BIOLOJİ-BİLİM - CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ

CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMLERİ

Bütün çanlıların kullandığı enerji kaynağı güneştir.

Yeşil bitkiler Fotosentez olayı ile ışık enerjisini Kimyasal bağ enerjisine dönüştürür.(Glikoz sentezlenerek)

Bütün Canlılar solunum ile Kimyasal bağ enerjisini ATP ye dönüştürür.(Solunum olayı)

ATP bütün canlılık olaylarında kullanılır.

Canlı, kendi düzenini koruyup devam ettiren sistemdir. Bütün canlılar enerji dönüşümü yapar.

Canlı kendinde var olan enerji dönüşüm sistemleri ile doğadaki enerji kaynaklarını verimli kullanarak canlılık faaliyetlerini sürdürür.

Enerji, iş yapabilme yeteneğidir.Canlılarda enerji üretimi ve dönüşümünü inceleyen BİYOENERJETİK Bilimidir.

Enerjinin hücrede üretimi, dönüşümü, aktarılması, canlılığın temel olayıdır. Bu enerji dönüşümlerinde ısı enerjisi açığa çıkar. Bu açığa çıkan enerjiye serbest enerji(entropi) denir.

Enerji bir formatın başka bir formata dönüşümünü sağlar. Bu dönüşümde toplam enerji miktarı değişmez. Ancak; istenilen format türü enerjide verimlilik düşüktür(%20).

Isı enerjisi: 1.gram suyu 14,5–15,5 C ‘ye çıkarmak için harcanan ısı 1.kaloridir. Canlılarda ısı enerjisi ya serbest enerjiye veya kimyasal bağ enerjisine dönüşür.

Işık enerjisi: Işık, foton ve kuantum denen parçacıklardan oluşur. Bunlar yüksek enerjili hareket eden parçacıklardır.

İnsan gözü 3900.A ile 7600.A arası dalga boyundaki beyaz ışığı algılar.

Kimyasal bağ enerjisi:İki atomu veya molekülü bir arada tutan kuvvettir(enerji).

Kimyasal bağın oluşumu(anabolizma) ve yıkılması(katabolizma) canlıda devamlı olur.(buna metabolizma denir.)

Canlıların kullandığı Kimyasal bağ enerjisi ATP molekülüdür.

CANLILARDA ENERJİ İHTİYACI

Bindiğimiz otomobilin hareketi için yakıt kullanırız.Canlıda hayati faaliyetleri için besinleri kullanır.Besinler solunum ile ATP üretimini sağlar.Canlı üretilen ATP yi ihtiyaç duyduğu olaylarda kullanır.

Canlılarda meydana gelen reaksiyonların tümüne metabolizma denir.Yapım ve yıkım reaksiyonlarının toplamıdır.

Yıkım reaksiyonları sonunda enerji açığa çıkar ise ekzotermik reaksiyon denir.Solunum reaksiyonları.Büyük moleküllerin su ile parçalanmasına hidroliz olayı denir.

Yapım reaksiyonları sonunda dışarıdan enerji alınıyor.Bu reaksiyonlara endodermik reaksiyon veya sentez reaksiyonları denir.Fotosentez olayı gibi.Sentez reaksiyonlarında su açığa çıkar ise dehidrasyon olayı denir.(Protein.Nişasta v.b )

ATP

ATP(Adenozintrifosfat):Adenin bazı ile riboz şekeri birleşerek adenozin oluşur.Adenozine 3 adet fosfat bağlanarak ATP oluşur.

ATP Fotosentez olayında ışık enerjisinin klorofil tarafından soğrulması ile sentezlenir.Ancak bu ATP besin sentezinde kullanılır.

Kemosentez olayında ise inorganik bileşiklerin kimyasal bağlarının parçalanması ile açığa çıkan enerji besin üretiminde kullanılır.

ATP deki P bağlarının bırakılmasıyla açığa çıkan enerji canlılık olayları için kullanılır.

ATP---ADP+~P+13.000 kalori

ADP+~P +13.000 kalori----ATP oluşur

ATP sentezlenmesi olayına fosforilasyon denir.Fosfatın bağlanması olayıdır.
Fotosentez olayında ATP sentezlenmesi olayına foto fosforilasyon denir.
ADP 'e bir P(fosfatın ) bağlanması ile ATP oluşur.

ATP'den bir P(fosfatın )Ayrılması ile ADP oluşur ve 13.000 kaloriye yakın enerji açığa çıkar.Bu enerji canlılık olaylarında kullanılır.

Adenin gibi Guanin ve Uras ilede Riboz ve fosfat bağlanarak GTP ve UTP oluşur.Bu moleküllerde ATP gibi kimyasal bağ enerji kaynağı olarak kullanılır.

ATP oluşumu endodermik yıkımı ise ekzotermik reaksiyondur.

Hücrede ATP sentezlenmesi olayına fosforilasyon denir.

Hücrede 3 şekilde sentezlenir.

1.Substrat düzeyinde :Oksijensiz solunumda.Substrattaki P Molekülleri ATP ye aktarılır.

2.Oksidatif fosforilasyon;Oksijenli solunumda.

3.Fotosentez olayında;Klorofil ışık enerjisini ATP deki kimyasal bağ enerjisine dönüştürür.

ATP GÖREVİ:

1.Biyokimyasal reaksiyonlarda kullanılır.

2.Fiziksel hareketlerde kullanılır.(kas hareketlerinde)

3.Aktif taşıma olaylarında.

4.Sinirsel iletilerde ve dönüşümlerde.

5.Vücut ısısının korunmasında

Canlı hücrelerde sürekli enerji dönüşümleri vardır.

Sinir ve beyinde,Kimyasal enerji-elektrik sel enerjiye.

Böbreklerde kimyasal enerji –osmotik enrjiye.

Kaslarda kimyasal enerji hareket enerjiye.

İç kulakta ses enerjisi elektrik sel enerjiye Göz de ışık enerjisi elektriksel enerjiye dönüşür.

DEĞERLENDİRME SORULARI

S.1.Canlıların Kullandığı ATP hangi reaksiyonlarda üretilir.

I.Fotosentez II.Kemosentez III.Solunum

a.I

b.I.II

c.II

d.I.III

e.III

S.2.Canlıların kullandığı kimyasal bağ enerjisinin adını yazın.

a.Foton

b.ısı enerjisi

c.ışık enerjisi

d.ATP

e.Hepsi

S.3.Metabolizma nedir?

S.4.Aşağıdaki metabolik olaylardan hangisi ekzotermik reaksiyondur.

a.fotosentez

b.solunum

c.Kemosentez

d.Protein sentezi

e.Karbonhidrat sentezi

S.5.ATP enerjisi hangi olaylarda kullanılmaz.

a.Koşmak

b.Yüzmek

c.Üreme

d.Difüzyon(yayılma)

e.Boşaltım

Solunum organik moleküllerinin yıkılarak enerji elde edilmesi olayıdır.

Solunum,Hücrede organik bileşiklerin yükseltgenmesi ile(oksidasyon) enerji üretilmesi olayıdır..Bu olaya hücre solunumu denir.

Organik bileşikler ya oksijenle yakılarak su ve karbondioksite dönüşür. Veya oksijensiz yıkılarak alkol.CO2 veya asite dönüşür.Her iki olayda da ATP(enerji) üretilir. Canlılık olaylarında bu enerji kullanılır.

Çeşitli enerji verici organik besin maddelerinin oksijen varlığında birbirini takip eden kimyasal reaksiyonlarla CO2 ve H2O ya kadar parçalanması ve kimyasal bağlarındaki enerjinin ATP’ nin yapısına aktarılmasına oksijenli solunum denir.
Oksijenli solunum reaksiyonları üç basamakta gerçekleşir ve genel denklemi şu şekildedir:

C6H12O6 + 6O2 -----------6CO2 + 6H2O + 38ATP

Oksijenli solunum 3 aşamada gerçekleşir.

Glikoliz

Krebs

ETS

Hücre Solunumu

Oksijen kullanılırsa Oksijenli solunum,

Oksijen kullanılmaz ise oksijensiz solunum veya mayalanma=fermantasyon denir.

Organik besinlerin oksijen kullanılmadan enzimler yardımı ile daha küçük moleküllere parçalanarak ATP sentezlenmesi olayına oksijensiz solunum veya mayalanma denir.

Her iki solunum olayında ortak olan Glikol iz reaksiyonlarıdır.Bu reaksiyonlar sitoplazmada olur.

Glikozun iki molekül Pirüvat yıkılması ile sonuçlanan, sitoplazmadaki reaksiyonlar dizisine glikol iz denir.
Bütün canlı hücrelerin sitoplazmalarında Glikozun Pruvata dönüşüm aynı enzimler ile gerçekleşir.

Sitoplazmalarında mitokondri veya zarsı yapıda organelleri olmayan canlı hücrelerde oksijensiz solunum yani Glikozun Piruvat dönüşümü ile elde edilen enerji canlılık olaylarında kullanılır.

Oksijen kullanmayan canlılar yani Prokaryot Canlıların sitoplazmalarında Glikoz Pirüvat’a, Pirüvat ise etil alkol veya Laktik asite dönüşür.

Başlangıçta 2ATP Glikozun Aktifleşmesinde kullanılır. Sonuçta 4ATP oluşur.Pirüvat, Etil alkol veya Laktik asite dönüşür.

Ökaryot canlılarda Mitokondri organeli, enerji üretimi yapılan zarsı yapıdır.

Mitokondri çift katlı zarla çevrilidir.

İç zarın kıvrımları yüzeyi artırır bu kıvrımlı zara krista denir.

Krista zarın içi matriks denen sıvı ile doludur.

Mitokondride krista ve matriks de bulunan enzimler yardımıyla Pirüvat su ve karbondioksite parçalanırken 38 ATP üretilir.

Oksijen kullanılarak Glikoz su ve CO2 dönüşür 38 ATP sentezlenir.

C6H12O6(Glikoz)------H2O+CO2+ 38 ATP

Oksijenin kaynağı fotosentezdir.

C ve H işaretlendiğinde Glikozdaki karbonun CO2 de olduğu Glikozdaki H nin H2O olduğu görüldü

OKSİJENSİZ SOLUNUM

Glikozun oksijen olmadan parçalanarak ATP üretilmesi olayıdır.

Sütün yoğurta dönüşümü.

Üzüm suyu ve elmadan sirke olması.

Çizgili kaslarda oksijen yokluğunda ATP üretimi

Glikol iz sonucu oluşan piruvat ortamdaki enzimlerin farklı oluşundan dolayı eti alkol ve laktik aside dönüşür.

GLİKOLİZ REAKSİYONLARI

Glikozun oksijensiz ortamda parçalanıp enerji elde edilmesi olayına fermantasyon denir. Olaya anaerobik solunum ve mayalanma gibi isimler de verilir. Bu olay hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir. Canlıların çoğu glikozu fermantasyona uğratabilirler. Bu olay sonucu glikoz, etil alkol, laktik asit gibi çeşitli organik bileşiklere kadar parçalanır.
Glikozun fermantasyona uğrayabilmesi için 2 ATP harcanır. Sonuçta 4 ATP elde edilir. Glikoz molekülü aktifleşince enzimler yardımıyla Prüvik asite parçalanır. Bütün canlılarda buraya kadar olan reaksiyonlar, fermantasyonda ve oksijenli solunumda aynı olup glikol iz adını alır

1. Glikoz bir ATP ile aktifleşir Glikoz monofosfat oluşur.

2.Glikoz monofosfat enzimlerle fruktozmonofosfata dönüşür.

3.Fruktozmonofosfata bir ATP’den bir P bağlanması ile Fruktozdifosfat(ara kararsız bileşik) oluşur.

4.Fruktozdifosfat enzimlerle 2 molekül fosfogliseraldehitte(iki karbonlu) dönüşür.2.PGAL

5.2.PGAL den ayrılan proton ve elektronlar 2.NAD tarafından tutulur 2.NADH2 oluşur.

6.2.PGAL den ayrılan proton ve elektronların yerine sitoplazmadan iki fosfat bağlanır.2.Difosfogliserik asit oluşur.2.DPGA

7.Oluşan 2.DPGA daki ikişer fosfat grubu enzimler yardımı ile 4.ADP ye aktarılır 4.ATP oluşur.2 molekül Piruvat oluşur.

Kısaca Glikoz+2.ATP----------2.Piruvat+4 ATP

Glikozun 2 ATP ile yakılarak Prüvik asit(Pirüvat) ve 4 ATP oluşması olayına Glikoliz denir.

Bu reaksiyonların her kademesinde enzim görev alır.Bu reaksiyonlar sitoplazmada olur.

Oksijensiz solunum hızı glikoz artıkça artar.

Enzimlerin aktif olduğu sıcaklıkta artar.

ETİL ALKOL FERMENTASYONU

Hücre içinde sitoplazmada gerçekleştiği gibi hücre dışın dada gerçekleşir.

1.Glikol iz reaksiyonları sonunda 2 mol piruvat oluşur. 2NADH+H oluşur.ve toplam 4.ATP sentezlenir(Başlangıçta 2.ATP harcanır.) Kazanç 2.ATP

2.Piruvattan 2 mol CO2 açığa çıkar 2.Mol aset aldehit oluşur.

3.Mol Aset aldehite 2.NADH+H daki Hidrojenler katılarak 2.Mol Etil alkol oluşur.Ortamda Hidrojen ve Pirüvat birikimide önlenir.

Genel denklemi:

C6H12O6 + 2 ATP --Enzimler-----2 Etil Alkol + 2 CO2 + 4 ATP + ısı

Başlangıçta 2 ATP harcandığından Kazanç 2 ATP dir.

Ortamda % 18 den fazla Etil Alkol birikirse canlı yaşayamaz.Fermantasyonda durur.

LAKTİK ASİT FERMENTASYONU

Omurgalı canlılarda Glikoz Pirüvat dönüşür.Pirüvat oksijenle CO2 ve H2O ya dönüşür. Bu dönüşüm yoğun kas faaliyetinde gerçekleşemez.Pirüvat ortamdaki NADH+H lar dan Hidrojenleri alarak Laktik asit e dönüşür.Bu Glikolizin devamlılığı için gereken NAD yi de sağlamış olur.Daha sonra Laktik asitten Hidrojenler ayrılarak NADH+H aktarılır.Pirüvat oksijenli solunumla CO2 ve H2O ya dönüşür.Laktik asit kaslarda birikince yorgunluk hissedilir.

Kısaca Reaksiyon şöyledir

C6H12O6 + 2 ATP ---- Enzimler----2C3H6O3(laktik asit) + 4 ATP + ısı oluşur

Başlangıçta 2 ATP harcandığından kazanç 2 ATP dir.

OKSİJENLİ SOLUNUM

Hücrelerinde zarsı yapıda olan mitokondri Oksijenli solunum olayının gerçekleştiği organel dir.Oksijenli solunum 3 safhada gerçekleşir.

1.Glikoliz

2.Krebs

3.ETS

1.GLİKOLİZ

1.Glikoliz olayı Oksijensiz solunumda olduğu gibidir.Hücre sitoplazmasında gerçekleşir. Glikoz’dan 2 mol Pirüvat oluşur.Bütün canlılarda Glikolizi kontrol eden enzimler ortaktır. Kalıtsal yapı aynıdır.

Glikoz + 2 ATP + enzimler +2 Fosfat + 2 NAD------2 Pirüvat+2 NADH2 +4 ATP

oluşur.

NADH+H lar ETS sistemine taşınır

Pirüvat Krebs döngüsüne girer.2. Krebs Devri(Sitrik asit döngüsü)

Krebs çemberi reaksiyonları ökaryot hücrelerde mitokondri içinde meydana gelir.

Reaksiyonlarda iş gören enzimler mitokondri sıvısında bulunur.

Krebs devri Mitokondri matriks sıvısında gerçekleşir.

2 mol Pirüvat mitokondriye geçer.

2 mol Pirüvik asit oksitlenir 2CO2 ve 2 C lu 2 mol Asetik asit oluşur.Açığa çıkan 4 H de NAD alarak 2NADH2 oluşur.

2 mol Asetik asit de 2 C lu 2 mol Asetil Koenzim A ya dönüşür.

Yukarıda gerçekleşen olaylar mitokondriye geçiş aşamasında olur.

Mitokondriye geçen 2 mol Asetil Koenzim A 4 C lu okzaloasetikasitle birleşir 6C lu 2 mol Sitrik asit oluşur.2 mol Koenzim A serbest kalır.

Her bir Sitrik asitten devrinde öncelikle 6Clu sitrik asit ten bir CO2 ayrılırken 5C lu bileşik ve H2 lerde NAD ye aktarılır NADH2 oluşur .

5C lu bileşikten yine bir CO2 ayrılarak 4 C lu bileşik ve NADH2 oluşur.

bu sırada bir ATP sentezlenir(substrat seviyesinde).

Oluşan 4C lu Süksinik asit Malik asite dönüşürken açığa çıkan H2 leri FAD alarak FADH2 oluşur.

Malik asit Okzaloasetik asite dönüşür.Dönüşümde açığa çıkan H2 leri NAD ler alarak NADH2 oluşur.

Okzaloasetik asit de yeniden Asetil Koenzim A ile birleşir.

Krebs devrinde

1 mol Pirüvik asitten 3NADH2 ve 1 FADH2 1ATP oluşur 2CO2

2 Pirüvik asitten 6NADH2 2FADH2 ve 2 ATP oluşur 4CO2

Asetik asit indirgenirken 2 CO2 ve 2 NADH2 oluşur.

3. ETS Reaksiyonları
Glikol iz ve Krebs çemberi reaksiyonlarında açığa çıkan elektron ve protonların bir seri enzim sisteminde taşınması olayıdır.

Elektronlar, elektron taşıma sisteminde indirgenme – yükseltgenme şeklinde taşınır.

Burada elektronların en son alıcısı oksijendir. Oksijen elektronları alır, indirgenir ve hidrojenle birleşerek su açığa çıkar.

Mitokondrilerin dış zarı geçirgen olmasına rağmen iç zar geçirgenliği çok azdır.İç zardaki kıvrımlar krista denen yapıları oluşturur.

Krista üzerinde ETS enzimleri ve ATP az enzimleri bulunur.ETS reaksiyonları Krista denen zar üzerinde gerçekleşir.

ETS enzimlerinin biri hariç(ubikinon) diğerleri protein yapıdadır (NADH-Q redüktaz,sitokrom redüktaz,sitokrom oksidaz ve sitokrom c).

Bu taşıyıcı moleküller NADH+H ve FADH2 den yüksek enerjili elektronları alarak indirgenme ve yükseltgenme reaksiyonları ile sistem içinde taşınır.Protonlar ise matriks de bırakılır.

ETS de taşınan elektronların enerji seviyeleri düşürülür. Açığa çıkan serbest enerjinin bir kısmı ısı olarak etrafa yayılır.Bir kısmı matriks ten protonları mitokondrinin iç ve dış zarı arasına pompalar.İki zar yüzeyleri arasında protonların pompalanması ve hareketi ile yük farkı oluşur.Yük farkından dolayı oluşan enerji ATP az enzimleri tarafından kullanılır.ADP ye bir P eklenmesini sağlar ve ATP oluşur.ETS nin son elektron alıcısı Oksijendir.Düşük enerjili hale gelmiş elektronlar ve oksijen ve protonlarla(H) birleşerek su oluşur.

NADH2 tarafından ETS taşınırsa 3 ATP FADH2 Tarafından ETS ye taşınırsa 2 ATP sentezlenir.

Oksijenli solunumla ATP sentezlenmesi olayına oksidadiffosforilasyon denir.

Sonuç olarak;Krebs devrinden 6NADH2 ve 2FADH2

Glikoliz Tepkimelerinden 2NADH2

Asetil Koenzim A oluşumunda 2 NADH2

Toplam 10NADH2 X3 = 30 ATP

2FADH2 X 2 = 4 ATP

Glikoliz devrinde 4ATP

Krebs substrat devrinde 2 ATP

Toplam 40ATP üretilir. 2 ATP Glikoliz devrinde harcanır 38 ATP oluşur.

Glikoz+6O2 + 2ATP--------- 6 CO2 + H2O +40 ATP + ısı

Suyun oluştuğu ETS ye su yolu da denir 6 Mol su ETS de oluşur.

Oksijenli solunum tepkimelerindeki oksidasyon basamaklarının tümünde ilk oksitleyiciler (yükseltgeyiciler) koenzimler dir. Elektron taşıma sisteminin elemanları NAD, FAD, Koenzim Q ve Sitokromlar dır. Bunlar elektron çekme kabiliyetlerine göre sıralanır. Hidrojenler, NAD molekülünden reaksiyona girerse 3 ATP, FAD molekülünden girerse 2 ATP kazanılır.
Sonuçta, glikol izde 4 ATP, Krebs devrinde 2 ATP ve ETS de 34 ATP olmak üzere toplam 40 ATP sentezlenir. Bunun 2 tanesi başlangıçta harcandığı için kazanç 38 ATP dir.

CO2 ise 4 Mol Krebs devrinde 2 mol ise Sitoplazmadan Mitokondriye Pirüvik asit asetik asite ve Asetil koenzim A oluşurken oluşur.Bundan dolayı Krebs devrine karbon yolu denir.

Hücrede Oksijenli solunum olayının özeti

DEĞERLENDİRME SORULAR. I

S.1.Canlı hücrede gerçekleşen

1.Glikol iz

II. Oksidatif fosforilasyon

III. Kemosentez

IV. Fotosentez

Gibi metabolik olayların hangisinde oksijen kullanılabilir.

a.I.II b.II. III c.III. IV d.II. IV e.I.IV

S.2.

I.ATP

II. NADPH+H

III. Glikoz

IV. Aminoasit.

Yukarıdaki hangi molekülerin oluşumunda ışık doğrudan kullanılır.

a.I.II b.II. III c.III. IV d.I.III e.I.IV

S.3.Organik moleküllerde bulunan kimyasal enerji aşağıdaki olayların hangisinde doğrudan kullanılır.

a.aktif taşıma

b.solunum

c.protein sentezi

d.yağ sentezi

e.ATP sentezi

S.4.Canlı hücrelerde ATP üç yolla üretilir.

I.Glikol iz

II. Fotosentez

c.Oksidatif fosforilasyon

Yukarıda verilen ATP sente olaylarında kullanılan enerji çeşidi sırası ile hangi seçenekte verilmiştir.

a.ışık-kimyasal-ısı

b.kimyasal-ışık-ısı

c.kimyasal-ışık kimyasal

S.6.Fermantasyon yapan bir bakterinin bulunduğu ortamda oluşan CO2 miktarının birim zamandaki değişimi hangilerine bağlıdır.

I.Son ürün miktarına

II.Oksijen miktarına

III:Glikoz miktarına

IV.Ortamdaki bakteri sayısına

a.I:II:III b.I.III.IV c.II.III d.I.IV. e.II:III:IV

S.7.Aşağıdaki reaksiyonların gerçekleşmesi için ATP hangilerinde harcanır.

I.Glikoz+O2-----CO2+H2O+38 ATP

II.Glikoz----------Etil alkol+CO2+2 ATP

III:Glikoz---------Laktik asit+2 ATP

a.I.II b.II:III c.I.II.III d III e I.III

S.8.Canlı bir hücrede ATP sentezi için aşağıdakilerden hangisi gereklidir.

I.Fosforilasyon enzimleri

II.Sitoplazmadaki lizozomlar

III.Riboz şekeri ve Adenin bazı

a.I.II b.II.III c .III d.I.III e.II.III.I

S.9.Aşağıdaki reaksiyonların hangisi fermantasyon olayıdır.

I.Nişastanın Glikoza parçalanması

II.Glikozun Prüvik asite kadar parçalanması

III.Glikozdan laktik as,it oluşması

IV.Amino asitlerin üreye dönüşümü

a.II.III b.I:II c.III.IV d.I:IV e.I.II.III.

S.10.Oksijensiz solunum olan fermantasyon farklı canlılarda görülür.Fermantasyon çeşitlerinde aşağıdaki özeliklerin hangisi ortak değildir?

a.Glikoz iki molekül Prüvik asite dönüşür.

b.ATP oluşumu reaksiyonları sitoplazmada olur.

c.Glikozun aktivasyonu için 2ATP harcanır.

d.Enerji üretimi tepkimelerinde enzimlerin kullanılması.

e.Reaksiyon sonunda sadece organik atık oluşur.

S.11.Hayvan hücrelerinde Glikol iz olayında son Hidrojen alıcısı hangi bileşiktir.

a.Laktik asit

b.Amino asit

c.Etil alkol

d.Aset aldehit

e.Asetik asit

S.12.Bazı Kemosentez yapan bakteriler dışında bütün canlılarda hücreler enerji elde etmek için hangi elementin elektronunu kullanırlar.

a.Hidrojen

b.Karbon

c.Azot

d.Magnezyum

e.Oksijen

S.13.Çok hücreli bitkiler ve hayvanlarda aşağıdaki olayların hangileri ortak olarak gerçekleşir.

I.Polimerleri sindirebilme

II.Temel aminoasitleri sentezleyebilme

III.Kromatitleri sentromerle bağlı tutabilme

IV.Polisakkarit sentezleyebilme

a.I b.II c.II III d.I,II,III e.I,III,IV

S.14.Aşağıdakilerden hangisi hücrede birim zamanda üretilen ATP miktarı ile doğrudan ilişkili değil.

a.Lizozom organeli

b.Ortamın sıcaklığı

c.ETS enzimleri

e.Glikoz molekülleri

e.Mitokondri organeli

S.15.Glikol iz reaksiyonları ortamda hangi molekülün dönüşümü durdurulursa miktarı artar ve Glikol iz durur.

a.ATP b NAD c Pirüvat d.NADH2 e.Oksijen

S.16.Kas kasılmasında tüketilenler.

I.glikojen ll.Oksijen III.Keratin fosfat IV.Nişasta

a.I.II b.II.III c.I.II.III d.I.III.IV e.IV

S.17.Kas kasılmasında üretilenler.

I.Laktik asit II.CO2 III.ADP ve P

a.I b.I.II c.I.III. d.II.III e.I.II.III

S.18.Hayvan hücrelerinde öncelik sırasına göre enerji elde etme olaylarında sırasıyla hangi moleküller kullanılır.

a.ATP-Glikoz_Glikojen

b.Keratin fosfat-ATP-glikoz

c.ATP—Keratin fosfat-Glikoz-Glikojen

d.Glikojen-glikoz-keratin fosfat-ATP

e.Glikoz-glikojen-Keratin fosfat-ATP

S.19.2 molekül glikoz etil alkol fermantasyonu ile yıkıldığında kaç mol ATP kazanılır.

a.2 b.4 c.8 d.12 e.24

cevap.1.B 2.A 3.E 4.C 5.C 6.B 7.C 8.D 9.A 10.E 11.A 12 A 13.E 14.A 15.D 16.C 17.E 18.C 19.b.

Değerlendirme Soruları.II.

S.1.3.mol Glikoz molekülü solunum tepkimelerine girerse Krebs devrinde kaç molekül ATP üretilir.

a.2 b.4 c.6 d.8 e. 10

S.2.Hücre solunumunda 2 mol glikoz Krebs devrine girene kadar kaç mol CO2 üretilir.

a.4 b.6 c.8 d.10 e.12

S.3.Hücre solunumunda Krebs devrinde kaç mol CO2 üretilir.

a.2 b.4 c.6. d.8 e.10

S.4.Oksijenli tepkimede 6 molekül Asetil Co A reaksiyona girerse oksidadif fosforilasyonda kaç ATP üretilir.

a.33 b.48 c.56 d.66 e.72

S.5.Hücre solunumunda 5 molekül yağ asiti reaksiyona girerse kaç ATP üretilir.

a.11 b.22 c.33 d.44 e.55

S.6.10 molekül glikozun yıkımıyla gerçekleşen etil alkol fermantasyonunda net kaç ATP kazanılır.

a.4 b.8 c.10 d.16 e.20

S.7.8 molekül glikozun etil alkol fermantasyonunda kaç mol CO2 açığa çıkar.

a.4 b.8 c.12 d.16 e.20

S.8.4 molekül glikozun Laktik asit fermantasyonu ile yıkımı sonunda kaç ATP üretilir.

a.4 b.8 c.12 d.16 e.20

S.9.Laktik asit fermantasyonunda net 36 ATP kazanılıyorsa reaksiyona giren glikoz miktarı kaç moleküldür.

a.4 b.8 c.12 d.16 e.18

S.10.Aralarında 82 glikozit bağı bulunan bir polimer etil alkol fermantasyonunda kullanılıyor.Etil alkol fermantasyonu sonunda kaç molekül CO2 oluşur.

a.66 b.120 c.154 d.166. e.164

S.11.Oksijenli solunumda mitokondri içine hangi maddeler girer.

a.Pirüvik asit b.Asetik asit c.PGAL d.PGA e.Früktoz difosfat

S.12.2mol pirüvik asit,2mol Asetil CoA,2mo Früktoz-1,6 difosfat oksijenli solunumda bu üç molekül yıkılırsa kaç ATP kazanılır.

a.70 b.140 c.130 d.134 e.138

S.13.Ökaryot bir hücrede

I.Glikozun Prüvik asite parçalanması

II.Pürivik asitin oksijenli solunumla su ve CO2 ye parçalanması

III.NADH2 molekülünün oluşması

Hangi reaksiyonlar sitoplazmada bulunan enzimlerle gerçekleşir.

a.I b.II c.III d.I.III e.I.II.III

S.14.Bitki hücrelerinde Oksijenli solunumda CO2 üretildiğini gözlemlemek isteyen bilim adamı hangi ortam ve bitkiyi kullanır.

a.Yarı parazit kloroplastlı ökse otu

b.Işıklı ve bol CO2 l ortam

c.Kloroplast taşımayan tam parazit canavarotu bitkisi

d.Işıklı ve az CO2 li ortam

e.Kloroplastlı ölü hücre

S.15.Oksijensiz ortamlarda gerçekleştirilen bütün solunum çeşitleri için.

I.ATP sentezlenmesi

II.Tamamen sitoplazmada gerçekleşmesi

III.CO2 din açığa çıkarılması

a.I b.II c.I.II d.I.III e.II.III

S.16.Fermantasyon sonunda oluşan son ürün hangisidir.

I.CO2 II.Laktik asit III.Asetik asit IV.Etil alkol V.Pürivik asit

a.I.II b.I.II.III c.I.II.III.IV d.II.III.IV.V e.I.V

S.17. Oksijenli solunumda ATP molekülü hangi reaksiyonlarda üretilir.

I.Glikoliz II.ETS III.Krebs

a.I b.I.II. c.I.II.III. d.II.III e.I.III

Cevap.1.c 2.a 3.b 4.d 5.e 6.e 7.d 8.d 9.e 10.d 11.b 12.d 13.d. 14.c 15.c 16.c 17.c

FOTOSENTEZ

Klorofil taşıyan,bitki,alg ve bazı bakteriler su ve karbondioksit, kullanarak güneş ışığını klorofil yardımı ile ATP üretilir.Üretilen ATP glikoz sentezinde kullanılır ve oksijen açığa çıkar.Kısaca ışık ve klorofil kullanılarak besin ve oksijen üretilmesidir.Atmosferdeki oksijen yenilenir.Alg ve bakteriler yaz kış fotosentez yapar.Klorofilli bitkiler kışın(soğukta) fotosentez yapmaz.

Kullandığımız enerjinin kaynağı güneştir.Ancak güneş enerjisini önce bitkiler kimyasal bağ enerjisine dönüştürür sonra bütün canlılar solunum olayı ile bu enerjiyi kullanır.

Bitkiler fotosentez yaparken üretilen oksijen kaynağı sudur.

Bazı bakterilerde su yerine kullanılan H2S olduğunda S açığa çıkar.

Organik besin sentezi için Hidrojen kaynağı sudur.

Canlıların hayatını devam ettirmeleri Yeşil Bitkilerin ürettiği Besin ve Oksijene bağlıdır.Besin ve O2 gereklidir.

YAPRAĞIN YAPISI

Bitkilerde fotosentez kloroplastlarda gerçekleşir.Bitkilerin yapraklarında klorofil renk maddesini taşıyan kloroplastlar stoma hücrelerinde palizat ve sünger parankima hücrelerinde bulunur.

Bir yaprağın yapısına bakarsak üste tek sıra hücreden oluşan epidermis onun altında parankima hücreleri(bol kloroplastlı) ve alt epidermis ile iletim demetleri bulunur.Stoma hücreler yaprağın yaşadığı iklim özelliğine göre yerleşmiştir.Kurak bölgelerde alt epidermise gömülü nemli bölgelerde üst epidermiste çoğunlukla bulunur.Stomaların kapama hücreleri kloroplast taşır.Yapraklarda iletim demetleri su,mineral ve besin taşırken stomalar suyun buharlaşması oksijenin dışarı verilmesi ve CO2 alış verişinin yapıldığı yapılardır.Kurak bölgelerde epidermis üzerinde kutikule oluşur suyun geçişini engellerken ışığın geçişine engel değildir.

KLOROPLAST

Bitkilerde Kloroplastların yapısı mitokondriye benzer.Kloroplastlar çift zarla çevrili iç zar yüzey artışı için girintili çıkıntılıdır.İç zara bağlı üçüncü zarsı yapı Tilakoit zarsı yapıdır.Diske benzeyen lipit ağırlıklı yapıda olup üst üste aralarında boşluklar olacak şekilde dizilerek granum denen kümeleri oluşturur.Granumlar ara lamellerle birbirine bağlanmıştı.Tilakoit yapıdaki lipit tabakaları arasında klorofil ve ETS elamanları bulunur.Fotosentezin ışık reaksiyonları burada olur.Işık enerjisi ile ATP ve NADH2 ve Oksijen üretimi burada gerçekleşir.

Kloroplastların zarlarla çevrili kısmını dolduran sıvı stroma sıvısıdır.Bu sıvı içinde DNA ve RNA ve ribozomları sayesinde kendi protein ve enzimlerini sentezler.Kendini eşleyebilirler.

Fotosentezin karanlık reaksiyonları stroma sıvısı içinde gerçekleşir.CO2 ye Hidrojenler bağlanarak Besin Üretilir.

Fotosentez reaksiyonları sırasında 12 H2O kullanılır 6H2O dışarı verilirken 6H2O tekrar kullanılır.Açığa çıkan O2 kaynağı sudur.

Bitkilerde ve Alg: 6H2O+6CO2-----Glikoz+O2 Elektron kaynağı su Oksijen açığa çıkar (Ağır oksijenli su kullanılarak bulunmuş)

Bazı Bakterilerde:CO2 +2H2S—Glikoz+S

CO2+H2---Glikoz Elektron kaynağı H2, H2S S açığa çıkar

Bütün canlılarda fotosentezde klorofil,ışık ve CO2 kullanılarak besin üretilir.

Bazı bitkiler fotosentezle besin üretirken böcekçil beslenme ile N ve mineral ihtiyaçlarını hetetrof beslenme ile karşılayabilirle.

Güneş ışığı prizmadan geçirildiğinde dalga boylarına göre sıralanır(dalga boylarına göre sıralanmaya ışık spektrumu denir).

Işık enerjisi:

Işık, foton ve kuantum denen parçacıklardan oluşur. Bunlar yüksek enerjili hareket eden parçacıklardır.

İnsan gözü 380 nm ile 750 nm arası dalga boyundaki beyaz ışığı algılar.

Enerji miktarı ile dalga boyu ters orantılıdır.Fotosentez kırmızı ve mor ötesi ışında olur.Kırmızı ışın dalga boyu 390 nm mor ötesi ışının dalga boyu 750 nm (veya 38000Aº kırmızı ışın 7500Aº mor ışın)

Çisimler ya ışığı geçirir veya soğurur .Yeşil bitkiler yeşil rengi yansıtır diğer renkleri ise soğurur.Yeşil pigmentlerin sebebi klorofil dir

KLOROFİL:

Yeşil renk pigmentidir. Merkezde Mg atomu bulunan halkasal yapıdaki organik bileşik yapısında C,H,O,N bulunur.Klorofil çeşitli dalga boylarındaki ışığı emerek fotosentez yapar.Sentezlenmesi için su,Karbonhidrat,Fe,Cu,N,Zn ve26-30 derecelik ısı ortamında Süksinil+Koenzim.A+gılisin ile birleşir klorofil oluşur.

İki klorofil vardır.

1.Klorofil.a.Bütün fotosentez yapan canlılarda bulunur.Yüksek enerjili(662 nm dalga boyundaki) ışığı emer.C55H72O5N4Mg Herhangi bir karbona metil grubu(CH3) bağlıdır.H sayısı fazla O sayısı azdır

2.Klorofil.b.Yüksek yapılı bitkilerde bulunur.düşük enerjili (654 nm dalga boyundaki ) ışığı emer.C55H70O6N4Mg O fazla H azdır Metil grubu yerine aldehit grubu(CHO) bağlı

Klorofil yansıttığı ışığın rengindedir.mor ve kırmızı ışıkta fotosentez hızlıdır.Yeşil de ise yavaştır.

Pigmentler ışık enerjisini kimyasal bağ enerjisine çevirir.

Klorofil ve protein ile Tilakoit zar üzerindeki yapılara foto sistem adı verilir.

Foto sistem ışığın emilip Kimyasal bağ enerjisine dönüştüğü yapılardır.

Foto sistem yapıları iki kısımdır anten kompleksi ve tepkime merkezinden oluşur.Işığı toplayan çok sayıdaki anten kompleksi klorofil ve karo ten pigmentlerinden oluşur.Bu kompleks ışığı toplayıp tepkime merkezlerine iletirler.Burada Klorofil a ve ilk elektron yakalayıcısı bulunur.

Tilakoit zarda iki foto sistem var

a.Foto sistem I(FS.I) P700 (700nm dalga boyu ışığı soğurur)

b.foto sistem II(FS.II) P680(680.nm dalga boyu ışığı soğurur)

her ikisinde Kl.a var ancak molekül olarak aynı olan Kl.a farklı proteinlerle birleştiğinden farklı özellik gösterirler.Farklı dalga boyundaki ışığı emerek kimyasal bağ enerjisine dönüştürür.

Şekildeki reaksiyonlar Tilakoit zarının içerisinde cereyan etmektedir.
Stroma bölgesi kloroplastın iç bölgesidir.Tilakoit zar, lamelin etrafını saran zar olup lamelin iç tarafına ise
" Lümen " denir.Işık fotonları sol tarafta görülen 1.kuantozoma çarpınca (Bu kuantozoma foto sistem 2 dir.), klorofil molekülleri (yeşil noktalar) molekülleri ışık enerjisini absorbe ederek merkezdeki P680 molekülüne (kırmızı renkli) kadar iletirler.P680, suyun parçalanması ile serbest kalan 2 elektronu, henüz keşfedilememiş bir aracı moleküle iletir.
Elektronlar bu molekül üzerinden " Plastokinon (PQH) " ' a gelir.Plastokinon kendini redükte etmek için stroma dan yani Tilakoit membranının dış tarafından yada diğer bir deyimiyle kloroplastın iç tarafından H (+) iyonunu alır.Elektronlar plastokinondan çıktıktan sonra Sitokrom - f ' ye giderken ATP senezine katılır.Sitokrom - f ye gelen elektron ardından merkezinde P700 molekülü bulunan diğer kuantozoma gelir (Bu kuantozoma foto sistem 1 dir).Foto sistem 1 e ulaşan elektronlar buradan, yapısında demir ve sülfür bulunduran protein kompleksine gelir.Elektronların buradan sonra izleyebileceği iki yol vardır.
Ya Sitokrom - b6 üzerinden plastokinona geri döner, yada ferrodoksin molekülüne giderek NADPH sentezini gerçekleştirir.
P680 molekülü P700 molekülüne göre daha kısa dalga boyuna sahip ışınları absorbe eder.Eğer P680 sistemi çalışmaz ise su parçalanamayacağı için H (+) iyonu serbest kalamayacak ve NADP redüklenemeyecektir. Dolayısıyla P700 sistemi elektronunu demir sülfürlü protein üzerinden sitokrom - b6 ya fırlatarak bir döngü oluşmasını sağlar.İşte bu şekilde bir elektron döngüsüyle ATP sentezlenmesi olayına " Devresel
foto fosforilasyon " denir.
Eğer P680 sistemi aktif ise, suyun parçalanmasıyla serbest kalan 2 elektronu kazandığı gibi plastokinona ve oradansa P700 sistemine gönderir.P700 den fırlatılan elektronlar, demir sülfürlü protein üzerinden " Ferrodoksin " ' e ulaşır ve ortamdaki serbest H (+) iyonlarını kullanılarak NADPH sentezini gerçekleştirilir.P680 tarafından verilen elektronlar molekülün bulunduğu kuantozoma bir daha dönmediği için bu şekilde NADPH sentezlenmesi olayına
ise " Devresel olmayan foto fosforilasyon " adı verilir.
Stomadan plastokinon (PQH) ' a gelen hidrojen, yine plastokinon üzerinden lümene geçer.Plastokinon burada H (+) iyonunu ileten bir mekik görevi üstlenmiştir.H (+) iyonları lümene geçtikten sonra aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi ATP sentezlenir.
Foton bir pigment molekülüne çarparak tepkime merkezindeki Kl.a uyarılır.Uyarılan elektron İlk elektron alıcısı tarafından alınır ETS aktarılarak enerji dönüşümü başlar.

ETS.Elamanları:

1.ferrodoksin

2.plastokinon(flavoprotein).

3.Sitokromlar.Elektron alış verişi bu sırayla olur.

Elektron alan indirgenir veren ise yükseltgenir.

Bitkilerde Klorofil pigmentinden başka karotenler vardır.Bunlar meyve ve çiçeklere renk verirler.Karotenler zararlı ışığı ve fazla ışığı emerek bitkiye zara vermesini önler.
Limonda sarı Portakalda turuncu Domateste kırmızı renk veren karo tenlerdir.

Klorofilin faydaları Antioksidan gıda, anti inflamatuar ve yaraları iyileştiren özelliklere sahiptir.

Klorofil her gün soluduğumuz ve içimize aldığımız hava kirliliğini nötralize etmeğe yardımcı olur - sigara içenler için iyi bir takviyedir.

• Magnezyumu etkin şekilde iletir ve kanın çok ihtiyaç duyulan oksijeni hücrelere ve dokulara taşımasına yardımcı olur.

• Kalsiyum ve diğer ağır minerallerin asimilasyonunda ve kıskaçlanmasında yararlı olduğu görülmüştür.

• Kırmızı kan hücrelerinin oksijen teminini iyileştirmek için iyi bir potansiyele sahip olduğu görülmüştür.

FOTSENTEZ REAKSİYONLARI

A.IŞIK REAKSİYONLARI.(AYDINLIK EVRE)

1.Devirli foto fosforilasyon:Sadece ATP sentezlenir.

Ferrodoksin ---- e----Plastokinon------- ADP+P----ATP

e e

Işık--- Klorofil.a. ---------- e -------- Sitokromlar

Işık klf.a.’ yı uyarır fırlayan elektron ferrodoksin ne sonra plastokinona geçer l. ATP sentezlenir.Elektron sitokrom lara oradansa Klf.a. ‘ya geçer.Klf.a.dan fırlayan elektron ETS den geçerek tekrar Klf.a’ya döner. 1.e.dan 1 ATP sentezlenir.Toplam 6e dan 6ATP sentezlenir.

Ferrodoksin ---- e----Plastokinon------- ADP+P----ATP

e e

Işık--- Klorofil.a. ---------- e -------- Sitokromlar

2.Devirsiz foto fosforilasyon:Bu reaksiyonlarda ATP,NADPH+H ile oksijen oluşur.

Klorofil.a ve klorofil.b molekülleri ışık ile uyarılır ve 4e kaybederek yükseltgenir.

Su elektroliz ile H ve OH iyonlarına ayrışır.Hidrojenleri NADP alarak NADPH2 oluşur.

OH ise Kendi arasında birleşir 4e nunu Kl.b ye verir.2 mol su ve bir mol Oksijen açığa çıkar.Toplam6mol su 6 mol O2 oluşur.

Oksijen açığa çıkar su reaksiyonda tekrar kullanılır.

Ferrodoksin----4e---- NADP---NADPH2

/ / /

4 e 4 e /

Işık—Klf.a./ 2H2O---4H+4OH------H2O+O2

Işık—Klf.b.

4 e.---plastokinon----4e----sitokrom—4e—plastokinon

ADP+P---ATP

(su ışık ile elektroliz olur. Klf.b.nin e kaynağı OH dır )

·Klorofil hem elektron alıcı hemde elektron verici olarak görev yapar.

·Fotosentezde açığa çıkan O2 nin kaynağı H2O dur.

Sonuçta 18 ATP, 12 NADH2 oluşur (ve 6 O2 ve 6 H2O oluşur).

·Devirli foto fosforilasyonda hiçbir madde kullanımı yapılmaz.

·Devirsiz foto fosforilasyonda H2O harcanır, O2 çıkar ve klorofilin elektron kaybı karşılanır.

·Su, NADP için hidrojen atmosfer için O2 klorofil-b için ise elektron kaynağıdır.

·Aydınlık evre reaksiyonlarında ETS ve klorofil gereklidir.

·Yüksek enerjili elektronlar klorofile geri döndüğünde normal enerji seviyesindedir.

2.Karanlık reaksiyonları(Calvin devri):

SONUC OLARAK;

Işık ve Klf

2H2O+3ADP+3P-----------------2NADPH2+3ATP+O2

6H2O+18ADP+18P-----------12NADPH2+18ATP+6O2(oksijen acığa cıkar)

18 ATP ile 12NADPH2 karanlık devre reaksiyonlarına aktarılır.

Karanlık devre reaksiyonlarına girenler

CO2

Riboloz Fosfat

NADPH2

ATP

Enzimler(ETS)

Karanlık devrede üretilenler.

Glikoz

Riboloz fosfat

2.KARANLIK DEVRE REAKSİYONLARI:

Işık gerekmez.Karbondioksitin kullanıldığı(redüklendiği) reaksiyonlardır

Aydınlık evrede üretilen 18.ATP ile12 NADPH2 kullanılır.

Glikozun C kaynağı CO2 H kaynağı NADPH2 dır.(su)

CO2 kloroplastlara girer.5.C.lu Ribolozdifosfat la birleşir.6.C.u ara bileşik oluşur.(CO2. ATP ile aktifleşir.).

Kararsız ara bileşik su alır.2.mol.3.C.u bileşik oluşur.(PGA).fosfogliseraldehit oluşur.

Buda 2.ATP ile birleşir.fosfogliseraldehit(PGAL) oluşur.

Bunun bir kısmı triozla birleşir Früktoz.1.6.di fosfat oluşur. Bundansa früktoz ve glikoz oluşur.

PGAL in bir kısmıda riboloz fosfata dönüşür.

6.ATP+Ribolozdifosfat---6.C.lu ara bileşik.—12.fosfogliserikasit.—10.PGAL----Ribolozfosfat

----2.PGAL----Früktoz.1.6.fosfat.----Glikoz ve Früktoz. ----Aminoasit,gliserin , vitamin,

Karanlık reaksiyonları

·Karanlık reaksiyonları ışık reaksiyonlarının devamı niteliğindedir. Işık reaksiyonları durunca karanlık reaksiyonları otomatik olarak durur.

·Işık gerekli değildir. Enzimsel reaksiyonlardır.

·Atmosferden CO2 nin tutulmasını ribuloz difosfat sağlar.

·Aydınlık evrede oluşturulan ATP ve NADPH2 karanlık evrede kullanılır.

·Fotosentezde enerji akışı şöyledir:Işık enerjisi-ATP-Organik besinlerdeki kimyasal enerji

·1 mol CO2 reaksiyona girdiğinde 3ATP ve 2 NADPH2 harcanırsa, 6 mol CO2 için 18 ATP ve 12 NADPH2 harcanır.

Yandaki şekilde bitkilerde CAM metabolizmasını anlatan çizim görülmektedir.
Bitkinin yaprakları gündüzleri kapalı olmasına karşın geceleri açıktır.Geceleri atmosferden absorbe ettiği CO2 gazını PEP (Fosfoenol pirüvik asit) ile reaksiyona sokarak " Malik asit " üretmektedir.Ürettiği malik asidi hücrelerindeki vakuollerde biriktirip depo eder.
Gündüzleri ise stomaları kapar ve bu nedenle artık hücrelere CO2 girişi durur.Fakat bitki CO2 gazını malik asiti parçalayarak elde eder.NADP, malik asiti dekarboksile eder ve NADPH ' a dönüşür.Malik asit dekarboksile olurken hem yapısındaki CO2 yi serbest bırakır hemde pirüvik asite dönüşür.

Pirüvik asit (3 karbonlu) daha sonra kalvin çemberi adı verilen reaksiyon basamakları ile 6 karbonlu şekerlere dönüştürülerek, geceleri tekrar PEP i vermek için reaksiyonlara katılır.
Özet olarak ; Bitki geceleri absorbe ettiği karbondioksiti PEP yardımıyla malik asite çevirmekte, gündüzleri ise stomalarını kapayarak malik asiti parçalayıp karbondioksit gazını tekrar elde etmektedir.Bitkinin bu şekilde asit sentezleyip bu asiti gerektiği zaman yıkması olayına " Crassulacean asit metabolizması (CAM) " adı verilir.

BAKTERİLERDE FOTOSENTEZ

1 .CO2+2H2S-----(CnH2nOn)+2S+H2O

2.CO2+2H2------(CnH2nOn)+H2O

Klorofil sitoplazmada serbest halde bulunur.Eğer H kaynağı H2S ise elektron kaynağı H dir. Enzimler görev yapar.Organik madde sentezlenir ve ışık kullanılır.

AZOT DÖNGÜSÜ

1.Organik atıklar.Saprofit bakterilerle(çürükçül) NH3(amonyak) oluşur.

2.NH3+3O2----Nitrit bakterileri---2HNO2+2H2O+enerji

3.2HNO2+O2----Nitrat bakterileri---2HNO3+enerji oluşur.

NH3

Azot içeren organik madde Nitrat bakterisi

Hayvan NH3

Yeşil Bitki Nitrat bakterisi

Azot bağlayan bakteri

NO3

N2(havadan )

KEMOSENTEZ

Bazı bakterilerin klorofil gibi yapıları bulunmadığından güneş enerjisinden faydalanamazlar. Dışarıdan organik besin de almazlar.
Bu organizmalar yaşadıkları ortamdaki inorganik maddeleri oksitleyerek enerji kazanırlar.
NH3 + O2 ------NO2(Nitrit) + H2O + K.cal. (Enerji Eldesi)
Bu enerjiyi su ve karbondioksitin birleştirilmesinde kullanır, kendilerine lazım olan organik besin maddelerini yaparlar veya doğrudan ATP sentezlerler. İşte kimyasal enerjiden faydalanarak organik besinler yapılması olayına Kemosentez adı verilir.
Her türün oksitlediği madde farklı olabilir. Buna göre bakteri isimleri oluşturulmuştur. En çok oksitlenen maddeler, NH3, S, H2S, NO2, N2 dir.
H2O + CO2 + K.cal. ---- Glikoz + O2 (Besin Sentezi)
ADP + Pi + K.cal. ------------ ATP + H2O (Kemosentetik Fosforilasyon.)
Bu tür bakteriler yaşadıkları ekosisteme oksijen bakımından katkıda bulunmazlar. Çünkü ürettikleri kadarını tüketirler.

FOTOSENTEZ HIZINA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

1.Çevresel Faktörler:

a.CO2 Miktarı.Atmosferde %4 oranında bulunur.Bunun artması fotosentez hızını artırır.Yokluğunda fotosentez olmaz.Belli yoğunluktan sonra hız artmaz.Gündüz CO2 az gece ise yoğunluğu fazladır.(solunumdan dolayı).

b.Su ve O2 miktarı :Ortamdaki su sınırlayıcı etkendir.Ortamdaki Oksijen fazlalığı Klorofil yapısını bozduğu için engelleyici etkendir.

c.Sıcaklık:Sıcaklık azaldıkça her şartta fotosentez hızı azalır.Artıkça hız artar.Ancak 40 dereceden sonra enzimler bozulduğundan fotosentez durur.

d.Dalga boyu:Mavi ve kırmızı ışık bandında fotosentez hızı maksimumdur.Mor ve kırmızı ötesi ışınlarda yeşil ışıkta minimumdur.

e.Mineral ve madensel tuzlar:Bitki gelişimi için Mg,FeN,K,Zn,Ca,P,S,H,C,O elementlere ihtiyaç vardır.Mg eksikliğinde renk sararır.Fe klorofil sentezinde katalizör görevi yapar.klorofil oluşmaz.K. büyümeyi sağlar.N.aminoasit yapısında bulunur.

f.Işık şiddeti:Işık şiddeti arttıkça fotosentez hızı da artar. Ancak ışık şiddeti belli bir değeri geçtikte sonra sabit kalır.

Genetik Faktörler:Yapraklarda hücreler arası boşlukların fazla olması.Stomaların,büyüklüğü,dağılımı,yapısı epidermise gömülü olup olmaması.Kutikulanın kalınlığı. Hücre sitoplazmasının su miktarı.enzim miktarı,nişasta ve glikoz miktarı.Oksijen miktarı.Yaprağın geniş veya parçalı olması.Epidermisin kalınlığı fotosentez hızında etkilidir.

DEĞERLENDİRME SORULARI.III

S.1.Fotosentez ve Oksijenli solunum olaylarında aşağıdaki olaylardan hangisi ortaktır.

I.Elektronlar ETS elamanları ile aktarılarak enerji seviyeleri düşürülür.

II.Oksijen ETS ile taşınan Hidrojenleri yakalayarak su oluşur.

III.Her iki olay dada enzimler kullanılır.

a.I b.II c.I.II d I.III e.I.II.III

enerji

S.2. CO2+H2O----------Glikoz+O2,bu tepkime gerçekleşirken:enerji olarak.

I.Ortamdan alınan ışık enerjisi

II.Hücresel solunumdan gelen enerji

III.İnorganik bileşiklerden kazanılan enerji

Şeklindeki kaynaklardan hangilerini kullanan canlılar,Ototrof=üretçi olarak kabul edilir.

a.I b.II c.I.II d.I.III e.II.III

S.3.Bitki hücrelerinde bulunan kloroplastta ışığın soğurulması ve sitoplazmaya oksijen verilmesi hızlandığı halde glikoz üretimi artmıyorsa aşağıdakilerden hangisi düşünülemez.

a.Ortamda CO2 yetersiz

b.Ortam ısısı karanlık reaksiyonlar serisinin başlaması için uygun değil.

c.Yeterli ATP sentezi yapılamamıştır.

d.Aminoasit,Yağ asiti vitamin üretilebilir.

e.Yeterli su parçalanmamıştır.

S.4.Aşağıdakilerden hangisi sadece fotosentez olayına özgündür.

a.Reaksiyonda,Her basmakta farklı enzim kullanılır.

b.Karbondioksit kullanılması

c.Organik moleküllerden enerji sağlanması

d.Her hangi bir molekül kullanılmadan ATP sentezlenmesi

e.İnorganik maddelerden organik maddelerin sağlanması.

S.5.Yeşil bitkilerde görülen

I.ATP sentezlenmesi

II.Oksijenin elektron tutucu olarak kullanılması

III.ETS enzimlerinin kullanılması

Olaylarından hangisi sadece Oksijenli solunumda olur.

a.I b.II c.III d.I.II e.I.III

S.6.Fotosentez yapan bir bitki hücresinde 10 mol glikoz üretilmiştir.

Kaç mol Oksijen üretilir.

a.20 b.10.c.30 d.50 e.60

S.7.Bir bitki hücresinde fotosentez olayında ışık reaksiyonlarında 180 ATP üretilip Karbon tutma reaksiyonlarına aktarıldığında Kaç molekül Glikoz üretilir.

a.10 b.20 c.30 d.54 e.60

S.8.Fotosentez olayında karbon tutma reaksiyonlarına 3CO2 girerse kaç ATP ve Kaç NADPH2 gerekli.

a.10ATP-12NADPH2 b.6ATP—8NADPH2 c.3ATP—2NADPH2

d.9ATP—6NADPH2 e.18ATP----12NADPH2

S.9.Fotosentez olayında 10 mol maltoz oluşması için kaç NADPH2

gereklidir.

a.120 b.180 c.220 d.240 e.300

S.10.Fotosentez olayında 360 ATP ışık reaksiyonlarında üretilerek karbon tutma reaksiyonlarına aktarıldığında kaç mol glikoz üretilir.

a.10 b.20 c.30 d.40 e.60

S.11.Bitkilerde fotosentez olayında açığa çıkan oksijenin kaynağı hangisidir.

a.Klorofil b.CO2 c.Su d.Hava e.ETS

S.12.Aşağıdakilerden hangisi bitkilerde görülen fotosentez olayında etkili değildir.

a.Isı

b.Karbondioksit

c.Su

d.Havadaki N miktarı

e.Işık miktarı ve süresi

13. Hücrelerde enerji elde etmede izlenen metabolik yollardan

bazıları aşağıda verilmiştir:

I. Glikoliz

II. Fotosentez

III. Etil alkol fermantasyonu

Bu metabolik yollardan hangileri hem çizgili kas

hücrelerinde hem de geçici anaerob bakterilerde

gerçekleşir?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III

D) I ve II E) I ve III

S.14.Fotosentezin ışık reaksiyonları sonunda devirli foto fosforilasyonda hangileri son üründür.

I.ATP sentezlenmesi

II.O2 açığa çıkması

III.Klorofillerin elektron kaynağı olarak kullanılması

IV.Suyun iyonlarına ayrılması(fotolizi)

a.I.II b.I.III c.I.IV d.III.IV e.I

S.15.Fotosentezin ışık reaksiyonlarında devirsiz foto fosforilasyon olayları sonunda üretilenler hangisidir.

I.ATP sentezlenmesi

II.O2 açığa çıkması

III.Klorofillerin elektron kaynağı olarak kullanılması

IV.Suyun iyonlarına ayrılması(fotolizi)

a.I.II.III.IV b.I.IV c.II.III d.I.II.IV e.IV

Cevap.1.D 2.D 3.C 4. D 5.B 6.B 7. A 8.D 9.D 10.B 11.C 12.D 13.a 14.b 15.a

DEĞERLENDİRME SORULARI.IV.

S.1.Aşağıdaki ATP sentezi reaksiyonların hangilerinde ETS rol oynar.

I.Substrat seviyesinde

II.Oksidatif

III.Devirli foto fosforilasyon

IV.Devirsiz foto fosforilasyon

V.Kemosentez

a.I b.I.II c.I.V d.III.IV e.II.III.IV

S.2.Hücre solunumunda aminoasitler yıkılırken hangi moleküller oluşur.

I.CO2

II.H2O

III.HN3

a.I b.II c.III d I.II.III e.II.III

S.3.Aşağıdaki moleküllerden hangisi Oksidatif foto fosforilasyon olayının Glikoliz.Krebs,ETS olaylarında ortak olarak görülür.

I.ATP sentezi

II.FAD

III.Oksijen kullanımı

IV.NAD

a.I b.I.II c.II.III.IV d.II.IV e.IV

S.4.Aşağıdakilerden hangisi Oksijenli solunum,fermantasyon ve fotosentezin ortak özelliğidir.

I.enzim kullanılması

II.Karbondioksit kullanılması

III.ATP sentezi

IV.Oksijen çıkışı

a.ı.II b.I.IV c.II.III d.I.III e.II.IV

S.5.Oksijenli solunumda sitoplazmadan mitokondriye gecen molekül hangisi değildir.

a.2H b.ADP c.Fosfat d.Gliserik asit e.Oksijen

S.6.Kemosentez yapan bakterilerle Ototrof bakteriler in ortak özelliği hangisidir.

a.Klorofil içermeleri

b.Işık enerjisini kullanmaları

c.İnorganik maddeleri oksitlemeleri

d.Her ortamda besin sentezleme yeteneğinde olmaları

e.Kendi besinlerini sentezlemeleri

S.7.Aşağıdaki reaksiyonların hangisinde en fazla enerji üretilir.

a.Oksijensiz solunum

b.Fotosentez

c.Kemosentez

d.Oksijenli solunum

e.Fermantasyon

S.8.Oksijenli solunumla ilgili

I.Oksijen glikozun yanmasını sağlar.

II.Oksijen ETS reaksiyonlarında kullanılır.

III.Oksijenli solunum sonunda açığa çıkan CO2 nin oksijeni Glikozun yapısındaki O2 dir.

İfadelerden hangisi doğrudur.

a.I b.II c.III d.I.III e.e II.III

S.9.Oksijenli solunuma 5 mol glikoz girdiğinde ETS reaksiyonlarında kaç ATP sentezlenir.

a.120 b.200 c.170. d.190 e.135

S.10.Oksijenli solunumda Hidrojenlerin hepsi FAD tarafından taşınırsa kaç ATP sentezlenir.

a.34 b.36. c.40 d.24 e.20

Cevap:1.a 2.d 3.a 4.d 5.d 6.e 7.d 8.e 9.c 10.d

DEĞERLENDİRME SORULAR.V

1. Bitki hücrelerinde;
I. İnorganik maddelerden organik madde sentezlenmesi
II. Enzimlerin sentezlenmesi
III. Büyük moleküllerin küçük moleküllere ayrışması
IV. Klorofilin sentezlenmesi
olaylarından hangilerinin gerçekleşmesi için ışığa genel vardır?

A) I ve II
B) II ve III
C) I ve IV
D) I, II ve III
E) II, III ve IV

2. Bitki hücrelerinden çıkarılan kloroplast organellerinin uygun ortamda fotosentez yaptığı görülmüştür.
Kloroplast organellerinin hücre dışında da fotosentez yapması;
I. Klorofil pigmenti taşıması
II. Çift zarlı olması ,
III. ilgili enzimlerin bulunması
IV. DNA' sıyla çoğalabilmesi
durumlarından hangileriyle ilgilidir?

A) I ve II
B) II ve III
C) III ve I
D) Ive III
E) II ve IV

3. Kloroplastlarda gerçekleştirilen;
I. Glikoz sentezi
II. ATP sentezi
III. Protein sentezi
olaylarından hangileri başka bir organel tarafından gerçekleştirilebilir?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) Yalnız III
D) I ve II
E) II ve III

4. Aşağıdaki olaylardan hangisi fotosentezin karanlık safhasında gerçekleşir?

A) Suyun parçalanması
B) Oksijenin atmosfere verilmesi
C) ATP üretilmesi
D) Elektronların yüksek enerjili elektron yakalayıcılardan düşük enerjili elektron yakalayıcılara doğru hareket etmesi
E) Hidrojenlerin karbondioksitin yapısına katılması

5. Fotosentezde;
I. Oksijen
II. Karbondioksit
III. ATP
moleküllerinden hangileri reaksiyonlardan hem üretilir hem de tüketilir?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) Yalnız III
D) I ve II
E) II ve III

6. Bir hücrenin fotosentez yaptığı aşağıdakilerden hangisi ile kesin olarak anlaşılır?

A) Karbondioksit kullanılması
B) Sitoplazmadaki glikoz miktarının artması
C) Suyun kullanılması
D) Kloroplast miktarının çok olması
E) Selüloz çeperin bulunması

7. Fotosentez için uygun şartlar hazırlanan bir kloroplastın çift zarı yırtıldığında, ışık reaksiyonları gerçekleştiği halde, glikoz sentezi gerçekleşmemiştir.
Glikoz sentezinin yapılamamasının nedeni aşağıdakiler-den hangisidir?

A) Klorofillerin yeterli ışık alamaması
B) Mitokondriden yeterli enerji üretememesi
C) Protein sentezinin durması
D) Enzim sentezinin durması
E) Karanlık devre reaksiyonlarının gerçekleşememesi

8. Fotosentez ve Kemosentez olaylarında gerçekleşen;
I. Besin sentezlenmesi
II. Kimyasal enerji kullanılması
III. Klorofilin görev alması
IV. Karbondioksitin kullanılması
olaylarından hangileri ortak değildir?

A) II, III ve IV
B) I ve IV
C) II ve III
D) I ve II
E) III ve IV

9. Fotosentezdeki;
I. Enerji harcanması
II. Enzim kullanılması
III. Elektron taşınması
IV. Karbondioksit harcanması
olaylarından hangileri oksijenli solunumda da gerçekleşmektedir?

A) I ve II
B) I, II ve III
C) II, III ve IV
D) I, III ve IV
E) II ve III

10. Aynı türe ait eşdeğer büyüklükteki iki bitki, farklı ışık dalga boylarında fotosentez yapmaya bırakılıyor.
Bir süre sonra
I. Üretilen glikoz miktarı
II. Kullanılan su miktarı
III. Klorofil miktarı
ifadelerinden hangileri farklılık gösterir?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) I ve III
D) II ve III
E) I, II ve III

11. Fotosentez yapan bütün canlılarda;
I. Klorofilin elektron vermesi
II. Mitokondrinin ATP üretmesi
III. Ribozomun protein sentezlemesi
IV. Selüloz çeperin oluşturulması olaylarından hangileri gerçekleşir?

A) I ve II
B) I ve III
C) II ve IV
D) III ve IV
E) II ve III

12. Bir bitki hücresinde;
I. Kullanılan karbondioksit miktarı
II. Harcanan ATP miktarı
III. Kullanılan oksijen miktarı
durumlarından hangilerinin ölçülmesiyle fotosentez hızı belirlenebilir?

A) Yalnız I
B) Yalnız II
C) Yalnız III
D) I ve II
E) II ve III

13. İçinde yalnızca oksijen, su, karbondioksit, mineraller ve vitaminler bulunan aydınlık bir ortamda yaşamını sürdüren yeşil bir bitkinin, bu ortamda yaşayabilmesini sağlayan en önemli özelliği hangisidir?

A) Minerallerden yararlanabilmesi

B) Karbonhidrat sentezleyebilmesi

C) Vitaminleri hazır olarak alabilmesi

D) Karbondioksit üretebilmesi

E) Eşeysiz olarak üreyebilmesi

14. Bitkilerde ileri bir adaptasyon sayılan gözeneklerin hangi özelliği fotosentez hızını yavaşlata-bilir?

A) Nemli havada açık olmaları

B) Hücrelerinde kloroplast bulunması

C) Kapatma hücreleri arasında boşluk bulunması

D) Alt epidermis de daha çok olmaları

E) Kurak havada kapalı olmaları

(1984-ÖSS)

CEVAP. Bitkilerde ileri bir adaptasyon sayılan gözeneklerin kurak havada kapalı olmaları dışardan CO2 alımını durdurur. Bunun için bitki kendi hücre solunumu sonucu açığa çıkan CO2'ı kullanır. Bu kullanılan CO2‘nin miktarı ise yeterli olmadığı İçin fotosentez hızı yavaşlamaktadır.

Aslında CO2 solunum sonucu açığa çıkıyor, ancak fotosentez hızı yaklaşık solunum 10 katı kadardır. Yani daha fazla CO2 ye ihtiyaç olduğunu göstermektedir.

Cevap E

15. Bitki hücrelerinde gerçekleşen genel olaylardan bazıları şunlardır:

I. Karbondioksitin açığa çıkarılması

II. Suyun parçalanması

III. Nişastanın depolanması

Bu olaylardan hangileri kloroplastlarda gerçekleşir?

A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III

D| I ve III E) II ve III

16. Normal çevre koşullarında, bitkilerin kloroplastlarında

aşağıdaki olaylardan hangisi gerçekleşmez?

A) Enzimlerin kullanılması

B) ATP üretimi

C) DNA nın eşlenmesi

D) Organik madde üretimi

E) Yağ depolanması

17.Kapalı bir deney ortamında, deneyin başlangıcından 24 saat sonra, karbondioksit ve serbest azot miktarının azaldığı, oksijen miktarının arttığı gözleniyor.

Bu değişikliğe, aşağıdakilerin hangisinde verilen

iki canlı grubunun birlikte yaşaması neden olur?

A) Yeşil bitki – Mantar

B) Parazit bitki – Mantar

C) Baklagiller – Nitrifikasyon bakterileri

D) Yeşil bitki – Parazit bitki

E) Mantar – Çürükçül bakteriler

18.Aşağıdakilerden hangisi turgor basıncı yüksek olan bir bitki hücresinin turgor basıncının azalmasını sağlar?

A) Hücrenin izotonik bir ortama konması

B) Hücrenin, sitoplazmasındaki çözünmüş maddeleri dış ortama atması

C) Hücrenin hipotonik bir ortama konması

D) Hücrenin, ozmotik basıncı yüksek bir ortama konması

E) Hücrenin ATP kullanarak suyu içine alması

19.Hücrede gerçekleşen aşağıdaki olaylardan hangisi, enerji kullanılan bir metabolizma olayı değildir?

A) Karbondioksit difüzyonu

B) Glikozdan glikojenin oluşturulması

C) ADP nin ATP ye dönüştürülmesi

D) Klorofil taşıyan bir hücrede glikoz oluşturulması

E) Hücre zarında yıpranmış bölümlerin moleküler yapılarının yenilenmesi

20. Bir hücrede oksijenli solunum, protein sentezi, fotosentez olaylarının tümünün gerçekleşebilmesi için bu hücrede,

I. ribozom,

II. kloroplast,

III. mitokondri,

IV. Sentrozom

21 . Fotosentezde aynı klorofil molekülünün tekrar tekrar kullanılabilmesini aşağıdakilerden hangisi sağlar?

A) Ortamda ADP moleküllerinin bulunması

B) Oksijenin sudan ayrılması

C) Yüksek enerjili elektron enerjilerinin ATP lerde tutulması

D) P-5C-P bileşiğinin serbest karbondioksiti tutması

E) Elektron taşıma sistemine elektron aktarılması