SORULAR
Aşağıda numaralar ile verilen ifadeleri, harf ile verilen ifadelerle eşleştiriniz.
Karanlıkta çoğalamayan bir bakteri(ç)
Kalp kası (a)
Karanlıkta oksijensiz koşullarda üreyebilen ve CO2 üreten bakteri (c)
Olgun alyuvarlar (b)
C) Aşağıdaki açık uçlu soruların cevabını boş bırakılan alana yazınız.
15. Fotosentezin ışığa bağımlı ve ışıktan bağımsız reaksiyonlarının farklarını yazınız.
-
Cevap: Işığa bağımlı reaksiyonlarda su tüketilir, oksijen üretilir. Bu reaksiyonlarda ışık ve klorofile ihtiyaç duyulur. NADPH ve ATP sentezlenir. Işıktan bağımsız evrede ise CO2 ve ATP ile NADPH’ın hidrojenleri tüketilerek glikoz sentezlenir.
16. Glikolizin tüm canlılarda aynı şekilde gerçekleşmesinin sebebi nedir?
-
Cevap: Glikoliz tüm canlılarda aynı çeşit enzimlerle yürütüldüğü için aynı şekilde gerçekleşir.
17. Oksijensiz solunum ile fermantasyonun farkını yazınız.
-
Cevap:
-
Oksijensiz solunum, oksijen yokluğunda, moleküllerin oksidasyonu (indirgenme) yoluyla enerji (ATP) üretilmesidir. Oksijensiz solunum yapan mikroorganizmalarda elektron taşıma zincirinin sonunda elektron alıcısı olarak oksijen yerine sülfat (SO4), nitrat (NO3) veya kükürt (S) kullanılır.
-
Fermantasyon, oksijensiz ortamda ATP üretilen bir yıkım metabolizmasıdır. Fermantasyonda elektron taşıma zinciri görev almaz. Fermantasyonda açığa çıkan hidrojenler, organik bir moleküle bağlanarak son ürün oluşturur.
-
Oksijensiz solunum ile fermantasyon arasındaki temel farklar şunlardır:
-
Oksijensiz solunumda elektron taşıma zinciri kullanılırken, fermantasyonda kullanılmaz.
-
Oksijensiz solunumda elektron alıcısı olarak inorganik bir madde kullanılırken, fermantasyonda organik bir madde kullanılır.
-
Oksijensiz solunumda daha fazla ATP üretilirken, fermantasyonda daha az ATP üretilir.
-
Oksijensiz solunumu sadece bazı bakteriler yapabilirken, fermantasyonu prokaryotlar ve ökaryotlar yapabilir.
18. Kemosentez reaksiyonlarının gerçekleşmemesi ilk önce bitkilere zarar verir. Bu durumun sebebini kısaca açıklayınız.
-
Cevap:
-
Kemosentez, güneş enerjisi yerine, kimyevi enerjiden faydalanılarak inorganik maddelerden organik madde yapılması olayıdır. Kemosentez yapan bakteriler, demir, kükürt, hidrojen veya azot gibi inorganik bileşikleri veya metanı oksitleyerek elde ettikleri kimyevi enerjiyi kullanarak CO2 ve H2O’dan kendilerine karbonhidratlı besinler yaparlar.
-
Kemosentez, bitkiler için önemli bir rol oynar. Çünkü kemosentez sayesinde topraktaki azotun kullanılır hale gelmesi sağlanır. Bitkiler havadaki CO2’yi bağlayarak organik bileşikler yapabilirler, ancak havadaki azot (N2) gazını kullanamazlar. Gelişmeleri için büyük öneme sahip olan azotu, azotlu bileşikler halinde topraktan alırlar. İşte, topraktaki azotun kullanılır hale gelmesi de kemosentez ile olduğundan, bu olay sayesinde tabiatta azot döngüsü tamamlanmış olur.
-
Kemosentez reaksiyonlarının gerçekleşmemesi durumunda, topraktaki azotlu bileşikler azalır ve bitkiler yeterli azot alamazlar. Bu da bitkilerin büyüme, gelişme ve üreme fonksiyonlarını olumsuz etkiler. Ayrıca, kemosentez yapan bakterilerin ürettiği organik maddeler de diğer canlıların beslenmesine katkı sağlar. Bu nedenle, kemosentez reaksiyonlarının gerçekleşmemesi ilk önce bitkilere zarar verir.
19. Oksijensiz solunumun madde döngüsü açısından önemini kısaca açıklayınız.
-
Cevap:
-
Oksijensiz solunum, oksijen yokluğunda, moleküllerin oksidasyonu (indirgenme) yoluyla enerji (ATP) üretilmesidir. Oksijensiz solunum yapan mikroorganizmalarda elektron taşıma zincirinin sonunda elektron alıcısı olarak oksijen yerine sülfat (SO4), nitrat (NO3) veya kükürt (S) gibi inorganik bileşikler kullanılır.
-
Oksijensiz solunum, madde döngüsü açısından önemlidir. Çünkü oksijensiz solunum sayesinde, atmosferdeki azot, kükürt ve karbon gibi elementlerin farklı formlar arasında dönüşümü sağlanır. Bu elementler, canlılar için gerekli olan protein, DNA, vitamin gibi organik bileşiklerin yapısında yer alır.
-
Örneğin, azot döngüsünde, oksijensiz solunum yapan bakteriler, nitratı indirgeyerek moleküler azota dönüştürür. Bu olay, denitrifikasyon olarak adlandırılır ve biyosferdeki azot dengesinin korunmasına katkı sağlar. Ayrıca, oksijensiz solunum yapan bakteriler, bitkilerin kullanamadığı havadaki azotu da fikse ederek bitkiler için kullanılabilir hale getirir.
-
Benzer şekilde, kükürt döngüsünde, oksijensiz solunum yapan bakteriler, sülfatı indirgeyerek hidrojen sülfür oluşturur. Bu olay, sülfat solunumu olarak adlandırılır ve kükürtün farklı formlar arasında dönüşümünü sağlar. Hidrojen sülfür, başka bakteriler tarafından tekrar sülfata veya elementel kükürte dönüştürülür.
-
Karbon döngüsünde ise, oksijensiz solunum yapan bakteriler, karbondioksiti indirgeyerek metan veya asetik asit oluşturur. Bu olaylar, karbonat solunumu ve homoasetojenik solunum olarak adlandırılır ve karbonun farklı formlar arasında dönüşümünü sağlar . Metan ve asetik asit, başka bakteriler tarafından tekrar karbondioksit veya organik maddelere dönüştürülür .
20. Oksijenli solunumda fermantasyona göre enerji veriminin daha fazla olmasının sebepleri nelerdir?
-
Cevap:
-
Oksijenli solunum, oksijen yardımıyla besin monomerlerinin tamamen parçalanarak enerjinin üretildiği solunum reaksiyonudur. Oksijenli solunumda glikoliz, Krebs döngüsü ve elektron taşıma sistemi (ETS) evreleri gerçekleşir.
-
Fermantasyon ise oksijen olmaksızın besin monomerlerinin kısmen parçalanarak enerjinin üretildiği solunum reaksiyonudur. Fermantasyonda sadece glikoliz evresi gerçekleşir ve son ürün olarak etil alkol veya laktik asit oluşur.
-
Oksijenli solunumda fermantasyona göre enerji verimi daha fazladır. Çünkü oksijenli solunumda glikoz, CO2 ve H2O’ya kadar parçalanırken, fermantasyonda glikoz tamamen parçalanamaz. Enerjinin büyük bir kısmı, fermantasyon sonucu oluşan son ürünlerde kalır.
-
Ayrıca oksijenli solunumda ETS evresi gerçekleşir. ETS, elektron taşıyıcı moleküller aracılığıyla elektronların oksijene aktarılması ve bu sırada proton pompalanması ile ATP sentezlenmesidir. ETS, oksijenli solunumda en fazla ATP üreten evredir. Fermantasyonda ise ETS evresi olmadığı için ATP üretimi daha azdır.
-
Sonuç olarak, oksijenli solunumda 1 molekül glikozdan 32 ATP üretilirken, fermantasyonda 1 molekül glikozdan sadece 2 ATP üretilir. Bu nedenle oksijenli solunumda fermantasyona göre enerji verimi daha fazladır.
21. Etil alkol ve laktik asit fermantasyonunda farklı son ürünler oluşmasının nedenlerini yazınız.
-
Cevap:
-
Etil alkol ve laktik asit fermantasyonu, oksijensiz ortamda glikozun kısmen parçalanarak enerji ürettiği solunum reaksiyonlarıdır. Her iki fermantasyonda da glikoliz evresi gerçekleşir ve son ürün olarak pirüvat oluşur.
-
Etil alkol fermantasyonunda, pirüvat molekülünden CO2 ayrılarak asetaldehit oluşur. Asetaldehit, NADH’ın hidrojenlerini alarak etil alkole dönüşür. Böylece NADH yükseltgenerek NAD+ haline gelir. Etil alkol fermantasyonu, maya mantarları, bazı bakteriler ve bitki tohumlarında görülür.
-
Laktik asit fermantasyonunda ise, pirüvat molekülü doğrudan NADH’ın hidrojenlerini alarak laktik aside dönüşür. Böylece NADH yükseltgenerek NAD+ haline gelir. Laktik asit fermantasyonu, yoğurt bakterileri, oksijen yetersizliğinde kas hücreleri ve insan alyuvarlarında görülür.
-
Etil alkol ve laktik asit fermantasyonunda farklı son ürünler oluşmasının nedeni, farklı canlılarda farklı enzimlerin görev yapmasıdır. Etil alkol fermantasyonunda pirüvat dekarboksilaz ve alkol dehidrojenaz enzimleri etkilidir. Laktik asit fermantasyonunda ise laktat dehidrojenaz enzimi etkilidir. Bu enzimlerin katalizlediği tepkimeler sonucunda farklı son ürünler oluşur.
22. Bitkilerin gece gündüz oksijenli solunum yapmalarına rağmen atmosfere sadece geceleri CO2 gazı vermelerinin nedenleri nelerdir?
-
Cevap:
-
Bitkiler, hem fotosentez hem de solunum yapan canlılardır. Fotosentez, ışık enerjisi kullanılarak karbondioksit ve suyun organik moleküllere ve oksijene dönüştürülmesidir. Solunum ise organik moleküllerin oksijenle parçalanarak karbondioksit, su ve enerjiye dönüştürülmesidir.
-
Bitkiler, fotosentezi yapabilmek için klorofil adı verilen bir pigment molekülüne ihtiyaç duyarlar. Klorofil, güneş ışığını yakalayarak fotosentez için gerekli enerjiyi sağlar. Bu nedenle fotosentez, sadece ışık olan ortamlarda gerçekleşir.
-
Bitkiler, solunumu ise hem ışıklı hem de karanlık ortamlarda yapabilirler. Solunum için gerekli olan oksijeni, fotosentez sırasında ürettikleri gibi, atmosferden de alabilirler. Bitkilerin solunum organları yapraklardır. Yapraklarda bulunan stoma adı verilen gözenekler aracılığıyla gaz alışverişi gerçekleşir.
-
Bitkiler, gündüzleri hem fotosentez hem de solunum yaparlar. Ancak fotosentez, solunuma göre daha hızlı gerçekleşir. Bu nedenle bitkiler, gündüzleri atmosferden aldıkları karbondioksitin çoğunu fotosentezde kullanırlar. Solunumda ürettikleri karbondioksitin bir kısmını da yine fotosentezde kullanırlar. Böylece bitkiler, gündüzleri atmosfere net olarak karbondioksit vermezler, aksine net olarak oksijen verirler .
-
Bitkiler, geceleri ise sadece solunum yaparlar. Çünkü fotosentez için gerekli olan ışık yoktur. Bu nedenle bitkiler, geceleri atmosferden aldıkları oksijeni solunumda kullanırlar. Solunumda ürettikleri karbondioksiti ise fotosentezde kullanamazlar. Böylece bitkiler, geceleri atmosfere net olarak karbondioksit verirler .
23. Ökaryot hücrelerde oksijenli solunum sırasında substrat düzeyinde fosforilasyon ve oksidatif fosforilasyonla ATP üretimi hangi hücresel yapılarda gerçekleşir?
-
Cevap:
-
Substrat düzeyinde fosforilasyon, bir organik molekülün fosfat grubunu ADP’ye aktararak ATP oluşturmasıdır. Oksijenli solunumda substrat düzeyinde fosforilasyon, glikoliz ve Krebs döngüsü evrelerinde gerçekleşir. Glikoliz, sitoplazmada meydana gelirken, Krebs döngüsü mitokondrinin matriksinde meydana gelir.
-
Oksidatif fosforilasyon, elektron taşıma sistemi (ETS) aracılığıyla elektronların oksijene aktarılması ve bu sırada proton pompalanması ile ATP sentezlenmesidir. Oksijenli solunumda oksidatif fosforilasyon, ETS evresinde gerçekleşir. ETS, mitokondrinin kristalarında meydana gelir.
24. Fermantasyon çeşitlerinde glikoliz tamamlandıktan sonra ATP üretimi ya da tüketimi olmamasına rağmen fermantasyonun bir süre daha devam etmesinin sebepleri nelerdir?
-
Cevap:
-
Fermantasyon, hücre içinde oksijen yokluğunda meydana gelen metabolik bir faaliyet olarak tanımlanabilir. Fermantasyon, glikozun glikoliz yoluyla kısmi oksidasyonunu takip eden metabolik adımlardan oluşur. Glikoliz sırasında, glikoz pirüvata dönüşürken, 2 ATP ve 2 NADH molekülü üretilir.
-
Fermantasyonda, pirüvatın fermantasyon ürünlerine dönüşmesi enerji üretmez. Ancak bu evre, anaerobik bir hücre için önemlidir. Çünkü bu evre, glikoliz sırasında harcanan NAD+'yi yeniden oluşturur. NAD+, glikolizin devamı için gereklidir. Eğer NAD+ tükenirse, glikoliz durur ve ATP üretimi de sona erer.
-
Fermantasyonda, pirüvatın fermantasyon ürünlerine dönüşmesi, NADH’nin NAD+'ye oksitlenmesi ile gerçekleşir. Bu şekilde, NAD+ yenilenmiş olur. Fermantasyon ürünleri ise hücreden dışarı atılır. Örneğin alkol fermantasyonunda, pirüvat asetaldehite dönüşürken bir CO2 molekülü açığa çıkar. Asetaldehit ise NADH tarafından etanola indirgenir. Etanol ise hücreden dışarı salınır.
-
Fermantasyonda, glikoliz tamamlandıktan sonra ATP üretimi ya da tüketimi olmamasına rağmen fermantasyonun bir süre daha devam etmesinin sebebi, NAD+ yenilenmesinin sağlanmasıdır. Bu sayede, glikolizin devamlılığı ve ATP üretiminin sürdürülmesi mümkün olur.
