AEROBİK SOLUNUM (OKSİJENLİ SOLUNUM)

12. SINIF ÜNİTE, KONU, KAZANIM VE AÇIKLAMALARI

12.2.4. Hücresel Solunum

Anahtar Kavramlar

fermantasyon, glikoliz, mitokondri, oksijenli solunum,  hücresel solunum, krebs döngüsü, oksijensiz solunum

12.2.4.1. Hücresel solunumu açıklar.

a. Oksijenli solunum; glikoliz, krebs döngüsü ve ETS-oksidatif fosforilasyon olarak verilir.

b. Tepkimelerdeki NADH, FADH₂ , ATP üretim ve tüketimi matematiksel hesaplamalara girilmeden verilir.

c. Tüm canlılarda glikozun çeşitli tepkimeler zinciri ile pirüvik asite parçalandığı vurgulanır. Pirüvik asite kadar olan ara basamaklara ve ara ürünlere değinilmez.

f. Hücresel solunum süreçleri görsel ögeler, grafik düzenleyiciler, e-öğrenme nesnesi ve

uygulamalarından faydalanarak açıklanır.

12.2.4.2. Oksijenli solunumda reaksiyona girenler ve reaksiyon sonunda açığa çıkan son

ürünlere ilişkin deney yapar.

-Günlük yaşamda solunum, canlıların bulundukları ortamdan O₂ alıp dış ortama CO₂ vermeleri olarak bilinmektedir. Oysa bu olayın doğru tanımı soluk alıp vermedir. Soluk alıp verme mekanizması solunum sisteminde açıklanacaktır.

-Gerçek anlamda solunum, organik besinlerin hücre içinde yıkılarak enerji elde edilmesi olayıdır. Bu olaya hücresel solunum denilir.

-Hücresel solunumun amacı enerji (ATP) üretmektir. Üretilen enerjinin bir kısmı ATP’nin yüksek enerjili bağlarında depo edilirken bir kısmı da ısı olarak ortama verilir. Ortama verilen bu ısı enerjisi vücut sıcaklığının düzenlenmesinde kullanılır.

-Enerji verici organik besin monomerlerinin oksijen kullanılarak inorganik moleküllere (CO₂, H₂O veya bunlarla beraber NH₃) kadar parçalanması ile açığa çıkan enerjiyle ATP sentezlenmesine oksijenli solunum denir.

-Prokaryot canlıların sitoplazmalarında başlar hücre zarı kıvrımlarında (mezozom), ökaryot canlılarda ise yine sitoplazmada başlar mitokondride devam eder.

-Genel denklemi:

-Glikozun yapısına katılan atomların radyoaktif izotopları kullanılarak oksijenli solunum reaksiyonlarında oluşan ürünlerin kaynağı belirlenebilmiştir.

Buna göre glikozun atomlarının ve oksijenin oluşan ürünlere geçişini şöyle gösterebiliriz:

Mitokondri

-Prokaryot canlılar ve memeli olgun alyuvarlarının dışında oksijenli solunum yapan tüm hücrelerde bulunur.

-Mitokondriler hücrenin enerji santralleridir. Oksijenli solunum ile ATP üretir.

-Substrat düzeyinde fosforilasyon ve oksidatif fosforilasyon ile ATP sentezlenir.

-Çift zarlıdır.

 -Dış zar düz, iç zar kıvrımlıdır. Kıvrımlı bu yapıya krista denir.

-Krista üzerinde ETS enzimleri (enerji üretiminde görev alan enzimler) vardır.

-Kristadaki kıvrımlar mitokondrinin yüzeyini genişletir. Böylece daha fazla ATP üretilir.

-Kendisine ait DNA, RNA ve ribozomu vardır.

-Kıvrımların arasını matriks adı verilen sıvı doldurur. DNA, RNA, ribozom ve solunum enzimleri matriks içinde bulunur.

--Mitokondride oksijenli solunum ile ATP üretildiğine göre, mitokondri etkinliği artan bir hücrede;

-O₂ tüketimi artar. Enerji verici olarak kullanılan glikoz, yağ asidi ve gliserol gibi monomerlerin miktarı azalır. Yoğunluk azalır. CO₂ artar. pH düşer. Asitlik artar. Üretilen ATP artar. Isı artışı olur. H₂O miktarı artar. Ozmotik basınç azalır. Turgor basıncı artar.

-Oksijenli solunum, glikoliz, krebs döngüsü ve ETS olmak üzere üç aşamada tamamlanır.

1. Glikoliz: Bütün hücresel solunum tepkimeleri glikoliz ile başlar. Glikoliz, glukozun hücrenin sitoplazmasında enzimlerle 2 molekül piruvata (pirüvik aside) yıkıldığı evredir..

-Glikozun aktifleşmesi ve reaksiyonun başlayabilmesi için aktivasyon enerjisi olarak 2 ATP harcanır.

-Bir glikoz molekülü başına, substrat düzeyinde fosforilasyon ile toplam 4 ATP üretilir. Net kazanç 2 ATP’dir.

-2 NAD⁺ indirgenir yani 2 NADH⁺H⁺ oluşur.

-Sitoplazmada gerçekleşir.

-Oksijene gerek duyulmaz. CO₂ kullanılmaz ve de oluşmaz.

-Glikoliz, hemen hemen tüm canlılarda sitoplazmada aynı enzimlerle gerçekleşir. Bunun nedeni her aşamada görev alan enzimlerin tüm canlılarda bulunmasıdır.

-Glikolizin son ürünü olan piruvatlar ve NADH’lar ortamda oksijen varsa, mitokondri matriksine (mitokondri iç sıvısına) geçer. (Oksijenin dolaylı etkisi)

2. Krebs döngüsü (Sitrik asit döngüsü=karbon yolu):

-İlk defa İngiliz bilim insanı Hans Krebs (Hans Krebs) tarafından 1937 yılında açıklandığından bu reaksiyonlara Krebs döngüsü denilmiştir.

-İlk oluşan ürün sitrik asit olduğundan dolayı sitrik asit döngüsü de denilmektedir.

-Krebs döngüsü prokaryotların sitoplazmasında, ökaryotların mitokondri matriksinde gerçekleşir.

-Krebste gerçekleşen olaylar: [Rakamlar 1 molekül glikoz (2 asetil Co A içindir. 2 asetil Co A için iki tur döner.)]

1.İlk olarak,  Asetil Co A’dan CoA ayrılır, asetik asit 4 C’lu okzaloasetik asit ile birleşerek 2 molekül 6 C’lu sitrik asit oluşturur.

2. Sitrik asitlerin her birinden birer olmak üzere 2 molekül CO₂ ayrılır. 2 NADH oluşur. Sonuçta 5 C’lu iki bileşik oluşur.

3. 2 molekül 5 C’lu bileşikten birer CO₂ daha ayrılır. 2 NADH daha oluşur. Böylece 2 tane 4 C’lu bileşik oluşur.

4. 4C’lu bileşik tekrar okzaloasetik asiti oluşturarak bir krebs tamamlanır. Yeni bir krebs başlar.  Bu sırada substrat düzeyinde fosforilasyon ile 2 ATP üretilir. 2 FADH₂, 2 NADH daha oluşur.

Sonuç olarak krebste 1 glukoz (2 asetil Co A) kullanılarak;

- 6 NADH ve 2 FADH₂, substrat düzeyinde fosforilasyon ile 2 ATP, 4 CO₂ üretilir. 6 Molekül H₂O harcanır.

3. Elektron Taşıma Sistemi (ETS): 

- Prokaryotların mezozom adı verilen zar kıvrımlarında, ökaryotların mitokondri kristalarında gerçekleşir.

-Oksijen doğrudan görev yapar. H⁺ ve elektronları ile birleşerek su oluşturur.

-Tepkimeler sırasında NADH ve FADH₂ yükseltgenir. Tekrar elektron taşıyıcı olarak kullanılır.

-En fazla ATP oksidatif fosforilasyon ile bu evrede üretilir.

-ETS: Enerji verici organik moleküllerdeki hidrojenlerin proton (H⁺) ve elektronlarına (e^-) ayrıldıktan sonra ETS elemanlarınca oksijene kadar taşınarak ATP sentezlediği evredir.

-Mitokondrinin iç zarında yer alan protein ve proteine bağlı protein olmayan moleküllerden oluşur.

-ETS’nin bu elektron tutucu elemanları elektron çekme gücüne göre en zayıf olandan kuvvetli olana göre I ve IV arası numaralarla sıralanır.

- ETS elemanları, bu aşamaya kadar oluşturulan NADH ve FADH₂ moleküllerinin getirdiği elektronları alır.

-ETS’de taşınan elektronların enerjisi kademe kademe sisteme aktığı için elektronları enerji düzeyi azalır.

-Enerjisi en yüksek olan elektron ETS’nin I. elemanı tarafından tutulur. Daha sonra indirgenme yükseltgenme tepkimeleri ile III. ve IV. elemanlara doğru akar. Bu sırada enerjilerini sisteme bırakır. Bir kısım enerji de ısı olarak ortama verilir.

-Bu enerji ile matriksteki hidrojen iyonları (proton veya H⁺) ETS’nin I-III ve IV. elemanları üzerinden zarlar arası boşluğa pompalanır. Hidrojen iyonlarının geçişiyle de matriks ile zarlar arası boşluk arasında proton derişimi farklılığı oluşturulur.

-Enerjisi en az olan en zayıf elektronu ETS’nin IV.elemanından elektron ilgisi en yüksek olan (bir başka ifade ile elektronegatifliği en yüksek olan) son elektron tutucu oksijen alır, ATP sentaz enziminin oluşturduğu kanaldan matrikse pompalanan H⁺’ları ile birleşerek su oluşur.  

-ETS molekülleri aracılığı ile elektronların oksijene taşınması ve ATP’nin sentezlenmesine oksidatif fosforilasyon denir.

 -Oksidatif fosforilasyonla ATP üretimi, 1960 yılında Peter Mitchell tarafından ileri sürülen Kemiozmozis hipotezine dayandırılarak açıklanmaktadır.

Kemiozmozis hipotezi

-“Zar yüzeyleri arasındaki proton derişim farkı ATP sentezini sağlar” şeklinde ifade edilir.

- Yüksek enerjili elektronların ETS’de aktarımı sırasında açığa çıkan serbest enerjinin bir kısmı ısı olarak ortama verilirken büyük bir kısmı matriksteki protonları ETS molekülleri aracılığı ile iç ve dış zar arasındaki boşluğa pompalamada kullanılır. Mitokondirinin iç zarı protonlara geçirgen olmadığından

bu olaylar zarlar arası boşlukta proton yoğunluğunu artırır. Ayrıca protonlar, elektrik yükü taşıdıklarından zarlar arasındaki boşluk ile matriks arasında elektriksel yük farkının oluşmasına neden olur.

-Bu derişim ve elektriksel yük farkı bir potansiyel enerji oluşturur.

-Oluşan bu enerji (proton hareket kuvveti), H⁺ iyonlarının ATP Sentaz’ın içine girerek enzimin bir değirmen gibi dönmesini sağlar. ATP Sentaz’ın matrikste bulunan alt birimi dönme kuvveti ile ATP sentezi gerçekleştirir.

-Kemiozmotik modele göre organik moleküllerdeki bir çift elektron ETS’ye NADH ile girerse, toplam 2,5 ATP, FADH₂ ile  girerse 1,5 ATP sentezi gerçekleşmektedir.

Böylece bir glikoz molekünün CO2’ye kadar indirgenmesi ile sonuçlanan yıkım tepkimelerinde toplam 30-32 ATP sentezi gerçekleşmektedir.

Oksijenli solunumda suyun oluşumu

Bir çift hidrojen atomunun ETS’de son elektron tutucu molekül olan O₂ ile birleşmesi sonucu bir molekül su oluşur. Glikolizden başlayarak krebs sonuna kadar 10 NADH ve 2 FADH₂’nin getirdiği H’lerin elektron ve protonları ile birleşen O₂, 12 molekül su oluşturur. Bunların 6 tanesi krepste harcandığından kalan 6 molekül su ortama verilir.

Oksijenli solunumda CO₂ oluşumu

Bir molekül glukozdan krebse hazırlık (pirüvik asit oksidasyonu) evresinde 2 CO₂, krebs döngüsünde de 4 CO₂ olmak üzere 6 CO₂ oluşur ve dışarıya verilir.

Oksijenli solunumda ATP üretim şekilleri

1. Substrat düzeyinde fosforilasyon ile bir molekül glukozdan;

-Glikolizde toplam 4 ATP, NET 2 ATP üretilir.

-Kres döngüsünde TOPLAM ve NET 2 ATP üretilir.

O halde substrat düzeyinde fosforilasyon ile TOPLAM 6 ATP, NET 4 ATP üretilmiş oldu.

2. Oksidatif foforilasyon ile bir molekül glukozdan;

-NAD ile ETS’ye taşınan bir çift H atomundan 2,5, FAD ile taşınan bir çift hidrojen atomundan 1,5 ATP üretilir.

-Buna göre; 10 NADH oluştuğuna göre 10x2,5= 25 ATP,

-2 FADH₂ oluştuğuna göre 2x1,5= 3 ATP,

TOPLAM 28 ATP üretilmiş olur.

Sonuç olarak 1 molekül glukozdan;

 TOPLAM: 6+28=34 ATP üretilir.  NET : 4+28=32 ATP üretilir.

FARKLI BESİNLERİN OKSİJENLİ SOLUNUMA KATILIM BASAMAKLARI

-Canlıların enerji elde etmek için kullandığı organik besinler sırasıyla karbonhidratlar, yağlar ve proteinlerdir.

- Bu besin maddelerinin solunum reaksiyonlarıyla yıkımı (oksidasyonu) sonucu, ortak olarak CO₂, H₂O, ATP ve ısı oluşurken, amonyak (NH₃) sadece aminoasitlerin yıkımı sırasında oluşur. Şayet kullanılan amino asit kükürtlü ise kükürtlü bir bileşik de oluşabilir.

-Eğer bir enerji metabolizmasında NH₃ oluşmuş ise besin maddesi kesinlikle protein (amino asit) dir.

-Enerji verici polimerler enerji metabolizması sırasında öncelikle hidroliz ile monomerlerine ayrılırlar.

-Karbonhidrat monomerleri glikoliz evresinden tepkimeye girer, asetil Co A’ya dönüşür, krebs ve ETS evrelerinden geçer.

-Protein monomerlerinden (amino asitlerden) ilk olarak amino grubu NH₃ olarak ayrılır. Buna deaminasyon da denir. Daha sonra karbon sayılarına göre 2 C’lu amino asitler Asetil Co A’ya, 3C’lu amino asitler piruvata, 4 ve daha fazla C’lu amino asitler ise krebs döngüsündeki ara moleküllere dönüşerek tepkimeye katılırlar.

-Yağların sindirim ürünleri olan gliserol, glikolizin ara basamaklarından (PGAL’ dönüşerek) katılır, yağ asitleri ise mitokondride beta oksidasyonu adı verilen tepkimelerle 2C’lu asetil-CoA moleküllerine dönüştürüldükten sonra tepkimeye katılır.

YUKARIDAKİ ŞEMA İLE İLGİLİ OLARAK BUNLARA DİKKAT EDELİM!

-Farklı besinlerin oksijenli solunumun hangi basamağından tepkimeye gireceğini karbon sayıları belirler.

-Bir hücresel solunumda 4 ve daha fazla karbonlu amino asitler hariç hangi substrat (besin) kullanılırsa kullanılsın kilit madde olan Asetil Co A mutlaka oluşur. Krebs döngüsü mutlaka gerçekleşir. Glikoliz evresi gerçekleşmek zorunda değildir.

-Farklı besin monomerleri hücresel solunum tepkimelerine aynı basamaktan katılabilirler. Örneğin 2 C’lu amino asitler ile yağ asitleri Asetil Co A’dan katılabilirler.

SOLUNUM KAT SAYISI (SK)

-Oksijenli solunumda üretilen CO₂ miktarının tüketilen O₂ miktarına oranına solunum katsayısı (Rq) denir.

-Solunum katsayısı oksijenli solunumda kullanılan substrat çeşidine bağlı olarak değişebilir.

1. Karbonhidrat monomerlerinin (buğday, bezelye vb tohumların çimlenmesi sırasında) O2li solunumda kullanıldığında üretilen CO2 ile tüketilen O2 miktarları eşit olduğundan solunum katsayısı 1’dir. Deney düzeneğinde basınç değişmediğinden dolayı renkli sıvı dengede kalır. C6H12O6 + 6 O2 →6CO2 + 6 H2O + Enerji	(İç basınç sabit)
2. Yağ içeriği yüksek olan keten, ayçiçeği gibi tohumların çimlenmesi sırasında  O2’li solunumda yağlar substrat olarak kullanıldığın da tüketilen O2 miktarı, üretilen CO2 miktarından fazla olduğu için kabın iç basıncı azalacak ve renkli sıvı borunun kaba bağlı kolunda yükselecektir. C18H34O2 + 51/2 O2 → 18 CO2 + 17 H2O + Enerji	(İç basınç azalır)
3.Nohut, fasulye gibi protein içeriği yüksek tohumların çimlenmesi sırasında veya organik asitler O2’li solunum sırasında substrat olarak kullanıldığında üretilen CO2 miktarı tüketilen O2 miktarından fazla olduğu için kabın iç basıncı artacak bunun sonucunda renkli sıvı seviyesi kaba bağlı kolunda düşerken diğer kolda yükselecektir. C2H2O4 + 1/2 O2 → 2CO2 + H2O + Enerji	(İç basınç artar)

SORU 1: (2024-AYT/FEN)

Bir bitkide gerçekleşen fotosentez ve hücresel solunum karşılaştırıldığında aşağıdakilerden hangisinin ortak olduğu görülür?

A) Kullanılan elektron kaynağı

B) Gerçekleşen fosforilasyon tipi

C) NADPH’ın yükseltgenmesi

D) üreç sonunda üretilen ürünler

E) Kemiosmotik mekanizmayla ATP sentezi

SORU 2. (2023-AYT/FEN)

Aşağıdakilerin hangisinde ATP sentezi

gerçekleşmez?

A) Kloroplastta protonların tilakoit zardan stromaya geçmeleri sırasında

B) Mitokondride protonların zarlar arası bölgeden matrikse geçmeleri sırasında

C) Kemosentezde inorganik maddelerin oksitlenmesi sırasında

D) Glikolizde glikozdan pirüvik asit oluşumu sırasında

E) Fermantasyonda pirüvik asitten laktik asit oluşumu sırasında

SORU 3. (2017-LYS2/BİY)

Aşağıdakilerden hangisi enerji kaynağı olarak ATP’nin kullanıldığı anabolik olaylardan biridir?

A) Pirüvik asidin asetil CoA’ya dönüşmesi

B) Amino asitlerden protein sentezi

C) Monosakkaritlerin pirüvik aside dönüşmesi

D) Asetil CoA’nın Krebs döngüsüne katılması

E) Krebs döngüsünden CO₂ çıkış

SORU 4. (2015-LYS2/BİY)

Glikolizde ve Krebs döngüsünde;

I. NADH⁺H⁺ oluşumu,             

II. CO₂ oluşumu,

III. FADH₂ oluşumu

olaylarından hangilerinin ortak olduğu görülür?

A) Yalnız I           B) Yalnız II        C) I ve II

D) I ve III             E) II ve III

SORU 5. (2015-LYS2/BİY)

I. Protonların (H⁺) biriktirildiği yer

II. Elektronların elektron taşıma sisteminde taşınım kuralı

III. ATP oluşumunu sağlayan enzimin çeşidi

Kemiozmotik hipotezine göre, kloroplastlar  ve mitokondrilerde ATP sentezi sırasında yukarıdakilerden hangileri farklılık gösterir?

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

D) I ve II           E) II ve III

SORU 6. (2014 – LYS2 / BİY)

Ortamda, mitokondri iç zarında yer alan 

 ATP sentazın işlevini tamamen durduran özgül bir madde bulunduğunda, aşağıdakilerden hangisinin gerçekleşmesi beklenir?

A) Karbondioksit çıkışı artar.

B) Oksijen kullanımı durur.

C) Mitokondri iç zarının iki yüzeyi arasındaki pH farkı artar.

D) Elektron taşıma sisteminde proton

E) pompalanması hemen durur.

Elektron taşıma sistemindeki elektron akışı hemen durur.

SORU 7. (2013 - LYS2 / BİY)

İnsanın iskelet kası hücrelerinde, oksijenli solunum ve fermantasyon olayları gerçekleşirken son elektron alıcısı olarak işlev gören moleküller aşağıdakilerin hangisinde doğru verilmiştir?

SORU 8. (2012 – LYS2 / BİY)

Bir hayvan hücresindeki glikoliz, Krebs döngüsü ve Elektron Taşıma Sistemi (ETS) olayları hücrenin hangi kısımlarında gerçekleşir?

SORU 9. (2012 – LYS2 / BİY)

Alkol fermantasyonu oksijenli solunum ve laktik asit fermantasyonunda aşağıdakilerden hangisi ortak değildir?

A) Enzimlerin kullanılması

B) ATP’nin sentezlenmesi

C) Organik maddelerin yıkılması

D) NADH ⁺ H⁺ oluşumu

E) CO₂ oluşumu

SORU 10. (2011 – LYS2 / BİYO)

Krebs çemberinde gerçekleşen olaylar göz önüne alındığında aşağıdakilerden hangisi yanlıştır?

A) Krebs çemberinde FADH₂ sentezlenir.

B) Hücre solunumunda ortaya çıkan NADH moleküllerinin çoğu krebs çemberinde sentezlenir.

D) Kerbs çemberinde oluşan bir organik molekül, bir sonraki basamağın substratıdır.

E) Kerbs çemberinde çıkan karbondioksitteki oksijennin kaynağı, solunum ile alınan oksijendir.

SORU 11. (2010 – LYS2 / BİYO)

Enerji elde etmede kullanılabilecek moleküllerin biyokimyasal yıkım yolları aşağıda verilmiştir.

Buna göre, şemada X olarak gösterilen madde aşağıdakilerden hangisidir?

A) 2 NADH          B) 2 FADH        C) Glukoz    

D) Asetil CoA      E) Sitrik asit

SORU 12. (2010 YGS)

Aşağıdaki tabloda dört ayrı ortamda bulunan besin molekülleri ve ortamın oksijen durumu verilmiştir.

Yukarıdaki ortamlardan hangilerine maya mantarı eklenmesi sonucu etil alkol çıkar?

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

D) II ve IV         E) III ve IV

SORU 13. (ÖSS FEN-1 / 2008)   

Ökaryot canlıların oksijenli solunumunda,

I. glukozun sitoplazmada belirli moleküllere kadar yıkılması,

II. enerji elde etmede kullanılacak moleküllerin mitokondrilere geçmesi,

III. moleküllerin enzimlerle CO₂ ve H₂O’ya kadar parçalanması

 olaylarının gerçekleşme sırası aşağıdakilerin hangisinde doğru olarak verilmiştir?

A) I – II – III    B) II – I – III   C) II – III – I 

D) III – I – II    E) III – II – I

SORU 14. (2008 ÖSS FEN-2)

Bir canlı, aşağıdakilerden hangisiyle bir glukoz molekülünden en fazla ATP elde eder?

A) Glikoliz   

B) Elektron taşıma sistemi (ETS)

C) Laktik asit fermantasyonu

D) Etil alkol fermantasyonu

E) Pirüvattan Asetil CoA elde edilmesi

SORU 15. (ÖSS 2003)    

Işıklı bir kültür ortamında, glikoz ve oksijenin varlığına ya da yokluğuna göre, bir bakteri türünün gelişimi incelenmiştir. Değiştirilen koşullarda, bakterinin üremesiyle ilgili sonuçlar aşağıdaki tabloda verilmiştir

Tablodaki bilgilere göre, bu bakteri türü ile ilgili olarak,

I. Heteretrof beslenir.

II. Ototrof beslenir

III. Okjijenli solunum yapar.

IV. Oksijene gereksinimi yoktur.

ifadelerinden hangileri doğrudur?

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

D) I ve IV          E) II ve IV

SORU 16. (ÖSS 1999)

Hücrelerde gerçekleşen,

I. Bir molekül glikojenin CO₂ ve H₂O’ya yıkımı

II. Bir molekül ATP’nin ADP’ye yıkımı

III. Bir molekül glukozun etil alkol ve CO₂’ye yıkımı

IV. Bir molekül glukozun CO₂ ve H₂O’ya yıkımı

olayları, aşağıdakilerden hangisinde en az enerji üretilenden en çok enerji üretilene doğru sıralanmıştır?

A) I-II-IV-II        B) I-IV-II-III      C) II-III-IV-I

D) III-I-II-IV       E) IV-II-III-I

SORU 17. Oksijenli solunum sırasında;

 I. Glukoz II. NAD III. Enzim IV. FAD

gibi moleküllerden hangileri tekrar tekrar kullanılabilir?

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

D) II,III,IV        E)  I,II,III

SORU 18. Aşağıdakilerden hangisi, asetil koenzim A molekülüne dönüşmeden, doğrudan Krebs döngüsü tepkimelerine katılabilir?

A) Yağ asitleri  B) Gliserol  C) Disakkaritler

D) Fruktoz        E) Bazı amino asitler

SORU 19. (2021-AYT/FEN)

 Çeşitli ökaryotik hücrelerde gerçekleşen;

I. glikoliz,

II. Krebs döngüsü,

III. etil alkol fermantasyonu,

IV. laktik asit fermantasyonu

olaylarının hangilerinde FAD’ın indirgenmesi gerçekleşir?

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

D) III ve IV     E) I, II ve IV

SORU 20. Aşağıda mitokondrinin şekli basitleştirilerek verilmiştir.

Buna göre numaralarla gösterilen bölümlerle ilgili aşağıdakilerden hangisi söylenemez?

A) I, kemiozmotik hipoteze göre H’lerin biriktirildiği yerdir.

B) II’de oksidatif fosforilasyon gerçekleşir.

C) III, de glukoz moleküllerine rastlanabilir.

D) ETS elemanları II’de bulunur.

E) Piruvatın oksidasyonu III’de gerçekleşir.

SORU 21. (2020-AYT/FEN)

Glikoz molekülünün oksijenli solunumda yıkılarak enerji elde edildiği bilinmektedir. Bu süreç genel bir denklemle aşağıdaki gibi özetlenmektedir.

Oksijenli solunum yapan bir canlıya işaretli oksijen molekülleri verilecek olursa hücresel solunum sırasında bu işaretli oksijene;

I. pirüvik asitten asetil CoA oluşumu sırasında açığa çıkan CO₂,

II. Krebs döngüsünde açığa çıkan CO₂,

III. elektron taşıma sisteminde oluşan H₂O

moleküllerinin hangilerinde rastlanması beklenir?

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

D) I ve II          E) I, II ve III

CEVAPLAR ve ÇÖZÜMLERİ

1. Kloroplastlarda fotofosforilasyon ile, mitokondride oksidadif fosforilasyon ile ATP üretimi Kemiosmotik mekanizmayla açıklanır. CEVAP: E

2. Fermantasyonda pirüvik asitten laktik asit oluşumu sırasında ATP üretilmez. Sadece NAD yükseltgenir.

Cevap: E

3. Oksijenli solunumda sadece glikolizin başlangıcında ATP harcanır. A, C, D ve E seçenekleri oksijenli solunumun glikolizden sonraki basamaklarıdır. Hiçbirinde ATP harcanmaz. Ancak amino asitlerden protein sentezi dehidrasyon olayıdır. ATP harcanır.

Cevap: B

4. Glikolizde CO₂ çıkışı yoktur. FADH₂ sadece krebste oluşur. NADH⁺+H⁺ hem glikoliz hem de krebste oluşur.

Cevap: A

5. Elektronların elektron taşıma sisteminde taşınım kuralı ve ATP oluşumunu sağlayan enzimin çeşidinde bir farklılık yoktur. Enzim ATPaz enzimidir her ikisinde de. Ancak Mitokondride protonlar zarlar arası boşlukta, kloroplastlarda ise tilakoit boşlukta biriktirilir.

Cevap: A

6.  Mitokondri iç zarının iki yüzeyi arasındaki pH farkı artar.

Cevap: C

7. İnsanın iskelet kası hücrelerinde gerçekleşen fermantasyon laktik asit fermantasyonudur. Son elektron alıcı piruvattır. Oksijenli solunumda ise oksijendir.

Cevap: C

8.  Glikoliz: Sitoplama

Krebs döngüsü: Mitokondri

ETS: Mitokondri

Cevap: D

9.  CO₂, lakktik asit fermantasyonunda oluşmaz.

Cevap: E

10. Krebs çemberinde oluşan CO₂’nin oksijenleri glikozdan gelir. Alınan oksijen ise suyun oluşumuna katılır.

Cevap: E

11. X, krebsi başlatan Asetil CoA’dır.  Cevap D

12. Maya mantarları oksijensiz solunumda glukozu kullanarak yan etil alkol açığa çıkarırlar. Aminoasitler ise glikoliz reaksiyonlarına piruvat oluşumundan sonra katıldıkları için maya mantarları tarafından kullanılmazlar. Cevap: A

13. I, glikoliz, II, krebs, III, krebs ve ETS’dir. Cevap A

14. En fazla enerji ETS de üretilir. 

Cevap: B

 15. Bakteri glikoz olmayan ortamda üreyemediğine göre ototrof değil heteretroftur. Bakteri oksijenli ve oksijensiz ortamda üreyebilmektedir. Bu durumda oksijene bağımlı olmayan bir bakteridir.

Cevap: D

16. I. CO₂ ve H₂O’ya kadar parçalanmışsa oksijenli solunumdur. Glikojendeki glikoz sayısına “n” dersek nx32 ATP üretilir.

II. Tek bir ATP’nin hidrolzidir. Yaklaşık 7300 cal açığa çıkar.

III. Fermantasyon olduğu için 2 ATP üretileir.

IV. CO₂ ve H₂O’ya kadar parçalanmışsa oksijenli solunumdur. Bir glukozdan yaklaşık 32 ATP üretilir. Azdan çoğa sıralanması;

II-III-IV-I Cevap: C

17. NAD ve FAD koenzimdir. Enzimlerle birlikte tekrar tekrar kullanılabilir. Cevap: D

18. Amino aitle oksijenli solunuma karbon sayılarına göre 2 C’lular doğrudan asetil CoA’ya, 3 C’lular piruvattan itibaren katılarak asetil CoA’ya dönüşürler. Ancak 3’ten fazla C taşıyan amnio asitler doğrudan krebs çemberine katılırlar. Cevap: E

19. FAD indirgenmesi sadece krebste gerçekleşir.

Cevap: A

20. Oksijenli solunumun gerçekleştiği organel olan mitokondriye glukoz girişi olmaz. Sitoplazmadaki glikolizde glukozlar piruvata parçalanır. Piruvatlar mitokondriye giriş yapar.  Cevap: C

21. I ve II de çıkan su besin maddesinden ayrılır. Serbest oksijen ETS de oluşan suyun yapısına katılır. 

Cevap: C