BİYOLOJİ PORTALI

Bu yazıyı paylaşabilirsiniz

KEMOSENTEZ

12. SINIF ÜNİTE, KONU, KAZANIM VE AÇIKLAMALARI

12.2.3. Kemosentez

Anahtar Kavramlar

kemosentez, oksidasyon

12.1.1.2 Kemosentez olayını açıklar,

a. Kemosentez yapan canlılara örnekler verilir.

b. Kemosentezin madde döngüsüne katkıları ve endüstriyel alanlarda kullanımı özetlenir.

-Klorofiil bulunmayan prokaryot hücre yapısına sahip olan bazı bakteri ve arkelerin inorganik maddelerin oksidasyonu ile açığa çıkan kimyasal enerjiyi kullanarak organik madde sentezlemesi olayına kemosentez, bu olayı gerçekleştiren canlılara da kemoototrof canlılar denir.

-Mesela azot, kükürt, demir ve hidrojen bakterileri klorofile sahip olmadıkları halde kemosentez sayesinde ototrofturlar.

Elektronların bir atomdan ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimelere oksidasyon denir.

- Kemosentez sırasında enerji kaynağı olarak (oksitlemede) kullanılan inorganik maddeler: Amonyak (NH3), Demir (Fe2+), nitrit (NO-2), hidrojen gazı (H2), hidrojen sülfür (H2S) ve sülfür (S2) amonyum (NH4+) gibi inorganiklerdir.

-Eğer bir canlı kemosentez yapabiliyorsa; kesinlikle prokaryot, tek hücreli, hücre bölünmesi ile büyümeyen, ancak çoğalan bir canlıdır diyebiliriz.

-Kemosentez iki reaksiyon basamağından oluşur.

I. aşama ile kimyasal enerji kazanılır.

II. aşmada ise bu kimyasal enerji ile besin sentezlenir.

Şematik olarak kemosentez olayı


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 pütrifikasyon (çürüme) denir. (Bu olay kemosentez tepkimesi değildir)

-Ancak amonyaktaki azot, bitkiler tarafından doğrudan kullanılamaz. Bitkiler azotu topraktan kökleriyle nitrat (NO-3) ve amonyum (NH+4) şeklinde alır. Ayrıştırıcı mikroorganizmalar tarafından üretilen NH3ın 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 kimyassal 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.

 

Kemosentez sonucunda üretilen oksijen, atmosfere verilmez. Yine kemosentetik canlılar tarafından oksidasyonda kullanılır. Dolayısı ile kemosentetik canlıların atmosfer oksijeninin dengelenmesi noktasında bir katkıları yoktur.

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 glukoza dönüştürülmesinde kullanılır.

H2S bir çok canlılar için zehirlidir. Kükürt bakterilerinin H2S’i oksitlemeleri, kendileri için enerji sağlamasından başka, ortamdaki diğer canlılar için de onu zararsız hale getirme görevi yaparlar.

-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.

Hidrojen sülfürü (H2S), fotosentetik bakteriler (sülfür bakterileri) hidrojen kaynağı, kemosentetik bakteriler (Kükürt bakterileri) ise enerji kaynağı olarak kullanır.          

3. Kemosentez yapan demir bakterileri Fe+2 iyonunu Fe+3 iyonuna oksitler. Bu sırada açığa çıkan enerji ile besin üretilir.

4. Bazı arkelerin kemosentezi:

Kemoototrof olan bazı arkeler çürümekte olan maddeler üzerinde, bataklık gibi oksijeni az olan ortamlarda metan gazı üretir. Bu arkelere metanojenler denir.

 -Metanojenler metan gazı üretiminde açığa çıkan enerji ile besin üretir.

-Bazı bakteriler de metan gazını oksitiyerek organik besin üretmek için gerekli enerjiyi sağlar.

KEMOSENTEZİN ÖNEMİ

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.

KEMOSENTEZİN ENDÜSTRÜYEL ALANDA KULLANIMI

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.

5. Endüstriyel alanda metanojenlerden; çöplerin ayrıştırılmasında, biyoyakıt ve gübre gibi ürünlerin elde edilmesinde yararlanılır. Organik maddelerin oksijensiz ortamda çürümesiyle biyogaz denilen ve aralarında yüksek oranda metan gazı bulunan bir gaz karışımı elde edilir. Bu gaz metanojenler tarafından üretilir. Metan gazından, arıtma sistemlerinde ve sanayide enerji kaynağı olarak yararlanılmaktadır.

6. Biyogaz üretimi sırasında oluşan amonyak ve fosfatça zengin yan ürünler de toprak gübresi ile hayvan yemi olarak kullanılır.

FOTOSENTEZ ve KEMOSENTEZİN ORTAK ÖZELLİKLERİ

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 KARŞILAŞTIRMASI

FOTOSENTEZ

KEMOSENTEZ

Klorofili bulunan canlılar yapar.

Sadece bazı bakteriler ve arkebakteriler yapar.

Prokaryot ve ökaryot canlılar yapabilir.

Sadece prokaryot canlılardan bazıları yapar.

Işık enerjisi kullanılır

Kimyasal enerji kullanılır.

Enerji kaynağı güneş

Enerji kaynağı Fe2+, NO-2, H2S ve S2 gibi inorganiklerdir.

Fotofosforilasyon ile ATP üretilir.

Oksidatif fosforilasyon ile ATP üretilir.

Hidrojen kaynağı olarak H2O, H2S veya H2 kullanılır.

Hidrojen kaynağı olarak H2O kullanılır.

Doğal şartlarda gündüz gerçekleşir.

Doğal şartlarda gece ve gündüz gerçekleşebilir.

Klorofil gereklidir.

Klorofile gerek yoktur.

O2 üretilebilir.

O2 hem üretilebilir hem de tüketilebilir.

Atmosfere O2 verilebilir.

Atmosfere O2 verilmez.

 

KONU İLE İLGİLİ BİR HATIRLATMA

-Kemoototroflar karbon kaynağı olarak sadece CO2'e gereksinim duyarlarken, enerji kaynağı olarak, ışık yerine inorganik bileşiklerin oksidasyonunu kullanırlar. Kimyasal enerji, hidrojen sülfür (H2S), amonyak (NH3 ), demir iyonlan (Fe2+) ve diğer bazı kimyasallardan, türe göre değişen şekilde, sağlanır. Bu tip beslenme, bazı prokaryotlar için tipiktir. Enerjilerini taşların içindeki minerallerden sağlayan bazı türler, dünyanın en önemli heykellerini yiyerek aşındırmaktadırlar.

-Kemoheterotroflar, enerji ve karbon için organik bileşikleri kullanmak zorundadırlar. Bu beslenme tipi, prokaryorlar, protistler, mantarlar, hayvanlar ve hatta bazı parazit bitkilerde gözlenir.

-Fotoheterotroflar, ATP sentezi için ışığı kullanabilmekte; fakat karbonu organik olarak sağlamak zorundadırlar. Bu tip beslenme, bazı prokaryodarla sınırlıdır.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SORU 1. (2017-LYS2/BİY)

Kemosentetik canlılar, ihtiyaç duydukları besinleri üretmek için gerekli olan enerjiyi inorganik maddeleri oksitliyerek 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) Karbon dioksit

 

 

SORU 2. (2016 YGS)

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?

 

I

II

III

A)

Kemo

heterotrof

Kemo

ototrof

 Foto

ototrof

B)

Kemo

heterotrof

Foto

ototrof

Kemo

ototrof

C)

Kemo

ototrof

Kemo

heterotrof

Foto

ototrof

D)

Foto

ototrof

Kemo

heterotrof

Kemo

ototrof

E)

Foto

ototrof

 Kemo

ototrof

Kemo

heterotrof

 

 

SORU 3. Tabloda fotosentez ve kemosentez ile ilgili bazı özellikler verilmiştir.

Karşılaştırılan özellikler

Fotosentez

Kemosentez

CO2 kullanılması

Var

I

Klorofilin ışığı soğurması

II

Yok

Kullanılan enerji çeşidi

Işık enerjisi

III

Her iki olayın benzerlik ve farklılıklarına göre tabloda numaralandırılmış kısımların doğru eşleştirilmesi hangisinde verilmiştir?

 

I

II

III

A)

Yok

Var

Işık enerjisi

B)

Var

Var

Kimyasal enerji

C)

Var

Yok

Kimyasal enerji

D)

Yok

Yok

Işık enerjisi

E)

Var

Var

 Elektrik enerjisi

 

 

SORU 4. I. Işık,

               II. Oksijen,

              III. Karbon dioksit

Yukarıdakilerden hangileri hem fotosentez hem de kemosentez olaylarında kullanılan ortak maddelerdir?

A) Yalnız I     B) Yalnız II          C) Yalnız III

D) I ve III        E) II ve III

 

 

 

SORU 5. Kemosentetik bir canlı için;

I. Işığa gerek duymadan gece-gündüz organik madde sentezleyebilir.

II. Hücre bölünmesi ile büyüme gerçekleştiremez.

III. Klorofilleri sitoplazmada bulunur.

IV. Ökaryot hücre yapısına sahip olabilir.

yargılarından hangileri doğrudur?

A) Yalnız I     B) Yalnız II          C) I ve II

D) I ve IV        E) II, III ve IV

 

SORU 6. Ototrof canlılarda gerçekleşen;

I. İnorganiklerden organik besin sentezi

II. Enerji kaynağı olarak inorganikler okside etme

III. Karbon kaynağı olarak CO2 kullanma

IV. Oksidatif fosforilasyon ile ATP üretilmesi

V. ETS’nin görev yapması

olaylarından fotosentez ve kemosenteze ait olanlar hangisinde birlikte verilmiştir?

 

Fotosentez

Kemosentez

A)

I, III, V

I, II, III, IV, V

B)

I, III, V

II, III, IV,V

C)

I, II, V

II, III, IV

D)

III, V

I, II, IV

E)

I, IV, V

I, II, III, IV, V

 

SORU 7. Aşağıda çeşitli özellikleri verilen bakterilerden hangisinin kemosentetik olduğu kesin olarak söylenebilir?

A) Organik monomerlerden polimer sentezleyebilen

B) Oranik maddlerin oksidasyonu ile ATP üretebilen

C) İnorganik maddelerden organik besin üretebilen

D) Oksidatif foaforilasyon ile ATP üretebilen

E) Bazı inorganik maddeleri oksidasyona uğratarak sağlanan enerji ile besin üretebilen

 

SORU 8. Kemosentez yapabilen bir organizma;

I. biyomadencilik

II. petrolün parçalanması

III. biyogaz üretimi

IV. bazı atıkların gübreye dönüştürülmesi

gibi işlemlerden hangilerinde kullanılabilir?

A) Yalnız III     B) Yalnız IV         C) I ve II

D) I, III  ve IV        E) I, II, III ve IV

 

SORU 9. Kemosentez yapan bir bakteri ile ilgili olarak;

 I. Topraktaki azotu bitkilerin kullanabileceği forma dönüştürür.

II. Doğada zararlı maddelerin birikimini engeller.

III. Ortamı oksijen bakımından zenginleştirir. yukarıda verilenlerden hangileri doğrudur?

A) Yalnız I        B) Yalnız II        C) Yalnız III

D) I ve II           E) I, II ve III

 

CEVAPLAR ve ÇÖZÜMLERİ

1. Kemosentez sırasında enerji  kaynağı olarak (oksitlemede) kullanılan inorganik maddeler : Amonyak (NH3), Demir (Fe2+), nitrit (NO-2), hidrojen gazı (H2), hidrojen sülfür (H2S) ve sülfür (S2),  amonyum (NH4+) gibi inorganiklerdir. CO2 enerji kaynağı değil, karbon kaynağı olarak kullanılır. Cevap: E

 

2. 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.

Cevap: E

3. I. Var, II. Var, III. Kimyasal enerji Cevap: B

 

4.  Işık, sadece fotosentezde kullanılır. Kemosentezde kullanılmaz. Oksijen, fotosentezde üretilip atmosfere verilir. Kemosentezde kullanılır. Karbon dioksit, hem fotosentezde hem de kemosentezde karbon kaynağı olarak kullanılır.

Cevap: C

 

5. Kemosentez yapan bir canlı, klorofil taşımaz, prokaryotiktir, tek hücrelidir, hücre bölünmesi ile çoğalır, büyümez. Işığa gerek duymadığı için gece gündüz organik madde sentezi yapar.

Cevap: C

 

6. I. İnorganiklerden organik besin sentezi

(Ortaktır)

II. Enerji kaynağı olarak inorganikler okside etme

( Kemosenteze aittir.)

III. Karbon kaynağı olarak CO2 kullanma

(Ortak)

IV. Oksidatif fosforilasyon ile ATP üretilmesi

(Kemosenteze aittir.)

V. ETS’nin görev yapması (Ortaktır)

Cevap: A

 

7. Bazı inorganik maddeleri oksidasyona uğratarak sağlanan enerji ile besin üretmek kemosenteze özgüdür.

Cevap: E

 

8. Verilen işlemlerin hepsinde kullanılabilir.

Cevap: E

 

9. Ürettiği oksijeni atmosfere vermez. Kendisi kullanır.

Cevap: D

 

 

 


Yorum Bırak



DİĞER BAŞLIKLAR

KONU BAŞLIKLARI

POPÜLER KONULAR