Aşağıda verilen metin ve görsellerden yararlanarak soruları cevaplayınız.
Canlılığın devamı için gerekli olan enerji çeşitlerinin çoğunun kaynağı güneş enerjisidir. Ancak canlılar güneş enerjisinden doğrudan yararlanamaz. Fotosentetik canlılar tarafından gerçekleştirilen fotosentez sonucu, güneş enerjisi kimyasal bağ enerjisine dönüştürülerek besin üretilir. Canlılar hücresel solunumla bu besinlerden elde ettikleri kimyasal enerjiyi ATP adı verilen özel bir molekülün yapısında kimyasal bağ enerjisi olarak tutar. Her hücre metabolizması için gerekli ATP’yi kendisi sentezler. ATP depolanmaz, hücreden hücreye aktarılmaz. ATP; ısı, elektrik, kimyasal enerji gibi başka formlara kolayca dönüşebilir. Canlılar ATP enerjisini özümleme (yapım, üretim) reaksiyonlarında ve hareket etme, vücut sıcaklığını ayarlama, dolaşım, boşaltım, uyarı iletimi gibi metabolik olaylarda kullanır.
Canlı vücudunda enerji açığa çıkartan reaksiyonlara ekzergonik tepkime denir. Hücrede gerçekleşen solunum ve fermantasyon tepkimeleri ekzergoniktir. Gerçekleşmesi için enerjiye ihtiyaç duyulan tepkimelere ise endergonik tepkime denir. Hücrede gerçekleşen yapım tepkimeleri endergonik tepkimelere örnektir.
Organik maddelere fosfat grubu eklenmesi fosforilasyon, organik maddelerden fosfat grubu kopartılması ise defosforilasyondur. ADP molekülüne bir fosfat grubu eklenerek ATP sentezlenmesi fosforilasyon tepkimesine örnektir. Canlılarda ATP sentezi enerji kaynağına göre 3 şekilde gerçekleşir.
A- Substrat Düzeyinde Fosforilasyon, B- Oksidatif Fosforilasyon, C- Fotofosforilasyon
1. Soluduğumuz hava, yediğimiz ve içtiğimiz besinler vücudumuz tarafından işlenir, kullanılır ve ihtiyaç duyduğumuz enerjiye dönüştürülür. Günlük işler için yapılan her hareket enerji gerektirmektedir. Buna göre:
Cevap:
a) İnsanda günlük harcanan enerji miktarını belirleyen koşullar şunlardır:
-
Bazal metabolizma hızı: Vücudun dinlenme halindeyken hayati fonksiyonlarını sürdürebilmek için harcadığı enerjidir. Bazal metabolizma hızı, kişinin yaş, cinsiyet, boy, kilo, vücut kompozisyonu, genetik ve hormonal faktörlere bağlı olarak değişir. Genel olarak bir bireyin günlük harcadığı toplam enerjinin %60-75’i bazal metabolizma faaliyetleri kapsamında harcanmaktadır.
-
Fiziksel aktivite düzeyi: Vücudun hareket etmek için harcadığı enerjidir. Fiziksel aktivite düzeyi, kişinin mesleği, spor yapma sıklığı ve günlük yaşam tarzına bağlı olarak değişir. Fiziksel aktivite düzeyi yüksek olan kişilerin günlük harcadıkları enerji miktarı daha fazladır.
-
Termik etki: Vücudun besinleri sindirmek, emmek ve depolamak için harcadığı enerjidir. Termik etki, kişinin aldığı besinlerin miktarı, çeşidi ve kalitesine bağlı olarak değişir. Termik etki, günlük harcanan toplam enerjinin yaklaşık %10’unu oluşturur.
b) Besin maddelerinin enerjiye dönüşümü şu şekilde gerçekleşmektedir:
-
Besin maddeleri (karbonhidratlar, yağlar ve proteinler) sindirim sisteminde parçalanarak basit bileşenlerine ayrılır. Karbonhidratlar monosakkaritlere, yağlar gliserol ve yağ asitlerine, proteinler amino asitlere dönüşür.
-
Basit bileşenler kana geçerek hücrelere taşınır. Hücrelerde bu bileşenler metabolik yollar adı verilen bir dizi kimyasal reaksiyona girer.
-
Metabolik yolların sonucunda besin maddelerinden asetil-CoA adı verilen bir molekül elde edilir. Asetil-CoA, Krebs döngüsüne girerek karbondioksit ve hidrojen açığa çıkarır.
-
Hidrojen molekülleri elektron taşıma zinciri adı verilen bir başka metabolik yolakta kullanılır. Elektron taşıma zincirinde hidrojen moleküllerinden elde edilen enerji ile ATP adı verilen bir enerji molekülü sentezlenir.
-
ATP molekülü vücudun ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlar. ATP molekülü hidrolize uğrayarak enerji açığa çıkarır ve bu enerji vücutta çeşitli işlemler için kullanılır.
c) Gün içerisinde hiç hareket etmeden yatan bir insanın da enerji ihtiyacı vardır. Çünkü vücut dinlenme halindeyken bile hayati fonksiyonlarını sürdürmek için enerji harcar. Bu fonksiyonlar arasında solunum, kan dolaşımı, sinir sistemi aktivitesi, hücre yenilenmesi, hormon salgılanması gibi işlemler yer alır. Bu işlemler için gerekli olan enerjiye bazal metabolizma hızı denir. Bazal metabolizma hızı kişiye göre değişmekle birlikte ortalama olarak günlük 1000-2500 kalori arasındadır. Dolayısıyla gün içerisinde hiç hareket etmeden yatan bir insanın da en az bu kadar enerjiye ihtiyacı vardır.
