OKSİJENLİ SOLUNUM

✔ Besin moleküllerinin oksijen varlığında su ve karbondioksite kadar parçalandığı hücresel solunum reaksiyonlarına oksijenli solunum denir.

✔ Enerji ihtiyacı fazla olan canlılarda görülür. Oksijensiz solunuma ve fermantasyona göre daha fazla ATP üretilir. Besin moleküllerinden ayrılan elektronların son alıcısı oksijen olduğundan bu isim verilmiştir.

MİTOKONDRİ

✔ Ökaryot hücrelerde oksijenli solunumun gerçekleşmesini s ağlayan organeldir.

✔ İç ve dış olmak üzere iki zardan oluşmuştur. İç zarı kıvrımlıdır. Yapmış olduğu kıvrımlara krista adı verilir. Kristalar, mitokondrinin solunum verimini artırır.

✔ İçini dolduran sitoplazma benzeri sıvıya matriks denir. Matriks içerisinde DNA, RNA, ribozom ve enzim başta olmak üzere çok sayıda organik ve inorganik madde vardır. Halkasal DNA’ya sahiptir.

✔ Protein sentezi yapabilir ve hücre kontrolünde bölünebilir.

MEZOZOM

✔ Oksijenli solunum yapan prokaryot canlılarda hücre zarının sitoplazmaya doğru yapmış olduğu kıvrılmalar ile oluşturulmuş yapıdır.

✔ Kesinlikle organel değildir.

✔ Oksijenli Solunum 4 aşamada gerçekleşir.
1) Glikoliz

2) Pirüvat oksidasyonu (Krebs hazırlık evresi)

3) Krebs

4) ETS

 

✔ Ökaryotlarda glikoliz sitoplazmada, pürivat oksidasyonu ve krebs matrikste, ETS ise iç zarda gerçekleşir.

✔ Prokaryotlarda glikoliz, pürivat oksidasyonu ve krebs sitoplazmada, ETS hücre zarında gerçekleşir.

 

1) Glikoliz

✔ Tüm hücresel solunum tepkimelerinin başlangıç kısmıdır.

✔ Her canlıda sitoplazmada gerçekleşir.

✔ Glikoliz evresi sonunda oluşan NADH2 ve pirüvatlar mitokondri içine girer ve krebse katılır.

2) Krebs Hazırlık Evresi (Pürivat Oksidasyonu)

✔ Mitokondrinin matriksinde gerçekleşir.

✔ Glikoliz sonucu üretilmiş olan pürivat molekülleri mitokondrinin matriksine geçerek enzimler aracılığı ile asetil-CoA haline getirilir. Bu sırada tepkimeden CO2 ayrılır, NAD indirgenir ve asetil-CoA oluşur.

Krebs (Sitrik asit döngüsü)

✔ Mitokondri matriksinde gerçekleşir.

✔ Krebs hazırlık sonunda oluşan asetil Co-A bir önceki döngü sonunda oluşmuş olan okzaloasetik asitle birleşerek sitrik asiti oluşturur.

✔ Krebs boyunca sitrik asitten CO2 çıkışı görülür. Ayrıca
NAD ve FAD indirgenmeleri gerçekleşir. NADH2 ve FADH2’ler oluşur.

✔ SDF ile ATP üretilir.

✔ Döngüde su kullanılır. (6 tane)

✔ 1 tane glikozdan 4 tane CO2, 6 tane NADH2, 2 tane FADH2 ve 2 tane ATP üretilir.

ETS (Elektron taşıma sistemi)

✔ Glikoliz, krebs hazırlık ve krebs boyunca NADH2 ve FADH2lere aktarılmış olan elektronlar mitokondrinin iç zarına gelerek zar üzerine yerleşmiş olan özel proteinler yardımı bir dizi indirgenme ve yükseltgenme tepkimeleri ile aktarılır. Bu aktarım sırasında açığa çıkan enerjinin bir kısmı ısı olarak sistemden ayrılır. Bu ısı sıcakkanlı canlılarda vücut sıcaklığının sabit tutulmasında kullanılır. Açığa çıkan enerjinin geri kalanı ise ATP içine yerleştirilerek hayatsal faaliyetlerde kullanılabilir hale getirilir.

✔ Koparılan elektronların ETS boyunca aktarılıp en son olarak oksijen tarafından tutulması ve bu sırada açığa çıkan enerji ile ATP sentezlenmesine oksidatif fosforilasyon denir. (Oksijensiz solunumda en son elektron tutucu oksijen dışında bir inorganik maddedir.)

✔ ETS elemanları iç zar üzerinde elektron tutma kapasiteleri  (elektronegatiflik) artacak şekilde sıralanmışlardır.

✔ Elektronlar ETS boyunca aktarıldıkça elektronun enerjisi düşer. Bu nedenle son elektron tutucusu en güçlü elektron tutucusudur. Bu madde oksijendir.

✔ Oksijen ETS’den gelen elektronlar ile NADH2 ve FADH2’lerin hidrojenlerini alarak H2O oluşumunu sağlar.

✔ 1 glikoz için 6O2 harcanır, 12H2O oluşur.

Kemiozmotik Teori

✔ ETS sırasındaki oksidatif fosforilasyon mekanizmasını açıklayan teoridir.

✔ NADH2 ve FADH2 elektronlarını ETS ye aktardığında açıkta kalan hidrojenler açığa çıkan enerjinin etkisi ile zarlar arası boşluğa geçer. Bu geçiş matriks ile zarlar arası boşluk arasında potansiyel fark oluşmasına yol açar. İç zar hidrojenlere geçirgen olmadığından hidrojenler potansiyel farkı eşitleyebilmek için zar üzerinde bulunan ATP Sentaz içerisinden matrikse geri dönerler. Bu durum ATP Sentazın aktifleşerek ATP üretmesine yol açar.

✔ NADH2’nin getirdiği H için 2,5 ATP, FADH2’nin getirdiği H için 1,5 ATP üretilir.

✔ 2 tane glikoliz
    2 tane krebs hazırlık

    6 tane krebs olmak üzere toplam 10 tane NADH2 üretilir.

✔ 2 tane krebs olmak üzere toplam 2 tane FADH2 üretilir.

✔ ETS de oksidatif fosforilasyon ile toplamda 28 ATP

(25 --> NAD, 3 --> FAD) üretilmiş olur.

 

✔Oksijenli solunumda bir tane glikoz için net 30-32 ATP üretilir. Bu farklılık glikoliz evresinde üretilen NADH2 moleküllerinin farklı hücrelerde ETS ye farklı yerlerden katılmasından kaynaklanır.


Örnek: iskelet kası ve beyin hücrelerinde 30 ATP, karaciğer böbrek ve kalp hücrelerinde 32 ATP üretilir.

 

✔ Oksijenli solunumda toplamda 12H2O üretilir. Krebste 6H2O kullanıldığından net 6H2O üretilmiş olur.

BESİNLERİN OKSİJENLİ SOLUNUMA KATILMA YOLLARI

Oksijenli solunumda organik madde olarak sadece glikoz kullanılmaz.

✔ Karbonhidratlar solunuma katılacaksa glikoza kadar parçalanır. Galaktoz ve fruktoz ise glikoza dönüştürülerek solunuma katılır.

✔ Proteinler aminoasitlere parçalanırlar. Aminoasitler solunuma katılmadan önce Deaminasyona uğrarlar. Yapılarındaki azot NH3 (amonyak) olarak ayrılır. Karaciğerde üreye dönüştürülür ve böbrekler ile vücuttan uzaklaştırılır. Oluşan molekülün karbon sayısına göre farklı yollardan hücre solunumuna katılır.

✔ Lipitler hidroliz sonucunda gliserol ve yağ asidi haline dönüştürülürler.
Gliserol PGAL ye dönüştürülerek glikoliz aşamasına katılır.
Yağ asitleri ise Beta Oksidasyon adı verilen reaksiyonlar ile 2 karbonlu moleküller halinde parçalanarak asetil co-A dönüştürülüp hücresel solunuma katılırlar.

Oksijenli Solunum

Tablet Versiyonu

Özel Ders

Sorular

1) Oksijenli solunum sırasında gerçekleşen olaylar ile ilgili verilen grafiklerden hangisi çizilemez?

2) Oksijenli solunumda gerçekleşen,
I. Glikoliz
II. Krebs hazırlık evresi

III. Krebs

IV. ETS

tepkimelerden hangileri prokaryot ve ökaryotlarda aynı hücre bölgesinde gerçekleşebilir?

A) Yalnız I            B) I ve II               C) III ve IV
            D) II, III ve IV           E) I, III ve IV

 

 

3) Oksijenli solunum sırasında aşağıdaki olaylardan hangisi gerçekleşmez?

A) Substrat düzeyinde fosforilasyon ile ATP üretimi

B) Sitoplazmadan gelen NADH2lerin elektronlarının oksijene aktarılması

C) Hidrojenlerin zarlar arası boşluğa pompalanması

D) ETS sırasında NAD ve FAD moleküllerinin indirgenmesi

E) Oksidatif fosforilasyon ile ATP üretimi

4) Aşağıdaki düzenekte, K kabına oksijenli solunum, L kabına ise etil alkol fermantasyonu yapan bakteriler yerleştirilmiştir.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Bakterilerin üreyebilmesi için yeterli bir süre beklendikten sonra aşağıdaki olaylardan hangileri gerçekleşmez? (Ortam şartları her iki canlı için optimumdur.)

A) Demir bilye 2 yönünde hareket etmektedir.

B) Her iki kapta da glikoz çözeltisi azalmıştır.

C) Demir bilye hareket etmemektedir.

D) Termometrelerin gösterdiği değer yükselmektedir.

E) Her iki kapta da karbondioksit miktarı artmaktadır.

5) Bir bitki hücresinin sitoplazmasında bulunan  glikoz molekülünün oksijen atomları işaretlenmiş ve glikozun glikoliz reaksiyonuna girmesi sağlanmıştır.

Oksijenli solunum tamamlandıktan sonra;
I. Su

II. Karbondioksit

III. ATP

Oluşacak moleküllerden hangilerinin oksijen atomlarının işaretli olması beklenir?

A) Yalnız I           B) Yalnız II            C) Yalnız II
         D) I ve II                  E) I, II ve III

 

 

6) Aşağıdaki moleküllerden hangisi glikoz molekülünün oksijenli solunumu sırasında hem üretilir hem de tüketilir?

A) Glikoz           B) Karbondioksit            C) Su

           D) Laktik Asit                E) Amonyak