Konu Detayı Sayfası
► Güneş ışığının ulaşamadığı okyanusların derin bölgelerinde yaşam oldukça sınırlıdır. Ancak 1970'li yıllarda, Galapagos Adaları yakınlarında deniz seviyesinden 1.600 metre derinlikte, birçok canlı türünün volkanik bacalar etrafında yaşadığı keşfedilmiştir.
► Bu canlılar, güneş ışığı olmadan yaşamlarını sürdürmekte ve kemosentez adı verilen bir süreçle enerji üretmektedir.
► Kemosentez; klorofile sahip olmayan bazı ototrof prokaryotların, güneş ışığı yerine inorganik maddeleri oksitleyerek enerji elde ettiği bir biyokimyasal süreçtir.
► Bu kimyasal enerji, ATP ve NADPH üretiminde kullanılır. Sonra organik madde sentezi gerçekleştirilir.
► Kemosentezde sentezlenen ATP oksidatif fosforilasyon ile elde edilir.
► Kemosentez sırasında gerekli olan kimyasal enerji; bazı inorganik moleküllerin oksitlenmesi sonucu elde edilir. Bu inorganik moleküller; hidrojen sülfür (H₂S), amonyak (NH₃), demir (Fe²⁺), nitrit (NO₂⁻), kükürt (S) gibi bileşiklerdir.
Kemosentez sürecinde;
1. Enerji Kaynağı Olarak: İnorganik maddelerin oksitlenmesiyle açığa çıkan kimyasal enerji kullanılır.
2. Elektron Taşıma Sistemi (ETS): Oksidasyon olayı sırasında açığa çıkan elektronlar ETS’den geçirilerek ATP ve NADPH sentezlenir.
3. Calvin Döngüsü: Üretilen ATP ve NADPH'lar Calvin döngüsünde karbon fiksasyonu (CO2'nin tutulması) için kullanılır ve organik madde sentezlenir.
► Kemosentezi yapan canlılara Kemoototrof (Kemolitotrof) Canlılar denir.
Bu canlılar; Nitrifikasyon bakterileri, kükürt bakterileri, hidrojen bakterileri ve bazı arkelerdir.
► Kemoototrof canlılar kesinlikle prokaryot ve tek hücrelidir. (Yani bazı bakteri ve arkelerdir.)
► Kemosentez sırasında ETS elemanları kullanılır ve NADP molekülü NADPH şeklinde indirgenir.
► Kemosentezin başlangıcında inorganik moleküllerden ayrılan elektronlar ETS üzerinden O2'ye taşınır. Bu sırada ATP ve NADPH+H+ elde edilir. Buradaki ATP üretimi oksidadif fosforilasyon ile gerçekleşir. Bu ATP ve NADPH'lar kullanılarak CO2 indirgenir ve besin sentezi gerçekleşir.

Kemosentez Reaksiyonları
► Kemosentez reaksiyonları 2 basamakta gerçekleşir. Bunlar;
1. İnorganik Maddelerin Oksidasyonu ile Kimyasal Enerjinin Üretilmesi
2. Üretilen Kimyasal Enerji ile Besin Sentezlenmesi ve O2 Oluşması

► Kemosentez sırasında canlı türüne göre enerji kaynağı olarak farklı inorganik maddeler kullanılabilir.
► Demir (Fe+2), amonyak (NH3), nitrit (NO2), hidrojen gazı (H2), hidrojen sülfür (H2S) ve sülfür (S2) gibi inorganik madde çeşitleri oksitlenir.
► Oksidasyon sonucu elde edilen kimyasal enerji kullanılarak oksidatif fosforilasyonla ile ATP sentezlenir.
► ATP sentezinde ETS görev yapar. Sentezlenen ATP’ler; CO2 ve H2O’nun reaksiyona girmesinde kullanılır. Böylece besin ve O2 üretilir.
► Bu canlılar, kemosentez sonucu oluşturdukları oksijeni atmosfere vermezler. Bunu kendi metabolik olaylarında ve oksidasyonda kullanırlar.
► Kemoototrof canlılara nitrit ve nitrat bakterileri, kükürt, demir, hidrojen oksitleyici bakteriler ve arkelerin çoğu örnek olarak verilebilir.
► Kemoototrof canlılar, klorofil bulundurmadıkları için besin sentezi sırasında ışık enerjisini kullanmazlar.
Kemoototrof canlılar kemosentezi; hem gündüz hem de gece kesintisiz gerçekleştirirler.
Topraktaki amonyak bitkiler ve diğer canlılar için doğrudan kullanıma uygun değildir.
► Azotun ya nitrit (NO₂⁻) ya da nitrat (NO₃⁻) bileşikleri halinde toprakta bulunması gerekir.
► Azot; toprakta organik azot bileşikleri, nitrat (NO₃⁻) ve amonyum tuzları halinde bulunur.
Örnek Tepkimeler
Amonyak Oksidasyonu: 2NH3 + 3O2 → 2HNO2 + 2H2O + Enerji
Nitrit Oksidasyonu: 2HNO2 + O2 → 2HNO3 + Enerji
► Kemosentez, fotosenteze benzer şekilde Calvin döngüsünü kullanır.
► Güneş ışığı yerine kimyasal enerji kaynakları kullanılır.
► Kükürt bakterileri, hidrojen sülfürü (H₂S) oksitleyerek enerji elde eder ve bunu besin sentezi için kullanır.
► H₂S proteinlerin kokuşması sonucu oluşan zehirli bir gazdır. Çeşitli organik maddeler üzerinde mikroorganizmaların faaliyeti sonucu oluşur. Oluştuğu yerde çürük yumurta kokusu şeklinde bir koku yayar.

► Bazı fotosentetik bakteriler H₂S'i fotosentezde hidrojen ve elektron kaynağı olarak kullanırlar. Kemosentetik bakteriler ise kemosentezde enerji kaynağı olarak kullanır.
► Bu süreç, okyanus diplerinde ve karasal ekosistemlerde, özellikle azot döngüsünde önemli bir rol oynar.
► Bitkiler, havadaki karbondioksiti (CO₂) bağlayarak organik bileşikler sentezleyebilirken, atmosferde bulunan azot gazını (N₂) doğrudan kullanamazlar.
► Gelişimleri için büyük önem taşıyan azot, bitkiler tarafından azotlu bileşikler hâlinde topraktan alınır.
► Bu sürecin temel taşı, doğada azot döngüsünün gerçekleşmesidir.
Kemosentetik Bakteriler; topraktaki azotlu organik maddeleri bitkilerin kullanabileceği nitrat ve nitrit gibi bileşiklere dönüştürür.
Bu süreçte;
Amonyak (NH₃): Çürükçül organizmalar tarafından organik maddelerden elde edilir.
Amonyum (NH₄⁺): NH₃’ye H⁺ iyonlarının eklenmesiyle oluşur.
Nitrifikasyon: Kemosentetik bakteriler amonyağı nitrata ve nitrite dönüştürerek bitkilerin kullanımına sunar.
Denitrifikasyon: Denitrifikasyon bakterileri, toprakta fazla bulunan nitratı (NO3) parçalayarak azot gazına (N₂) çevirirler ve atmosfere geri kazandırırlar. Bu süreçle doğadaki azot döngüsü tamamlanmış olur.

► Atmosferde yüksek oranda serbest azot gazı bulunmasına rağmen bitkiler bundan doğrudan faydalanamzlar.
► Bitkiler azotu nitrat (NO3-) ve amonyum (NH4+) iyonları şeklinde doğrudan topraktan alabilirler.
► Azotun bitkilerin kullanabileceği hâle gelme sürecinde çürükçüller(saprotrofik) ve kemosentetik bakteriler rol oynar.
► Çürükçüller, doğadaki ölü hayvan ve bitki gibi organik atıkları ayrıştırarak bunların yapısında bulunan azotlu bileşikleri (amino asitler, nükleik asitler vb.) NH3'e dönüştürür.
► Bitkiler, NH3, NO2 ve serbest azot gazını (N2) 'yi doğrudan kullanamazlar.
Azot Döngüsünün Gerçekleşme Basamakları
► Canlıların ölü ve organik atıkları çürükçüller tarafından (bazı bakteri ve küf mantarları) NH3'e kadar ayrıştırılır.
► Kemosentetikler oksitleme olayı ile NH3'ü NO2'ye, NO2'yi de NO3'e dönüştürürler.
► NH3'ün nitrat ve nitrat tuzlarına dönüştürülmesinde; nitrosomonas ve mikrobacter cinsi bakteriler görev alır.
► Eğer NH3 toprakta bulunuyorsa; NH3'e H+ katılarak önce NH4 oluşturulur. Daha sonra bu amonyumu kemosentetik bakteriler nitrifikasyon ile nitrit ve nitrat tuzlarına dönüştürürler.
► Bu amonyum ve nitrat tuzları ise bitki tarafından köklerle alınarak kullanılır.
► Bu dönüşümler sırasında kimyasal enerji açığa çıkar. Her iki bakteri türü bu dönüşümlereden elde ettiği kimyasal enerji ile ATP sentezler. Bu ATP'lerde kemosentez olayında kullanılır.

► Kemosentetik arkelerin büyük bir kısmı yüksek tuzluluk, düşük oksijen yoğunluğu, yüksek sıcaklık, yüksek ya da düşük pH gibi zor koşullarda yaşarlar.
► Bu canlılardan elde edilen zor koşullara dayanıklı enzimler, endüstride kullanılmaktadır.
► K
Ücretsiz önizleme burada bitti
Asıl konu anlatımının ilk %30’unu okudunuz. Konu metninin devamını okumak ve etkinlik, performans görevi ile kontrol noktası çözümlerini görmek için abone olun.
Konu anlatımının tamamını açKonuya Ait Çıkmış Sorular
Konu İle İlgili Çalışma Soruları
Kemosentetik canlılar ile ilgili aşağıdaki ifadelerden hangisi doğru değildir?