Solunum

Solunum; Fotosentez sonucu elde edilen organik bileşiklerin kimyasal enerjiye dönüştürülüp oksidasyona (yakılarak) uğratılarak hidrojen verip yükseltgenmesi ve hidrojeninde oksijen verip suyun açığa çıkması ile indirgenmesidir. Yani O2 alınıp CO2' nin verilmesidir.
Tüm canlıların yaşam faaliyetlerin sürdürebilmesi için  oksijene (O2) gereksinimleri vardır. Bunu için de solunuma ihtiyaç vardır.


C6 H12 O6 +6O2 → 6CO2 +6H2O +Enerji (673.K.Cal)              Solunum
 
                                 673 k.kal.
6CO2 + 12 H2O            →            C6 H12 O6 + 6H2O +6O2       Fotosentez
                                   Enerji
                          

Solunumdaki girdi ürünü fotosentezde çıktı, fotosentezdeki girdi ürünü solunumda çıktı olarak kullanılır.
Tüm bitkiler bünyelerindeki bütün hücrelerde solunum yaparlar. Solunum sırasında karşımıza çıkan iki olay vardır.
  1. Oksidasyon : Yükseltgenme (elektron vererek) hidrojen elektronu,
  2. Redüksiyon : İndirgenme (elektron alarak) hidrojen elektronu.
Solunum ikiye (2) ayrılır
  1. Aerobik Solunum : Oksijenli ortamda yapılan solunumdur. Havanın serbest oksijeni kullanarak bitki hücrelerinde şekerlerin, yağların yada diğer organik moleküllerin oksitlenerek ortama CO2, H2O, O ortaya çıkarmasına denir. Aerobik solunum ortamdaki oksijenle yapılır.
  2. Anaerobik Solunum (Fermantasyon) : Oksijensiz su ile yapılan solunumdur. Oksijenin olmadığı dönemlerde anaerobik solunum devreye girer. Örnek: Mısırın dışındaki zar yırtılınca aerobik solunum, zar varken anaerobik solunum olur. Bakteri ve fungusların yaptığı fermantasyonun başında meydana gelir. (Bira mayası, peynir mayası, turşunun ekşimesi gibi)
Anaerobik Solunum → C6 H12 O6 +6O2 → CH3 - CH2 +CH2OH + C2O + Enerji
Aerobik Solunum    → C6 H12 O6 + 6O2 → 6CO2 + 6CH2O + Enerji


Havanın serbest oksijeni kullanarak bitki hücrelerinde şekerlerin, yağların yada diğer organik moleküllerin oksitlenmesi olaylarına aerobik solunum denir. Aerobik solunum 4' e ayrılır.
  1. Glikozis Evresi : Glikozun pirüvik asite kadar oksidasyonu (yükseltgenmesi)
  2. Krebs Döngüsü (Sitrit asit yada TCA Döngüsü) : Pirüvik asidini aerobik yükseltgenmesidir. Yani oksijene özellikle krebs döngüsü sırasında ihtiyacı vardır.
  3. Oksidatif Fosforilasyon : Elektronların aktarılmasıdır. Yani elektronların alınıp verilmesidir.
  4. ATB Hidrolizi : Serbest hale geçen enerjinin tutulmasıdır.

Fermantasyon (değişim) yapan mikroorganizmalardır. Turşunun oluşma süreci buna örnektir. Oksijensiz ortamda organik bileşenleri parçalama yeteneğinde olan organizmalara denir. Yada oksijensiz ortamda faaliyet gösteren mikro organizmalardır. O2'li ortamda yaşayamazlar.
Aerobikte ise organik bileşikleri oksijen parçalar. Yararlı mikroorganizmalarda vardır. Yararsız olanları da vardır. Örneğin bazı mikroorganizmalar doku çürümesine yol açarlar. Bunlar zararlıdır. Anaerobik parçalanmayı anaerobik mikroorganizmalar yapar.

Obligat Mikroorganizmalar (O2) :

  1. Fotosentezdeki girdi ürünü, solunumda çıktı ürünüdür. Solunumdaki girdi ürünü , fotosentezde çıktı ürünüdür.
  2. Fotosentezin meydana gelmesi için klorofil ve güneş ışığına ihtiyaç vardır. Solunumun meydana gelmesi için klorofile ihtiyaç yoktur. Bitkiler gündüzde gecede solunum yaparlar. Solunumda ışığa ihtiyaç yoktur. (Çok az etkilidir)
  3. Fotosentezde organik madde yapıldığından ağırlık artar. Solunumda organik madde parçalandığından (enerji harcandığından) ağırlık azalır.
  4. Fotosentezde enerji güneş enerjisi, kimyasal bağ enerjisine dönüşür. Solunumda enerji açığa çıkar, bağımsız hale gelir.
  5. Fotosentezde organik madde yapılır. Solunumda organik madde parçalanır.
  6. Fotosentezin geceleri olmaz, sadece gündüz olur. CO2 alınıp, O2 verilir. Solunum hem gece hem de gündüz yapılır. O2 alıp, CO2 verilir.
    1. Bitki Çeşidi ve Yaşı : Sürgün uçları her zaman diğer alt kısım (organ) lardan daha hızlı solunum yaparlar. (Bunlara meristem doku denir). Kök ucundan uzaklaştıkça alınan oksijen miktarı giderek azalmakta, azaldığı için solunum yavaşlamaktadır. Genç dokular yaşlı dokulara göre daha hızlı (yüksek) solunum yapmaktadır.
    2. Karbonhidrat Miktarı : Bitkideki (karbonhidrat) CO2 miktarı arttıkça solunum hızı da artar. Azaldıkça azalır.
    3. Su Miktarı : Suyun varlığı fotosentez üzerinde arttırıcı etki yapar. (fotosentez için su şart fakat fazla etkili değildir)
      1. Direkt Etkisi : Suyun varlığı fotosentez üzerine çok etkili değildir. Ama su azalırsa fotosentez hızı azalır.
      2. Dolaylı Etki : Kuru tohumlarda solunum hızı çok düşük olmasına rağmen tohum çimlenirken bünyesine aldığı suyla O2 miktarı arttığı için solunum hızı da artar ve tohum çimlenir.
    1. Sıcaklık : Sıcaklık belli bir dereceye kadar artmasıyla enzim aktiviteleri artar. Böylece solunum hızı artar. Sıcaklık azaldıkça enzim aktiviteleri azalır ve solunum hızı da azalır. Eğer sıcaklık belli bir dereceyi (30-35) geçerse yine aktivite azalır ve solunum yavaşlar.
    2. O2 Konsantrasyonu : O2 Oksidasyonu (yanmayı)  hızlandırır. Oksijen miktarının artması solunum hızını arttırır. Azalması ise solunum hızını yavaşlatır.
    3. CO2 Konsantrasyonu : Solunum üzerinde arttırıcı etkisi vardır. CO2 fotosentez hızını arttırdığı için organik bileşenlerin artmasına o da solunumun artmasını sağlar. Aşırı CO2 solunumu yavaşlatır.
    4. Su (Kıtlığı) Miktarı : Suyun azlığı solunumu yavaşlatır.
    5. Işık : Işık şiddetinin artması sıcaklığın artmasına, sıcaklığın artması da solunumun artmasına neden olur.
    6. Yaralanma ve Mekaniksel Etki : Bitkilerde her hangi bir şekilde yaralanma veya kopma meydana geldiğinde mekaniksel olarak solunum hızı artar.
    7. Kimyasal Maddeler : Enzimatik inhibitörler çok düşük konsantrasyonda bile olsa solunumu olumsuz etkiler ve solunum hızını azaltır. Kloroform, eter gibi bazı anestezik maddeler düşük konsantrasyonda solunum hızını arttırıp yüksek konsantrasyonda solunum hızını azaltır.