ISBN : 978 - 605 - 9920 - 32 - 2 HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM HÜCRE BÖLÜNMESİ Tüm canlılar hücrelerden oluşur. Bir hücre belirli bir olgunluğa ulaştığında bölünerek sayısını arttırır. Bu olaya “hücre bölünmesi” denir. Hücrelerde mitoz bölünme ve mayoz bölünme olmak üzere iki çeşit hücre bölünmesi görülür. Canlılarda büyüme ve üreme hücre bölünmesi ile sağlanır. 1. MİTOZ BÖLÜNME Tek hücreli canlılardan, çok hücreli gelişmiş tüm canlılarda görülen bölünme şeklidir. Çok hücreli canlılarda büyüme, gelişme, yıpranan dokuların onarılması, yeni hücrelerin oluşmasını sağlarken, tek hücreli canlılarda çoğalmayı sağlar. Mitoz bölünme çekirdek bölünmesi ve sitoplazma bölünmesi olmak üzere iki aşamada gerçekleşir. Mitoz bölünme evrelerine geçmeden önce bazı kavramları öğrenmemiz gerekir. Nükleik asitler : Hücrelerin kalıtm maddesidirler. Canlıların saç tipinden, göz rengine, kan grubuna kadar tüm bilgiler nesilden nesile nükleik asitler ile aktarılır. Canlılarda iki çeşit nükleik asit vardır. Bunlar DNA ve RNA’dır. DNA : DNA, nükleotit denilen moleküllerden oluşur. Nükleotitler organik baz, şeker ve fosfattan oluşur. Nükleotit = Organik baz + şeker + fosfat 8. Sınıf / Fen ve Teknoloji 3 Hücre Bölünmesi ve Kalıtım HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM Kromozom : DNA hücrelerde kromozomlar tarafından taşınır. Kromozomların yapısında kan grubu, saç rengi, göz rengi gibi kalıtsal özellikleri taşıyan gen adı verilen yapılar bulunur. Hücre Çekirdek (Kromozomlarda kalıtsal özellikleri taşıyan genler bulunur.) Kromozom Kromatin : Kromatin, DNA molekülünün bazı proteinler ile birlikte oluşturduğu “kromatin iplikçilerin”den meydana gelir. Kromatin iplikçiler hücre bölünmesi başladığında kıvrılıp kısalarak kromozomları oluşturur. Homolog kromozomlar : Anneden ve babadan gelen şekil ve büyüklükleri birbirine eşit aynı özelliklerin genlerini taşıyan kromozom çiftlerine homolog kromozom denir. Şimdi mitoz bölünme evrelerini inceleyelim. A. Çekirdek bölünmesi, Çekirdek bölünmesi birbirini takip eden dört evreden oluşur. B. Sitoplazma bölünmesi, Çekirdek bölünmesi tamamlandığında hücre sitoplazma bölünmesine başlar. Sitoplazma bölünmesi bitki ve hayvan hücrelerinde farklılık gösterir. Bitki hücresinde sitoplazma bölünürken hücrenin ortasında ara lamel denilen çeper kalınlaşması olur. Bu kalınlaşma hücrenin çeperine ulaşıncaya kadar devam eder. Hayvan hücresinde ise sitoplazma ikiye boğumlanır. Sitoplazma ikiye bölününceye kadar devam eder. Sitoplazma bölünmesi tamamlandığında aynı sayıda boğumlanma Ara lamel kromozoma sahip ve aynı kalıtsal özellikleri taşıyan iki yavru hücre oluşmuş olur. Yavru hücreler ana canlının da aynısıdır. Bitki hücresi Hayvan hücresi Hücre Kromozomlar hücrenin ortasına dizilir. Sitoplazma Çekirdek Ana hücrelerden iki yavru hücre oluşur. Kromozomlar belirginleşir. Çekirdek zarı ve çekirdekcik kaybolur. Sitoplazma bölünmesi ile hücre 2 ye boğumlanır. Çekirdek zarı ve çekirdekcik oluşur. Kromozomu oluşturan kardeş kromatitler hücrenin kutuplarına hareket ederler. Mitoz bölünme sonucunda oluşan hücrelerin kromozom sayıları değişmez. Her canlı kendine özgü sabit sayıda kromozom içerir. Kromozom sayıları canlıların büyük, küçük, gelişmiş ve ilkel olmasına bağlı değildir. Fakat aynı kromozom sayısına sahip canlılar aynı tür olmayabilirler. Örneğin tütün bitkisi ve şempanzenin kromozom sayısı aynı olmasına rağmen aynı tür değillerdir. Hücre Bölünmesi ve Kalıtım 4 8. Sınıf / Fen ve Teknoloji HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM Aşağıdaki tabloda bazı canlılara ait kromozom sayıları verilmiştir. Canlı Kromozom sayısı Sığır 60 Şempaze 48 Moli balığı 46 Soğan 16 Eğrelti otu 500 Tilki 34 İnsan 46 Her türün kendine ait kromozom sayısı vardır. Farklı türler aynı kromozom sayısına sahip olabilir. Kromozom sayısı canlının gelişmişliğine bağlı değildir. Soğan bitkisinin kromozom sayısı 16 dır. Mitoz geçiren soğanın yaprak hücrelerinin kromozom EK 1 ZÜM 1 N ÖR sayısı kaçtır? A) 8 ÇÖ B) 16 C) 32 D) 64 Soğanın kromozom sayısı 16 olduğuna göre yaprak hücreleride 16 kromozom taşır. Mitoz bölünme sonucunda kromozom sayısı değişmediği için 16 kromozom sabit kalır. Cevap “B” seçeneğidir. Yandaki şekilde kedinin hücresinde gerçekleşen mitoz bölünmenin üç ayrı evresi gösterilmiştir. 2 K- NE ÖR ZÜM ÇÖ Buna göre bu evrelerin gerçekleşme sıralaması hangi I -2 II seçenekte doğru verilmiştir? III A) I - II - III B) III - II - I C) II - I - III D) I - III - II I. Şekilde kromozomların belirginleştiği ve çekirdek zarının kaybolduğu II. Şekilde kardeş kromatitlerin hücrenin karşılıklı kutuplarına hareket ettiği III. Şekilde kromozomların hücrenin ortasına dizildiği gözleniyor. Mitoz bölünme sırasında bu olayların oluş sıralaması I - III - II’dir. Doğru yanıt “D” seçeneğidir. Mitoz Bölünmenin Önemi: Mitoz bölünme çok hücreli canlılar da büyüme ve gelişme, onarım, yeni hücre oluşumunu sağlar. Tek hücreli canlılarda ise üremeyi sağlar. Örneğin; Mitoz bölünme kuşta yıpranan dokuların onarımını sağlar. Mitoz bölünme Ali’nin boyunun uzamasını sağlar. Mitoz bölünme, bakteri ve öglenada çoğalmayı sağlar. 8. Sınıf / Fen ve Teknoloji 5 Hücre Bölünmesi ve Kalıtım HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM ÇALIŞMA KÂĞIDI 1 Aşağıdaki kavram haritasında boş bırakılan yerlere uygun kavramları yerleştiriniz. Tek hücrelilerde sağlar. Mitoz Sayısı aynı kalır. Ço s a k hü ğ l a cre r. lile rde içerir ÇALIŞMA KÂĞIDI 2 Aşağıda mitoz bölünmenin evrelerini gösteren bir şekil verilmiştir. Şekli inceleyerek gerçekleşen olayları yanlarına yazınız. Oluşan yavru hücreler ile ana hücrenin özelliklerini karşılaştırınız. 1) ............................................................................................... ............................................................................................... ............................................................................................... 2) ............................................................................................... ............................................................................................... ............................................................................................... 3) ............................................................................................... ............................................................................................... ............................................................................................... 4) ............................................................................................... ............................................................................................... ............................................................................................... 5) ............................................................................................... ............................................................................................... ............................................................................................... Hücre Bölünmesi ve Kalıtım 6 8. Sınıf / Fen ve Teknoloji HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM 3. TEST - 1 Kromozom sayısı 24 olan bir hücre iki defa mitoz bölünme geçirdiğinde oluşan hücrelerden birinin kromozom sayısı ne olur? A) 12 1. Ana canlı belirli bir olgunluğa ulaştıktan sonra mitoz bölünme geçirerek iki yeni canlı oluşur. 4. B) 24 Sığır Canlılarda büyüme ve üremeyi sağlar. II. Bölünme sonucu kromozom sayısı korunur. III. Yavru hücreler ana canlının aynısıdır. yorumlardan hangileri yapılabilir? A) I ve II B) I ve III C) II ve III D) I, II ve III D) 96 Aşağıda bazı canlılara ait kromozom sayıları verilmiştir. Yukarıda verilen üreme şekli ile ilgili; I. C) 48 60 Moli balığı 46 Eğrelti otu 500 İnsan 46 Buna göre; I. Farklı türler aynı kromozom sayısına sahip olabilir. II. Kromozom sayısı canlının büyüklüğüne bağlı değildir. III. Kromozomlar çift sayılıdır. Zeka Küpü Yayınları ifadelerinden hangilerine sadece tabloya bakılarak ulaşılır? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) I, II ve III 5. DNA DNA kendini eşler. 2. Kardeş kromatitler hücrenin karşılıklı kutuplarına doğru hareket ederler. Hücre zarı esneyerek DNA moleküllerini iki kutba doğru çeker. Hücre boğumlanır, hücre zarı büzülür. Arzu Arzu’nun anlattığı mitoz bölünmeye ait evrenin şematik gösterimi hangi seçenekte verilmiştir? A) Hücre ikiye bölünerek iki yeni hücre oluşur. B) Yukarıdaki şekilde terliksi hayvanlarda mitoz bölünme görülmektedir. Buna göre aşağıdakilerden hangisine ulaşılabilir? A) Mitoz bölünme sonucu dört hücre oluşur. C) B) Terliksi hayvan bölünme esnasında besinlerini dışarıdan alır. D)) C) Mitoz bölünmenin hızı ortam sıcaklığına bağlıdır. D) Terliksi hayvanlarda bölünme sonucu oluşan hücrelerin genetik yapıları birbirinin aynısıdır. 8. Sınıf / Fen ve Teknoloji 7 Hücre Bölünmesi ve Kalıtım HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM KALITIM Her canlı kendi türüne ait özellikler taşır. Ancak hiçbir canlı (tek yumurta ikizleri hariç) birbirine benzemez. Canlılar sahip oldukları özellikleri kendilerini meydana getiren anne ve babalarından alırlar. Fakat anne ve babalarına benzer özellikleri olduğu gibi farklı özellikleri de vardır. Bireylerin kendi karakterlerini yavrularına aktarmalarına “kalıtım” denir. Kalıtım bilimi de “genetik” tir. Ten rengi, saç rengi, göz rengi, kan grubu, dil yuvarlama kalıtsal karakterlere örnektir. Kalıtsal karakterler, dölden döle aktarılan karakterlerdir. Aşağıdaki tabloda bazı kalıtım kavramları açıklanmıştır. GEN FENOTİP ALEL GEN GENOTİP DOMİNANT (BASKINI) GEN RESESİF (ÇEKİNİK) GEN Kromozomlar üzerinde bulunan ve karakteristik özellikleri taşıyan DNA parçaları Canlının genetik yapısına bağlı olarak çevrenin de etkisiyle ortaya çıkan dış görünüşüne denir. Bir canlının fenotipinde (dış görünüşünde) görülen her özelliğe iki gen etki eder. Bu gen çiftine alel gen denir. Alel genler harfler ile ifade edilir. Örneğin; insanlarda kahverengi göz geni: K İnsanda düz saç geni: d gibi Fenotipin oluşmasını sağlayan genetik yapıya denir. Genotip çift haldeki harflerle gösterilir. Örneğin: Bezelyede kısa boy: uu gibi Yavru döllerin görünüşünde etkisini gösteren genlerdir. Büyük harfle gösterilirler. Örneğin: Bezelyede sarı tohum geni: S Baskın genle birlikteyken yavru döllerin görünüşünde etkisini gösteremeyen genlerdir. Küçük harflerle gösterilirler. Örneğin: İnsanlarda mavi göz rengi geni: m Hücre Bölünmesi ve Kalıtım 8 8. Sınıf / Fen ve Teknoloji HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM Baskın Çekinik Uzun boy Baskın Kısa boy A, B kan grubu Yuvarlak tohum 0 kan grubu Siyah saç Sarı saç Kıvırcık saç Düz saç Koyu göz rengi Açık göz rengi Siyah deri 1444444442444444443 İnsanlarda baskın ve çekinik bazı özellikler EK 3 N ÖR Yeşil tohum Uzun gövde Kısa gövde Mor çiçek Beyaz çiçek Buruşuk meyve 1444444442444444443 Bezelyelerde baskın ve çekinik bazı özellikler Hatice: Baskın genle birlikteyken özelliklerini yavru dölde göremediğimiz gendir. Meryem: Yavru bireylerin dış görünüşünün oluşmasını sağlayan genetik yapıdır. Fen ve Teknoloji dersinde kavramların tanımlarını veren Hatice ve Meryem hangi seçenekteki kavramları belirtmiştir? Hatice A) Alel gen ZÜM Buruşuk tohum Sarı tohum Şişkin meyve Beyaz deri Çekinik -3 Meryem Fenotip B) Çekinik gen Genotip C) Dominant gen Gen D) Resesif gen Alel gen Hatice: Baskın genlerle birlikte ortaya çıkmayan çekinik gen kavramını. Meryem: Canlıların fenotiplerinin oluşmasını sağlayan genotip kavramını tanımlamıştır. ÇÖ Doğru yanıt B seçeneğidir. HOMOZİGOT : Bir karaktere ait genotipte aynı alel genlerin taşınması durumuna homogizot (arı döl = saf döl) denir. Örneğin: Bezelyede kısa gövde fenotipi : bb gibi HETEROZİGOT : Bir karaktere ait genotipte farklı alel genlerin taşınması durumuna heterozigot (melez) denir. Örneğin: Bezelyelerin mor çiçek genotipi : Mm gibi ÇAPRAZLAMA : Hayvanlarda çiftleştirme, bitkilerde tozlaştırma yani canlılar arasında yapılan döllenme çalışmalarına “çaprazlama” denir. 8. Sınıf / Fen ve Teknoloji 9 Hücre Bölünmesi ve Kalıtım HÜCRE BÖLÜNMESİ VE KALITIM MENDEL’İN ÇALIŞMALARI Gregor Mendel 19. yüzyılın ortalarında yaptığı çalışmalar sonucunda kalıtsal özelliklerin dölden döle aktarıldığını keşfetti. Mendel çalışmalarında öncelikle tek özellik bakımından farklı olan bezelyeleri çaprazladı. Uzun ve kısa boylu bezelyelerin saf döllerini çaprazladığında birinci kuşakta sadece uzun boylu bezelye elde edildiğini gördü. Mendel daha sonra Fenotip : UU uu Genotip : Uzun kısa elde ettiği uzun boylu bezelyeleri kendi aralarında çaprazladığında %75 uzun, %25 kısa boylu bezelye elde etti. UU uu 1. Kuşak Uu Uu Uu Uu Fenotip : Uu Uu Genotip : Uzun Uzun %100 heterozigot uzun (melez) Uu Uu 2. Kuşak UU %25 homozigot uzun Uu Uu %50 heterozigot uzun uu %25 homozigot kısa Mendel çalışmalarının sonucunda çekinik özelliğe sahip genlerin 1. kuşakta ortaya çıkmazken 2. veya daha sonraki kuşaklarda ortaya çıkabileceğini ve çekinik genlerin kaybolmadığını ispatlamış oldu. Saf döl (homozigot) sarı tohumlu bezelye ile, melez (heterozigot) sarı tohumlu bezelyenin çap- EK 4 N ÖR razlanması sonucunda oluşan bezelyelerin sarı tohumlu olma ihtimali yüzde kaçtır? (Sarı tohum, yeşil tohuma baskındır.) A) %25 ZÜM 4 B) %50 C) %75 D) %100 Melez sarı tohumu Bezelye Saf döl sarı tohumlu Bezelye SS Ss ÇÖ SS Ss SS Ss 144444444244444443 % 50 homozigot sarı tohumlu % 50 heterozgot sarı tohumlu 1444442444443 %100 sarı tohumlu bezelye Doğru yanıt “D” seçeneğidir. Hücre Bölünmesi ve Kalıtım 10 8. Sınıf / Fen ve Teknoloji