ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ VE ÇEVRE BİLİMİ

ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

Doğada, canlı ve cansız varlıkların içinde bulunduğu, yaşamlarını sürdürdükleri ve birbirleriyle etkileşimde bulundukları alanlara ekosistem denir. Canlılar bulundukları ekosistemde hem diğer canlılarla hem de cansız varlıklarla devamlı etkileşim içerisindedir. Ekosistemi oluşturan canlılar beslenme şekillerine göre gruplandırılır. Bunlar bitkiler, hayvanlar, mikro organizmalar ve mantarlardır. Ekosistemdeki cansız faktörler ise hava, toprak, su, rüzgar, güneş ışığı, sıcaklık gibi etkilerdir.

Beslenme Şekillerine Göre Canlılar

Besin zinciri, canlılar topluluğundaki organizmaların beslenme alışkanlıklarını yansıtan ve besin ağının bir parçasını oluşturan bir kavramdır.

Bitkilerin ve öbür kendi beslek organizmaların besine dönüştürdükleri enerjinin organizmadan organizmaya geçişini dile getiren besin zinciri, en yalın biçimiyle bir bitki, bir otçul hayvan ve bir etçil hayvandan oluşan bir dizi olarak düşünülebilir. Zincirin her öğesi bir halkayı simgeler ve üretken bitkiler ya da tüketici hayvanlar sınıflarına ayrılır. Bitkilerle beslenen otçullar birincil tüketici, bunları yiyerek beslenen etçiller ile hepçiller ikincil tüketici diye adlandırılır.

Canlılar	Üreticiler(Ototrof)
	Tüketiciler(Heterotrof)	Otçullar(1.Dereceden Tüketiciler)
		Etçiller(2.Dereceden Tüketiciler)
		Hepçiller(3.Dereceden Tüketiciler)
	Ayrıştırıcılar(Saprofitler)

ÜRETİCİLER:

Güneş enerjisini kullanarak kendi besinlerini üretebilen canlılara üretici canlılar denir. Fotosentez ile klorofillerde güneş enerjisini besinlerde kimyasal bağ enerjisine dönüştürürler.(İnorganik maddeleri organik maddelere dönüştürürler) Oluşturdukları besinin bir kısmını yaşamsal olaylarında kullanırken, bir kısmını da depolarlar. Besin zincirinin ve besin piramidinin ilk halkasını oluştururlar. Yeşil bitkiler, su yosunları, bazı öglena türleri, siyano bakterileri, planktonlar üreticilerdendir.

TÜKETİCİLER:

Besin ihtiyacını dışarıdan sağlayan canlılara tüketici canlılar denir. Beslenme çeşitlerine göre;

a) Otoburlar (Otçullar): 1. dereceden üreticilerdir. Bitkiler ile beslenirler. İnek, tavşan, koyun bu gruba örnektir.

b) Etoburlar (Etçiller): 2. dereceden üreticilerdir. Et veya ot yiyen canlılar ile beslenirler. Kurt, kartal, atmaca, yılan, aslan bu gruba örnektir.

c) Hepçiller: 3. dereceden üreticilerdir. Hem bitkisel hem de bazı hayvansal besinler ile beslenirler. Ayı, fare, insan, kaplumbağa bu gruba örnektir.

AYRIŞTIRICILAR (SAPROFİTLER):

Çürükçül de denir. Ölü canlılardan ve canlı atıklarından beslenen canlılardır. Ölü canlıların toprağa karışmasına yardımcı olurlar. Besin zincirinin her halkasında yer alırlar. Bazı bakteriler, küf ve şapkalı mantar ayrıştırıcılar gurubuna girer. Organik maddeyi Amonyak gibi maddelere ayrıştırdıkları için toprağın daha verimli olmasını sağlarlar.

BESİN ZİNCİRİ

Canlıların ihtiyaç duydukları enerjiyi birbirlerinden karşılamaları sonucu oluşan sıralamaya besin zinciri denir. Besin zincirinin ilk basamağını üreticiler oluşturur. Diğer basamakları tüketicilerden oluşur.

Yukarıdaki resimde bir ekosistemin içerisinde gerçekleşen enerji aktarımı gösterilmiştir. Bu aktarımda yer alan besin zinciri;

Bitki ⇒ Çekirge ⇒ Kurbağa ⇒ Kartal şeklindedir.

Enerji aktarımda her canlı beslendiği canlıdan enerji alarak hayati faaliyetliyeler için kullanır. İlk olarak güneş enerjisi ve topraktaki gerekli malzemeleri alarak besin üreden bitkidir. Bütün canlılar öldüklerinde yada atıklarında çürükçüller tarafından ayrıştırılırlar ve bitki için gereken malzeme toprağa geri dönmüş olur.

Eko sistem içerisinde besin zinciri bu kadar basit bir şekilde bulunmaz. Birden çok besin zinciri iç içe geçmiş aynı canlı türlüler farklı besin zincirlerinde bulunabilirler. Bu şekilde birden fazla besin zincirinin oluşturduğu karmaşık yapıya besin ağı denir.

Besin Piramidi

Canlıların birbirlerine aktardıkları besin ve enerjiyi gösteren piramittir. İlk basamağında her zaman üreticiler bulunur. Yukarıya çıkıldıkça enerji, besin canlı sayısı azalır. Besin zincirinin en üstünde genelde nesli tükenme tehlikesinde olan canlılar bulunur. Ayrıştırıcılar besin piramidinin her basamağında bulunurlar.

Besin zincirinde aşağıdan yukarıya doğru gidildikçe
Enerji azalır. ( Her basamakta yüzde 10'luk bir ejerji aktarimı olur.)
Birey sayısı azalır.
Biokütle azalır.
Aktarılan enerji azalır.
Enerji kaybı artar.
Zehirli madde birikimi artar.
Vücut büyüklüğü artar.

FOTOSENTEZ

Üreticilerin karbondioksit ve suyu kullanarak güneş ışığı yardımı ile besin ve oksijen üretmesine fotosentez denir. Kısaca kendi besinlerini kendileri üretmeleridir. Yeşil bitkiler, yosunlar mavi yeşil algler, planktonlar, bazı bakteriler ve bazı tek hücreli canlılar fotosentez yapabilir.

Fotosentez kloroplastlarda bulunan bitkiye yeşil rengini veren klorofillerde gerçekleşir. Yani yeşil bitkilerin yapraklarında gerçekleşir.

Fotosentez Denklemi

Karbondioksit	+	Su	⇒	Besin	+	Oksijen
↓		↓	Klorofil + Işık	↓		↓
6CO2	+	6H2O	⇒	C6H12O6	+

Fotosentez Hızına Etki Eden Faktörler

Çevresel Faktörler	Genetik Faktörler
Işık şiddeti Karbondioksit miktarı Işığın dalga boyu (rengi) Ortam sıcaklığı Su miktarı Mineral miktarı	Kloroplast sayısı Gözenek sayısı ve büyüklüğü Yaprak sayısı ve Yaprağın yüzeyinin (ayasının) büyüklüğü Klorofil miktarı Enzim miktarı Katikula tabasının kalınlığı

Fotosentez sonucunda;

• Bütün canlılar için besin üretilir.
• Havadaki oksijen karbondioksit dengesi sağlanır.
• Havadaki oksijen miktarını artar.
• Atmosferdeki karbondioksit miktarı azalır.
• Güneşin zararlı ışınları engellenir.
• Fosil yakıtlar oluşur.

Fotosentez esnasında Klorofil ve enzimler kullanılmasına karşın bunlar harcanmazlar.

SOLUNUM

Bütün canlıların besine ihtiyacı olduğu gibi enerjiye de ihtiyacı vardır. Canlıların besinleri parçalayarak enerji elde etmesi olayına solunum denir. Solunum olayının temel amacı enerji üretmektir. Solunumda fotosentez sonucu oluşan besin parçalanarak canlıların kullanabileceği enerji oluşur. Üretici canlılar güneş enerjisini fotosentez sonucu besine depolarlar. Solunum olayında ise besine depolanan enerji canlıların kullanabileceği ATP (adenozintrifosfat) enerjisine dönüşür. ATP enerjisi adenin bazı, riboz şekeri ve 3 tane fosfattan oluşur.

1-Oksijenli Solunum

Besinlerin mitokondrilerde oksijenle parçalanması sonucu enerji üretilmesine oksijenli solunum denir. Oksijenli solunumda enzimler yardımı ile besin (şeker, glikoz) oksijen ile tepkimeye girerek karbondioksit, su ve ATP enerjisi oluşturur.

Oksijenli Solunum Denklemi

Glikoz	+	Oksijen	⇒	Karbondioksit	+	Su	+	ATP	+	Isı
↓		↓	enzim	↓		↓
C6H12O6	+	6O2	⇒	6CO2	+	6H2O	+	ATP	+	Isı

Oksijenli Solunum Özellikleri:

• Mitokondrilerde gerçekleşir.
• Genellikle gelişmiş yani çok enerjiye ihtiyacı olan canlılar yapar.
• Oksijensiz solunumdan daha fazla ATP üretilir.
• Besin ve oksijen kullanılır sonucunda karbondioksit su ve enerji üretilir.
• Bitkiler, hayvanlar, insanlar, mantarlar, bazı tek hücreli canlılar ve bazı bakteriler O2’li solunum yapar.  Akciğerler, solungaçlar, trake ve deri aracılığı ile oksijenli solunum yapılır.
• Kireç suyu CO2 ayıracıdır. Solunumda CO2 çıktığı kireç suyunun bulanmasıyla anlaşılabilir.

2-Oksijensiz Solunum

Besinlerin oksijen kullanılmadan parçalanarak enerji üretilmesi olayına oksijensiz solunum denir. Diğer ismi fermantasyondur.

Oksijensiz Solunum Özellikleri:

• Oksijen kullanılmaz.
• Genellikle sitoplazmada gerçekleşir.
• Sonuçta çok az enerji üretilir.
• Genellikle basit yapılı canlılar yani enerjiye ihtiyacı az olan canlılar yapar.
• Bazı bakteriler, maya mantarları, tek hücreli canlılar ve memeli hayvanların çizgili kas hücreleri oksijensiz solunum yapan canlılar içerisinde yer almaktadır.
• Sütten peynirin ve yoğurdun elde edilmesi, ekmek hamurunun mayalanması, etil alkol elde edilmesi, turşu yapımı, üzümden sirke yapımında oksijensiz solunum yapan bazı bakteri ve mantarlar kullanılır.

Çizgili kas hücreleri çok çalıştığında O2’li solunum yetersiz kalır ve enerjiye ihtiyaç olur. Bu nedenle bu hücreler O2’siz solunum yaparlar. O2’siz solunum sonucunda laktik asit (yorgunluk asidi) salgılanır ve belli süre sonra yoruluruz.

FOTOSENTEZ	SOLUNUM
Kloroplastta gerçekleşir.	Mitokondride gerçekleşir.
CO2(karbondioksit) ve H2O (su) kullanılır.	Besin ve oksijen kullanılır.
Besin, oksijen üretilir.	CO2(karbondioksit) H2O (su) ve enerji üretilir.
Işık gereklidir.	Işık gerekli değildir.
Klorofilli canlılarda görülür.	Bütün canlılarda görülebilir.
Sadece gündüz gerçekleşir.	Gece gündüz gerçekleşir.
Canlının ağırlığı artar.	Canlının ağırlığı azalır.