Dnzhoca Fen Bilimleri Dersinin Adresi 
8. Sınıf 6. Ünite Enerji Dönüşümleri ve Çevre Biliminde Besin Zinciri ve Enerji akışı konusunu öğrenmiştik. Şimdi sıra Enerji Dönüşümlerinden SOLUNUM konusunda.
Besin Zinciri ve Enerji Akışı
Enerji Dönüşümleri
- Fotosentez
- Solunum
Madde Döngüleri ve Çevre Sorunları
Sürdürülebilir Kalkınma
6. Sınıfta Solunum Sistemine bağlı olarak
Dışarıdan OKSİJEN aldığımızı ve dışarıya ise KARBONDİOKSİT vererek yaşamımızı devam ettirebildiğimizi,
Solunum sisteminin en önemli organının AKCİĞER olduğunu,
Akciğerlerimizde bronş, bronşcuk ve alveollerin olduğunu
Alveollerin etrafının kılcal damarlarla sarılı olduğunu ve gaz alış verişinin burada gerçekleştiğini öğrenmiştik.
Peki aldığımız bu OKSİJEN NE İŞE YARAR?
Tabiki de YAŞAMIMIZI DEVAM ETTİREBİLMEMİZİ, ÖLMEMEMİZİ SAĞLAR.
Peki OKSİJEN bizi nasıl hayatta tutar?
Oksijen vücudumuz ve hücrelerimiz için ne işe yarar? Hangi görevi yapar? biraz düşünelim.
8. Sınıf 6. Ünite Enerji Dönüşümleri ve Çevre Bilimi SOLUNUM konusunda
Dışarıdan aldığımız oksijenin ne işe yaradığını?
Hücrelerde nasıl kullanıldığını?
Günlük yaşamda BESİNLERDEN NASIL ENERJİ SAĞLADIĞIMIZI?
Oksijensiz de solunum yapılıp yapılamayacağını öğreneceğiz.
Tüm canlılar yaşamını devam ettirebilmek için ENERJİYE ihtiyaç duyar. Enerjiyi ise BESİNLERDEN karşılarız. ÜRETİCİLER kendi ürettiği besinleri kullanır. TÜKETİCİLER dışarıdan aldığı besinleri kullanarak ENERJİYE ÇEVİRİR.
Canlıların hücre içerisinde BESİNLERİ PARÇALAYARAK ENERJİ ÜRETMESİ OLAYINA SOLUNUM denir. Solunum olayı gece gündüz kesintisiz devam eder. Bazı canlılar OKSİJEN KULLANARAK solunum yapar, bazı canlılar ise OKSİJEN KULLANMADAN SOLUNUM yapabilir.
SOLUNUMUN TEMEL AMACI HÜCRESEL ENERJİ OLUŞUMUNU SAĞLAMAKTIR.
Solunum ile besinlerin parçalanıp enerji üretilmesi olayı 3 şekilde gerçekleşir.
Bazı canlılar oksijen kullanarak besinleri parçalar ve enerjiye çevirir, bazı canlılar ise oksijen kullanmadan besinleri enerjiye çevirebilir.
Solunum sonucu BESİNLERDEN ÜRETTİĞİMİZ ENERJİYE ATP denir.
ATP Adenozin Trifosfat olarak adlandırılır.
1 tane ADENİN BAZI
1 Tane RİBOZ ŞEKERİ
3 TANE FOSFATtan (P) oluşur.
ATP molekülünde ENERJİ FOSFATLAR ARASINDAKİ BAĞLARDA BULUNUR.
DİKKAT: ATP HÜCRE ZARINDAN GEÇEMEYECEK KADAR BÜYÜK OLDUĞU İÇİN her hücre kendi enerjisini(ATP) hücre içerisinde üretir ve hücre içerisinde tüketir.
Solunum, canlıların ortak özelliklerindendir. Tüketiciler solunum için gerekli besinleri dışarıdan hazır olarak alırken üreticiler, solunum için gerekli olan besinleri kendileri üretir. Örneğin birçok bitki, besinlerini fotosentez yardımıyla üretir. Topraktan aldıkları su ve mineralleri, havadan aldıkları karbondioksidi ışık yardımıyla birleştirerek besin ve oksijen üretirler.
Bitkiler de diğer canlılar gibi enerji elde etmek için gece ve gündüz solunum yapar.
SOLUNUM ÇEŞİTLERİ:
1) OKSİJENLİ SOLUNUM:
Besinin hücredeki mitokondrilerde OKSİJEN ile parçalanarak/yakılarak ENERJİ ÜRETİLMESİ olayına OKSİJENLİ SOLUNUM denir.
Oksijenli solunumda adı üzerinde OKSİJEN ve BESİN kullanılır. Oksijenli solunum sonucunda ise ENERJİ (ATP), KARBONDİOKSİT ve SU ortaya çıkar.
Oksijenli Solunum Yapan Canlılar: İnsanlar, Hayvanlar, Bitkiler, Mantarlar, Bazı Bakteri Türleri, Amip, Öğlena gibi canlılar oksijenli solunum yapar.
Oksijenli Solunum İnsan, Hayvan, Bitki, Mantar, Öğlena, Amip gibi gelişmiş hücreye sahip canlılarda MİTOKONDRİ ORGANELİ İÇERİSİNDE, Bakteri gibi gelişmemiş hücreye sahip canlılarda ise SİTOPLAZMA İÇERİSİNDE gerçekleştirilir.
Besin oksijenli solunumda tam parçalandığı için fazla miktarda enerji açığa çıkar.
2) OKSİJENSİZ SOLUNUM:
Besinlerin hücre SİTOPLAZMASI içerisinde OKSİJEN olmadan ENZİMLERLE parçalanıp enerjiye çevrilmesi olayına OKSİJENSİZ SOLUNUM denir.
Besinler tam parçalanamadığı için üretilen enerji miktarı OKSİJENLİ SOLUNUMA göre azdır.
OKSİJENSİZ SOLUNUM hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir.
OKSİJENSİZ SOLUNUM YAPAN CANLILAR: Bazı bakteri türleri oksijensiz solunum yaparlar. Özellikle toprakta ve suda bulunan Azot dönüştürücü bakteriler oksijensiz solunum yapar. Madde Döngüsünde daha ayrıntılı olarak inceleyeceğiz.
3) FERMANTASYON:
Fermantasyon da oksijensiz solunumda olduğu gibi OKSİJEN KULLANILMADAN ENZİMLERLE besinlerin parçalanıp enerji elde edilmesidir. Fakat fermantasyonda Oksijenli ve Oksijensiz solunuma göre DAHA AZ ENERJİ ÜRETİLİR.
Fermantasyon ile Oksijensiz Solunum aynı değildir.
Bazı bakteri türleri, maya mantarı, insan ve hayvanların çizgili kas hücreleri fermantasyon yapabilir.
Çıkan ürünler açısından fermantasyon çeşitleri farklılık gösterir. En bilinen iki çeşit fermantasyon vardır. Bunlar LAKTİK ASİT FERMANTASYONU ve ETİL ALKOL FERMANTASYONUDUR.
a) ETİL ALKOL FERMANTASYONU:
Besinin oksijen olmadan parçalanarak ETİL ALKOL, KARBONDİOKSİT ve ENERJİye dönmesi olayına etil alkol fermantasyonu denir. Kolonya, tıp alanındaki temizleyicilerde, dezenfektanlarda ve hayatımızın çoğu alanında ETİL ALKOLÜ kullanırız.
Buğday, mısır, arpa ve patates gibi nişastalı bitkilerde ETİL ALKOL FERMANTASYONU görülebilir.
Etil Alkol Fermantasyonu, gündelik hayatta HAMURUN MAYALANMASI ve ALKOL ÜRETİMİ gibi olaylarda gerçekleşir
Hamurun mayalanmasını sağlayan maya mantarları etil alkol fermantasyonu yapar. Fermantasyon sonucu açığa çıkan karbondioksit, hamurun kabarmasını sağlar.
b) LAKTİK ASİT FERMANTASYONU:
Besinin oksijen olmadan parçalanarak LAKTİK ASİT, KARBONDİOKSİT ve ENERJİye dönmesi olayına Laktik Asit fermantasyonu denir. Laktik asit vücudumuzda biriktiğinde yorgunluk hissederiz.
Laktik Asit Fermantasyonu gündelik hayatta yoğurtun mayalanmasını sağlayan mikroskobik canlılar tarafından yapılır.
İnsan ve Hayvanın istemli hareket sağlayan çizgili kaslarında Laktik Asit Fermantasyonu gerçekleşir. Özellikle top oynadığımızda, maç yaptığımızda, ip atladığımızda veya gücümüzü çok yoğun olarak kullandığımızda çizgili kas hücrelerimiz yeterli oksijen alamaz ve oksijenle enerji üretemez. Oksijenle enerjinin üretilmediği durumlarda çizgili kas hücrelerimizde OKSİJENSİZ LAKTİK ASİT FERMANTASYONU gerçekleşir. İhtiyaç duyduğumuz enerjiyi yorulmamıza rağmen LAKTİK ASİT FERMANTASYONU ile karşılarız.
Spor yapmayı bıraktığımız zaman da üzerimizde bir yorgunluk oluşur. Bunun sebebi kaslarımızda fermantasyon ile LAKTİK ASİT BİRİKTİĞİ içindir. Bir süre dinlediğimiz zaman kaslarımızdan temizlenen LAKTİK ASİT azalır, yorgunluğumuz da diner.
DİKKAT: Oksijenli solunum ile üretilen enerji miktarı Oksijensiz solunum ve Fermantasyonla üretilen enerjiden fazladır. Fermantasyon ile üretilen enerji de oksijensiz solunumla üretilen enerjiden daha azdır.
FERMANTASYON İLE GÜNLÜK HAYATTA ELDE EDİLEN ÜRÜNLER:
SÜTTEN YOĞURT ELDE EDİLMESİ (Laktik Asit Fermantasyonu)
SÜTTEN PEYNİR ELDE EDİLMESİ (Laktik Asit Fermantasyonu)
HAMURUN MAYALANMASI (Etil Alkol Fermantasyonu)
ÜZÜM VE ELMADAN SİRKE YAPIMI (Asetik Asit Fermantasyonu)
TURŞU YAPIMI (Laktik Asit Fermantasyonu)
Yoğurt veya ayran tüketince uykumuzun gelmesinin sebebi yoğurt ve ayranda bulunan LAKTİK ASİTLE gerçekleşir.
Oksijenli Solunum ve Fermantasyon Arasındaki Farklar
| OKSİJENLİ SOLUNUM | FERMANTASYON |
| Üretilen enerji fazladır. | Üretilen enerji azdır. |
| Oksijen ve Besin kullanılır | Besin kullanılır. |
| Karbondioksit, Su ve Enerji oluşur. | Laktik Asit + Enerji + Karbondioksit veya Etil Alkol + Enerji oluşur. |
| Mitokondride gerçekleşir. | Hücre Sitoplazmasında gerçekleşir. |
| İnsan, Hayvan, Bitki, Mantar, Öğlena ve Amip gibi canlılar oksijenli solunum yapar. | İnsan ve Hayvanların çizgili kas hücreleri, Maya Mantarları Bazı bakteriler fermantasyon yapar. |
Dikkat: Üretilen enerji bakımından sıralama
OKSİJENLİ SOLUNUM > OKSİJENSİZ SOLUNUM > FERMANTASYON
Dikkat: OKSİJENSİZ SOLUNUM ve FERMANTASYON farklı solunum tipleridir.
| Oksijenli Solunum | Oksijensiz Solunum | Fermantasyon |
|---|---|---|
| Oksijen kullanılır. | Oksijen kullanılmaz. | Oksijen kullanılmaz. |
| Hücre içinde gerçekleşir. | Hücre içinde gerçekleşir. | Sadece sitoplazmada gerçekleşir. |
| Enerji verimi yüksektir. | Enerji verimi ortadır. | Enerji verimi en azdır. |
| Karbondioksit, su ve enerji oluşur. | Karbondioksit ve farklı maddeler oluşur. | Laktik asit veya etil alkol ve enerji oluşur. |
Dikkat: Deney sorularında KİREÇ SUYU KARBONDİOKSİTİ TUTARAK ortama yayılmasını engeller. ORTAMDA KİREÇ SUYU varsa BİTKİ veya ÜRETİCİ CANLILAR fotosentezi bir süre sonra gerçekleştiremeyebilir.
Aşağıdaki deneyi inceleyelim:
Deneyde I, II ve III numaralı 3 deney düzeneği hazırlanmıştır.
I. deney düzeneğinde saksı bitkisi, kelebek ve karbondioksit tutucu olarak kireç suyu kullanılmış ve güneşli bir yere konup cam fanusla kapatılmış.
II. deney düzeneğinde saksı bitkisi ve kelebek kullanılmış ve güneşli bir yere konup cam fanusla kapatılmış.
III. deney düzeneğinde saksı bitkisi, uğur böceği ve kelebek kullanılmış, karanlık bir yere konup cam fanusla kapatılmış.
Hangi düzenekteki kelebek daha uzun yaşar?
Kelebek II. düzenekte daha uzun yaşar. Çünkü kelebek cam fanus içerisinde solunum yaparak Karbondioksit üretir, Saksı Bitkisi ise kelebeğin ürettiği karbondioksiti kullanarak fotosentez yapar BESİN ve OKSİJEN üretir. Bu süreç saksı toprağındaki su tükenene kadar devam eder. Kelebek uzun bir süre yaşar.
I. düzenekte KİREÇ SUYU kelebeğin ürettiği KARBONDİOKSİTİ TUTARAK ortama yayılmasını engeller. Saksı Bitkisi de Karbondioksiti kullanıp fotosentez yapamaz. Oksijen bir süre sonra tükenir Kelebek ölür.
III. düzenek karanlık ortamda olduğu için Saksı Bitkisi fotosentez yapamaz. Saksı bitkisi, Uğur Böceği ve Kelebek oksijenli solunum yaparlar. İçeride oksijen bitene kadar Uğur Böceği ve Kelebek yaşar. Bir süre sonra ölür.
Kelebeklerin yaşama sürelerini karşılaştırınız?
II > I > III
Kelebek en fazla II. düzenekte yaşar. Nedenini yukarıda tartıştık.
I. düzenekteki kelebeğin III. düzenektekinden daha fazla yaşamasının sebebi:
I. düzenekte sadece bir tane oksijenli solunum yapan canlı var. III. düzenekte ise III. tane oksijenli solunum yapan canlı vardır. III. düzenekteki cam fanus içerisindeki oksijen daha çabuk tükenir.
Hangi düzenekteki saksı bitkisi daha fazla fotosentez yapar?
II. düzenekteki Saksı Bitkisi daha fazla fotosentez yapar. Çünkü kelebek saksı bitkisi için yeterli karbondioksiti oksijensiz solunum ile sağlar.
Şimdi de etil alkol fermantasyonu ve laktik asit fermantasyonu ile ilgili bir deney düzeneği inceleyelim:
Deney: Etil Alkol Fermantasyonu ve Laktik Asit Fermantasyonunun Karşılaştırılması
Amaç:
Etil alkol fermantasyonu ve laktik asit fermantasyonunun farklarını gözlemlemek.
Hipotez:
Etil alkol fermantasyonu sırasında karbondioksit gazı açığa çıkar ve bu gaz gözlemlenebilir. Laktik asit fermantasyonunda ise karbondioksit oluşmaz, ancak ortamın pH’ı düşer.
Deney Malzemeleri:
- 2 adet cam kavanoz veya balonlu deney tüpü
- Maya (Saccharomyces cerevisiae)
- Yoğurt (Laktik asit bakterileri içerir)
- Şeker (glikoz)
- Ilık su
- Kireç suyu (karbondioksit varlığını test etmek için)
- pH ölçer veya pH kağıdı
- Balon (gaz çıkışını gözlemlemek için)
Deney Düzeneği ve Yapılışı:
1. Grup – Etil Alkol Fermantasyonu:
- Bir kavanoza ılık su, şeker ve maya eklenir.
- Karışım iyice karıştırılır ve kapağına balon takılır (gaz çıkışını gözlemlemek için).
- 10-15 dakika beklenir.
2. Grup – Laktik Asit Fermantasyonu:
- İkinci kavanoza yoğurt ve bir miktar şeker eklenir.
- Karışım iyice karıştırılır ve aynı ortamda bekletilir.
- pH ölçer veya pH kağıdı ile başlangıçtaki pH değeri kaydedilir.
- 10-15 dakika beklenir ve pH değeri tekrar ölçülür.
Gözlemler:
- Etil alkol fermantasyonunda:
- Balon şişmeye başlar (karbondioksit gazı oluştuğu için).
- Eğer kireç suyu kullanılırsa, kireç suyunun bulanıklaştığı görülür (karbondioksit gazının varlığı).
- Laktik asit fermantasyonunda:
- pH değerinde düşüş gözlemlenir (ortam asidikleşir).
- Balon şişmez, çünkü laktik asit fermantasyonunda karbondioksit üretilmez.
Sonuç:
- Etil alkol fermantasyonu sırasında karbondioksit gazı açığa çıkar, bu nedenle gaz çıkışı gözlemlenir ve balon şişer.
- Laktik asit fermantasyonunda ise karbondioksit açığa çıkmaz, fakat ortamın pH’ı düşerek asidik hale gelir.
- Bu fark, etil alkol fermantasyonunun maya mantarları gibi mikroorganizmalar tarafından; laktik asit fermantasyonunun ise yoğurt bakterileri ve kas hücrelerinde gerçekleştiğini gösterir.
