12.Sınıf Biyoloji 1.Dönem 2.Yazılı (Klasik)

ATP molekülünün sentezi, hücrelerde gerçekleşen bir dizi reaksiyondan oluşur. Bu reaksiyonlar, hücrenin enerji kaynağı olan besinlerin kimyasal bağlarındaki enerjinin ATP molekülünde depolanmasına neden olur. ATP molekülünün yıkımı ise, hücrelerde gerçekleşen bir dizi reaksiyondan oluşur. Bu reaksiyonlar, ATP molekülünde depolanan enerjinin yaşamsal faaliyetlerin gerçekleştirilmesi için kullanılmasına neden olur.

ATP molekülü, tüm canlı hücrelerde bulunur. Bu nedenle, canlıların yaşamsal faaliyetlerini sürdürmek için ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlamak için kullanılabilir. ATP molekülü, yapısı basit ve kolay sentezlenebilir. Bu nedenle, hücreler tarafından hızlı bir şekilde üretilebilir. ATP molekülü, yüksek enerjili fosfat bağları içerdiği için çok miktarda enerji depolayabilir. Bu nedenle, hücreler tarafından uzun süreli enerji kaynağı olarak kullanılabilir. ATP molekülü, kolayca hidrolize edilebilir ve enerji açığa çıkarabilir. Bu nedenle, hücreler tarafından ihtiyaç duyulan enerjiyi hızlı bir şekilde sağlayabilir.

Yapraklardaki pigmentler, ışık enerjisini emer ve bu enerjiyi fotosentezde kullanır. Farklı pigmentler, farklı dalga boylarındaki ışığı emer. Çünkü her pigmentin farklı bir yapısı vardır ve bu yapı, farklı dalga boylarındaki ışığı absorbe etme özelliğine sahiptir.

Yapraklardaki pigmentler, ışık enerjisini emer ve bu enerjiyi fotosentezde kullanır. Ancak, her pigmentin emme kapasitesi sınırlıdır. Bu nedenle, pigmentler, ışık enerjisinin bir kısmını emmezler ve bu enerjiyi yansıtırlar.

Fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonlarında, CO2, ATP ve NADPH kullanılarak organik moleküller üretilir.

Fotosentezin ışıktan bağımsız reaksiyonları altı kez tekrarlanmasıyla bir molekül glikoz üretilir. Ayrıca bitkinin ihtiyaç duyduğu diğer organik moleküller PGAL'den dönüşüm reaksiyonları ile üretilir.

* Kışın ışık seviyesi düşük olduğu için fotosentez hızı azalır. Bu durum, seralarda ürün verimini azaltır. * Yapay ışıklandırma, seralarda ışık seviyesini artırarak fotosentez hızını artırır. Bu da ürün verimini artırır.

* Fotosentezde klorofil pigmenti bulunur ve bu pigment güneş ışığının soğurulmasını sağlar. Güneş ışığından elde edilen enerji, CO2 ve H2O'dan organik madde sentezinde kullanılır. Kemosentezde ise klorofil pigmenti bulunmaz ve inorganik maddelerin oksidasyonu sonucu açığa çıkan kimyasal enerji kullanılır.

Krebs döngüsü, glikozun parçalanması sonucu oluşan piruvat moleküllerinin asetil CoA’ya dönüştürülmesi ile başlayan bir dizi reaksiyondur. Bu reaksiyonlar sonucunda 2 ATP üretilir. Ayrıca, 6 NADH molekülü ve 2 FADH2 molekülü de üretilir ve bu moleküller elektron taşıma sisteminde (ETS) kullanılarak ATP üretimine katkıda bulunur. Bu nedenle, oksijenli solunumun krebs döngüsü aşamasında toplamda 2 ATP üretilir.

ETS-oksidatif fosforilasyon, krebs döngüsü sonucunda üretilen NADH ve FADH2 moleküllerinin elektronlarını kullanarak ATP üreten bir dizi reaksiyondur. Bu reaksiyonlar sonucunda 36 ATP üretilir. Bu nedenle, oksijenli solunumun ETS-oksidatif fosforilasyon aşamasında toplamda 36 ATP üretilir.

Oksijenli solunumda bir glikoz molekülünden 4 ATP substrat düzeyinde fosforilasyonla, 26-28 ATP ise oksidatif fosforilasyonla üretilir. Bu nedenle, bir glikoz molekülünden toplam 30-32 ATP üretilir.

Oksijenli solunumda glikoz, glikoliz, Krebs döngüsü ve oksidatif fosforilasyon olmak üzere üç aşamada parçalanır. Glikoliz sonucunda piruvat oluşur. Krebs döngüsü sonucunda CO2 ve H2O oluşur. Oksidatif fosforilasyon sonucunda da ATP oluşur.

Laktik asit fermantasyonunda glikoz, 2 molekül piruvata kadar parçalanır. Oluşan piruvatlar, ortamdaki 2NADH+ 2H+ moleküllerinin hidrojenlerini alarak laktik asit moleküllerine dönüşür. Bu sayede serbest kalan NAD+ molekülleri tekrar glikoliz reaksiyonlarına katılabilir. Böylece glikoliz reaksiyonlarının devamlılığı sağlanır. ATP sentezi glikolizde gerçekleşir. Laktik asit fermantasyonunda etil alkol oluşumu ile karbondioksit çıkışı görülmez.

Etil alkol fermantasyonu ve laktik asit fermantasyonu, her ikisinde de glikozun oksijensiz ortamda parçalanarak enerji elde edildiği anaerobik fermantasyon çeşitleridir.

Oksijenli solunumda, ATP üretiminde kullanılan enerji, Krebs döngüsü ve elektron taşıma sistemi (ETS) reaksiyonları sırasında açığa çıkar. Bu reaksiyonlar sırasında elektronların taşınması sonucunda, mitokondri iç zarı ile dış zarı arasında proton yoğunluğu farkı oluşur. Bu proton yoğunluğu farkı, ATP sentaz enzimi tarafından kullanılarak ATP üretimi sağlanır. Bu mekanizmaya kemiosmotik mekanizma adı verilir.

1. Enerjinin korunumu yasasına göre, enerji yok olmaz, sadece bir formdan başka bir forma dönüşür. 2. Canlılar, büyüme, gelişme, üreme, hareket, biyosentez, aktif taşıma gibi yaşamsal faaliyetlerini gerçekleştirebilmek için enerjiye ihtiyaç duyar. 3. ATP, hücrelerde gerçekleşen birçok metabolik faaliyette kullanılan enerji kaynağıdır. 4. ATP, besinlerin kimyasal bağlarındaki enerjiyi doğrudan kullanamaz. Bu enerji, ATP’ye dönüştürüldükten sonra kullanılabilir. 5. ATP, adenozin trifosfat molekülünün kısaltmasıdır. Yapısında üç fosfat grubu bulunur. 6. ATP’nin yüksek enerjili fosfat bağları, hücrelerde gerçekleşen endergonik tepkimelerde kullanılır. 7. ATP’nin yapısındaki fosfat bağları, hidrolizle kırıldığında bir molekül inorganik fosfat (Pi) ATP’den ayrılır. 8. ATP’nin yapısındaki fosfat bağları, hidrolizle kırıldığında açığa çıkan enerji, hücrelerde gerçekleşen endergonik tepkimelerde kullanılır. 9. ATP, hücrelerde sürekli kullanılan ve yenilenebilen bir moleküldür. 10. ATP, hücrelerde depolanabilen bir molekül değildir.