Hücresel Solunum ve O2 li solunum
Hücresel Solunum ve O2 li solunum
HÜCRESEL SOLUNUM
Solunum Sistemi (gaz alış –verişi) ve Hücresel Solunum (solunum) :
» Solunum ( hücresel solunum) ile Solunum sistemi ( gaz alış-verişi veya soluk alıp verme) aynı şey DEĞİLDİR.
» Canlılar yaşamlarını sürdürmek için enerji elde etme zorundadırlar. Bu enerjiyi organik monomerlerin , O2 ‘ li ve O2’ siz parçalanması sonucu elde eder. Buna ’’ Hücresel Solunum’’ veya kısaca ‘’Solunum’’ denir.
» Hücresel solunum için gerekli O2 ’ nin hücrelere iletilmesini ve oluşan CO2 ’ in organizmadan uzaklaştırılıp dış ortama atılmasını sağlayan sisteme de Solunum Sistemi ( gaz alış –verişi ) denir.
Soluk Alıp Verme ile Hücresel Solunumun Karşılaştırılması
Solunum:
- Organik besinlerin ( organik ‘’ monomer ‘’ besinlerin ) hücre içinde parçalanarak enerji ( ATP ) elde edilmesi olayına Hücresel Solunum denilir.
- Organik monomerler yapılı besinlerdeki kimyasal bağ enerjisinin ‘’ Hücre İçerisinde ‘’ ATP enerjisine dönüşümü gerçekleştiği için de hücresel solunum denir.
Hücresel Solunumun Amacı :
- Enerji (ATP) üretmektir.
- Üretilen enerjinin bir kısmı ATP’nin yüksek enerjili bağlarında depo edilirken bir kısmı da ısı olarak ortama verilir.
- Ortama verilen bu ısı enerjisi vücut sıcaklığının düzenlenmesinde kullanılır.
- Üretilen ATP, canlının hayatsal faaliyetlerinin (Fotosentez ve Kemosentezde kullanılmaz.) yerine getirilmesinde kullanılır.
Hücresel Solunum:
- Her canlının hücresel solunum mekanizması vardır.
- Tüm hücresel solunum mekanizmaları Glikoliz Reaksiyonu ile başlar. Daha sonra enzimler ve oksijenin varlığına göre farklı şekilde ilerler.
Hücresel solunum Çeşitleri:
1- Oksijenli Solunum (Aerobik):
- Oksijen yardımı ile besin monomerlerinin parçalanarak enerjinin üretildiği solunum reaksiyonudur.
- Son elektron alıcısı olarak oksijenin kullanıldığı , ETS ( Elektron Taşıma Sistemi ) elemanlarının görev yaptığı reaksiyonlardır. (Hem ökaryot hem de bazı prokaryotlarda (mezozoma sahip bazı bakterilerde) görülür.)
- En fazla ATP nin üretildiği solunum çeşididir. ( Net: 30-32 ATP )
2- Oksijensiz Solunum (Anaerobik):
- Oksijen olmadan besin monomerlerinin parçalanarak enerjinin üretildiği solunum reaksiyonudur.
- Son elektron alıcısı olarak oksijenin dışında başka inorganik maddelerin ( örneğin; Sülfat (SO4–2), kükürt (S), Nitrat (NO3–), karbondioksit (CO2 ) ve demir (F+3 )gibi ) kullanıldığı , ETS elemanlarının görev yaptığı reaksiyonlardır.
- Üretilen ATP miktarı oksijenli solunumdan az , fermantasyondan ise fazladır. ( Üretilen ATP miktarı kullanılan inorganik madde çeşidine göre farklılık gösterebilir.) ( Sadece prokaryotlarda görülür.)
3- Fermantasyon:
- Enzimler yardımı ile besin monomerlerinin kısmen parçalanması ile enerjinin üretildiği solunum reaksiyonudur.
- Son elektron alıcısı olarak ne oksijen ne de başka bir inorganik maddenin kullanılmadığı, ETS elemanlarının bulunmadığı reaksiyonlardır. (Hem prokaryot hem de bazı ökaryotlarda görülür.)
- En az ATP nin üretildiği solunum çeşididir. ( Net: 2 ATP )
Unutma !
» Canlının hücresel solunum mekanizması hangisi olursa olsun tüm mekanizmalar Glikoliz Reaksiyonu ile başlar.
Örnek:
Canlı hücrelerde gerçekleşebilen,
I- Glikoz Yıkımı
II- Protein Yıkımı
III- Amino Asit Yıkımı
IV- Yağ Asiti Yıkımı
V- Glikojen Yıkımı
olaylarından hangileri hücresel solunumu ifade eder?
Cevap: I – III ve IV
Açıklama:
•Hücresel solunum tepkimeleri organik yapılı MONOMERLERİN yıkımıdır.
I- Glikoz Yıkımı. ( Monomer ) ( Monomer Yıkımı Hücresel Solunumdur .)
II- Protein Yıkımı. ( Polimer ) ( Polimer Yıkımı Hidroliz Yani Sindirim Olayıdır. )
III- Amino Asit Yıkımı. ( Monomer ) ( Monomer Yıkımı Hücresel Solunumdur .)
IV- Yağ Asiti Yıkımı. ( Monomer ) ( Monomer Yıkımı Hücresel Solunumdur .)
V- Glikojen Yıkımı. ( Polisakkarit ) ( Polimer Yıkımı Hidroliz Yani Sindirim Olayıdır. )
DİKKAT ET !
» Solunum reaksiyonları enzimler varlığında gerçekleşir.
Bu Nedenle Solunumun Reaksiyon Hızına;
• pH
• Sıcaklık
• Enzim Miktarı
• Ham Madde Miktarı
etki eder.
GLİKOLİZ
» Glikoliz kelimesi, Yunanca ‘’ Gliko ‘’ ve ‘’ lizis ‘’ kelimelerinden oluşmaktadır.
Yunanca ;
- Gliko = şeker ,tatlı anlamındadır.
- Lizis = parçalamak anlamındadır.
Buna göre; ‘’ Glikoliz; Şeker parçalanması’’ anlamına gelir.
Biraz daha detaylı ifade etmek gerekirse Glikolizi şu şekillerde de tanımlayabiliriz:
1. Tanım:
Glikozun çeşitli enzimler yardımıyla pirüvata ( pirüvik asit ) kadar yıkımına “Glikoliz “ denir.
2. Tanım:
Glikoliz; Kandan hücreye alınan 6C ’lu glikozun (C6H12O6) , enzimler yardımıyla ,3C’lu 2 molekül pirüvata ( pirüvik asit = C3H4O3 ) parçalanması olayın ’’ Glikoliz ‘’ denir.
Glikoliz Olayı ve Özellikleri
1- Bütün hücresel solunum tepkimeleri ( O2 ‘li veya O2 ‘siz ) glikoliz ile başlar.
2- Glikoliz reaksiyonu tüm canlılarda ortaktır ve hepsinde sitoplazmada gerçekleşir.
Çünkü; glikoliz reaksiyonunun gerçekleşmesini sağlayan enzimler aynıdır ve bu enzimler tüm canlılarda sitoplazmada bulunur. Bu durumda glikoliz reaksiyonunu gerçekleştirmek canlıların ortak özelliğidir. ( Her Basamakta Bir Enzim Görevlidir. )
Dikkat Et !
Glikoliz tepkimelerinin O2’li ve O2’siz solunum yapan tüm canlılarda ortak olması, glikoliz olayını kontrol eden kalıtsal yapının ve enzimlerin benzer olduğunu gösterir.
3- Glikolizde O2‘ ne gerek duyulmaz, CO2 kullanılmaz ve de oluşmaz.
4- Glikolizde ETS kullanılmaz
5- Glikolizin enerji verimi düşüktür.
( Glikoz bu reaksiyonda tam olarak parçalanamamıştır. Bu nedenle ATP üretimi az olmuştur. )
6- Glikoliz evresinin amacı: SDF (Substrat Düzeyinde Fosforilasyonla)ile ATP sentezlemektir.
7- Bütün fermantasyon çeşitlerinde ATP üretimi glikoliz kısmında gerçekleşir. Bunun için fermantasyonların ATP ( Net 2 ATP ) kazancı aynıdır.
8- Glikolizde 1 mol glikoza karşılık 4 ATP sentezlenir.
( Glikoliz sırasında glikoliz molekülünün yapısındaki enerjinin çok az bir kısmı açığa çıkarılır. enerjinin büyük kısmı pirüvata kalır.)
Glikoliz Reaksiyonu ve Gerçekleşme Aşamaları:
Dikkat Et !
• Glikolizin son ürünü olan pirüvatlar ve NADH’lar ortamda oksijen varsa, mitokondri matriksine (mitokondri iç sıvısına) geçer. (Oksijenin dolaylı etkisi)
Unutma !
• Her canlıda solunum çeşidi ne olursa olsun (O2‘li, O2‘siz veya fermantasyonla) Glikoliz evresi mutlaka gerçekleşir.
• Glikolizde SDF ( Substrat Düzeyde Fosforilasyon ) ile ATP üretimi olur.
• Bu durum da ‘’Her canlı, SDF ile ATP üretebilir.’’ diyebiliriz.
Glikoliz Sonunda:
1- 4 mol ATP ( 2 ATP harcandığı için net kazanç 2 ATP )
2- 2 mol NADH+H ( O2 ’li solunumda glikolizde oluşan 2 NADH+H molekülü mitokondriye geçer.)
3- 2 mol Pirüvat ( Pirüvik Asit ) üretilir.
EK BİLGİ :
Glikoliz Reaksiyonu Biraz Daha Ayrıntılı Anlatımı:
Glikoliz Reaksiyonu İki Aşamada Gerçekleşir.
1. aşamada;
Glikozu aktifleştirmek için (kararsızlaştırmak için) iki tane ATP harcanır. Glikozdan kararsız bileşik olan früktoz bi (di)fosfat oluşturulur.
2. aşamada;
Oluşan früktoz difosfat kararsız bir ara bileşiktir. Kendiliğinden ikiye parçalanır. Oluşan molekül (PGAL= FOSFO GLİSER ALDEHİT)) ayrı ayrı tepkimeye girer. Molekülün yükseltgenmesi ile NAD indirgenir yani NAD Hidrojenleri alarak NADH2 halini alır. SDF ( Substrat Düzeyinde Fosforilasyon ) ile 4 tane ATP üretimi yapılır. 2 tane pirüvat (pirüvik asit) oluşur.
OKSİJENLİ SOLUNUM
( Aerobik Solunum )
- Enerji verici organik besin monomerlerinin oksijen kullanılarak inorganik moleküllere (CO2, H2O veya bunlarla beraber NH3) kadar parçalanması ile açığa çıkan enerjiyle ATP sentezlenmesine Oksijenli Solunum denir.
Oksijenli Solunum ;
- Enerji ihtiyacı fazla olan canlılarda görülür.
- Oksijensiz solunuma ve fermantasyona göre daha fazla ATP üretilir.
- Besin moleküllerinden ayrılan elektronların son alıcısı oksijen olduğundan bu isim verilmiştir.
Solunum:
• Organik besinlerin hücre içinde yıkılarak enerji elde edilmesi olayıdır. Bu olaya hücresel solunum denilir.
Hücresel Solunumun Amacı :
• Enerji (ATP) üretmektir.
• Üretilen enerjinin bir kısmı ATP’nin yüksek enerjili bağlarında depo edilirken bir kısmı da ısı olarak ortama verilir.
• Ortama verilen bu ısı enerjisi vücut sıcaklığının düzenlenmesinde kullanılır.
Oksijenli Solunum ;
- Prokaryot canlıların; sitoplazmalarında başlar, hücre zarı kıvrımlarında ( mezozomda) devam eder.
- ökaryot canlılarda; ise yine sitoplazmada başlar mitokondride devam eder.
NOT !
• Beyin ve çizgili kas hücrelerinde 30 ATP;
• Kalp kası, böbrek ve karaciğer hücrelerinde 32 ATP net kazanç elde edilir.
• ATP sentezindeki bu farklılık, glikoliz evresinde üretilen NADH2 moleküllerinin; farklı dokularda farklı mekanizmalarla ETS evresine katılmalarından kaynaklanır.
- Glikozun yapısına katılan atomların radyoaktif izotopları kullanılarak oksijenli solunum reaksiyonlarında oluşan ürünlerin kaynağı belirlenebilmiştir.
- Buna göre glikozun atomlarının ve oksijenin oluşan ürünlere geçişini şöyle gösterebiliriz:
Önemli !
⇒1 molekül Glikozun oksijenli olarak yıkılarak enerji (ATP) elde edilmesinde;
1- Olay sonunda CO2 ve H2O oluşur.
2- Toplam 32-34 ATP sentezlenir. Net kazanç 30-32 ATP ‘ dir.
3- Enzimatik bir tepkimedir.
4- NAD+ ve FAD+ koenzimleri kullanılır.
5- ETS kullanılır.
6- En son e- yakalayıcı molekül O2 ‘ dir.
7- Daha çok enerjiye gereksinim duyan ökaryot canlılarda görülmesine karşın, bazı prokaryotlarda da görülür.
- Prokaryot hücreler sitoplazmada başlar mezozomda sonlanır.
- Ökaryotlarda sitoplazmada başlar, mitokondride sonlanır.
Aerobik Solunum Yapan Canlılar :
» Tüm ökaryot organizmalar (memelilerin olgun alyuvar hücreleri hariç ), mavi – yeşil alglar (siyanobakteriler) ve bazı bakteriler oksijenli solunum gerçekleştirir.
MİTOKONDRİ:
( Çift Katlı Zarlı Organel)
Yapısı ve Özellikleri:
1- Prokaryot canlılar ve memeli olgun alyuvarlarının dışında oksijenli solunum yapan tüm hücrelerde bulunur.
2- Mitokondriler hücrenin enerji santralleridir. Oksijenli solunum ile ATP üretir.
3- Çift zarlıdır.
4- Dış zar düz, iç zar kıvrımlıdır.
5- İçteki Kıvrımlı bu yapıya KRİSTA denir.
6- Krista üzerinde ETS ( Elektron taşıma sistemi) elemanları (enerji üretiminde görev alan enzimler) vardır.
7- Kristadaki kıvrımlar mitokondrinin yüzeyini genişletir. Böylece daha fazla ATP üretilir.
8- Kendisine ait DNA, RNA ve ribozomu vardır.
9- İçini dolduran sıvıya MATRİKS denir.
10- Matriks sitoplazma benzeri bir sıvıdır ve içerisinde inorganik ve organik maddeler bulunur. Matriks içerisinde, DNA, RNA, ribozom, solunum enzimleri, protein, su ve mineraller bulunur.
11- Mitokondrilerin kendilerine özgü sınırlı bilgi taşıyan DNA’sı sayesinde kendilerini eşleyebilirler.
(Mitokondriler hücre içinde enerji ihtiyacına göre Kendi DNA‘sı ile kendini çoğaltabilir. Ancak bu çoğalma çekirdek DNA’sının kontrolünde gerçekleşir.)
12- Oksijenli solunum ile enerji üretiminin yapıldığı organeldir. Çok fazla enerji harcayan hücrelerde bol miktarda bulunur. (sinir hücresi , kas hücresi, karaciğer hücresi gibi..)
Mitokondrinin Görevleri:
1- Oksijenli solunumun gerçekleştiği organeldir.
2- ATP sentezi yapar. (Hücrenin enerji santrali olarak görev yapar.)
» Substrat düzeyinde fosforilasyon ve oksidatif fosforilasyon ile ATP sentezlenir.
Ayrıca, sahip olduğu kendine ait ribozomlar ile:
» Protein sentezi yapar.
» Enzim sentezi ( hücresel solunum enzimleri ) yapar.
UNUTMA !
Mitokondride oksijenli solunum ile ATP üretildiğine göre, mitokondri etkinliği artan bir hücrede;
(O2’li solunum: C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + ATP + Isı)
1- Enerji verici olarak kullanılan glikoz, yağ asidi ve gliserol gibi monomerlerin miktarı azalır.
2- O2 tüketimi artar.
3- CO2 artar.
4- Yoğunluk azalır.
5- pH düşer. Asitlik artar.
6- Üretilen ATP artar. Isı artışı olur.
7- H2O miktarı artar. Osmotik basınç azalır. Turgor basıncı artar.
Uyarı:
» Enerji ihtiyacı fazla olan hücrelerde (ör: çizgili kas hücreleri, sinir hücreleri, karaciğer hücreleri gibi ) mitokondri organelinin sayısı fazladır.
» Mitokondri kendini eşleyebilen, kendi proteinlerini ve dolayısıyla kendi enzimlerini kendisi üreten bir organeldir.
Uyarı:
» Prokaryot hücrelerde mitokondri bulunmaz.
» Bu hücrelerdeki oksijenli solunumu E.T.S. elemanlarını barındıran ve mezozom olarak isimlendirilen yapı sağlar.
NOT:
» İnsanlar mitokondrilerini annenin yumurta hücresinden alırlar.
» Spermden yani babadan değil.
» Diğer taraftan yine insanlar sentrozomlarını babanın sperm hücresinden alırlar. Anneden değil.
MEZOZOM:
» MEZOZOM, tam olarak bir organel sayılmaz. Ökaryot hücrelerde görülmez.
» Mezozom ,sadece prokaryotlarda bulunan ve hücre zarının katlanmasıyla oluşmuş bir yapıdır.
( Organel değildir ! )
» Prokaryotların oksijenli solunum yapanlarında mitokondri organeli bulunmaz. Çünkü, prokaryotlarda zarlı organeller yoktur.
♦ Bakteri sitoplazmik zarının hücre içine doğru katlantılar yapmasıyla oluşan yapıdır.
♦ Oksijenli solunum yapan prokaryotlarda solunum yüzeyini artırarak solunumu hızlandırmak amacıyla hücre zarının sitoplazma içine doğru kıvrımlar yapması ile oluşan yapıdır.
♦ Mezozom üzerinde solunum enzimleri bulunur.
♦ Mitokondrinin görevini yapar.
♦ Oksijenli solunum yapan prokaryotlarda hücre zarı, mitokondrinin iç zarı (krista) gibi, prokaryotun sitoplazması ise matriks gibi görev yapar.
HATIRLATMA:
Hücre Zarının Farklılaşması İle Oluşan Yapıları
1.Villus ( ve Mikrovilluslar)
2. Yalancı ayak
3. Sil
4.Kamçı
5. Pinositik (pinositoz) cep
6. Mezozom
1. Villus (Mikrovilluslar):
Hücre zarının dışarı doğru oluşturduğu parmak şeklindeki çıkıntılardır.
Bağırsak epitelinde besinleri emme görevi olan hücrelerde, hücre zarının bir miktar sitoplâzmayla dışarı doğru oluşturduğu parmak şeklindeki uzantılara villus denir. Villusların üzerindeki daha küçük uzantılara MİKROVİLLUS denir.
2. Yalancı ayak:
Amip, akyuvar ve cıvık mantar hücrelerinde besin bulma ve yer değiştirme için hücre zarının oluşturduğu geçici uzantılardır.
Yalancı ayaklar, hareket ve besin alımında (fagositoz) kullanılır.
3. Sil:
Kısa ve çok sayıda uzantılardır. Siller hem bir hücreli hem de çok hücreli ökaryot canlılarda bulunur.
4.Kamçı:
Kamçılar, sillerden daha uzun olmaları ve dalga benzeri hareketleriyle farklılık gösterir.
5. Pinositik (pinositoz) cep:
Porlardan geçemeyecek kadar büyük sıvı besinlerin alınmasında hücre zarında oluşan geçici çöküntülerdir.
6. Mezozom:
• Oksijenli solunum yapan prokaryotlarda solunum yüzeyini artırarak solunumu hızlandırmak amacıyla hücre zarının sitoplazma içine doğru kıvrımlar yapması ile oluşan yapıdır.
• Bakterilerde mitokondri görevi gören zar kıvrımlarıdır. Burada solunum enzimleri bulunur.
Oksijenli Solunumun Evreleri
» Oksijenli Solunum 4 aşamada gerçekleşir.
Bunlar:
1- Glikoliz (Ökaryotlarda sitoplazmada gerçekleşir. )
DİKKAT: Glikoliz de ‘’ Substrat Düzeyde Fosforilasyonla ’’ ATP üretilir.
2- Pirüvat oksidasyonu (Pirüvik Asitten, Asetil – CoA Oluşumu = Krebs hazırlık evresi) (Ökaryotlarda mitokondri matriksinde gerçekleşir.)
DİKKAT: Krebs hazırlık evresi de ATP üretilmez veya harcanmaz.
3- Krebs Döngüsü ( Sitrik Asit Döngüsü ) (Ökaryotlarda mitokondri matriksinde gerçekleşir. )
DİKKAT: Krebs de ‘’ Substrat Düzeyde Fosforilasyonla ’’ ATP üretilir.
4- ETS ( Oksidatif fosforilasyon = Hidrojen yolu ) (Ökaryotlarda mitokondri krista zarında yani iç zarda gerçekleşir. )
DİKKAT: ETS ‘ de ‘’ Oksidatif Fosforilasyonla ’’ ATP üretilir.
» Prokaryotlarda;
- glikoliz, pirüvat oksidasyonu ve Krebs, sitoplazmada gerçekleşir.
- ETS, hücre zarında (mezozom) gerçekleşir.
Oksijenli Solunumun Evreleri
1- GLİKOLİZ :
Glikoliz olayını kısaca hatırlayacak olursak;
1- Bütün hücresel solunum tepkimeleri glikoliz ile başlar.
2- Glikoliz, glikoz molekülünün hücrenin sitoplazmasında enzimlerle 2 molekül pirüvata (pirüvik aside) yıkıldığı evredir..
3- Bir glikoz molekülü başına, substrat düzeyinde fosforilasyon ile toplam 4 ATP üretilir. Bu reaksiyon sırasında Glikozun aktifleşmesi için de 2 ATP harcandığından , net kazanç 2 ATP ’dir.
4- Glikoliz reaksiyonunda 2 NAD+ indirgenir yani 2 NADH+H+ oluşur.
5- Glikoliz, Sitoplazmada gerçekleşir. Oksijene gerek duyulmaz. CO2 kullanılmaz ve de oluşmaz.
6- Glikolizin son ürünü olan pirüvatlar ve NADH ’lar ortamda oksijen varsa, mitokondri matriksine (mitokondri iç sıvısına) geçer. (Oksijenin dolaylı etkisi)
Önemli !
Soru: Glikoliz evresinde, glikozun pirüvata dönüştürülmesinin sebebi nedir ?
Cevap:
- Glikozun mitokondri zarından doğrudan geçmesi daha zordur.
- Pirüvat daha kolay geçer .
- Çünkü, Glikoz 6 C ‘lu , Pirüvat ise 3 C ’lu dur. Yani Pirüvat daha küçüktür.
Soru: Hücresel solunumun ilk evresi olan glikoliz evresinde glikoz yerine başka bir molekülle solunum reaksiyonu başlatılabilir mi ?
Cevap:
- Glikoz yerine, yağ asiti veya amino asitleri kullanarak da reaksiyon başlatabilir.
- Ancak özellikle amino asit kullanırken burada NH3’ü (amonyağı ) reaksiyondan uzaklaştırması gerekir.
- Amino asitin yapısında, glikoz ve yağ asidinden farklı olarak N (azot) vardır.
Hatırlatma:
Oksidatif Fosforilasyon:
• ETS aracılığı ile oksijenin de kullanıldığı ATP sentezine denir.
Substrat Düzeyde Fosforilasyon:
• Glikolizde ve Krebs çemberinde ETS işe karışmadan yalnızca enzimler aracılığı ile ATP sentezlenmesi olayına denir.
2- Pirüvat Oksidasyonu
( Pirüvik Asitten, Asetil – CoA Oluşumu = Krebs hazırlık evresi)
(Ökaryotlarda mitokondri matriksinde gerçekleşir. )
- Glikoliz sonucu oluşan pirüvatlar mitokondri içine alınır.
- Ancak pirüvatlar krebs döngüsüne girmek için tam hazır değildirler. Bu nedenle önce Krebs döngüsüne hazırlık (pirüvik asit oksidasyonu) aşaması gerçekleşir.
Bu evrede;
1) 2 Pirüvattan birer molekül CO2 ayrılır. (CO2, glukozun şimdiye kadarki yıkımında oluşan ilk atık üründür).
2) Birer çift hidrojenin elektron ve protonları NAD+ tarafından tutulur. Yani NAD+, indirgenerek 2 tane NADH oluşur. Sonunda her bir asetik asit ( sirke asiti), koenzim A (CoA)’ya tutunur.
3) Böylece krebsi başlatacak molekül olan 2 tane Asetil koenzim A (Asetil Co A) oluşur.
» Asetil Co A, krebs döngüsünü başlatan temel moleküldür.
» Pirüvatın, asetil Co A’ya dönüşümü ortamda oksijen olduğunu gösterir.
- Krebs Hazırlık Evresi (Pirüvat Oksidasyonu) Mitokondrinin matriksinde gerçekleşir.
- Glikoliz sonucu üretilmiş olan pirüvat molekülleri mitokondrinin matriksine geçerek enzimler aracılığı ile Asetil CoA haline getirilir.
Krebs Hazırlık Evresinde Gerçekleşen Olaylar:
» Pirüvattan CO2 ayrılır,
» NAD indirgenir
» Asetil-CoA oluşur.
Dikkat Et !
» Krebs Hazırlık Evresinde, ATP ne üretilir ne de harcanır.
Mitokondride Krebse Hazırlık Evresinin Gerçekleşmesi
- Pirüvattan ,Asetik asit oluşurken bu olaya yardımcı bir enzimim vardır . Bu Co-A ( koenzim-A) enziminin de yardımıyla ASETİL Co-A molekülü oluşur.
- ASETİL Co-A nın oluşumunda NAD ların indirgenip NADH ’a dönüşümü de etkilidir.
Unutma:
♦ Pirüvatın, Asetil Co-A’ya Dönüşümü Ortamda O2 Olduğunu Gösterir.
- Ancak, ( 6C) glikozdan, (3C) ‘lu 2 pirüvat olduğu için; 2 ASETİL Co –A oluşur.
- Dolayısıyla 2 CO2 açığa çıkar ve 2 NAD indirgenerek 2 NADH2 oluşur.
3- Krebs Döngüsü
( Sitrik Asit Döngüsü )
( Ökaryotlarda mitokondri matriksinde gerçekleşir.)
» Alman bilim insani Hans KREBS tarafından tespit edildiği için (1937) bu isim verilmiştir.
- İlk oluşan ürün sitrik asit olduğundan dolayı Sitrik Asit Döngüsü de denilmektedir.
- Krebs döngüsü prokaryotların sitoplazmasında, ökaryotların mitokondri matriksinde gerçekleşir.
Krebste Gerçekleşen Olaylar:
» Döngüyü anlatırken söylenen molekül miktarları 1 molekül glikoz yani 2 asetil Co A içindir. 2 asetil Co A için bu döngü iki tur döner.
1- İlk olarak, Krebse hazırlık aşamasının sonunda oluşan Asetil Co A’dan, CoA ayrılır. Co A ‘ nın ayrılmasıyla geriye kalan asetik asit 4 C’lu Okzaloasetik Asit ile birleşerek 2 molekül 6 C’lu Sitrik Asit oluşturur.
2- Sitrik asitlerin her birinden birer molekül olmak üzere 2 molekül CO2 ayrılır. 2 NADH oluşur. Sonuçta 5 C’lu iki bileşik oluşur.
3- 2 molekül 5 C’lu bileşikten birer CO2 daha ayrılır. 2 NADH daha oluşur. Böylece 2 tane 4 C’lu bileşik oluşur.
4- 4C’lu bileşik tekrar Okzaloasetik Asiti oluşturarak bir krebs tamamlanır. Yeni bir krebs başlar.
Bu sırada substrat düzeyinde fosforilasyon ile;
» 2 ATP üretilir. 2 FADH2, 2 NADH2 daha oluşur.
- Krebs boyunca sitrik asitten CO2 çıkışı görülür.
- Ayrıca NAD ve FAD indirgenmeleri gerçekleşir. NADH2 ve FADH2’ler oluşur.
Krebs Döngüsünde En son olarak ;
• NAD indirgenir. NADH2 oluşur.
• Okzaloasetik asit oluşur.
• Oluşan bu bileşik yeni asetil Co-A ile birleşerek yeni krebsi başlatabilir.
• Ayrıca döngünün farklı yerlerinde su kullanılır.
Krebs Döngüsüyle İlgili Notlar:
1- Burada kullanılan FAD ( Filavin Adenin Dinükleotit ) molekülü ,NAD ( Nikotinamid Adenin Dinükleotit) gibi Ribonükleotid yapılı bir koenzimdir. FAD moleküle de NAD molekülünde olduğu gibi tüketilmez ve tekrar tekrar kullanılır.
2- O2’li solunum reaksiyonlarında 1 mol glikozun yıkımı için oluşan moleküller şu şekilde özetleyebiliriz;
A) Glikoliz ile,
- 2 NADH+H ( indirgenme)
- 2 ATP (Substrat Düzeyde Fosforilasyon ile )
B) Krebse Hazırlık ile,
- 2 CO2
- 2NADH+H ( indirgenme)
C) Krebs Döngüsü ile,
- 4 CO2
- 6 NADH+H ( indirgenme)
- 2 FADH+H ( indirgenme)
- 2 ATP (Substrat Düzeyde Fosforilasyon ile)
- 6 H2O tüketimi
- 16 H+ atomu oluşur. Bu 16H+ atomu ETS ‘ye gider. ( 6 NADH2 = 12 H, 2 FADH2 = 4 H, TOPLAMDA =16 H+ )
3- Solunum reaksiyonları sırasında;
- Asetil Co-A oluşumu
- Sitrik Asit oluşumu
- Okzaloasetik Asit oluşumu
- FAD indirgenmesi
olaylarının gerçekleşmesi solunum çeşidinin oksijenli ortamda yapıldığının kanıtıdır.
Not !
» Glikoz sonrasında 2 mol pirüvik asit oluştuğu ve reaksiyon iki koldan yürüdüğünden, 2 tane krebs döngüsü vardır.
» Asetil Co-A aynı zamanda, aktif “Asetik Asit “ olarak da ifade edilir.
Örnek:
I. Pirüvat ————–→ Asetil Co-A
II. Glikoz ————→Pirüvat
III. Pirüvat ————-→ Laktik asit
IV. Sitrik asit ———–→ Okzaloasetik asit
V. Asetil Co-A————–→ Sitrik asit
Yukarıda verilen yıkım olaylarının ökaryot hücrelerde gerçekleştiği hücre kısımlarını yazınız.
Cevap:
I. Pirüvat ————–→ Asetil Co-A ( Mitokondri )
II. Glikoz ————→Pirüvat ( Sitoplazma )
III. Pirüvat ————-→ Laktik asit ( Sitoplazma )
IV. Sitrik asit ———–→ Okzaloasetik asit ( Mitokondri )
V. Asetil Co-A————–→ Sitrik asit ( Mitokondri )
4- ETS ( Oksidatif fosforilasyon = Hidrojen yolu )
(Ökaryotlarda mitokondri krista zarında yani iç zarda gerçekleşir. )
Dikkat : ETS ‘ de ‘’ Oksidatif Fosforilasyonla ’’ ATP üretilir.
1- Prokaryotların mezozom adı verilen zar kıvrımlarında, ökaryotların mitokondri kristalarında ( İç zarında ) gerçekleşir.
2- Oksijen doğrudan görev yapar. H+ ve elektronları ile birleşerek su oluşturur.
3- Tepkimeler sırasında NADH2 ve FADH2 yükseltgenir. Tekrar elektron taşıyıcı olarak kullanılır.
4- En fazla ATP oksidatif fosforilasyon ile bu evrede üretilir.
» Hücresel solunumda açığa çıkan enerjinin bir kısmı ısı enerjisi olarak hücreden ayrılır.
» Sıcakkanlı canlılarda bu ısı vücut sıcaklığının sabit tutulmasında kullanılır.
» Enerji verici organik moleküllerdeki ( NADH ve FADH‘lardaki ) hidrojenlerin proton ( H+ ) ve elektronlarına (e-) ayrıldıktan sonra ETS elemanlarınca Oksijene kadar taşınarak ATP sentezlenen evredir.
♦ Bu evrede, önemli olan e- ların taşınması yani e- ların indirgenme ve yükseltgenmeleri ile, glikoliz ve krebs evrelerinden NADH+H ve FADH+H ’ lar la gelen hidrojenler , e- çekiciliği en yüksek olan OKSİJENLE yakılarak ( oksitlenerek ) ATP sentezi gerçekleşir.
♦ Bu nedenle “ oksidatif fosforilasyonla ATP “ üretimi gerçekleşmiş olur.
Mitokondrinin kristasında (iç zarında ):
• Oksidatif fosforilasyonu gerçekleştiren enzimler.
• ETS elemanları
• ATP Sentaz enzimi
bulunur.
ETS ‘ nin tanımı ve ETS elemanlarının Özellikleri:
» Önceki evrelerde oluşan ve bu evreye gelen ve üzerlerinde e- bulunan NADH2 ve FADH2 deki bu elektronların ( e- ) ETS elemanları tarından alınıp, birbirleri arasında aktarılarak taşındığı indirgenme ve yükseltgenme reaksiyonlarına Elektron Taşıma Sistemi ( ETS ) denir.
» ETS de dört özel protein grubu eleman bulunur. Bu elemanlar elektron isteği ( yani elektron çekme gücü ) en az olandan en fazla olana doğru mitokondri iç zarında sıralanmış olarak bulunur. Bu elemanlardan sonra en son olarak e- oksijene gider.
» Oksijen ise son e- alıcısıdır.
• Çünkü; elektron çekme isteği en fazla olan moleküldür.
ETS ’deki olaylar:
1- NADH2 koenzimi, I. elemanıyla ( NADH-Q Redüktazla ) bağlanır. H+ ler ve e- ‘lar ayrılır. H+ ler matrikste kalır, e-’ lar ise I. elemana alınıp, II. elemana (Ubikinona) gönderilir.
Bu arada matristekideki H+ ’lerin bir kısmı I. elemanda açılan kanal ile mitokondrinin zarlar arası kısmına aktarılır.
2- FADH2’de bu arada H+ ’lerini matrikse bırakır e-larını II. elemana (Ubikinona) aktarır.
3- II. elemandan (Ubikinondan) sırasıyla e-’lar III. elemana (Sitokrom redüktaz ) sonra Sitokrom – c ‘ye ve IV. elemana (Sitokrom oksidaza) geçer.
Aynı anda III. eleman (Sitokrom redüktaz) ve IV. eleman (Sitokrom oksidazdan) üzerlerinde açılan kanallar ile H+ ler zarlar arası kanala geçer.
4- e-’lar ETS nin son elemanı olan IV. Elemandan (Sitokrom oksidazdan) matriksteki O2 tarafından alınır.
O2 aktifleşerek, ATP sentaz ile zarlar arası bölgeden matrikse geri dönen H+ ‘ler ile birleşir ve su oluşturur.
2e- + 2H+ + ½ O2 —————-→ H2O
» 1 glikoz için 6 O2 harcanır, 12 H2O oluşur.
5- Mitokondri iç zarı üzerinde, protein kompleksi yapısında “ATP sentaz” enzimi bulunur.
Hatırlatma:
Fotosentezin “ ışığa bağımlı evresi” kloroplastın iç zar üzerindeki ATP sentaz molekülü gibi.
Zarlar arası bölgede biriken H+ ‘ler ATP sentaz üzerinde açılan kanaldan matrikse geçer. H+ ’lerin geçişi ile aktive olan ATP sentaz molekülü matriksteki ADP ‘ lere P bağlayarak ATP oluşumu gerçekleştirmiş olur.
ETS deki ATP oluşumunu şu şekilde özetleyebiliriz:
» Enerji verici organik moleküllerdeki hidrojenlerin proton (H+) ve elektronlarına (e-) ayrıldıktan sonra ETS elemanlarınca oksijene kadar taşınarak ATP sentezlediği evredir.
» Mitokondrinin iç zarında yer alan protein ve proteine bağlı protein olmayan moleküllerden oluşur.
» ETS ’nin bu elektron tutucu elemanları elektron çekme gücüne göre en zayıf olandan kuvvetli olana göre I ve IV arası numaralarla sıralanır.
1- ETS elemanları, bu aşamaya kadar oluşturulan NADH2 ve FADH2 moleküllerinin getirdiği elektronları alır.
2- ETS ’de taşınan elektronların enerjisi kademe kademe sisteme aktığı için elektronları enerji düzeyi azalır.
3- Enerjisi en yüksek olan elektron ETS ’nin I. elemanı tarafından tutulur. Daha sonra indirgenme yükseltgenme tepkimeleri ile III. ve IV. elemanlara doğru akar. Bu sırada enerjilerini sisteme bırakır. Bir kısım enerji de ısı olarak ortama verilir.
4- Bu enerji ile matriksteki hidrojen iyonları (proton veya H+) ETS ’nin I-III ve IV. elemanları üzerinden zarlar arası boşluğa pompalanır. Hidrojen iyonlarının geçişiyle de matriks ile zarlar arası boşluk arasında proton derişimi farklılığı oluşturulur.
5- Enerjisi en az olan en zayıf elektronu ETS ’nin IV. elemanından elektron ilgisi en yüksek olan (bir başka ifade ile elektronegatifliği en yüksek olan) son elektron tutucu oksijen alır, ATP sentaz enziminin oluşturduğu kanaldan matrikse pompalanan H+ ’ları ile birleşerek su oluşur.
NOT:
♦Oksijenli solunumda toplamda 12 H2O üretilir. Krebste 6 H20 kullanıldığından net 6 H2O üretilmiş olur.
♦ETS evresi, solunum olayları için ATP kaynağıdır.
ETS ‘ nin Görevi;
• NADH2 ve FADH2 ‘ lerden yüksek enerjili e- ‘ları O2 ‘ne taşımak ve e- ‘ların enerjisinden ATP sentezlemektir.
NOT:
• Zarlar arası bölgede H+ birikiminden dolayı , matrikse göre daha pozitif yüklü yani pH değeri düşüktür. Daha asidiktir.
» ETS molekülleri aracılığı ile elektronların oksijene taşınması ve ATP’nin sentezlenmesine oksidatif fosforilasyon denir.
» Oksidatif fosforilasyonla ATP üretimi, 1960 yılında Peter Mitchell tarafından ileri sürülen Kemiozmozis hipotezine dayandırılarak açıklanmaktadır.
Kemiozmotik Teori
- ETS sırasındaki oksidatif fosforilasyon mekanizmasını açıklayan teoridir.
- NADH2 ve FADH2 elektronlarını ETS ye aktardığında açıkta kalan hidrojenler açığa çıkan enerjinin etkisi ile zarlar arası boşluğa geçer.
- Bu geçiş matriks ile zarlar arası boşluk arasında potansiyel fark oluşmasına yol açar.
- İç zar hidrojenlere geçirgen olmadığından hidrojenler potansiyel farkı eşitleyebilmek için zar üzerinde bulunan ATP Sentaz içerisinden matrikse geri dönerler.
- Bu durum ATP Sentaz enzimini aktifleşerek ATP üretmesine yol açar.
Dikkat Et !
1- O2’ li solunumda suyun oluştuğu tek yer ETS ‘ dir.
2- O2’ li solunumda NADH+H ve FADH+H ‘ ların yükseltgenmeleri sadece ETS ‘de olur.
3- En yüksek enerjili e- (elektron) NAD tarafından yakalanır.
4- En düşük enerjili e- O2 tarafından yakalanır.
5- e- (elektronu) en az seven NAD ‘tır.
6- e- en çok seven O2 ‘ dir.
EK BİLGİ:
Termogennin ve Isı Üretimi:
- Mitokondrinin zarlar arası bölgesindeki birikmiş H+ ‘ ler “ATP – sentaz ” molekülü üzerinden matrikse geçerek
- ADP + Pİ birleşmesiyle ATP üretilmesine neden olur.
- Ancak, H+ ’ ler ATP- sentaz üzerinden değil de mitokondri iç zarının üzerindeki difüzyon kanallarından direkt olarak matrikse geçmeye çalışması sırasında bir ısı üretimi gerçekleşir.
- Bu olaya Termogennin denir.
- Üretilen ısı ile vücut sıcaklığı artar. Özellikle yeni doğan bebeklerde ve kış uykusuna ( hibernasyon ) yatmış canlılarda vücut ısısının korunmasında etkilidir.
Oksijenli Solunumda CO2 Oluşumu:
- Bir molekül glikozdan krebse hazırlık (pirüvik asit oksidasyonu) evresinde 2 CO2, krebs döngüsünde de 4 CO2 olmak üzere 6 CO2 oluşur ve dışarıya verilir.
Oksijenli Solunumda H2O Oluşumu:
- Bir çift hidrojen atomunun ETS ’de son elektron tutucu molekül olan O2 ile birleşmesi sonucu bir molekül su oluşur.
- Glikolizden başlayarak krebs sonuna kadar 10 NADH2 ve 2 FADH2’nin getirdiği H’lerin elektron ve protonları ile birleşen Oksijen, 12 molekül su oluşturur. Bu 12 molekül suyun, 6 tanesi Krebste harcandığından kalan 6 molekül su ortama verilir.
Oksijenli solunumda ATP üretim şekilleri
1. Substrat düzeyinde fosforilasyon ile bir molekül glikozdan;
- Glikolizde toplam 4 ATP, net olarak da 2 ATP üretilir.
- Krebs döngüsünde toplam ve Net 2 ATP üretilir. ( Çünkü bu evrede sadece üretilir, hiç harcanmaz. Dolayısıyla da toplam demekle aynı zamanda net kazanılan ATP yi de söylemiş oluyoruz.)
Buna göre;
- Substrat düzeyinde fosforilasyon ile Toplam 6 ATP, Net toplamı olarak da 4 ATP üretilmiş oldu.
2. Oksidatif fosforilasyon ile bir molekül glikozdan;
- NAD ile ETS ’ye taşınan bir çift H + atomundan 2,5 ATP üretilir.
- FAD ile taşınan bir çift hidrojen atomundan 1,5 ATP üretilir.
Buna göre;
- 10 NADH oluştuğuna göre 10 x 2,5 = 25 ATP,
- 2 FADH2 oluştuğuna göre 2 x1,5 = 3 ATP,
Toplam 28 ATP üretilmiş olur.
Sonuç olarak 1 molekül glikozdan;
Toplam: 6 + 28 = 34 ATP üretilir.
Net : 4 + 28 = 32 ATP üretilir.
Farklı Besinlerin Oksijenli Solunuma Katılması
Glikoz Dışındaki Organik Besinlerin Oksijenli Solunuma Katılma Yolları
- Oksijenli solunumda organik madde olarak sadece glikoz kullanılmaz.
- Canlıların enerji elde etmek için kullandığı organik besinler sırasıyla karbonhidratlar, yağlar ve proteinlerdir.
- Bu besin maddelerinin solunum reaksiyonlarıyla yıkımı (oksidasyonu) sonucu, ortak olarak CO2, H2O, ATP ve ısı oluşurken, amonyak (NH3) sadece aminoasitlerin yıkımı sırasında oluşur.
Dikkat Et !
» Eğer bir enerji metabolizmasında NH3 oluşmuş ise besin maddesi kesinlikle protein (amino asit) dir.
» Enerji verici polimerler enerji metabolizması sırasında öncelikle hidroliz ile monomerlerine ayrılırlar.
KARBONHİDRATLAR :
- Karbonhidratlar glikoza kadar parçalanır.
- Galaktoz ve fruktoz ise glikoza dönüştürülerek solunuma katılır.
PROTEİNLER:
- Aminoasitlere parçalanırlar.
- Aminoasitler solunuma katılmadan önce Deaminasyona uğrarlar. Yapılarındaki azot, NH3 (amonyak) olarak ayrılır.
Deaminasyon :
» Amino asitlerin oksidasyonu sırasında ilk olarak amino asit yapısındaki amino grubu , NH3 olarak ayrılır. Buna Deaminasyon denir.
- Oluşan NH3 , Karaciğerde üreye dönüştürülür ve böbrekler ile vücuttan uzaklaştırılır.
- Oluşan molekülün karbon sayısına göre farklı yollardan hücre solunumuna katılır.
LİPİTLER :
- Hidroliz sonucunda gliserol ve yağ asidi haline dönüştürülürler.
- Gliserol, PGAL ye dönüştürülerek glikoliz aşamasına katılır.
- Yağ asitleri ise Beta Oksidasyon adı verilen reaksiyonlar ile 2 karbonlu moleküller halinde parçalanarak asetil Co-A dönüştürülüp hücresel solunuma katılırlar.
Fotosentez ve Oksijenli Solunumun Ortak Özellikleri
1- ATP Üretimi ve Tüketimi Vardır.
2- ETS Elemanları Görev Alır.
3- Enzimatik Tepkimeler Gerçekleşir.
4- Enerji Dönüşümü Gerçekleşir.
KONU TARAMA
SORU 1. Aşağıdakilerden hangisi enerji kaynağı olarak ATP’nin kullanıldığı anabolik olaylardan biridir?
A) Pirüvik asidin asetil Co-A’ya dönüşmesi
B) Amino asitlerden protein sentezi
C) Monosakkaritlerin pirüvik aside dönüşmesi
D) Asetil Co-A’nın Krebs döngüsüne katılması
E) Krebs döngüsünden CO2 çıkış
Cevap 1. B
Açıklama: ‘’ Anabolik’’ yapım olayı demektir.
• Oksijenli solunumda sadece glikolizin başlangıcında hem ATP üretilir hem de harcanır. Ancak ‘’Glikoliz olayı ‘’ anabolik bir olay değildir. Tam tersine yıkım yani katabolik bir olaydır. Glikolizden sonraki basamaklarda da ATP harcanmaz.
Buna göre;
A) Pirüvik asidin asetil Co-A’ya dönüşmesi. ATP harcanmaz. ( Oksijenli solunumun glikolizden sonraki Krebse hazırlık evresidir. ATP harcanmaz da üretilmez de. )
B) Amino asitlerden protein sentezi. ATP harcanır. ( Amino asitlerden protein sentezi dehidrasyon olayıdır. ATP harcanır. )
C) Monosakkaritlerin pirüvik aside dönüşmesi. Anabolik bir olay değildir. ( Oksijenli solunumun glikoliz basamağıdır. ATP harcanır ancak soruda anabolik bir olay olarak soruluyor. Bu nedenle doğru cevap olamaz. )
D) Asetil Co-A’nın Krebs döngüsüne katılması. ATP harcanmaz. ( Oksijenli solunumun glikolizden sonraki basamağıdır. ATP harcanmaz. )
E) Krebs döngüsünden CO2 çıkış. ATP harcanmaz. ( Oksijenli solunumun glikolizden sonraki basamağıdır. ATP harcanmaz. )
Soru 2. Glikolizde ve Krebs döngüsünde;
I. NADH+H+ oluşumu,
II. CO2 oluşumu,
III. FADH2 oluşumu,
olaylarından hangilerinin ortak olduğu görülür?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III
Cevap 2. A
Açıklama:
I. NADH+H+ oluşumu. NADH++H+ hem glikoliz hem de Krebste oluşur.
II. CO2 oluşumu. Krebste görülür. Ancak, Glikolizde CO2 çıkışı yoktur.
III. FADH2 oluşumu. Krebste görülür. Ancak, Glikolizde FADH2 oluşmaz.
Soru 3.
I. Protonların (H+) biriktirildiği yer
II. Elektronların elektron taşıma sisteminde taşınım kuralı
III. ATP oluşumunu sağlayan enzimin çeşidi
Kemiozmotik hipotezine göre, kloroplastlar ve mitokondrilerde ATP sentezi sırasında yukarıdakilerden hangileri farklılık gösterir?
A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III
Cevap 3. A
Açıklama:
I. Protonların (H+) biriktirildiği yer. Farklıdır. Mitokondride protonlar zarlar arası boşlukta, kloroplastlarda ise tilakoit boşlukta biriktirilir.
II. Elektronların elektron taşıma sisteminde taşınım kuralı. Farklı değildir. Kemiozmotik hipotezine göre, kloroplastlar ve mitokondrilerde Elektronların elektron taşıma sisteminde taşınım kuralı değişmez.
III. ATP oluşumunu sağlayan enzimin çeşidi. Farklı değildir. Kemiozmotik hipotezine göre, kloroplastlar ve mitokondrilerde ATP oluşumunu sağlayan enzimin çeşidinde bir farklılık yoktur. Enzim ‘’ATPaz’’ enzimidir her ikisinde de.
Soru 4. Ortamda, mitokondri iç zarında yer alan ’’ ATP sentazın ‘’ işlevini tamamen durduran özgül bir madde bulunduğunda, aşağıdakilerden hangisinin gerçekleşmesi beklenir?
A) Karbondioksit çıkışı artar.
B) Oksijen kullanımı durur.
C) Mitokondri iç zarının iki yüzeyi arasındaki pH farkı artar.
D) Elektron taşıma sisteminde proton
E) pompalanması hemen durur.
Elektron taşıma sistemindeki elektron akışı hemen durur.
Cevap 4. C
Açıklama:
- Mitokondri iç zarı üzerinde yer alan ’’ ATP sentaz ‘‘ mitokondrinin iç ve dış zarı arasında birikerek yoğunluğu artan H + iyonlarının üzerinden geçirerek mitokondri iç zarı içine yani matrikse doğru aktarır ve bu arada ATP sentezlenmesini sağlar. Bunu yaparak aynı zamanda zarlar arası bölge ile iç zar arasındaki pH farkını da önlemiş olur. Çünkü H + iyonları biriktiği tarafın asitliği artacaktır.
Buna göre;
- Mitokondri iç zarında yer alan ’’ ATP sentazın ‘’ işlevi tamamen durursa , ‘’ Mitokondri iç zarının iki yüzeyi arasındaki pH farkı artar. ‘’
Soru 5. Bir hayvan hücresindeki glikoliz, Krebs döngüsü ve Elektron Taşıma Sistemi (ETS) olayları hücrenin hangi kısımlarında gerçekleşir?
Cevap 5. D
Açıklama:
Glikoliz : Sitoplazma
Krebs döngüsü : Mitokondri ( Tam olarak mitokondri matriksinde )
ETS : Mitokondri ( Tam olarak mitokondri iç zarı yani kristada )
Soru 6. Krebs çemberinde gerçekleşen olaylar göz önüne alındığında aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?
A) Krebs çemberinde FADH2 sentezlenir.
B) Hücre solunumunda ortaya çıkan NADH moleküllerinin çoğu krebs çemberinde sentezlenir.
C) Tepkime basamaklarının her birinde farklı bir enzim görev alır.
D) Krebs çemberinde oluşan bir organik molekül, bir sonraki basamağın substratıdır.
E) Krebs çemberinde çıkan karbondioksitteki oksijenin kaynağı, solunum ile alınan oksijendir.
Cevap 6. E
Açıklama:
- Krebs çemberinde oluşan CO2’nin oksijenleri glikozdan gelir. Alınan oksijen ise suyun oluşumuna katılır.
Soru 7. Enerji elde etmede kullanılabilecek moleküllerin biyokimyasal yıkım yolları yanda verilmiştir.
Buna göre, şemada X olarak gösterilen madde aşağıdakilerden hangisidir?
A) 2 NADH B) 2 FADH C) Glukoz D) Asetil CoA E) Sitrik asit
Cevap 7. D
Açıklama:
» X ; krebsi başlatan Asetil Co-A ’dır.
Soru 8. Aşağıdaki tabloda dört ayrı ortamda bulunan besin molekülleri ve ortamın oksijen durumu verilmiştir.
Verilen ortamlardan hangilerine maya mantarı eklenmesi sonucu etil alkol çıkar?
A) Yalnız I B) I ve II C) II ve III D) II ve IV E) III ve IV
Cevap 8. A
Açıklama:
- Maya mantarları oksijensiz solunumda glikozu kullanarak yan ürün olarak etil alkol açığa çıkarırlar.
- Aminoasitler ise glikoliz reaksiyonlarına pirüvat oluşumundan sonra katıldıkları için maya mantarları tarafından kullanılmazlar.
Soru 9. Ökaryot canlıların oksijenli solunumunda,
I. glukozun sitoplazmada belirli moleküllere kadar yıkılması,
II. enerji elde etmede kullanılacak moleküllerin mitokondrilere geçmesi,
III. moleküllerin enzimlerle CO2 ve H2O’ya kadar parçalanması
olaylarının gerçekleşme sırası aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir?
A) I – II – III B) II – I – III C) II – III – I D) III – I – II E) III – II – I
Cevap 9. A
Açıklama: Ökaryot canlıların oksijenli solunumunda, olaylarının gerçekleşme sırası : Glikoliz, krebse hazırlık, krebs döngüsü ve ETS şeklindedir.
I. glukozun sitoplazmada belirli moleküllere kadar yıkılması. Glikoliz olayıdır.
II. enerji elde etmede kullanılacak moleküllerin mitokondrilere geçmesi. Krebs olayıdır.
III. moleküllerin enzimlerle CO2 ve H2O’ya kadar parçalanması. Krebs ve ETS de gerçekleşir.
Buna göre olayların oluş sıralaması: I – II – III
Soru 10. Işıklı bir kültür ortamında, glikoz ve oksijenin varlığına ya da yokluğuna göre, bir bakteri türünün gelişimi incelenmiştir. Değiştirilen koşullarda, bakterinin üremesiyle ilgili sonuçlar aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Tablodaki bilgilere göre, bu bakteri türü ile ilgili olarak,
I. Heterotrof beslenir.
II. Ototrof beslenir
III. Oksijenli solunum yapar.
IV. Oksijene gereksinimi yoktur.
ifadelerinden hangileri doğrudur?
A)Yalnız II B) Yalnız III C) I ve III D) I ve IV E) II ve IV
Cevap 10. D
Açıklama:
- Bakteri glikoz olmayan ortamda üreyemediğine göre ototrof değil heterotroftur.
- Bakteri oksijenli ve oksijensiz ortamda üreyebilmektedir. Bu durumda oksijene bağımlı olmayan bir bakteridir.
SORU 11.Aşağıdakilerden hangisi, glikozdan enerji sağlamak için amacıyla gerçekleşen reaksiyonlar sırasında, ortamda oksijen bulunduğunu gösterir?
A) Asetaldehidin oluşması
B) Asetil CoA ’nın oluşması
C) NAD+ ’ın indirgenmesi
D) Laktik asidin oluşması
E) ETS ’nin görev yapması
Cevap 11. B
Açıklama:
A) Asetaldehidin oluşması. ( Fermantasyon olduğunu gösterir. )
B) Asetil CoA ’nın oluşması. ( Ortamda oksijen varsa pirüvat mitokondriye girer ve Asetil CoA oluşur. )
C) NAD+ ’ın indirgenmesi. ( Hepsinde olur. )
D) Laktik asidin oluşması. ( Fermantasyon olduğunu gösterir. )
E) ETS ’nin görev yapması. ( Oksijenli ve oksijensiz solunumda ortaktır. )
SORU 12. Mitokondride görev alan ATP sentaz enzimi ile ilgili,
I. Protonların zarlar arası bölgeden matriks sıvısına dönmesini sağlar.
II. Oksidatif fosforilasyon ile ATP üretiminde görev alır.
III. Krista zarı üzerinde bulunur.
İfadelerinden hangileri doğrudur?
A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III
Cevap 12. E
Açıklama:
I. Protonların zarlar arası bölgeden matriks sıvısına dönmesini sağlar. Doğru.
II. Oksidatif fosforilasyon ile ATP üretiminde görev alır. Doğru.
III. Krista zarı üzerinde bulunur. Doğru.
SORU 13. Ökaryotik bir hücredeki oksijenli solunma ait olan,
I. Krebs,
II. ETS,
III. Glikoliz,
Tepkimelerinin gerçekleştiği hücresel kısımlar aşağıdakilerden hangisinde verilmiştir?
Cevap 13. A
Açıklama:
I. Krebs. ( Matriks )
II. ETS. ( Krista )
III. Glikoliz. ( Sitoplazma )
KONU BİTTİ.
Bir yanıt yazın