Enerji bir cismin ya da bir sistemin iş yapabilme yeteneğidir. Bütün enerjiler birbirine dönüşebilir.Canlıların büyüyüp gelişmesi, sindirim, solunum, kasılma, vücut ısısının ayarlanması, sinir uyarıların iletilmesi gibi hayatsal faaliyetler, enerjiyle gerçekleşir.Hücre faaliyetleri sırasında meydana gelen yıkım ve yapım olayları da enerjiyle ilgilidir.Canlı vücudunda meydana gelen bu olayların tümüne metabolizma denir.
1. Canlılık Olayları Enerjiyle Gerçekleşir:
Canlılar, canlılığını devam ettirebilmeleri için metabolik faaliyetler gerçekleştirmeli, yapım-onarım yapmalı, büyüyüp gelişmelidir. Bütün bu faaliyetlerin ortak bir ihtiyacı vardır:
Enerji.Yeryüzündeki bütün canlıların temel enerji kaynağı güneştir. Bitkiler, mavi-yeşil algler, bazı bakteriler ve öglena tarafından gerçekleştirilen fotosentez sonucu, güneş enerjisi kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür.Mavi-yeşil alglerde fotosentez klorofillerde gerçekleşir.
* Bazı bakteriler ve bunu takip eden besin zincirinde kullanılan enerji, kemosentezle elde edilir. Fakat bu çok küçük bir orandır.
Bütün canlılar güneş enerjisinden doğrudan yararlanamaz.Hayvanlar, insanlar, mantarlar vb. canlılar enerji ihtiyacını diğer canlılardan istifade ederek (beslenerek) dolaylı yoldan sağlar. Fotosentez sonucunda oluşan glikoz molekülündeki kimyasal bağ enerjisi, hücrede bütün canlıların kullanabildiği ortak enerji molekülü ATP’ye (Adenozintrifosfat) dönüştürülür.ATP molekülünde depolanan enerji, canlılar tarafından parçalama ve özümleme (yapım, üretim) reaksiyonlarında, hareket etme, vücut ısısını ayarlama, dolaşım, boşaltım, uyarı iletimi gibi metabolik olaylarda kullanılır.
2. Canlıların Hücresel Yapılarını Çok Atomlu Büyük Moleküller (Organik Maddeler) Oluşturur:
Hücrelerimizin büyüyüp gelişmesi ve çoğalması için gerekli maddeleri besinlerden alırız.
Besinlerin içerdikleri maddeler yapı ve görevlerine göre organik ve inorganik maddeler olarak iki temel gruba ayrılır.
İnorganik maddeler, canlı vücudunda veya hücrede üretilmezler. Su, oksijen, karbon dioksit, mineral maddeler ve tuzlar inorganik yapıdadırlar. Bunları tabiattan hazır olarak alırız.
Organik maddeler ise canlının kendi vücudunda sentezlenen maddelerdir.
Karbonhidratlar, yağlar, proteinler ve vitaminler canlıların yapısında bulunan organik
maddelerdir. Bu maddeler canlılarda enerji verici, yapıcı-onarıcı, düzenleyici olarak kullanılır.
Organik bileşkelerin yapısında karbon, oksijen ve hidrojen atomları bulunur. Organik
bileşikler çok atomlu büyük bileşiklerdir.
Tüketici canlılar bitkileri besin olarak kullandıkları için, bitkilerin yapısında da bu organik ve inorganik maddelerin bulunması gerekir.
Karbonhidratlar
Karbonhidratlar; karbon, hidrojen ve oksijen atomlarından oluşmuş
organik moleküllerdir. Canlıların yapısında basit ve karmaşık yapılı
karbonhidratlar bulunur. Karbonhidratların karmaşık yapılı olanları
büyük moleküllerden oluşur. Karbonhidratlar canlı vücudunda enerji
verici olarak kullanılır.
Karbonhidratlar genelde hücre zarından geçemeyecek
kadar büyük ve çok atomlu moleküllerdir. Büyük bir karbonhidrat
molekülünün hücre zarından geçebilmesi için sindirimle daha
küçük birimlere ayrışması gerekir.
Bir karbonhidrat çeşidi olan glikoz hücre zarından
geçebilir. Glikoz, balda ve üzümde saf
hâlde bulunur.
Bir çeşit karbonhidrat olan nişasta molekülü sindirimle glikoz moleküllerine ayrışır.
Nişasta, bitkilerde besinin depolanmasını sağlayan karbonhidrat molekülüdür. Tohum ve depo kök gibi yapılarda çok bulunur. Bir besinin nişasta içerip içermediği iyot çözeltisi ile bulunabilir. Iyot çözeltisi, içinde nişasta bulunan maddeyi mavi renge dönüştürür.
Selüloz, bitkilerde hücre çeperini oluşturur.Hücre çeperinin temel yapı maddesi büyük yapılı bir karbonhidrat çeşididir. Selüloz sert, sindirilmesi zor bir yapıdır. Ancak otçul hayvanların bağırsağında bulunan selüloz bakterileri tarafından sindirilir.
Glikojen, hayvanlarda glikozun depo edilme şeklidir. Glikojen, karaciğer ve kaslarda depolanır.Yediğimiz bir çok besin içinde nişasta ve diğer karbonhidratlar bulunur. Karbonhidratlar; tahıllar, tahıl ürünleri, baklagiller, ekmek, patates, makarna, süt, bal vb. besinlerde bulunur. Sütte, tahıllarda, baklagillerde, çay şekerinde büyük yapılı karbonhidratlar vardır. Balda, üzümde, küçük yapılı karbonhidrat olan glikoz vardır. Bal ve üzüm yendiğinde içindeki glikoz doğrudan kana geçer. Tatlılarda ve çay içerken kullandığımız şeker, şeker
pancarı ya da şeker kamışından elde edilen bir karbonhidrat çeşididir.
GÜNEŞ ENERJİSİNİ CANLILAR NASIL KULLANIR?
Bitki yapraklarının yeşil görünmesinin nedeni, yaprağın sadece yeşil rengi yansıtıp
diğer renkleri soğurmasıdır. Bu yüzden bitki yaprakları yeşil renk altında fazla fotosentez
yapmazlar. Mor ve kırmızı ışıkta fotosentez hızı en fazladır.
1. Bitkiler Güneş Enerjisini Dönüştürüp Hücrelerinde Tutabilen Canlılardır:
Bazı canlılar besinleri kendisi üretirken bazıları dışardan alır. Güneş enerjisini kullanarak kendi besinini
üretebilen canlılara ototrof (üretici) canlılar denir. Besin üretemeyip hazır alan canlılara hetetrof (tüketici) canlılar denir.
Yeşil bitkiler güneş enerjisini kullanarak karbon dioksit ve suyu, besin ve oksijene dönüştürür. Bu olaya fotosentez denir. Fotosentezin gerçekleşmesi için güneş ışığının soğurulması gerekir. Bitkilerde güneş ışığı, yeşil renkli klorofil pigmenti tarafından soğurulur.
Fotosentez sonunda güneş enerjisi glikoz molekülündeki kimyasal bağlarda depo edilir.
Besinlerde depo edilmiş kimyasal bağ enerjisi ATP’nin
sentezlenmesinde kullanılır.
ATP (adenozin trifosfat) adenin ve riboz adı verilen
iki molekül ve üç fosfattan oluşan büyük bir moleküldür.
ATP molekülünde depo edilen enerjinin
büyük kısmı fosfat(P) atomları arasındaki
bağlarda bulunur.
Güneş enerjisi klorofillerde ATP molekülünün
yüksek enerjili kimyasal bağlar yapmasında kullanılır.
2. Bitkiler Işıkta Glikoz Sentezler:
Bitkilerin otsu gövdelerinde ve yapraklarında klorofil molekülleri bulunur. Klorofilli canlılarda güneş enerjisi kullanılarak su, karbon dioksit gibi inorganik maddeler, organik maddelere dönüştürülür. Bu organik madde glikozdur.
Klorofil pigmenti bitki ve öglenada kloroplâst içinde bulunur. Mavi-yeşil algde ve fotosentetik bakteride ise klorofiller sitoplâzma içindedir.
Bitkiler fotosentez için ihtiyaç duydukları suyu kökleriyle
topraktan karbon dioksiti ise stomalarıyla havadan alır.
Stomalar karbon dioksitin alınmasının yanı sıra
terleme ve fotosentez sonucu oluşan oksijenin
dışarı verilmesi içinde kullanılır.
Denklemden de anlaşılacağı gibi fotosentez olayına CO2, H2O miktarı ve ışık şiddeti etki eder.
Bunlarla birlikte stoma sayısı, yaprak ayasının genişliği, klorofil miktarındaki artma veya azalma fotosentez hızını değiştirir.
3. Tüm Canlılara Sunulan Fotosentez Ürünü: Glikoz
Bitki yapraklarında fotosentez yaparak üretilen besinlerin önemli bir kısmı soymuk boruları vasıtasıyla kök ve gövdelere aktarılır. Bitkiler farklı organik moleküller üretirken glikoz yanında madensel tuzlar da kullanırlar.
Bitki hücrelerinde glikozun bir kısmı nişasta, bir kısmı da selüloz üretiminde kullanılır.
Nohut, mısır, fasulye tohumlarında bulunan nişasta, tohumun çimlenmesi esnasında enerji deposu vazifesi görür.
Bitki hücrelerinin etrafını saran hücre duvarının (çeperi) yapısında selüloz bulunur. Pamuk ve keten kumaşlarının lifleri selüloz ürünleridir.
Yeşil bitkilerden başlayarak besinin canlıdan canlıya aktarılmasına besin zinciri denir.Hayvanlar, insanlar, mantarlar, protistalar ve bazı bakteriler hetetrof canlılardır. Bu canlılar güneş ışığını kullanarak glikoz üretemediğinden ihtiyaç duyduğu besini ototrof canlılardan karşılar.
Besin zinciriyle bir canlıdan diğerine aktarılan maddeler, hem canlının yapı taşlarını meydana getirir hem de enerji ihtiyacını karşılar.
Bitkiler ihtiyaç duydukları karbonhidrat, yağ, vitamin ve proteinleri kendileri sentezler.
Heterotrof canlılar başka canlıların organik yapılarını kaynak olarak kullanır. Bu besinler canlılar tarafından önce sindirilir daha sonra kendi yapısına uygun organik moleküllere dönüştürülür.
. Canlılar hücrelerinde kullanabileceği enerjiyi (ATP) nereden sağlar?
Besin maddesinin hücre içerisinde parçalanmasıyla yapısında bulunan kimyasal bağ enerjisi açığa çıkar. Bu esnada açığa çıkan yüksek enerjinin canlıya zarar vermemesi için reaksiyon kontrollü bir şekilde gerçekleşir.
Solunum denilen bu parçalanma olayından sonra açığa çıkan enerji,
bir başka organik molekülün yapısında depolanır.
Canlıların hareket, büyüme, aktif taşıma, ısı ayarlaması gibi
bütün faaliyetlerinde kullandığı ortak enerji molekülü ATP’dir.
Glikozun yakılmasıyla açığa çıkan kimyasal bağ
enerjisi, hücrede ATP molekülünde kimyasal bağ
enerjisine dönüştürülür.
ATP molekülü; riboz şekeri, adenin organik bazı
ve üç fosfattan oluşur. ATP molekülündeki
fosfat bağlarının kopmasıyla 7300 kalorilik
enerji açığa çıkar.
ATP molekülünün kullanılmasıyla fosfatın biri kopar
ADP ve fosfat oluşur. Daha sonra solunum sonucu açığa çıkan enerjiyle
fosfat tekrar ADP’ye bağlanır ve ATP sentezlenir.
Hücrede kullanılan enerji ATP enerjisidir.ATP’nin asıl enerji kaynağı güneştir. ATP fotosentez
sırasında da kullanılarak kendi enerjisinin
kaynağı olan besinin de oluşumunda rol oynar.
HÜCRE İÇİNDE ÇOK ATOMLU, YÜKSEK ENERJİLİ MOLEKÜLLERİN ENERJİLERİ NASIL AÇIĞA ÇIKAR?
Yeryüzünde yaşayan bütün canlıların ortak özelliklerinden biri enerji kullanmasıdır. Enerji canlılık olaylarının gerçekleşmesinde kullanılır.
Canlılar bu enerjiyi besinlerden sağlarlar. Besin maddelerinin hücre içinde oksijenli veya oksijensiz olarak parçalanıp enerji açığa çıkarılmasına hücre solunumu denir.
Besinlerin organik moleküllerindeki kimyasal bağ enerjisinin açığa çıkarılıp kullanılabilir hale getirilmesi için oksijenli ya da oksijensiz solunum yapılır.
Solunum sonunda açığa çıkan enerji ATP moleküllerine aktarılır.
Solunumda ilk kullanılan madde glikozdur. Canlı vücudunda glikozun yeterli olmadığı durumlarda yağlar ve proteinler de enerji verici olarak kullanılabilir. 1. Oksijensiz Solunum (Fermantasyon =mayalanma)
Besin maddelerinin oksijen kullanılmadan parçalanarak enerji elde edilmesine oksijensiz solunum (fermantasyon) denir.
Oksijensiz solunum bazı bakterilerde, maya mantarlarında ve bazı omurgalı canlıların kas hücrelerinde gerçekleşir.
Oksijensiz solunum, hücrenin sitoplâzmasında gerçekleşir.
Bir glikoz molekülünün parçalanmasında net enerji kazancı 2 ATP olur.
Bakteriler ve maya mantarları fermantasyon sonucunda etil alkol, sirke,
yoğurt, mayalı hamur gibi ürünler oluştururlar.
Fermantasyon sonucunda etil alkol oluşuyorsa buna etil alkol
fermantasyonu denir. Bu olay sonucunda etil alkolle birlikte karbon
dioksit gazı oluşur.
Fermantasyon olayıyla sütten yoğurt ve peynir, undan mayalı hamur, meyve sularından alkol ve sirke, besinlerden turşu üretilir.
* Laktik asit bakterileri glikozu lastik asite çevirir.Bu reaksiyon sonunda karbon dioksit gazı oluşmaz.
C6H12O6 2 C3H6O3 + 2 ATP
Glikoz Laktik asit
* Laktik asit fermantasyonu bazı omurgalıların çizgili kaslarında oksijenli solunumun yeterli olmadığı durumlarda gerçekleşir. Dokuya yorgunluk hissi verir. 2. Oksijenli Solunum:
Organik besinlerin oksijenle parçalanarak inorganik bileşiklere dönüştürülmesine oksijenli solunum denir.
Oksijenli solunum, hücrenin enerji merkezi olan mitokondride gerçekleşir. Önce sitoplâzma içinde glikozun kimyasal bağları ayrışır ve daha küçük moleküller oluşur. Bu moleküller mitokondri içinde karbon dioksit ve suya kadar ayrışır. Bu olaylar sırasında açığa çıkan enerji, oksijensiz solunuma göre çok fazladır. Oksijenli solunumda net enerji kazanımı 38 ATP, oksijensiz solunumda
2 ATP’dir.Oksijenli solunumda glikoz ve oksijen kullanılarak
su, karbon dioksit ve 38 ATP oluşturulur.
Enerji ihtiyacı az olan bakteri mantar gibi canlılarda
oksijensiz solunum görülür.
Bitkiler, hayvanlar, insanlar, mantarlar ve protistalar oksijenli solunum yaparlar. Bu canlılar, oksijenli solunum için gerekli olan besini
ya kendisi üretir ya da hazır aldığı besinlerin sindirimiyle karşılar. Oksijen ise solunum organlarıyla alınır ve hücrelere kadar taşınır.
Oksijenli solunum için gerekli oksijenin solunum organlarıyla vücuda alınmasına dış solunum denir.
Hücrelere taşınan sindirim ürünleri (glikoz) ve solunum sonucu alınan oksijen burada yakılarak enerji, karbon dioksit ve su elde edilir. Bu olay yavaş yanmadır.
Soğuk havada ağzımızdan buhar çıktığını ya da bir cam parçasını ağzımıza yaklaştırıp nefes verdiğimizde üzerinin buharlandığını görürüz. Bunun nedeni solunum sonucunda açığa çıkan suyun solunumla buhar halinde dışarı verilmesidir.
Kireç suyuna bir cam boruyla üflediğimizde kireç suyunun bulandığını görürüz. Bunun nedeni ise solunumla dışarı verdiğimiz karbon dioksittir. Çünkü karbon dioksit kireç suyunun ayıracıdır.
Bitkiler fotosentezle birlikte solunum da gerçekleştirirler.Fotosentezi sadece ışıklı ortamda, solunumu ise sürekli yaparlar. Çünkü onların yaşamak için enerjiye ihtiyacı vardır. Bitkiler gece ihtiyaç duyduğu oksijeni, yapraklarındaki stomalarıyla havadan alırlar.
Fotosentez ve solunum olayları birbirinin tersi reaksiyonlardır.Solunum ve fotosentez ürünlerinin diğer reaksiyonda kullanılması atmosferdeki karbon dioksit ve oksijen dengesini sağlar. Aynı zamanda canlılar arasındaki karbon döngüsü bu yolla gerçekleşir.
A. HÜCREDE YAPI VE CANLILIK OLAYLARININ YÖNETİMİ NASIL SAĞLANIR? Hücrede yapı ve canlılık olaylarının yönetimini nükleik asitler sağlar. Protein sentezi, enerji üretimi, büyüme, gelişme ve üreme gibi olaylar nükleik asitler tarafından gerçekleştirildiği için, bunlara yönetici moleküller de denir. Nükleik asitler hücredeki en büyük moleküllerdir.Hücrenin çekirdeğinden başka sitoplâzma, mitokondri, ribozom ve kloroplâstta da bulunur.İki çeşit nükleik asit vardır:
1. Deoksiribonükleik asit (DNA)
2. Ribonükleik asit (RNA)
1. DNA Denilen Hücredeki Özel Molekül Ne İşler Yapar?
DNA canlılardaki hücresel yapının oluşmasını, devamlılığını ve canlılık olaylarının gerçekleşmesini sağlar.DNA çekirdekte, mitokondride ve kloroplâstta bulunur.
Madde yapımı - yıkımı, protein sentezinin yönetimi gibi olaylar DNA’nın kontrolündedir.DNA kendini eşleyerek özelliklerinin diğer
hücrelere taşınmasını sağlar. Bu yüzden canlıya ait kalıtsal özelliklerin bir sonraki nesle aktarımı gerçekleşir.
a. DNA Molekülünün Yapısı Nasıldır?
DNA molekülünün yapısında karbon (C), oksijen (O), hidrojen (H), azot (N) ve
fosfat (P) elementleri bulunur.Bir nükleik asitin yapı birimi nükleotiddir.
DNA molekülü iki nükleotid zincirinden oluşmuş sarmal bir yapıdır.
Bir nükleotitin yapısında 5 karbonlu şeker, azotlu organik baz ve fosfat grubu bulunur.
Şeker
DNA’da bulunan şekere deoksiriboz denir. 5 karbonludur.
Azotlu Organik Baz
DNA’da dört çeşit baz bulunur, bunlar adenin (A), guanin (G), sitozin (S) ve timin (T)’dir. Taşıdığı baz nükleotidin türünü belirler.
Örneğin adenin bazı bulunan bir DNA nükleotidine adenin deoksiriboz nükleotit denir. Urasil bulunduran RNA nükleotitine urasil ribonükleotit denir.
Fosfat
Fosforik asittir. Hem DNA hem de RNA’da bulunur. Baz, şeker ve fosfatın birleşmesiyle oluşan yapıya nükleotit denir. DNA’da 4 çeşit nükleotid bulunur.
DNA nükleotidleri birbirine şeker ve fosfat grupları ile bağlanarak bir zincir meydana getirir. DNA iki nükleotit zincirinin birleşmesiyle oluşur. Adenin ile timin nükleotitleri arasında 2, guanin ile sitozin arasında 3 hidrojen bağı oluşarak, DNA’nın çift sarmal yapısı meydana gelir.
Bir DNA molekülünde daima adeninle timin, guaninle sitozin bağ yapacağından adenin sayısı timine, guanin sayısı sitozine eşit olur.
(A = T, G = S)
Bir DNA molekülünü oluşturan nükleotitlerin sayısı sıralanış ve çeşidi, türden türe veya bir türün bireyleri arasında farklılık gösterir. Bu nedenle her canlının kendine özgü kalıtsal özellikleri vardır. Nükleotitleri birbirinden farklı yapan özellikler taşıdıkları organik bazlardır.
b. DNA’nın Özelliklerinden Birisi de Kendini Eşlemesidir
DNA’nın görevlerinden biri de kalıtsal karakterlerin sonraki nesillere aktarılmasını sağlamaktır. Hem bu karakterlerin taşınması için hem de canlının bir hücre olarak başladığı hayatını geliştirerek devam ettirmesi için DNA’nın kendini eşlemesi gerekir.Hücre bölünmesi esnasında DNA’nın iki zinciri, enzimler aracılığıyla, bir uçtan fermuarın açılması gibi boydan boya açılır. Ayrılma sonucunda oluşan
her zincirde bulunan bazlara ortamda bulunan nükleotidler bağlanır. Bağlanma daima adeninle timin, guaninle sitozin arasında oluşur.
Yeni bağlanmış nükleotidler alt alta sıralanarak yeni zinciri meydana getirir.
DNA eşlenirken iki ana zincir korunur. Birbirinden ayrılan bu iki zincirin karşısına ortamdaki nükleotidlerden iki yeni zincir oluşturulur. Eşlenmenin tamamlanmasıyla birbirinin aynı iki DNA meydana gelir.
2. Hücredeki Diğer Yönetici Molekül: RNA
Hücrede gerçekleşen önemli metabolik faaliyetlerden biri de protein sentezidir. Canlıların ihtiyaç duyduğu proteinin sentezlenmesi için gerekli şifre DNA’da bulunur. DNA çekirdeğin dışına çıkamayacak kadar büyük bir moleküldür. Bu yüzden, gerekli şifre proteinin sentezleneceği yer olan ribozoma aracı bir molekülle taşınır. Bu aracı molekül ribonükleikasit (RNA) tir.
RNA da DNA gibi nükleotitlerin birleşmesiyle oluşur. DNA’dan farklı olarak riboz şekeri bulundurur. Timin bazı yerine urasil bulunur. RNA tek zincirli bir nükleik asittir.
RNA görevlerine göre üçe ayrılır:
mRNA (Mesajcı RNA)
Protein sentezi için gerekli olan bilgiyi DNA’dan
ribozoma getirir.
tRNA (Taşıyıcı RNA)
Proteini meydana getirecek aminoasitleri ribozoma
taşır.
rRNA (Ribozomal RNA)
Proteinlerle birlikte ribozumu meydana getirir.
B. DÜNYADA BENZERSİZ OLDUĞUNUZU BİLİYOR MUSUNUZ? Yeryüzünde yaşayan 10 milyondan fazla türün benzer özellikleri olduğu gibi bir çok ayırt edici özelliği vardır. Canlılar arasındaki bu çeşitliliğin sebebi kalıtsal şifrelerdeki farklılıktır.
1. Seni Sen Yapan DNA Molekülü
İnsanlar kan grubu, saç rengi, göz rengi, boy, protein türleri gibi pek çok kalıtsal özellik bakımından farklılık gösterir. Her insanın parmak izi, diş yapısı ve göz retinası başka hiçbir insanla aynı olmayan özgün yapılarıdır. Insanlar arasındaki farklılıklar, taşıdıkları DNA’lardaki farklı bilgilerden gelir. Her insanı diğerinden farklı yapan DNA’sındaki özgün şifredir. DNA’da dört farklı harfle sembolize edilen 4 farklı bazın sayısı ve diziliş sırası anlam ifade eder.
a. DNA - Gen - Kromozom
Hücrede bölünme döneminin dışındaki zamanlarda DNA dağınık uzun ipliksi şekilde görülür. Bu yapıya kromatin ağ denir. Bölünme sırasında kromatin ağ kısalıp, kalınlaşarak kromozomu oluşturur. Kromozomun yapısında DNA’yla birlikte protein bulunur.
Kromozomların, canlıya ait belli bir özelliği taşıyan ve sonraki kuşaklara aktarılmasını sağlayan parçasına gen denir. Her DNA binlerce genin meydana getirdiği bir bütündür. İnsana ait kan grubu, göz rengi, dil yuvarlama, kıvırcık saçlılık, protein çeşitleri gibi pek çok özellik genlerle taşınır.
Kromozomların şekli, büyüklüğü ve sayısı her tür için sabittir.
Aynı kromozom sayısına sahip olma iki canlı türünün birbirine benzemesini gerektirmez.
Canlılar arasındaki benzerlik, farklılık ve gelişmişlik kromozom sayısına değil, DNA’daki bazların dizilişine bağlıdır.
Her kromozom aralarında açı bulunan iki koldan oluşur. Kolları birbirine bağlayan boğumlara sentromer denir. Sentromerle birbirine bağlanan bu iki kola kromatit adı verilir.
HÜCRE İÇİNDE ÇOK ATOMLU, YÜKSEK ENERJİLİ MOLEKÜLLERİN ENERJİLERİ NASIL AÇIĞA ÇIKAR?
Yeryüzünde yaşayan bütün canlıların ortak özelliklerinden biri enerji kullanmasıdır. Enerji canlılık olaylarının gerçekleşmesinde kullanılır.
Canlılar bu enerjiyi besinlerden sağlarlar. Besin maddelerinin hücre içinde oksijenli veya oksijensiz olarak parçalanıp enerji açığa çıkarılmasına hücre solunumu denir.
Besinlerin organik moleküllerindeki kimyasal bağ enerjisinin açığa çıkarılıp kullanılabilir hale getirilmesi için oksijenli ya da oksijensiz solunum yapılır.
Solunum sonunda açığa çıkan enerji ATP moleküllerine aktarılır.
Solunumda ilk kullanılan madde glikozdur. Canlı vücudunda glikozun yeterli olmadığı durumlarda yağlar ve proteinler de enerji verici olarak kullanılabilir. 1. Oksijensiz Solunum (Fermantasyon =mayalanma)
Besin maddelerinin oksijen kullanılmadan parçalanarak enerji elde edilmesine oksijensiz solunum (fermantasyon) denir.
Oksijensiz solunum bazı bakterilerde, maya mantarlarında ve bazı omurgalı canlıların kas hücrelerinde gerçekleşir.
Oksijensiz solunum, hücrenin sitoplâzmasında gerçekleşir.
Bir glikoz molekülünün parçalanmasında net enerji kazancı 2 ATP olur.
Bakteriler ve maya mantarları fermantasyon sonucunda etil alkol, sirke,
yoğurt, mayalı hamur gibi ürünler oluştururlar.
Fermantasyon sonucunda etil alkol oluşuyorsa buna etil alkol
fermantasyonu denir. Bu olay sonucunda etil alkolle birlikte karbon
dioksit gazı oluşur.
Fermantasyon olayıyla sütten yoğurt ve peynir, undan mayalı hamur, meyve sularından alkol ve sirke, besinlerden turşu üretilir.
* Laktik asit bakterileri glikozu lastik asite çevirir.Bu reaksiyon sonunda karbon dioksit gazı oluşmaz.
C6H12O6 2 C3H6O3 + 2 ATP
Glikoz Laktik asit
* Laktik asit fermantasyonu bazı omurgalıların çizgili kaslarında oksijenli solunumun yeterli olmadığı durumlarda gerçekleşir. Dokuya yorgunluk hissi verir. 2. Oksijenli Solunum:
Organik besinlerin oksijenle parçalanarak inorganik bileşiklere dönüştürülmesine oksijenli solunum denir.
Oksijenli solunum, hücrenin enerji merkezi olan mitokondride gerçekleşir. Önce sitoplâzma içinde glikozun kimyasal bağları ayrışır ve daha küçük moleküller oluşur. Bu moleküller mitokondri içinde karbon dioksit ve suya kadar ayrışır. Bu olaylar sırasında açığa çıkan enerji, oksijensiz solunuma göre çok fazladır. Oksijenli solunumda net enerji kazanımı 38 ATP, oksijensiz solunumda
2 ATP’dir.Oksijenli solunumda glikoz ve oksijen kullanılarak
su, karbon dioksit ve 38 ATP oluşturulur.
Enerji ihtiyacı az olan bakteri mantar gibi canlılarda
oksijensiz solunum görülür.
Bitkiler, hayvanlar, insanlar, mantarlar ve protistalar oksijenli solunum yaparlar. Bu canlılar, oksijenli solunum için gerekli olan besini
ya kendisi üretir ya da hazır aldığı besinlerin sindirimiyle karşılar. Oksijen ise solunum organlarıyla alınır ve hücrelere kadar taşınır.
Oksijenli solunum için gerekli oksijenin solunum organlarıyla vücuda alınmasına dış solunum denir.
Hücrelere taşınan sindirim ürünleri (glikoz) ve solunum sonucu alınan oksijen burada yakılarak enerji, karbon dioksit ve su elde edilir. Bu olay yavaş yanmadır.
Soğuk havada ağzımızdan buhar çıktığını ya da bir cam parçasını ağzımıza yaklaştırıp nefes verdiğimizde üzerinin buharlandığını görürüz. Bunun nedeni solunum sonucunda açığa çıkan suyun solunumla buhar halinde dışarı verilmesidir.
Kireç suyuna bir cam boruyla üflediğimizde kireç suyunun bulandığını görürüz. Bunun nedeni ise solunumla dışarı verdiğimiz karbon dioksittir. Çünkü karbon dioksit kireç suyunun ayıracıdır.
Bitkiler fotosentezle birlikte solunum da gerçekleştirirler.Fotosentezi sadece ışıklı ortamda, solunumu ise sürekli yaparlar. Çünkü onların yaşamak için enerjiye ihtiyacı vardır. Bitkiler gece ihtiyaç duyduğu oksijeni, yapraklarındaki stomalarıyla havadan alırlar.
Fotosentez ve solunum olayları birbirinin tersi reaksiyonlardır.Solunum ve fotosentez ürünlerinin diğer reaksiyonda kullanılması atmosferdeki karbon dioksit ve oksijen dengesini sağlar. Aynı zamanda canlılar arasındaki karbon döngüsü bu yolla gerçekleşir.
3.AYNI HÜCRELERİ OLUŞTURAN BÖLÜNME: MİTOZ
Bakteriler, amip, öglena (kamçılı hayvan), paramezyum (terliksi hayvan) gibi bir hücrelilerle çok hücrelilerin vücut hücrelerinde ve üreme ana hücrelerinde görülür
Mitoz bölünme sonucunda;
•Aynı genetik yapıda (kromozom sayısı ve yapısı değişmemiş) iki hücre oluşur.
•Kalıtsal karakterler ana hücrenin aynısıdır.
•Sinir hücresi, alyuvar, retina hücrelerinde, üreme hücrelerinde mitoz bölünme görülmez.
İNTERFAZ : Mitoz bölünme değişik safhalarda incelenir.Mitoz ile oluşan hücreler yeni bir mitoz bölünmeye kadar bir hazırlık aşaması geçirir.Bu evreye İNTERFAZ denir.
•İnterfazda;
•ATP, DNA, RNA ve protein üretimi hızlanır.
•Bu aşamanın en önemli olayı kromatin iplik (DNA ve proteinden oluşur) ve sentroiller kendini eşleyerek iki katına çıkar.
Mitoz iki aşamadır.
1.Çekirdek bölünmesi
2.Stoplazma bölünmesi
1.PROFAZ:
•Kromatin iplikler helezon şeklinde kıvrılıp, kısalarak ve kalınlaşır böylece kromozomları oluşturur.
•İnterfazda kromatin iplik kendini eşlediğinden kromozomlar birbirinin aynısı iki parçadan oluşur.Bu parçalara KARDEŞ KROMATİT adı verilir.Kromatitler birbirlerine sentromerlerle bağlıdır.
•İnterfazda oluşan sentroiller hücrenin iki kutbuna doğru çekilmeye başlar.Oluşan iğ ipliklerinin sentroillere bağlı olduğu görülür.
•Profazın sonuna doğru çekirdekçik ve çekirdek zarı erimeye başlar.
2.METAFAZ:
•Kromozomlar iğ ipliklerine tutunarak hücrenin ortasında toplanırlar.
•Kardeş kromatitler arasındaki sentromerler kopar. Böylece her bir kromozom
iki kromatite ayrılır.
Kromozomların en belirgin olduğu safhadır.Kromozom sayısı bu safhada tespit edilir.
3.ANAFAZ:
•Kardeş kromatitler birbirinden ayrılarak iğ iplikleri üzerinde hareket ederek zıt kutuplara çekilir. Anafaz sonucunda kardeş iki kromatit zıt iki kutba ulaşmış olur.
4.TELOFAZ:
•İğ iplikleri kaybolur.
•Kromozomlar tekrar açılarak kromatin ipliklere dönüşür.
•Çekirdekçik ve çekirdek zarı yeniden oluşur. Böylece birbirinin aynı özelliklere sahip 2n kromozomlu iki çekirdek oluşur.
Telofazda olan olaylar profazın tersidir.
2.STOPLAZMA BÖLÜNMESİ:
Çekirdek bölünmesinden sonra stoplazma bölünmesi gerçekleşir.
Stoplazma bölünmesi bitki hücresinde farklı hayvan hücresinde farklı olur.
Hayvan hücresinde stoplazma bölünmesi hücrenin ortasından boğumlanmasıyla olur.
Bitki hücresi kalın bir hücre çeperi ile çevrili olduğundan boğumlanma olmaz. Hücrenin ortasında ARA LAMEL denen bir tabaka gelişerek stoplazmanın ikiye bölünmesi sağlanır.
5.CANLININ KENDİNE BENZER CANLILAR OLUŞTURABİLMESİ
Bir hücreli yada çok hücreli bir canlının belirli bir olgunluğa eriştikten sonra türün devamını sağlayacak yeni bireyler meydana getirmesine üreme denir.
Canlılarda eşeyli ve eşeysiz üreme olarak iki çeşit üreme görülür.
a.Eşeysiz Üreme
•İlkel canlılarda görülür.
•Farklı iki cinse ve gametlere gerek yoktur.
•Oluşan yavru canlı tamamen anne canlının aynısıdır.
Beş çeşit eşeysiz üreme görülür.
1.Bölünme
2.Tomurcuklanma
3.Sporlanma
4.Vejetatif üreme (Çeliklenme)
5.Rejenerasyon (Yenilenme)
1.Bölünme:
Bakteri, amip, öglena ve paramesyum gibi bir hücrelilerde görülür.
•Canlı hücre mitoz bölünerek iki yeni hücre oluşturur.Yeni hücreler gelişerek canlıyı oluşturur.
2.Tomurcuklanma:
•Ana canlının gövdesinde oluşan bir çıkıntının büyüyüp gelişerek yeni canlı oluşturmasına denir. Bira mayası, hidra, mercan ve süngerlerde görülür.
3.Sporla üreme:
•Küf mantarı(ekemekteki küf), şapkalı mantar, maya mantarları, kara yosunu, algler, eğrelti otları, bakteri ve plazmodyumda görülür.
•Sporlar dayanıklı bir çeperle kaplı özel hücrelerdir.
•Kara yosunu ve eğrelti otları döl almaşı denen bir yöntemle yürür.
•Bu üreme şeklinde eşeysiz ve eşeyli üreme ard arda görülür.
• KARA YOSUNUNDA ÜREME:
• Bitkinin uç kısımlarında bulunan kapsüller içindeki sporlar rüzgar etkisi ile etrafa yayılır. Sporlar uygun ortamda çimlenerek yeni bitkiyi oluşturur.Buraya kadar olan bölüm eşeysiz üremedir
• Bundan sonraki bölümde karayosunu hücrelerinde erkek ve dişi üreme hücreleri oluşur.Erkek üreme hücreleri olgunlaşınca serbest kalır.Dış etkenlerle dişi organ tepeciğine taşınırlar.Burada dişi hücre ile birleşerek zigotu oluşturur.Zigot mitoz bölünerek yeni canlıyı oluşturur.Bu bölüm ise eşeyli üremedir
• EĞRELTİ OTUNDA ÜREME:
• Eğrelti otunun yapraklarının altında SORUS denen spor keseleri vardır.Soruslar olgunlaşınca nemli toprağa düşer. Çimlenerek genç bitkiyi oluşturur. Buraya kadar olan bölüm eşeysiz üremedir
• Genç bitkinin topraktan su emen RİZOİT denen kökleri vardır.Bitkinin alt yüzünde içinde erkek ve dişi hücrelerin yapıldığı keseler oluşur. Olgunlaşan erkek hücreler yağmurun etkisiyle yumurtanın bulunduğu keseye gelir.Burada zigotu oluşturur.Zigot ard arda bölünerek yeni bitkiyi oluşturur. Bu bölüm eşeyli üremedir.
4.Vejetatif üreme:
•Bitkilerde çiçek gibi üreme yapıları haricinde dal, yumru, yaprak gibi vücut parçalarından yeni birey meydana gelmesiyle gerçekleşen üreme şekline çelikleme denir.
•Patates ve yer elması yumrularıyla, asma, gül söğüt ve kavak kesilen dallarının toprağa dikilmesiyle yeni canlılar oluşturabilir.
5.Rejenerasyon (Yenilenme):
•Denizyıldızı,solucan gibi bazı canlılar belirli bölümlerinden koptuklarında opan parçalar eksik kısımlarını tamamlayarak üremeyi sağlayabilir.Bu olaya rejenerasyon (yenilenme) denir
Kertenkelenin kopan kuyruğunu tamamlaması rejenerasyondur. Fakat kopan kuyruk yeni bir kertenkele meydana getirmediği için rejenerasyonla üreme değildir.
b. EŞEYLİ ÜREME
Eşeyli üreme iki ayrı eşey (cinsiyet) hücresinin biraraya gelmesiyle oluşur.
Bitki ve hayvanların çoğunda eşeyli üreme görülür.
Tür içi farklılığı sağlar.
Dişi üreme hücresi = Yumurta
Dişi üreme organı = Yumurtalık (ovaryum)
Erkek üreme hücresi = Sperm
Erkek üreme organı = Erbezi (testis)
Yavru canlının oluşabilmesi için dişi ve erkek üreme hücreleri birleşerek yeni bir hücre oluştururlar.
Dişi ve erkek üreme hücr
DUYURULAR
TÜRKİYE'NİN EN İYİ ÖDEV ARAŞTIRMA PORTALI www.odevarastir.tr.gg 1 YAŞINDA......