku Çeşitleri
Bitkisel Dokular
Yüksek yapılı bitkilerde kök, gövde, yaprak ve çiçek gibi organlar dokulardan oluşur. Bitkisel doku bölünür (meristem doku) ve bölünmez doku olmak üzere iki bölümde incelenirler.
Bölünür Doku ( Meristem Doku ):
Bitkinin yaşamı boyunca bölünme yeteneğini devam ettiren meristemlerdir. Bunlar bitkinin kök ve gövde uçlarıyla yanal organlarının (yaprak ve yan sürüngen) uç kısımlarında bulunurlar. Bölünür doku hücreleri küçük, iri nükleouslu, stoplazmalan boldur. Kofulları küçük ve az sayıdadır. Meristem doku hücreleri genellikle sık ve sürekli bölünme gösterdikleri için daima yeni yavru hücreler oluştururlar. Bunların gelişip farklılaşmasıyla sürekli dokular meydana gelir. Meristem (bölünür) dokular kökenlerine ve bulunuş yerlerine göre ikiye ayrılırlar.
a) Primer meristem (öncül, birincil)
b) Sekonder meristem (ikincil)
a) Primer meristem
Bitkinin yaşamı boyunca bölünme yeteneğini devam ettiren meristemlerdir. Bunlar bitkinin kök ve gövde ucunda bulunurlar, bitkinin boyca uzamasını sağlarlar. Bulundukları bölgeye büyüme noktası (büyüme konisi) denir. Özellikle uç kısımlarda büyüme noktaları sayesinde bitkide büyüme sınırsızdır. Büyüme noktası bitkinin hem büyümesini sağlar hem de doku ve organların temel yapısını oluşturur. Bu büyüme noktaları kökte kaliptra, gövde de ise genç yapraklar tarafından korunur. Kaliptra, kökü toprağın sert kısımlarına karşı korur. Kaliptra zedelendiğinde içteki bölünür doku çoğalarak kaliptrayı onarır. Kök ve gövdede bölünür doku geliştikçe büyüme noktalarında dıştan içe doğru üç bölge ayırt edilebilmektedir. Bu bölgeler epidermisi oluşturan dermotegen (dermatojen), korteksi oluşturan periblem, merkezi silindiri oluşturacak olan pleuromdur.
b) Sekonder meristem
Sekonder meristem bölünmez dokuların yeniden bölünme yeteneği kazanmasıyla oluşur. Böylece kambiyum ve mantar kambiyumu (fellogen) oluşur. Kambiyum kök ve gövdede bulunur. Ilıman bölgelerdeki çok yıllık dikotil bitkilerde ilkbaharda büyük hücreler, sonbaharda küçük hücreler oluşur. Her yıl tekrarlanan bu yapılar bitkinin yaşının hesaplanmasını sağlar. Bölünür mantar doku bitkide mantarlaşma oluşturarak bitkinin dış etkenlerden korunmasını sağlar.