10. Sınıf Biyoloji · Enerji
Işık Enerjisi Kullanılmadan Besin Sentezi (Kemosentez)
- kemosentez
- kemoototrof
- kimyasal enerji
- nitrifikasyon bakterileri
- ototrof
- oksidasyon
- ışık enerjisi
Kemosentez nedir ve hangi canlılar yapar?
Kemosentez, ışık yerine inorganik maddelerin oksitlenmesiyle elde edilen kimyasal enerjiyle karbondioksit ve sudan organik besin üretilmesidir. Kemosentez yapan bazı bakteri ve arkelere kemoototrof denir. Oksitlenen maddelere amonyak (NH3), nitrit, hidrojen sülfür (H2S), hidrojen gazı, demir ve kükürt örnektir. Açığa çıkan enerjiyle ATP üretilir ve bu ATP ile CO2 organik moleküllere dönüştürülür; bu aşama Calvin döngüsüne benzer. Nitrifikasyon bakterileri amonyağı nitrite, nitriti de nitrata çevirerek toprağa bitkilerin kullanabileceği azotu kazandırır. Işığın ulaşmadığı okyanus tabanındaki hidrotermal bacaların çevresinde yaşam bu canlılara dayanır; bu bacalar 1977 yılında Galapagos Adaları yakınında keşfedilmiştir. Kemosentezde klorofil ve ışık gerekmez; fotosentez gibi kemosentez de inorganik maddelerden organik madde üretir. Kemosentez yapan canlılar da ototroftur; ototrof yalnızca fotosentez yapan canlı anlamına gelmez.
Işık Enerjisi Kullanılmadan Besin Sentezi (Kemosentez): konu anlatımı ve özeti
Kemosentez, ışık yerine inorganik maddelerin oksitlenmesiyle elde edilen kimyasal enerjiyle CO2 ve sudan organik besin üretilmesidir. Işığın hiç ulaşmadığı derin deniz bacaları gibi ortamlarda yaşamın temelini bu canlılar oluşturur.
- Kemosentez yapan canlılara kemoototrof denir; bunlar bazı bakteriler ve arkelerdir.
- Oksitlenen inorganik maddelere örnek: amonyak (NH3), nitrit (NO2-), hidrojen sülfür (H2S), hidrojen gazı (H2), demir (Fe2+) ve kükürt.
- Oksitlenme sırasında açığa çıkan enerjiyle ATP üretilir; bu ATP ile CO2 organik moleküllere dönüştürülür. Besin üretim aşaması fotosentezdeki Calvin döngüsüne benzer.
- Nitrifikasyon bakterileri amonyağı nitrite, nitriti de nitrata çevirir; bu sayede toprağa bitkilerin kullanabileceği azot kazandırılır ve azot döngüsüne katkı sağlanır.
- Kemosentezde klorofil ve ışık gerekmez; enerji kaynağı kimyasal tepkimelerdir.
- Fotosentez ve kemosentezin ortak yanı: ikisi de ototrof beslenmedir ve inorganik maddelerden organik madde üretir.
Unutma: Kemosentez yapan canlılar da ototroftur; "ototrof = fotosentez yapan" eşitlemesi yanlıştır.
Bu özet yapay zekâ ile kitabın ilgili sayfalarından hazırlandı; hata içerebilir. Asıl kaynak MEB ders kitabıdır. İçerikler nasıl hazırlanıyor? · Son güncelleme:
Önce temeli pekiştir
Fotosentez ve kemosentezi aynı üretim hattına sahip iki fabrika gibi düşünebilirsin; fark yalnızca enerjinin nereden geldiğindedir.
- Fotosentez fabrikası: Enerjiyi Güneş ışığından alır.
- Kemosentez fabrikası: Enerjiyi amonyak, hidrojen sülfür gibi inorganik maddeleri oksitleyerek alır.
- Ortak üretim hattı: İkisi de bu enerjiyle CO₂'yi organik besine çevirir.
Günlük hayattan: Okyanus tabanındaki sıcak su bacalarının çevresinde yaşayan dev tüp solucanlarının ağzı ve sindirim kanalı yoktur. Vücutlarında yaşayan kemosentetik bakteriler onlara besin sağlar.
Sık yapılan hata: "Kemosentez yapan bakteriler de fotosentez gibi oksijen üretir." Doğrusu: Fotosentezdeki oksijen suyun ışıkla parçalanmasından gelir. Kemosentezde bu basamak yoktur, oksijen açığa çıkmaz.
Derinleş
Bilim insanları, buzla kaplı okyanusları olduğu düşünülen bazı uydularda yaşam olup olmadığını araştırıyor. Güneş ışığının hiç ulaşmadığı böyle bir ortamda bir besin zincirinin nasıl başlayabileceğini kemosentezle açıklayan bir senaryo yaz. Senaryonda hangi kimyasal maddelere, hangi koşullara ihtiyaç duyulacağını belirt ve bu araştırmalar için ayrılan kaynakların değerini tartış.
Öğrenme çıktıları
Bu konunun soruları MEB öğretim programındaki şu öğrenme çıktılarını ölçer.
BİY.10.1.4Kemosentez hakkında bilgi toplayabilme
- b) Belirlediği araçları kullanarak kemosentez ile ilgili bilgilere ulaşır.
- c) Kemosentez ile ilgili ulaştığı bilgileri doğrular.
- ç) Kemosentez ile ilgili ulaştığı bilgileri kaydeder.
Sorular
Soru bankasından bu konunun soruları, kolaydan zora.
Kolay
1Bir öğrenci kemosentez konusunda araştırma yaparken bir internet sitesinde "Kemosentezi bazı tek hücreli algler de yapar." ifadesini görüyor. Bu bilgiyi ders kitabı ve bir üniversitenin bilim sitesiyle karşılaştırarak doğrulamaya karar veriyor. Öğrencinin bilgileri doğruladıktan sonra defterine kaydetmesi gereken ifade hangisidir?
- A) Kemosentezi yalnızca yeşil bitkiler yapar.
- B) Kemosentezi yalnızca bazı bakteriler ve arkeler yapar.
- C) Kemosentezi bazı mantarlar ve algler yapar.
- D) Kemosentezi derin deniz omurgasızları yapar.
- E) Kemosentezi tüm prokaryot canlılar yapar.
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Kemosentezi yalnızca bazı bakteriler ve arkeler yapar.
Kemosentez yalnızca bazı prokaryotlarda, yani bazı bakteri ve arkelerde görülür; algler fotosentez yapar. Derin deniz omurgasızları çekici bir seçenektir, çünkü bacaların çevresinde yaşarlar; fakat besinlerini kendileri değil, ortak yaşadıkları kemosentetik bakteriler üretir.
Kolay
2Bir çiftçi tarlasına amonyum içeren bir gübre veriyor. Topraktaki bazı bakteriler bu amonyağı iki basamakta oksitleyerek bitkilerin kökleriyle kolayca alabildiği nitrata çeviriyor ve bu sırada açığa çıkan enerjiyle kendi besinlerini üretiyor. Bu iki basamaklı dönüşümde amonyaktan ilk oluşan madde hangisidir?
- A) Nitrit
- B) Nitrat
- C) Üre
- D) Azot gazı
- E) Amino asit
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Nitrit
Nitrifikasyonun ilk basamağında amonyak nitrite, ikinci basamağında nitrit nitrata oksitlenir. Nitrat dönüşümün son ürünüdür; ilk basamakta oluştuğunu düşünmek iki aşamalı süreci tek basamak sanmaktan kaynaklanır.
Kolay
3Bir belgeselde, okyanus tabanında binlerce metre derinde, güneş ışığının hiç ulaşmadığı sıcak su bacalarının çevresinde yoğun bir canlı topluluğu gösteriliyor. Bu topluluğun besin zinciri, bacalardan çıkan hidrojen sülfürü kullanan bakterilerle başlıyor. Bu bakteriler organik besin üretmek için gereken enerjiyi hangi kaynaktan sağlar?
- A) İnorganik maddelerin oksitlenmesinden
- B) Bacalardaki sıcak suyun ısısından
- C) Derinlere sızan güneş ışığından
- D) Organik besinlerin sindiriminden
- E) Klorofilin soğurduğu ışıktan
Cevabı göster
Doğru cevap: A) İnorganik maddelerin oksitlenmesinden
Kemosentez yapan bakteriler hidrojen sülfür gibi inorganik maddeleri oksitler ve açığa çıkan kimyasal enerjiyle CO₂'den besin üretir. Sıcak suyun ısısı çekici bir çeldiricidir; ancak canlılar ısıyı besin üretiminde enerji kaynağı olarak kullanamaz.
Kolay
4Bir mikrobiyoloji laboratuvarında, organik madde içermeyen ve yalnızca mineral tuzlar, su ve CO₂ bulunan bir besi yerinde karanlıkta çoğalabilen bir bakteri türü inceleniyor. Bakteri, ortamdaki demir iyonlarını oksitleyerek enerji elde ediyor. Bu bakteri beslenme şekline göre hangi gruba girer?
- A) Fotoototrof
- B) Heterotrof
- C) Parazit
- D) Kemoototrof
- E) Ayrıştırıcı
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Kemoototrof
Bakteri besinini kendisi üretir (ototrof) ve bunun için ışık değil kimyasal enerji kullanır; bu nedenle kemoototroftur. Fotoototrof da kendi besinini üretir, ama ışık enerjisi kullanır; karanlıkta çoğalan bu bakteri için uygun değildir.
Kolay
5Bir öğrenci kemosentezde enerji elde etmek için oksitlenen inorganik maddelerin listesini hazırlıyor. Aşağıdakilerden hangisi bu listeye yazılmamalıdır?
- A) Amonyak (NH3)
- B) Hidrojen sülfür (H2S)
- C) Demir (Fe2+)
- D) Hidrojen gazı (H2)
- E) Glikoz
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Glikoz
Kemosentezde amonyak, hidrojen sülfür, demir, hidrojen gazı, nitrit ve kükürt gibi inorganik maddeler oksitlenir. Glikoz organik bir maddedir ve kemosentezin ürünüdür.
Kolay
6Bir öğrenci kemosentezle ilgili bilgi görseli hazırlarken kemosentez yapabilen canlıların hangi grupta yer aldığını yazacak. Kemosentez yapabilen canlılar hangi gruptadır?
- A) Bazı tohumlu bitkiler ve eğrelti otları
- B) Bazı şapkalı mantarlar ve maya mantarları
- C) Bazı omurgasız hayvanlar ve süngerler
- D) Bazı yeşil algler ve kırmızı algler
- E) Bazı prokaryotlar (bakteriler ve arkeler)
Cevabı göster
Doğru cevap: E) Bazı prokaryotlar (bakteriler ve arkeler)
Kemosentez, bazı bakteriler ve arkeler gibi prokaryot canlılar tarafından yapılır. Algler ve bitkiler ışık enerjisini kullanarak fotosentez yapar.
Kolay
7Kemosentezde bazı inorganik maddeler oksidasyona uğrar ve bu sırada enerji açığa çıkar. Oksidasyon aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Bir molekülün suyla parçalanması
- B) Bir molekülün ışığı soğurması
- C) Bir moleküle fosfat eklenmesi
- D) Bir atom ya da molekülden elektron ayrılması
- E) Bir molekülün hücre zarından geçmesi
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Bir atom ya da molekülden elektron ayrılması
Oksidasyon, bir atom ya da molekülden elektron ayrılmasını sağlayan kimyasal tepkimedir. Bir moleküle fosfat eklenmesi ise fosforilasyondur.
Kolay
8Ototrof canlılar inorganik maddelerden organik madde sentezler ve iki ana grupta incelenir: fotosentetik ototroflar ve kemosentetik ototroflar. Bu gruplandırmada kullanılan ölçüt hangisidir?
- A) Hücrelerinde çekirdek bulunup bulunmaması
- B) Yaşadıkları ortamın sıcaklığı
- C) Ürettikleri organik maddenin türü
- D) Organik madde sentezinde kullandıkları enerji kaynağı
- E) Hareket edip edememeleri
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Organik madde sentezinde kullandıkları enerji kaynağı
Ototroflar enerji kaynağına göre ayrılır: fotosentetiklerde enerji ışıktan, kemosentetiklerde inorganik maddelerin oksitlenmesinden sağlanır. Her iki grup da benzer biçimde organik madde üretir.
Kolay
9Çöplüklerde yaşayan bazı arkeler güneş ışığı olmadan inorganik maddelerden besin sentezler ve bu sırada renksiz, kokusuz ve patlayıcı bir gaz açığa çıkarır. Bu gaz hangisidir?
- A) Metan
- B) Oksijen
- C) Azot
- D) Karbondioksit
- E) Hidrojen
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Metan
Çöplüklerdeki metan üreten arkeler besin sentezi sırasında metan gazı açığa çıkarır; metan renksiz, kokusuz ve patlayıcıdır. Oksijen ise fotosentezde suyun parçalanmasıyla açığa çıkar.
Kolay
10Kemoototrof canlılar inorganik maddelerden organik madde üretir; ancak bunu yaparken güneş ışığını kullanmaz. Kemosentezde organik madde üretimi için gereken enerji nereden sağlanır?
- A) İnorganik maddelerin oksitlenmesinden
- B) Güneş ışığının soğurulmasından
- C) Organik besinlerin sindirilmesinden
- D) Ortamdaki ısının emilmesinden
- E) Klorofilin parçalanmasından
Cevabı göster
Doğru cevap: A) İnorganik maddelerin oksitlenmesinden
Kemosentezde enerji, amonyak, hidrojen sülfür, demir gibi inorganik maddelerin oksitlenmesiyle açığa çıkan kimyasal enerjiden sağlanır. Kemoototroflar klorofil taşımadığı için ışık enerjisini kullanamaz.
Kolay
11Kemosentezde inorganik maddelerin oksidasyonu sırasında açığa çıkan enerji, doğrudan organik madde üretiminde kullanılmaz; önce bir molekülde tutulur. Bu enerjiyle sentezlenen ve organik madde üretiminde kullanılan molekül hangisidir?
- A) Glikoz
- B) Klorofil
- C) ATP
- D) Amonyak
- E) Nitrat
Cevabı göster
Doğru cevap: C) ATP
Oksidasyon tepkimelerinde açığa çıkan enerjiyle ATP sentezlenir; ATP, CO2 ve hidrojenlerin birleştirilerek organik molekül üretilmesinde kullanılır. Glikoz bu sürecin ürünüdür.
Kolay
12Kemoototrof bakteriler aydınlık bir ortama konulsalar bile ışık enerjisini besin üretiminde kullanamazlar. Bunun nedeni hangisidir?
- A) Hücre zarı taşımamaları
- B) ATP üretememeleri
- C) Karbondioksit kullanamamaları
- D) Klorofil pigmenti taşımamaları
- E) Ribozom taşımamaları
Cevabı göster
Doğru cevap: D) Klorofil pigmenti taşımamaları
Işık enerjisinin kullanılabilmesi için klorofil gibi pigmentlerin ışığı soğurması gerekir; kemoototroflar klorofil taşımaz. Kemoototroflar ATP üretir ve CO2 kullanarak organik madde sentezler.
Kolay
13Selin, kemosentez hakkında ödev hazırlarken farklı kaynaklardan bilgi topluyor. Aşağıdaki kaynaklardan hangisi bilginin güvenilirliği bakımından en uygundur?
- A) Yazarı belli olmayan bir forum mesajı
- B) Bilimsel bir dergide yayımlanmış makale
- C) Bir sosyal medya hesabındaki kısa paylaşım
- D) Ürün satan bir sitenin reklam yazısı
- E) Kaynak göstermeyen kişisel bir blog yazısı
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Bilimsel bir dergide yayımlanmış makale
Bilimsel dergilerde yayımlanan makaleler uzmanlarca değerlendirildiği için güvenilir kaynaklardır. Yazarı ve kaynağı belirsiz paylaşımlarda bilginin doğruluğu denetlenemez.
Kolay
14Bitkiler besin üretmek için ışığa ihtiyaç duyduğundan fotosentez gece durur. Kemoototroflar ise enerjilerini kimyasal tepkimelerden sağlar. Kemosentezle besin üretimi ne zaman gerçekleşebilir?
- A) Yalnızca güneşli günlerde
- B) Yalnızca gündüz saatlerinde
- C) Gece gündüz fark etmeksizin her zaman
- D) Yalnızca ay ışığı olan gecelerde
- E) Yalnızca kış mevsiminde
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Gece gündüz fark etmeksizin her zaman
Kemosentez ışığa bağlı olmadığı için gece ve gündüz her zaman gerçekleşebilir. Bu özellik kemoototrofları fotosentetik ototroflardan ayırır.
Kolay
15Topraktaki nitrifikasyon bakterileri amonyağı iki basamakta oksitler: Amonyak → X → Nitrat Şemada X ile gösterilen madde hangisidir?
- A) Metan
- B) Glikoz
- C) Nitrit
- D) Hidrojen sülfür
- E) Karbondioksit
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Nitrit
Nitrifikasyon bakterileri önce amonyağı nitrite, sonra nitriti nitrata çevirir. Metan ise çöplüklerdeki bazı arkelerin açığa çıkardığı gazdır.
Kolay
16Bir bataklığın dibindeki oksijensiz çamurda, ışık hiç ulaşmamasına rağmen inorganik maddelerden organik madde üreten bakteriler yaşıyor. Bu bakterilerin bulundukları ekosistemdeki rolü hangisidir?
- A) Birincil tüketici
- B) Üretici
- C) İkincil tüketici
- D) Parazit
- E) Yırtıcı
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Üretici
İnorganik maddelerden organik madde üreten kemoototroflar bulundukları ekosistemin üreticileridir ve enerji akışının başlangıcını oluşturur. Tüketiciler ise besinlerini hazır alır.
Kolay
17Bir araştırmacı dört farklı ortamdan mikroorganizma örneği topluyor: derin deniz tabanı, bataklık dibindeki oksijensiz çamur, lağım çamuru işleme kazanı ve bir çöplüğün alt katmanları. Bu ortamların hepsinde, inorganik maddelerden besin sentezleyebilen prokaryotlar buluyor. Bu prokaryotların söz konusu ortamlarda besin üretebilmesini sağlayan ortak özellik aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Besin üretmek için güneş ışığına ihtiyaç duymamaları
- B) Klorofil pigmentini çok yüksek miktarda taşımaları
- C) Organik besinlerini dış ortamdan hazır almaları
- D) Besin üretiminde karbondioksit kullanmamaları
- E) Enerjiyi yalnızca gündüz saatlerinde üretmeleri
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Besin üretmek için güneş ışığına ihtiyaç duymamaları
Bu ortamlara güneş ışığı ulaşmaz. Buralarda yaşayan bazı prokaryotlar ışığa ihtiyaç duymadan, inorganik maddelerin oksitlenmesinden sağladıkları enerjiyle besin sentezler. Klorofil taşımazlar, besin üretiminde karbondioksit kullanırlar ve üretim gece gündüz sürebilir.
Kolay
18Defne, kemosentez ödevi için okul kütüphanesinde 1970 yılında basılmış bir ansiklopedi buluyor. Ansiklopedide "Güneş ışığının ulaşmadığı okyanus tabanında besin üreten canlı bulunmaz." yazıyor. Defne, güncel bir bilimsel derlemede ise okyanus tabanındaki hidrotermal bacaların 1977'de keşfedildiğini ve çevrelerinde kemosentez yapan bakterilerin yaşadığını okuyor. Defne'nin ansiklopedideki bilgiyle ilgili varması gereken sonuç aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Ansiklopedi basılı bir kaynak olduğundan bilgisi derlemedekinden daha güvenilirdir.
- B) İki kaynak çeliştiğine göre kemosentez hakkında güvenilir bilgiye ulaşılamaz.
- C) Ansiklopedi keşiften önce yazıldığından bu bilgi güncel değildir ve düzeltilmelidir.
- D) Ansiklopedi daha eski olduğundan bilgisi derlemedekinden daha çok sınanmıştır.
- E) İki bilgi de doğrudur; çünkü bacaların çevresindeki bakteriler ışıkla besin üretir.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Ansiklopedi keşiften önce yazıldığından bu bilgi güncel değildir ve düzeltilmelidir.
Hidrotermal bacalar ve çevrelerindeki kemosentetik bakteriler 1977'de keşfedilmiştir. 1970'te basılan ansiklopedi bu keşiften önce yazıldığı için alanındaki son gelişmeleri yansıtmaz. Bir kaynağın güvenilirliği değerlendirilirken güncel olup olmadığına da bakılır; eski bilgi, doğrulanmış güncel bilgiyle düzeltilir.
Orta
19Derin deniz bacalarında yaşayan bir bakteri, hidrojen sülfürü oksitleyerek ATP ve NADH elde ediyor. Ardından bu molekülleri kullanarak ortamdaki CO₂'yi organik moleküllere dönüştürüyor. Bakterinin CO₂'yi organik moleküllere dönüştürdüğü aşama fotosentezin hangi bölümüne benzer?
- A) Glikoliz
- B) Suyun fotolizi
- C) Calvin döngüsü
- D) Fermantasyon
- E) Işığa bağlı tepkimeler
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Calvin döngüsü
Fotosentezde CO₂'nin ATP ve NADPH kullanılarak organik maddeye bağlandığı bölüm Calvin döngüsüdür; kemosentezin bu aşaması ona benzer. Işığa bağlı tepkimeler de ATP üretir; bu nedenle bakterinin enerji elde ettiği basamağa benzer, CO₂'yi bağladığı basamağa değil.
Orta
20Bir öğrenci, kemosentez yapan bakterilerin besin üretebilmesi için gereken maddeleri araştırıyor ve topladığı bilgileri bir listeye kaydediyor. Listeyi kontrol eden öğretmeni, listedeki maddelerden birinin kemosentez için gerekli olmadığını belirtiyor. Listede yer alan ve kemosentez için gerekli olmayan madde hangisidir?
- A) Karbondioksit
- B) Klorofil
- C) Enzimler
- D) Oksitlenebilen inorganik madde
- E) ATP
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Klorofil
Kemosentezde enerji ışıktan değil inorganik maddelerin oksitlenmesinden sağlandığı için ışığı soğuran klorofile gerek yoktur. CO₂ ise gereklidir; kemosentetik bakteriler de fotosentez yapan canlılar gibi organik maddeyi CO₂'den üretir.
Katkıda bulun
Özette bir hata mı gördün, eklenmesi gereken bir bilgi ya da güzel bir soru mu var? Öner; yönetici onaylarsa sitede yayımlanır ve sana bildirim gelir.