10. Sınıf Biyoloji · Ünite 2
Ekosistemde Madde Döngüleri: Su, Karbon ve Azotun Yolculuğu
Ekosistemde enerjinin tek yönlü akışına karşılık, maddelerin canlı ve cansız çevre arasındaki kusursuz döngüsünü su, karbon ve azot özelinde keşfediyoruz.
Kazanım BİY.10.2.4 · 40 dk okuma
Şu an içtiğin bir bardak suyun, milyonlarca yıl önce bir dinozor tarafından içilmiş olabileceğini hiç düşündün mü? Doğada hiçbir madde kaybolmaz, sadece form değiştirerek bir yerden başka bir yere taşınır. Ekosistemlerdeki bu muhteşem geri dönüşüm sistemine 'Madde Döngüleri' adını veriyoruz.
Su Döngüsü: Yaşamın Kaynağı
Su döngüsü, yeryüzündeki suyun fiziksel haller arasındaki bitmek bilmeyen yolculuğudur. Güneş enerjisi sayesinde okyanuslar, göller ve nehirlerdeki su buharlaşarak atmosfere karışır. Aynı zamanda bitkiler de 'terleme' yoluyla atmosfere su buharı gönderir. Atmosferde soğuyan su buharı yoğuşarak bulutları oluşturur ve yağış (yağmur, kar, dolu) olarak tekrar yeryüzüne döner. Bu suyun bir kısmı yer altına süzülürken, bir kısmı da yüzeysel akışla tekrar denizlere ulaşır.
Karbon Döngüsü: Yaşamın Temel Taşı
Karbon, tüm canlıların yapı taşıdır. Atmosferde karbondioksit gazı formunda bulunan karbon, üretici canlılar (örneğin bitkiler) tarafından fotosentez yoluyla alınır ve besinlerin yapısına katılır. Bizler bu bitkileri yediğimizde karbon bizim vücudumuza geçer. Canlılar solunum yaptıkça karbondioksit tekrar atmosfere salınır. Ayrıca ölen canlıların kalıntıları uzun yıllar toprak altında kalarak fosil yakıtlara (kömür, petrol) dönüşebilir. Bu yakıtların insanlar tarafından yakılmasıyla karbon yeniden atmosfere karışır.
Azot Döngüsü: Atmosferden Toprağa
Havanın büyük bir kısmını azot gazı oluşturur. Ancak canlıların çoğu, bu serbest azotu doğrudan soluyarak kullanamaz. Azotun öncelikle toprağa bağlanması gerekir. Şimşek ve yıldırım gibi doğa olayları ile topraktaki bazı özel mikroorganizmalar, havadaki azotu bitkilerin kullanabileceği forma dönüştürür. Bitkiler kökleriyle bu azotu alır, otçullar bitkileri yiyerek azotu vücutlarına katar. Canlılar öldüğünde veya atık ürettiğinde, ayrıştırıcı canlılar bu maddeleri parçalayarak azotun tekrar atmosfere gaz olarak dönmesini sağlar. Böylece döngü tamamlanır.
Araştırma ve İstasyon Çalışması Görevi
Sınıfınızda arkadaşlarınızla birlikte üç farklı istasyon kurun: Su İstasyonu, Karbon İstasyonu ve Azot İstasyonu. Bilimsel dergilerden (örneğin TÜBİTAK Bilim ve Teknik) veya ders kitabınızdan araştırma yaparak her istasyon için özgün bir döngü modeli (poster veya 3 boyutlu maket) tasarlayın. Hazırladığınız modelleri kullanarak bu süreçleri birbirinize kendi cümlelerinizle açıklayın.
Ekosistemde Madde Döngüleri: Su, Karbon ve Azotun Yolculuğu: Alıştırma Soruları
1. Ekosistemlerdeki enerji akışı ile madde döngüleri arasındaki en temel fark aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Her ikisi de güneşten başlar ve üreticilerde son bulur.
- B) Enerji döngüsel olarak hareket ederken, maddeler tek yönlü akar.
- C) Enerji akışı tek yönlüdür, maddeler ise canlı ve cansız çevre arasında sürekli döngü halindedir.
- D) Her ikisi de sadece cansız çevre içinde gerçekleşir.
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Enerji akışı tek yönlüdür, maddeler ise canlı ve cansız çevre arasında sürekli döngü halindedir.
Ekosistemlerde enerji güneşten gelip canlılar üzerinden geçerek ısı olarak kaybolurken (tek yönlüdür), maddeler asla kaybolmaz ve sürekli geri dönüştürülür.
2. Aşağıdaki olaylardan hangisi atmosferdeki karbondioksit miktarını azaltarak karbon döngüsüne katkı sağlar?
- A) Hücresel solunum
- B) Fotosentez
- C) Fosil yakıtların yanması
- D) Organik atıkların çürümesi
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Fotosentez
Fotosentez, bitkilerin atmosferden karbondioksit alarak besin ve oksijen ürettiği süreçtir, bu nedenle havadaki karbondioksit miktarını azaltır.
3. Atmosferin %78'i azot gazından oluşmasına rağmen çoğu canlı bu gazı doğrudan kullanamaz. Atmosferdeki azotun bitkiler tarafından kullanılabilir hale gelmesi en çok hangi yolla gerçekleşir?
- A) Bitkilerin yapraklarındaki gözeneklerden doğrudan emilmesiyle
- B) Hayvanların terlemesi ve solunumuyla
- C) Şimşek/yıldırım olayları ve topraktaki bazı mikroorganizmaların faaliyetiyle
- D) Okyanus sularının buharlaşıp yağmura dönüşmesiyle
Cevabı göster
Doğru cevap: C) Şimşek/yıldırım olayları ve topraktaki bazı mikroorganizmaların faaliyetiyle
Serbest azot gazı, şimşek, yıldırım gibi doğa olayları ve topraktaki özelleşmiş organizmalar sayesinde toprağa bağlanarak bitkilerin kullanabileceği azotlu bileşiklere dönüşür.
4. Su döngüsünde suyun yeryüzünden atmosfere geri dönmesinde buharlaşma kadar etkili olan biyolojik süreç aşağıdakilerden hangisidir?
- A) Yoğuşma
- B) Terleme
- C) Süzülme
- D) Fotosentez
Cevabı göster
Doğru cevap: B) Terleme
Bitkiler, kökleriyle aldıkları suyun büyük bir kısmını yapraklarındaki gözeneklerden su buharı şeklinde dışarı atarlar. Bu olaya terleme (transpirasyon) denir ve su döngüsünün kritik bir parçasıdır.
5. İnsan faaliyetleri sonucunda fosil yakıt tüketiminin aşırı derecede artması, öncelikle hangi madde döngüsünün dengesini bozar ve bu durumun en belirgin küresel sonucu nedir?
- A) Karbon döngüsü / Küresel iklim değişikliği
- B) Su döngüsü / Okyanus seviyesinin düşmesi
- C) Azot döngüsü / Asit yağmurları
- D) Oksijen döngüsü / Ozon tabakasının incelmesi
Cevabı göster
Doğru cevap: A) Karbon döngüsü / Küresel iklim değişikliği
Fosil yakıtların aşırı kullanımı atmosfere muazzam miktarda karbondioksit salınımına neden olarak karbon döngüsünü bozar. Bu gazların sera etkisi yaratması da küresel iklim değişikliğine yol açar.