BÖLÜM 13 SOLUNUM VE FERMENTASYON

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "BÖLÜM 13 SOLUNUM VE FERMENTASYON"

Derya Pinar Doğu
5 yıl önce
İzleme sayısı:

1 BÖLÜM 13 SOLUNUM VE FERMENTASYON

2 Tüm canlılarda görülür Karbohidrat + O 2 CO 2 + ENERJİ (ATP) Yağ + O 2 CO 2 + ENERJİ (ATP) Oksidatif fosforilasyon ATP nin kullanıldığı yerler Fotorespirasyon, klororespirasyon, pentozfosfat yolu ve mikrozomal elektron taşınımı C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6CO 2 + 6H 2 O kcal Solunum = ATP + ISI Aerobik ve anaerobik solunum

3 KARBOHİDRATLARIN OKSİDASYONU Karbohidratlar NADH ve CO 2 GLİKOLİZ ve TRİKARBOKSİLİK ASİT DÖNGÜSÜ (TCA)

4 1- GLİKOLİZ Ökaryot ve prokaryot Embden-Meyerhof-Parnas yolu O 2 kullanılmaz Glukoz (6C) 2Pürivik asit (3C) SİTOPLAZMA Nişasta Glukoz-1-fosfat G-6-P

5 1. Adım = -1 ATP 3. Adım = -1 ATP 7. Adım = +1 ATP 10. Adım = +1 ATP 6. Adım = +1 NADH

6 Alternatif ürünler Fosfoenol pürivat + HCO 3 - Okzalo asetik asit PEP karboksilaz Okzalo asetik asit Malik asit Malat dehidrogenaz Pürivik asit yolu daha baskın

7 TRİKARBOKSİLİK ASİT DEVRİ (TCA) Krebs döngüsü, sitrik asit devri Karbohidrat, yağ ve proteinler MİTOKONDRİ

8 PÜRİVİK ASİDİN MİTOKONDRİYE ALINIMI SİTOPLAZMA MİTOKONDRİ NADH CO 2 PÜRİVİK ASİT ASETİL CoA açilasyon

9 TCA ADP + Pi ATP

10 1 Pürivik asit için; - 1 CO NADH (AÇİLASYON) - 2 CO NADH + 1 FADH ATP (TCA) TOPLAM: 3 CO NADH + 1 FADH ATP 2 Pürivik asit için; - 6 CO NADH + 2 FADH ATP

11 ELEKTRON TAŞINIM SİSTEMİ VE OKSİDATİF FOSFORİLASYON Glikoliz ve TCA da açığa çıkan elektronlar NAD + ve FAD + tarafından alınır Sitokromlardan oluşan bir sistemden geçirilir Oksidatif enerji açığa çıkar Kristalarda gerçekleşir. Kemiozmotik teori

13 1- Kompleks I (NADH dehidrogenaz): FMN + FeS, NADH UQ UQ + H Semikinon (QH) + H Hidrokinon (QH2) 2- Kompleks II (Süksinat dehidrogenaz): FAD + Fe proteini + FeS, Süksinat UQ 3- Kompleks III (Sitokrom bc1 kompleksi): Sit b + Sit c1 + FeS, sit c nin indirgenmesi 4- Kompleks IV (sit c oksidaz): Sit a + sit a3 + Cu, sit c sit a sit a3 O2

14 KEMİOZMOTİK TEORİ Elektrik potansiyeli ZARLAR ARASI NAD(P)H NAD(P) + 4H + 2H + NADH dehidrogenaz İÇ ZAR UQ NADH dehidrogenaz MATRİKS NAD(P)H NAD(P) + ADP + Pi ATP Elektrik potansiyeli Fosforilasyon

15 ENERJİ BİLANÇOSU GLİKOLİZ - Net 2 ATP - 2 NADH x 2 = 4 ATP TCA - 1 ATP - 4 NADH x 3 = 12 ATP - 1 FADH 2 x 2 = 2 ATP - 15 ATP 1 Pürivik asit için - 30 ATP 2 Pürivik asit için

16 SİYANİT DAYANIKLI SOLUNUM Sitokrom oksidaz Siyanoglikozid HCN Siyanite dayanıklı veya alternatif solunum Terminal oksidaz ATP üretimi daha az, oluşan ısı fazla Klimakterik safha Çimlenme Termojenik dokular Apendiks, ozmofor 15 ºC 51 ºC

17 Arum maculatum (yılan yastığı)

18 Philodendron selloum (deve tabanı)

19 Sauromatum sp.

20 Symlocarpus sp.

21 OKSİJENLİ SOLUNUM-ISI OLUŞUMU Glukozun tam oksidasyonu 2880 kj/mol 1 ATP hidrolizi = 42 kj/mol 36x42 = 1512 kj/mol % 48 i ısı

22 SOLUNUMUN HÜCRESEL KONTROLÜ ADP miktarı ve oksijenin kullanılabilirliği ADP + Pi ATP

23 SOLUNUM BENZERİ OLAYLAR Oksidatif pentoz fosfat yolu Heksoz monofosfat yolu Sitoplazma Faz I ve Faz II

25 Oksidatif pentoz fosfat yolunun önemi 1- Oluşan NADPH 2- R-5-P: Nükleotid ve nükleik asit sentezi 3- E-4-P: Aromatik halkalı bileşiklerin öncüsü (lignin, flavonoidler, fitoaleksinler, aromatik amino asitler)

26 SOLUNUM KATSAYISI Oluşan CO2 / Tüketilen O2 Karbohidrat için 1 Organik asitler için 1 den büyük C 4 H 4 O 8 + O 2 4CO 2 + 2H 2 O SK=4/1=4 Yağ ve proteinler için 1 den küçük C 18 H 34 O O 2 18CO H 2 O SK=18/25.5=0.71

27 SOLUNUMU ETKİLEYEN FAKTÖRLER 1- Sıcaklık ºC de normal ºC de hızlanır - T > 35 ºC ise yavaşlar - T 0 ºC ye yaklaştıkça solunum yavaşlar - Bazı bitkiler -20 ºC de solunum yapabilir - Nişasta-şeker dengesi

28 2- Oksijen konsantrasyonu - O 2 solunumdaki son akseptör - Solunum hızı (O 2 -CO 2 -şeker) - Atmosferik O2 miktarı = % 21 - Yumrulu bitki organları - O 2 miktarı > % 5 Oksijenli solunum - O 2 miktarı < % 5 Oksijensiz solunum

29 3- CO 2 konsantrasyonu - CO 2 fazla ise solunum yavaşlar - Stoma kapanması - Uzun süreli yüksek CO 2 Fosforilaz aktivasyonu Nişasta hidrolizi Solunumun hızlanması

30 4- Işık - Işık solunumu artırır - Işık absorbsiyonu Sıcaklık artışı Solunumun hızlanması - Fotorespirasyon

31 5- Yaralanma - Solunum artar - Hücre bölünmesi-onarım - Patojen enfeksiyonu 6- Mekanik etki - Indol-3-asetik asit TCA enzimlerinin aktivasyonu Solunumun hızlanması

32 7- Nem ve Su - Solunum hızlanır - Kuru ve imbibe olmuş tohumlar 8- Kimyasal bileşikler - Siyanit, azid, CO, florit, floroasetat, malonat - Enzim inaktivasyonu

33 9- Bitki tipi ve yaşı - Bakteri ve mantarlarda solunum hızlı - Yeşil yapraklarda gündüz yavaş - Meristematik hücrelerde hızlı - Genç bitkilerde hızlı - Meyvelerde olgunlaşmadan önce hızlı - Klimakterik meyveler hariç

34 LİPİD METABOLİZMASI Pamuk, fıstık, ayçiçeği Katı ve sıvı yağlar Birim miktarda daha fazla enerji Yapısal ve fonksiyonel yağlar Gliserin + 3 Yağ asidi Sıvı ve katı yağlar Trigliserit veya triaçilgliserit Sıvı yağlar Doymamış yağ asitleri Katı yağlar Doymuş yağ asitleri Yağ asitleri C atomu içerir Bitkilerde C

35 C atomu sayısı Sistematik adı Yaygın adı Düz zincirli doymuş asitler (Çift bağ yok) n-etanoik n-oktanoik n-dekanoik n-dodekanoik n-hekzadekanoik n-oktadekanoik n-dokosanoik n-tetrakosanoik n-hekzasanoik n-oktakosanoik Asetik Kaprilik Kaprik Laurik Palmitik (16:0) Stearik (18:0) Behenik Lignoserik Serotik Montanik Mono-doymamış yağ asitleri (1 çift bağ) trans-3-hekzadekanoik cis-9-hekzadekanoik cis-9-oktadekanoik cis-11-eikosenoik cis-13-dokosenoik Palmitoleik (16:1) Oleik (18:1) Gadoleik (20:1) Erusik (22:1) Poli-doymamış yağ asitleri (>1 çift bağ C=C) Dienoik asitler 18 Trienoik asitler 18 Trienoik asitler (konjuge) 18 Cis,cis-9,12-oktadekadienoik All-cis-6,9,12-oktadekatrienoik All-cis-9,12,15 oktadekatrienoik Cis-9, trans-11, trans-13-oktadekatrienoik Linoleik (18:2) γ-linolenik α-linolenik Eleostearik (18:3)

37 TRİAÇİLGLİSEROL SENTEZİ Enerji gerekli Asetil CoA Her basamakta 1 ATP ve 2 NADPH harcanır Proplastidlerde ve kloroplastlarda 16 karbonlu PALMİTİK ASİT 18 karbonlu STEARİK ASİT 18 karbonlu Modifikasyonlar ER de

38 LİPİD-KARBOHİDRAT DÖNÜŞÜMÜ Yağlı tohumlar-çimlenme Katı yağların taşınımı Lipid-sakkaroz dönüşümü

39 GLİOKSİZOM SFEROZOM Trigliserit Yağ asidi Fosfoenol pürivat Açil-CoA β-oksidasyon NAD + NADH Asetil-CoA Okzalo asetat Malat NAD + Glioksilat Sitrat GLİOKSİLAT DEVRİ NADH İzositrat Süksinat Fruktoz-6- fosfat GLUKONEOGENESİS Okzaloasetat NAD + NADH MİTOKONDRİ Malat Malat Fumarat Süksinat SAKKAROZ SİTOPLAZMA

40 FERMENTASYON Oksijensiz ortam-anaerobik solunum Ürünleri-ekonomik CO2 Hamur hacmini artması Bira mayası bira, şarap, likör Sirke, turşu, yoğurt Laktik asit Büyük meyveler, yumrulu yapılar, testa Oksijen eksikliğine dayanma süresi Hipobarik depolama % 9-18 TOKSİK ETKİ

41 LAKTİK ASİT ASETALDEHİT ETİL ALKOL

Benzer belgeler

TEST 1. Hücre Solunumu. 4. Aşağıda verilen moleküllerden hangisi oksijenli solunumda substrat olarak kullanılamaz? A) Glikoz B) Mineral C) Yağ asidi

TEST 1. Hücre Solunumu. 4. Aşağıda verilen moleküllerden hangisi oksijenli solunumda substrat olarak kullanılamaz? A) Glikoz B) Mineral C) Yağ asidi 1. Termometre Çimlenen bezelye tohumlar Termos Çimlenen bezelye tohumları oksijenli solunum yaptığına göre yukarıdaki düzenekle ilgili, I. Termostaki oksijen miktarı azalır. II. Termometredeki sıcaklık