Canlıların Ortak Özellikleri

Biyoloji Nedir?

Biyoloji, canlıları bilimsel temeller üzerinden araştıran bilim dalıdır. Canlıların bütün özelliklerini ve gerçekleştirdikleri temel yaşamsal olayları inceler.

Biyoloji Biliminin Temel Amacı

Biyolojinin temel amacı, doğal dengeyi korumak ve canlılar dünyasından insanlığa yararlı sonuçlar çıkarmaktır.

Biyolojinin Ana Bölümleri

Biyoloji, iki ana bölümden oluşur:

1. Botanik: Bitkiler alemini inceler.
2. Zooloji: Hayvanlar alemini inceler.

Biyoloji Bilimi İle İlgili Alt Bilim Dalları

Sitoloji

Hücrelerin yapı, şekil ve fonksiyonları ile hücre içindeki organellerin yapı ve fonksiyonlarını inceler.

Histoloji

Dokuları inceler.

Anatomi

Hücre, doku ve organların yapısını inceleyen bilim dalıdır.

Fizyoloji

Hücre, doku ve organların işleyişini inceleyen bilim dalıdır.

Morfoloji

Canlıların dış görünüşünü ve genel yapısal özelliklerini inceler.

Ekoloji (Çevre Bilimi)

Canlıların yaşadıkları ortamlarda çevreleriyle ve birbirleriyle etkileşimlerini inceler.

Moleküler Biyoloji

Hücrelerin moleküler düzeydeki yapısal özelliklerini inceler.

Biyoteknoloji

Canlıların çeşitli özelliklerini, günlük yaşantıda kullanılmalarını, gen alışverişlerini teknoloji ve mühendislik bilgilerini kullanarak inceler.

Genetik (Kalıtım Bilimi)

Canlıların gen yapılarını, kalıtsal özelliklerini ve genlerin kuşaklar arası aktarımı ile bunların canlı üzerindeki etkilerini inceler.

Hidrobiyoloji

Su içinde yaşayan canlıları, suyun özelliklerini ve canlıların bu ortamdaki yaşamlarını inceler.

Embriyoloji

Canlıda döllenmiş yumurtadan itibaren meydana gelen gelişme ve farklılaşmaları inceler.

Bu alt dallar, biyolojinin çeşitli yönlerini detaylı bir şekilde inceleyerek, canlıların yapısal ve işlevsel özelliklerini, çevreleriyle olan etkileşimlerini ve kalıtsal özelliklerini anlamamıza yardımcı olur.

Biyolojinin Günlük Hayatta Karşılaşılan Problemlerin Çözümüne Katkısı

Günümüzde biyoloji bilimi, birçok sorunun çözümüne önemli katkılar sağlamaktadır. Bu sorunlar arasında gıda sıkıntısı, küresel ısınma ve biyoçeşitlilikteki azalma gibi büyük ölçekli problemler yer almaktadır. Her geçen gün biyoloji alanında ortaya çıkan yeni buluşlar, insanları heyecanlandırmakta ve geleceğe dair umut vermektedir.

Özellikle biyoteknoloji ve sağlık alanındaki gelişmeler, insanların geleceğe güvenle bakmalarını sağlamaktadır. Ülkemiz insanlarının da bu çalışmalarda yer alması, bu bilime olan heyecanı ve ilgiyi artırmaktadır. Örneğin, Nobel ödüllü bilim insanı Aziz Sancar, biyolojiye olan katkılarıyla tanınmaktadır.

Biyoteknolojik Çalışmalar

• Atık Yönetimi: Biyoteknoloji sayesinde tehlikeli ve işe yaramaz görülen atıklar, mikroorganizmalar kullanılarak tehlikesiz ve işe yarar hale getirilmektedir.

• Sağlık Alanında İlaç Üretimi: Virüslerle mücadelede kullanılan interferonlar ve şeker hastalığı tedavisinde kullanılan insülin hormonu, gen transferi yöntemi ile üretilmektedir.
• Dirençli Bitkiler: Gen aktarımı ile çeşitli ilaç ve zararlılara karşı dirençli bitkiler elde edilmiştir.
• Kök Hücre Çalışmaları: Kök hücre çalışmaları sayesinde birçok hastalığın tedavi edilmesi mümkün hale gelmektedir.

Çevresel Sorunların Çözümü

• Biyoyakıtlar: Alternatif enerji kaynağı olarak bitkisel ve hayvansal kökenli yakıtlar, biyoyakıt olarak kullanılmaktadır. Bu yakıtlar, yakıt hammaddesi olarak çevre dostu bir seçenek sunmaktadır.

• DNA Parmak İzi: DNA parmak izi belirlenmesi sayesinde birçok adli olay ve analık-babalık davaları çözüme kavuşturulabilmektedir.

Üreme Sağlığı ve Tedavi

• Çocuk Sahibi Olamayanlar İçin Çözümler: Biyoloji bilimi, çocuk sahibi olamayan çiftler için yeni ve etkin çözüm yolları sunmaktadır.

Canlıların Ortak Özellikleri

Canlıların ortak (karakteristik) özelliklerini, canlılar dünyasında yer alan canlı alemleri taşır. Ancak, virüsler hücresel yapı taşımadıkları için bu ortak özelliklerin içinde yer almazlar. Virüsler, zorunlu parazitlerdir ve bu nedenle canlılar arasında farklı bir konumda bulunurlar.

Biyoloji biliminin bu geniş kapsamlı çalışmaları, hem insan yaşamını iyileştirmekte hem de doğayı koruma çabalarına katkı sağlamaktadır. Bu nedenle, biyolojinin günlük hayatta karşılaşılan problemlerin çözümüne olan katkısı yadsınamaz.

Canlıların Ortak Özellikleri

Canlıların ortak özellikleri, yaşamlarını sürdürebilmeleri ve çevreleriyle etkileşimde bulunabilmeleri için sahip oldukları temel niteliklerdir. Bu özellikler, canlıların karmaşık yapılarının ve işlevlerinin temelini oluşturur.

1. Hücresel Yapı

   • Tüm canlılar yapısal ve işlevsel bakımdan hücre denilen temel birimlerden oluşurlar. Canlıdaki tüm yaşamsal olaylar hücrede gerçekleşir.
   • Bir Hücreli Organizmalar: Bazı organizmalar sadece bir hücreden oluşur. Örneğin, bakteri, arke, amip, öglena, paramesyum ve maya mantarı gibi.

• Çok Hücreli Organizmalar: Bazı organizmalar ise çok sayıda hücrenin belirli bir organizasyon ile bir araya gelmesi sonucu oluşur. Örneğin, bitkiler, hayvanlar, mantarların çoğu ve bazı algler.

1. Beslenme

   • Canlılar, enerji ve besin maddelerini elde etmek için beslenirler. Ototroflar (kendibeslekler) fotosentez veya kemosentez yaparak besin üretirken, heterotroflar (besinlerini dışarıdan alanlar) diğer organizmaları tüketirler.

1. Solunum

   • Canlılar, enerji elde etmek için solunum yaparlar. Solunum, oksijenli veya oksijensiz olarak gerçekleşebilir. Hücrelerde enerji üretimini sağlar.

1. Boşaltım

   • Canlılar, metabolik faaliyetler sonucu oluşan atık maddeleri vücutlarından uzaklaştırırlar. Boşaltım, organizmanın homeostazisini korumasına yardımcı olur.

1. Homeostazi

   • Canlılar, iç ortamlarını sabit tutmak için homeostazi mekanizmalarını kullanırlar. Bu, sıcaklık, pH ve su dengesi gibi iç koşulların düzenlenmesini içerir.

2. Metabolizma

   • Metabolizma, canlıların enerji üretiminden, büyüme ve onarıma kadar tüm biyokimyasal reaksiyonlarını kapsar. Anabolizma (yapım) ve katabolizma (yıkım) süreçleri metabolizmanın iki ana bileşenidir.

3. Hareket

   • Canlılar, çevreleriyle etkileşimde bulunmak veya yer değiştirmek için hareket ederler. Hareket, tüm canlılarda görülmese de, hücresel düzeyde bile olsa bir hareket kabiliyeti vardır.

1. Uyarılara Tepki

   • Canlılar, çevresel uyarılara (ışık, ses, sıcaklık, kimyasal maddeler vb.) tepki verirler. Bu, canlıların hayatta kalma ve çevreye uyum sağlama yeteneklerini artırır.

2. Büyüme ve Gelişme

   • Canlılar, zamanla büyür ve gelişirler. Hücre sayısı ve hacmi artar, organizma karmaşıklaşır ve olgunlaşır.

1. Üreme

   • Canlılar, nesillerini devam ettirmek için ürerler. Üreme, eşeyli veya eşeysiz olabilir. Eşeyli üremede genetik çeşitlilik sağlanırken, eşeysiz üreme daha hızlı ve basittir.

2. Adaptasyon

   • Canlılar, çevresel koşullara uyum sağlamak için adaptasyon geliştirirler. Bu, evrimsel süreçler sonucu meydana gelir ve canlıların hayatta kalma şansını artırır.

1. Organizasyon

   • Canlılar, moleküler düzeyden organ sistemlerine kadar organize bir yapıya sahiptir. Bu organizasyon, işlevlerin düzgün bir şekilde gerçekleştirilmesini sağlar.

Hücresel Yapı

Tüm canlılar, yapısal ve işlevsel bakımdan hücre denilen temel birimlerden oluşurlar. Canlıdaki tüm yaşamsal olaylar hücrede gerçekleşir.

• Bir Hücreli Organizmalar: Bu canlılar, tek bir hücreden oluşurlar. Örneğin, bakteriler, arkeler, amipler, öglenalar, paramesyumlar ve maya mantarları.

• Çok Hücreli Organizmalar: Bu canlılar, çok sayıda hücrenin belirli bir organizasyon ile bir araya gelmesi sonucu oluşurlar. Örneğin, bitkiler, hayvanlar, mantarların çoğu ve bazı algler.

Bu ortak özellikler, canlıların doğada hayatta kalmasını ve üremesini sağlayan temel biyolojik işlevlerdir.

Yapısına Göre Hücreler

Hücreler, yapısal özelliklerine göre iki ana gruba ayrılır: prokaryot hücreler ve ökaryot hücreler.

1. Prokaryot Hücreler

Prokaryot hücreler, zarla çevrili çekirdek ve zarla çevrili organelleri bulunmayan basit hücrelerdir. Bakteriler ve arkeler prokaryot hücre yapısına sahip organizmalardır. Bu canlıların tamamı tek hücrelidir ve DNA'ları sitoplazmada bulunur. Çekirdek ve zarlı organelleri yoktur. Organel olarak sadece ribozom bulunur. Ribozom zarsız bir organeldir ve görevi protein sentezi yapmaktır.

Prokaryot Hücrede Bulunan Temel Yapılar

• Hücre Çeperi:
  • Bakterilerde: Peptidoglikan madde içerir.
  • Arkelerde: Sahte (Yalancı) peptidoglikan madde içerir.
• Sitoplazma: Hücrenin içindeki jel benzeri madde.
• Ribozom: Tek organel olarak bulunur ve protein sentezi yapar.
• DNA ve RNA: Sitoplazmada bulunur. Prokaryotların DNA'ları halkasaldır. Bakterilerin DNA'sında histon protein kılıf yoktur, arkelerde ise histon protein kılıf ile çevrilidir.
• Hücre Zarı: Hücreyi çevreleyen ve madde alışverişini sağlayan zar.

Önemli Notlar

• Prokaryotların DNA'ları sitoplazmada bulunur ve bu, ayırt edici bir özelliktir.
• DNA'ları halkasaldır. Bakterilerin DNA'sında histon protein kılıfı bulunmazken, arkelerde histon protein kılıfı ile çevrilidir.

• Saprofit beslenen bakteriler, dışarı enzim salgılarken koful oluşturamazlar. (Koful tek zarlı bir organeldir ve zarlı organeller prokaryotlarda bulunmaz.)
• Bu canlılar, translokaz denilen taşıyıcı proteinlerle enzimlerini dışarıya verirler.

Prokaryot hücreler, yapısal olarak basit olmalarına rağmen, çevrelerindeki değişikliklere hızla uyum sağlayabilen ve çeşitli biyolojik işlevleri yerine getirebilen önemli organizmalardır.

2. Ökaryot Hücreler

Ökaryot hücreler, zarla çevrili çekirdek ve zarlı organellere sahip gelişmiş hücrelerdir. Protistler, mantarlar, bitkiler ve hayvanlar ökaryot hücre yapısındadır. Bu hücreler, daha kompleks yapıları sayesinde çeşitli biyolojik işlevleri etkin bir şekilde yerine getirebilirler.

Ökaryot Hücrelerin Temel Özellikleri

• Zarla Çevrili Çekirdek: Ana DNA, çekirdek içerisinde bulunur. Bu DNA, sarmal yapılıdır ve histon protein kılıfla çevrilidir.

• Zarlı Organeller: Ökaryot hücreler, çeşitli zarlı organellere sahiptir:
  • Ribozom: Protein sentezini gerçekleştirir.
  • Koful: Madde depolar ve hücresel atıkları uzaklaştırır.
  • Golgi Aygıtı: Hücre içinde proteinlerin ve lipitlerin paketlenmesi ve dağıtılmasını sağlar.
  • Endoplazmik Retikulum: Hücrede madde taşınmasında ve protein sentezinde görev alır. İki tipi vardır: Granüllü (RER) ve Granülsüz (SER).

• Mitokondri: Hücrede enerji üretiminden sorumlu organeldir. Ayrıca halkasal DNA içerir ve histon protein kılıfı taşımaz.
• Kloroplast: Fotosentez yapan hücrelerde bulunur ve bitkilerde enerji üretiminde rol alır. Kloroplastlar da halkasal DNA içerir ve histon protein kılıfı taşımaz.

Ökaryot Hücreli Canlılar

• Tek Hücreli Ökaryotlar: Bu organizmalar, tek bir hücreden oluşurlar. Örnekler:
  • Amip
  • Öglena
  • Paramesyum

• Çok Hücreli Ökaryotlar: Bu organizmalar, birçok hücrenin belirli bir organizasyon ile bir araya gelmesi sonucu oluşurlar. Örnekler:
  • Algler
  • Mantarlar
  • Bitkiler
  • Hayvanlar

​​​​​​​

Ökaryot hücreler, hücre içi bölmelere sahip olmaları sayesinde, karmaşık ve özelleşmiş işlevleri yerine getirebilirler. Bu özellikleri, ökaryot hücrelerin evrimsel olarak daha gelişmiş ve karmaşık organizmalarda bulunmalarını sağlar.

Tüm Hücrelerin Ortak Özellikleri

Bütün hücreler, prokaryot veya ökaryot olmalarına bakılmaksızın bazı ortak özelliklere sahiptir. Bu özellikler, hücrelerin temel işlevlerini gerçekleştirebilmesi için gereklidir.

1. Hücre Zarı

   • Tüm hücreler, tek katlı bir hücre zarı ile çevrilidir. Hücre zarı, hücreyi çevreler ve madde alışverişini düzenler. Aynı zamanda hücreyi dış çevreden korur.

2. Sitoplazma

   • Hücre zarı içinde bulunan ve organellerin yer aldığı jel benzeri madde. Sitoplazma, hücresel reaksiyonların gerçekleştiği yerdir.

3. DNA ve RNA

   • Her hücrede genetik materyal olarak DNA ve RNA bulunur. DNA, hücrenin genetik bilgisini taşır ve bu bilgi, tüm canlı türlerinde aynı dört nükleotiti içerir: adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timin (T). RNA ise protein sentezinde rol oynar.

4. Ribozom

   • Ribozom, protein sentezinin gerçekleştiği organeldir. Hem prokaryot hem de ökaryot hücrelerde bulunur. Ribozomlar zarsız organellerdir ve hücrenin hayatta kalması için gerekli olan proteinlerin üretiminde kritik rol oynar.

Bu ortak özellikler, hücrelerin temel biyolojik işlevlerini yerine getirmelerini sağlar ve yaşamın devamlılığı için gereklidir.

Canlıların Besinlere İhtiyaç Duymasının Nedenleri

Canlılar, hayatta kalmak ve işlevlerini sürdürebilmek için besinlere ihtiyaç duyarlar. Besinler, canlıların yapılarına katılacak maddeleri sağlamak, enerji ihtiyaçlarını karşılamak, büyüyüp gelişmek, yıpranan doku ve organlarını onarmak ve kimyasal tepkimelerini düzenlemek için gereklidir.

1. Yapılarına Katılacak Maddeleri Almak

   • Hücrelerin ve dokuların yapı taşlarını oluşturmak için gerekli olan maddeleri besinlerden alırlar.

2. Enerji İhtiyaçlarını Karşılamak

   • Canlıların yaşamlarını sürdürebilmesi için enerjiye ihtiyaçları vardır ve bu enerji, besinlerden sağlanır.

3. Büyüyüp Gelişmek

   • Büyüme ve gelişme süreçleri için gerekli olan maddeler ve enerji, besinlerle sağlanır.

4. Yıpranan Doku ve Organlarını Onarmak

   • Hücrelerin ve dokuların onarımı ve yenilenmesi için gerekli olan maddeler, besinlerden alınır.

5. Kimyasal Tepkimeleri Düzenlemek

   • Metabolik faaliyetlerin düzenlenmesi ve gerçekleştirilmesi için besinler gereklidir.

Canlılarda Görülen Beslenme Türleri

Doğada bazı canlılar kendi besinlerini kendileri üretirken, bazı canlılar besinlerini dışarıdan hazır olarak alırlar. Buna göre canlılarda genel olarak üç çeşit beslenme görülür:

1. Ototrof Beslenme

   • Ototrof Canlılar: Kendi besinlerini kendileri üreten canlılardır. Fotosentez veya kemosentez yaparak inorganik maddelerden organik madde sentezlerler.
     • Örnek: Bitkiler, bazı bakteriler ve algler.
   • Fotosentetik Ototrof Canlılar: Güneş ışığını kullanarak fotosentez yaparlar.
     • Örnek: Yeşil bitkiler, bazı protistler ve siyanobakteriler.
   • Kemotrof Canlılar: Kimyasal enerji kullanarak kemosentez yaparlar.
     • Örnek: Nitrit ve nitrat bakterileri.

2. Heterotrof Beslenme

   • Heterotrof Canlılar: Besinlerini dışarıdan hazır olarak alan canlılardır. Diğer organizmaları tüketerek enerji ve gerekli maddeleri alırlar.
     • Örnek: Hayvanlar, mantarlar, bazı protistler ve bazı bakteriler.
   • Herbivorlar (Otçullar): Bitkilerle beslenen heterotrof canlılardır.
   • Karnivorlar (Etçiller): Diğer hayvanlarla beslenen heterotrof canlılardır.
   • Omnivorlar (Hem otçul hem etçil): Hem bitkilerle hem de hayvanlarla beslenen heterotrof canlılardır.
   • Saprofitler (Çürükçül): Ölü organizmaları ve organik atıkları parçalayarak besinlerini alan heterotrof canlılardır.
     • Örnek: Mantarlar, bazı bakteriler.

3. Karışık Beslenme (Miksotrof)

   • Miksotrof Canlılar: Hem ototrof hem de heterotrof beslenme özelliklerine sahip canlılardır. Çevre koşullarına göre beslenme şeklini değiştirebilirler.
     • Örnek: Öglena, bazı protistler.

Bu beslenme türleri, canlıların çevreleriyle olan etkileşimlerini ve enerji akışını etkileyen önemli faktörlerdir.

Ototrof Beslenme (Üretici Canlılar)

Ototrof beslenen canlılar, kendi besinlerini kendileri üretebilen organizmalardır. Bu canlılar, inorganik maddeleri dış ortamdan hazır alarak organik besin üretimi yaparlar. Ürettikleri besinleri hem kendileri kullanırlar hem de diğer canlıların besin kaynağını sağlarlar. Ototrof canlılar, besin üretmek için farklı enerji kaynakları kullanırlar: güneş ışığı enerjisi ve kimyasal enerji.

Fotoototrof Canlılar

Fotoototrof canlılar, ışık enerjisini kullanarak fotosentez olayı ile besin üretirler. Fotosentez, karbon dioksit ve suyun güneş ışığı enerjisi ile organik besin (glikoz) ve oksijene dönüştüğü bir süreçtir. Bu süreçte klorofil gibi pigmentler güneş ışığını yakalar ve kimyasal enerjiye dönüştürür.

• Örnekler:
  • Yeşil Bitkiler: Fotosentez yapan karasal ve sucul bitkiler.
  • Algler: Fotosentez yapan sucul protistler.
  • Siyanobakteriler: Mavi-yeşil algler olarak da bilinen fotosentetik bakteriler.

Kemoototrof Canlılar

Kemoototrof canlılar, bazı inorganik maddelerin oksitlenmesiyle açığa çıkan kimyasal enerjiyi kullanarak kemosentez olayı ile besin üretirler. Kemosentez, ışık enerjisine ihtiyaç duymadan organik besinlerin üretildiği bir süreçtir. Bu canlılar genellikle ekstrem çevre koşullarında bulunurlar ve enerji kaynakları olarak amonyak, nitrit, sülfür ve demir gibi inorganik bileşikleri kullanırlar.

• Örnekler:
  • Nitrifikasyon Bakterileri: Amonyak ve nitrit oksidasyonuyla enerji üretirler.
  • Sülfür Bakterileri: Hidrojen sülfür oksidasyonuyla enerji üretirler.
  • Demir Bakterileri: Demir oksidasyonuyla enerji üretirler.

Ototrof beslenme, ekosistemlerde enerji ve madde döngüsünün temelini oluşturur. Üretici canlılar, organik besin üreterek hem kendi yaşamlarını sürdürürler hem de tüketicilere (heterotrof canlılara) besin kaynağı sağlarlar. Bu süreçler, tüm ekosistemin enerji ve besin zincirinde önemli bir rol oynar.

Fotosentez ile Besin Üretimi

Fotosentez, ışık enerjisini kimyasal enerjiye dönüştürerek organik besin üretimi sağlayan bir süreçtir. Bu süreç, klorofil moleküllerinin yardımıyla gerçekleşir ve hem prokaryot hem de ökaryot canlılar tarafından gerçekleştirilir.

Prokaryot Canlılarda Fotosentez

Prokaryotlardan bazı bakteriler, fotosentez yaparak besin üretirler. Bu canlılar arasında mavi-yeşil algler (siyanobakteriler) ve H₂S ve H₂ bakterileri bulunur. Fotosentez için gerekli olan ışık enerjisi ve klorofil, bu bakterilerin sitoplazmasında bulunur.

• Siyanobakteriler: Işık enerjisini kullanarak fotosentez yapan prokaryot organizmalardır. Klorofil molekülleri sitoplazmada bulunur.
• H₂S ve H₂ Bakterileri: Bu bakteriler de fotosentez yapabilir, ancak bazıları farklı elektron donörleri kullanarak besin üretirler.

Ökaryot Canlılarda Fotosentez

Ökaryotlardan öglena, alglerin çoğu ve bitkiler (küsküt otu gibi tam parazit bitkiler hariç) fotosentez yaparak besin üretirler. Fotosentez yapan ökaryot canlıların klorofil molekülleri, kloroplast organelinde bulunur.

• Öglena: Hem heterotrof hem de ototrof beslenme yapabilen tek hücreli protistlerdir.
• Algler: Denizlerde ve tatlı sularda yaşayan, fotosentez yapabilen ökaryot organizmalardır.
• Bitkiler: Karasal ve sucul ekosistemlerde bulunan ve fotosentez yapan kompleks ökaryot organizmalardır. Bitkiler, hazır besin kullanan canlıların temel besin kaynağını oluştururlar ve fotosentez sırasında ürettikleri oksijen, atmosferdeki oksijenin kaynağıdır.

Fotosentez Denklemi: 6CO2+6H2O+Is\cıkEnerjisi→C6H12O6+6O2

Bu denklem, karbon dioksit ve suyun ışık enerjisi ile glikoz ve oksijene dönüştüğünü gösterir. Fotosentez, ekosistemlerde enerji akışının ve oksijen üretiminin temelini oluşturur.

Fotosentez Süreci

1. Işık Reaksiyonları (Işık Evresi):

   • Klorofil molekülleri, güneş ışığını absorbe eder ve bu enerjiyi kimyasal enerjiye (ATP ve NADPH) dönüştürür.
   • Su molekülleri parçalanarak oksijen gazı açığa çıkar.

2. Karanlık Reaksiyonları (Calvin Döngüsü):

   • ATP ve NADPH kullanılarak karbon dioksit molekülleri, glikoza dönüştürülür.
   • Bu süreç kloroplastların stromasında gerçekleşir.

Fotosentez, hem prokaryot hem de ökaryot canlıların yaşam döngülerinde kritik bir rol oynar ve tüm ekosistemlerde enerji ve besin döngüsünün sürdürülmesine yardımcı olur.

Kemosentez ile Besin Üretimi

Kemosentez, sadece bazı prokaryotlar (bazı bakteriler) tarafından yapılan bir besin üretim yöntemidir. Ökaryot hücreli canlılar kemosentez yapmazlar. Kemosentez yapan bir canlı, kesinlikle prokaryot hücre yapısına sahiptir ve tek hücrelidir. Bu canlılar, kimyasal enerjiyi kullanarak inorganik maddeleri oksitleyerek organik besin üretirler. Üretici canlılar, atmosferdeki karbondioksiti kullanarak besin üretirler, yani tüm canlıların besin kaynağı karbondioksittir.

2. Heterotrof Beslenme (Tüketici Canlılar)

Heterotrof beslenen canlılar, kendi besinlerini üretemeyen ve dışarıdan hazır olarak alan canlılardır. Besinlerini üreticilerden ya da diğer tüketicilerden sağlarlar. Bu beslenme türü, canlıların enerji ve gerekli besin maddelerini dış kaynaklardan aldığı bir yöntemdir.

Heterotrof Beslenen Canlılara Örnekler

• Bazı Bakteriler: Heterotrof beslenen bakteriler, organik maddeleri dışarıdan alarak enerji ve besin ihtiyaçlarını karşılarlar.

• Çoğu Protista: Tek hücreli protistler, diğer organizmaları tüketerek beslenirler.
• Mantarlar: Organik maddeleri ayrıştırarak besinlerini sağlarlar.
• Hayvanlar: Çeşitli besin kaynaklarını tüketerek beslenirler.

Heterotrof Beslenme Çeşitleri

1. Holozoik Beslenme

Holozoik beslenme, besinini katı parçalar halinde alan ve gelişmiş bir sindirim sistemine sahip olan canlıların beslenme şeklidir. İnsanlar ve hayvanlar bu şekilde beslenirler. Bu canlılar aldıkları besin çeşidine göre üçe ayrılır:

1. Herbivor (Otçul)

   • Sadece ot ile beslenen canlılardır.
   • Örnekler: İnek, keçi, tavşan.

2. Karnivor (Etçil)

   • Sadece et ile beslenen canlılardır.
   • Örnekler: Aslan, kaplan, sırtlan.

3. Omnivor (Hepçil)

   • Hem ot hem de et ile beslenen canlılardır.
   • Örnekler: İnsan, ayı, domuz.

Holozoik beslenen canlılar, karmaşık sindirim sistemleri sayesinde katı besinleri parçalayıp, enerji ve besin ihtiyaçlarını karşılarlar. Bu beslenme türü, canlıların enerji ve gerekli besin maddelerini çeşitli kaynaklardan almasını sağlar.

2. Çürükçül (Saprofit) Beslenme

Çürükçül (saprofit) beslenme, bazı bakteriler ve mantarlar tarafından gerçekleştirilen bir beslenme türüdür. Bu canlılar, dışarı enzim salgılayarak organik besinleri ayrıştırır ve ardından bu besinleri hücrelerine alarak beslenirler. Çürükçül beslenme, ölü ve canlı atıkların ayrıştırılmasında kritik bir rol oynar ve ekosistemlerin devamlılığı için çok önemlidir.

Çürükçül (Saprofit) Canlıların Özellikleri

• Enzim Salgılama: Çürükçül canlılar, dış ortama enzimler salgılayarak büyük organik molekülleri daha küçük moleküllere parçalarlar.

• Besin Alımı: Parçalanmış organik besinler, hücre zarından içeri alınarak besin ihtiyaçlarını karşılar.
• Ayrıştırıcı Rol: Çürükçül canlılar, ölü organizmaların ve organik atıkların ayrıştırılmasını sağlayarak, ekosistemde besin döngüsünün devamını sağlarlar.
• Organik Atıkları İnorganiklere Dönüştürme: Bu canlılar, organik atıkları inorganik maddelere dönüştürürken, kendi besin ihtiyaçlarını da karşılarlar.

Çürükçül (Saprofit) Canlılara Örnekler

• Bakteriler: Toprak ve su ekosistemlerinde yaygın olarak bulunan ve organik maddeleri ayrıştıran bakteriler.

• Mantarlar: Özellikle toprakta ve ölü bitki materyallerinde bulunan, organik maddeleri ayrıştıran mantarlar.

Çürükçül Beslenmenin Ekosistemdeki Rolü

Çürükçül beslenme, ekosistemlerin sağlıklı işleyişi için hayati öneme sahiptir. Çürükçül canlılar, ölü organizmaları ve organik atıkları ayrıştırarak, bunları inorganik maddelere dönüştürürler. Bu süreç, besin maddelerinin tekrar kullanılabilir hale gelmesini sağlar ve toprağın verimliliğini artırır. Ayrıca, çürükçül canlılar sayesinde ekosistemlerde besin döngüsü tamamlanır ve besin zincirinin devamı sağlanır.

Çürükçül (saprofit) beslenme, doğanın temizlik görevlileri olarak adlandırılabilecek bakteriler ve mantarlar tarafından gerçekleştirilir. Bu canlılar, ekosistemlerde organik maddelerin ayrıştırılması ve besin döngüsünün sürdürülebilirliği açısından kritik bir rol oynar.

Saprofit Canlıların Ekolojik Önemi

Saprofit (çürükçül) canlılar, ekosistemlerin sağlıklı işleyişi için hayati bir rol oynar. İşte saprofit canlıların ekolojik önemi:

1. Çevre Kirliliğini Önlerler

   • Ölü organizmaları ve organik atıkları ayrıştırarak çevre kirliliğinin önlenmesine katkıda bulunurlar.

2. Toprağı İnorganik Madde Bakımından Zenginleştirirler

   • Organik maddeleri inorganik bileşenlere dönüştürerek toprağın verimliliğini artırırlar.

3. Karbon ve Azot Döngülerini Sürdürürler

   • Canlılar için hayati öneme sahip karbon ve azot gibi elementlerin tükenmesini engellerler ve bu elementlerin döngüsünü sağlarlar.

4. Madde Döngülerinin Devamına Katkı Sağlarlar

   • Besin döngülerini tamamlayarak ekosistemdeki madde döngüsünün sürekliliğini sağlarlar.

5. Ekolojik Dengenin Korunmasını Sağlarlar

   • Ekosistemlerin dengesini koruyarak canlıların hayatta kalmasına ve biyolojik çeşitliliğin sürdürülmesine yardımcı olurlar.

Ayrıştırıcıların Azot Döngüsündeki İşlevi

Ayrıştırıcı canlılar, özellikle azot döngüsünde önemli bir rol oynar. Amino asitlerden amonyak (NH₃) oluşumunu sağlarlar: 

Ölü veya Canlı Atıkları → Protein → Aminoasit → NH3​

Bir Ekosistemde Ayrıştırıcı Organizma Sayısı Azalırsa

• Çevre Kirliliği Artar
  • Organik atıkların ayrışmaması sonucu çevre kirliliği artar.
• Madde Döngüleri Yavaşlar
  • Başta azot olmak üzere madde döngüleri yavaşlar ve ekosistem dengesiz hale gelir.
• Organik Madde Birikimi Artar
  • Organik maddeler birikir ve çevrede kokuşma meydana gelir.
• İnorganik Madde Miktarı Azalır
  • Doğadaki inorganik madde miktarı azalır, bu da bitkilerin büyümesini olumsuz etkiler.

Not: Çürükçül Beslenen Canlılar ve Besin Zinciri

Çürükçül beslenen canlılar, besin zincirinin her kademesinde yer alırlar ve her seviyede ayrıştırıcı olarak işlev görürler.

Ek Bilgi

Kemoheterotrof Canlılar

Kemoheterotrof canlılar, enerji ve karbon kaynağı olarak diğer canlıların ürettiği organik maddeleri kullanırlar. Bu gruba hayvanlar, insanlar, mantarlar, protistlerin çoğu ve birçok bakteri örnek verilebilir.

Fotoheterotrof Canlılar

Fotoheterotrof canlılar, enerji kaynağı olarak ışık enerjisini, karbon kaynağı olarak ise diğer canlıların ürettiği organik maddeleri kullanırlar. Örnek olarak bazı arkeler (halofitler) verilebilir.

Terminoloji

• FOTO: Işık anlamına gelir.

• KEMO: Kimyasal anlamına gelir.

Bu bilgiler, saprofit canlıların ekosistemler üzerindeki kritik rolünü ve heterotrof beslenmenin çeşitlerini anlamamıza yardımcı olur.

Bazı canlılar, fotosentez yaparak kendi besinlerini üretebildikleri halde, bazı maddeleri de dışarıdan hazır alırlar. Bu beslenme şekline karışık beslenme veya miksotrof beslenme denir. Öglena ve böcekçil bitkiler (ibrik otu gibi) bu tür beslenmeye örnek olarak verilebilir.

Böcekçil Bitkiler

Böcekçil bitkiler, azot bakımından fakir topraklarda yaşarlar ve topraktan alamadıkları azotu, yakaladıkları böceklerin proteinlerinden karşılarlar. Bu bitkiler fotosentez yaparak organik besinlerini üretebilirler, ancak bazı aminoasitlerin sentezi için gerekli azotu topraktan yeterince alamazlar. Bu ihtiyaçlarını enzim salgılayarak ayrıştırdıkları böceklerin bünyelerinden karşılarlar.

• Örnekler:
  • İbrik Otu: Azot ihtiyacını yakaladığı böceklerden karşılar.
  • Sinekkapan: Böcekleri yakalayarak azot ihtiyacını giderir.

Böcekçil bitkiler, azot ihtiyaçlarını karşılama yönü ile heterotrof, kloroplast taşıdıkları için fotosentez ile besinlerini üretebilme yönüyle de ototrof beslenmiş olurlar. Bu özellikleriyle hem ototrof hem de heterotrof beslenme şekillerine sahip oldukları için miksotrof beslenme kategorisinde değerlendirilirler.

Öglena

Öglena, hem fotosentez yapabilen hem de heterotrof beslenme yeteneğine sahip olan bir protisttir. Öglena, ışık varlığında fotosentez yaparak besin üretir, ancak ışık yokluğunda dışarıdan organik maddeler alarak heterotrof beslenir.

• Öglena'nın Beslenme Özellikleri:
  • Ototrof Beslenme: Işık varlığında fotosentez yaparak besin üretir.
  • Heterotrof Beslenme: Işık yokluğunda organik maddeleri dışarıdan alarak beslenir.

Böcekçil Bitkilerin Beslenme Süreci

Böcekçil bitkiler, azot bakımından fakir topraklarda yaşadıkları için bu eksikliği gidermek amacıyla böcekleri yakalar ve sindirirler. Fotosentez yaparak kendi organik besinlerini üretebilirler, ancak azot ihtiyacını karşılamak için aşağıdaki süreci takip ederler:

1. Böcek Yakalama: Bitki, özel tuzaklarıyla böcekleri yakalar.
2. Enzim Salgılama: Bitki, yakaladığı böcekleri sindirmek için enzimler salgılar.
3. Ayrıştırma: Enzimler, böceklerin proteinlerini ayrıştırarak amino asitlere dönüştürür.
4. Azot Alımı: Ayrıştırılan böceklerden elde edilen azot, bitkinin amino asit sentezi için kullanılır.

Böcekçil bitkiler, bu çift yönlü beslenme stratejisi sayesinde zorlu yaşam koşullarına uyum sağlarlar ve gerekli besin maddelerini etkili bir şekilde temin ederler.

Öglena

Öglena, tatlı sularda yaşayan tek hücreli bir canlıdır ve ökaryot hücre yapısına sahiptir. Bu organizma, hem ototrof hem de heterotrof beslenme özellikleri gösterir, bu nedenle miksotrof canlılar arasında yer alır.

Öglena'nın Özellikleri

1. Ökaryot Hücre Taşıma

   • Öglena, zarla çevrili çekirdek ve diğer zarla çevrili organellere sahip olduğu için ökaryot bir canlıdır.

2. Kloroplast Organeli

   • Öglena, kloroplast organeli bulundurur. Kloroplastlar, fotosentez yaparak organik besin üretiminde kullanılır.

3. Ototrof Beslenme

   • Öglena, ışık varlığında fotosentez yaparak kendi besinini kendisi sentezler. Bu yönüyle ototrof (üretici) beslenme özellikleri gösterir.

4. Heterotrof Beslenme

   • Işık yokluğunda öglena, dış ortamdan besinini hazır olarak alabilir. Bu yönüyle heterotrof (tüketici) beslenme özellikleri gösterir.

Not

• İnorganik Maddelerin Alımı: Su, mineral, asit, baz ve tuz gibi inorganik maddeleri tüm canlılar dış ortamdan hazır olarak alırlar. Bu durum, ototroflar dahil tüm canlılar için geçerlidir.

Öglena'nın bu çift yönlü beslenme yeteneği, ona çevresel değişikliklere uyum sağlama konusunda büyük bir avantaj sağlar. Işık varlığında fotosentez yaparak enerji ve besin üretebilirken, ışık yokluğunda dışarıdan organik besinler alarak hayatta kalabilir. Bu özellikleri, öglenayı ekosistemlerde önemli bir organizma haline getirir.

3. Solunum

Enerji taşıyan besinlerin (karbonhidrat, yağ, protein) hücre içinde parçalanması sonucu açığa çıkan kimyasal bağ enerjisinin ATP enerjisine dönüştürülmesine solunum denir.

• Canlılar yaşamsal faaliyetleri için enerjiye ihtiyaç duyarlar.
• Canlılar enerji elde etmek için besin monomerlerini (glikoz, yağ asidi ve gliserol, aminoasitler) hücre içinde solunum reaksiyonlarıyla parçalayarak ATP enerjisi üretirler.
• Bunun için hücrede önce ATP molekülü sentezlenir daha sonra elde edilen ATP enerjisi bu moleküle aktarılır ve gerektiğinde açığa çıkarılarak enerji gerektiren olaylarda (hareket, hücre bölünmesi, aktif taşıma, sinirsel iletim, kas kasılması, biyosentez olaylar vb.) kullanılır.
• Hücre içinde ATP'nin sentezlenmesine Fosforilasyon, tüketimine Defosforilasyon denir. Bu iki olay tüm canlılarda ortaktır.
• Hücresel solunum (oksijenli ve oksijensiz solunum) ve fermantasyon olayları hücre içi yıkım olaylarıdır.
• Amaç ATP enerjisi üretmektir.
• ATP canlıların ortak enerji birimidir.
• Hücre içinde üretilen ATP enerjisi farklı enerji çeşitlerine dönüştürülerek de kullanılabilir.
• Örneğin; sinir hücrelerinde elektrik enerjisine, kaslarda hareket enerjisine, harekette mekanik enerjiye dönüştürülmesi gibi.

Hücresel solunum olayları, oksijen kullanılıp kullanılmamasına göre iki çeşittir.

1. Oksijenli (Aerobik) Solunum

• Hücrede oksijen kullanılarak besinlerdeki kimyasal bağ enerjisinin açığa çıkarılmasıdır.
• İnsanlar, hayvanlar, bitkiler, bakteriler ve mantarlar oksijenli solunum yaparlar.
• Oksijenli solunum yapan ökaryot hücreli canlılarda ATP üretimi; sitoplazma ve mitokondri organelinde gerçekleşir.
• Oksijenli solunum yapan bazı bakterilerde ise mitokondri organeli olmadığı için oksijenli solunum sitoplazma ve mezozom adı verilen yapılarda gerçekleşir.
• Mitokondri organelinde ve mezozomda elektron taşıma sistemi (ETS) bulunur.

Oksijenli Solunumun Genel denklemi;

• C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Enerji (ATP) + Isı

2. Oksijensiz (Anaerobik) Solunum

• Bazı bakteriler ve arkeler oksijen kullanmadan sitoplazmalarında glikozu yıkarak açığa çıkan kimyasal enerjiden ATP enerjisi üretiler.
• Oksijensiz solunum ile enerji üretimini ökaryotlar yapmaz.
• Oksijenli solunuma göre daha az enerji elde edilir. (Çünkü oksijen kullanılmadığı için enerjinin bir kısmı glikozda bağlı kalır.)
• Elektron taşıma sistemi kullanılır.
• Son elektron tutucu molekül oksijen dışında bir inorganiktir. (Oksijenli solunumda ise oksijendir.)

Fermantasyon (Mayalanma)

• Öncelikle belirtelim ki fermantasyon bir hücresel solunum çeşidi değildir.
• Ancak oksijensiz solunum gibi oksijen kullanılmadan ATP enerjisi elde edilen bir yıkım olayıdır.
• Bazı bakteriler (yoğurt bakteriler gibi) ve insandaki iskelet kas hücreleri fermantasyon ile ATP enerjisi elde ederler.
• Oksijensiz solunumdan farkı; Elektron Taşıma Sistemi (ETS) kullanılmadan glikozun yıkılarak ATP sentezlenmesi olayıdır.
• Fermantasyonda ETS görev yapmaz, son elektron tutucu molekül organiktir.
• Sitoplazmada gerçekleşir.
• Oluşan son ürüne göre canlılardaki en önemli fermantasyon çeşitleri etil alkol ve laktik asit fermantasyonudur.

Etil Alkol Fermantasyonu

• Başta bira mayası olmak üzere maya mantarlarında ve şarap bakterilerinde gerçekleşir.
• Hamurun kabarmasını, bira ve şampanyanın köpüklenmesini bu fermantasyonda çıkan CO2 sağlar.

Genel denklemi: 

• Glikoz + 2 ATP → 2 Etil Alkol + 2CO2 + TOPLAM 4 ATP + Isı

Laktik Asit Fermantasyonu

• Yoğurt bakterilerinde, yeterli oksijenin hücrelere ulaşmadığı durumlarda, omurgalıların iskelet kas hücrelerinde ve memelilerin olgun alyuvar hücrelerinde gerçekleşir.

Genel denklemi:

• Glikoz + 2 ATP → 2 Laktik Asit + TOPLAM 4 ATP + Isı

NOT: Glikoz kullanılarak ATP’nin açığa çıkarıldığı tüm enerji metabolizmaları glikoliz ile başlar. Bu durumda glikoliz olayını gerçekleştirme tüm canlılarda ortaktır ve sitoplazmada gerçekleşir.

4. Boşaltım

Metabolizma sonucu hücrede oluşan atık maddelerin hücre veya canlı vücudundan dışarı atılmasına boşaltım denir.

• Amaç; kararlı bir iç ortam (homeostasi) oluşturmaktır.
• Tüm canlılar homeostasiyi (iç dengelerini) sağlamak amacıyla boşaltım yaparlar.
• Dikkat!!! → Tüm canlılarda boşaltımın ortak amacı; canlıda su ve iyon dengesini ayarlamaktır.

Metabolik olaylar sonunda oluşan önemli boşaltım maddeleri

• CO₂, H₂O, Amonyak (NH₃), Üre ve Ürik asittir.
• Canlıların azotlu boşaltım atıkları; amonyak (NH₃), üre ve ürik asittir.
• Amonyak; protein ve nükleik asitlerin hücre içerisinde yıkımı ile veya amino asitlerin karbonhidratlara dönüşmesi sırasında oluşur.
• Çok zehirli bir madde olan amonyak, birçok canlıda az zehirli üre ve ürik aside dönüştürülerek atılır.
• İnsanda amonyağın üreye dönüştürülmesi karaciğer tarafından yapılır.
• Bir canlının azotlu atığı ne şekilde uzaklaştıracağı adaptasyon sağladığı ortamın su miktarına bağlıdır.
• Suda yaşayan canlılarda azotlu atık, amonyaktır.
• Amonyak suda çözündüğü için çok fazla su ile atılır.
• Paramesyum gibi tek hücrelilerde, hidra ve planarya gibi omurgasız hayvanların çoğunda, balık ve kurbağa larvası gibi omurgalılarda azotlu atık amonyaktır.(Genellikle suda yaşayan canlılar amonyak atar.)
• Üre; amonyağa göre daha az zehirli olduğu için daha az su ile atılır.
• Ergin kurbağalar ve memelilerde azotlu atık üredir.
• Hemen hemen suda hiç çözünmeyen ürik asit; çok az su ile yarı katı (kristaller halinde) halde atılır.
• Bu nedenle böcek, sürüngen ve kuş gibi kurak ortam hayvanları ürik asit atarlar.

Farklı canlılar, boşaltım işlemini farklı şekillerde gerçekleştirirler.

• Tek hücreli canlılar; boşaltım maddelerini hücre zarının üzerinden (yüzeyinden) atarlar.
• Tatlı sularda yaşayan paramesyum, öglena ve amip gibi canlılarda fazla su kontraktil kofullarla ATP harcanarak aktif taşıma ile atılır.

NOT: Tuzlu sularda yaşayan canlılarda kontraktil koful bulunmaz. Çünkü bunların hücreleri fazla su almaz. Tam tersi su kaybeder.

• Bitkilerde boşaltım; yapraklarını dökerek, damlama olayı (hidatot ile) veya terleme olayı ile (stoma veya lentisel denilen yapılarla) gerçekleşir.

• Hayvanlarda ve insanlarda boşaltım; idrar oluşumu, terleme ve nefes verme ile olur. Terleme deri ile, idrar böbreklerle, karbondioksit ise akciğerlerle vücut dışına atılır. Ayrıca vücuda alınan fazla tuz, mineral, B ve C vitaminleri de üre ile birlikte böbreklerden idrarla atılır.
• Omurgalı hayvanların tamamı (balık, kurbağa, sürüngen, kuş ve memeliler) böbrekleri ile boşaltım yapar.

5. Hareket

• Canlıların durum veya yer değiştirmelerine hareket denir.
• Canlılar; besin bulma, düşmanlarından korunma, üremeyi sağlama gibi ihtiyaçlarını karşılamak için hareket ederler.
• Canlılar yaşadıkları ortama göre çeşitli hareket yeteneklerine sahiptir. Canlılarda aktif (yer değiştirme) ve pasif şekilde hareketler görülür.
• Bir hücreli canlılar; kamçı, sil ve yalancı ayak gibi yapılar yardımıyla yer değiştirme hareketi yapar.
• Örneğin; paramesyum silleriyle, öglena kamçısıyla, amip yalancı ayak denilen yapılarla hareket eder.
• Hayvanlarda; kol ve bacak, kanat, yüzgeç gibi yapılarla hareket sağlanır.
• Bitkilerde hareket; yönelme veya durum değiştirme şeklinde olur.
• Örneğin; ayçiçeğinin ışığa yönelmesi bir yönelme hareketidir.
• Küstüm otunun dokununca yapraklarının kapanması durum değiştirme hareketidir.
• Bitkiler hareket eder ancak bu hareket yer değiştirme şeklinde olmaz. Yani pasif hareket ederler. 

Dikkat!!!! → Hareket kavramı tek başına canlılığı ifade etmekte yeterli değildir. Çünkü canlılar gibi otomobil, alev, akarsu vb. cansızlar da hareket eder. Fakat cansızlarda hareket dışarıdan bir etkiyle olur.

NOT: Süngerler en basit omurgasız hayvan olmalarına rağmen yer değiştirme yapmadan hareket ederler.

6. Uyarılara Tepki

• Canlılarda durum değiştirmeye veya harekete sebep olan her türlü faktöre uyaran, uyaranlara verilen cevaplara ise tepki denir.

Çevresel Değişim → Uyarı → Değerlendirme → Tepki

• Bütün canlılar iç ve dış ortamdan gelen uyaranlara tepki gösterir.
• Bu durum canlıların çevreler ile uyum içinde olmaları ve yaşantılarını sürdürebilmeleri açısından önemlidir.
• Canlıların gösterdiği tepki biçimlerinde farklılıklar görülür.
• Tatlı sularda yaşayan tek hücreli bir canlı olan öglena, fotosentez yapabilmek için ışığa yönelir.
• Küstüm otu bitkisi, dokunmaya karşı yapraklarını kapatır.
• Köpek ses duyduğunda kulaklarını dikleştirir.
• Venüs sinekkapan bitkisi, yapraklarındaki algılayıcı tüylerine böcek dokunduğunda yapraklarını kapatır.
• Bazı hayvanların aşırı sıcaklarda suya girerek serinlemesi (filler gibi)
• Sıcak bir cisme dokunduğumuzda elimizi hızla çekmemiz uyarana verilen tepkilerdir.

NOT: Tek hücrelilerde uyarana tepki hızlı ve kısa sürede gerçekleşirken, çok hücrelilerde yavaş ve uzun sürede gerçekleşir.

7. Metabolizma

Hücrede meydana gelen yapım ve yıkım tepkimelerinin tümüne metabolizma denir.

METABOLİZMA = ANABOLİZMA + KATABOLİZMA şeklinde İkiye ayırarak incelemek mümkündür.

1. Yapım (Anabolizma, özümleme)

• Basit moleküllerin birleştirilerek daha karmaşık moleküllerin sentezlenmesidir.
• Yapıcı ve birleştiricidir.
• Başka bir deyimle canlıdaki biyosentez olaylarıdır.
• Bütün yapım tepkimelerinde ATP enerjisi harcanır.

Canlılardaki yapım reaksiyonları iki şekilde olur.

a. İnorganik bileşiklerden, organik monomer üretildiği yapım tepkimeleri: Ototrof canlıların gerçekleştirdiği fotosentez ve kemosentez tepkimeleri örnek verilebilir. Bu tepkimelerde ATP, önce üretilir sonra da tüketilir.

b. Organik monomerlerden polimer veya büyük moleküllerin sentezlendiği tepkimeler: Bu tepkimelere dehidrasyon sentezi denir.

DEHİDRASYON SENTEZİNİN ÖZELLİKLERİ

• Organik monomerler uygun bağlarla bağlanarak büyük organik moleküller sentezlenir.
• Hücre içerisinde gerçekleşir.
• Monomer miktarı azalır, Polimer veya makromolekül artar.
• Kurulan özel bağ (peptit, glikozit, ester bağı gibi) sayısı artar.
• ATP enerjisi harcanır.
• Enzim görev yapar.
• Su açığa çıkar.
• Hücrenin turgor basıncı artar, ozmotik basıcı azalır.
• Bütün dehidrasyonlar aynı zamanda yapım olayıdır. Ancak her yapım dehidrasyon olmayabilir. (Örneğin fotosentez, kemosentez olayları yapım olaylarıdır ama dehidrasyon değildir.)
• Organik monomerlerden polimer sentezine; protein, karbonhidrat, DNA, RNA sentezi örnek verilebilir.
• Organik monomerlerden büyük moleküllerin sentezlendiği tepkimelere ise yağ sentezi, ATP molekülünün sentezi örnek verilebilir.

2. Yıkım (Katabolizma, yadımlama)

• Kompleks moleküllerin yada polimerlerin daha basit moleküllere parçalanmasıdır.

Yıkım tepkimeleri de iki şekilde gerçekleşir.

a. Organik monomerlerin daha basit organiklere veya inorganik moleküllere parçalandığı tepkimeler: Oksijenli ve oksijensiz solunum ile fermantasyon tepkimeleri örnek verilebilir. (Hücre içinde gerçekleşen yıkım olaylarıdır.)

NOT: Hücre içine alınan büyük bir molekül lizozom organelindeki hidroliz enzimleri ile yıkıma uğratılır. Bu hücre içi hidroliz olayıdır.

b. Polimer veya büyük moleküllerin monomerlerine parçalandığı tepkimeler: Bu tepkimeler besinlerin sindirimi ile olur. Hücre dışında (sindirim kanalında) gerçekleşir. Temeli hidroliz (su ve enzimlerle parçalanma) olaylarına dayanır.

HİDROLİZ TEPKİMELERİNİN ÖZELLİKLERİ

• Dehidrasyonun tersidir.
• ATP enerjisi harcanmaz.
• Hem hücre içinde hem de hücre dışında gerçekleşebilir.
• Su harcandığı için osmotik basıncı arttırır. Turgor basıncını düşürür.
• Polimer veya makromolekül miktarını azaltır, Monomer miktarını artırabilir.
• Bütün hidroliz olayları aynı zamanda yıkım olayıdır. Ancak her yıkım bir hidroliz olmayabilir. Örneğin oksijenli solunum yıkımdır. Ancak bir hidroliz olayı değil.

NOT: Turgor basıncı; bir ortamda suyun oluşturduğu basınçtır. Osmotik basınç ise bir ortamda madde miktarının (monomerler, mineraller, iyonlari tuz vb.) oluşturduğu basınçtır.

• Metabolizma hızı: Vücudun enerji kullanabilme hızıdır.

DİKKAT!!!

• Gençlik (büyüme) döneminde: Anabolik olaylar > Katabolik olaylar
• Erişkinlik döneminde: Anabolik olaylar = Katabolik olaylar
• Yaşlılık döneminde: Anabolik olaylar

Bazal Metabolizma

• Bazal metabolizma; 12 saat zarfında besin almamış, tam istirahat halinde, uyanıkken ve ısısı değişken olmayan bir ortamda hareketsiz bulunan kişinin tükettiği enerjiye denir.
• Bir başka ifade ile bazal metabolizma, vücut sıcaklığının kontrolü (termoregülasyon) için enerji harcamayan uyanık durumdaki (fakat dinlenirken) kuş ya da memelide minimum enerji dönüşüm oranıdır.
• Bu tanıma göre bazal metabolizma örnekleri ; kış uykusunda bekleyen memeli hayvanın metabolizması, 12 saat önce yemek yemiş, sırt üstü uzanmış, uyanık normal bir bireyin metabolizması bazaldır.

BİR UYARI!  

• Bazal metabolizma kuş ve memeliler için söz konusudur.
• Olumsuz koşullara karşı Endospor oluşturmuş bir bakterinin metabolizması, kışın yaprak dökmüş bir ağacın metabolizması bazal değildir.
• Bazal metabolizma dinlenme anında birim zamanda tüketilen oksijen, üretilen CO2, ya da ortama verilen ısı miktarının ölçülmesiyle hesaplanabilir.

Bir canlının bazal metabolizma hızı ölçülürken;

• Tam dinlenme halinde olmalı (canlı hareketsiz olmalı)
• Açlık hali olmalı (canlı en az 12 saat önce yemek yemiş olmalı)
• Ortam sıcaklığı optimum (uygun) ve sabit olmalıdır. (Ortalama 25 Derece)
• Canlı uyanık durumda olmalıdır.

Bazal metabolizma hızını etkileyen faktörler

• Yaş: Gençlerde yüksek iken, yaş ilerledikçe azalır.
• Cinsiyet: Erkeklerde metabolizma hızı kadınlara göre daha hızlıdır.
• Vücut yüzey alanı: Vücut yüzey alanı büyük olan yani uzun ve ince olan kişilerin bazal metabolizma hızları fazladır.
• Açlık: Vücudunuz aç kaldığı zaman bazal metabolizma hızı düşer.
• Hormonlar: Tiroit bezinden salgılanan tiroksin hormonu bazal metabolizmayı etkiler. Aşırı salgılanırsa yükselir, az salgılanırsa düşer. Adrenalin de yükseltir.

ÖNEMLİ NOT: Son alınan besin çeşidi, miktarı, kalori değeri bazal metabolizma hızını etkilemez.

8. Homeostasi

• Kelime anlamı; sabit durum (kararlı iç denge) demektir.
• Sürekli değişen çevre şartlarına karşı canlıların iç ortamlarını belirli sınırlar içinde tutmaları zorunludur.
• Canlılardaki tüm sistemler bu iç dengeyi korumaya yönelik çalışır.
• Homeostasi vücuttaki bütün sistemlerin uyum içinde çalışması sonucunda gerçekleşen bir durumdur.
• Kısaca; Hücrelerin normal işlevlerini sürdürebilmeleri için iç ortam koşullarının sabit tutulmasına homeostasi denir.
• Homeostasi, dinamik bir durum olup iç ortamı değiştirmeye yönelik dış güçlerle, buna karşı koyan kontrol mekanizmaları arasındaki bir etkileşimdir.
• Örneğin, yemekten sonra kanın şeker düzeyi yükselir. Buna bağlı olarak insülin hormonu salgılanarak denge kurulmaya çalışılır.
• Soğuk havalarda titreme ile düşen vücut sıcaklığını dengelemeye çalışılır.
• Boşaltım sistemi susuz kaldığımızda vücutta su tutarak, fazla su aldığımızda da onu uzaklaştırarak vücut sıvısındaki suyu ve çözünenleri dengelemektedir.

9. Uyum (Adaptasyon)

• Canlıların çeşitli bölgelerde yaşayabilmesi, canlıların o bölgelere Uyum (Adaptasyon) sağladığının göstergesidir.
• Bir canlının yaşadığı çevrede hayatta kalma ve üreme şansını arttıran kalıtsal özelliklerin tümüne UYUM denir.
• Bukalemunların ortama göre renk değiştirmesi,
• Kaktüsleri yapraklarının diken şeklinde olması,
• Develerin hörgüçlerinde yağ depo edilmesi
• Kutup ayılarının beyaz kürklü olması
• Sürüngen ve kuş yumurtalarında yedek besin maddesinin çok olması
• Böcek, sürüngen ve kuşlarda azotlu boşaltım atığının ürik asit şeklinde uzaklaştırılması gibi özellikler yaşadıkları ortama uyum sağlayabildikleri kalıtsal özelliklerdir.
• Bu özellikler kalıtsal olduğu için nesilden nesile aktarılır.

10. Organizasyon

• Canlılığın temel özelliklerinden birisi de sahip olduğu yüksek düzeydeki düzendir.
• Bu düzen atomdan başlayarak hücreye dokuya organa doğru büyüyen bir hiyerarşi ortaya çıkarır.
• Biyolojik organizasyon da budur.

Bir hücrelilerde organizasyon birimleri küçükten büyüğe doğru

Atom → Molekül → Organel → Hücre (Organizma) şeklinde sıralanır.

• Organizma, “herhangi bir canlı varlık” olarak da tanımlanır.
• Bu tip canlılar tek hücreden oluşur.
• Örneğin; amip tek hücreli bir canlıdır.
• Bu tek hücresi ile; besinlerini alır, kullanır, atıklarını uzaklaştırır, çevresel uyarılara tepki verir ve diğer yaşamsal olaylarını gerçekleştirir.

Çok hücrelilerde organizasyon birimleri küçükten büyüğe doğru

Atom → Molekül → Organel → Hücre → Doku → Organ → Sistem → Organizma

• Çok hücreli canlılarda ise görev ve yapı bakımından benzer olan hücreler bir araya gelerek dokuları, dokular organları, organlar sistemleri, sistemler ise organizmayı oluşturur.
• Bu hücreler işbirliği içinde olup rastgele bir araya toplanmış değillerdir.
• Bu durum canlıya hem enerji hem de zaman tasarrufu sağlar.
• Buna göre bir organizmaya sahip olma bütün canlılar için ortaktır.
• Bu organizma bakteri için sahip olduğu tek bir hücredir. İnsan için trilyonlarca hücreden oluşur.
• Nitekim tek hücreli mikroskobik canlılar için “mikroorganizma” ifadesi kullanılmaktadır.

Genel olarak üreme eşeysiz ve eşeyli üreme olmak üzere iki şekilde gerçekleşir. Bazı canlı türlerinde hem eşeyli hem eşeysiz üreme birlikte görülür.

11. Üreme

Her canlının neslini devam ettirebilmesi için kendine benzer bireyler meydana getirmesine üreme denir. Amaç canlının soyunu devam ettirmesidir.

Eşeysiz Üreme

• Bir canlının tek başına, gamet oluşumu ve döllenme olmaksızın yeni bireyler oluşturmasıdır. 
• Genel olarak tek hücreli canlılarda, çok hücreli organizmalardan bazı omurgasız hayvanlar, algler ve gelişmiş bazı bitkiler eşeysiz üreme ile çoğalabilir.

Eşeysiz Üremenin Genel Özellikleri

• En belirgin özelliği tek atanın varlığıdır. Cinsiyet yoktur.
• Üreme organları görev almaz, gamet oluşumu ve döllenme yoktur.
• Temeli mitoz bölünmeye dayanır.
• Oluşan yeni canlılar bütün özellikleri ile birbirlerine ve ata canlıya benzerler.
• Kalıtsal çeşitlilik sağlamaz (Mutasyon olmadığı sürece)
• Eşeysiz üremenin evrime katkısı yoktur.
• Hızlı üreme şeklidir.
• Eşeysiz üreme ile kazanılan özellikler değişmeden nesillere aktarılır.
• Bu nedenle de eşeysiz üreyen canlıların değişen ortam koşullarına uyum yapma şansı oldukça azdır.
• Bazı canlılarda hem eşeyli hem de eşeysiz yolla üreme görülür.
• Hurma, çilek vb. bitkiler eşeyli üreme yoluyla tohum oluştursa da bu bitkilerin tarımsal üretimi genellikle eşeysiz yollarla yapılır.
• Eşeysiz üreme; ikiye bölünme, tomurcuklanma, rejenerasyon, sporla üreme, bitkilerde vejetatif üreme olmak üzere beş grupta incelenir.

Eşeyli Üreme

• Farklı iki cinsiyetteki canlının üreme hücrelerinin birleşmesiyle yeni bir canlı meydana getirmesidir.
• Eşeyli üreme; tohumlu bitkilerde, bazı omurgasız hayvanlarda ve omurgalı hayvanların tümünde görülür.
• Dişi bireylerin üreme ana hücrelerinin oluşturduğu gametlere yumurta (n), erkek üreme ana hücrelerinin oluşturduğu gametlere sperm (n) denir.
• Dişi ve erkek gametin birleşmesi sonucu zigot oluşmasına döllenme adı verilir.
• Zigotun geçirdiği mitozlar sayesinde hücre sayısı artar ve yeni bir birey oluşturulur.

Eşeyli Üremenin Genel Özellikleri

• Eşeyli üremenin temel olayları mayoz bölünme ve döllenme olayıdır.
• Eşeyli üreme ile oluşan bireyin iki atası vardır.
• Tür içi kalıtsal çeşitlilik sağlar.
• Oluşan bireyler değişen çevre şartlarına karşı dirençlidir. Yani adaptasyon yetenekleri yüksektir.
• Üreme hızı düşüktür.
• Çeşitliliğe neden olduğu için evrim açısından önemlidir.

Dikkat!!!

1. Üreme, bireyin canlılık faaliyetlerini sürdürmesi için zorunlu değildir. Yani canlı üreme yapmadan da yaşamsal olaylarını sürdürebilir.
2. Üremenin amacı birey sayısını arttırmak, neslin devamını sağlamak, kalıtsal özelliklerin yeni bireylerde temsil edilmesini sağlamaktır.

12. Büyüme ve Gelişme

Büyüme: Canlıların yapısını oluşturan hücrelerin sayıca ve hacim olarak artmasına denir.

• Büyüme;
• Tek hücreli canlılarda hücre hacminin ve kütlesinin artması ile olurken;
• Çok hücreli canlılarda ise hücre bölünmesi ile hücre sayısının artması ile olur.
• Unutmayalım ki bölünme bir hücrelilerde büyümeyi değil, üremeyi sağlar.

Gelişme: Canlının sahip olduğu yapıların zaman içinde değişerek işlevsellik kazanması ve olgunlaşmasıdır. Örneğin; yeni doğan bir bebeğin kilo alması ve boyunun uzaması büyümedir. Oturması, emeklemesi, yürümeye başlaması gelişmedir.

• Bitkilerde büyüme sınırsız, hayvanlarda ise sınırlıdır.
• Çünkü bitkilerde sınırsız büyümeyi sağlayan bölünür dokular vardır.
• Canlılık faaliyetlerinin durması olayına ise ölüm denir.
• Her canlı türünün ortalama bir ömür süresi vardır.
• Canlılar yıpranan kısımlarını da yenileme özelliğine sahiptir.
• Örneğin; Kertenkele kopan kuyruğunu yeniden oluşturur.
• Bir yerimiz yaralandığında vücudumuzun o kısmı onarılır.

Canlıların Ortak Özellikleriyle İlgili Özet Notlar

• Hücresel yapıda olma ortak özelliktir. Ancak ökaryot veya prokaryot hücre yapısında olma ortak değildir. Tek hücreli ya da çok hücreli olma ortak değildir.
• Üreme ortak özelliktir. Ancak eşeysiz üreme veya eşeyli üreme ortak değildir.
• Solunum yapmak ortak özelliktir. Ancak oksijenli solunum veya oksijensiz solunum ortak değildir.
• Ototrof canlılarda CO2 özümlemesi ortak özelliktir. Ancak hidrojen kaynağı olarak H2O kullanmak ortak değildir.
• Hareket ortak özelliktir. Ancak aktif hareket veya pasif hareket ortak değildir. Çünkü bir canlı bunlardan birini gerçekleştirir. Mesela bitkilerde pasif hareket, hayvanlarda genellikle aktif hareket vardır.
• Canlılarda organik monomerlerden kendilerine özgü organik polimer sentezleme ortak özelliktir. (Örnek; protein sentezi)
• Ancak inorganik maddelerden organik madde sentezleme ortak değildir. (Örnek; fotosentez ya da kemosentezi tüm canlılar yapmaz.)
• Canlıların kendilerine özgü protein sentezi yapmaları ortak özelliktir. Ancak tüm canlı hücrelerin protein sentezi yapmaları ortak özellik değildir. Örneğin; memelilerin olgun alyuvar hücreleri canlı olmasına karşılık protein sentezi yapmazlar.
• Tüm hücrelerde hücre zarı bulundurma ortak özelliktir. Ancak hücre çeperi (duvarı) bulundurma ortak değildir.
• Bazal metabolizma hızı belirlenirken yenilen besinlerin kalori değeri veya çalışırken harcadığı enerji miktarı dikkate alınmaz.
• Canlılarda boşaltım yapma ortak özelliktir. Ancak boşaltım organı ile boşaltım yapma ortak değildir.
• Tüm canlılarda ATP sentezi ve ATP enerjisi kullanma ortak özelliktir. Ancak ATP üretimini yapan organel bulundurma ortak değildir. Örnek; mitokondri organeli tüm hücrelerde bulunmaz.
• Canlılarda beslenme ortak özelliktir. Ancak ototrof veya heteretrof beslenme ortak değildir.
• Hücre veya hücrelerden oluşma ortak özelliktir. Ancak doku, organ veya sistemlere sahip olma ortak değildir.
• Tüm canlılarda azotlu metabolik atıkların vücuttan atılması ortaktır. Ancak azotlu atığın amonyak, üre ya da ürik asit şeklinde atılması ortak değildir.
• RNA sentezi tüm canlı hücrelerde (memelilerin olgun alyuvar hücreleri hariç) ortaktır. Ancak DNA eşlenmesi tüm canlı hücrelerde ortak değildir. Çünkü bölünme yeteneği olmayan sinir hücreleri gibi hücrelerde DNA eşlenmesi olmaz.
• İnorganik maddeleri (su, mineral, asit, baz ve tuzlar) çevreden hazır olarak almak tüm canlılarda ortaktır. Ototrof canlılar dahil hic bir canlı inorganik madde sentezi yapamaz. İnorganikler doğada hazır olarak monomer halde bulunurlar.
• Enzim sentezleme ve kullanma tüm canlılarda ortaktır.
• Doğadaki 20 çeşit amino asiti protein sentezlemede kullanmak tüm canlılarda ortaktır.
• Hücre zarı, sitoplazma, DNA ve RNA, ribozom organeli taşımak tüm canlılardaki ortak yapılardır.
• Hücresel solunum olaylarında ve fermantasyonda; sitoplazmada gerçekleşen glikoliz olayı ve bu olayda kullanılan enzimler tüm canlılarda ortaktır.