Kemosentez - Turkipedia

Kemosentez, ışık enerjisi olmadan organik madde üretilmesidir. Gereken enerji; demir, kükürt, hidrojen veya azot gibi inorganik bileşiklerin veya metanın oksitlenmesiyle elde edilir.

Fotosentezde, klorofile sahip canlılar, hammadde olarak H₂O (su) ve CO₂ (karbondioksit) veya H₂O yerine H₂S veya sadece H₂ kullanmak suretiyle karbonhidratları sentez ederler. Fotosentez, enerjiye ihtiyaç gösteren, yani aktivasyon enerjisine sahip bir reaksiyondur. Gereken enerji klorofil tarafından absorbe edilen güneş ışığından elde edilir. Organik maddelerin sentezi için güneş ışığı yerine kimyevi reaksiyonlardan ortaya çıkan enerji kullanılacak olursa bu reaksiyona kemosentez adı verilir.

Bazı bakteriler, ışık enerjisine ihtiyaç göstermeden kimyevi enerji ile organik maddeleri sentez ederler. Mesela azot, kükürt, demir ve hidrojen bakterileri klorofile sahip olmadıkları halde kemosentez sayesinde kemoototrof olabilirler. Bu şekilde kendi besinlerini üreten bakterilere “kemosentetik bakteriler” denir. Kemosentetik bakteriler inorganik maddeleri oksitleyerek elde ettikleri kimyevi enerjiyi kullanarak CO₂ ve H₂O'dan kendilerine karbonhidratlı besinler yaparlar.

Azot, toprakta organik azot bileşikleri nitratlar ve amonyum tuzları halinde bulunur. Azotlu bileşikler, bakterilerin aracılığı ile okside edilir, bu sürece nitrifikasyon denir. Nitrifikasyon ile azot, bitkilerin kullanabileceği bileşiklere dönüşürken, açığa çıkan enerji de nitrifikasyon yapan bakteriler tarafından kemosentez için kullanılır.

Bitkiler havadaki CO₂'yi bağlayarak organik bileşikler yapmaktadır. Fakat bitkilerin, havada bulunan azot (N₂) gazını kullanmaları mümkün değildir. Gelişmeleri için büyük öneme sahip olan azotu, azotlu bileşikler halinde topraktan alırlar. Topraktaki azotun kullanılır hale gelmesi ile tabiatta azot devinimi gerçekleşir.

Kemosentez çeşitleri

Aşağıdaki reaksiyonlarla elde edilen enerji, bakterinin metabolik ihtiyaçlarını karşılar.

1. Demir bakterileri: Demir hidroksiti oksitleyerek enerji sağlar:

2Fe(OH)₂ + O₂ → H₂O + Fe₂O₃

2. Sülfür bakterileri: H₂S'yi oksitler:

H₂S +3/2O₂ → H₂O+SO₂

3. Hidrojen bakterileri: H₂'yi oksitleyerek enerji sağlarlar.

H₂ + O₂ → H₂O + 68 Kal (Enj)

4. Azot bakterileri, N bileşiklerini nitrifikasyon ile oksitlerler.

Nitrosomonas bakterilerinde:

2 NH₃ + 3O₂ → 2 HNO₂ + 2 H₂O + 158 Kal (enerji)

Nitrosococus bakterilerinde:

2 HNO₂ + O₂ → 2 HNO₃ + 43 Kal (enerji)

İlgili Araştırma Makaleleri

Fotosentez, bitkiler ve diğer canlılar tarafından, ışık enerjisini organizmaların yaşamsal eylemlerine enerji sağlamak için daha sonra serbest bırakılabilecek kimyasal enerjiye dönüştürmek için kullanılan bir işlemdir. Bu kimyasal enerji, karbondioksit ve sudan sentezlenen şekerler gibi karbonhidrat moleküllerinde depolanır.

Bir ototrof, karbondioksit gibi basit maddelerden karbon kullanarak, genellikle ışıktan (fotosentez) veya inorganik kimyasal reaksiyonlardan (kemosentez) gelen enerjiyi kullanarak karmaşık organik bileşikler üreten bir organizmadır. Abiyotik bir enerji kaynağını organik bileşiklerde depolanan ve diğer organizmalar tarafından kullanılabilen enerjiye dönüştürürler. Ototroflar canlı bir karbon veya enerji kaynağına ihtiyaç duymazlar ve karadaki bitkiler veya sudaki algler gibi bir besin zincirindeki üreticilerdir. Ototroflar karbondioksiti indirgeyerek biyosentez için organik bileşikler ve depolanmış kimyasal yakıt yapabilirler. Çoğu ototrof indirgeyici madde olarak su kullanır, ancak bazıları hidrojen sülfür gibi diğer hidrojen bileşiklerini de kullanabilir.

Kloroplast, fotosentezin gerçekleştiği sitoplazmik organeldir. Bitkilerin sadece yeşil kısımlarında bulunur. Bitkide besin ve oksijen üretilmesini sağlar. Genellikle yeşil renkli olduğu için bitkilerin çoğunun yeşil renkli olmasının temel sebebidir. Güneş enerjisini moleküler bağlar halinde saklayabilen tek yapı kloroplastlardır ve senede bu yolla dünyada 200 milyar ton organik madde üretilmektedir. Fotosentez yapma yeteneği kazanmış bir çekirdeksiz ve organelsiz ilkin hücre ve heterotrof (adrıbeslek) canlıların içerisine girerek simbiyoz yaşama uymuş bu şekilde kloroplastları meydana getirmiştir. Yani mavi algler kloroplastların evrimsel olarak atasıdır.

Kimyasal tepkime ya da kimyasal reaksiyon, iki veya daha fazla maddenin birbiri ile etkileşmesi sonucu kendi özelliklerini kaybederek yeni özellikte maddeler oluşturmasıdır. Kimyasal olay ve kimyasal değişme kavramlarıyla eşanlamlıdır. Kimyasal reaksiyonların test edilmesi için Periyodik tablo metalleri ile aside koyarak yapılabilir.

Klorofil, çeşitli dalga boylarındaki ışıkları emerek bitkide fotosentez (özümleme) olayının meydana gelmesine sebep olan, yeşil renkli bir biyolojik pigment.

Beslenme, canlılığın gereklerini yerine getirmek için gerekli olan maddeleri, canlı dışı ortamdan edinme faaliyetine verilen isimdir.

Oksidatif fosforilasyon, canlılarda enerji kaynağı olarak kullanılan ATP sentezinde kullanılan yollardan biridir. Fosforilasyon olarak da adlandırılan ATP sentezi başlıca dört yoldan gerçekleştirilir.

Oksidatif fosforilasyon
Substrat düzeyinde fosforilasyon
Fotofosforilasyon (fotosentezde)
Kemofosforilasyon (kemosentezde)

Redoks atomların oksidasyon durumlarının değiştiği bir tür kimyasal reaksiyondur. Redoks reaksiyonları, kimyasal türler arasında elektronların fiili veya biçimsel aktarımı ile karakterize edilir, çoğunlukla bir tür oksidasyona, diğer türler indirgemeye uğrar. Elektronun çıkarıldığı kimyasal türlerin indirgenmiş olduğu söyleniyor. Başka bir deyişle:

Oksidasyon, elektronların bir atom ya da molekülden ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimedir.
Redüksiyon, bir atomun elektron almasını sağlayan kimyasal tepkimedir.

Yanma, bir yakıt (indirgeyici) ve bir oksidan arasında gerçekleşen, duman adlı karışımda oksitlenmiş, çoğunlukla gaz halinde ürünler üreten yüksek sıcaklıktaki bir ekzotermik redoks reaksiyonuudur.

Nitrik asit, HNO₃ kimyasal formülüne sahip oldukça aşındırıcı bir inorganik asittir. Kezzap olarak da bilinir. Saf hâldeki bileşik renksizdir. Ancak uzun süre bekleyen eski asitler azot oksitleri ve suya ayrışması nedeniyle sarı renge dönebilme özelliğindedirler. Piyasada bulunan nitrik asitlerin çoğu % 68'lik bir konsantrasyona sahiptir. Çözelti, %86'dan fazla HNO₃ içerdiğinde, dumanlı nitrik asit olarak adlandırılır. Mevcut azot dioksit miktarına bağlı olarak, dumanlı nitrik asit ayrıca %86’nın üzerindeki konsantrasyonlarda kırmızı dumanlı nitrik asit veya %95’in üzerindeki konsantrasyonlarda beyaz dumanlı nitrik asit olarak tanımlanır.

Fotofosforilasyon Yaşayan canlılar sadece iki kaynaktan enerji elde edebilirler: güneş ışığı ve redoks tepkimeleri. Bütün canlılar yaşamları için gerekli değişmez ürün ATP'yi üretirler. Fosforilasyonda yüksek enerjili elektron vericisi ve düşük enerjili elektron alıcısı oluşturmak için ışık enerjisi kullanılır. Elektronlar spontan olarak vericiden alıcıya doğru elektron taşıma zinciriyle hareket ederler.

Dışbeslenen, dışbeslek, ardıbeslek ya da heterotrof canlılar; besinlerini kendi kendilerine sentezleyemeyen canlılardır. Yaşamlarını sürdürmek için gerekli enerjiyi bu sebeple diğer dışbeslenen ya da kendibeslek canlılardan alması gerekir. Heterotrof terimi mikrobiyoloji alanında ilk kez 1946 yılında, mikroorganizmaların beslenme tiplerine göre sınıflamasında kullanılmıştır. Bugün ise terim besin zincirinin tanımlanmasında birçok alanda kullanılmaktadır.

Hidrotermal baca, jeotermal ısıya sahip suyun salındığı bir deniz tabağı yarığıdır.

Kemotrof, içinde bulunduğu ortamdaki elektron vericisi/donörü moleküllerin oksidasyonu ile açığa çıkan elektronlardan enerji sağlayan canlıdır. Bu özellikleriyle kemotroflar, güneş enerjisini kullanarak fotosentez ile enerji elde eden fototroflardan ayrılırlar.

Koordinatlar: 43 ° 49 ' 32 "N 28 ° 33' 38 " E

Fototroflar (Yunanca: φῶς, φωτός = ışık, τροϕή = beslenme) karmaşık organik bileşikler (karbonhidratlar gibi) üretmek ve bundan enerji elde etmek için foton yakalayan organizmalardır. Hücresel çeşitli metabolik süreçleri gerçekleştirmek için ışıktan gelen enerjiyi kullanırlar. Fototrofların zorunlu olarak fotosentetik olduğu yaygın bir yanılgıdır. Hepsi olmasa da birçok fototrof sıklıkla fotosentez yapar: karbon dioksiti yapısal olarak, fonksiyonel olarak veya daha sonraki katabolik süreçler için bir kaynak olarak (örneğin nişasta, şeker ve yağ şeklinde) kullanılmak üzere anabolik olarak organik maddeye dönüştürürler. Tüm fototroflar, hücrenin moleküler enerji birimini(ATP) oluşturmak adına ATP sentaz tarafından kullanılan elektrokimyasal bir devinim oluşturmak için elektron taşıma sistemini veya doğrudan proton pompalamayı kullanır. Fototroflar, ototrof ya da heterotrof olabilir. Elektron ve hidrojenin kaynağı inorganik bileşikler ise (örn. Na₂S₂O₃, bazı mor kükürt bakterilerinde olduğu gibi veya H₂S, bazı yeşil kükürt bakterilerinde olduğu gibi) bunlara litotroflar da denebilir ve bu nedenle bazı fotoototroflara fotoliotoototroflar da denir. Fototrof organizmalarına örnekler: Rhodobacter capsulatus, Chromatium, Chlorobium vb.

Ekolojide birincil üretim, atmosferik veya sulu karbondioksitten organik bileşiklerin sentezidir. Temel olarak ışığı enerji kaynağı olarak kullanan fotosentez süreci ile ortaya çıkar, fakat aynı zamanda enerji kaynağı olarak inorganik kimyasal bileşiklerin yükseltgelme veya indirgenmesini kullanan kemosentez yoluyla da meydana gelir.

Fotoheterotroflar heterotrofik fototroflardır - yani ışığı enerji için kullanan, ancak karbondioksiti tek karbon kaynağı olarak kullanamayan organizmalardır. Sonuç olarak, karbon gereksinimlerini karşılamak için çevreden organik bileşikler alırlar; bu bileşikler arasında karbonhidratlar, yağ asitleri ve alkoller bulunur. Fotoheterotrofik organizmaların örnekleri arasında mor kükürt ve yeşil kükürt olmayan bakteriler ve heliobakteriler bulunur. Yakın zamanda yapılan araştırmalar, Doğu Eşekarısı ve bazı yaprak bitlerinin enerji kaynaklarını desteklemek için ışığı kullanabilecekleri belirtilmiştir.

Metabolik atıklar veya dışkılar, metabolik süreçlerden arta kalan ve organizma tarafından kullanılamayan ve bu nedenle atılması gereken maddelerdir. Buna Azot bileşikleri, su, _CO2, fosfatlar, sülfatlar vb. dahildir. Hayvanlar bu bileşikleri atık olarak ele alır. Bitkiler, bazılarını faydalı maddelere dönüştüren kimyasal "mekanizmalara" sahiptir.

Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.