www.fendersi.gen.tr Hücre Bölünmesi ve Kalıtım 8. SINIF Konu Kavrama ve Çalışma Kâğıdı MİTOZ BÖLÜNME Bir hücreden, benzer yapı ve özellikte iki yeni hücre oluşmasını sağlayan hücre bölünmesidir. KROMOZOM VE ÖZELLİKLERİ Hücre çekirdeğinde bulunan kalıtsal maddelerin, hücre bölünmesi öncesinde dönüştükleri yapıya kromozom denir. Kromozomların yapısındaki en küçük genetik birime gen denir. Canlının vücudundaki tüm hayatsal olaylar, genler tarafından kontrol edilir. * Kromozomlar DNA ve protein kılıftan oluşur. * Kromozomlarda türün ve canlının kendine has özellikleri taşınır. * Mitoz sonucu oluşan yeni hücreler ana hücre ile aynı kromozom sayısına sahiptirler. * Ana hücre ile yeni hücrelerin sitoplâzma miktarı ve organel sayıları farklı olabilir. * İnsanda sinir ve çizgili kas hücreleri hariç diğer tüm hücrelerde görülebilir. * Bütün canlı türlerinin çoğalmasında rol oynar. * Büyüme dönemindeki bitki, hayvan ve insanlarda mitoz bölünme normalden hızlıdır. NOT Kromozomlar farklı genetik özellik taşır. Bundan dolayı canlı türleri aynı kromozom sayısına sahip olsalar bile, birbirinden farklı gelişmişlik düzeyinde olabilirler. — Bölünme Öncesi (Hazırlık Evresi) Bu dönem hücrenin normal yaşama ve büyüme evresidir. Bu evrede hücreler beslenir, gelişir ve belirli bir büyüklüğe, olgunluğa ulaşırlar. Bu evrenin sonunda, hücredeki kromozom ve sentrozom sayısı iki katına çıkarılır. Çekirdekte bulunan genetik yapı (kromozom) belirginleşir. Kromozomlar eşlenerek sayılarını iki katına çıkarırlar. Vücut Hücreleri (Diploit Hücreler) : (2n) Canlının doku ve organlarını oluşturan hücrelerdir. Bu hücrelerde kromozomlar çiftler halinde bulunurlar. — Çekirdek Bölünmesi Kromozomların çevresinde bulunan çekirdek zarı eriyerek, kromozomların sitoplâzmada serbest kalmasını sağlar. Sentrozom adı verilen yapılar iğ ipliklerini oluşturur. İğ iplikleri eşlenmiş olan kromozomların ortadan ikiye ayrılmasını sağlar. Eş kromozomlar iğ ipliklerine tutunarak, hücrenin ortasında yan yana sıralanırlar. İğ iplikleriyle ikiye ayrılan eş kromozomlar zıt kutuplara çekilirler. Bu ayrılma yeni hücrelerin aynı genetik maddeyi taşımasını sağlar. Oluşan her yeni hücre aynı kromozom sayısına sahip olmuş olur. Çekirdek bölünmesinin sonunda iğ iplikleri kaybolur. Kromozomlar incelip uzayarak belirsizleşirler. Yeni bir çekirdek zarı oluşarak birbirine benzer iki yeni çekirdeğin oluşması sağlanır. Bu evrenin bitiminde iki çekirdekli bir hücre meydana gelir. Üreme Hücreleri (Haploit Hücreler): (n) Eşeyli üremeyle çoğalan canlıların üreme hücreleridir. Erkek üreme hücresine sperm, dişi üreme hücresine yumurta denir. * Üreme hücrelerindeki kromozom sayısı vücut hücrelerindeki kromozom sayısının yarısı kadardır. Örnek Soru Aşağıdakilerden hangisi iki takım hücre taşıyan (2n) bir hücre için yanlıştır? A) Yumurta ve sperm hücrelerinin bölünmesiyle oluşur. B) Zigot hücresiyle aynı kromozom sayısına sahiptirler. C) Dokuları oluşturan hücrelerdir. D) Mitoz bölünme geçirirler. — Sitoplâzma Bölünmesi Oluşan iki çekirdeğin birbirinden ayrılarak yeni hücrelerin oluşmasını sağlar. Sitoplâzma, hayvan hücrelerinde boğumlanarak, bitki hücrelerinde ise ara lamel oluşumu ile ikiye ayrılır. Bitki hücrelerinde, selüloz yapılı çeper bulunduğu için boğumlanarak bölünemez. Sitoplâzma bölünmesi sonunda, kromozom sayısı ve yapısı aynı olan iki yeni hücre oluşur. Oluşan hücrelerin sitoplazma miktarı ve organel sayısı farklı olabilir. HÜCRE BÖLÜNMESİ Belirli bir büyüklüğe ulaşan hücrelerden, bölünerek yeni hücreler oluşmasına hücre bölünmesi denir. Bütün hücreler bölünerek çoğalamazlar. Hücre bölünmesi, tek hücrelilerde çoğalmayı, çok hücrelilerde büyümeyi, gelişmeyi ve yaraların onarılmasını sağlar. Vücut hücrelerinde görülen hücre bölünmesine mitoz bölünme, üreme hücrelerinde görülen hücre bölünmesine ise mayoz bölünme denir. 1 Halil KESLER www.fendersi.gen.tr Hücre Bölünmesi ve Kalıtım 8. SINIF Konu Kavrama ve Çalışma Kâğıdı EŞEYSİZ ÜREME İlkel bir çoğalma şekli olup, bu üremede eşey hücreleri kullanılmadan canlı çoğalması gerçekleşir. Eşeysiz üreme olayında mitoz bölünme önemli rol oynar. Böylece oluşan canlılar birbirine daha çok benzer. Yeni canlılar aynı kalıtsal yapıya sahiptirler. KALITIM Canlılardaki karakterleri (benzerlik ve farklılıkları) ve karakterlerin yeni bireylere aktarılmasının kurallarını inceleyen bilime kalıtım (genetik) denir. Homolog Kromozom: Eşeyli olarak çoğalan canlılarda, anne ve babadan yavruya geçen ve aynı karakterlerin oluşmasında rol oynayan kromozomlardır. Karakter: Canlı vücudunu oluşturan her bir özelliğe verilen addır. Genler üzerinde nesilden nesle aktarılabilen özelliklere kalıtsal karakter denir. Dil yuvarlama, kulak memesini yapışık veya ayrı olması, başparmağın düz veya eğri olması, kan grubu gibi. Gen: Kromozomların üzerindeki her bir özellikten sorumlu genetik bölümlerdir. Bir kromozom üzerinde binlerce farklı gen bulunabilir. Aynı özelliğin oluşmasını sağlayan genler homolog kromozom çiftinin karşılıklı bölgelerinde yer alır. — Baskın (Dominant) Gen: Canlılarda taşıdığı özelliği bulunduğu her canlıda oluşturabilen genlerdir. Çaprazlamalarda büyük harflerle sembolik olarak gösterilirler. Baskın genlerle oluşturulan her bir karaktere baskın özellik denir. — Çekinik (Resesif) Gen: Taşıdığı geni baskın genle birlikte olmadığında oluşturabilen genlerdir. Çaprazlamalarda küçük harflerle sembolik olarak gösterilirler. Çekinik genlerle oluşturulan her bir karaktere çekinik özellik denir. Homozigot (Saf Döl): Yeni bireylerde, karakteri oluşturan iki genin aynı yapı, şekil ve özellikte olmasıdır. Heterozigot (Melez Döl): Yeni bireyde, karakteri oluşturan iki genin de farklı yapı, şekil ve özellikte olmasıdır. Genotip: Karakterlerin oluşmasını sağlayan genlerin yapı ve özellikleri toplamıdır. Fenotip: Genler tarafından oluşturulan karakterlerin görünüş resmidir. Canlı Genotipi + Çevre Koşuları = Canlı Fenotipi 1- Vejetatif Üreme: Bitki vücudundan kopan dal, yaprak ve kök gibi parçaların büyüyüp gelişerek, yeni bitkileri oluşturması olayıdır. Çilek sürünücü gövdesinin ayrılmasıyla kendine benzer yeni bitkiler üretebilir. 2- Tomurcuklanarak Üreme Ana canlı vücudunda oluşan ve üremeye yönelik olan çıkıntılara tomurcuk adı verilir. Tomurcuğun büyüyüp gelişerek yeni canlılar oluşturması olayına tomurcuklanarak çoğalma denir. Süngerler, deniz anası, mercan, hidra, mantar ve bira mayası gibi canlılarda görülür. 3- Bölünerek Üreme Bir hücrelilerin çoğunda görülen üreme şeklidir. Mitoz bölünmeye benzer olarak, büyüyüp gelişen hücreden yeni hücre oluşması olayıdır. Paramesyum, amip, öglena ve bakteride görülür. 4- Yenilenmeyle Üreme (Rejenerasyon) Ana canlının vücudundan kopan parçaların büyüyüp gelişmesiyle yeni bireylerin oluşturulmasına denir. Kesilen karaciğerin onarılması, kertenkelenin kuyruğunun yenilenmesi, yaraların zamanla iyileşmesi, deniz yıldızının kopan bir parçasının gelişmesi, kırılan kemiklerin yenilenmesi rejenerasyona örnek verilebilir. EŞEYE BAĞLI KALITIM Vücut Kromozomları: Hücrelerdeki vücut kromozomları bütün insanlarda ortak olarak bulunan, doku ve organların oluşmasında görev yapan kromozomlardır. Eşey Kromozomları: Erkeklik ve dişilik gibi farklı özelliklerin meydana gelmesini sağlayan kromozomlardır. 5- Sporla Üreme Üzeri sağlam bir örtüyle kaplanmış olan, özelleşmiş hücrelere spor denir. Sporlar, olumsuz çevre koşullarına karşı çok dayanıklı hücrelerdir. Hava, su ve canlıların etkisiyle çevrede yayılırlar. Uygun şartların olduğu nemli ve sıcak ortamda mitoz bölünmeyle gelişerek yeni bir canlı oluştururlar. Kara yosunları, eğrelti otları ve mantarların neslinin devamını sağlar. NOT Hücreler = vücut kromozomları + eşey kromozomları Vücut Hücreleri => 44 + 2 = 46 Eşey Hücreleri => 22 + 1 = 23 2 Halil KESLER www.fendersi.gen.tr Hücre Bölünmesi ve Kalıtım 8. SINIF Konu Kavrama ve Çalışma Kâğıdı GENETİK HASTALIKLAR Kromozom ve genlerin yapı ile sayısından kaynaklanan rahatsızlıklardır. MAYOZ BÖLÜNME Üreme hücrelerinin oluşmasını sağlayan hücre bölünmesi şeklidir. Renk Körlüğü (Daltonizm): Gözün retinasında bulunan kırmızı ve yeşil renkleri algılayan duyu almaçlarının görev yapmaması sonucu oluşur. Çekiniktir. * Mayoz sonucu oluşan dört yeni hücre kalıtsal olarak birbirinden farklıdır. * Üreme hücreleri olan sperm (erkek) ve yumurtanın (dişi) oluşmasını sağlayan bölünmedir. * Ana ve yeni hücreler birbirine benzemezler. * Üreme organlarında gerçekleşir. * Ana ve babanın kalıtsal özelliklerinin yavruya aktarımı sağlar * Oluşan yeni hücreler (n) kromozomludur. r → Hastalık geni R → Normallik geni XR XR →RNor rmal Dişi X X → Taşıyıcı Dişi X r Xr → Renk Körül Dişi R R X Y → Normal Erkek r r X Y → Renk Körü Erkek 1. MAYOZ 2n kromozomlu üreme ana hücresinin, bölünerek n kromozomlu olan iki yeni hücreyi oluşturduğu evredir. — Bölünme Öncesi (Hazırlık Evresi) Bu dönem hücrenin normal yaşama ve büyüme evresidir. Bu evrede hücreler beslenir, gelişir ve belirli bir büyüklüğe, olgunluğa ulaşırlar. Bu evrenin sonunda, hücredeki kromozom ve sentrozom sayısı iki katına çıkarılır. Çekirdekte bulunan genetik yapı (kromozom) belirginleşir. Kromozomlar eşlenerek sayılarını iki katına çıkarırlar. — Çekirdek Bölünmesi Anne ve babadan gelen homolog (kardeş olmayan) kromozomlar birbirine sarılır. Homolog kromozomlar arasında karşılıklı gen alış verişi yapılır. Bu olaya parça değişimi denir. Parça değişimi sayesinde gen yapısı farklı kromozomlar oluşmasıyla yeni oluşacak bireylerde çeşitliliği sağlar. Kromozomlar hücrenin ortasında dizilirler. Homolog kromozom çiftleri birbirinden ayrılarak kutuplara çekilirler. Yeni çekirdek zarları oluşarak iki çekirdekli yeni bir hücre meydana gelir. Renk Körlüğü Testi Orak Hücreli Anemi: Bu hastalığa yakalanmış olanlarda alyuvarların biçimi bozulur ve orak şeklinde farklı bir yapıya dönüşür. Böylece alyuvarların yeterli oksijen taşımasını engellerler. Çekinik genle taşınırlar. — Sitoplâzma Bölünmesi Hayvan hücrelerinde sitoplâzma boğumlanarak hücre ikiye ayrılır. 1. Mayoz sonucu 2n kromozomlu hücreden kromozom sayısı n olan iki yavru hücre meydana gelir. Hemofili: Kanın pıhtılaşması için gerekli bazı proteinlerin üretilmemesi sonucu oluşur. Çekiniktir. 2. MAYOZ Bu evrede bölünme öncesi hazırlık evresi gerçekleşmez. Çekirdek ve sitoplâzma bölünmesi normal bir mitoz bölünmeye benzer şekilde gerçekleşir. Down Sendromu: Vücut hücrelerinde46 yerine 47 kromozom bulunan bireylerdir. Bu hastalığı taşıyan kişilerin elleri geniş, parmakları kısa, vücudu tıknaz olabilir. 3 Halil KESLER www.fendersi.gen.tr Hücre Bölünmesi ve Kalıtım 8. SINIF Konu Kavrama ve Çalışma Kâğıdı DNA ve GENETİK KOD Çekirdeğin içindeki yönetici yapılar olan kromozomlara genetik madde denir. Hücre zarı, organeller ile sitoplâzmadaki tüm yaşamsal olayları kontrol eden yönetici moleküllerin hepsine nükleik asitler denir. MUTASYON DNA ya da kromozomların yapısı ile sayısında meydana gelen eksilme, artma veya bozulma şeklindeki değişimlerdir. Radyasyon, ilaçlar, zehirler gibi çeşitli faktörler neden olabilir. Örneğin hamilelik döneminde röntgen çektirilmesi anne karnındaki bebeğin gelişimine zarar verebilir. Mutasyon sonucu hücre bölünmesindeki kontrol mekanizması ortadan kalkabilir. Bu şekilde hücrenin kontrolsüz bölünmesine kanser adı verilir. NÜKLEİK ASİTLER (DNA) Hücredeki en büyük ve karmaşık yapılardır. Hücrenin büyümesi, çoğalması, hareket etmesi, madde alış verişi, madde sentezi gibi olayları denetlerler. Nükleik asitlerin en küçük yapı birimine nükleotid denir. Nükleik asitler binlerce nükleotidin birleşmesiyle oluşmuşlardır. Nükleotidler organik baz, şeker ve fosfat moleküllerinden meydana gelmişlerdir. MODİFİKASYON Bazı çevresel koşulların etkisiyle, canlının genetik yapısında değişim olmadan sadece dış yapısında meydana gelen değişimlerdir. Sonradan oluştuğu için kalıtsal değildir. Besin, su, sıcaklık, hava, ışık, nem gibi çeşitli faktörler neden olabilir. Örneğin; Açık alanlara dikilen patates yumrusundan, gölgeli alana dikilene göre daha uzun bitki oluşması, Düzenli olarak spor yapan bireylerin kaslarını daha fazla gelişmesi Çuha çiçeğinin, 25–30ºC de beyaz, 15–20ºC de kırmızı çiçek açması, Organik Bazlar: Çeşitli maddelerin birleşmesiyle oluşan organik bileşiklerdir. DNA’nın yapısında dört çeşit organik baz vardır. Adenin, Guanin, Sitozin ev Timin. Şekerler: Beş karbonlu yapıda olan basit şekerlerdir. DNA’nın yapısında deoksiriboz şekeri bulunur. Nükleik asitlerin isimlendirilmesinde taşıdıkları şeker çeşidi kullanılır. Fosfat: Fosforik asit moleküllerinden oluşur. Bütün nükleik asit çeşitlerinde bulunur. Böylece DNA’nın asitsi özelliğe sahip olması sağlanır. Fosfat + Şeker + Organik Baz = Nükleotid DNA’nın Özellikleri * Yapısında iki nükleotid zinciri bulunur. Bu yapı ikili sarmal olarak adlandırılır. * Çekirdekli hücrelerin çekirdeğinde, çekirdeksiz hücrelerin sitoplâzmasında bulunur. * DNA’yı oluşturan iki zincir hidrojen bağlarıyka karşılıklı olarak bağlanır. * Adeninin karşısına Timin (A-T), Guaninin karşısına Sitozin (G-S) gelir. * Canlının kalıtsal bilgilerini taşır * Hücrenin yaşamsal olaylarını yönetir ve denetler. ADAPTASYON Canlıların hayatsal faaliyetlerini devam ettirebilmeleri için ortam şartlarına uyum göstermeleri olayıdır. Genlerin yapısıyla ilgili olduğundan kalıtsaldır. Örneğin; Su kaplumbağalarının ayaklarının kulaç şeklinde olması dolayısıyla daha kolay yüzmeleri, Ayı, sincap ve yılan gibi canlıların kış mevsimini geçirmek için mağaralarda kış uykusuna yatmaları, Tozlaşmasında böcekleri kullanan bitkilerin çiçeklerinin renkli ve hoş kokulu olması, NOT Adenin sayısı = Timin sayısı Guanin sayısı = Sitozin sayısı Nükleotid sayısı=Şeker sayısı=Baz sayısı=Fosfat sayısı VARYASYON Canlıların yaşadıkları ortama uyumları biyolojik çeşitliliğe neden olur. Aynı türün bireyleri arasındaki bu kalıtsal çeşitliliktir. DNA’nın Kendini Eşlemesi Bir DNA’nın kendisini kopyalayarak iki DNA molekülü oluşturması olayıdır. DNA, sadece hücre bölünmesi öncesinde kendini eşler. Enzim yardımıyla DNA’nın iki zinciri arasındaki hidrojen bağları ayrılır. Zincirlerin açıkta kalan nükleotidlerine, sitoplâzmada serbest halde bulunan uygun nükleotidler bağlanır. Nükleotidler bağlandıktan sonra zincir tekrar hidrojen bağlarıyla bağlanır. Birbirinin aynı iki DNA oluşmuş olur. EVRİM TEORİSİ Zaman içinde bazı türlerin yok olması, yeni türlerin oluşması ve türlerdeki tüm değişmeleri açıklayan ifade ve görüşlerdir. Evrim görüşüne göre, binlerce yıllık zaman sürecinde, bütün canlılar yapı ve yaşam olarak farklılaşma geçirmiştir. 4 Halil KESLER