Hücresel Solunum

📘 Konu Hakkında Kısa Bilgi: Bu soru, alkol fermantasyonu, laktik asit fermantasyonu ve oksijenli solunum gibi enerji üretim yollarının ortak ve farklı özelliklerini ayırt edebilme becerisini ölçen bir karşılaştırma sorusudur. Bu soruyla öğrenciden beklenen, enerji üretim yolları arasında hem benzerlikleri hem de farkları bilinçli şekilde ayırt edebilmesidir. Canlılar enerji elde etmek için organik maddeleri enzimlerle yıkar, bu süreçlerde ATP üretimi ve taşıyıcı moleküllerin (NADH gibi) kullanımı görülür.

🔸 Ortak Özellikler (Üçünde de vardır): Enzim kullanımı ATP üretimi (az veya çok) Glikoz gibi organik maddelerin yıkımı Glikoliz sırasında NADH + H⁺ oluşumu

🔸 Farklı Özellik: CO₂ oluşumu: Alkol fermantasyonu: ✅ CO₂ oluşur Oksijenli solunum: ✅ CO₂ oluşur Laktik asit fermantasyonu: ❌ CO₂ oluşmaz

🔍 Şık Analizi:

A) ✅ → Tüm enerji üretim yollarında enzimler görev alır.

B) ✅ → Tüm süreçlerde az da olsa ATP üretilir.

C) ✅ → Tüm süreçler glikoz gibi maddelerin parçalanması ile başlar.

D) ✅ → Glikoliz evresinde NADH + H⁺ oluşur (tüm yollar ortak olarak glikolizle başlar).

E) ❌ → Sadece alkol fermantasyonu ve oksijenli solunumda görülür. → Laktik asit fermantasyonunda CO₂ çıkmaz → ortak değildir.

- Bu soru, hücrelerde gerçekleşen enerji üretim süreçlerinin bilgisini ölçmeyi amaçlar. Özellikle FAD molekülünün hangi süreçlerde indirgenme işlemine uğradığını sorgular. FAD (Flavin adenin dinükleotid), hücrede enerji üretim süreçlerinde önemli bir role sahip olan bir koenzimdir.

- FAD, enerji üretim sürecinde elektron taşıyıcı molekül olarak görev yapar. Özellikle Krebs döngüsünde, bu molekül elektronları alarak FADH²'ye dönüşür, yani indirgenir.

- Glikoliz, Krebs döngüsü, etil alkol fermantasyonu ve laktik asit fermantasyonu, hücrelerde enerji üretimini sağlayan farklı süreçlerdir. Ancak FAD'ın indirgenmesi sadece Krebs döngüsünde gerçekleşir.

- Glikoliz sürecinde FAD yerine NAD+ molekülü indirgenir ve NADH oluşur. Etil alkol ve laktik asit fermantasyonunda ise yine FAD yerine NAD+ molekülü indirgenir.

- Bu nedenle, FAD'ın indirgenmesinin yalnızca Krebs döngüsünde gerçekleştiği bilgisine dayanarak, doğru cevabın "Yalnız II" olduğunu söyleyebiliriz.

→ Bu soru, hücresel solunum sürecindeki belirli aşamaların bilgisini ölçmeyi amaçlamaktadır. Hücresel solunum, canlı hücrelerin glikozdan enerji elde ettiği bir süreçtir ve bu süreçte çeşitli kimyasal reaksiyonlar gerçekleşir.

→ Soruda, işaretli oksijen moleküllerinin, hücresel solunum sırasında hangi aşamalarda ve hangi moleküllerde görülebileceği sorulmaktadır.

→ Seçenekler arasında pirüvik asitten asetil CoA oluşumu sırasında açığa çıkan CO₂ (I. seçenek), Krebs döngüsünde açığa çıkan CO₂ (II. seçenek) ve elektron taşıma sisteminde oluşan H₂O (III. seçenek) vardır.

→ Bu sorunun cevabını bulabilmek için, hücresel solunum sürecindeki her aşamanın ne olduğunu ve hangi moleküllerin bu aşamalarda oluştuğunu bilmek gereklidir. Pirüvik asitten asetil CoA oluşumu ve Krebs döngüsü sırasında açığa çıkan CO₂ molekülleri, glikozun karbon atomlarından oluşur.

→ Bu nedenle, bu aşamalarda işaretli oksijen molekülleri görülmez. Ancak, elektron taşıma sisteminde, oksijen molekülleri, elektronları ve hidrojen iyonlarını kabul ederek su (H₂O) oluşturur. Bu nedenle, bu aşamada işaretli oksijen molekülleri görülür. Bu nedenle, doğru cevap "Yalnız III" (C) seçeneğidir.

Bu soru, oksijenli solunum ve laktik asit fermantasyonu süreçlerini karşılaştırma ve bu süreçlerde gerçekleşen olayları anlama üzerine. Oksijenli solunum ve laktik asit fermantasyonu, hücrelerin enerji üretmek için kullandığı iki farklı yol. Her ikisi de glikozu parçalayarak ATP (adenozin trifosfat) üretir, ancak bu süreçlerin gerçekleşme şekli ve sonuçları birbirinden farklıdır.

I. Kemiozmotik mekanizma ile ATP üretilmesi, sadece oksijenli solunumda gerçekleşir. Laktik asit fermantasyonunda, ATP glikoliz sürecinde üretilir.

II. NADH molekülünün, NAD+'ya yükseltgenmesi, hem oksijenli solunumda hem de laktik asit fermantasyonunda gerçekleşir. Bu yüzden bu seçenek doğru cevaptır.

III. Elektronların, elektron taşıma zinciri elemanlarınca taşınması, yine sadece oksijenli solunumda gerçekleşir. Laktik asit fermantasyonunda, elektron taşıma zinciri kullanılmaz.

Bu nedenle, oksijenli solunum ve laktik asit fermantasyonunda sadece NADH molekülünün, NAD+'ya yükseltgenmesi (II) ortak olarak gerçekleşir. Bu yüzden doğru cevap B şıkkıdır.

Açıklama: Ökaryotik hücrelerde metabolik olayların büyük kısmı zarla çevrili organellerde gerçekleşir. Ancak bazı temel olaylar hücrenin sitoplazmasında (organel dışında) yürütülür. Bunlardan biri glikolizdir.

Şıkların incelemesi:

A) Glikoliz; ✅ Sitoplazmada gerçekleşir. Glikozun pirüvata kadar parçalandığı ilk enerji üretim basamağıdır. Zarla çevrili bir organel gerekmez.

B) Krebs döngüsü (Sitrat döngüsü); Mitokondri matriksinde gerçekleşir. Yani zarla çevrili organelde olur. ❌

C) Fotosentez; Kloroplast adlı zarla çevrili organelde gerçekleşir. ❌ 

D) mRNA sentezi; Çekirdek içinde (nükleus), yani zarla çevrili organelde olur. ❌

E) Hücre içi sindirim; Lizozom adı verilen zarla çevrili organelde gerçekleşir. ❌

Sonuç: 🔹 Zar olmayan yerde gerçekleşen tek olay: Glikoliz ➡️ Doğru cevap: A

Bu soru, hücresel solunum çeşitlerini (yani oksijenli, oksijensiz ve fermantasyon) ayırt etmekte hangi olayın kesin belirleyici olduğunu sorguluyor.

Şıkları tek tek değerlendirelim:

❌ A. Glikoz molekülünün pirüvik aside dönüşmesi; Bu olay glikoliz evresidir. Tüm solunum çeşitlerinde (oksijenli, oksijensiz ve fermantasyon) ortak olarak görülür. ➡ Tek başına yeterli değildir.

❌ B. Sitoplazmada NAD⁺ molekülünün indirgenmesi; NAD⁺ → NADH indirgenmesi de glikolizde görülür. Bu da her solunum tipinde gerçekleşir. ➡ Ayırt edici değildir.

❌ C. Krebs döngüsünde bir dizi tepkimenin gerçekleşmesi; Krebs döngüsü, oksijenli ve bazı oksijensiz solunumlarda gerçekleşebilir. Ancak fermantasyonda görülmez. ➡ Bu bilgi fermantasyonu elemenizi sağlar ama oksijenli/oksijensiz ayrımı için tek başına yeterli değildir.

❌ D. Elektronların ETS’de bir molekülden diğerine geçmesi; ETS (elektron taşıma sistemi), hem oksijenli hem de bazı oksijensiz solunumlarda vardır. ➡ Oksijenli olduğunu garanti etmez.

✅ E. Son elektron alıcısı olan oksijenin indirgenmesi; Bu durum sadece oksijenli solunumda görülür. Oksijen elektron taşıma zincirinin (ETS) sonunda elektronları ve protonları alır, H₂O oluşur. ➡ Bu olay gerçekleşiyorsa kesinlikle oksijenli solunumdur.

🔚 Sonuç: **Yalnız E şıkkı, hücresel solunum çeşidini (oksijenli solunum) tek başına belirlemeye yeterlidir. ✅ Doğru cevap: E