Biyoloji 7 Konu Anlatımı

Biyoloji 7 Konu Anlatımı

UNİTE 1

Canlilarda Enerji Dönüşümü

UNİTE 1 – 1. KONU

Enerji ve Enerji Çeşitleri

Bir fabrikanın çalışması ve üretimi için nasıl işçilere ve makinalara ihtiyaç varsa canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için de enerjiye ihtiyaçları vardır

Canlılar için önemli olan başlıca enerji çeşitleri :

Işık Enerjisi
Ekosistemde yaşayan bütün canlıların enerji kaynağı güneştir. Fakat, canlılar güneş
enerjisini yaşamsal faaliyetleri için kullanamazlar. Canlıların yaşamsal faaliyetlerinde
kullanabildikleri enerji çeşidi ATP’dir. Yeşil bitkiler gibi fotosentez yapma yeteneğine
sahip canlılar, güneş enerjisini yaşamın devamı için gerekli enerji çeşiti olan ATP’ye
dönüştürür. Bu dönüşümü sağlayan molekül ise yeşil bitkinin yapısında bulunan kloroŞl molekülüdür. Yeşil bitkiler güneşten gelen ışık enerjisini yapılarında bulunan kloroŞl ile soğurarak karbon dioksit ve su gibi inorganik maddelerden organik besinleri sentezlerler.

Kimyasal Bağ Enerjisi
Yeşil bitkiler, güneşin ışık enerjisini fotosentez sonucu sentezlemiş oldukları organik
moleküllerin yapısında kimyasal bağ enerjisi olarak depo ederler

Isı Enerjisi
Canlılar, solunumları sırasında besin maddelerini enzimlerle parçalarlar. Bu şekilde hücrede yaşamsal faaliyetlerin sürdürülmesi için gerekli olan ATP elde edilir. ATP’deki enerjinin yaklaşık % 40’ı yaşamsal faaliyetlerde kullanılır. Enerjinin geriye kalan % 60’ı ise ısı enerjisine dönüşerek çevreye verilir veya canlıların vücut ısısını oluşturur.

Biyolojik reaksiyonlarısı isteklerine göre iki çeşittir
1. Ekzotermik reaksiyonlar :
Reaksiyon sonucunda ısı açığa çıkıyorsa ekzotermik reaksiyon olarak adlandırılır. Örneğin, solunum olayı ekzotermik reaksiyondur.
2. Endotermik reaksiyonlar :
Reaksiyonun gerçekleşmesi için ısı gerekiyorsa endotermik reaksiyon olarak adlandırılır. Örneğin, fotosentez ve protein sentezi gibi biyosentez olayları endotermik reaksiyonlardır.

UNİTE 1 – 2. KONU

Enerjinin Temel Molekülü ATP

ATP’nin Yapısı
AT P, adenozin trifosfat olarak adlandırılan bir organik moleküldür.

Yapısında bulunan moleküller :
Azotlu organik baz : Adenin
Beş karbonlu şeker : Riboz adı verilen monosakkarit
3 fosfat molekülü : Trifosfat

Yüksek enerjili fosfat bağı

ATP’de fosfatlar arasındaki bağlar yüksek enerjili bağlar olup, bu bağların kopması sonucu açığa çıkan enerji çok fazladır. Bu çok büyük enerjinin bir anda serbest kalması canlının yüksek sıcaklıktan etkilenen reaksiyonlarının yürütülmesini sağlayan enzimlerinin yapısını bozar. Bu durum, biyolojik reaksiyonları olumsuz etkiler, hatta canlının ölümüne sebep olabilir. Bu nedenle ATP’den enerji açığa çıkması kademeli bir şekilde olur.

ATP’den bir fosfat kopması sonucu ADP oluşur. Bu sırada sistemde açığa çıkan enerji verimi 7300 kaloridir

Sınavda Karşınıza Çıkabilecek bir soru soralım size
ATP’nin yapısını oluşturan moleküller nelerdir?

UNİTE 1 – 3. KONU

Canlılarda Enerji İhtiyacı

Herhangi bir reaksiyonun başlayabilmesi için gerekli olan en düşük enerjiye aktivasyon enerjisi denir.

ATP enerjisinin başlıca kullanımı
1. Biyokimyasal olaylarda aktivasyon enerjisi olarak kullanılır. Örneğin, glikoliz sırasında glikoz aktif değildir. Reaksiyonun başlayabilmesi için glikozun aktişeştirilmesi gerekir. Glikozun aktişeştirilmesi için 2ATP aktivasyon enerjisi olarak kullanılır.
2. ATP canlılarda değişik enerji çeşitlerine dönüşerek kullanılabilir. Örneğin, ATP kaslarda hareket enerjisine,elektrik balığında elektrik enerjisine, ateş böceğinde ışık enerjisine dönüşebilir.
3. Hücrede aktif taşıma olaylarında kullanılır.

Solunum
Solunum, canlıların yaşamaları için gerekli olan biyokimyasal rekasiyonlardan birisidir.

Solunumun amacı enerji elde etmektir. Enerjinin kaynağı ise organik besinlerdir. Canlılar, karbonhidrat, yağ ve protein gibi organik molekülleri oksijenli veya oksijensiz koşullarda enzimlerle parçalayarak enerji elde ederler. Canlılar genellikle, I. derece enerji kaynağı olarak karbonhidratları kullanırlar.

Hücrede bir karbonhidrat olan glikozun parçalanması, oksijen kullanılıp kullanılmamasına göre iki şekilde gerçekleşir :
Oksijensiz solunum (substrat düzeyde fosforilâsyon)
Oksijenli solunum (substrat düzeyde fosforilâsyon + oksidatif fosforilâsyon)

UNİTE 1 – 4. KONU

Oksijensiz Solunum

Glikozun oksijensiz ortamda parçalanıp enerji elde edilmesi olayına fermantasyon denir. Olaya anaerobik solunum ve mayalanma gibi isimler de verilir. Bu olay hücrenin sitoplazmasında gerçekleşir. Canlıların çoğu glikozu fermantasyona uğratabilirler. Bu olay sonucu glikoz, etil alkol, laktik asit gibi çeşitli organik bileşiklere kadar parçalanır.

Glikozun fermantasyona uğrayabilmesi için 2 ATP harcanır. Sonuçta 4 ATP elde edilir. Glikoz molekülü aktişeşince enzimler yardımıyla pirüvik asite parçalanır. Bütün canlılarda buraya kadar olan reaksiyonlar, fermantasyonda ve oksijenli solunumda aynı olup glikoliz adını alır.

Şekil : Glikoliz Reaksiyonları

Farklı canlılarda farklı enzim sistemleri bulunduğu için pirüvik asit molekülleri değişik son ürünlere parçalanır. Enerji kazancı ise hep aynıdır.

1. Alkol Fermantasyonu
Maya hücrelerinde ve bazı bir hücreli canlılarda görülen fermantasyon şeklidir.
Glikoliz ürünü olan pirüvik asit molekülleri bir diğer ürün olan NADH2 nin hidrojenlerini alarak indirgenir ve etil alkole dönüşür.

2. Asit Fermantasyonu
Pirüvat, omurgalıların iskelet kaslarında ve yoğurt bakterilerinde laktik asit’e, sirke bakterilerinde asetik asit’e parçalanır.

UNİTE 1 – 5. KONU

Fotosentez

Yeşil bitkilerin havadan aldıkları CO2 yi topraktan aldıkları su ile birleştirip glikoz yapmaları ve oksijen vermeleri olayına fotosentez denir. Olay sadece kloroŞlli hücrelerde ve ışıklı ortamlarda gerçekleşir.

FOTOSENTEZ REAKSİYONLARI
Bu reaksiyonlar iki kademeden oluşur. Birinci kademede ışık kullanılarak, ikinci kademe için gerekli olan ATP ve NADPH2 ler üretilir.

1. Işıklı Devre Reaksiyonları
Bu devre kloroplastın zar katmanları içinde yani granalar’da gerçekleşir. Işık mutlaka gereklidir ve iki şekilde meydana gelir.
Devirli fotofosforilasyonda; sadece 2 ATP sentezlenir. Herhangi bir madde tüketimi görülmez. Elektronlar aynı kloroŞle geri döner.
Devirsiz fotofosforilasyonda; hem kloroŞl-a hem de kloroŞl-b görev yapar. H2O parçalanır (fotoliz olayı). Devirsiz fotofosforilasyonda bir defa elektronların aktarılması sonucunda 1 ATP, 2 NADPH2 ve 1 O2 molekülü oluşur.

2. Karanlık Devre
Işığın kullanılmadığı, enzimatik reaksiyonlar evresidir. Bundan dolayı karanlık devre denir. Ama olayları yine ışıklı ortamda olur. Çünkü ışıklı devreye bağlıdır.

Kloroplastın sıvı kısmında gerçekleşen bir karbon döngüsüdür. Işıklı devreden getirilen hidrojenlerle CO2 indirgenir ve organik bileşikler sentezlenir. Gerekli aktivasyon enerjisi ise, yine ışıklı devreden gelen ATP lerle sağlanır.

Karanlık devre reaksiyonlarında mutlaka CO2 gerekli olup, bu safha sıcaklık değişmelerine karşı hassastır. Çünkü enzimler katalizör olarak görev yapar.

Bir molekül glikozun sentezlenebilmesi için 6 molekül CO2 nin tutulması gerekir. 1 CO2 için 3 ATP ve 2 NADPH2 gerekli olduğuna göre; 1 glikoz için 18 ATP ve 12 NADPH2 gerekir. Bunun için ise, ışıklı devre olaylarının 6 defa tekrarlanması gerekir.

FOTOSENTEZ HIZINI ETKİLEYEN FAKTÖRLER

1. Dış Faktörler

a. Işık Şiddeti : Karanlık ortamda bitki kloroŞl taşısa bile fotosentez yapamaz. Işık seven bitkilerin fotosentezi ışık şiddeti arttıkça artar, gölge bitkilerinde de ışık şiddeti arttıkça fotosentez hızı biraz artar, ancak ışık bitkilerine oranla artış daha azdır.

b. Işığın Dalga Boyu : Beyaz ışık birden fazla ışığın birleşmesi sonucunda oluşur. Bitkiler ışığın bazı dalga boylarını emerken (soğururken) bazılarını yansıtırlar. Fotosentezde en çok kırmızı ve mor ışık, en az ise yeşil ışık soğrulur.

c. Ortamın Sıcaklığı : Fotosentez enzimler sayesinde gerçekleştirilir. Proteinler ısıdan etkilenirler. Bundan dolayı fotosentez sıcaklıktan enzimler gibi etkilenir.

d. CO₂ Yoğunluğu : Bitkilerde CO₂ yi devreye sokan fotosentez enzimleridir. Enzimlerin hız kapasitesi sabittir. Bundan dolayı CO₂ miktarı arttıkça fotosentez hızı artar, fakat belli bir noktadan sonra sabit kalır.

e. Mineral Tuzlar

Mg : KloroŞlin yapısında olduğundan dolayı çok fazla olması fotosentezi hızlandırır.

P ve Ca : Enzimleri aktive ettiklerinden dolayı bunların artması fotosentezi hızlandırır.

Fe : ETS elemanlarının yapısına girdiğinden ve kloroŞl sentezinin ara reaksiyonlarında kullanıldığından dolayı demirin çok olması fotosentezi hızlandırır.

Ayrıca; amino asit, vitamin ve organik baz gibi moleküllerin sentezinde mineraller harcandığı için, yetersiz mineral ortamında bitki gelişmesi yavaşlar.

2. Kalıtsal Faktörler
Bitkinin yaprak genişliği ve kalınlığı, yaprak sayısı, stomaların sayısı ve sıklığı, kutikula tabakasının kalınlığı, sitoplazmanın su miktarı, kloroplast sayısı ve enzimatik etkenlerdir.

UNİTE 1 – 6. KONU

Kemosentez

Bazı bakterilerin kloroŞl gibi yapıları bulunmadığından güneş enerjisinden faydalanamazlar. Dışarıdan organik besin de almazlar.

Bu organizmalar yaşadıkları ortamdaki inorganik maddeleri oksitleyerek enerji kazanırlar.

NH₃ + O₂ ® NO₂(Nitrit) + H₂O + K.cal. (Enerji Eldesi)

Bu enerjiyi su ve karbondioksitin birleştirilmesinde kullanır, kendilerine lazım olan organik besin maddelerini yaparlar veya doğrudan ATP sentezlerler. İşte kimyasal enerjiden faydalanarak organik besinler yapılması olayına kemosentez adı verilir.

Her türün oksitlediği madde farklı olabilir. Buna göre bakteri isimleri oluşturulmuştur. En çok oksitlenen maddeler, NH₃, S, H₂S, NO₂, N₂ dir.

H₂O + CO₂ + K.cal. ® Glikoz + O₂ (Besin Sentezi)

ADP + Pi + K.cal. ® ATP + H₂O (Kemosentetik Fosf.)

Bu tür bakteriler yaşadıkları ekosisteme oksijen bakımından katkıda bulunmazlar. Çünkü ürettikleri kadarını tüketirler.

UNİTE 1 – 7. KONU

Oksijenli Solunum

Çeşitli enerji verici organik besin maddelerinin oksijen varlığında birbirini takip eden kimyasal reaksiyonlarla CO₂ ve H₂O ya kadar parçalanması ve bağlarındaki enerjinin ATP’nin yapısına aktarılmasına oksijenli solunum denir.

Oksijenli solunum reaksiyonları üç basamakta gerçekleşir ve genel denklemi şu şekildedir:

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ ® 6CO₂ + 6H₂O + 38ATP + Isı

1. Glikoliz Reaksiyonları
Glikozun iki molekül pirüvata yıkılması ile sonuçlanan, sitoplazmadaki reaksiyonlar dizisine glikoliz denir.

 2. Krebs Devri
Krebs çemberi reaksiyonları ökaryot hücrelerde mitokondri içinde meydana gelir. Reaksiyonlarda iş gören enzimler mitokondri sıvısında bulunur. Pirüvik asit CO₂ ve H⁺ iyonları vererek parçalanır.

3. ETS Reaksiyonları
Glikoliz ve krebs çemberi reaksiyonlarında açığa çıkan elektron ve protonların bir seri enzim sisteminde taşınması olayıdır. Elektronlar, elektron taşıma sisteminde indirgenme – yükseltgenme şeklinde taşınır. Burada elektronların en son alıcısı oksijendir. Oksijen elektronları alır, indirgenir ve hidrojenle birleşerek su açığa çıkar.

Oksijenli solunum tepkimelerindeki oksidasyon basamaklarının tümünde ilk oksitleyiciler (yükseltgeyiciler) koenzimlerdir. Elektron taşıma sisteminin elemanları NAD, FAD, Koenzim Q ve Sitokromlardır. Bunlar elektron çekme kabiliyetlerine göre sıralanır. Hidrojenler, NAD molekülünden reaksiyona girerse 3 ATP, FAD molekülünden girerse 2 ATP kazanılır.

Sonuçta, glikolizde 4 ATP, krebs devrinde 2 ATP ve ETS de 34 ATP olmak üzere toplam 40 ATP sentezlenir. Bunun 2 tanesi başlangıçta harcandığı için kazanç 38 ATP dir.

UNİTE 2

Genetik Bilgi Taşıyan Moleküller Dönüşümü

UNİTE 2 – 1. KONU

Nukleik Asitlerin Bulunuşu ve Önemi

1868 yılında İsviçreli bilim adamı Friedrich MIESHER, (Fridrik Mişer) balık spermlerinin çekirdeklerini ve akyuvar çekirdeklerini izole ederek yaptığı çalışmalarda, bu hücrelerin çekirdeklerinin asit özelliği gösterdiğini gözlemiştir. Bilim adamı, bu moleküllere çekirdekte bulunan asit anlamına gelen “nükleik asit” adını vermiştir.

Bugünkü bilgilerimize göre, nükleik asitler bütün canlılarda bulunan organik moleküllerdir. Çünkü, organik moleküller canlı tarafından sentezlenebilen ve canlının yapısını oluşturan moleküllerdir. Nükleik asitler DNA(deoksiribonükleik asit) ve RNA (ribonükleik asit) olmak üzere iki çeşittir.

UNİTE 2 – 2. KONU

Nekleik Asitlerin Temel Yapı Taşları

Nükleik asitler DNA ve RNA olmak üzere iki çeşittir. DNA ve RNA makromoleküller olup‚ nükleotid adı verilen birimlerden meydana gelmiştir. Bir nükleotidin yapısında baz, şeker ve fosfat molekülleri bulunur.

1. Bazlar
Bazlar karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O) ve azot (N) atomlarından oluşmuştur. Nükleotidlerin yapısında pürin ve pirimidin olmak üzere iki çeşit baz bulunur.

– Pürinler: Adenin (A), Guanin (G) bazlarıdır. Çift halkalıdır.
– Pirimidinler: Sitozin (S), Timin (T), ve Urasil (U) bazlarıdır. Tek halkalıdır.

NOT: DNA ve RNA’da adenin, guanin ve sitozin ortak, timin ve urasil ayırt edici bazlardır.

2. Şekerler
Nükleotidlerin yapısına 5C’lu şekerler (pentoz) katılır. Bunlar, riboz ve deoksiribozdur. Riboz’un deoksiribozdan farkı bir oksijenin fazla olmasıdır. RNA nükleotidleri riboz şekeri taşırken, DNA nükleotidleri deoksiriboz şekeri taşır.

UNİTE 2 – 3. KONU

Nekleik Neklik Asit Çeşitleri

DNA, hücrede solunum, sindirim, boşaltım, dolaşım vb. yaşamsal faaliyetleri
yönetir. Bunun yanında, kalıtsal karakterlerin gelecek döllere geçişini de sağlar. RNA
ise protein sentezini gerçekleştirir. Canlılar aleminde iki çeşit nükleik asit vardır :

1. DNA’nın Yapısı, İşlevleri ve Kendini Eşlemesi
DNA’nın Yapısı :
DNA bir nükleik asit olup, yapı birimi nükleotittir. DNA’nın yapısını dört çeşit nükleotit oluşturur. Her nükleotit bir organik baz, deoksiriboz şekeri ve fosfat grubundan oluşur. DNA’nın bütün nükleotidlerinde şeker ve fosfat grubu aynıdır. Nükleotidin farklı olmasını azotlu organik bazlar belirler. DNA molekülündeki azotlu organik bazlar adenin (A), guanin (G), sitozin (C) ve timin (T) dir.

DNA’daki bir nükleotidin yapısında bulunan moleküller :
1.Azotlu organik baz
2. 5 C’lu şeker
3. Fosfat grubu

DNA’nın Kendini Eşlemesi (Replikasyon):
DNA, çift iplikli bir molekül yapısına sahiptir. Bu nedenle RNA’dan farklı olarak kendini eşleyebilir. DNA hücrenin bölünmesi sırasında kendini eşler. Bu şekilde DNA sayısı ve kromozom sayısı iki katına çıkar.

Örneğin; büyüme ve gelişme dönemi boyunca mitoz hücre bölünmesi ile canlının boy ve kilosunun artması veya canlıdan meydana gelen herhangi bir yaralanma sonucu yıpranan doku ve organın onarımını sağlayan hücre bölünmesi sırasında DNAkendini eşler.
DNA’nın kendini eşlemesi sadece vücut hücrelerinde görülmez. Ayrıca, yumurta ve sperm hücrelerinin oluşumunda görülen mayoz bölünme sırasında da DNAkendini eşler.

1.RNA’nın Yapısı, Çeşitleri ve İşlevleri
RNA, riboz şekeri içeren bir nükleik asittir. RNA, çok sayıda nükleotidden oluşan bir polinükleotit molekülüdür. RNA prokaryot canlılarda sitoplâzma ve ribozomda, ökaryot canlılarda ise çekirdek, sitoplâzma, ribozom, kloroplâst ve mitokondrilerde bulunur.

RNA Çeşitleri
1. Mesajcı RNA (m RNA) :
mRNA, ökaryot canlıların çekirdeğinde DNA’daki genetik bilgiye uygun olarak sentezlenir. Prokaryot canlıların ise sitoplâzmasında DNA’ya uygun olarak sentezlenir.

2. Ribozomal RNA (rRNA) :
DNA’daki genetik bilgi doğrultusunda sentezlenir. Hücredeki RNA’nın % 80’inini oluşturur. rRNA ribozomun yapısında bulunur.

3. Taşıyıcı RNA (tRNA) :
DNA tarafından sentezlenir. mRNA’ya göre daha küçüktür. Suda çözünebilir ve kolay difüzyona uğrayabilir. tRNA’nın ucunda bulunan üçlü baz dizileri mRNA’nın kodonlarına uygun antikodonları oluşturur.

UNİTE 2 – 4. KONU

Genetik Şifre

İnsanlar, kendi aralarında iletişimi ve haberleşmeyi cümleler kurarak sağlarlar. Bu cümleler kelimelerin anlamlı bir şekilde bir araya gelmesinden oluşurlar. Canlının en küçük yapı birimi olan hücrelerde de hücrelerin birbirini tanımasını, hormonlara karşı sadece ilgili organın cevap oluşturmasını, hücrenin yaşamsal faaliyetlerinin düzenli bir şekilde devamını sağlayan insanlar arasındaki haberleşmeye benzer şekilde özel bir dil vardır. Bu dilin organizasyonunu DNAve RNAbelirler.

DNA dilini oluşturan harşer A, T, G, C olmak üzere 4 nükleotittir. Bir canlının kendine özgü özelliklerini DNA’daki nükleotitlerin dizilişi belirler. Yani her canlıyı kendine özgü bilgiler içeren ansiklopediye benzetebiliriz. Canlılar kendilerine ait özelliklerini bir sonraki kuşağa da aktarabilirler. Örneğin insanın kendisine özgü özellikleri yumurtası veya sperminin yapısında bulunan DNA içerisinde depolanır. Ve bu bilgiler kalıtsal olup, bir sonraki kuşağa yumurta veya sperm yoluyla aktarılır. DNA’daki bilgiler canlıya özgü olan protein yapısını belirler. Protein yapı birimleri ise amino asitlerdir

UNİTE 2 – 5. KONU

Protein Sentezi

Ökaryot bir hücrenin hangi proteinleri sentezleyebileceğine ait bilgi çekirdekteki DNA larda saklıdır.

Proteinlerin çeşitli olması; bir proteinde bulunan amino asitlerin sayısına, çeşidine ve diziliş biçimine bağlıdır.

Protein sentez basamaklarını şöyle özetleyebiliriz:

Çekirdekteki DNA molekülünün anlamlı zinciri üzerinden mRNA sentezlenir. Bu sırada DNA daki genetik bilgiler mRNA’ya aktarılır. Bu olaya transkripsiyon (yazılma) denir.

Sentezlenen mRNA sitoplazmaya geçerek ribozomun küçük alt birimine bağlanır ve protein sentezi sırasında kalıp olarak görev yapar.

ATP ve enzimlerle aktişeştirilmiş olan tRNA’lar kendilerine ait amino asitleri ribozoma taşırlar.

Protein sentezine başlama sinyalini mRNA’daki AUG kodonu verir. Bu kodon metionin amino asitini şifreler.

tRNA’nın antikodonları ile mRNA’nın kodonları geçici olarak birleşir ve bu esnada mRNA’daki bilgilerin tRNA’daki antikodonlara uygun olarak okunması başlar. Buna translasyon denir.

Protein sentezi mRNA üzerinde durdurucu kodonlar gelinceye kadar devam eder. UAG, UAA ve UGA kodonları protein sentezini durduran kodonlardır.

Durdurucu kodondan sonra sentezlenen polipeptid (protein) ribozomdan ayrılıp gerekli olan yerlerde kullanılır.