Biyolojiye Genel Bakış

-TheTveT* · 05-14-2010

Biyolojinin Alt Dalları

Biyoloji, canlıların bütün özelliklerini ve hayat olaylarını inceleyen bir bilim dalıdır. Biyoloji ile uğraşan bilim adamlarına biyolog denir. Biyologların amacı ve Biyoloji biliminin esas gayesi; canlılar dünyasından insanlığa faydalı sonuçlar çıkarmaktır.

Biyolojinin Alt Dalları

Biyoloji 3 ana dala ayrılır;

Botanik: Bitkileri inceleyen bilim dalıdır.

Zooloji: Hayvanları inceleyen bilim dalıdır. Mikrobiyoloji:Mikroskobik canlıları inceleyen bilim dalıdır.

Bunların haricinde biyoloji daha alt dallara ayrılmıştır;

Mikoloji: Mantarları inceleyen bilim dalıdır.

Viroloji: Virüsleri inceleyen bilim dalıdır.

Bakteriyoloji: Bakterileri inceleyen bilim dalıdır.

Entomoloji: Böcekleri inceleyen bilim dalıdır. Vb. gibi, her canlı grubu için özel bilim dalları oluşturulmuştur.

Bu bölümlerin her birisi, canlının değişik özelliklerini incelemeleri bakımından kendi içinde de alt bölümlere ayrılır;

�Sitoloji: Hücrenin yapısını ve metabolizmasını inceler (Hücre Bilimi).

�Histoloji: Dokuların yapısını ve işleyişini inceler (Doku Bilimi).

�Fizyoloji: Bir doku, organ veya sistemin işlevlerini inceleyen bilim dalıdır (Fonksiyon Bilimi).

�Anatomi: Canlıların vücut içyapısını inceleyen bilim dalıdır (Yapı Bilimi).

�Morfoloji: Canlıların vücud dış görünüşüyle ilgili çalışmalar yapan bilim dalıdır (Şekil Bilimi).

�Taksonomi (Sistematik): Canlıların sınıflandırılmasını yapan bilim dalıdır. Tabiattaki canlıların farklılıklarını ve benzerliklerini gözeterek onları sistematik kategoriler yerleştirir (Sınıflandırma Bilimi).

�Genetik: Canlılardaki özelliklerin dölden döle aktarılışını, bu özelliklerin aktarılmasını sağlayan genlerin yapısını, ve meydana gelen değişmeleri inceleyen bilim dalıdır (Kalıtım Bilimi).

�Ekoloji: Canlıların çevreyle ve birbiriyle olan ilişkilerini inceler. (Çevre bilimi)

�Embriyoloji: Organizmanın zigottan ata canlıya benzer hale gelinceye kadar geçirmiş olduğu gelişmeleri inceleyen bilim dalıdır (Yavru Bilimi).

�Moleküler Biyoloji: Hücredeki önemli moleküllerin yapılarını ve işleyişlerini inceler. Özellikle DNA �nın yapısını, protein sentezini, gen enzim ilişkisini inceleyen bir bilimdir (Molekül Bilimi).

Canlıların Ortak Özellikleri

Canlı kelimesi soyut bir kavram olup bazı özelliklerine bakarak tanımlanabilmektedir. Bu özelliklere canlıların ortak özellikleri denir.

1 Bütün canlılar hücrelerden meydana gelmiştir. Canlılar tek ve çok hücreli olarak iki gruptur.

2 Bütün canlılarda organizasyon vardır. Tek hücrelilerde hücre organelleri arasında, çok hücreli canlılarda hücreler, dokular, organlar ve sistemler arasında bir koordinasyon ve düzen vardır.

3 Bütün canlılarda duyarlılık ve hareket vardır. Duyarlılık, çevreden gelen çeşitli etkilere karşı verilen tepkidir. Hayvanlarda tepki ve hareket aktiftir. Bitkilerde ise; yönelme ve durum değiştirme şeklindedir.

4 Bütün canlılar çoğalır. Canlıların soylarının devamı için kendine benzer yeni yavru oluşturmasına üreme denir. Bireyin yaşaması için değil soyunu devam ettirmesi için şarttır. Canlılarda iki çeşit üreme görülür;

a) Eşeysiz üreme: Bir canlının tek başına yeni yavrular oluşturmasıdır. Kalıtsal çeşitlilik olmaz. Oluşan yavrular ata canlı ile tıpa tıp aynıdır.

b) Eşeyli üreme: Erkek ve dişi üreme hücrelerinin birleşmesiyle yeni özelliklere sahip canlıların oluşmasıdır. Kalıtsal çeşitlilik meydana gelir.

5 Bütün canlılar solunum yaparlar. Canlılar aldıkları besin maddelerini oksijenli veya oksijensiz solunumda kullanarak enerji üretirler. Bu olay hayat boyunca devam etmek zorundadır. Bu enerjiyi büyüme, gelişme ve yenilenme v.b olaylarda kullanırlar.

6 Bütün canlılar metabolizma gerçekleştirir. Canlı vücudunda meydana gelen bütün biyokimyasal reaksiyonlara metabolizma denir. Canlılardaki metabolizma ikiye ayrılır;

a) Anabolizma: Özümleme (yapım = asimilasyon) reaksiyonlarıdır. Örnek: Fotosentez, protein sentezi, nişasta sentezi, DNA sentezi vb.

b) Katabolizma: Yadımlama (yıkım = disimilasyon) reaksiyonlarıdır. Örnek: Solunum, protein sindirimi, yağ sindirimi vb.

7 Bütün canlılar büyürler. Tek hücrelilerde sitoplazma miktarındaki artış, çok hücrelilerde hücre sayısındaki artış büyümedir. Bitkilerde büyüme sınırsız, hayvanlarda ise sınırlıdır.

8 Bütün canlılar beslenirler. Hayvanlar besinlerini hazır olarak alır (heterotrof). Bitkiler ise besinlerini fotosentezle kendileri üretir (ototrof). Besinler canlılarda üç türlü değerlendirilir;

a) Solunumla enerji elde etme.

b) Vücut yapısına katma.

c) Kimyasal reaksiyonları düzenlemek.

9 Bütün canlılar boşaltım yaparlar. Boşaltım metabolizma sonucu oluşan artık maddelerin vücuttan uzaklaştırılmasıdır. Hayvanlar böbrek, akciğer ve deri ile bitkiler ise, yaprak, gövde ve kökler ile boşaltım yaparlar.

Not: Virüsler bağımsız yaşayamadıkları ve hücresel yapıda olmadıkları için mecburi parazittirler. Canlılık ve cansızlık özelliği gösterebilirler. Konak canlı bulamadıklarında kristalleşirler, konak canlı bulduklarında da çoğalabilme özelliğine sahiptirler.

Hücrenin Yapısı

Canlıların en küçük yapı ve görev birimine hücre denir. Hücre kavramı ilk kez Robert Hooke tarafından ortaya atılmıştır.

Hücre Teorisi

1. Bütün canlılar hücrelerden meydana gelmiştir.

2. Hücreler daha önce var olan hücrelerin bölünmesiyle oluşur.

3. Canlılar, tek, koloni ya da çok hücrelidir.

4. Canlının kalıtım materyali hücre içerisinde bulunur.

Çok hücreli canlılarda hücreler yapmış oldukları görevlere göre farklı şekil ve büyüklüktedir. Hücreler birleşerek doku ve organları oluşturur.

Canlılar âleminde çekirdek yapısı ve organel durumuna göre iki tip hücre vardır. Bunlar;

1. Prokaryot hücre

Kalıtım materyali bir zar ile çevrilmemiştir ve zarlı organel bulundurmazlar. Bakteriler, Mavi yeşil algler Prokaryot tipi hücrelere sahiptir. Bu tip hücrelerden oluşan canlılar, Monera âleminde incelenmektedir. Bu canlılarda hücre çeperi vardır. Organel olarak sadece ribozom bulundururlar.

2. Ökaryot hücre

Kalıtım materyali zarla çevrili hücrelerdir. Protista, mantar, bitki ve hayvanlar âlemi canlıları Ökaryot hücre tipine sahiptir.

Ökaryot bir hücre üç kısımda incelenir;

1. Hücre zarı

2. Sitoplâzma ve hücre organelleri

3. Çekirdek

I. HÜCRE ZARI

Hücre zarının görevleri

� Hücrenin dağılmasını önler.

� Aynı dokudaki hücrelerin birbirini tanımasını sağlar.

� Hücredeki madde alış verişini kontrol eder.

� Hücredeki bazı yapıları (koful gibi) oluşturur.

� Hücreyi dış etkilere karşı korur.

Hücre zarının yapısı

Yapısında, % 65 protein, % 33 yağ, % 2 karbonhidrat bulunur. Kalınlığı 75-100 0A dur. Canlı, esnek, yarı saydam ve seçici geçirgendir.

Birim Zar Modeli

Birim zar modelinde; Proteinler katman olarak hücre zarını çevreler. Porların sayısı ve yeri sabittir. Bu özelliklerden dolayı canlılık olaylarını ve seçici geçirgenliği açıklayamaz.

Akıcı Mozaik Zar Modeli

Proteinler akıcı yağ tabakası içine gömülmüş (gömülü protein) olarak ya da dış yüzeyde (yüzeysel protein) bulunur. Karbonhidratlar ya protein üzerinde (glikoprotein) ya da lipidler üzerinde (glikolipid) bulunur. Hücre zarında seçici geçirgenliği sağlayan ve por adı verilen delikler vardır. Porların yeri ve sayısı sabit değildir. Hücre zarında bulunan fosfolipitler zara akıcı bir özellik verir.

Hücre zarının yapısındaki protein, yağ ve karbonhidratların dizilişi hücre zarının özgüllüğünü belirler.

Glikoproteinlerin görevleri;

1. Hücreye girecek olan maddeleri tanır.

2. Bazı proteinler, virüs reseptörü olarak görev yapar.

3. Alyuvarların zarında bulunan bazı proteinler kan grubunu belirler.

4. Komşu hücrelerin birbirini tanımasını sağlar. Böylece, doku nakillerinde önem arz eder.

Hücre Zarının Farklılaşması İle Oluşan Yapıları

1 Mikrovillus: Bağırsak epitelinde besinleri emme görevi olan hücrelerde, hücre zarının bir miktar sitoplâzmayla dışarı doğru oluşturduğu parmak şeklindeki uzantılara villus denir. Villusların üzerindeki daha küçük uzantılara mikrovillus denir.

2 Yalancı ayak: Amip, akyuvar ve cıvık mantar hücrelerinde besin bulma ve yer değiştirme için hücre zarının oluşturduğu geçici uzantılara yalancı ayak denir.

3 Sil: Paramesyum ve bakteriler gibi canlıların hareketini sağlamak için hücre zarından oluşturulan uzantılara sil denir.

4 Kamçı: Sillere göre daha uzun ve az sayıdaki hareket organlarına kamçı denir. Öglena gibi tek hücrelilerde görülür.

5 Pinositoz cebi: Porlardan geçemeyecek kadar büyük sıvı besinlerin alınmasında hücre zarında oluşan geçici çöküntülere pinositoz cebi denir. Hayvansal hücrelerde görülür.

6 Mesozom: Bakterilerde mitokondri görevi gören zar kıvrımlara Mesozom denir. Burada solunum enzimleri bulunur.

Hücre Çeperi

Bitki hücrelerinde bulunur. Cansız, sert, tam geçirgen, selülozdan yapılmış koruyucu bir yapıdır. Üzerindeki geçitler büyüktür. Mantarlar ve monera âlemi canlılarında da bulunur.

Bakteri ve mantarların çeperi selüloz değildir. Protein, yağ ve karbonhidratların özel bileşiminden oluşmuştur.

Bitki türüne göre çeper içinde lignin (odun), süberin (mantar), gibi farklı maddeler birikir.

Çeper, bitki hücrelerine şekil verir. Turgor basıncından dolayı hücrenin patlamasını önler bu sayede destek görevi görür.

II.SİTOPLÂZMA VE HÜCRE ORGANELLER

1. SİTOPLÂZMA

Hücrede birçok hayatsal olayların gerçekleştiği yerdir. Yarı kolloidal (yarı sıvı) bir yapı gösterir. içinde organeller, su, proteinler, yağlar, karbonhidratlar, tuzlar, vitaminler, hormonlar ve çeşitli iyonlar bulunur.

2. HÜCRE ORGANELLERİ

Hücrede metabolik olayları gerçekleştiren özel yapılara organel denir.

1) Endoplâzmik retikulum: Hücre zarı ile çekirdek arasında uzanan ve hücreyi ağ gibi kaplamış kanalcık sistemidir. Hayvan hücrelerine şekil verir. Hücre içinde madde taşınması ve depolanması görevini yapar.

Üzerinde ribozom olanlara granüllü, ribozom olmayanlara granülsüz E.R. adı verilir. Protein sentezinin çok olduğu hücrelerde granüllü, yağ sentezinin çok olduğu hücrelerde granülsüz E.R. fazla oranda bulunur. Ayrıca golgi ve lizozom organellerini oluşturabilirler. E.R. hücre bölünmesinden önce eriyerek kaybolur, sonra yeniden oluşur.

2) Golgi: Granülsüz E.R.den oluşur. Hücrelerin salgı ve paketlemesini sağlar. Salgı yapan hücrelerde bol bulunur. Örneğin; tükrük bezi ve süt bezlerinde olduğu gibi. Ribozomda sentezlenen proteinler önce E.R. ye, sonra golgiye geçerek paketlenir.

Hücre zarındaki glikolipid ve glikoproteinlere son şeklini verir. Hücre çeperinin yapısına katılan selülozu üretir. Lizozom organellerini oluşturur.

3) Lizozom: Tek katlı zarla çevrilidir. içinde sindirim enzimleri bulunur. Endositozla alınan veya hücre içinde bulunan kompleks molekülleri sindirir.

Hücrede yaşlanmış organelleri ve zararlı maddeleri yok eder. Akyuvarlarda alınan mikropları parçalar.

Herhangi bir sebepten dolayı, lizozomun zarı yırtılırsa, hücrenin kendi kendini sindirmesine neden olur, buna otoliz denir. Dokulardaki yaşlı hücrelerin ortadan kalkması, çürümenin hızlanması, kurbağa embriyosunun kuyruğunun kopması, insan embriyosunun parmak arası perdelerin yırtılması otolizle gerçekleşir. Bitki hücrelerinde bulunan lizozomlara fitolizozom denir.

4) Ribozom: Protein sentezinin gerçekleştiği yerdir. Çekirdekçikte üretilir. Protein sentezlediği için, bütün canlı hücrelerde bulunur.

Yapısında % 60 RNA ve % 40 protein bulunur. iki alt birimden oluşmuştur. Protein, enzim ve hormon sentezi olan hücrelerde çok bulunur. Protein sentezi hızlı olan hücrelerde yan yana dizilerek polizomları oluştururlar.

Bulunduğu yerler; Çekirdek dış zarı, Granüllü E.R. üzerinde, Mitokondri ve Kloroplast sıvısında ve Sitoplâzmada serbest halde.

5) Sentrozom: Hayvan hücrelerinde bulunur. Birbirine dik iki sentriolden oluşur. Hücre bölüneceği zaman kendini eşler. Zarsız olup etrafında yoğunlaşmış bir sıvı vardır. Her bir sentriol 3�er tüpten meydana gelen 9 protein lifinden oluşmuştur.

İnsanın çizgili kas hücrelerinde, nöron gövdesinde, olgun yumurta hücresinde bulunmaz.

Hayvan hücrelerinde kromozom takımlarının kutuplara çekilmesini sağlayan iğ ipliklerini oluşturur. Ayrıca sentrozom, sil ve kamçı oluşumunda görev alır.

6) Koful: Tek hücrelilerde boşaltım organelidir. Çok hücrelilerde ise artık maddelerin, besinlerin veya fazla suyun depo edildiği yerdir. E.R.�den, golgiden, hücre zarı ve çekirdek zarından oluşabilir. Kofullar bitkilerde artık maddelerin depolanmasını ve turgor basıncının ayarlanmasında görev alır.

Tatlı suda yaşayan tek hücrelilerde bulunan kontraktil kofullar fazla suyu dışarı atar. Bu olayda enerji harcanır. Kofular görevlerine göre isimlendirilir; besin kofulu, sindirim kofulu, boşaltım kofulu ve depo koful.

Kofullar genç bitki hücrelerinde küçük, yaşlı hücrelerde ise büyük ve azdır. Hatta bazen hücrenin içini tamamen doldurabilir. Hayvan hücrelerinde ise kofullar az ve küçüktür.

7) Mitokondri: Hücrede enerji (ATP) üretimini sağlayan merkezdir. Sayısı hücrenin enerji ihtiyacına göre değişir. Çizgili kas, sinir, kalp ve karaciğer hücrelerinde mitokondri fazladır.

Dış zarı düzgün, iç zarı ise kıvrımlıdır. Yani, iç zarı matrix içine doğru uzamıştır, böylece yüzey arttırılmıştır. Bu uzantılara krista denir. Mitokondri içindeki sıvıya matrix denir.

Kendine ait DNA, RNA ve ribozomu vardır. Gerektiğinde çoğalabilir. iç zar üzerinde ETS taşır. Gerektiği zaman bölünebilir, büyüyebilir ve kendisi için gerekli bazı proteinleri sentezleyebilir.

O2 li solunum, hücre sitoplâzmasında başlayıp mitokondride devam etmekte ve açığa çıkan enerji ATP şeklinde depolanmaktadır.

NOT: Bakterilerde mesozom mitokondrinin görevini üstlenmiştir.

8) Plastitler: Bitki hücrelerinde bulunan yapılardır. İçerisinde renk veren pigmentler bulunur. Üç çeşittir. Işık, kimyasal madde, sıcaklık ve pH etkisi ile birbirine dönüşebilirler.

Örneğin, Domates önce renksiz, sonra yeşil ve en son olarak kırmızı renge dönüşür. (Lökoplast Kloroplast Kromoplast)

a. Kloroplast: Fotosentez olayının gerçekleştiği organeldir. En fazla, yaprağın mezofil tabakasında bulunur. Kendine ait DNA, RNA ve ribozomları vardır. Gerektiğinde hücre içinde çoğalabilirler.

Çift zarlıdır. içindeki lamelli yapılara grana denir. Burada fotosentezin ışıklı devre reaksiyonları gerçekleşir. Granaların arasını dolduran sıvıya da stroma denir. Karanlık devre reaksiyonları da burada gerçekleşir. Granaların lamelleri arasında ışığı soğuran ve yeşil rengi veren klorofil pigmenti bulunur. Klorofil ışık enerjisini emerek kimyasal enerjiye dönüştürür.

Fotosentezde görev alan ETS elemanları kloroplastın granasında bulunur.

Fotosentetik bakterilerde kloroplast olmadığı için, klorofil pigmenti sitoplâzma içinde tanecikler halinde bulunur.

b. Kromoplast: Bitkilerde turuncu (karoten) , sarı (ksantofil), kırmızı (likopin) renkleri oluşturan pigmentleri taşır. Bitkilerdeki diğer birçok renk de koful özsuyunun asitlik ve bazlık (pH) durumuna göre renk değiştirebilen antokyan maddeleri tarafından oluşturulur.

Meyve ve çiçeklere renk verirler. Işık enerjisini absorbe edebilirler. Fakat bu enerjiyi kloroplastlara aktarırlar.

c. Lökoplast: Renksizdir. Bitkinin ışık almayan bölgelerinde bulunur. Işık etkisi ile kloroplasta dönüşür. Genelde kök, gövde, meyve ve tohumlarda yoğun olarak bulunur. Nişasta, yağ ve protein depolar.

III. ÇEKİRDEK

Prokaryot hücreler ve memeli alyuvarları hariç bütün Ökaryot hücrelerde bulunur. Bir çok hücrede bir tanedir. Çizgili kas hücrelerinde birden fazla bulunabilmektedir.

Çekirdeğin kısımları:

a. Çekirdek zarı: Çekirdeğin etrafını saran ve E.R.�nin devamı olan çift katlı bir yapıdır. Dış zar üzerinde ribozom organeli bulunabilir. Hücre bölüneceği zaman kaybolur. Hücre zarı özelliğindedir. Üzerindeki porlardan makro moleküller geçebilir. Çift katlı zara sahiptir. Kalıtım materyalinin sitoplazmaya dağılarak bozulmasını önler.

b. Çekirdekçik: Ribozomun üretildiği yerdir. Yapısında bol miktarda RNA ve protein bulunur. Hücre bölünürken kaybolur, sonra yeniden oluşur. Bazı hücrelerde 2 tane bulunabilir.

c. Çekirdek özsuyu: Sitoplazma sıvısıyla aynı özelliktedir. Su, nükleotid, RNA, ATP, mineral ve enzim taşır. Sitoplâzmaya göre akışkanlığı azdır.

d. Kromatin iplikler: Çekirdeğin en önemli kısımlarındandır. Hücre bölüneceği zaman kısalıp kalınlaşarak kromozomları oluştururlar. Her canlı türünün kendine ait kromozom sayısı vardır. Örneğin, insanlarda 46 kromozom bulunur. Kromozom sayısı aynı olan canlılar aynı türden olmayabilir. Önemli olan, canlıların gen yapılarının benzerliğidir. Kromozom sayısı canlının gelişmişliği ile ilgili değildir. Kromozomlar; DNA ve proteinden oluşur.

Eşlenmiş kromatidleri bir arada tutan bağlantı noktasına sentromer denir. Kromozomlar hücre bölünmesinde iğ ipliklerine bu kısımdan bağlanır. Eşeyli üreyen canlılarda kromozomlar çiftler halinde bulunur. Bunlara homolog kromozom çifti denir. Homolog kromozomların karşılıklı bölgeleri aynı karakter üzerinde etkilidir. Bu canlılara diploid (2n) canlı denir. Kromozomlar tek tek bulunuyorsa bu canlılara haploid (n) canlı denir.

Çekirdeğin görevleri;

1. Hücre bölünmesini kontrol eder. Bu sayede kalıtsal karakterleri yeni hücrelere aktarır.

2. Protein sentezi yaptırarak hücre metabolizmasını kontrol eder.

Çekirdeğin görevleriyle ilgili bazı deneyler;

Amip deneyi; Çekirdeğin yöneticiliği

Acetabularia deneyi; Çekirdeğin kalıtsallığı

Acetabularia, tek hücreli makroskobik su yosunudur.

Bitki Hücresi Hayvan Hücresi

� Çeper taşır (selülozik) � Çeper taşımaz

� Fitolizozom taşır � Lizozom taşır

� Plastid vardır � Plastid yoktur

� Sentrozom yoktur � Sentrozom vardır

� Kofullar büyük � Kofullar küçük

� Depo besin nişasta � Depo besin glikojen

� Endositoz görülmez � Endositoz görülür

� Sitoplâzma ara lamel ile � Sitoplâzma boğumlanarak

bölünür bölünür

� Şekli genelde köşelidir � Şekli genelde ovaldir.

Besinler ve Ayıraçlar

Bütün canlılar, canlılık faaliyetlerini sürdürebilmek için besin maddelerini kullanmak zorundadır. Dışarıdan alınan besin maddeleri, canlılık faaliyetleri için gerekli enerji üretiminde (ATP) kullanılır veya yapı taşlarına parçalanarak tekrar canlının yapısına uygun şekilde sentezlenirler. Sentezlenen bu yeni maddeler hücrenin yıpranan kısımlarının tamirinde veya yeni hücrelerin yapımında kullanılır.

Yapılarına Göre Besinler

Besin maddeleri kimyasal yapılarına göre başlıca ikiye ayrılır;

1.Organik besin maddeleri; proteinler, yağlar, karbonhidratlar ve vitaminlerdir.

2.inorganik besin maddeleri; su ve minerallerdir.

Görevlerine Göre Besinler

Besin maddeleri organizmalarda yaptıkları görevlere göre üç gruba ayrılır;

1. Enerji Verici Besinler

Enerji verici besinler hücresel solunuma katılarak enerji (ATP) eldesinde kullanılırlar. Bunlar; Karbonhidratlar, yağlar ve proteinlerdir. Enerji verici besin maddeleri kendi aralarında değişik şekillerde sıralanabilir;

1 gr Yağ: 9,45 K. kalori

1 gr Protein: 4,30 K. kalori

1 gr Karbonhidrat: 4,20 K. kalori enerji verir.

Sağladıkları enerji miktarına göre;

Yağlar, Proteinler, Karbonhidratlar

Sindirim kolaylığı sırasına göre;

Karbonhidratlar, Proteinler, Yağlar

Solunumda kullanım sırasına göre;

Karbonhidratlar, Yağlar, Proteinler

2. Yapıcı � Onarıcı Besinler

Canlının yıpranan kısımlarının tamirinde ve yeni hücre yapımında kullanılırlar. Bunlar; proteinler, yağlar, karbonhidratlar, mineraller ve sudur. Örneğin; Kalsiyum kemiğin yapısına katılır. Selüloz hücre çeperinin yapısına katılır. Bütün canlıların ana yapı maddesi proteinlerdir.

3. Düzenleyici Besinler

Hücredeki metabolik olayların düzenlenmesinde rol oynar. Bunlar; proteinler, vitaminler, mineraller ve su�dur. Örneğin; protein ve vitaminler enzimlerin yapısına katılarak hücredeki olayların düzenlenmesinde görev yaparlar.

A. Karbonhidratlar

Yapısında C, H, O elementleri bulunur. Solunumları sonucu CO2 ve H2O oluşur. Genel formülleri CnH2nOn dır.

Örnek: Glikoz: C6H12O6

Şeker sayılarına göre; monosakkaritler, disakkaritker ve polisakkaritler olmak üzere karbonhidratlar üçe ayrılır.

a Monosakkaritler (Tek şekerliler):

Karbonhidratların yapıtaşıdır. Sindirim enzimleri ile daha küçük yapıtaşına parçalanmazlar. Karbon sayılarına göre 2�ye ayrılır;

Pentozlar (5C): Riboz ve Deoksiriboz şekerleridir. Yapıya katılır.

Heksozlar (6C): Kapalı formülleri C6H12O6 dır. Solunumda kullanılırlar. Disakkarit ve polisakkaritlerin yapısına katılırlar.

b Disakkaritler (Çift şekerliler):

Kapalı formülleri C12H22O11 dir. İki monosakkaritin glikozit bağı ile birleşmesiyle oluşurlar. Bir molekül su açığa çıkar. Sindirilmeden hücre zarındaki porlardan geçemezler.

Maltoz: İki glikoz, Sükroz: glikoz ve früktoz, Laktoz: glikoz ve galaktoz molekülünden oluşmuştur.

c Polisakkaritler (Çok şekerliler):

Glikoz1 + Glikoz2 + ... + Glikozn Polisakkarit + (n�1) H2O

Sindirilmeden porlardan geçemezler. n tane glikoz birleşir. (n�1) tane glikozit bağı kurulur ve (n�1) tane su açığa çıkar.

Nişasta: Bitkilerdeki glikozun depo şeklidir. Sadece bitki hücrelerinde bulunur. Suda az çözünür.

Glikojen: Hayvansal hücrelerde, mantar ve bakterilerde bulunur. Suda çözünür. insanda karaciğer ve kaslarda depolanır.

Selüloz: Sadece bitki hücre çeperinin yapısını oluşturur. Suda çözünmez. Otçul hayvanlar, termitler ve tohumla beslenen kuşlarla mutualist yaşayan bir hücreli canlılar selülozu sindirebilir. Bu sayede bu canlılar selülozdan yararlanabilir.

Kitin: Eklembacaklıların çoğunluğunda, dış iskeletin yapısını oluşturur. Azotlu glikozlardan oluşmuştur.

B. YAĞLAR

C, H, O atomlarından oluşurlar. N ve P atomlarını da bulundurabilirler. Yağlar suda çözünmez veya çok az çözünür. Yağları alkol, eter, aseton, kloroform gibi çözücülerde çözünürler. Karbonhidratların ve proteinlerin fazlası vücutta yağ olarak depolanır.

Yağların yapısındaki oksijen oranı şekerlerden azdır. C ve H sayısı fazla olduğu için solunumları sonucu fazla miktarda su ve enerji açığa çıkar. Bu özelliği adaptasyon olarak kullanan canlılar vardır. Göçmen kuşlar, kış uykusuna yatan canlılar ve çöl hayvanları vücut için gerekli su ve enerjiyi bu yolla sağlar.

� Hücre zarının yapısına katılırlar.

� Enerji kaynağı olarak kullanılırlar. Yıkımı ve kullanımı uzun sürdüğünden hücrelerde, enerji kaynağı olarak karbonhidratlardan sonra tercih edilirler.

� Deri altında depolanarak ısı kaybını engellerler.

� İç organları mekanik etkilere karşı korur.

� Bazı hormonların yapısına katılır. (Steroidler)

Yağlar; yağ asitleri, nötral yağlar, fosfolipitler ve steroidler gibi çeşitleri vardır.

Yağ asiteri: yağların yapıtaşıdır, sindirilemezler. Bazı çeşitleri hücre zarından geçemez.

Bitkisel yağlar doymamış yağ asidi taşır. Bu tip yağ asitlerinin karbonlarından bazıları arasında ikili hidrojen bağı bulunur. Normal oda sıcaklığında sıvıdırlar. Bitkisel yağların yüksek sıcaklık ve basınçta hidrojenle doyurulmasıyla margarinler elde edilir.

Hayvansal yağlar ise doymuş yağ asidi taşır. Bunlarda karbonlar arasında çift bağ olmadığı için tüm karbon atomları hidrojene doymuştur. Normal oda sıcaklığında katıdırlar.

Nötral Yağ: Üç yağ asidinin bir gliserol ile birleşmesi sonucu nötral yağlar oluşur. Birleşen üç yağ asidi aynı veya farklı olabilir. Aralarındaki bağa ester bağı denir.

Nötral yağlar: 1 gliserol + 3 yağ asidinin birleşmesi ile oluşur.

Fosfolipid: Gliserolle birleşen üç yağ asidinden birinin yerine fosforik asit bağlanırsa fosfolipid oluşur. Fosfolipidler hücre zarının yapısında bulunur.

Steroidler: bazı hormon ve vitaminlerin yapısına katılabilir. Ayrıca metabolizma olaylarında görev alabilir.

C. PROTEİNLER

Yapılarında C, H, O, N atomu bulunur. Bazıları S atomunuda taşıyabilirler. Yapı taşları amino asittir. Ribozomda DNA'nın kontrolünde sentezlenirler. Gerektiğinde enerji verici olarak da kullanılırlar Solunumda kullanıldıklarında CO2, H2O ve NH3 gibi artıklar oluşur. Organellerin ve hücre zarının yapısına katılırlar. Bazıları, enzim veya hormon olarak fonksiyonel görev alır.

Canlılar tarafından protein sentezinde 20 çeşit amino asit kullanılabilmektedir. Bir amino asitin yapısında üç grup vardır. Bunlar;

a. Karboksil grubu (COOH): Asidik özellik verir.

b. Amino grubu (NH2): Bazik özellik verir.

c. Radikal (değişken) grup: Amino asit çeşidine göre farklılık gösteren tek gruptur. Amino asitin kapalı formülü;

Proteinlerin sentezinde bütün canlılarda 20 çeşit amino asit kullanılmasına rağmen canlıların sentezledikleri proteinler birbirinden farklıdır. Bu farklılıkta etkili olan faktörler şunlardır;

� Amino asit sayısı

� Amino asit dizilişi

� Amino asit çeşidi

Amino asitler peptit bağları ile birbirlerine bağlanır ve her bağ oluşurken bir molekül su açığa çıkar. Bu bir dehidrasyon olayıdır. Peptit bağı amino asitlerden birinin karboksil gurubu ile diğerinin amino gurubu arasında kurulur.

Peptit bağı oluşumu:

Protein sentezinde kullanılmak üzere vücudumuzda 20 çeşit amino asit vardır. 12 çeşidi vücudumuzda sentezlenir. Vücudumuzda sentezi olmayan dışarıdan aldığımız 8 çeşit amino asite temel (esansiyel) amino asit denir. Tüm insanların protein şifreleri farklıdır (Tek yumurta ikizleri hariç). Bu yüzden organ naklinde problem meydana gelmektedir.

D. ViTAMiNLER

Yapısında C, H, O, N, S ve P atomlarını bulundurabilir. Sindirilmeden hücrelere alınabilen organik besin maddeleridir. Çoğunluğu bitkiler tarafından sentezlenir. Hayvanlar ise hazır olarak alır. Enzimlerin yapısına katıldıkları için (koenzim), eksikliklerinde vücutta bazı anormallikler ortaya çıkar. Vitaminler solunuma katılmazlar bu yüzden enerji verici olarak kullanılamazlar. Vitaminler 2�ye ayrılır. Bunlar; yağda çözünen vitaminler ve suda çözünen vitaminler. A, D, E, K vitaminleri yağda çözünür ve fazlası depolanır. B ve C vitaminleri ise suda çözünür ve fazlası depolanmayıp dışarı atılır. Bu yüzden B ve C vitaminleri taze olarak alınmalıdır. Vitaminler günümüzde laboratuvarlarda sentetik olarak üretilebilmektedir.

A ve D vitaminlerin öncül maddeleri dışarıdan alınarak vücudumuzda sentezlenir. A vitamini karaciğerde, D vitamini deri altında güneş ışığı etkisiyle sentezlenir.

Bağırsağımızda yaşayan E. coli bakterileri B ve K vitaminlerini sentezler. Sentezlenen bu vitaminleri insanlar kullanabilir.

E. MiNERALLER

Suda erimiş olarak alınan inorganik besin maddeleridir. Mineraller, yapıya ve onarıma katılır. Ayrıca düzenleyici görevleri vardır. Diğer bazı önemli görevleri;

� Bazı enzimlerin yapısına katılır. (Kofaktör)

� Kemik ve diş yapısına katılır. (Ca, P)

� Dokularda, hücrelerin osmotik basıncını ayarlar. (Na+, CI�gozkirp

� Hemoglobin (Fe) ve Klorofil (Mg)�in yapısına katılırlar.

� Sinir hücrelerinde impuls oluşumu ve iletimini (Na+, K+) sağlar.

F. SU

Suyu doğal olarak aldığımız gibi, besinlerden de alırız. Canlı hücrelerinde % 70�80 oranında su bulunur. Eğer % 15�in altında su bulunursa enzimler çalışamaz. Bal ve reçel bu yüzden bozulmaz. Vücudumuzda suyun bazı fonksiyonları şunlardır;

� İyi bir çözücüdür. Bu yüzden sindirimde rol alır.

� Besinlerin emilimi ve taşınmasında rol alır.

� Terlemeyle vücut ısısını ayarlar.

� Boşaltım artığını (NH3, üre, ürik asit) seyreltir.

� Enzimlerin çalışması için gereklidir. (En az %15 olmalı)

AYIRAÇLAR

Maddeleri, asit ve bazları ayırabilmek için özel yöntem ve teknikler kullanılır. Biyolojide kullanılan ayıraçlar;

1 İyot: Nişastanın ayıracıdır, mavi siyah (mor) renk verir.

2 Benedikt ve fehling çözeltisi: Glikozun ayıracıdır, ayıraçla birlikte ısıtılınca tuğla kırmızısı renk oluşur.

3 Nitrik asit: Proteinlerin ayıracıdır. Protein taşıyan çözelti bu ayıraçla birlikte ısıtılınca sarı renk oluşur.

4 Biüret çözeltisi: Proteinlerin ayıracıdır. Menekşe renk verir.

5 Eter: Yağları tespit etmede kullanılır.

Yağ + Eter Kâğıt üzerine damlatılıyor Kâğıtta saydam görünüm

6 Sudan lll: Yağların ayıracıdır. Pembe renk oluşur.

7 Fenol kırmızısı: Ortamın asidik olup olmadığını belirleyebilmek için kullanılır. Asitlerle sarı renk verir.

Fenol kırmızısı + CO2 Sarı renk

8 Turnusol kâğıdı: Asit ve bazları ayırmada kullanılır. Asitlerle kırmızı, bazlarla mavi renge dönüşür.

9 Kongo kırmızısı: Asit ve bazları ayırmada kullanılır. Asitlerle mavi, bazlarla kırmızı renge dönüşür.

10 Kireç Suyu: Karbondioksit ayıracıdır.

Kireç suyu + Nefes üfleme Bulanma ve CaCO3 oluşumu

11 Bazlar: Ba(OH)2, Ca(OH)2, NaOH, KOH gibi bazlar O2 li solunum, fermantasyon deneylerinde CO2 tutucu olarak kullanılır.

Hücre Zarından Madde Geçişleri:

1. DİFÜZYON

Çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğru madde geçişi olayına difüzyon denir. Difüzyon için maddelerin hareketli olması gerekir. iki ortam arasındaki yoğunluk farkı eşitleninceye kadar difüzyon devam eder. Ancak, bu andan sonra durmaz� iki ortam arasında dengeli olarak devam eder. Canlı ve cansız ortamlarda gerçekleşebilir. Enerji harcanmaz ve enzim kullanılmaz. Şekerin suda erimesi, kolonyanın odada dağılması difüzyonla sağlanır.

Madde geçiş üstünlüğü:

1 Küçük moleküller büyük moleküllere göre daha kolay geçer. (Galaktoz, Glikoz, Früktoz)

2 Yağı çözenler çözemeyenlere göre daha kolay geçer. (alkol, eter ve kloroform gibi)

3 Yağda çözünenler çözünmeyenlere göre daha kolay geçer. ( A. D, E, K vitaminleri)

4 Nötr moleküller iyonlara göre, negatif iyonlarda pozitif iyonlara göre daha kolay geçer. (He0, CI, Na+)

5 Yoğunluk farkı çok olan maddeler, az olanlara göre daha hızlı geçer.

6 Sıcaklık, por sayısı, konsantrasyon farkı, arttıkça difüzyon hızı artar.

Kolaylaştırılmış difüzyon: Hücre zarında bulunan taşıyıcı proteinlerin sayesinde maddelerin hızlı difüzyonuna kolaylaştırılmış difüzyon denir. Enerji kullanılmaz� taşıyıcı protein kullanılır.

NOT: En hızlı gazların, sonra sıvıların ve en sonra da çözülebilen katıların difüzyonu gerçekleşir. Su, CO2, O2, glikoz, amino asit, tuz gibi maddelerin zardan geçiş üstünlüğünü hızlıdan yavaşa doğru sıralayalım; O2 , CO2 , su , tuz , glikoz , amino asit

2. OSMOZ

Yarı geçirgen bir zardan suyun difüzyonudur. Osmoz olayında enerji harcanmaz ve enzim kullanılmaz. Canlı ve cansız ortamlarda gerçekleşebilir.

Suyun çok olduğu yerden az olduğu yere doğru geçişidir. Diğer bir ifade ile az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru su moleküllerinin geçişidir.

NOT: Su ile ortam yoğunluğu ters orantılıdır. Çözeltinin yoğunluğu denince sudaki çözünmüş madde miktarı ifade edilir.

Osmotik Kuvvetler ve Olaylar

a Osmotik basınç: Hücre içindeki çözünmüş madde miktarına bağlı olarak suyun hücre zarına dışarıdan yaptığı basınçtır. Diğer bir ifade ile hücrenin su alma isteğidir. Çözünmüş madde miktarı arttıkça osmotik basınç artar.

b Turgor basıncı: Hücre içindeki suyun hücre zarı ve çeperine içeriden yaptığı basınca turgor basıncı denir. Hücre su aldıkça hücredeki turgor basıncı artar.

c Emme kuvveti: Osmotik basınçtan dolayı hücrenin su alma isteğidir. Bu yüzden osmotik basınçla doğru, turgor basıncıyla ters orantılıdır.

E.K = O.B. � T.B.

OB > TB ise hücre su alır. (Ortam hipoteniktir)

OB < TB ise hücre su verir. (Ortam hipertoniktir)

OB = TB ise osmotik dengededir. (Ortam izotoniktir)

a) Hipertonik Ortam: Hücrenin kendisinden daha yoğun bir ortama bırakıldığında su kaybederek büzülür. Bu olaya plazmoliz denir. Denizde ellerimizdeki derinin büzüşmesi, sebzelerin tuzlanınca buruşması gibi.

b) Hipotonik Ortam: Plazmoliz olmuş hücrenin veya normal bir hücre kendisinden daha az yoğun bir ortama bırakıldığında su alarak şişer. Bu olaya deplazmoliz denir. Tohumların su alarak çimlenmesi gibi.

NOT: Bitki hücresi saf suya bırakıldığında gereğinden fazla su alarak şişer, çeperden dolayı parçalanmaz, bitkilerdeki bu olaya turgor denir. Hayvansal bir hücre saf suya bırakıldığında su alarak şişer ve patlar bu olaya hemoliz denir. Bitki hücresinde turgor basıncı ile ;

� Otsu bitkilerin dik durması,

� Bitkilerdeki ırganım hareketlerinin düzenlenmesi,

� Stomaların açılıp kapanması sağlanır.

c) izotonik Ortam: Hücrenin yoğunluğu ile ortamın yoğunluğu eşit ise dengeli su ve madde alış verişi olur. Hücrelerde büzülme ve şişme oluşmaz. Hücreleri en iyi, böyle ortamlarda inceleriz. Bu tip sıvılara fizyolojik eriyik adı verilmektedir.

3. AKTİF TAŞIMA

Hücre ihtiyaç duyduğu hücre zarından geçebilen maddeleri difüzyonla alamıyorsa, aktif taşıma ile alabilir. Konsantrasyonun az olduğu yerden çok olduğu yere doğru madde geçişidir. izotonik ortamda madde geçişi de bir aktif taşıma ile yapılır. Enzim kullanılır. Enerji harcanır. Sadece canlı hücrelerde görülür. Difüzyonun tersi bir olaydır. Hücrelerde iç ve dış ortamda madde miktarının farklı oranda tutulması, yine aktif taşıma ile sağlanır.

4. ENDOSİTOZ (Fagositoz Pinositoz)

Hücre zarındaki porlardan geçemeyen büyük moleküllü maddelerin cep veya yalancı ayakla hücre içine alınmasına denir. Alınan maddeler katı ise fagositoz, sıvı ise pinositoz olayı denir. Enerji ve enzim kullanılır. Endositoz sonucu sitoplâzmada oluşan yapıya besin kofulu denir. Besin kofulu ile lizozomun birleşmesiyle sindirim kofulu oluşur. Sindirilen maddenin yapıtaşları hücre içine difüzyonla dağılır. Artık maddeler ise daha sonra boşaltım kofulu ile dışarı atılır. Canlı hücrelerde gerçekleşir.

Bitki hücrelerinde görülmez. Çünkü çeper cep ve yalancı ayak oluşumunu engeller. Daha çok, hayvansal hücrelerde, tek hücrelilerde ve akyuvarlarda görülür.

5. EKZOSİTOZ

Hücreden salınması gereken salgıları veya artık maddeleri taşıyan küçük keseciklerin hücre zarı yardımıyla dışarıya verilmesidir. Bu maddeler hücre zarı porlarından geçemeyecek büyüklüktedir. Bitki ve hayvan hücrelerinde görülür. Enerji ve enzim kullanılır.

Salgı maddeleri: Hayvanlarda; süt, tükürük, enzim, gözyaşı, hormon, mukus gibi

Bitkilerde; reçine, tanen, eterik yağ, bal özü, bitkisel koku maddesi gibi.

Salgıların oluşturulup salınmasına kadar; ribozom, E.R., golgi, salgı kesecikleri ve hücre zarı gibi yapılar görev alır.

Endositoz Ekzositoz Ortak Özellikleri

� Pordan geçemeyecek büyüklükte maddeler taşınır.

� Enerji harcanır.

� Enzim kullanılır.

� Sadece canlılarda görülür.

Endositoz Ekzositoz Karşılaştırması

Endositoz Ekzositoz

� Hücre içine doğru madde alınır. � Hücre dışına doğru madde verilir.

� Hücre zarı yüzeyi kısmen küçülür. � Hücre zarı yüzeyi kısmen büyür.

� Çeperli hücrelerde görülmez. � Tüm hücrelerde görülebilir.

Nükleik Asitler

Nükleik asitler, canlının bütün temel olaylarını yöneten� kuşaktan kuşağa kalıtsal devamlılığı sağlayan moleküllerdir. Yaşayan her organizmada nükleik asit bulunur. Hatta virüslerde bile vardır. Nükleik asitler, ilk kez 1869 yılında İsveçli Biyokimyacı Friedrich Miesher tarafından kandaki akyuvar hücreleri ile sperm hücrelerinin çekirdeklerinde gözlenmiştir.

NÜKLEİK ASİTLERİN TEMEL YAPI TAŞLARI

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 ©, 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.

3. FOSFAT GRUBU: Nükleotidlerin yapısına katılan üçüncü molekül fosforik asittir. (H3PO4). Bu molekül kompleks moleküllerin yapısında bulunduğu zaman fosfat adını alır.

Baz, şeker ve fosfatlar birleşip nükleotidler oluşurken su molekülleri açığa çıkar. Yani, nükleotid sentezi bir dehidrasyon reaksiyonudur.

Nükleotidler, yapılarındaki baza göre adlandırılır. Örneğin; adenin bazı var ise, adenin nükleotidi, guanin bazı var ise, guanin nükleotidi adını alır. DNA�nın yapısına katılacak bir adenin nükleotidi� adenin bazı, deoksiriboz şekeri ve fosfat grubundan oluşur. Serbest nükleotidler arasında fosfo diester bağı (şekerfosfat bağı) ile nükleik asit zinciri oluşturulur. Bu oluşum enzimlerin kontrolünde ve enerji harcanarak gerçekleşir.

Bu durumu şöyle özetleyebiliriz:

Baz + Şeker + Fosfat = Nükleotid (N)

N1 + N2 + ........... + Nn Nükleik Asit + (n�1) H2O

NÜKLEİK ASİT ÇEŞİTLERİ

Hücrede metabolik faaliyetlerin yürütülmesinde nükleik asit çeşitlerinin ikisi de görev alır.

1. DNA (DEOKSİRİBONÜKLEİK ASİT)

DNA, bir canlıya ait bütün bilgilerin A, G, C ve T nükleotidleriyle şifrelendiği bir nükleik asit çeşididir.

DNA�nın baz sırası� türler arasında farklılık gösterir. Bir canlının farklı dokularından alınan DNA örneklerinin baz sırası tamamen aynıdır. Canlıların DNA baz sıraları yaşa, beslenme durumuna ve çevre şartlarına bağlı değildir.

A. DNA�nın Moleküler Yapısı: DNA�nın yapısıyla ilgili ilk model 1953 yılında, Biyolog Watson ve Biyofizikçi Crick tarafından ortaya konmuştur. Watson ve Crick, DNA molekülünün çift zincirli sarmal bir yapıya sahip olduğunu gösterdi. DNA�nın her iki kenarında fosfat ve deoksiriboz, ortasının ise bazlardan oluştuğunu X ışını yardımıyla ile açıkladılar.

DNA molekülünü meydana getiren ve karşılıklı olarak birleşen iki zincir birbirlerine zayıf H bağı ile tutunur. Hidrojen bağlarının bu özelliği birleşme ve ayrılmayı kolaylaştırır.

Adeninle timin arasında 2, Guanin ile sitozin arasında 3 H bağı vardır. Bir zincirdeki nükleotid dizisi bilinirse, ikinci zincirdeki nükleotid dizisi de belirlenebilir.

DNA�nın sentezi sırasında (3n � 2) tane su molekülü açığa çıkar (n = nükleotid sayısı)

DNA az enzimiyle parçalanırlar.

DNA kendi kendini eşleyebilir.

Adenin karşısına timin, guanin karşısına sitozin geldiği için;

s(A) = s(T), s(G) = s©�dir.

DNA, ökaryot hücrenin, çekirdek, mitokondri ve kloroplastında, prokaryot hücrenin sitoplâzmasında bulunur.

DNA�yı oluşturan nükleotidlerde fosfat ve şeker çeşidi aynı, bazlar farklıdır. DNA moleküllerini birbirinden ayıran fark, bazların sayısı ve dizilişidir. DNA hücrede yönetimi ve kalıtımı sağlayan bir moleküldür.

B. DNA�nın Onarım Mekanizması:

DNA çift iplikli olduğu için tek iplikte meydana gelen kopmalar düzeltilebilir. Fakat karşılıklı koptuğu zaman düzeltilemez.

C. DNA�nın Eşlenmesi (Replikasyon = Duplikasyon)

Canlıların bütün kalıtsal özellikleri DNA molekülünde nükleotid dizileri halinde şifrelidir. Hücre bölünürken, bu kalıtsal özelliklerin hiçbir değişikliğe uğramadan yavru hücrelere geçmesi gerekir. Bu da DNA�nın eşlenmesi ile olur. DNA sentezi hücre bölünmesinin interfaz safhasında gerçekleşir. DNA�nın yarı korunumlu olarak eşlendiği Meselson � Stahl tarafından ispatlanmıştır.

Bu modele göre; DNA�nın eski zincirleri DNA polimeraz enzimi ile birbirinden ayrıldıktan sonra serbest nükleotidler bu zincirlerdeki nükleotidlerle bağ yaparak karşı zincirleri oluşturur. Bu şekilde, birbirinin aynısı olan iki DNA molekülü oluşur. Oluşan DNA moleküllerindeki iki zincirden biri eski, diğeri yeni olduğundan bu şekildeki eşlenmeye yarı korunumlu eşlenme denir.

D. DNA DENEYLERİ

1. DNA�nın Kalıtsallığı Deneyi

Pneumococcuslar, zatürre hastalığına neden olan bir bakteri cinsi olup, kapsüllü ve kapsülsüz olmak üzere iki türü vardır. Fareler ile yapılan bu deneyde;

a. Kapsülsüz bakteriler� farelere enjekte edildiğinde fareler hastalanmamıştır. Yani, kanlarındaki akyuvarlar kapsülsüz bakterileri fagositozla etkisiz hale getirmiştir.

b. Kapsüllü bakteriler farelere enjekte edildiğinde farelerin zatürre hastalığından öldüğü gözlenmiştir. Kapsül farelerde ölüme sebep olmuştur.

c. Kapsüllü bakterilerin bulunduğu ortamın ısıtılması ile oluşan özüt farelere enjekte edildiğinde farelerin hastalanmadığı gözlenmiştir.

d. Kapsüllü bakterilerin özütü ile kapsülsüz canlı bakteriler karıştırılarak farelere enjekte edildiğinde fareler zatürre hastalığına yakalanmıştır. Oysa, görünüşte fareler ölmemesi gerekiyordu. Fakat, özütteki kapsüllü bakterilerin DNA�sı, kapsülsüz canlı bakterilere kapsül sentezlettirmiştir.

Sonuç olarak, özütteki DNA�nın kapsül sentezletme özelliğinin olduğu anlaşılmıştır. Yani, DNA canlıların kalıtsal bilgilerini taşıyan bir moleküldür.

2. DNA�nın Yarı Konumlu Eşlenmesi Deneyi

Meselson ve Stahl, bakteriler üzerinde yaptıkları deneylerle DNA�nın yarı korunumlu olarak eşlendiğini göstermiştir. Bu deneyi kısaca şöyle özetleyebiliriz.

E.coli bakterisi� ağır azot (N15) içeren bir besi ortamında üretilirse, bakteri DNA�sının bütün nükleotid bazlarına N15 katılır. Böyle bir DNA bakteriden alınıp santrifüjlenirse, normal azot (N14) içeren DNA�dan daha hızlı çöker. Böylelikle DNA�ların birbirinden ayırt edilmesi sağlanmış olur.

Normal azot (N14) içeren DNA�ya sahip bakteriler, ağır azot (N15) lu besi ortamında iki nesil üretilip, oluşan bakterilerin DNA�ları santrifüjlendiğinde DNA�lar ağırlık dizilimine göre şöyle sıralanır.

Birinci üretim sonunda % 100 melez (N14N15) DNA�lar oluşur. Yani zincirlerinden birisi ağır (N15), diğeri normal (N14) azotlu nükleotidlerden meydana gelir. ikinci üretimde ise, DNA�ların %50si melez, % 50 si de ağır azot kapsayan nükleotidlerden oluşur.

2. RNA (RİBONÜKLEİK ASİT)

Tek zincirlidir. Nükleotid zincirinde fosfat ve baz kenarlarda� şekerleri ortadadır.

RNA sentezinde (3n�1) tane su molekülü açığa çıkar. (n = nükleotid sayısı)

RNA az enzimiyle parçalanırlar.

DNA tarafından sentezlenir.

s(A) = s(U), s(G) = s©�dir.

RNA, ökaryot hücrenin, çekirdek, mitokondri, kloroplast, ribozom ve serbest halde sitoplazmasında, prokaryot hücrenin ribozom ve serbest halde sitoplazmasında bulunur.

Protein sentezinde RNA�lar görev alır.

B. RNA Çeşitleri

Hücrede� görevlerine göre 2 çeşit RNA bulunur. Bunlar;

a. Mesajcı RNA (mRNA)

mRNA çekirdekte, DNA üzerinden RNA polimeraz enzimi ile sentezlenir. Sentezinde DNA�nın iki zincirinden sadece biri (anlamlı zincir) görev yapar. Sentezinde 3n�1 sayıda su oluşur. Kalıp olarak görev yapan DNA zincirindeki adenin nükleotidinin karşısına urasil, guanin nükleotidinin karşısına sitozin, timin nükleotidinin karşısına adenin, sitozin nükleotidinin karşısına da guanin nükleotidi gelir. Sentezlenen mRNA molekülü çekirdekten çıkarak sitoplazmaya geçer ve ribozomlara tutunur. Böylelikle DNA�dan aldığı genetik şifreyi ribozomlara taşımış olur. Ribozomlar, mRNA�daki şifrelere göre amino asitleri birleştirip protein sentezler. Her protein çeşidi için ayrı bir mRNA molekülü sentezlenir. Aynı çeşit protein sentezinde tekrar tekrar kullanılabilir. Gerekmiyor ise, protein sentezinden sonra nükleotidlerine parçalanır. mRNA�nın her üç nükleotidine kodon denir. Protein sentezinde bir kodon bir amino asiti şifreler.

b. Taşıyıcı RNA (tRNA)

Çekirdekte DNA üzerinden sentezlenen tRNA�lar� sitoplazmada serbest olarak bulunur. Çekirdekten tek zincir halinde sentezlendikten sonra sitoplazmada çeşitli katlanmalar yaparak yonca yaprağı şekline geçer. Katlanmaların olduğu bölgelerde uygun nükleotidler arasında hidrojen bağları oluşur. tRNA�nın bu yapısı, tRNA molekülünün görevi amino asitleri ribozomlara taşımaktır. tRNA�ların taşıyacağı amino asit çeşidi antikodon adı verilen üç nükleotidten oluşmuş bölge tarafından belirlenir. Protein sentezinde 20 çeşit amino asit kullanıldığı için hücrelerde en az 20 çeşit en fazla 61 çeşit tRNA görev yapar.

c. Ribozomal RNA (rRNA)

Çekirdeğin, çekirdekçik bölgesinde DNA üzerinden sentezlenen ribozomal RNA, çekirdekte proteinlerle birleşerek ribozomun alt birimlerini oluşturur. Oluşan alt birimler çekirdek zarındaki porlardan sitoplazmaya geçer ve protein sentezi esnasında birleşirler.

NOT: Normal bir hücrede %80 rRNA, %15 tRNA, %5 mRNA bulunur.

DNA RNA Karşılaştırılması

DNA RNA

� Şekeri Deoksiriboz � Şekeri Riboz

� Özel bazı Timin � Özel bazı Urasil

� Çift zincirli � Tek zincirli

� Kendisini eşler � DNA tarafından sentezlenir

� Yöneticidir � Emirleri yerine getiricidir

(Bazı virüslerde yönetici)

� DNA az enzimi ile parçalanır � RNA az enzimi ile parçalanır

� Sentezinde 3n�2 su oluşur. � Sentezinde 3n�1 su oluşur.

Konu Seç / Anasayfa

Protein Sentezi

GENETİK ŞİFRE

DNA, yapısında 4 çeşit nükleotid (harf) bulunan, binlerce nükleotidin değişik şekilde sıralanmaları sonucu oluşmuş makro bir moleküldür.

Eğer bir nükleotid çeşidi bir amino asiti şifreleseydi, 20 çeşit amino asitten 4 çeşidi ancak şifrelenebilecekti. (41=4)

Eğer, iki nükleotid bir amino asiti şifreleseydi, en fazla 16 çeşit amino asite şifrelenebilirdi. (42=16)

20 çeşit amino asittin her birinin şifrelenebilmesi için en az üç nükleotidten meydana gelen şifreler gerekir. işte mRNA�daki her üç nükleotide kodon denir. Nükleotidler üçerli gruplandığı zaman 64 çeşit meydana gelir. (43=64)

Hücrelerde kullanılan amino asitlerin çeşitleri 20 dir. O halde, amino asitlerin bazıları için birden fazla şifre bulunmaktadır. Ayrıca bazı şifreler de sentezin bitmesini sağlar. Bunlara stop kodunu denir. Bunlar UAA, UAG ve UGA olup amino asit şifrelemezler.

PROTEİN SENTEZİ (Translasyon)

Bütün canlı hücrelerde meydana gelen en önemli özümleme olayı protein sentezidir. Ökaryot bir hücrenin sentezleyebileceği proteinlere ait bilgiler çekirdeğindeki DNA�da saklıdır.

1. mRNA�nın Sentezlenmesi (Transkripsiyon)

Protein sentezi için gerçekleşen ilk iş, DNA�dan ilgili proteinin şifresinin mRNA�ya aktarılmasıdır. DNA� nükleotid zincirlerinden sadece birisini ve onun da ilgili kısmını kullanır. Diğer kısımlar başka proteinlerin şifresinde kullanılabilir. Şifre veren DNA zincirine anlamlı zincir, diğerine ise tamamlayıcı zincir denir.

2. Bilginin Sitopzalmaya Aktarılması

Yapılacak proteinin şifresini alan mRNA çekirdek zarındaki porlardan sitoplazmaya geçer ve ribozomun küçük alt birimine yapışır.

3. Ribozomun Aktifleştirilmesi

Ribozomun iki birimi birleşerek, protein sentezine hazır hale getirilir (aktifleştirir). Protein sentezini bir tek ribozom yapabileceği gibi, birçok ribozom yan yana gelerek aynı mRNA şifresini beraber okuyabilirler. Bu durum daha hızlı protein sentezlemek için yapılır. Oluşan bir ribozom zincirine polizom denir.

4. tRNA�ların Amino Asitleri Bağlaması

mRNA bir ucuyla ribozoma yerleşince, sitoplazmada bulunan amino asitler tRNA�lara antikodonlara uygun olarak bağlanırlar.

5. Amino Asitlerin Ribozoma Taşınması

Kendini amino asitlerini bağlayan tRNA�lar mRNA şifre sırasına göre ribozoma gelirler. Amino asitleri tRNA�ya bağlayan bağlar yüksek enerji bağlarıdır.

6. mRNA � tRNA Eşleşmesi

ilk tRNA�nın amino asiti ile ikinci tRNA�nın amino asiti birleşir. ilk peptid bağı kurulmuş ve ilk su molekülü açığa çıkmıştır. işi biten tRNA, ribozomu terk eder. Yerine bir sonraki tRNA kayar. Bir ribozoma aynı anda iki tRNA yerleşir. Bu şekilde, mRNA üzerindeki bütün kodonlar sırayla tRNA�larla eşleşerek kendilerini okuttururlar, yani amino asitlerini zincire ilave ettirirler. Bütün kodonları okunan mRNA, başlangıç ucundan tekrar yeni bir protein molekülünün sentezi için ribozoma girer. Bu işlem ihtiyaç duyulan sayıda protein sentezleninceye kadar devam eder. Sonuçta oluşan amino asit zincirine polipeptid denir. Çünkü amino asitleri birbirine bağlayan bağlar peptid bağlarıdır.

mRNA üzerindeki ilk şifreye (kodon) başlatma kodonu denir. Bu kodon bütün protein sentezlerinde AUG olup metionin amino asidini ifade eder. 3 tanesi de stop kodonlarıdır. Bunlar polipeptid zincirine amino asit ilave ettirmeyip, protein sentezini durdururlar. Bu kodonlardan birisinin mRNA�da bulunması olayın durması için yeterlidir. Başlama kodonundan önce ve stop kodunundan sonra bulunan kodonlar anlamsız kodonlar olup protein sentezinde rolleri yoktur.

Bütün protein sentezleri metionin amino asitiyle başlamasına rağmen, görev yapan aktif proteinlerin çoğunun ilk amino asiti metionin değildir. Çünkü protein sentezi tamamlanınca metionin koparılarak, her protein kendi özgül yapısını kazanır.

Amino asitlerin birleşmesiyle oluşan protein sentezi bir dehidrasyon reaksiyonudur. Çünkü her amino asitin bağlanmasıyla bir molekül H2O açığa çıkar. iki amino asit reaksiyona girerken her zaman 1. amino asitin COOH grubu ile 2. amino asitin NH2 grubu arasında peptid bağı kurulur. Sentez tamamlandığında proteinin yapısındaki amino asit sayısından bir eksik sayıda su açığa çıkmış olur.

Bu reaksiyonlar esnasında katalizör olarak enzimler kullanılır. Aktive edici olarak da ATP görev yapar. Protein sentezine; ribozom, mRNA, tRNA ve amino asitler direk olarak katılmakta, ATP, DNA, enzimler bu olayda dolaylı olarak iş görmektedir.

Bütün canlıların proteinleri 20 çeşit amino asitten oluştuğu halde, her canlının proteinleri kendine özel bir yapıdadır. Buna,

1. Amino asit sayısı

2. Amino asit çeşidi

3. Amino asitlerin dizilişi

4. Amino asit çeşitlerinin tekrar sayısı neden olur.

B. PROTEİNLERİN GÖREVLERİ

Sentezlenen proteinler,

1. Enzimlerin yapısına

2. Hücredeki bütün zar sistemlerinin yapısına

3. Hormonların büyük çoğunluğunun yapısına

4. Hayvanlarda kasların yapısına

5. Gerektiğinde enerji teminine

6. Kromozom, ribozom, sentrozom gibi organellerinin yapısına

7. Antijen, antikor, hemoglobin, pıhtılaşmayı sağlayan fibrinojen protrombin gibi kan proteinlerinin yapısına katılır.

C. SANTRAL DOĞMA

1. Replikasyon (Duplikasyon): DNA�nın kendine benzer yeni bir DNA meydana getirmesidir. Bu olay hücreler bölüneceği zaman gerçekleştirilir.

Hücre bölünmeleri sırasında DNA replikasyonunun doğru biçimde gerçekleşmesi, kalıtsal bilgilerin gelecek nesillere hatasız aktarılmasını sağlar.

2. Transkripsiyon (Yazılma): DNA�nın anlamlı zincirinden mRNA ve diğer RNA�ların sentezlenmesidir. Her canlı hücrede olur.

3. Translasyon (Okunma): mRNA�daki bilgilerle protein sentezlenmesine denir. Ribozomlarda gerçekleşir.

DNA�nın çekirdekten hücre metabolizmasını ve bölünmeyi kontrol etmesine santral doğma denir.

Santral doğma olayında sentez reaksiyonları her zaman DNA�dan proteine doğru olur. Proteinden DNA sentezlenmesi olanaksızdır.

Santral doğma olaylarının bir kısmını protein sentezi oluşturur. Buna karşın, protein sentezinin gerçekleşmesinde DNA replikasyonuna ihtiyaç duyulmaz.

Eğer DNA replikasyonunda herhangi bir hata meydana gelirse, bu hata kalıtsal bilgilerde değişmelere yol açar. Buna mutasyon denir. DNA replikasyonunun haricinde (transkripsiyon veya translasyonda) meydana gelebilecek hatalar kalıtsal olmayıp düzetilmesi mümkündür.

Ancak, DNA zincirlerinden yalnız birinde olan kopmalar tamir edilebilmektedir. iki zincir karşılıklı olarak koparsa tamiri mümkün değildir.

Enzimler

Enzimler, canlılarda devam etmekte olan binlerce reaksiyonu hızlandıran biyokatalizörlerdir. Enzimler olmasaydı, vücut sıcaklığında bu reaksiyonların büyük çoğunluğu hemen hemen hiç meydana gelmezdi. O halde, enzimlerin varlığında reaksiyonlar daha düşük sıcaklıklarda meydana gelebilmektedir.

Glikoz bir karbonhidrat olup, O2 ile reaksiyona girerek H2O ve CO2 moleküllerine parçalanır. Bu reaksiyon hem deney tüpünde hem de canlı hücrelerde gerçekleşebilmektedir. Deney tüpünde şekeri yakabilmek için çok yüksek ısıya ihtiyaç vardır. Ayrıca, yanma olayı uzun sürede gerçekleşir. Aynı reaksiyon, canlı hücrelerde 30ŞC de veya daha düşük ısılarda, hem de saniyeden daha küçük zaman biriminde gerçekleşmektedir. işte, bunu sağlayan faktör enzimlerdir.

Eğer enzimler olmasaydı, glikozun yakılması için vücut ısımızın birkaç kat daha fazla olması gerekirdi.

A. ENZİMLERİN KATALİZÖR ETKİSİ

Katalizörler, kimyasal tepkimelerin hızını olumlu yönde etkileyen ve kendi yapılarında herhangi bir değişme göstermeksizin tepkimeyi hızlandıran organik bileşiklerdir.

Enzimlerin Aktivasyon Enerjisini Düşürerek Reaksiyonu Hızlandırması

Her kimyasal tepkimenin başlaması için bir enerji engeli vardır. Hatta, tepkime ekzotermik (enerji veren) bir tepkime olsa da başlangıçta belirli bir enerjinin verilmesi gerekir. Bu enerjiye aktivasyon enerjisi denir.

B. ENZİMLERİN KİMYASAL YAPISI

Enzimlerin genel yapılarında protein mutlaka bulunmaktadır. Birçok enzim, protein olmayan maddelere de sahiptir. Enzimler yapılarına göre iki gruba ayrılır;

1. Basit enzimler

Sadece protein yapısı mevcuttur. Ek grup taşımazlar. Bunlara amilaz, pepsin, tripsin gibi hidrolitik (parçalayıcı) enzimler örnek olarak verilebilir. Bunlara apoenzim de denir.

2. Bileşik enzimler

Protein yapısına, protein olmayan kofaktör veya koenzim denen yapıların bağlı olduğu enzimlerdir. Bunlara holoenzim de denir.

ikinci gruba giren enzimlerde protein özelliğinde olan taşıyıcı bir kısım (apoenzim) ve buna bağlı fakat protein özelliğinde olmayan bir yan grup vardır. Enzimlerin çoğu bu yapıdadır. Yan grup olmadan protein kısımları iş göremez. Yan grup organik ise koenzim, inorganik ise kofaktör adını alır.

Vitaminler: Organik bileşik olan bu yapılar apoenzime geçici olarak bağlanır. Koenzimlerin pek çoğunun yapısı vitamindir. Örneğin, B grubu vitaminleri koenzimlerin büyük bir kısmını oluşturur.

B5(NAD = Niasin), B3(Pantotenik Asit), B2(FAD = Flavin Adenin Dinükleotid) vb.

Mineraller: Bazı enzimlerin aktivasyonu için metal iyonlarına ihtiyaç vardır. Bunlara kofaktör denir. Örneğin, Demir (Fe) sitokromlarda kofaktör olarak görev alır.

C. ENZİMLERİN ÇALIŞMASI

Enzimler etki ettiği substrata, anahtar-kilit uygunluğu gösterecek biçimde bağlanır. Bağlanma geçici bir süre devam eder. Reaksiyon sonunda enzim aynen kalır, substrattan yeni ürünler oluşur. Bazı enzimatik reaksiyonlar geri dönüşümlü (tersinir) olabilir.

D. BİR GEN - BİR ENZİM HİPOTEZİ

Her enzimin sentezi özel bir gen tarafından kontrol edilir. Genlerle enzimler arasındaki bu ilişkiye bir gen � bir enzim hipotezi denir. Enzimler hücrede molekülleri birleştirir veya parçalar. Hücrede bir molekülün oluşabilmesi için bazen birçok enzime ihtiyaç duyulur. Yani, enzimler takım halinde çalışır. Bir ön maddeden arjinin amino asiti yapılmak isteniyor. Bunun için ön maddenin önce ornitine dönüşmesi gerekir. Dönüşüm işi özel bir enzimle olmaktadır. Bu enzimin sentezi bir gen üzerinden olur. Ornitinin sitrüline dönüşmesini özel bir enzim, yine sitrülinin arjinine dönüşme işini de başka bir enzim gerçekleştirir. Eğer bu enzimleri sentezleten genlerden bir tanesi mutasyona uğrarsa, reaksiyon, o gene ait reaksiyonun işe katıldığı yerde durur. Örneğin, gen II mutasyona uğramışsa, sentezletdiği enzim olmayacağından reaksiyon ornitin basamağında duracaktır. Yani, ornitin sitrüline çevrilmeyecektir. Şayet, bu ortama enzim-II ilave edilirse reaksiyon devam eder. Eğer, ortama en son sentezlenecek madde eklenirse (arjinin), reaksiyon gerçekleşmez. Çünkü, sentezi yapılacak maddeler ortama hazır olarak verilmiştir. (son ürün inhibisyonu = feedback) Vücudumuzda reaksiyonların zincirleme olması madde ve enerjinin ekonomik bir şekilde kullanılmasını ve daha az artık ürünün çıkmasını sağlar.

D. ENZİMLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ

1.Enzimler aktivasyon enerjsini düşürürler. Bu sayede birçok reaksiyon canlıların vücut sıcaklığında gerçekleştirilebilmektedir.

2.Tepkime sonucu enzimlerin miktarları değişmez. Çünkü reaksiyonda tüketilmezler.

3.Reaksiyondan değişmeden çıktıkları için tekrar tekrar kullanılabilirler.

4.Enzimlerin bazıları tersinirdir. Yani, çift yönlü çalışabilir. Ör: Karbonik anhidraz

5.Her enzim belirli bir sıcaklıkta (optimum) en hızlı çalışır.

6.Bazı enzimler hücre dışında da çalışır. Bu sayede enzimler daha iyi incelenmiştir (sindirim enzimleri gibi).

7.Her anahtarın bir kilide özgü olması gibi, her reaksiyon için özel bir enzim vardır.

8.Bileşik enzimlerde, apoenzim bir çeşit kofaktör veya koenzimle çalışabilir. Ancak, kofaktör ve koenzimler farklı apoenzimlerle çalışabilir.

9. Her enzimin yapımı bir gen tarafından kontrol edilmektedir. Dolayısıyla, gen yapısının bozulması enzim yapımını engeller (mutasyon).

10.Her enzim belli bir pH derecesinde daha iyi çalışır.

11.Enzimler, en yaygın olarak etki ettikleri maddelerin (substrat) sonlarına (az) eki getirilerek isimlendirilir. Örnek: Selülozu parçalayan enzime selülaz denir.

12.Bazı durumlarda enzimlere verilen isimler enzimlerin yaptıkları işi gösterir. Örnek: H atomlarının taşınmasına yardımcı olan enzimlere dehidrogenaz enzimleri denir.

13.Bazı enzimlerin özel isimleri vardır. Pepsin, Tripsin gibi.

E. ENZİMATİK REAKSİYONLARA ETKİ EDEN FAKTÖRLER

Enzimatik reaksiyonlar, ortamdaki substrat miktarı, enzim miktarı, ortamın sıcaklığı, pH derecesi ve substrat yüzeyinin büyüklüğüne bağlı olarak gerçekleşir.

1. Enzim ve Substrat Miktarı

Ortamdaki madde (substrat) ve enzim miktarlarına bağlı olarak reaksiyonların gerçekleşme grafiği aşağıdaki gibidir.

Enzim ve substrat birbirlerine bağlı olarak reaksiyon hızını belirler. Enzim ve substrat miktarları birlikte artırılırsa, tepkime hızı doğru orantılı bir şekilde artar.

Enzim sabit tutulur, madde miktarı artırılırsa reaksiyon belli bir hızda sabit kalır. Substrat sabit tutulur, enzim miktarı artırılırsa reaksiyon belli bir hızda sabit kalır. Fakat substrat miktarı sınırlı ise belirli bir zamandan sonra reaksiyon durur.

2. Sıcaklık

0 ŞC�den düşük sıcaklıkta enzim aktivitesi görülmez. Fakat, 0 ŞC�deki sıcaklık enzim yapısını bozmaz. Sıcaklığın artmasıyla enzim aktivitesi de artar. 40 ŞC den sonra tepkime hızı yavaşlar.

55 � 60 ŞC�de aktivite durur. Çünkü, yüksek sıcaklığın etkisiyle enzimlerin protein yapısı bozulur. Ancak, bazı özel bakteriler 100 ŞC�deki sıcaklıkta bile hayatta kalabilmektedir.

3. pH Derecesi

Enzimler pH değişimlerine karşı çok duyarlıdır. Enzimler genellikle nötr ortamda iyi reaksiyon verir. Enzimler çok fazla asidik ve bazik ortamda etkisizdir. Ancak, enzimler yüksek etkinliği belli bir pH derecesinde gösterirler.

Örneğin, proteini parçalayan pepsin, pH = 2(asidik) ortamında maksimum çalışır. Buna zıt olarak pankreastan salgılanan ve proteinler üzerinde etkili olan tripsin, pH=8,5 (bazik) ortamında en iyi çalışır.

4. Substrat Yüzeyi

Enzimden etkilenen maddenin yüzeyindeki artış tepkimeyi hızlandırır. Çünkü, enzimler maddelere dış yüzeyden etki eder. Örneğin, kıyma et kuşbaşı ete oranla daha çabuk sindirilir.

5. Aktivatörler ve inhibitörler

Bazı maddelerin ortamda bulunması enzim çalışmasını hızlandırır. Böyle maddelere aktivatör denir. Bazı iyonlar ve su aktivatörlere örnek verilebilir.

Bazı kimyasal maddeler ise enzimleri etkisiz hale getirir. Bunlara da inhibitör maddeler denir. Örneğin; ağır metaller, (Pb++, Hg++, Cu++, As++) akreb ve yılan zehiri, düşük pH inhibitör özellik gösterir.

6. Su Miktarı

Yeterli miktarda su bulunmayan ortamlarda enzim aktivitesi görülmez.

Örnek: Reçel ve balın bozulmaması, tohumların çimlenmeden durması.

Konu Seç / Anasayfa

Metabolizma ve ATP

Canlı vücudunda meydana gelen bütün biyokimyasal reaksiyonlara metabolizma denir. Bu reaksiyonlarda enerji ve enzim kullanılır. Canlılardaki metabolizma ikiye ayrılır:

a) Anabolizma: (Özümleme� sentez, yapım, asimilasyon) Küçük moleküllerden büyük moleküllerin sentezlenmesine denir. Genelde dehidrasyondur. Gençlerde daha yüksektir. Enerji (ATP) gerektiren reaksiyonlardır.

Örnek;

� Fotosentez

� Protein sentezi

� Nişasta sentezi gibi olaylar.

b) Katabolizma: Yadımlama (= analiz = yıkım disimilasyon) reaksiyonlarıdır. Büyük moleküllerin küçük parçalara ayrılmasına denir. Yaşlılarda daha yüksektir. Örnek;

� Solunum

� Sindirim reaksiyonları

1 - 25 yaş arası Anabolizma > Katabolizma

25 - 45 yaş arası Anabolizma = Katabolizma

45 ve üzeri yaş Katabolizma < Katabolizma

Bazal Metabolizma: Canlılığın sürdürülebilmesi için gerekli minimum enerjinin kullanılmasına denir.

Yemekten 12 saat sonra ve tam dinlenme halinde, ısısı değişken olmayan bir ortamda ve uyanıkken ölçülür.

NOT: Bazal metabolizma dinlenme anında tüketilen oksijen miktarının ölçülmesi ile hesaplanır.

ATP (ADENOZİN TRİFOSFAT) MOLEKÜLÜ ve SENTEZİ

ATP, hücrelerdeki enerji molekülüdür. Metabolizmada kullanılan enerji� bu molekül ile taşınır. ATP, üç çeşit molekülden oluşmuştur. Bunlar;

1. Adenin (Azotlu organik baz)

2. Riboz (5 karbonlu şeker)

3. Fosforik asit (H3PO4)

Hücre bir yandan metabolizmasını sürdürebilmek için ATP üretmekte,bir yandan da ATP tüketmektedir.

Gerekli ATP ihtiyacı hücre solunumu ile karşılanmaktadır. Enerjiye ihtiyaç duyulduğunda ATP nin yapısındaki fosfatlar koparılarak serbest enerji açığa çıkarılır. Bu enerji ile başka bir metabolik olay yürütülmektedir.

ADP + P ....... ATP (Fosforilasyon)

1- Substrat düzeyinde fosforilasyon: Solunum reaksiyonlarında substrattan ayrılan enerjili fosfatlarla doğrudan ATP elde edilmesidir. Glikoliz ve krebs evrelerinde gerçekleşir.

2- Oksidatif fosforilasyon: Organik besinlerin yıkımı esnasında serbest kalan hidrojenlerin elektronları ETS üzerinden oksijene iletilirken açığa çıkan enerji ile ATP üretilmesidir.

3- Fotofosforilasyon: Işık enerjisi sayesinde klorofil molekülünden ayrılan elektronlardan ETS�de açığa çıkan enerji ile ATP üretilmesidir.

4- Kemosentetik fosforilasyon: Kemosentez reaksiyonlarında, inorganik maddelerin oksitlenme sırasında açığa çıkan enerji ile ATP sentezi yapılmasıdır. Sadece bazı bakterilerde görülür.

Not: ATP hücrede depo edilmez. ihtiyaç halinde sentezlenir ve harcanır. Bu yüzden hücre solunum gece gündüz her zaman devam eder.

Hücre Solunumu

Canlılar ihtiyaç duyduğu enerjiyi hücre solunumu ile karşılar. Bu enerjiyi; karbonhidrat, yağ ve proteinlerden elde ederler. Enerjinin elde edilmesi, besin monomerlerinin solunum reaksiyonlarına katılmasıyla gerçekleştirir.

Besin monomerleri enzim ve aktivasyon enerjisi yardımıyla parçalanır.

S Solunum reaksiyonlarında� oksijenin kullanılması veya kullanılmaması� üretilen ATP miktarını değiştirir.

Solunumun iki temel amacı vardır:

1- Enerji (ATP) elde edilmesi

2- Isı elde edilmesi

Bütün canlılarda solunum reaksiyonları belli bir kademeye kadar ortak gerçekleşir. Ortak olan bu reaksiyonlar zincirine glikoliz adı verilir.

GLiKOLiZ:

Oksijenli ve oksijensiz ortamda� glikozun pirüvik asite kadar yıkımına glikoliz denir. Glikolizde kullanılan enzimler bütün canlılarda aynıdır. Başlangıçta 2 ATP harcanır.

Eğer ortamda oksijen varsa, oluşan pürivik asit mitokondriye girerek oksijenli solunum tepkimelerine katılır. Ortamda oksijen yoksa, glikolizden sonra kullanılan enzim çeşidine göre, pirüvik asit ya laktik asite ya da etil alkole dönüştürülür. Bütün canlılarda glikoliz safhası vardır ve glikoliz sitoplazmada gerçekleşir.

NOT: Glikolizde açığa çıkan ve NAD�in tutup ETS�ye aktardığı H2�lerden oksijenli solunumda enerji elde edilirken, oksijensiz solunumda ise bu H2�ler son ürünün yapısına katılır.

Glikoliz bittikten sonra farklı canlılarda son ürün olarak, laktik asit (maya mantarlarında), etil alkol + CO2 (Alkolik fermantasyon yapan bakterilerde) ve H2O+CO2 gibi son ürünler (oksijenli solunum yapan canlılarda) meydana gelir.

A- OKSiJENSiZ SOLUNUM

(Anaerob Solunum = Fermantasyon)

Glikozun oksijen kullanılmadan parçalanıp enerji elde edilmesi olayına fermantasyon denir. Besin monomerleri ATP ve enzim yardımıyla aktifleşip glikoliz safhasını geçerek son ürünlere dönüşür.

Bu ürünler etil alkol, laktik asit gibi organik bileşiklerdir. Fermantasyonda glikoz molekülü sonuna kadar parçalanmadığı için az enerji (2ATP) elde edilir.

NOT: Fermantasyonda; glikolizden sonra son ürün oluşuncaya kadar enerji elde edilmez.

FERMANTASYON ÇEŞİTLERİ

Canlılarda solunum ürünlerinin farklı oluşu, glikolizden sonraki enzimlerin farklılığından kaynaklanmaktadır.

1- Alkolik Fermantasyon: Bira mayası, şarap bakterileri ve bazı maya mantarlarında görülür. Bir molekül glikozun iki etil alkole kadar parçalanması sırasında 2 ATP elde edilir. Örnek: Üzüm suyundan şarap elde edilmesi

2- Laktik Asit Fermantasyonu: Yoğurt bakterilerinde ve oksijensiz kalan kas hücrelerinde� bir molekül glikozun iki laktik asite kadar yıkılması sırasında net 2 ATP�nin elde edilmesidir.

İki reaksiyonda da glikolizde açığa çıkan H2�ler son ürüne katılır.

idmansız spor yapan bir kişinin hücrelerine yeteri kadar oksijen taşınamazsa enerji ihtiyacı fermantasyonla karşılanır. Fermantasyon sonucu oluşan laktik asit kaslarda birikir ve kasların kasılıp gevşemesini zorlaştırır. Bu olay, yorgunluk hissi oluşturur. Laktik asit oluşumu, kasların Pirüvik asit tarafından zarar görmesini önleyen bir sigortadır.

Kaslar yeteri kadar oksijene tekrar sahip olursa, oluşan laktik asit pirüvik asite dönüşür ve oksijenli solunuma katılır.

insanlar, çeşitli canlılar tarafından gerçekleşen fermantasyon olaylarından; turşu, yoğurt, hamur eldesi gibi çeşitli şekillerde faydalanmaktadır.

Anaerobik bazı bakteriler aminoasitleride fermantasyonu uğratırlar ve çok kötü kokular açığa çıkar. Bu olaya pütrifikasyon (kokuşma) denir.

B- OKSİJENLİ SOLUNUM (Aerob Solunum)

Besin monomerleri� ATP ve enzim yardımıyla önce pirüvik asitlere kadar, sonra da son ürünlere kadar yıkılır. Böylece, açığa çıkan enerjinin bir kısmı ATP şeklinde depolanabilmektedir.

Son ürünlerin oluşması oksijen yardımıyla olmaktadır. Enerji verici besinlerin yıkımında son ürün olarak H2O ve CO2 oluşur. Amino asitlerin yıkımında NH3 de oluşur.

Glikoz molekülü reaksiyonlar sonunda tamamen parçalandığı için bünyesindeki bütün enerji açığa çıkar. Ancak bir glikozdan toplam 40 ATP elde edilir. Bu da glikozdaki enerjinin % 40 dır. Enerjinin % 60 ı ise ısı enerjisi olarak iş görmektedir.

C6H12O6 + 6O2 + 2ATP......6CO2 + 6H2O + 40ATP + ISI

Bu reaksiyonlardan da anlaşılıyor ki, solunumun amacı enerji ve ısı eldesidir.

Oksijenli solunum sitoplazmada başlayıp mitokondri içinde devam eder.

Oksijenli Solunum Üç Aşamada Gerçekleşir:

1- Glikoliz: Sitoplazmada meydana gelir.

2- Krebs çemberi : Mitokondri matriksinde olur

3- Son oksidasyon safhası (ETS): Mitokondri iç zarında olur. ETS, özellikle kristalarda daha yoğundur.

NOT: Oksijenli solunum yapan bakterilerde mitokondri yerine mesozomlar bulunur. Mesozom hücre zarının sitoplazmaya doğru kıvırılmasıyla oluşur.

1- Glikoliz: Oksijensiz solunumdaki glikoliz ile aynıdır.

2- Krebs çemberi reaksiyonları:

� Mitokondrinin matriksinde gerçekleşir.

� Oksalo asetik asit ve asetil CoA nın birleşmesiyle başlar.

� Asetil CoA mitokondride oluşur.

� Oksijen varlığında gerçekleşir.

� Bir krebs çemberinden doğrudan 1 ATP elde edilir

� Bir krebs çemberinden ETS dahil 12 ATP elde edilir.

� Krebs çemberine girerken ETS sayesinde 3 ATP daha elde edilir.

� Bir pürivik asitten ETS dahil 15 ATP üretilir.

� Bir krebs çemberinde 3NADH2, 1FADH2, 2CO2 ve 1 ATP elde edilir.

� Krebs döngüsü sadece karbonhidrat yıkımında değil, yağ ve proteinlerde de olmaktadır.

3- ETS ( Elektron Taşıma Sistemi):

Mitokondrinin içi zarına yerleşmiştır. Parçalanan besinden ayrılan H2�ler koenzimler tarafından ETS�ye aktarılır. Bu H2�lerin elektronlarından yükselgenme ve indirgenme reaksiyonlarında açığa çıkan enerji ile ATP elde edilir. Oksijenli solunumda ETS sayesinde ATP sentezlenmesine "oksidatif fosforilasyon" denir.

ETS elemanları mitokondrinin iç zarında elektron ilgilerine göre dizilmişdir. Bu sıra şöyledir.

Glikoliz ve krebs çemberi reaksiyonları devam ederken oksidatif fosforilasyon da gerçekleşmektedir. Yani, besindeki enerji basamak basamak ATP şekline çevrilebilmektedir.

Not : Oksijenli solunumda oksijenin kullanıldığı ve suyun oluştuğu yer ETS nin sonudur.

En son elektron alıcısı oksijendir. iki elektron alarak indirgenen oksijen atomu, iki hidrojen atomu ile birleşerek su oluşturur. NAD ve FAD ın görevi ETS�ye hidrojen aktarmaktır.

Vücutta açığa çıkan enerjinin büyük bir kısmı ATP şeklinde depolanamaz. Açığa çıkan enerjinin bu kısmı ısı enerjisi olarak kullanılmaktadır.

Besinlerin Solunum Reaksiyonlarına Katılma Yerleri:

Karbonhidratlardan başka, yağ ve proteinlerden de enerji elde edilir. Katıldıkları yere göre, verdikleri enerji miktarı farklıdır.

Fermantasyon ile Oksijenli Solunumun Farkları:

Fermantasyon Oksijenli Solunum

� O2 siz gerçekleşir. � O2 gerekir.

� Sitoplazma gerçekleşir. � Sitoplazma ve mitokondride gerçekleşir.

� 1 molekül glikozdan net � Net 38 ATP�lik enerji kazanılır.

2 ATP kazanılır.

� 4 ATP sentezlenir. � 40 ATP sentezlenir.

� ETS görev yapmaz. � ETS görev yapar.

� Organik besin tamamen � Organik besin tamamen olarak

parçalanmaz. parçalanır.

Fotosentez ve Kemosentez

Canlılar beslenme biçimlerine göre ikiye ayrılır. Kendi besinini kendi üreten canlılara ototrof, besinlerini dışarıdan hazır olarak alanlara da hetorotrof canlılar denir.

Fotosentezin önemi: Dünya üzerinde bütün canlıların hayatını devam ettirebilmesi için enerji dönüşümü gereklidir. Canlıların ihtiyaç duyduğu besinler fotosentez reaksiyonları ile üretilir.

Yeşil bitkilerin yapraklarında, otsu bitkilerin gövdelerinde, öglena ve bazı bakterilerde görülür. Mantarlarda fotosentez görülmez. Çünkü, klorofilleri yoktur.

Fotosentetik canlılar, ışık enerjisiyle inorganik maddelerden organik madde sentezlerken enerji dönüşümü gerçekleştirir.

Yeşil bitkiler fotosentezle ürettiği besinin bir kısmını kendileri kullanırken, geri kalanını da diğer canlılar için depo ederler. Fotosentez ile ışık enerjisi kimyasal bağ enerjisine dönüştürülür.

Fotosentez için gerekli olan faktörler; su, karbondioksit, klorofil, ışık ve mineraldir.

Bitkiler, en çok ışık için rekabet eder. Bunu, en iyi ekvator ormanlarından anlayabiliriz. Ayrıca, su ve mineral için de rekabet az da olsa vardır. CO2 nin rekabeti olmaz. Çünkü atmosferdeki oranı bellidir.

Bakterilerdeki fotosentez:

Bakterilerdeki fotosentez reaksiyonları bitkilerdekinden biraz farklıdır. Bakterilerde fotosentez kloroplastlarda değil, sitoplâzmada gerçekleşir. Kullandıkları elektron kaynakları farklıdır. Su yerine, H2S veya H2 kullanırlar. Buna bağlı olarak, oluşturdukları yan ürünlerde de farklılık görülür.

CO2 + H2O.....C6H12O6 + O6 + H2O (bitki, öglena, mavi-yeşil alg,

bakteri)

CO2 + H2S.....C6H12O6 + S2 + H2O (bakteri)

CO2 + H2.....C6H12O6 (bakteri)

� Fotosentez ve solunum birbirinin tersidir. Fotosentez, doğal olarak sadece gündüz gerçekleşmektedir. Solunum ise, gece ve gündüz sürekli olmaktadır.

� Fotosentez hızı, gündüz solunum hızından daha yüksektir.

Klorofil:

� Yapısında C, H, O, N, Mg bulunur. Klorofile yeşil rengi veren yapısındaki Mg atomudur.

� Görevi ışığı absorbe etmektir.

� Klorofil hem elektron vericisi hem de elektron alıcısıdır.

� Klorofilden elektron kopartan faktör ışık enerjisidir.

� Yapraklarda bulunan kromoplastlar ışığı soğurmada klorofile yardımcı olur.

� Klorofil ökaryot canlılarda kloroplast içinde bulunur.

� İki çeşit klorofil vardır. Bunlar, Klorofil a ve Klorofil b dir.

� Klorofil a yüksek spektrumlu ışıkta, klorofil b ise düşük spektrumlu ışıkta daha çok faaliyet gösterir.

Demir:

� Klorofil sentezinde katalizör olarak görev yapar.

� Klorofilden kopan elektronun ilk yakalayıcısı olan ferrodoksin�in yapısına katılır.

� Klorofilin yapısında demir olmamasına rağmen, fotosentez reaksiyonları için demir çok önemlidir.

Not : Klorofil ile omurgalıların kanına kırmızı rengi veren hemoglobin pigmenti yapısal olarak bir bakıma benzerdir.

FOTOSENTEZ REAKSİYONLARI

A - Işıklı Devre Reaksiyonları:

Işık sayesinde ATP üretimini sağladığı için fotofosforilasyon olarak da adlandırılır.

� Işık kullanılır.

� Granada meydana gelir.

� Su iyonlaşır ( fotoliz).

� ETS etkilidir.

� O2 üretilir.

� ATP ve NADPH2 elde edilir.

� Klorofil a ve klorofil b görev alır.

Klorofili terk eden elektronun izlediği yola göre ikiye ayrılır:

1. Devirli Fotofosforilasyon:

� Granada gerçekleşir.

� Sadece, 2 ATP sentezlenir.

� Elektron kaynağı klorofil a�dır.

� Klorofil a kaybettiği aynı elektronu tekrar geri alır.

� Ferrodoksin ilk elektron yakalayıcıdır.

� Klorofil a�dan elektron kopartan, ışık enerjisidir.

2. Devirsiz Fotofosforilasyon:

� Granada gerçekleşir.

� 1 ATP ve 2 NADPH2 üretilir.

� Su kullanılır, yani fotoliz gerçekleşir.

� Klorofil b kaybettiği elektronu sudan alır.

� Klorofil a ve klorofil b görev alır.

� Su üç işe yarar:

1- Klorofil b�ye elektron kaynağıdır.

2- Karanlık devreye hidrojen kaynağıdır.

3- Atmosfere verilen O2 nin kaynağıdır.

B - Karanlık Devre Reaksiyonları:

� Işık kullanılmadığı için bu şekilde isimlendirilir. Gündüz gerçekleşir.

� Enzimler etkilidir. Bu yüzden sıcaklık değişiminden daha çabuk etkilenir.

� CO2 kullanılır.

� Organik madde üretilir.

� Stromada meydana gelir.

� ATP ve NADPH2 harcanır.

FOTOSENTEZ HIZINI ETKiLEYEN FAKTÖRLER

A) Çevresel Faktörler:

1- Işık Şiddeti: Bitkiler klorofil taşısa bile karanlıkta fotosentez yapamazlar. Işık şiddeti fotosentezi artırır. Ancak bu artış uzun gün bitkilerinde daha fazladır.

2- Işığın Dalga Boyu: T. Engelmann yaptığı bir deneyde fotosentezde ışığın dalga boyunun da önemini ortaya çıkardı. Bu deney sayesinde; fotosentezin en fazla kırmızı ve mor ışıkta, en az yeşil ışıkta gerçekleştiği anlaşıldı

3- Sıcaklık: Fotosentezin özellikle karanlık devre reaksiyonları sıcaklıktan etkilenir. Çünkü bu devre enzimlerin kontrolünde gerçekleşir.

4- CO2 Yoğunluğu

5- Mineraller : Bazılarının görevi,

Mg: Klorofilin yapısına katılır.

P ve Ca: Aktivatör olarak iş görür.

Fe: Klorofilin sentezinde ara reaksiyonlarda ve ETS elemanlarının yapısında kullanılır.

6- Su : Su miktarı en çok terlemeye etki eder. Ortam sıcaklığı ve topraktaki su miktarı fazla ise terlemede hızlıdır. Öğle saatlerinde sıcaklık maksimum olduğu için terlemeye maksimumdur. Geceleri ise terleme minimumdur.

B) Genetik (iç) Faktörler:

� Bitkinin yaprak genişliği ve kalınlığı

� Stoma sayısı ve sıklığı

� Kloroplast sayısı

� Kutikula kalınlığı

� Bitkinin kök sistemi

� iletim demetlerinin sıklığı

FOTOSENTEZ OKSİJENLİ SOLUNUM

� Enzimatiktir. � Enzimatiktir.

� ETS görev alır. � ETS görev alır.

� Besin ve O2 üretilir. � Besin ve O2 tüketilir.

� Işık gereklidir. � Işık gerekmez.

� Endergonik reaksiyondur. � Ekzergonik reaksiyondur.

� Su ve CO2 kullanılır � Su ve CO2 oluşur.

� Işık enerjisini kimyasal � Kimyasal bağ enerjisini

enerjiye dönüştürür. ATP şekline dönüştürür.

KEMOSENTEZ

Yeryüzünde yaşayan bazı bakteriler klorofil taşımadıkları için besin sentezinde ışık enerjisini kullanamazlar. Bu bakteriler önce, ortamda bulunan inorganik maddeleri oksitleyerek gerekli enerjiyi elde eder. Sonra bu enerji ile su ve CO2�i birleştirp organik madde sentezler.

Kimyasal enerji ile organik madde sentezlenmesine kemosentez denir.

Not: Kemosentetik bakteriler genelde oksijenli solunum yapmaktadır.

Kemosentetik bazı bakteriler azot döngüsünde de etkilidir. Bitkiler azotu amonyak olarak alamazlar. Azot; nitrit ve nitrat tuzlarına dönüştükten sonra bitkiler tarafından kullanabilir. NH3�ün kemosentetik bazı bakteriler tarafından nitrit ve nitrat tuzlarına dönüştürülmesine nitrifikasyon adı verilmektedir.

Enerji elde edilmesi;

2NH3 + 3O2.....2HNO2 + 2H2O + 158 cal (Oksidasyon enerjisi)

2HNO2 + O2.....2HNO3 + 38 cal (Oksidasyon enerjisi)

Kemosentez reaksiyonu:

Kimyasal enerji

CO2 + H2O........................C2H12O6 + O2

Kemosentez reaksiyonlarında enerji kaynağı olarak kesinlikle HNO3 kullanılmaz. HNO3� ü bitkiler tuz olarak alır ve azot ihtiyacını karşılar.

� Gece - gündüz aralıksız gerçekleşir.

� Işığa ihtiyaç yoktur.

� Kimyasal enerji kullanılır.

� inorganik maddelerden organik maddeler üretilir.

� CH4, NH3, NO2, Fe3, Fe2, H2S, S gibi inorganik bileşikler oksitlenerek kemosentetik bakterilerde kalori cinsinden gerekli enerji temin edilir.

Not: Birçok kemosentetik bakteri bazı endüstriyel ürünlerin eldesinde ve çevre kirliliğini ortadan kaldırmada kullanılmaktadır.

Bilimsel Çalışma

Bilim, gerçekleri bulma, bunlarla ilgili bilgileri düzenleme, yeni gerçekler toplama ve yeni teoriler gerçekleştirmek için yapılan uğraşların tümüdür. Canlı, cansız bütün doğa ve ilgi duyulan her şey bilimin konusunu oluşturur.

Her bilimin amacı; gözlenen olayların açıklamasını yaparak, olaylar arasındaki ilişkiler hakkında yargıya varacak genellemeler yapmaktadır. Bu açıklamalar ve genellemelere Bilimsel Yöntem denilen akılcı düzenleme ile ulaşılabilir. Bilimsel yöntemin temel ilkelerinden biri, bir kişi öyle söylüyor diye o fikri kabul etmemektir Bilimsel yöntemin esası, ön yargıdan uzak, mümkün olduğu kadar nicel olarak yapılan deneyler ve gözlemlerdir.

Bilimsel Problemler Nasıl Doğar?

İnsanlar ilgi duydukları her şeye neden ve nasıl sorularını sorarlar. Bu meraklı sorular bilimde araştırmanın itici güçlerinin başında gelir. Merak edilen sorular, bilimsel problemleri doğurur.

A. BİR PROBLEMİN ÇÖZÜM YOLU

Bilim adamının iyi bir inceleme yapıp, iyi bir neticeye varabilmesi için yapacağı çalışmalar şu aşamalardan geçmelidir.

1. Problem veya Konu Tespiti

Bilim adamının çalışmaları tıpkı dedektifin çalışmalarına benzer. Her ikisinin de takip ettikleri yollar aynıdır. Her ikisinin de önce soru şeklinde bir problemi tespit etmesi gerekir. Problem olmadan çalışma yapılamaz. Örneğin; Bitkiler ışığı nasıl soğurur? Şimdi yapacak iş bu probleme çözüm aramaktır.

2. Gözlem Yapmak

Problem ve konu tespitinden sonra yapılacak en önemli unsur gözlem yapmaktır.

Gözlem: Beş duyu organıyla yapılan incelemelere gözlem denir. Gözlemler iki çeşittir;

Nitel Gözlem: bir yapıyla veya konuyla ilgili değerlerin kabaca ortaya çıkarılmasıdır. Örneğin; elmanın rengi, kokusu gibi. Bunlar sadece duyu organlarıyla yapılan gözlemlere olduğu için kişiden kişiye değişebilir.

Nicel Gözlem: Bir yapıyla veya konuyla ilgili olarak sayısal değerlerin �ölçü aleti kullanarak� ortaya çıkarılmasıdır. Örneğin; terazi ile ağırlığın, cetvelle boy, en ve yüksekliğin, termometreyle sıcaklığın ölçülmesi gibi. Bu gözlem kişiden kişiye değişmez. Kesin sonuç verir. Bundan dolayı bilim adamı yapacağı incelemelerde nicel gözlemlere öncelik vermelidir.

3. Verileri Toplamak

Bilim adamı yaptığı gözlemler sonucunda veriler ortaya çıkarmış olur. Veri, özel bir probleme ait gerçeklerdir. Gerçek, çeşitli kişiler tarafından aynı şartlar altında yapıldığında aynı sonuçlarla tekrarlanan gözlemler ve bilinen doğrulardır.

4. Hipotez Kurmak

Gözlemler sonucunda gerçekler toplanır, gerçekler arasında bağlantı kurularak hipotez ortaya atılır.

Hipotez: Bir probleme sunulan geçici çözüm yoludur. Geçicidir, çünkü doğrulunun araştırılıp bulunması gerekir. Yanlış da olabilir. İyi bir hipotez şu özellikleri kapsamalıdır.

� Eldeki gerçeklere (verilere) aykırı olmamalı

� Probleme çözüm önermiş olmalı

� Yeni gerçeklere ve tahminlere yol açabilmeli

� Deney ve gözlemlere açık olmalı

5. Tahmin Yapmak

Hipotez kurulduktan sonra yapılacak iş, hipoteze dayalı tahminlerde bulunarak yeni sonuçları, yeni gerçekleri ortaya çıkarmaktır.

Tahmin: Akla, mantığa, sezgiye ya da bazı verilere dayanarak gelecek bir şeyi, ya da olayı kestirme, düşünme, yaklaşık olarak hesap etmedir. Örneğin; eğer hipotezim doğru ise ................ olmalıdır. denilerek hipotezden yeni sonuçlar çıkarabilir.

6. Hipotezi Kontrollü Deneylerle Denemek

�Eğer hipotezim doğru ise ................ olmalıdır.�

Gerçekten de öyle olup olmadığı kontrollü deneylerle denenip ortaya çıkarılmalıdır. Örneğin; A bakteri B hastalığını yapar. hipotezine dayanılarak, �hipotezim doğru ise her B hastasında A bakterisi olmalıdır.� denilerek hipoteze dayalı tahmin yapılır. Bu tahmin kontrollü deneylerle denenip gerçekten B hastasının vücudunda A bakterisinin olup olmadığını ispatlamak gerekir.

Kontrollü Deney: Bir deneyde, bir etten hariç diğer bütün etkenler sabit bırakılır. Bu etken ile değişen değerlerin deneye olan etkisinin ortaya çıkarılmasına kontrollü deney denir. Örneğin; aynı büyüklükte 5 saksı alınır. İçine aynı miktarda toprak, su, aynı ağırlıkta ve sayıda tohum konulur.

Bu saksılar, sırasıyla 10, 20, 30, 40, 50 oC lik ortamlara yerleştirilirse bu deneyde değişen sadece sıcaklıktır. Öyleyse deneyin gayesi değişen sıcaklıkların çimlenmeye olan etkisini ölçmektir.

7. Doğruluğuna Göre Karar Vermek

Hipoteze dayalı tahmin yapılır. Doğru olup olmadığı kontrollü deneylerle araştırılır. Deneylerin neticesine göre iki durum vardır.

� Hipotez doğru: Yapılan kontrollü deneyler sonucunda hipotezin doğruluğu ispat edilirse hipotez geçerlidir.

� Hipotez yanlış: Yapılan kontrollü deneyler sonucunda hipotez yanlış çıkarsa hipotez kesinlikle terk edilmez, yalnız değiştirilir. Yeni bir hipotez kurulur ve işlemler aynen tekrarlanır.

8. Teorinin Oluşması

Kökleşmiş hipotezlerdir. Doğruluğu tam ispatlanmadığı gibi, çürütülememiş ve yeni bulgularla devamlı desteklenen hipotezlere denir. Hipoteze oranla gerçeklere daha yakındır. Fakat, ilerleyen süreçte çürütülmesi mümkün olabilir.

9. Kanun ve Gerçek

Herkes tarafından aynı sonuçlarla tekralanabilen gözlemlerdir. Teoriler çürütülemezlerse ve geniş bir geçerlilik kazanılırsa kanun ve gerçeklere dönüşürler. Gerçek her bilim adamı tarafından kabul edilir. Bilimsel çalışmanın son aşamasıdır.

Canlıların Sınıflandırılması

Canlıların, aralarındaki ortak özelliklere göre gruplandırılmasıdır.

Sınılandırmayla ilgili ilk çalışmayı M.Ö 350 yıllarında Aristo yapmıştır.

1- Ampirik Sınıflandırma (Suni):

Şu an geçerliliği olmayan bir görüştür. Canlıların sadece birkaç dış özelliğine göre yapılan sınıflandırmadır. Aristo�nun yaptığı sınıflandırma şeklidir. Nitel gözlemlere dayanır.

Analog Organ: Görevleri aynı, kökenleri farklı olan organlardır. Örnek; yarasa ve sinek kanadı gibi. ikisi de uçmaya yarar, ancak kökenleri farklıdır.

2- Doğal (Filogenetik) Sınıflandırma:

Canlıların köken bağıntılarına bakılarak yapılır. Anatomik benzerlik, akrabalık, protein yapıları dikkate alınarak yapılır.

Homolog Organ: Kökenleri aynı, görevleri farklı olan organlardır. Örnek; insan kolu, Yarasa kanadı, Balina yüzgeci gibi. Üçünün de kökenleri mezoderm olmasına rağmen, görevleri farklıdır.

Canlıların isimlendirilmesi: Canlıları isimlendirmek için birçok kişi çalışma yapmış, fakat bunlardan en geçerli ve kullanışlı olanını LiNNE ortaya koymuştur. Linne sistematikte temel birim olarak türü kabul etmiş ve her türün isimlendirilmesi için iki (binominal) kelime kullanmıştır. isimlendirmede latince ortak dil olarak kullanılır. Linne, sınıflandırmayı iki görüş ileri sürerek yapmıştır;

1- Her tür için ideal tip vardır.

2- Türlerin sayı ve çeşitleri sabittir ve değişmez.

3- Türler ikili adlandırma (binominal) ile adlandırılır.

Köpek = Canıs familiaris

Kurt = Canis lopus

NOT: Benzer türlere bakarsak aynı cinste toplanmıştır.

SİSTEMATİK BİRİMLER

Tür, cins, aile, takım, sınıf, şube, alem olmak üzere 7 ana sistematik grub vardır.

Tür: Yapı ve görev bakımından birbirine benzer organ sistemlerine sahip, çiftleştiklerinde kısır olmayan döller meydana getirebilen canlı topluluğudur.

Cins: Birbirine yakın türlerin oluşturduğu daha büyük gruplandırır.

Alem : Hayvanlar (Animalia)

Şube : Omurgalılar (Chordata)

Sınıf : Memeliler (Mammalia)

Takım : Etçiller (Karnivora)

Aile : Kedigiller (Felis)

Tür : Ev kedisi (Felis domesticus)

Canlılar; Monera, Protista, Mantarlar, Bitkiler ve Hayvanlar olmak üzere beş alemde incelenir.

Virüsler ve Monera Alemi

VİRÜSLER

Virüs latincede �zehir� anlamına gelmektedir. Virüsler ilk defa tütün bitkisinde 1892�de keşfedildi. 1935�de bulundukları ortamdan izole edilebildiler. Bu işlem sonucu virüslerin kendi başına yaşayamadıkları görüldü. Ancak, bir canlı hücre içinde canlılık faaliyeti gösterebilmektedirler.

Bu yüzden �Virüsler canlılar ile cansızlar arasında geçit teşkil ederler� düşüncesine varılmıştır. Hücresel yapı göstermezler.

VİRÜSLERİN GENEL ÖZELLİKLERİ

1. Kalıtım maddesi olarak DNA veya RNA bulundururlar. Yönetici moleküllerine genom adı verilir. Nükleik asit etrafında protein kılıfları vardır. Buna kapsit adı verilir.

2. Mecburi hücre içi parazitidirler.

3. Enzim bulundurur ve enzim kullanabilirler. Bu enzimi kalıtsal materyalin başka bir hücreye aktarılması için kullanırlar. Ancak, enzim sistemleri yoktur.

4. Enzim sistemleri olmadığı için antibiyotiklerden etkilenmezler. Bundan dolayı, virütik hastalıklar antibiyotikle tedavi edilemez.

5. Virüslerde konak hücre zarını eritebilecek enzimler bulunur. Bu enzimler her virüs için özeldir. Yani, her virüs her canlıyı enfekte edemez..

6. Virüsler, üreme hariç canlıların ortak özelliklerini gösteremezler. Üremeleri de başka bir hücrenin içinde gerçekleşir.

7. Virüs çeşitlerinin konak seçimi özgüldür.

8. Canlı ortam bulamadıkları zaman kristalleşirler. Bu özellik onların cansızlık özelliğidir.

9. Virüsler beslenmez, büyümez ve enerji üretip harcayamazlar.

10. Vücut virüslere karşı interferon denen maddeler üreterek savunma sistemini oluşturur. Örneğin kızamık, kabakulak gibi hastalıkları geçirenler bu hastalıklara bir daha yakalanmazlar. interferonu aşabilen virüsler hücre içine girerek çoğalır ve canlıyı tekrar enfekte eder.

11. Virüsler pH, yüksek sıcaklık, radyoaktif ışınlar gibi fiziksel ve kimyasal faktörlerden etkilenir.

Virüslerin etki şekilleri:

Transformasyon: Virüsün içine girdiği hücrenin DNA'sıyla kendi genomunu birleştirmesi sonucu konak hücrenin şekil değiştirmesidir.

Lizis: Virüsün içine girdiği konak hücreyi patlatarak onun hayatına son vermesidir.

Reprodüksiyon: Bazen, virüsler içine girdiği hücrenin normal görevini bozarak onun hızlı ve düzensiz çoğalmasına sebep olur. Kanserin bir çeşidinin de bu şekilde ortaya çıktığı düşünülmektedir.

Virüslerin Sınıflandırılması

1. Genetik Maddelerine göre:

a) DNA virüsleri

b) RNA virüsleri

2. Bulundukları Canlılara Göre:

a) Bitki virüsleri

b) Hayvan virüsleri

c) Bakteri virüsleri (Bakteriyofaj)

VİRÜSLERİN (BAKTERİOFAJ) ÜREMESİ

1. Fajlar bakteri etrafını sarar (enfeksiyon)

2. Bakteriye tutunan faj, hidrolitik enzimi ile bakterinin hücre örtülerini eriterek içeriye DNA sını enjekte eder. Protein kılıfı dışarıda kalır.

3. Faj DNA sı, önce içeride bakterinin malzemelerini kullanarak kendini eşler.

4. Yeni protein kılıflar ve enzimler için protein sentezi yaptırır.

5. Yeni faj DNA�ları protein kılıfların içine girdikten sonra yeni fajlar oluşur.

6. Etkili enzimle bakterinin parçalanması sonucu yeni fajlar serbest kalır.

� Virüslerde üreme geometrik dizi şeklinde değildir.

� DNA ları tek zincir olduğu için virüslerin mutasyona uğrama oranları çok yüksektir.

Virüslerin Canlılık Özellikleri:

� Çoğalabilirler.

� Enzimleri vardır.

� Yönetici molekülleri vardır.

� Özel protein yapıları vardır.

Virüslerin Cansızlık Özellikleri:

� Enzim sistemleri yoktur.

� Kristalleşirler.

� Hücre zarı ve ribozomları yoktur.

MONERA ALEMİ

Prokaryot hücre yapısında olduğu için çekirdek ve zarlı organel taşımazlar. Hepsi çeperlidir. Fotosentez yapanların sitoplazmalarında klorofil bulunur.

MAVİ-YEŞİL ALGLER

Fikosiyanin pigmentinden dolayı mavi, klorofil pigmentinden dolayı yeşil renklidir. Tamamı fotosentetiktir. Musilaj denile bir salgı maddesi salgılar.

BAKTERİLER

Bakteriler, monera alemine ait canlılardır. Bakterilerde sadece ribozom organeli bulunur. Prokaryot hücre yapısına sahiptirler.

BAKTERİLERİN GENEL ÖZELLiKLERi

1. Protein, yağ ve karbonhidrattan yapılmış çeper bulundururlar. Çeperleri selüloz değildir.

2. Glikojen depolarlar.

3. Çekirdek zarı ve çekirdekçikleri yoktur.

4. Hücre zarı, sitoplazma, ribozom, nükleik asit taşırlar.

5. DNA ve RNA taşırlar.

6. Zarlı organelleri yoktur.

7. Oksijenli solunum yapanlarında mitokondri yerine mesozom bulunur. Mesozom, hücre zarının içe kıvrılmasıyla oluşur.

8. ETS enzimleri sitoplazmada ve hücre zarının iç kısmında bulunur.

9. Fotosentez yapanlarda klorofil bulunur. Bu klorofiller sitoplazmada dağınık halde değil, hücre zarından oluşan özel yapılar içinde bulunur. Bu yapılara tilakoit adı verilmektedir.

10. Bakterilerde kalıtım maddesi DNA olup bir tanedir. Bunun özel adına ise nükleoid denir.

11. Bakterilerin bir kısmı kamçılıdır. Bunlar aktif hareket edebilirler. Kamçısızlar ise, pasif hareket eder.

12. Bakteriler her yerde yaşayabilir. Özellikle, et suyu ve agarlı besin ortamlarını severler.

13. Bazı bakteriler polisakkarit yapıda kapsül oluşturabilirler.

BAKTERİLERİN SINIFLANDIRILMASI

A) Şekillerine Göre Bakteriler

1. Çubuk (basillus) şeklinde olan bakteriler: Örnek: Şarbon etkeni olan Bacillus anthrax

2. Küre (coccus) şeklinde olan bakteriler: Örnek: Zatürreye neden olan pneumococcus bakterisi

3. Virgül (vibriyon) şeklinde olan bakteriler: Örnek: Koleraya neden olan Vibrio colera

4. Spiral (spirillum) şeklinde olan bakteriler: Örnek: Dişlerde bulunan spiroketler

B) Gram Boyasına Göre Bakteriler

Bakteriler, Gram adında bilim adamının geliştirdiği boyama tekniğine göre ikiye ayrılır. Bu metod, daha çok eczacılıkta kullanılmaktadır.

1- Gram pozitif bakteriler: Gram boyası ile boyanan bakterilerdir. Hücre çeperleri daha kalındır.

2- Gram negatif bakteriler: Gram boyası ile boyandıktan sonra boyayı içinde tutamayan bakterilerdir.

C) Beslenmelerine Göre Bakteriler

1. Heterotroflar Bakteriler:

Besinlerini diğer canlılardan elde eden bakterilerdir. Bunların yaşayabilmesi için mutlaka ortamda organik madde ve vitamin gereklidir. 2�ye ayrılır.

a- Saprofit bakteriler:

Bu bakteriler hücre dışına salgıladıkları enzimlerle organik maddeleri parçalayarak inorganik maddelere dönüştürürler. Madde döngülerinde önemli rol alırlar. Besin ve enerji ihtiyaçlarını bu şekilde karşılarlar.

b- Parazit bakteriler:

Sindirim enzimleri yoktur. Bundan dolayı üzerinde yaşadığı canlının sindirmiş olduğu besinlerle beslenirler. Üzerinde yaşadığı canlıda hastalık yaparlar. Bunlara Patojen bakteriler denir. Patojen bakterilerin çoğunun dışında kapsül bulunur.

I. Ototroflar Bakteriler:

Kendi besinlerini kendileri sentezleyen bakterilerdir.

a- Fotoototrof bakteriler:

Işık enerjisi yardımıyla inorganik maddelerden organik madde sentezleyen bakterilerdir. Bu bakteriler hidrojen kaynağı olarak H2O, H2S ve H2�yi kullanırlar. Hepsinin yapısında klorofil bulunur. Karbon kaynağı olarak atmosferin CO2�sini kullanırlar.

b- Kemoototrof bakteriler:

inorganik maddelerin oksitlenmesi sonucu elde edilen kimyasal enerjiyi kullanarak organik madde sentezleyen bakterilerdir. Bu olayda ışık ve klorofil kullanılmaz.

D) Solunum Şekillerine Göre Bakteriler

1- Zorunlu anaerob bakteriler:

Yaşamlarını devam ettirebilmek için mutlaka oksijensiz ortama gereksinim duyarlar. Fermantasyon sonucu çeşitli mayalanma olayları gerçekleştirilir. Protein ve amino asitlerin fermantasyonuna Pütrifikasyon denir.

2- Zorunlu aerob bakteriler:

Yaşamlarını devam ettirebilmek için mutlaka oksijen ortamda bulunmalıdır. Oksijenli solunum enzimleri mesozom veya hücre zarında bulunur.

3- Fakültatif bakteriler:

Hem oksijenli hem de oksijensiz ortamda yaşayabilirler. Geçici aerob ve geçici anaaerob olarak adlandırılırlar.

BAKTERİLERDE ÜREME:

1- Eşeysiz Çoğalma (Bölünme): Bütün bakteri türlerinin esas üreme şekli bölünmedir. Bölünme, eşeysiz üreme şeklidir. Su, besin ve sıcaklığın uygun olduğu ortamlarda çok hızlı bölünürler. Bu bölünme her 20 dakikada bir gerçekleşir.

Fakat bu durum uzun sürmez. Özellikle fermantasyan yapan bakteriler solunumları sonucu oluşan maddelerden olumsuz etkilenirler. Örneğin; bira mayası için alkol oranı %18�i geçerse zehir etkisi yapar.

2- Eşeyli Üreme (Konjugasyon): Bakteriler bölünerek çok hızlı üremelerine, olumsuz şartları da endospor oluşturarak geçirmelerine rağmen; düzensiz de olsa eşeyli üreme gerçekleştirirler. Çünkü, bu sayede kalıtsal çeşitliliklerini artırarak değişen ortamlara uyum yapma imkanı bulurlar.

Endospor oluşumu:

Bazı bakteriler olumsuz ortam koşullarında endospor oluştururlar. Bakteri bu durumda su kaybeder, sitoplazma küçülür, küçülen sitoplazmanın içeriği bir yerde toplanır ve dayanıklı bir çeperle çevrilir. Endospor nem, sıcaklık ve besin bakımından uygun bir ortama rastlandığında büyür ve gelişir. Yeni bir bakteri oluşmasını gerçekleştirir.

Protista Alemi

Tek hücreli tatlı su ve denizlerde yaşayan mikroskobik canlılardır. Çekirdek ve zarlı organeller taşırlar.

a- Kök ayaklılar (Amip):

Bunlar yalancı ayakları sayesinde hareket eder ve besinlerini yakarlar. Amipli dizanteriye sebep olurlar. Tatlı su da yaşayan türlerinde kontraktil koful bulunur.

b- Sililer (Paramesyum):

Bunlarda hareket siller yardımıyla sağlanır. Yapılarında bulunan trikosist savunmadan sorumludur. Biri büyük diğeri küçük 2 çekirdek bulunur. Büyük çekirdek hayatsal olayları küçük çekirdek hayatsal olayları küçük çekirdek üremeyi sağlar. Bölünerek ve konjugasyonla ürerler. Tatlı suda yaşadıklarından hücre zarını çevreleyen pelikula ve kontraktil kofulları vardır. Tamamı heterotroftur.

c- Kamçılılar:

Bu canlılarda hareket kamçı tarafından sağlanır. Ototrof ve heterotrof alanları vardır. Öglena kloroplast bulundurur ve fotosentez yaparak besin üretir. Tripanasoma ise heterotroftur. Uyku hastalığı yapar. Omurgalıların kanında yaşar.

d- Sporlular:

Hareket organelleri yoktur. Tamamı parazittir. Sporla çoğalırlar. Eşeyli üremelerini sivrisinekte, eşeysiz üremelerini ise insanda tamamlarlar. (Metagenez: Döl alması)

e- Cıvık Mantarlar

Belirli bir hücre şekli yoktur. Sitoplazmalarında birden çok çekirdek vardır. Amip�e benzerler. Üremeleri saplı sporlarıyla olur. Bu yapıların uç kısımlarında spor keseleri vardır. Çoğu saprofit bazıları ise parazit olarak beslenirler.

Mantarlar Alemi

Mantarları inceleyen bilim dalına mikoloji denir. Mantarların tamamı heterotroftur. Besinlerini saprofit ya da parazit olarak temin ederler. Likenlerdeki gibi mutualist yaşayanlarıda vardır. Fotosentez yapamazlar. Hücre çeperi vardır. Glikozu glikojen şekilnde depo ederler. Mantarların hiçbir çeşidinde gerçek kök, gövde ve yaprak yoktur. Maya mantarları gibi bazı türler hariç genellikle çok hücrelidirler. Eşeyli olarak sporla eşeysiz olarak tomurcuklanmayla çoğalırlar. Genellikle tek hücrelidir. Besin ve ilaç yapımında da kullanılmaktadır.

Gerçek mantarlar 4 çeşittir.

� Maya mantarları: Hamur mayalamada, peynir ve bazı içeceklerin hazırlanmasında kullanılır.

� Küf mantarları: Gıdaların küflenerek bozulmasına neden olurlar.

� Şapkalı mantarlar: Kültür mantarları bu sınıfa girer.

� Enfeksiyon yapan mantarlar: insanda üreme organları, akciğer, deri ve saçlarda çeşitli hastalıklar yapar.

Bitkiler Alemi

Hepsi ototrof ve çok hücrelidir. Kloroplast taşırlar ve fotosentetiktir. Hücre çeperleri vardır ve glikozu nişasta olarak depo ederler. Aktif hareket edemezler.

A. DAMARSIZ BİTKİLER:

Madde taşınmasında görevli iletim demetleri olmayan bitkilerdir. Bu nedenle madde taşınması difüzyon ve osmozla yapılır. Üremeleri: Sporla ya da eşeysiz ve eşeyli üremenin birbirini takip ettiği döl almaşı ile gerçekleştirirler.

a. Su yosunları (Algler): iletim demetleri yoktur. Sularda yaşarlar. Gerçek kök, gövde ve yaprakları yoktur. Çoğu haploid (n) kromozom taşır. Yeşil, kahverengi esmer, kırmızı renkli olanları vardır. Üremeleri vejetatif olarak, sporla ve izogamiyle olur.

b. Kara yosunları: Kök, gövde ve yaprakları bulunmaz. Nemli yerlerde yaşarlar. iletim demetleri yoktur. Döl almaşıyla ürerler.

B. DAMARLI BİTKİLER:

Bunların iletim demetleri vardır. Spor veya tohum oluşturmalarına göre iki gruba ayrılır.

a. Damarlı Sporlu Bitkiler: Gerçek kök ve yaprakları yoktur. iletim demeti bulundururlar. Üremeleri karayosununa benzer. Eğreltiler, at kuyrukları, kibrit otları örnek gösterilebilir.

b. Tohumlu (Çiçekli) Bitkiler: Eşeyli üremelerini çiçek ile gerçekleştirirler. Böylece döllenme sonucu tohum oluşur. Bu bitkilere tohumlu bitkiler denir. iletim demetleri gelişmiştir. Gerçek kök, gövde ve yaprakları bulunur. birçok türü çeşitli yollarla eşeysiz olarak üreyebilirler. (Gül, çilek, patates gibi).

� Açık Tohumlular (Kozalaklı bitkiler): Tohum taslakları ovaryum tarafından örtülmemiştir. Besi doku döllenme olmadan gelişir. n kromozomludur. Otsu formu yoktur. Genellikle ağaç ve çalı şeklindedir. Çam, ardıç, ladin ve köknar bu gruptandır.

� Kapalı Tohumlular: Tohum taslakları ovaryum tarafından örtülmüştür. Ovaryum gelişerek meyveyi oluşturur. Besidoku döllenme sonucu oluşur. 3n kromozomludur. Otsu ve odunsu formları vardır. Elma, armut, şeftali. 2�ye ayrılır:

1- Tek Çenekliler (Monokotil): Embriyolarında tek çenek bulunan bitkilerdir. Çiçek kısımları üçlü gruplar halinde yaprakları paralel damarlıdır. Gövde ve damar demetleri dağınıktır. Çoğu tek yıllık otsu bitkilerdir. Tahılgiller, zambakgiller, baklagiller, soğangiller bu tek çeneklidir. Kambiyumları yoktur.

2- Çift Çenekliler (Dikotil): Embriyolarında iki çenek vardır. Çiçekleri dörtlü veya beşli gruplar halinde yaprakları ağ damarlıdır. Gövdelerinde kambiyum vardır. iletim demetleri gövdeye düzenli olarak dizilmiştir. Bezelye, badem, elma, gülgiller, asmagiller örnek olarak gösterilebilir.

Hayvanlar Alemi

Çok hücreli, heterotrof beslenen çoğu serbest ve hareketli canlılardır. 2�ye ayrılır.

1. Şube: Omurgasızlar

İç iskelete sahip olmayan canlılardır.

a- Süngerler: Tatlı su ve denizlerde bulunan en basit omurgasız canlılardır. Kas ve sinir sistemi bulunmaz. 2 hücre tabakasından oluşmuş vücutları vardır.

b- Sölenterler: Vücutları 2 hücre tabakasından oluşmuştur. iç deri kıvrılarak sindirim boşluğunu meydana getirir. Bu boşluk ağız ve anüs görevi yapar. Bu boşluk dış ortamla irtibatlıdır. Hidra, mercan, deniz anası örnek olarak verilebilir.

c- Yassı solucanlar: Tek açıklığa sahip solucanlardır. Vücutları yassı, oval ve uzundur. Çoğu parazit yaşar. Aynı açıklık hem anüs hem de ağız görevi yapar. Hermofrodit yaşayanları vardır. Planarya, Tenya karaciğer kelebeği örnek olarak verilebilir.

d- Yuvarlak solucanlar: Çift açıklığa sahiptir. Vücutları yuvarlaktır. Parazit olarak yaşarlar. Vücut boşluğu vardır. Bağırsak solucanı, kancalı kurt en çok bilinen örnekleridir.

e- Halkalı solucanlar: Çift açıklığa sahiptirler. Deniz, tatlı su ve nemli yerlerde yaşarlar. Vücutları segmentlidir. Sindirim sistemleri özel bölmelere ayrılmıştır. Kapalı dolaşım sistemine sahiptirler. Toprak solucanı, sülük bu gruba dahildir.

f- Yumuşakcalar: Vücutları yumuşak, segmentsiz ve bazıları kabukludur. Solungaç solunumu yaparlar. Solungaçlar, iç organları örten manto, manto boşluğu ve karın kısmında kaslı ayak bulunur. Örnek: Salyangoz, midye, mürekkep balıkları ve ahtapotlar bu gruba dahildir.

g- Eklembacaklılar: Vücutları segmentli bir yapı gösteren vücudu dışarıdan saran kitin kabuk bulunur. Açık dolaşıma sahiptirler. Solungaçlar veya trakeler ile yapılır. Eklembacaklılar 4�e ayrılır;

� Araknidler: Antenleri yoktur. Eklemli dört çift ayağa sahiptir. Örümcek, akrep, kene gibi.

� Böcekler: Kitinden yapılmış dış iskelet bulunur. Vücutları baş, göğüs ve karın olmak üzere üç kısımda incelenir. Genellikle 3 çift bacak, 2 çift kanat, 1 çift anten bulunur. Arı kelebek, karınca gibi.

� Kabuklular: Eklemli üyelere sahiptir. Dış iskelet bulunur. Karides, yengeç, istakoz gibi.

� Çok ayaklılar: Vücutları bölmelidir ve her bölmeden bir ayak çıkar. Kırkayak, çiyan gibi.

h- Derisidikenliler: Tamamı denizlerde yaşar. Vücutları dikenlidir. Dolaşım sistemi açıktır. Solunum deri, solungaç veya vücut boşluğuna bağlı dış keselerle gerçekleşir. Deniz yıldızı, deniz hıyarı, deniz kestanesi

2. Şube: Omurgalılar

Omurgalı hayvanlar beş sınıfta toplanmıştır. Sırtlarında omurga ve sinir şeridi bulunur. iskeletleri kemik veya kıkırdaktan oluşmuştur.

Genel özellikleri şunlardır;

� iskelet bulunur.

� Sırt kısımlarında omurga vardır.

� Kapalı dolaşım sistemi vardır.

� Omurganın içinde sinir kordonu vardır.

a- Balıklar: Vücutları pullarla kaplıdır. Solungaç solunumu yaparlar. iç iskeletleri kemik ve kıkırdak yapıdadır. Solungaç solunumu yaparlar. Kalpleri iki gözlüdür. Köpek balığı ve vatoz balığının iskeleti kıkırdaktır. Kış uykusuna yatmazlar. Dış döllenme, dış gelişim görülür.

b- Kurbağalar: Karada ve suda yaşayan canlılardır. Başkalaşım görülür. Larva döneminde solungaç ergin dönemde akciğer ve deri solunumu görülür. Soğuk kanlı canlılardır. Kalp üç gözlüdür. Parmaklar tırnaksızdır. Soğuk kanlıdır. Dış döllenme, dış gelişim görülür. Semender, kara ve su kurbağaları.

c- Sürüngenler: Vücutları pullarla kaplıdır. Akciğer solunumu yaparlar. Gömlek değişimi görülür. Soğuk kanlı canlılardır. iç döllenme, dış gelişim görülür. Timsah hariç kalpleri üç odacıklıdır. Yılan, timsah, kertenkele, dinazor, kaplumbağa

d- Kuşlar: Vücutları tüylerle kaplıdır. Sıcak kanlı hayvanlardır. Akciğer solunumu yaparlar. Kemiklerinin içi boştur. dişleri yoktur. Kalpleri dört gözlüdür. iç döllenme, dış gelişim görülür. Kartal, güvercin, keklik vs.

e- Memeliler: Vücutları kıllarla kaplıdır. Yavrularını sütle besleyen, diyaframa sahip canlılardır. Derilerinde ter bezleri vardır. Sıcak kanlı canlılardır. Kalpleri dört gözlüdür. Yavrular canlı doğarlar. Sütle beslenirler. iç döllenme görülür. Gagalı memeli, plasentalı memeli ve keseli memeli olmak üzere üçe ayrılır. Balina, yunus, at, maymun, kirpi, insan vs.