Kemosentez
Kemosentez
KEMOSENTEZ
• Klorofili bulunmayan, prokaryot hücre yapısına sahip olan bazı bakteri ve arkelerin güneş enerjisi yerine, inorganik maddelerin Oksidasyonu (oksitlenmesi = yükseltgenmesi = e- vermesiyle) sonucu açığa çıkan kimyasal bağ enerjisini kullanılarak CO2 ve H2O‘dan organik madde sentezlenmesine Kemosentez denir.
• Bu olayı gerçekleştiren canlılara da Kemoototrof Canlılar denir.
Kemosentez Kısaca :
» İnorganik maddeleri oksitleyerek organik madde üretilmesine kemosentez denir.
Kemoototrof Canlılara Örnek Olarak;
1- Azot ( N ) Bakterileri ( Azot döngüsünde görev yapan nitrit ( NO2- ) ve nitrat ( NO3 – ) bakterileri de azot bakterisidir.)
2- Kükürt ( S ) Bakterileri
3- Hidrojen ( H ) Bakterileri
4- Demir ( Fe ) Bakterileri
5- Bazı Arkeler ( arkelerden Metan Üretenler diğer adıyla Metanojenler.)
Dikkat Et !
Bir Canlı Kemosentez Yapabiliyorsa;
1- Kesinlikle Prokaryottur.
2- Tek Hücrelidir. Hücre Bölünmesi İle Büyümeyen Ancak Çoğalan Bir Canlıdır.
3- Zorunlu Aerobtur. ( Sadece Oksijenli Ortamda Yaşayabilen Canlı Demektir.)
Önemli !
Kemosentez Sırasında Enerji Kaynağı Olarak Kullanılan İnorganik Maddelere Örnek Olarak;
* 1– H2 ( hidrojen gazı )
* 2- H2S ( hidrojen sülfür )
3- S2 ( kükürt )
4- NO2- ( nitrit )
5- NO3- ( nitrat )
6- NH3 ( amonyak )
7- NH4 ( amonyum )
8- CH4 ( metan )
9- Fe+2 ( demir )
Hatırlatma !
* H2 ve H2S molekülleri kemosentezde enerji kaynağı olarak kullanırken, aynı moleküller fotosentezde hidrojen kaynağı olarak kullanılır.
» Kemoototroflar, yaptıkları reaksiyonlarla kendilerine besin üretmenin yanında başka faydalarda sağlamış olurlar. Bunlar:
1- Doğadaki madde döngüsünün gerçekleşmesini sağlarlar.
2- NH3 (amonyak), CH4 (metan ) gibi zehirli maddeleri oksitleyerek çevre kirliliğinin önlenmesini sağlarlar.
Kemosentezin Özellikleri
1- Enerji kaynağı olarak inorganik maddeler kullanılır. Bu inorganik maddeler canlı türüne göre farklılık gösterir.
2- Karbon kaynağı olarak karbondioksit kullanılır.
3- Oksidasyon olayı için oksijen gazı kullanılır. Atmosfere oksijen verilmez. (Bazı arkeler kemosentezi oksijen kullanmadan gerçekleştirir.)
4- Işık enerjisine ihtiyaç yoktur. Aydınlık ya da karanlık ortamda gerçekleştirilebilir.
5- Klorofil kullanılmaz.
6- ETS görev yapar. İndirgenme ve yükseltgenme reaksiyonları gerçekleştirilir.
1.Aşama inorganik maddenin oksijenle oksidasyonu ve kimyasal enerji elde etme:
İnorganik madde + O2 ———-→ inorganik yan ürün + enerji
2. Elde edilen kimyasal enerji ile su ve karbondioksitten organik madde elde etme:
H2O + CO2 + enerji ———-→ organik madde
Kemosentez İki Reaksiyon Basamağından Oluşur.
Bunlar:
1- aşama ile kimyasal enerji kazanılır.
2- aşmada ise bu kimyasal enerji ile besin sentezlenir.
Farklı Kemosentez Mekanizmaları
1- Azot Bakterilerinin Kemosentezi:
- Azot, tüm canlıların gereksinim duyduğu ana elementlerden biridir.
- Toprakta azot genellikle NH3 (amonyak), NH4+(amonyum), NO2- (nitrit) ya da NO3- (nitrat) bileşikleri şeklinde bulunur.
- Bitki ve hayvanların azotlu organik atıkları çürükçül (saprofit) organizmalar tarafından parçalanarak amonyak (NH3) açığa çıkarılır. Bu olaya Putrifikasyon (çürüme) denir. (Bu olay kemosentez tepkimesi değildir.)
Putrifikasyon Kısaca:
•Azotlu organik atıkların saprofitler tarafından parçalanmasına denir.
- Ancak amonyaktaki azot, bitkiler tarafından doğrudan kullanılamaz.
- Bitkiler azotu topraktan kökleriyle nitrat (NO-3) ve amonyum (NH+4) şeklinde alır.
- Ayrıştırıcı mikroorganizmalar tarafından üretilen NH3’ ün bir kısmı topraktan H+alıp amonyum (NH4) formuna dönüşerek bitkiler tarafından alınırken, bir kısım amonyak (NH3) ise nitrit bakterileri tarafından önce nitrite, daha sonra oluşan bu nitrit, nitrat bakterileri tarafından nitrata dönüştürülür. Bu olaya Nitrifikasyon denir.
- Nitrifikasyon olayı ile hem kimyasal enerji üretilir hem de amonyak bitkilerin alabileceği nitrata dönüştürülmüş olur.
- Nitrifikasyon olayında açığa çıkan elektronlar ETS ‘den geçirilir ve ATP üretir. Bu ATP’nin bir kısmı NADPH oluşumunda kullanılır.
- Sonuçta ATP ve NADPH kullanarak CO2 ve H2O ‘yu glikoza dönüştürür.
Dikkat Et !
- Kemosentez sonucu oluşan oksijen atmosfere verilmez. Yine kemosentetik canlılar tarafından kullanılır. Çünkü oksidasyon için oksijene ihtiyaçları vardır.
- Dolayısıyla kemosentetik canlılar atmosfer oksijeninin dengelenmesinde bir katkıları yoktur.
Ek Bilgi:
- Nitrosomanos ve Nitrobakter faaliyetleri sırasında açığa çıkan elektronlar ETS ‘den geçer ve böylece ATP sentezlenir.
- Bu ATP ‘ nin bir kısmı NADP oluşumunda harcanır.
- Sonuçta ATP ve NADH kullanılarak CO2 ve H2O ‘dan glikoz (C6H12O6 ) meydana gelir.
- Böylece bakteriler kemosentez ile kendi besinlerini üretirken azotlu bileşiklerinde bitkilerin kullanabileceği hale gelmesini sağlamış olur.
2- Kükürt Bakterilerinin Kemosentezi:
- Kükürt bakterileri H2S gibi kükürtlü bileşikleri oksitleyerek kimyasal enerji elde eder ve tepkime sonunda açığa çıkan enerji CO2 ve H2O’nun glikoza dönüştürülmesinde kullanılır.
- Arkeler içerisinde de kemosentez yapan türler vardır.
Örneğin;
- Termal kaynaklarda ya da volkanik kaynak sularında yaşayan bazı kemosentetik arkeler hidrojen sülfürü enerji kaynağı olarak kullanırlar.
NOT:
- Hidrojen sülfür ( H2S ) gibi kükürtlü , fotosentetik bakteriler ( sülfür bakteriler ) hidrojen kaynağı, kemosentetik bakteriler ( Kükürt bakterileri ) ise enerji kaynağı olarak kullanılır.
Ek Bilgi:
- Metanojenlerin bazıları inek, deve gibi geviş getiren otçul canlıların sindirim sisteminde, termitlerin arka bağırsağında yaşar ve selüloz sindirimi için gerekli enzimi üretir.
TERMİT:
» ‘’Ak Karıncalar‘’ da denir. Özellikle tropikal bölgelerde yaşarlar. Işıktan kaçarlar. Kör ve sağırdırlar. Termitlerin bilinen en önemli özelliklerinden biri ,topraktan insanların kolaylıkla yıkamayacakları sağlamlıkta görkemli yuvalar yapmalarıdır.
Kemosentezin Önemi
1- Kemosentez, amonyak (NH3) , hidrojen sülfür (H2S) gibi işe yaramaz gibi görünen, biriktiğinde çevre kirliliğine neden olan zararlı zehirli maddeleri işe yarar ve hale getirir.
2- Azotlu bileşikleri bitkilerin alabileceği azot tuzlarına dönüştürür.
3- Başta azot döngüsü olmak üzere doğadaki madde döngülerinde önemli bir role sahiptir.
4- Kemosentetik bakteriler kemosentez ile kendi besinini üretirken azotlu bileşiklerin toprakta tutulmasını sağlar.
5- Doğadaki biyolojik dengenin korunmasında önemli bir role sahiptir.
Kemosentezin Endüstriyel Alanda Kullanımı
1- Kemosentetik mikroorganizmalar uranyum, altın ve bakır gibi madenlerin cevherlerinden ayrıştırılması (biyomadencilik) işlemlerinde de kullanılmaktadır
2- Atık suların arıtılması sürecinde açığa çıkan çamura kemosentetik bakteriler ve arkeler ilave edilerek bu atıkların gübre olarak kullanılabilecek düzeye kadar parçalanması sağlanır.
3- Petrol ile kirlenen su kıyılarına gübre püskürtülerek kemosentetik bakterilerin çoğalması, dolayısıyla petrolün parçalanması hızlandırılabilmektedir.
4- Altın, özel tanklar içerisinde kemosentetik bakteriler yardımıyla cevherlerinden ayrıştırılır.
Fotosentez ve Kemosentezin Ortak Özellikleri
1- İnorganik maddelerden organik madde sentezlenir.
2- CO2 tüketilir. (CO2 özümlemesi yapılır.)
3- ATP sentezlenir, harcanır.
4- Enzimatik reaksiyonlarla gerçekleşir.
5- ETS görev yapar. NADP+ indirgenir.
6- Oksijensiz ortamlarda gerçekleşebilirler.
7- Hidrojen kaynağı kullanılır.
Fotosentez – Kemosentez Karşılaştırması
Ototrofların Ortak Özellikleri
1- İnorganik maddelerden organik madde üretirler.
2- Karbondioksit tüketirler.
3– ATP sentezlenir ve tüketilir. (fosforilasyon ve defosforilasyon)
4– Enzimatik reaksiyonlar gerçekleşir.
5– ETS görev alır.
KONU TARAMA
SORU 1. Kemosentetik canlılar, ihtiyaç duydukları besinleri üretmek için gerekli olan enerjiyi inorganik maddeleri oksitleyerek açığa çıkan kimyasal enerjiden karşılayabilirler.
Buna göre, aşağıdaki inorganik maddelerden hangisi kemosentetik canlılar tarafından enerji kaynağı olarak kullanılmaz?
A)Kükürt B) Hidrojen sülfür C) Amonyak D) Nitrit E) Karbondioksit
SORU 2. Günümüzde yaşayan bazı canlıların kullandıkları enerji ve karbon kaynağı esas alınarak beslenme tipleri aşağıdaki tablodaki gibi gruplandırılabilir.
Buna göre, I, II ve III ile gösterilen beslenme tipleri aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?
Cevap. 2. E
Açıklama:
I. Enerji kaynağı ışık, karbon kaynağı CO2 olduğundan fotoototrof bir canlıdır.
II. Enerji kaynağı inorganik ise kemoototrof canlı olmalıdır.
III. Kemoheterotroflar, enerji ve karbon için organik bileşikleri kullanmak zorundadırlar.
SORU 3. Kemosentez ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğru değildir?
A) Sadece prokaryot canlılarda gerçekleşir.
B) Azot döngüsüne kakı sağlar.
C) Sadece gündüzleri gerçekleşir.
D) İnorganik maddelerin organik maddelere dönüşmesini sağlar.
E) ATP hem üretilir hem de tüketilir.
Cevap. 3. C
Açıklama:
A) Sadece prokaryot canlılarda gerçekleşir. Doğru.
B) Azot döngüsüne kakı sağlar. Doğru.
C) Sadece gündüzleri gerçekleşir. Yanlış. Kemosentez reaksiyonu ışığa bağlı olmadığı için gece veya gündüz her zaman gerçekleşebilir.
D) İnorganik maddelerin organik maddelere dönüşmesini sağlar. Doğru.
E) ATP hem üretilir hem de tüketilir. Doğru.
SORU 4. Fotosentez ve kemosentez olaylarında aşağıdakilerden hangisi ortaktır?
A) İnorganik madde oksidasyonu.
B) Karbon kaynağı olarak karbondioksitin kullanılması.
C) Atmosfere oksijen çıkışı.
D) Özelleşmiş bir organelde gerçekleşme.
E) Sadece gündüzleri gerçekleşme.
Cevap. 4. B
Açıklama:
A) İnorganik madde oksidasyonu. ( Sadece kemosentezde görülür.)
B) Karbon kaynağı olarak karbondioksitin kullanılması. ( Hem fotosentezde hem de kemosentezde görülür.)
C) Atmosfere oksijen çıkışı. ( Sadece fotosentezde görülür.)
D) Özelleşmiş bir organelde gerçekleşme. ( Sadece fotosentezde görülür.)
E) Sadece gündüzleri gerçekleşme. ( Sadece fotosentezde görülür.)
SORU 5. Fotosentetik ve kemosentetik bakterilerde aşağıda verilen özelliklerden hangileri farklılık gösterebilir?
I. CO2 tüketilmesi.
II. Atmosferin Oksijen dengesine katkıda bulunma.
III. Enzimatik reaksiyonlarla gerçekleşir.
IV. ETS görev yapar.
V. ATP sentezleme yöntemi.
A) I, II ve III B) II ve V C) I, III, IV, V D) IV ve V E) II, III, IV
Cevap. 5. B
Açıklama:
I. CO2 tüketilmesi. ( Ortak bir özelliktir.)
II. Atmosferin Oksijen dengesine katkıda bulunma. ( Ortak bir özellik değildir. ) Sadece fotosentetik bakterilerde görülür. Üretilen O2 ‘ yi ortama vererek O2 dengesine katkıda bulunurlar. Kemosentetik bakteriler açığa çıkan O2 ‘ yi , yapacakları oksidasyon için , kendisi kullanır , atmosfere vermez.
III. Enzimatik reaksiyonlarla gerçekleşir. ( Ortak bir özelliktir.)
IV. ETS görev yapar. ( Ortak bir özelliktir.)
V. ATP sentezlenir yöntemi. ( Ortak bir özellik değildir.) Fotosentetik bakterilerde ATP üretimini ‘’ Fotofosforilasyon ‘’ ile sağlarken, Kemosentetik bakterilerde ATP üretimini ‘’ Oksidatif fosforilasyon ‘’ ile sağlanır.
SORU 6. Kemosentez yapan bir organizma ile ilgili aşağıdaki yargılardan hangileri doğrudur?
I. Prokaryot hücre yapısındadır.
II. İnorganik maddelerin oksidasyonu ile açığa çıkan kimyasal enerjiyi kullanarak kendi besini üretir.
III. Karbon kaynağı olarak karbondioksiti kullanır.
A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III
Cevap. 6. E
Açıklama:
I. Prokaryot hücre yapısındadır. Doğru.
II. İnorganik maddelerin oksidasyonu ile açığa çıkan kimyasal enerjiyi kullanarak kendi besini üretir. Doğru.
III. Karbon kaynağı olarak karbondioksiti kullanır. Doğru.
KONU BİTTİ.
Bir yanıt yazın