Sunum ve Sistematik 1. ÜNİTE: CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ KONU ÖZETİ Bu başlık altında, ünitenin en can alıcı bilgileri, kazanım sırasına göre en alt başlıklara ayrılarak hap bilgi niteliğinde konu özeti olarak sunulmuştur. 1. BÖLÜM: CANLILARDA SOLUNUM ALIŞTIRMALAR Bu başlık altında her bölüm kazanımlara ayrılmış, kazanımlar tek tek çözümlü temel alıştırmalar ve sorular ile taranmıştır. Özellikle bu kısmın sınıf içinde öğrencilerle işlenmesi öngörülmüştür. 1.BÖLÜM: CANLILARDA SOLUNUM UYGULAMALI SORULAR Bu başlıklar altında uygulamalar yaparak öğrenciye yorum, analiz, sentez yetisinin geliştirilmesi hedeflenmiştir. 1.BÖLÜM: CANLILARDA SOLUNUM KONU KAVRAMA TESTİ Canlıların Enerji İhtiyacı - 1 TEST - 1 Bu başlıkla üniteler alt bölümlere ayrılmış, her bölümün içerdiği kazanım ve alt başlıklar dikkate alınarak testler oluşturulmuştur. CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ ÜNİTE YAZILI SORULARI Bu başlık altında resmi ve özel okul yönetmeliklerinde öngörülen formatlar ile ünitenin tamamını kapsayan yazılı soruları konulmuştur. Bu uygulamanın amacı, öğrenciyi okuldaki yazılılara hazırlamak ve öğrencinin okul başarısını arttırmaktır. CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ Bu başlık altında ünitenin geneli sorularla taranmış, öğrencinin bu ünite ile ilgili sınava hazır bulunulmuşluğu ölçme yoluna gidilmiştir. Bu başlık, ünitenin finali niteliğindedir. 1. ÜNİTE: CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ KONU ÖZETİ 1. BÖLÜM: CANLILARDA SOLUNUM: ENERJİNİN AÇIĞA ÇIKIŞI B. OKSİJENLİ SOLUNUM (AEROBİK SOLUNUM): F Besin yapıtaşlarındaki kimyasal bağların, enzimler yardımıyla koparılması sırasında açığa çıkan enerjiden ATP sentezlenmesidir. A. CANLILARIN ENERJİ İHTİYACI : TEMEL ENERJİ MOLEKÜLÜ (ATP) F Tüm canlılarda kullanılan, metabolik olaylar için enerji sağlayan moleküldür. F Fosforilasyon ile üretilir. F Defosforilasyon ile yıkılır. ADP + Pi + Enerji fosforilasyon defosforilasyon F Enerji ihtiyacı fazla olan canlılarda oksijenli solunum görülür. F Organik monomerler, inorganik moleküllere dönüşür. Genel denklemi; ATP F ATP'nin yapısı; Glikozit bağı Ester bağı C6H12O6 + 6O2 + 2ATP 6CO2 + 6H2O + 40 ATP+ısı F Glikozdaki enerjinin % 40'ı ATP'ye dönüşür, % 60'ı ısı şeklinde çevreye yayılır. Yüksek enerjili P bağları F Solunum tepkimeleri enzimlerin kontrolünde gerçekleştiği için, enzim çalışmasını etkileyen tüm faktörlerden etkilenir. Adenin organik bazı 5 Karbonlu riboz şekeri F Ökaryot hücrelerde oksijenli solunum tepkimeleri sitoplazmada başlar, mitokondride devam eder. Prokaryot hücrelerde ise tamamı sitoplazmada gerçekleşir. F Oksijenli solunum tepkimeleri üç bölümde incelenir: 3 Fosfat F ATP hücrede depolanamaz, sürekli üretilmelidir. F ATP üretildiği hücrede kullanılır, hücreden dışarı çıkamaz. Püf Noktası 1. Glikoliz tepkimeleri 2. Krebs devri tepkimeleri 3. ETS tepkimeleri Püf Noktası F ATP sentez yolları; Oksijenli solunum yapan prokaryotlarda hücre zarı katlanmaları ile oluşmuş mezozomlar bulunur. a. Substrat düzeyinde fosforilasyon: Tüm canlılar tarafından yapılır. b. Oksidatif fosforilasyon: Oksijenli solunum yapan canlılarda görülür. c. Fotofosforilasyon: Fotosentez yapan canlılarda görülür. d. Kemofosforilasyon: Kemosentez yapan bakterilerde görülür. 1. Glikoliz: F Glikozun pirüvata kadar yıkıldığı evredir. F Bütün hücrelerde sitoplazmada gerçekleşir. F Bütün hücrelerde aynı enzimler kullanılır. F 2 ATP harcanarak aktivasyon sağlanır. Canlıların Enerji İhtiyacı: F Substrat düzeyinde fosforilasyonla 4 ATP üretilir, net 2ATP kazanılır. Yeryüzündeki enerjilerin kaynağı güneştir. F 2 NAD'ın indirgenmesiyle 2 NADH + H+ oluşur. Isı 2. Krebs Devri: F Ökaryot hücrelerde mitokondrinin matriksinde, prokaryot hücrelerde ise sitoplazmada gerçekleşir. ATP F Devir başlamadan önce, mitokondriye giren 2 pirüvat 2 asetil Co-A ya dönüşür. Işık enerjisi Fotosentez yapan canlılar (Fotosentezle) Kimyasal bağ enerjisi (Besinlerde) Canlılar (Solunumla) F 6CO2 üretilirken, 6H2O tüketilir. Hücredeki metabolik olaylarda kullanılır F 8NADH+H+, 2FADH2 oluşur. F Substrat düzeyinde fosforilasyonla 2 ATP sentezlenir. 9 10. Sınıf Biyoloji 1. ÜNİTE: CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ 3. ETS: F Ökaryot hücrelerde mitokondrinin kristasında, prokaryot hücrelerde mezozomlarda gerçekleşir. F Glikoliz ve krebs devrinde oluşan NADH+H ve FADH2 yükseltgenerek tekrar serbest kalırlar. F O2'nin tepkimeye girdiği ve H2'lerle birleşerek H2O'nun oluştuğu evredir. F Oksidatif fosforilasyonla 34 ATP üretilir. F Glikozdan kopan H2'ler ETS'ye NAD+ tarafından taşınırsa 3ATP, FAD tarafından taşınırsa 2ATP sentezlenir. (Şekil l. 1) KONU ÖZETİ F Zarlar arasındaki boşlukta biriken protonlar elektriksel yük farkı oluşturur. F İç zar üzerindeki ATP sentaz enzimi bu sayede aktifleşerek protonları (H+) içindeki kanalcıktan geçirerek matrikse taşır ve ATP sentezi gerçekleşir. (6C) Glikoz Şekil l. 2 Mitokondri kristasında kemiozmoz hipotez 2 (3C) Pirüvat Besinlerin Oksijenli Solunuma Katılma Yolları 2 (2C) Asetil CoA Yağlar Yağ asitleri Gliserol 4C Krebs 6C çemberi 4C Karbonhidratlar Proteinler Monosakkaritler Aminoasitler Glikoz 5C NH3 PGAL Pirüvat ETS Asetil CO–A Şekil l. 1 Oksijenli solunum basamakları Püf Noktası Oksijenli solunum tepkimelerinde toplam 12 H2O üretilir ama bunlardan 6'sı krebs tepkimelerinde tüketilir. ETS Kemiozmotik Hipotez - ETS F Mitokondrinin kıvrımlı iç zarında elektron taşıyıcı mocleküller bulunur. Bunlar; NADH–Q redüktaz Ubikinon Sitokrom redüktaz Stokrom c Sitokrom oksidaz ve O2'dir. F Ubikinon haricindeki tüm ETS elemanları protein yapılıdır. F Bu moleküller NADH+H ve FADH2'den yüksek enerjili elektronları alır ve sistem boyunca taşırlar. F Bu sırada enerjilerinin bir kısmını kaybederler. F Bu enerji H atomuna ait protonların, matriksten mitokondrinin iç ve dış zarı arasındaki boşluğa pompalanmasını sağlar. 10. Sınıf Biyoloji CO2 H2O Şekil l. 3 Besinlerin enerji üretiminde kullanılması sırası F Organik bileşiklerin oksijenli solunuma öncelikli katılma sıraları; karbonhidratlar, yağlar, proteinler şeklindedir. F Enerji verme oranlarına göre organik bileşiklerin sıralanışı; yağlar, proteinler, karbonhidratlar şeklindedir. Püf Noktası Kullanılan besin değiştikçe solunum sonucunda üretilen ATP, CO2, H2O sayısı ve harcanan O2 sayısı değişir. 10 CANLILARDA SOLUNUM: ENERJİNİN AÇIĞA ÇIKIŞI UYGULAMALI SORULAR 1. Aşağıda bulunan yapılandırılmış karelemedeki numaralandırılmış kutucuklarda oksijenli solunum ile ilgili çeşitli kavramlar verilmiştir. Kutucuk numaralarını kullanarak aşağıdaki soruları yanıtlayınız. 1 CO2 oluşumu NAD+ 5 Pirüvat FAD 9 Mitokondri 2 3 SDF ile ATP üretimi Glikoz 6 7 Sitoplazma b. Ökaryotlarda oksijenli solunum sitoplazmada başlar ve sonlanır. 8 ETS c. Oksijenli solunumda son elektron alıcısı oksijendir. 10 11 12 Asetil Co-A OF ile ATP üretimi NH3 oluşumu (SDF: Substrat düzeyinde fosforilasyon, OF: Oksidadif fosforilasyon) a. Yukarıdakilerden hangileri aminoasitlerin oksidasyonu sonucu açığa çıkan son ürünlerdir? b. Yukarıdakilerden hangileri oksijenli solunumda elektron tutucudur? f. Oksijenli solunumun glikoliz ve krebs döngüsü reaksiyonlarında H2O çıkışı gözlenir. g. Proteinlerin oksijenli solunum reaksiyonlarında kullanılması sonucunda yan ürün olarak amonyak, karbondioksit ve su oluşur. d. Oksijenli solunumda indirgenme yükseltgenme reaksiyonları hangi yapı sayesinde gerçekleşir? e. Oksijenli solunumda krebs çemberinin başlangıç maddesi yukarıdakilerden hangisidir? f. Yukarıdakilerden hangileri glikoliz evresinin son ürünüdür? g. Yukarıdakilerden hangileri oksijenli solunumda gerçekleşen ATP üretim şekillerindendir? h. Hangileri oksijenli solunumun glikoliz evresinde gerçekleşir? ı. Yukarıdakilerden hangileri oksijenli solunumda görev alan koenzimlerdir? h. Elektronlara ilgisi en az olan ETS elemanı ubikinondur. i. Glikoliz evresinde üretilen ATP molekülleri hidroliz olayında kullanılmaz. j. Oksijensiz solunumun glikoliz evresinde SDF ile 4 ATP üretilir. k. Oksijensiz solunum bakteri, insan ve bazı tohumlarda görülür. i. Oksijenli solunumda glikoliz evresinin başlangıç maddesi ve glikolizin gerçekleştiği hücresel kısım neresidir? 10. Sınıf Biyoloji FAD koenzimi görev yapar. e. Bir molekül maltozun oksijenli solunum olayında kullanılmasından net 76 ATP kazanılır. c. Oksijenli solunum reaksiyonlarının gerçekleştiği yerler yukarıdakilerden hangileridir? d. Krebs döngüsünde elektron alıcısı olarak yalnız Aşağıdaki ifadelerden doğru olanın yanına (D), yanlış olanın yanına (Y) harfi koyunuz. a. Krebs döngüsü reaksiyonlarında sadece substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP üretilir. 4 2. l. Oksijensiz solunum, her hücrede gerçekleşir. m. Tüm fermantasyon çeşitleri ortam pH’ını düşürür. n. Fermantasyon çeşitlerinde farklı ürünlerin oluşma sebebi enzim farklılığıdır. 24 CANLILARDA SOLUNUM: ENERJİNİN AÇIĞA ÇIKIŞI KONU KAVRAMA TESTİ Canlıların Enerji İhtiyacı - 1 TEST - 1 1. ATP sentezi yapmak isteyen bir hücrenin sitoplazmasında aşağıdakilerden hangisinin bulunmasına gerek yoktur? A) ATP sentezinden sorumlu enzim B) Riboz şekeri C) Serbest inorganik fosfat molekülleri D) Adenin bazı E) Zarla çevrili özel bir organel 2. Aşağıdaki fosforilasyon çeşitlerinden hangisinde inorganik maddelerin oksidasyonu sonucunda açığa çıkan enerjiyle ATP üretimi gerçekleşir? A) Substrat düzeyinde fosforilasyon B) Kemofosforilasyon C) Fotofosforilasyon D) Defosforilasyon E) Oksidatif fosforilasyon 3. Bir bitki hücresinde gerçekleşen aşağıdaki fosforilasyon çeşitleri ve gerçekleştiği hücre yapılarıyla ilgili eşleştirmelerden hangisi doğrudur? (SDF: Substrat düzeyinde fosforilasyon, OF: Oksidatif fosforilasyon, FF: Foto fosforilasyon) Bir hücrede üretilen ATP miktarı aşağıdakilerden hangisine bağlı olarak değişkenlik göstermez? A) Mitokondri sayısı B) Sindirimde kullanılan besin çeşidi C) Metabolizma hızı D) Bulunduğu dokunun çeşidi E) Hücresel solunumda kullanılan besin çeşidi 6. I SDF OF FF A) Sitoplazma ve mitokondri Mitokondri Kloroplast B) Sitoplazma Mitokondri Kloroplast C) Mitokondri Sitoplazma Kloroplast D) Mitokondri Sitoplazma Klorofil E) Sitoplazma Sitoplazma Sitoplazma 4. I. Endergonik bir tepkimedir. II. Ekzergonik bir tepkimedir. III. Reaksiyon sonunda su oluşur. IV. Yüksek enerjili fosfat bağı kopar. Yukarıda verilenlerden hangileri ATP sentezi için doğrudur? A) Yalnız I II III Yukarıda bir ATP molekülünün yapısı verilmiştir. Şekilde numaralandırılmış kısımlarla ilgili olarak; I. I ve II organik, III inorganik yapıdadır II. I azotlu organik baz, III 5C’lu pentoz şekeridir. III. Yüksek enerji II ve III nolu kısım arasındaki bağda saklıdır. IV. I ve II nolu kısımların birleşmesiyle oluşan yapıya nükleozit adı verilir. yargılarından hangileri söylenebilir? A) Yalnız III B) I ve II C) II ve III D) I ve IVE) I, II ve IV B) I ve II C) I ve III D) II ve IVE) I ve IV 10. Sınıf Biyoloji 5. 7. Aşağıdaki organik moleküllerden hangisi, bitki hücresinde enerji üretiminde doğrudan kullanılamaz? A) Glikojen B) Glikoz C) Yağ asidi D) GliserinE) Amino asit 26 ÜNİTE YAZILI ÜNİTE YAZILISORULARI SORULARI-1 CANLILARDA ENERJİ ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ 1. Aşağıdaki cümlelerin başına doğru ise D, yanlış ise Y harfi koyunuz. 3. Fermantasyonla ilgili aşağıdaki grafikleri tamamlayınız. a. c. Fermantasyon hızı a. Glikolizin her basamağında aynı enzim kullanılır. b. İskelet kaslarında üretilen laktik asit oksijen varlığında pirüvata dönüştürülür. Sıcaklık c. ATP den iki fosfat kopmasıyla ADP oluşur. d. ETS elemanları tüm solunum çeşitlerinde kullanılır. e. Etil alkol fermantasyonunda diğer f. Fotosentez endotermik bir reaksiyondır. g. Bitki fotosentezinde elektron kaynağı olarak su b. Fermantasyon hızı Son ürün miktarı d. Sitoplazmadaki NAD+ miktarı fermantasyonlardan çok ATP kazanılır. Fermantasyon hızı Glikoz miktarı kullanılır. h. Kemosentetik bakterilerde pigment bulunmaz. i. Kloroplast ve ribozom birbirine zıt çalışan iki organeldir. Fermantasyon süresi 4. Devirli ve devirsiz fotofosforilasyon arasındaki farklar nelerdir? 5. Işığın dalga boyu ile fotosentez hızı arasındaki ilişkiyi T. Engelman’ın deneyi ile açıklayınız. j. Fotosentez için en uygun yapılar yapraklardır. 2. Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri uygun şekilde tamamlayınız. 6. Fotosentez hızını etkileyen genetik faktörleri yazarak birini açıklayınız. a. Fotosentezin ışığa ................... yapılır. 7. Kemosentez ve fotosentezin benzer özellikleri nelerdir? b. İnorganik maddelerin oksidasyonuyla oluşan kimyasal enerji yardımıyla ATP sentezlenmesine .............................. denir. 8. Oksijenli solunumda bir glikoz molekülü kullanıldığı zaman, bağımlı evreleri kloroplastın c. Oksijenli ve oksijensiz solunumda ortak olarak görülen evreye ................................. denir. – Ortamdan alınan ADP d. ................................... oksijenli solunumda CO2 çıkışının olduğu evredir. – Üretilen CO2 – Üretilen H2O e. Oksijenli solunumda substrat düzeyinde fosforilasyon ve .................................. ile ATP üretliir. f. Çizgili kaslarda egzersiz sırasında oluşan ...................... yorgunluğa sebep olur. g. Suyun ışıkla iyonlarına ayrılmasına ......................... denir. h. Fotosistemlerde ...................... ve .................... bulunur. i. NADPH+H’nin yükseltgenmesi ......................... reaksiyonlarda yapılır. j. Bakterilerde fotosentez ............................ yapılır. sayısını, çoktan aza doğru sıralayın. 9. Oksijensiz solunumda kullanıldığında 240 ATP lik enerji kazancı sağlayan glikoz moleküllerinin, fotosentezin ışıktan bağımsız evresinde üretilebilmesi için kaç ATP ve NADPH+H harcanmalıdır? 10. Fotosentez reaksiyonlarında ağır oksijen molekülünün oluşabilmesi için bitkiye ağır oksijen içeren su molekülü mü, yoksa ağır oksijen içeren karbondioksit molekülü mü vermek gerekir? Nedeni açıklayınız. 91 10. Sınıf Biyoloji ÜNİTE DEĞERLENDİRME TESTİ - 1 CANLILARDA ENERJİ DÖNÜŞÜMÜ 1. 3. Tabloda numaralarla gösterilen fermantasyon, oksijenli solunum ve fotosentez olayları bazı özellikleri bakımından kaşılaştırılmıştır. Olaylar I II III Işık enerjisinin kullanılması Var Yok Yok Son hidrojen alıcısı Organik İnorganik Organik Su harcanması Var Var Yok Özellikler Oksijenli Solunum _______________ III I II I II Fotosentez _________ I II I III III Farklı canlılar tarafından gerçekleştirilen laktik asit ve etil alkol fermantasyonlarında; I. Glikozun pirüvik aside yıkılması II. Aktivasyon için 2 ATP’nin harcanması III. Sitoplazmadaki enzimlerin kullanılması IV. Son ürün oluşumu sırasında CO2 açığa çıkması reaksiyonlarından hangileri ortak olarak gerçekleşir? A) Yalnız I B) I ve IV C) II ve III D) I, II ve IIIE) II, III ve IV Yukarıda verilen özellikler fotosentez veya oksijenli solunuma ait oluşlarına göre ayrılırsa aşağıdakilerden hangisi doğru olur? Fotosentez _________ A) II - III - IV B) II - IV C) I - III - IV D) III - IV - V E) IV - V Buna göre; tablodaki olayları gösteren numaralar aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? ____________ Fermantasyon A) II B) III C) III D) II E) I 2. I. Kimyasal bağ enerjisinin ATP ye dönüştürülmesi II. Suyun iyonlarına parçalanması III. Hem ökaryot hem de prokaryot hücreler tarafından yapılabilmesi IV. Elektronların taşındığı bir sistemin kullanılması V. Organik moleküllerin inorganik moleküllere dönüştürülmesi 4. Fotosentezin ışığa bağımlı evre reaksiyonlarında, ışıktan bağımsız evre için gerekli olan ........I........ ve ........II........ molekülleri sentezlenir. Yukarıdaki cümlede boş bırakılan numaralı yerlere sırasıyla gelmesi gerekenler aşağıdakilerden hangisinde doğru verilmiştir? I _________ A) ADP B) ATP C) ADP D) CO2 E) ATP 95 Oksijenli solunum ______________ I - III - IV - V I - IV - V II - III - V I - II - III I - III - IV II ________ NADH NADPH H2O ATP NADH 10. Sınıf Biyoloji