CANLILAR DÜNYASI. Sayfa No

Transkript

1 2 CANLILAR DÜNYASI Sayfa No CANLILIĞIN TEMEL BİRİMİ HÜCRE Hücre Zarı ve Madde Geçişi Hücre Hücrenin Keşfi ve Hücre Teorisi Hücre Yapısı Hücre Zarı Hücre Duvarı Hücre Zarından Madde Geçişleri. 140 Pasif Taşıma Aktif Taşıma Endositoz Ekzositoz Etkinlikler Test 1 ve Yazılıya Hazırlık Soruları Bölüm Cevap Anahtarı Hücre Organelleri ve Çeşitleri Sitoplazma Ribozom Endoplazmik Retikulum Golgi Cisimciği Lizozom Mitokondri Plastitler Koful Sentrozom Hücre İskeleti Çekirdek Hücrelerin Karşılaştırılması Endosimbiyozis Hipotezi Bir Hücreden Çok Hücyere Hücre Çalışmalarında Tıp ve Sağlık Alanındaki Gelişmeler Kök Hücreler Hücre ve Doku Kültürü Etkinlikler Test 1 ve Yazılıya Hazırlık Soruları Bölüm Cevap Anahtarı Sayfa No CANLILARIN ÇEŞİTLİLİĞİ VE SINIFLANDIRILMASI Canlıların Sınıflandırılması ve Prokaryot Canlılar Sistematik Sınıflandırmanın Tarihçesi Yapay Sınıflandırma Doğal Sınıflandırma İkili Adlandırma Sınıflandırma Birimleri Canlılar Âlemi Prokaryot Canlılar Bakteriler Âlemi Bakterilerin Yapısı Bakterilerin Üremesi Bakterilerin Sınıflandırılması Bakterilerin Biyolojik ve Ekonomik Önemi ile İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri Arkeler Âlemi Okuma Metni Etkinlikler Test 1, 2 ve Yazılıya Hazırlık Soruları Bölüm Cevap Anahtarı Ökaryot Canlılar ve Virüsler Protista Âlemi Kamçılılar Kök Ayaklılar Silliler Sporlular Algler Cıvık Mantarlar Protistaların Biyolojik ve Ekonomik Önemi ile İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri Mantarlar Âlemi Mantarların Biyolojik ve Ekonomik Önemi ile İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri Okuma Metni Sayfa No Bitkiler Âlemi Bitkilerin Sınıflandırılması Damarsız Tohumsuz Bitkiler Damarlı Tohumsuz Bitkiler Damarlı Tohumlu Bitkiler Açık Tohumlu Bitkiler Kapalı Tohumlu Bitkiler Bitkilerin Biyolojik ve Ekonomik Önemi ile İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri Hayvanlar Âlemi Omurgasız Hayvanlar Süngerler Sölenterler Solucanlar Yumuşakçalar Eklem Bacaklılar Derisi Dikenliler İlkel Kordalılar Omurgalılar Balıklar Amphibiler (İki Yaşamlılar) Sürüngenler Kuşlar Memeliler Hayvanların Biyolojik ve Ekonomik Önemi İle İnsan Sağlığı Üzerine Etkileri Virüsler Virüslerin Çoğalması Virüslerin İnsanlarda Neden Olduğu Hastalıklar AIDS Grip Herpes Kuduz Hepatit Etkinlikler Test 1 ve Yazılıya Hazırlık Soruları Bölüm Cevap Anahtarı

2 Robert Hooke basit bir mikroskobu kullanarak gözlemlediği şişe mantarı kesitini yukarıdaki gibi çizmiştir. I. HÜCRE ZARI VE MADDE GEÇİŞİ HÜCRE CANLILIĞIN TEMEL BİRİMİ HÜCRE Atom nasıl kimyanın temelini oluşturursa, hücre de biyolojinin temel birimidir. Bütün organizmalar hücrelerden yapılmıştır. Biyolojik organizasyonlarda yaşayan en küçük madde birlikteliği hücredir. Bakteriler ve arkebakteriler tek hücreli organizmalar halinde varlıklarını sürdürürler. Bitkiler ve hayvanların dahil olduğu daha karmaşık organizmalar ise çok hücrelidirler. Bu canlılar kendi başına uzun süre varlıklarını sürdüremeyen, özelleşmiş hücre tiplerinden oluşurlar. Bununla birlikte, dokular ve organlar şeklinde daha üst organizasyon düzeyinde düzenlenmiş olsalarda, hücreler organizmanın temel yapısal ve işlevsel birimleridir. Siz bu cümleyi okurken, kas hücrelerinizin kasılması, gözlerinizi hareket ettirir. Sayfayı çevirmeye karar verdiğinizde ise sinir hücreleriniz bu kararı beyninizden elinizdeki kas hücrelerinize aktarır. Başka bir deyişle organizmadaki tüm faaliyetler hücresel düzeyde gerçekleşmektedir. Bu bölümde hücrenin mikroskobik dünyasında kısa bir yolculuk yaparak, hücrenin yapı ve fonksiyonlarını öğrenmeye çalışacağız. Hücrenin Keşfi ve Hücre Teorisi (a) (a) Işık mikroskobu (b) bu mikroskopta görüntülenmiş bir çiçeğin fotoğrafı a Taramalı elektron mikroskobu (scanning electron microscope SEM): (a) Taramalı elektron mikroskobu, özellikle yüzey ayrıntılarını görüntülemek için kullanılır. (b) Tek hücreli bir yeşil alg Staurastrumʼun taramalı elektron mikroskobuyla elde edilmiş görüntüsü. b (b) Biyolojinin gelişimi, insan duyularını yeni sınırlara genişleten araçların icadıyla paralellik taşır. Hücrelerin keşfi ve bunlar üzerinde yapılan ilk çalışmalar 17. yüzyılda mikroskobun icadı ve geliştirilmesi ile mümkün olmuştur. Çeşitli tiplerdeki mikroskoplar halen hücre araştırmalarının ayrılmaz parçalarıdır. Hücre keşfi İngiliz bilim adamı Robert Hooke tarafından 1665 yılında gerçekleştirilmiştir. Robert Hooke şişe mantarından aldığı kesiti, mikroskopta incelemiş ve boş odacıklar şeklinde gördüğü yapılara hücre adını vermiştir yılında, Anton Van Leewenhoek tek mercekli bir mikroskopla su içindeki tek hücreli ve hareketli organizmaları gözlemlemiştir yılında Robert Brown mikroskopla incelediği bitki hücrelerinin ortasında bulunan küçük ve yoğun yapıdaki dairesel bölgeye çekirdek adını vermiştir. Fakat o dönemlerde çekirdeğin yapı ve görevleri tam olarak anlaşılamamıştır yılında Matthias Schleiden bitkilerin, ertesi yılda Theodor Schwann hayvanların hücrelerden oluştuğunu belirlemiştir. Böylece "bütün canlıların hücrelerden oluştuğu" anlaşılarak hücre teorisinin temeli atılmıştır yılında Rudolph Wirchow'un katkılarıyla günümüzdeki hücre teorisi ortaya çıkmıştır. Bu teoriye göre; Bütün canlılar, bir ya da birçok hücreden oluşmuştur. Hücreler, canlıların temel yapısal ve fonksiyonel birimidir. Hücreler, daha önce var olan bir hücrenin bölünmesi ile oluşur. Hücrelerin incelenmesinde ilk olarak ışık mikroskobu kullanılmıştır. Görünür ışık, önce örnekten, daha sonrada cam merceklerden geçer. Merceklerin ışığı kırmasıyla örneğin görüntüsü büyütülmüş olarak göze gelir. Işık mikroskopları objenin gerçek boyutunu yaklaşık 1000 kez büyütebilir. Bu nedenle ışık mikroskobu ile hücreler gözlenebilmiş; fakat çok küçük yapıda olan organeller tam olarak incelenememiştir. Bu nedenle hücrenin keşfi 17. yüzyılda olmasına rağmen, hücre coğrafyası 1950'lere kadar büyük ölçüde haritalanamamıştır. Hücre biyolojisi 1950'li yıllarda elektron mikroskobun kullanıma girmesiyle hızla ilerlemiştir. Elektron mikroskobunda ışık dalgaları yerine elektronlardan yararlanılmış, mercek yerine de manyetik alanlar kullanılmıştır. Böylece görüntü birkaç milyon defa büyütülerek ışık mikroskobu ile görülemeyen yapılar incelenebilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve transmisyon elektron mikroskobu (TEM) olmak üzere iki çeşit elektron mikroskobu bulunur. 135

3 10 m 1 m 0.1 m 1 cm nsan n boyu Baz sinir ve kas hücrelerinin uzunlu u Tavuk yumurtas Ç plak göz Kurba a yumurtas 1 mm (a) Transmisyon elektron mikroskobu (TEM) 100 μm 10 μm Bitki ve birçok hayvan hücresi Çekirdek Ifl k mikroskobu Bakteriler 1 μm Mitokondri (b) Transmisyon elektron mikroskobu ile görüntülenmiş bir ince kesitin fotoğrafı 100 nm 10 nm En küçük bakteriler Virüsler Ribozomlar Proteinler Elektron mikroskobu Elektron kayna Yo unlaflt r c mercek 1 nm Lipidler Küçük moleküller Örnek Objektif merce i 0.1 nm Atomlar Görüntüleme ekran Projektör merce i Ölçüler 1 santimetre(cm) = 10 2 metre (m) = 0.4 inc 1 milimetre (mm) = 10 3 m 1 mikrometre (μm) = 10 3 mm = 10 6 m 1 nanometre (nm) = 10 3 μm = 10 9 m (c) Transmisyon elektron mikroskobunun basitleştirilmiş şeması Hücre boyutlarının ölçeği: Bir çok hüc re nin (çi zel ge nin sa rı kıs mı) ça pı 1 ile 100 μm ara sın da ol du ğu için, sa de ce mik ros kop al tın da gö rü le bi lir. Öl çe ğin sol ta ra fın da ki değer le rin lo ga rit mik ola rak ve ril di ği ne dik kat edi niz. Öl çe ğin te pe sin de ki 10 mʼden başla ya rak, aşa ğı ya doğ ru inildikçe çap ya da uzun luk ta on kat azal ma ol mak ta dır. 136

4 Hidrofilik bölge Hidrofobik bölge Hidrofilik bölge Karbonhidrat yan zinciri Fosfolipid Proteinler Plazma zar n n yap s. Hücre Yapısı Robert Hooke'ın mikroskobunda hücreler içi boş minik odacıklar şeklinde görülse de, daha sonraki yıllarda yapılan çalışmalar hücrelerin yapılarına göre bir çok farklı kategoride incelenebilmesine olanak sağlamıştır. Hücreler canlı türlerinde, hatta aynı bireyin farklı dokularında şekil ve büyüklük bakımından farklılık gösterebilir. Birçok hücre çok küçük olduğundan ancak mikroskopla görülebilir. Kuş yumurtaları ve bazı tek hücreli silliler ise çıplak gözle görülebilen hücrelere sahiptirler. Sinir hücreleri ise 1 metreye varan uzunlukları ile boy bakımından en uzun hücrelere örnek olarak verilebilir. Hücreler yapılarına göre prokaryot ve ökaryot hücre olmak üzere ikiye ayrılır. Prokaryotik sözcüğü Yunancada pro (önce) ve karyon (çekirdek) sözcüklerinden türetilmiştir. Bu hücrelerin çekirdek ve zarla çevrili organelleri yoktur. Bakteriler ve arkeler prokaryot hücre yapısına sahiptir. Hücre d fl Ökaryot hücreler çekirdek ve zarla çevrili organelleri olan hücrelerdir. Protistler, mantarlar, bitkiler ve hayvanlar ökaryot hücrelerden oluşmuştur. Ökaryot hücreler hücre zarı, sitoplazma ve çekirdek olmak üzere üç farklı kısımdan oluşur. 1. HÜCRE ZARI Hücre içi Elektron mikroskobunda alyuvar hücresinin plazma zarı açık renkli bir bant ile birbirinden ayrılmış bir çift koyu bant şeklinde görülmektedir. Hücre zarı, canlı hücreyi cansız çevreden ayıran çok ince bir sınırdır. Bu yapı hücre ile çevresi arasında hücre içi ve dışı trafiği denetler. Bilim adamları 1900'lü yıllardan itibaren hücre zarının yapısını açıklamaya çalışmışlardır. Fakat hücre zarı ile ilgili geçerli olan model S.J. Singer ve G. Nicholson tarafından ancak 1972 yılında oluşturulabilmiştir. Hareketli yapıda olan bu modele akıcı mozaik zar modeli adı verilmiştir. Glikoprotein Karbonhidrat HÜCRE DIfiI SIVI Glikolipid Hücre iskeletinin filamentleri Kolesterol Yüzey proteini İç protein S TOPLAZMA Akıcı mozaik zar modeli 137

5 (a) (b) ATP Tafl ma: (a) Zar boydan boya kateden bir protein belirli bir çözünen için seçici olan hidrofilik bir kanal oluflturur. (b) Baz tafl y c proteinler, bileflikleri zardan aktif olarak pompalamak için enerji kayna olarak ATP'yi hidroliz eder. Enzimatik aktivite: Zar içine yerleflmifl olan bir protein, aktif bölgesi komflu çözelti içindeki bilefliklere dönük olan bir enzim olabilir. Baz hallerde zardaki çeflitli enzimler, bir metabolik yolun ard fl k basamaklar n yürütmek üzere bir arada bulunurlar. Sinyal iletimi: Bir zar proteini örne in hormon gibi bir kimyasal habercinin biçimine uyan özgül bir ba lanma bölgesine sahip olabilir. D fl haberci (sinyal) proteinde konformasyon de iflikli ine neden olur. Mesaj bu yolla hücre içine aktar l r. Hücre zarı protein, karbonhidrat ve lipit moleküllerinden meydana gelmiştir. Karbonhidratlarda önemli olmakla birlikte, zarların asıl bileşenleri lipitler ve proteinlerdir. Birçok zarda en fazla bulunan lipitler, fosfolipitlerdir. Bu modele göre fosfolipitler iki sıralı olup hareket halindedir. Fosfolipitlerin hidrofilik (suyu seven) baş kısımları suyla temas ederken, hidrofobik (suyu sevmeyen) kuyruk kısımları suya temas etmez. Bu nedenle iki fosfolipit tabakası arasında su bulunmaz. Zardaki proteinler yüzeysel ve iç proteinler olmak üzere iki gruba ayrılır. İç proteinlerde bulunan kanallar hücrenin madde alış verişinde görev yapar. Karbonhidratlar proteinlere bağlanarak glikoproteinleri, lipitlere bağlanarak glikolipitleri oluşturur. UYARI Glikoproteinler hücrelerin birbirini tanımasında, hücre zarının seçici geçirgenliğinde ve hormonların tanınarak hücreye alınmasında görev alır. Zardaki glikoprotein ve glikolipit moleküllerinin farklı dağılımı ve sayısı hücrenin özgüllüğünü sağlar. Bu nedenle farklı canlıların hücre zarları farklı yapıda olduğu gibi, aynı canlının farklı dokularında bulunan hücrelerin zarları da farklı yapıda olabilir. Örneğin hipofiz bezinin ürettiği tiroit uyarıcı hormon (TSH), kanla tüm vücuda dağıldığı halde sadece tiroit bezindeki hücrelerin zarları tarafından tanınıp hücre içine alınır. Hücre zarı canlı ve seçici geçirgendir. Bu özellikten dolayı bazı moleküller hücre zarından geçebilirken, bazı moleküller geçemez. Böylece hücrede madde alış verişi denetlenmiş olur. Hücre zarından; Hücreler aras ba lant : Komflu hücrelerin zar proteinleri çeflitli ba lant tipleriyle birbirlerine tutunabilirler. Küçük moleküller büyük moleküllere göre, Nötr maddeler iyonlara göre, Negatif iyonlar pozitif iyonlara göre, Yağda çözünen maddeler (A, D, E, K vitaminleri), çözünmeyenlere göre (B, C vitaminleri), Yağı çözen maddeler (Alkol, eter, kloroform vb.) çözmeyenlere göre daha kolay geçer. Hücrelerin birbirlerini tan mas : Baz glikoproteinler (k sa fleker zincirleri içeren proteinler) di er hücreler taraf ndan tan nan kimlik etiketleri gibi görev yaparlar. Hücre iskeleti ve hücre d fl matrikse (HDM) ba lanma: Mikrofilamentler ya da di er hücre iskeleti elemanlar zar proteinlerine ba lanabilirler. Bu ifllev hücre biçimini korur ve çeflitli zar proteinlerini yerinde sabitler. HDM'e tutunan proteinler hücre-içi ve hücre-d fl de ifliklikleri eflgüdümlü hale getirirler. Zar proteinlerinin bazı işlevleri Aşağıdakilerden hangisi hücre zarında yer alan protein moleküllerinin işlevlerinden biri değildir? A) Hücre için özgül olan hormonlara cevap verme B) ATP sentezleme C) Hücre içine alınacak maddeleri seçme D) Diğer hücreler ile ilişki kurma E) Komşu hücreleri tanıma 2006-ÖSS Fen1 İnsan hücrelerinde ATP sitoplazma ya da mitokondrilerde üretilir. Hücre zarındaki proteinler ATP sentezinde görev almazlar. Yanıt B 138

6 2. HÜCRE DUVARI (Hücre Çeperi) Bitki, mantar ve bakteri hücrelerinde bulunur. Bu canlıların hücre duvarları farklı yapıdadır. Bitki hücrelerinin çeperi selüloz, mantarların kitin, bakterilerin ise protein ve karbonhidrat moleküllerinden meydana gelmiştir. Bitkilerin hücre çeperi cansız olup, seçici geçirgen özellik göstermez. Çeper üzerinde hücreler arasında madde alış verişine olanak sağlayan geçit (plazmodesma) adı verilen bölgeler bulunur. Çeper bitki hücresini korur, ona biçim verir ve aşırı su almasını engeller. Birincil duvar HÜCRE 1 Koful Bitki hücre duvarlar kincil duvar n üç tabakas Orta lamel Plazmodesma Sitozol Plazma zar HÜCRE 2 Hücre duvarı Bitki hücre duvarları Zar proteinleri + Fare hücresi nsan hücresi Hibrit hücre 1 saat sonra proteinler kar fl r Zar proteinlerinin sürüklendiğini gösteren kanıt. Araştırmacılar bir insan hücresi ile bir fare hücresini kaynaştırdıklarında, iki türe ait zar proteinlerinin hibrit hücrenin zarında tamamen karışık hale gelmesi, bir saatten az bir sürede gerçekleşir. Bitkisel bir hücreye ait olan plazma zarı, I. seçici geçirgen özellikte olma, II. yapısında karbonhidrat bulundurma, III. canlılık özelliği gösterme özelliklerinden hangileri ile hücre çeperinden ayrılır? A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III Bitkisel hücrelerin çeperi selüloz yapılıdır. Fakat ölü bir yapı olduğundan seçici geçirgen özellik göstermez. Yanıt C 139

7 3. HÜCRE ZARINDAN MADDE GEÇİŞLERİ Hücreler ve bulundukları ortam arasında sürekli bir madde alış verişi vardır. Hücre ihtiyacı olan maddeleri ortamdan alırken, metabolizma sonucu oluşturduğu atık ürünleri de dış ortama verir. Bu düzenlemeyi hücre zarı sağlar. Boya molekülleri SU Zar (enine kesit) Hücre zarından küçük moleküllerin geçişi hücrenin enerji (ATP) kullanıp kullanmamasına göre pasif ve aktif taşıma olarak iki şekilde gerçekleşir. Büyük moleküllerin hücre içine ya da hücre dışına geçişleri ise endositoz ve ekzositoz olmak üzere iki şekilde gerçekleşir. Hücre zar ndan madde tafl n m Küçük moleküllerin tafl n m Büyük moleküllerin tafl n m Pasif taflıma Aktif taflıma Endositoz Ekzositoz Difüzyon Ozmoz A PASİF TAŞIMA Her molekülün kendine ait bir kinetik (hareket) enerjisi vardır. Bundan dolayı moleküller sürekli hareket halindedir. Bir molekülün çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama kendine ait kinetik enerjisini kullanarak geçmesine pasif taşıma denir. UYARI Pasif taşımada ATP kullanılmadığından, canlı ve cansız tüm hücrelerde gerçekleşebilir. Bir çözünenin difüzyonu: Boya molekülleri yoğunluğunun çok olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama doğru geçer. Böylece iki taraftaki yoğunluklar eşitlenir. Pasif taşıma difüzyon ve ozmoz olmak üzere iki farklı biçimde gerçekleşir. 1 Difüzyon Molekül ya da iyonların çok yoğun ortamdan, az yoğun ortama kendiliğinden geçmesine denir. Difüzyona olanak sağlayan kuvvet yoğunluk farkı olduğundan, geçiş yoğunluklar eşitleninceye kadar devam eder. Parfüm kokusunun oda içinde dağılması ve suya damlatılan kırmızı bir boyanın suya yayılması difüzyona örnek olarak verilebilir. 140

8 Su molekülü Boya molekülü Kırmızı boyanın su içinde difüzyonu Birçok maddenin hücrelerimize giriş çıkışı difüzyon ile gerçekleşir. Örneğin kanda çözünmüş olarak bulunan oksijen moleküllerinin doku hücrelerimize geçmesi, doku hücrelerimizde solunum sonucu oluşan karbondioksit moleküllerinin ise kana geçmesi difüzyon ile olur. Moleküllerin difüzyon hızını etkileyen bazı faktörler vardır. Bu faktörler şöyle sıralanabilir: Molekülün büyüklüğü arttıkça difüzyon hızı azalır. Yoğunluk farkı arttıkça difüzyon hızı artar. Ortam sıcaklığı arttıkça moleküllerin kinetik enerjisi arttığından difüzyon hızı artar. Difüzyon yüzeyinin artması, difüzyon hızını artırır. Hücrelerimizde difüzyon basit difüzyon ve kolaylaştırılmış difüzyon olmak üzere iki şekilde gerçekleşir. İki çözünenin difüzyonu Basit Difüzyon: Moleküllerin çok yoğun oldukları ortamdan az yoğun oldukları ortama, taşıyıcı bir proteine ihtiyaç duyulmadan kendiliğinden geçmesine denir. Oksijen, karbondioksit ve alkol gibi maddeler yağda kolay çözündükleri için hücre zarından basit difüzyon ile geçebilirler. Hücre dışı Hücre içi Çok yoğun Hücre zarı Az yoğun 141

9 Kolaylaştırılmış Difüzyon: Bazı maddeler hücre zarındaki fosfolipit tabakasından geçemezler. Bu maddelerin çok yoğun oldukları ortamdan az yoğun oldukları ortama, hücre zarındaki taşıyıcı proteinler aracılığı ile taşınmasına kolaylaştırılmış difüzyon adı verilir. Glikoz, fruktoz, galaktoz ve amino asit gibi monomerler hücre zarından kolaylaştırılmış difüzyon ile geçer. Taşınacak maddeler enzimler yardımıyla taşıyıcı proteinlere bağlanır. Bunun sonucunda taşıyıcı protein şekil değişikliğine uğrar ve maddenin zarın diğer tarafına geçmesini sağlar. Zardaki taşıyıcı proteinler taşınacak moleküle özgüdür. Örneğin glikozun taşınmasını sağlayan taşıyıcı protein, bu molekülün izomeri olan fruktozu taşıyamaz. UYARI Kolaylaştırılmış difüzyonda moleküller çok yoğun ortamdan, az yoğun ortama ATP harcanması olmadan taşınır. 2 Ozmoz (a) Taflıyıcı protein (mor), su moleküllerinin ya da çözünen özel bir maddenin geçiflini sa layan bir kanal oluflturur. (b) Taşıyıcı protein iki ayrı şekil kazanır. Proteinin biçim değiştirmesi sonucunda, çözünen madde zardan geçirilir. Protein çözüneni her iki yöne de aktarabilir. Net hareket, çok yoğun ortamdan az yoğun ortama doğrudur. Kolaylaştırılmış difüzyon modelleri Suyun çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama doğru yarı geçirgen bir zar üzerinden geçişine ozmoz denir. Ozmoz olayını anlayabilmek için yoğunluk kavramını bilmemiz gerekir. Bir maddenin yoğunluğu, birim hacimde bulunan çözelti içindeki madde miktarıdır. Biyolojik sistemlerde çözücü olarak genelde su kullanılır. Çözünen madde (glikoz, tuz gibi) çok olması durumunda ortam çok yoğun, az olması durumunda ise az yoğun olur. Bu nedenle yoğun çözeltilerde su oranı az, az yoğun çözeltilerde ise su oranı fazladır. Yandaki düzenekte B kolunda sükroz yoğun, birim hacimdeki su miktarı ise azdır. A kolunda sükroz az yoğun, birim hacimdeki su miktarı ise çoktur. Doğal olarak yoğunluk farkının dengelenmesi gerekir. Sükroz seçici geçirgen zardan geçemeyecek kadar büyük olduğundan su molekülleri, sükrozun çok, suyun az olduğu B koluna seçici geçirgen zar üzerinden geçerler. Bu olaya ozmoz adı verilir. Böylece iki çözelti arasındaki yoğunluk farkı azalır. Hipotonik çözelti Hipertonik çözelti Hücreler bulundukları ortamın yoğunluğuna göre su alır ya da verirler. Bu olayı anlayabilmek için çözelti çeşitlerini bilmemiz gerekir. Yoğunluğu hücre yoğunluğuna eşit olan çözeltiye izotonik (iso "aynı" demektir) çözelti denir. İnsan hücreleri için % 0,9 NaCl (sodyum klorür) çözeltisi izotonik bir ortamdır. Yoğunluğu hücre yoğunluğundan fazla olan çözeltiye hipertonik (hyper "çok" demektir) çözelti denir. Yoğunluğu hücre yoğunluğundan az olan çözeltiye hipotonik (hypo "az" demektir) çözelti denir. A Sükroz H 2 O Seçici geçirgen zar B A B % 0,2 tuz % 0,2 tuz % 0,2 tuz % 0,3 tuz % 0,2 tuz % 0,1 tuz zotonik çözelti Hipertonik çözelti Hipotonik çözelti 142

10 Hayvan hücresi Hipertonik çözelti H 2 O Ozmoz sonucu hücrelerde plazmoliz ve deplazmoliz olayları gerçekleşir. Plazmoliz: Hipertonik ortama konulan hücrenin su kaybederek büzülmesine denir. Plazmolize uğrayan bitki hücrelerinde hücre zarı hücre çeperinden uzaklaşır. Bitki hücresi Plazmolize u ram fl H 2 O Plazmolize u ram fl Hücre zarı H 2 O Hayvan hücresi Hücre duvarı Hücre zarı H 2 O Bitki hücresi Hipertonik ortama konulan bitki ve hayvan hücreleri plazmolize uğrar Plazmolize uğramış bir bitki Hipertonik ortama konulan bitki ve hayvan hücreleri su kaybederek büzülür. Hayvan hücresi zotonik çözelti H 2 O H 2 O Deplazmoliz: Plazmolize uğramış hücre, hipotonik bir ortama konulursa su alarak eski haline döner. Bu olaya deplazmoliz denir. Bitki hücrelerinde deplazmoliz sırasında hücre zarı, hücre duvarına yaklaşır. Bitki hücresi H 2 O Normal H 2 O Hücre zarı Hücre duvarı Hücre zarı H 2 O Hayvan hücresi H 2 O Bitki hücresi İzotonik ortamdaki bitki ve hayvan hücrelerinde su yoğunluğu değişmez. Hayvan hücresi Normal Hipotonik çözelti H 2 O Deplazmolize uğramış bir bitki Hipotonik ortama konulan bitki ve hayvan hücresi su alarak eski haline döner. Hücrelerde plazmoliz ve deplazmoliz olayları gerçekleşirken, ozmotik basınç ve turgor basıncı ortaya çıkar. Turgor Basıncı: Hücre içindeki suyun hücre zarına yaptığı basınca turgor basıncı denir. Hayvan hücresinde turgor basıncı hücre için zararlı olabilir. Örneğin hipotonik ortamda bekletilen alyuvar hücreleri su alarak şişer. Hücre duvarı olmadığı için, bir süre sonra hücre zarı bu basınca dayanamaz ve patlar. Bu olaya hemoliz denir. Bitki hücresi H 2 O Parçalanm fl Hipotonik ortama konulan bitki hücreleri su alır. Hücre içine aşırı derecede su girmesi sonucunda, koful büyür ve sitoplazmayı hücre duvarına doğru iter. Bitkilerdeki turgor basıncı: Stomaların açılıp kapanması, Otsu bitkilerin dik durması, Böcekçil bitkilerde nasti hareketinin gerçekleşmesi Turgor Hipotonik ortama konulan hayvan hücresi parçalanırken, bitki hücresi turgor durumuna geçer. gibi olayların meydana gelmesini sağlar. UYARI Hücredeki su miktarı ile turgor basıncı doğru orantılı olarak değişir. 143

11 Çevreleri ile ozmoz dengesindeki elodea bitkisinin yaprak hücreleri Hücre zarı H 2 O Hemolize uğramış bir hayvan hücresi Hücre duvarı Hücre zarı Hipotonik ortamda bekletilen hayvan hücreleri hemoliz olurken, bitki hücreleri turgor durumuna geçer. H 2 O Bitki hücresi Ozmotik Basınç: Hücre içindeki çözünmüş maddelerin oluşturduğu su alma isteğine denir. Hücrenin sitoplazmasında bulunan çeşitli şekerler, organik ve inorganik tuzlar ozmotik basınç oluşturarak hücrenin dış ortamdan su almasını sağlar. Hipertonik ortama konulan elodea hücreleri su kaybettiğinde, hücre zarı oklar yönünde hücre duvarından uzaklaşır. hücre duvar koful H 2 O UYARI Hücre içindeki madde yoğunluğu ile hücrenin ozmotik basıncı doğru orantılıdır. Ozmotik basınç bitki ve hayvan hücrelerinin madde alış verişinde etkilidir. Bitkiler topraktaki suyu kök ozmotik basınçları sayesinde alırlar. Kurak bölge bitkileri, kök ozmotik basınçlarının yüksek olması sayesinde ortamda az miktarda bulunan suyu kökleri ile emebilirler. Hücrelerde ozmotik basınç ile turgor basıncı ters orantılı olarak değişir. Ozmotik basınç ile turgor basınç arasındaki fark emme kuvveti olarak adlandırılır. Emme kuvveti= Ozmotik basınç -Turgor basıncı hücre zar Hipertonik ortama konulan bir bitki hücresinde, I. hücre zarının, hücre duvarından uzaklaşması, II. su kaybına bağlı olarak turgor basıncının azalması, III. hücre yoğunluğunun artması değişimlerinden hangileri gerçekleşir? A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III Bitkilerdeki plazmoliz olayının şematik gösterimi Hipertonik ortama konulan bitki hücresi su kaybedeceğinden hücre zarı, hücre duvarından uzaklaşır, turgor basıncı azalır ve hücrenin yoğunluğu artar. Yanıt E 144

12 Doku s v s Hücre zar Sitoplazma M E MT T M maddesinin aktif taşıma ile hücre içine alınması. Şemadaki T, taşıyıcı proteini; E ve F ise taşıma olayında kullanılan enzimleri göstermektedir. Taşıma sırasında ATP harcanır. F M ATP ADP + P Bir hayvan hücresinin su yoğunluğunun zamana bağlı değişimi yandaki grafikte gösterilmiştir. N hücredeki normal su yoğunluğunu gösterdiğine göre verilen zaman dilimlerinde hücrenin bulunduğu çözelti çeşitleri aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? Hücredeki su yo unlu u t 1 t 2 t 3 A) Hipotonik İzotonik Hipertonik B) Hipertonik Hipotonik İzotonik C) Hipotonik Hipertonik İzotonik D) İzotonik Hipotonik Hipertonik E) Hipertonik İzotonik Hipotonik N t 1 t 2 t 3 Zaman İlgili hücre t 1 'de su kaybettiğine göre hipertonik, t 2 'de su aldığına göre hipotonik ortamdadır. Hücre t 3 'de izotonik ortamda bulunduğu için su yoğunluğu değişmemiştir. Yanıt B B AKTİF TAŞIMA Bir maddenin yoğunluğunun düşük olduğu ortamdan, yüksek olduğu ortama doğru ATP harcanarak taşınmasına denir. Bu olay sırasında hücre zarındaki enzimler ve taşıyıcı proteinler görev yapar. Az yoğun Hücre zarı Çok yoğun Aktif taşımada taşınacak madde zarın bir tarafında protein yapılı taşıyıcıya bağlanır. ATP' den sağlanan enerji ile taşıyıcı proteinde şekil değişikliği olur. Bu şekilde zarı geçen madde az yoğun olduğu ortamdan çok yoğun olduğu ortama doğru taşınmış olur. Aktif taşımada enerji harcanır. Bu nedenle enerji yetersizliğinden aktif taşıma durur, pasif taşıma devam eder. Hücre içi ve dışı arasında yoğunluk farkı ortadan kalkar ve hücrenin faaliyetleri durur. 145

13 1 Sitoplazmada Na + zarda kendine özgü olan proteine bağlanır. HÜCRE-DIfiI SIVI Na + Na + Aktif taşımaya en güzel örnek çeşitli hayvan hücrelerinin zarında bulunan sodyum potasyum pompası dır. Normal şartlarda sodyum (Na + ) hücre dışında, potasyum (K + ) da hücre içinde daha yoğundur. Na + Na + Na + Na + ATP P i ADP P i 2 ATP den sağlanan enerji ile, taşıyıcı protein şekil değişikliğine uğrar. Na + Na + Na + 6 Serbest kalan K + hücre içine girer. Na + bölgeleri tekrar açık hale gelir ve döngü yeniden başlar. K + K + S TOPLAZMA P i P i P i K + K + 3 Şekil değiştiren taşıyıcı protein Na + u dışarı atar ve hücre dışındaki K + a bağlanır. K + 5 Fosfatını kaybeden taşıyıcı protein başlangıçtaki şekline döner. K + 4 K + 'un bağlanması fosfat grubunun ayrılmasını tetikler. Sodyum-potasyum pompası: Bu taşıma sistemi, iyonları yoğunluk farkının ters yönünde pompalar. Her pompalama döngüsünde, pompa iki farklı şekil arasında gidip gelir. Her döngüde hücre içine pompalanan iki adet K + iyonuna karşılık, hücre dışına üç tane Na + iyonu aktarılır. Taşıyıcı proteinin ATP tarafından fosforile edilmesi, şekil değişikliklerine güç sağlar (Fosforilasyon sırasında ATP den proteine bir adet fosfat grubu aktarılır). UYARI Aktif taşımanın mekanizması kolaylaştırılmış difüzyona benzer. Fakat ATP harcanımı ve moleküllerin az yoğun ortamdan çok yoğun ortama taşınması ile kolaylaştırılmış difüzyondan farklılık gösterir. Aktif taşıma, I. monomer maddelerin taşınımı, II. madde taşınımı sırasında ATP harcanımı, III. moleküllerin çok yoğun olduğu tarafa doğru geçmesi, IV. madde taşınımı sırasında enzim kullanımı özelliklerinden hangileri ile basit difüzyondan ayırt edilebilir? A) I ve II B) III ve IV C) I, II ve IV D) II ve III E) II, III ve IV Basit difüzyon ve aktif taşıma için monomer maddelerin taşınımı ortaktır. Basit difüzyonda ATP harcanmaz ve enzim kullanılmaz. Ayrıca basit difüzyonda moleküller az yoğun oldukları tarafa doğru hareket ederler. Yanıt E 146

14 Difüzyon: Moleküllerin fosfolipit tabakası üzerinden geçmesidir. Kolaylaştırılmış difüzyon: Moleküllerin zardaki taşıyıcı proteinler yardımıyla difüzyonudur. Pasif taşıma: Moleküllerin çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama ATP harcanmadan geçişidir. ATP Aktif taşıma: Moleküllerin az yoğun oldukları ortamdan, çok yoğun oldukları ortama taşıyıcı proteinler yardımıyla geçişidir. Bu olayda ATP harcanır ve enzim kullanılır. Sadece canlı hücrelerde gerçekleşir. Pasif ve aktif taşımanın karşılaştırılması Çekirdek Akyuvar Bakteri Belirli bir tür tatlı su alginde, yaşadığı ortamda bulunandan 1000 kat fazla K + bulunmaktadır. Bu tatlı su algi ile ilgili olarak; I. K + dengesini korumasında ATP harcanır. II. K + dengesini korumasında ilgili enzimler işlev görür. III. Algin canlılığını kaybetmesiyle K + difüzyona uğrar. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 2002 ÖSS Besin kofulu Akyuvarın gerçekleştirdiği fagositoz olayı Tatlı su alginin sitoplazmasındaki K + miktarının dış ortamdan 1000 kat fazla olabilmesi için, K + 'u aktif taşıma ile hücreye alması gerekir. Aktif taşımada ATP harcanıp, enzim kullanılır. Eğer alg ölürse ATP üretemez ve K + difüzyonla hücre dışına çıkar. Yanıt E 147

15 C ENDOSİTOZ Pasif ve aktif taşıma ile hücre, fosfolipit tabaka ya da porlardan geçebilen moleküllerin taşınımını sağlar. Protein ve polisakkarit gibi makromoleküllerin hücre zarından oluşan kofullar yardımıyla hücre içine alınmasına endositoz denir. Bu olay sırasında ATP harcanır. UYARI Endositoz olayında hücre zarının bir kısmı kopup, koful oluşumuna katıldığı için hücrenin yüzey alanı azalır. Endositoz hayvan hücrelerinde gerçekleşirken bitki hücrelerinde gerçekleşmez. Alınan maddenin katı ya da sıvı olmasına göre endositoz iki şekilde gerçekleşir. Amibin yalancı ayağı a Fagositoz: Büyük moleküllü katı maddelerin hücre içine alınmasıdır. Katı madde, hücre zarından oluşan yalancı ayaklar ile sarılır. Daha sonra bu ayaklar birleşerek zardan kopar ve besin kofulu olarak sitoplazmaya geçer. Besin kofulu, lizozomla birleşir ve koful içindeki besin sindirilir. Oluşan monomerler difüzyonla sitoplazmaya geçerken, sindirilemeyen atıklar ekzositoz ile hücre dışına atılır. Amip ve öglena gibi tek hücreli canlıların beslenme şekli, akyuvarların mikropları yutması fagositoza örnek olarak verilebilir. Bakteri Besin kofulu Bakteriyi fagositoz ile yutan bir amipin elektron mikroskobundaki (TEM) görünümü HÜCRE DIŞI SIVI Yalancı ayak SİTOPLAZMA Besin ya da başka bir partikül Besin kofulu b Pinositoz: Büyük moleküllü sıvı maddelerin hücre içine alınması olayıdır. Sıvı moleküllerin zara değmesiyle, hücre zarı içe doğru çökerek pinositoz cebini oluşturur. Sıvı moleküller bu cebe dolar ve hücre zarının boğumlanmasıyla oluşan besin kofulu sitoplazmaya geçer ve pinositik koful oluşur. Endokrin bezler tarafından salgılanan birçok hormon pinositoz ile doku hücrelerine girer. Bunun dışında bazı enzimlerin ve antikorların hücreye girişi de bu yöntemle gerçekleşir. Küçük bir kan damarına ait bir hücrede gerçekleşen pinositoz olayının elektron mikroskobundaki (TEM) görünümü HÜCRE DIŞI SIVI Hücre zarı SİTOPLAZMA Makromolekül Pinositik koful 148

16 hücre d fl ortam ekzositoz sitoplazma endositoz kesecik D EKZOSİTOZ Hücredeki makromoleküllerin hücre dışına atılması olayına ekzositoz denir. Bu olay sırasında da ATP harcanır. Ekzositozda hücre dışına atılmak istenen makromoleküller koful içinde hücre zarına taşınır. Koful zarı ile hücre zarı birleşir ve oluşan açıklıktan makromoleküller hücre dışına gönderilir. Hücre içinde üretilen enzim ve hormon gibi salgı maddeleri bu yöntemle hücre dışına gönderilir. Koful Makro molekül HÜCRE DIŞI Sitoplazma Endositoz ve ekzositoz olayları zıt yönlü gerçekleşir. UYARI Ekzositoz olayında, koful zarı hücre zarı ile birleştiğinden hücrenin yüzey alanı artar. Hücre zarından madde alış verişi ile ilgili olarak, I. moleküllerin, derişimlerinin az olduğu ortamdan çok olduğu ortama taşınması, II. hücredeki büyük moleküllü atık maddelerin dışarı atılması, III. difüzyonla alınamayacak kadar büyük moleküllerin hücre içine alınması, IV. suyun hipotonik ortamdan hücre içine geçmesi, V. moleküllerin kolaylaştırılmış difüzyon ile hücre içine alınması olaylarından hangilerinin gerçekleştirilmesi için ATP enerjisi kullanılır? A) I ve V B) II ve IV C) I, II ve III D) I, III ve IV E) II, III ve V 2008 ÖSS (Fen1) Verilen madde alış verişi biçimlerinden I. si aktif taşıma, II. si ekzositoz ve III. sü endositozdur. Bu olaylarda ATP harcanır. IV. ve V. olaylar pasif taşıma olduğundan ATP harcanmaz. Yanıt C 149

17 Etkinlik 1 Hücre Zarı ve Madde Geçişi geçit ozmoz plazmoliz ekzositoz Boşluk Tamamlama deplazmoliz fagositoz pinositoz aktif taşıma emme kuvveti glikoprotein hipertonik seçici geçirgen hipotonik elektron hemoliz basit difüzyon fosfolipit turgor kolaylaştırılmış difüzyon ışık Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri tabloda verilen kavramlar ile tamamlayınız. 1. Katı haldeki polimer besinlerin, hücre içine alınmasına... denir ortama konulan bitki hücrelerinde plazma zarı hücre duvarından uzaklaşır. 3. Hücre zarı özelliğinden dolayı bazı moleküllerin geçişine izin verirken, bazı moleküllerin geçişine izin vermez küçük yapıdaki moleküllerin çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama, taşıyıcı bir protein kullanılmadan kendiliğinden geçmesidir. 5. Saf suya konulan bir alyuvar hücresinin su alarak patlamasına... denir. 6. Bir hücrenin ozmotik basıncı ile turgor basıncı arasındaki farka denir. 7. Su kaybetmiş bir hücrenin, su alarak eski haline dönmesine... denir mikroskobu ile birçok hücre gözlenebilir, fakat çok küçük yapıda olan organeller incelenemez. 9. Hücre zarında bulunan... ler hücre zarının seçici geçirgenliği ve hücrelerin birbirini tanıması gibi bir çok olayda görev alır. 10. İki çözelti karşılaştırıldığında, derişimi az olana... çözelti denir. 11. Su moleküllerinin yarı geçirgen bir zar üzerinden difüzyonuna... denir. 12. Moleküllerin kendine özgü bir proteine bağlanarak çok yoğun olduğu ortamdan, az yoğun olduğu ortama geçişine denir. 13. Hücre zarından geçemeyecek büyüklükteki sıvı maddelerin hücre içine alınmasına... adı verilir mikroskobu, taramalı ve transmisyon olmak üzere ikiye ayrılır. 15. Su alan bitki hücrelerinin... basıncı artar. 16. Hücre duvarında, madde iletimine olanak sağlayan yapılara... adı verilir moleküllerin az yoğun olduğu ortamdan çok yoğun oldukları ortama ATP harcanarak iletimine denir. 18. Hücrede sentezlenen hormon ve enzim gibi polimer moleküllerin hücre dışına salgılanmasına... denir. 19. Hücre zarında çift sıralı... tabakası bulunur. 150

18 Etkinlik 2 Hücre Zarı ve Madde Geçişi Aşağıdaki ifadelerden doğru olanların yanına "D", yanlış olanların yanına "Y" harfi yazınız. Doğru Yanlış Soruları 1. Ozmotik basıncı artan bir hücrenin turgor basıncı azalır. 2. Fagositoz ile besin alan bir amipin, hücre zarının yüzey alanı artar. 3. Elektron mikroskobu ile görülemeyen hücre organelleri, ışık mikroskobu ile görülebilir. 4. Plazmolize uğrayan hücre, hipertonik bir çözeltide bulunmaktadır. 5. Endositoz ve ekzositoz olaylarında ATP harcanmaz. 6. Hücre duvarında bulunan porlar seçici geçirgen özelliğe sahiptir. 7. Hücre zarından negatif iyonlar pozitif iyonlara göre daha hızlı geçer. 8. Pasif taşıma sırasında hücrenin içi ve dışı arasındaki yoğunluk farkı azalır. 9. Hücre zarındaki glikoprotein ve glikolipit moleküllerinin farklı dağılım ve sayıda olması hücrenin özgüllüğünü sağlar. 10. Deplazmolize uğrayan bir hücrenin yoğunluğu artar. 11. Basit difüzyonda ATP harcanmazken, kolaylaştırılmış difüzyonda ATP harcanır. 12. İzotonik çözeltilerde, çözelti içindeki madde yoğunluğu hücrenin madde yoğunluğuna eşittir. 12. Canlılığını kaybeden bir hücrede aktif taşıma dururken, pasif taşıma devam edebilir. 14. Sıcaklığın artması ile moleküllerin kinetik enerjisi artacağından difüzyon hızı artar. 15. Hemoliz olayı bitki ve hayvan hücrelerinde ortak olarak gerçekleşir. 16. Kurak bölge bitkilerinin kök ozmotik basıncı sulak bölge bitkilerine göre daha düşüktür. 17. Endositoz her zaman hücre içine doğru gerçekleşirken, aktif taşıma hücre içine ya da hücre dışına doğru gerçekleşebilir. 18. Yağda çözünen maddelerin, hücre zarından difüzyonu, çözünmeyen maddelere göre daha hızlıdır. 19. Hayvan hücrelerinde gerçekleşen plazmoliz ve deplazmoliz olayları, hücrede şekil değişikliğine neden olmaz. 20. Bitkilere ait hücre zarı canlı, hücre duvarı ise ölü bir yapıdır. 151

19 Etkinlik 3 Hücre Zarı ve Madde Geçişi Kolaylaştırılmış difüzyon Endositoz Difüzyon Aktif taşıma Pinositoz Ozmoz Fagositoz Pasif taşıma Basit difüzyon Ekzositoz Tablodaki kelimeleri uygun yerlere yazarak kavram haritasını tamamlayınız. Kavram Haritası... Polimerlerin taflınımı... Polimerlerin hücre içine alınması... Polimerlerin hücre dıflına atılması Büyük moleküllü katı maddelerin hücre içine alınması... Büyük moleküllü sıvı maddelerin hücre içine alınması HÜCREDE MADDE ALIfi VER fi... Moleküllerin taflıyıcı protein kullanılmadan az yo un ortama geçmesi... Küçük moleküllerin taflınımı... Küçük moleküllerin yo unlu un az oldu u tarafa kendili inden geçifli Gazların ya da bir çözeltideki çözünmüfl maddelerin çok yo un ortamdan az yo un ortama geçifli... Suyun yarı geçirgen bir zardan difüzyonu... Moleküllerin taflıyıcı protein yardımıyla az yo un ortama taflınması... Küçük moleküllerin yo unlu un çok oldu u tarafa ATP harcanarak taflınması 152

20 Etkinlik 4 Hücre Zarı ve Madde Geçişi Numaralandırılmış kutucuklarda hücre zarındaki taşıma biçimlerinden bazıları verilmiştir. Kutucuk numaralarını kullanarak aşağıdaki soruları cevaplayınız. 1. Fagositoz 2. Aktif taşıma 3. Basit difüzyon 4. Ekzositoz 5. Kolaylaştırılmış difüzyon 6. Ozmoz Yapılandırılmış Grid a) Sadece canlı hücrelerde gerçekleşebilen taşıma biçimleri hangi numaralarla gösterilmiştir? b) Küçük moleküllerin hücre zarından geçmesini sağlayan taşıma biçimleri hangi numaralarla gösterilmiştir? c) Bitki hücrelerinde gerçekleşemeyen taşıma biçimi hangi numaralarla gösterilmiştir? d) Hücre yüzey alanında artma ya da azalmaya neden olan taşıma biçimleri hangi numaralarla gösterilmiştir? e) Madde iletimi sırasında taşıyıcı protein kullanıldığı halde, ATP harcanmayan taşıma biçimi hangi numaralarla gösterilmiştir? f) Hücre zarı olmadan da gerçekleşebilen taşıma biçimi hangi numaralarla gösterilmiştir? 153

21 Etkinlik 5 Hücre Zarı ve Madde Geçişi Tanılayıcı dallanmış ağaç Aşağıda birbiri ile bağlantılı Doğru/Yanlış tipinde ifadeler içeren tanılayıcı dallanmış ağaç tekniğinde bir soru verilmiştir. a ifadesinden başlayarak her Doğru ya da Yanlış cevabınıza göre çıkışlardan sadece birini işaretleyiniz. Örneğin; a ifadesinin Doğru/Yanlış olduğu belirtilir. Doğru ise b ifadesine, yanlış ise c ifadesine ulaşılır. b ifadesinin Doğru/Yanlış olduğu belirtilir. Doğru ise d ifadesine, yanlış ise e ifadesine ulaşılır. d ifadesinin Doğru/Yanlış olduğu belirtilir. Doğru ise 1. çıkışa, yanlış ise 2. çıkışa ulaşılır. a Hücre zarının akıcı mozaik zar modeline göre, zarın yapısında iki sıralı protein ve ortasında lipitler bulunur. D Y b c Hücre zarı sabit bir yapı oldu undan protein ve lipitlerin yeri de iflemez. Hücre zarı seçici geçirgen özelli e sahiptir. Bu nedenle bazı maddelerin geçifline izin vermez. D Y D Y d e f g Bazı proteinler karbonhidratlarla birleflerek glikoproteinleri oluflturur. Hücre zarının yapısına en fazla katılan lipit çeflidi steroitlerdir. Nötr maddeler iyonlara, negatif iyonlar pozitif iyonlara göre hücre zarından daha kolay geçer. Ya da çözünmeyen maddeler, çözünenlere göre hücre zarından daha kolay geçer. D Y D Y D Y D Y 1. ç k fl 2. ç k fl 3. ç k fl 4. ç k fl 5. ç k fl 6. ç k fl 7. ç k fl 8. ç k fl 154

22 1. Hücre dışı Çok yoğun Hücre zarı TEST 1 5. P kolu yot çözeltisi Sükroz çözeltisi + Niflasta R kolu Hücre içi Az yoğun Ba ırsak zarı Yukarıda X molekülünün hücre zarından geçişi şematik olarak gösterilmiştir. Bu şemaya göre X maddesi ile ilgili, I. hücre zarından geçebilecek büyüklüktedir, II. taşınımı sırasında ATP harcanmaz, III. sitoplazmadaki miktarı artmaktadır yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız III B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 2. Aşağıdaki madde taşınımı şekillerinden hangisi tek yönlü gerçekleşir? A) Basit difüzyon B) Fagositoz C) Aktif taşıma D) Ozmoz E) Kolaylaştırılmış difüzyon 3. Hücre zarında bulunan proteinler, I. madde taşınımı, II. ATP üretimi, III. hücreler arası iletişim U şeklindeki borunun P ve R kolları bağırsak zarı ile ayrılmıştır. P koluna iyot çözeltisi, R koluna sükroz çözeltisi ve nişasta konulup, bir süre beklenirse, I. nişastanın P koluna geçmesi, II. R kolunda sıvı renginin maviye dönüşmesi, III. P ve R kolundaki sükroz yoğunluğunun eşitlenmesi, IV. P kolundaki iyot yoğunluğunun azalması durumlarından hangileri gerçekleşemez? (İyot nişasta ayıracıdır ve nişasta taneciklerini maviye boyar.) A) I ve II B) I ve III C) II ve III D) II ve IV E) III ve IV 6. İzotonik ortamda bulunan bir hücre, t 1 anında hipotonik bir ortama bırakılıyor. Buna göre, bu hücredeki su yoğunluğunun zamana göre değişim grafiği aşağıdakilerden hangisidir? A) Hücrenin su yo unlu u B) Hücrenin su yo unlu u olaylarından hangilerinde görev alırlar? A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III C) t 1 Hücrenin su yo unlu u Zaman D) t 1 Hücrenin su yo unlu u Zaman 4. Pasif taşıma ile ilgili aşağıda verilenlerden hangisi doğru değildir? A) Tüm hücrelerde gerçekleşebilir. B) Küçük moleküllerin taşınımını sağlar. t 1 E) Zaman Hücrenin su yo unlu u t 1 Zaman C) Yoğunluk farkı, madde geçişine olanak sağlar. D) Madde taşınımı sırasında ATP harcanır. E) Hücre içi ve dışına doğru olabilir. t 1 Zaman 1) E 2) B 3) C 4) D 5) B 6) A 155

23 7. Hücre zarı ile ilgili aşağıdaki bilgilerden hangisi doğru değildir? 8. A) Canlı olup, seçici geçirgen özellik gösterir. B) Prokaryot ve ökaryot hücrelerde ortak olarak bulunur. C) Yapısına en fazla katılan yağ çeşidi steroitlerdir. D) Bazı maddelerin geçişine izin vermez. E) Yapısındaki glikoproteinler reseptör görevi yapar. Doku s v s Hücre zar Sitoplazma R E R : Tafl nan madde E ve F : Enzim RT T Yukarıda verilen aktif taşıma şeması ile ilgili aşağıdaki yorumlardan hangisi doğru değildir? A) Hücre zarındaki taşıyıcı protein tekrar tekrar kullanılabilir. B) Bu olay sadece canlı hücrelerde gerçekleşir. C) R maddesi zardan geçebilecek büyüklüktedir. D) R maddesinin hücredeki yoğunluğu doku sıvısına göre azdır. E) F enzimi R maddesinin taşıyıcı proteinden ayrılmasında görev yapmıştır. F R ATP ADP + P 11. N çözeltisi M hücresi 20 dakika N çözeltisinde 20 dakika bekletilen M hücresindeki değişim yukarıda verilmiştir. Buna göre; I. N çözeltisi M hücresine göre hipertoniktir. II. M hücresinde plazmoliz olayı gerçekleşmiştir. III. M hücresinin yoğunluğu artmıştır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 12. Aşağıdaki moleküllerden hangisi difüzyon ile hücre zarından geçemez? A) Potasyum B) Karbondioksit C) Glikojen D) Riboz E) Yağ asiti 9. Yandaki grafikte bir hayvan hücresindeki basit difüzyon hızının X faktörüne bağlı değişimi verilmiştir. Grafikte X yerine, I. molekülün büyüklüğü, II. sıcaklık, III. yoğunluk farkı değişkenlerinden hangileri yazılabilir? Difüzyon hızı A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 10. Hayvan hücrelerinde madde taşınımını sağlayan, I. pasif taşıma, II. aktif taşıma, III. fagositoz olaylarından hangileri bitki hücrelerinde gerçekleşmez? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III X 13. Hipotonik çözeltiye bırakılan bir hücrenin, I. turgor basıncı, II. hacmi, III. ozmotik basıncı değerlerinden hangilerinde artış görülür? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 14. Tatlı sularda yaşayan paramesyum, I. Solunum sonucu oluşan karbondioksitin hücre zarından atılımı II. Polimer besinlerin fagositoz ile alınımı III. Sitoplazmasına göre yaşadığı ortamda az bulunan potasyumun hücreye alınımı olaylarından hangilerini gerçekleştirirken ATP harcar? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 156 7) C 8) D 9) E 10) B 11) E 12) C 13) C 14) D

24 1. Aktif taşıma ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur? A) Polimer maddelerin taşınımını sağlar. B) Sadece canlı hücrelerde gerçekleşir. C) Enzim kullanılır, ATP harcanmaz. D) Sadece hayvan hücrelerinde görülür. E) Taşıma sırasında yoğunluk farkı azalır. Basınç Hipotonik ortama konulan bir hücrenin ozmotik basınç, turgor basıncı ve emme kuvveti arasındaki ilişki yukarıdaki grafikte gösterilmiştir. Grafiğe göre; I. Hücrenin turgor basıncı arttıkça, emme kuvveti azalır. II. Sitoplazmadaki su % si arttıkça, hücrenin ozmotik basıncı da artar. III. Turgor basıncı ile osmotik basınç doğru orantılıdır. yorumlarından hangileri doğrudur? Ozmotik basınç Turgor basıncı Emme kuvveti Sitoplazmadaki su % si A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III M çözeltisi N hücresi TEST 2 4. P kolu %10 luk maltoz çözeltisi 5 ml maltaz enzimi 25 C Ba ırsak zarı U şeklindeki borunun P ve R kolları bağırsak zarı ile ayrılmış olup, her ikisinde de % 10'luk maltoz çözeltisi bulunmaktadır. R koluna 5 ml maltaz enzimi ilave edilip bir süre bekleniyor. Bu deneyde aşağıdakilerden hangisi beklenmez? A) P kolundaki maltoz miktarının sabit kalması B) R kolunda glikoz moleküllerinin oluşması C) R kolundan P koluna su geçmesi D) P koluna, R kolundan glikoz geçişi E) R kolundaki maltaz miktarının sabit kalması 5. Bitkisel hücrelerde bulunan hücre çeperi ve hücre zarı için, I. selüloz yapılı olma, II. seçici geçirgen yapı, III. madde geçişine olanak sağlama özelliklerinden hangileri ortak değildir? R kolu % 10 luk maltoz çözeltisi A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) I, II ve III % 4 glikoz içeren N hücresi, % 10 glikoz içeren M çözeltisine bırakılıp bir süre bekleniyor. Deney sonunda M çözeltisinde glikoz kalmadığına göre; I. N hücresi canlıdır. II. Glikozun hücreye alınımı difüzyon ve aktif taşıma ile gerçekleşmiştir. III. Glikozun bir kısmı fagositoz ile alınmıştır. yorumlarından hangileri yapılamaz? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 6. Aktif taşımada, I. enzim, II. ATP, III. taşıyıcı protein moleküllerinden hangileri görev alır? A) Yalnız II B) Yalnız III C) I ve II D) II ve III E) I, II ve III 1) B 2) A 3) C 4) C 5) C 6) E 157

25 7. Madde Hücre dışındaki yoğunluk Sitoplazmadaki yoğunluk Glikojen %4 %1 Amino asit %1 %2 Glikoz %3 %1 Yukarıda bir hücrenin iç ve dış ortamında bulunan bazı maddelerin yoğunlukları verilmiştir. Bu maddelerin hücre içine alınma yöntemleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi yanlıştır? 10. Fagositoz, ekzositoz ve aktif taşıma olayları için aşağıdakilerden hangiesi ortaktır? A) Polimer taşınımı B) Tek yönlü olma C) ATP harcanımı D) Bitki hücrelerinde görülme E) Hücrenin yüzey alanını artırma A) Glikoz molekülleri hücreye difüzyonla girebilir. B) Glikojenin hücreye alınımı sırasında hücrenin yüzey alanı azalır. 11. Su yo unlu u C) Amino asitlerin hücreye alınımı aktif taşıma ile olur. D) Glikoz alınımı sırasında hücrenin yüzey alanı değişmez. N E) Glikojenin alınımı sırasında ATP harcanmaz. t 1 t 2 t 3 t 4 Zaman (N : Hücrenin normal su yo unlu u) 8. Kolaylaştırılmış difüzyon, I. taşıyıcı protein kullanımı, II. küçük moleküllerin taşınımı, III. yoğunluk farkına göre gerçekleşme özelliklerinden hangileri ile basit difüzyondan ayrılır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III Yukarıdaki grafik bir bitki hücresindeki su yoğunluğunun zamana göre değişimini göstermektedir. Bu hücre ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğru değildir? A) t 1 'de plazmoliz olmuştur. B) t 2 'de hipertonik çözeltidedir. C) t 3 'de izotonik ortamdadır. D) t 4 'de turgor durumundadır. E) t 2 ve t 4 'de yoğunluğu azalmıştır. 9. Eşit yoğunluktaki X, Y, Z hücreleri ile yapılan deneyde, X hücresinin K çözeltisine konulduğunda su aldığı Y hücresinin M çözeltisine konulduğunda ozmotik dengesini koruduğu Z hücresinin N çözeltisine konulduğunda plazmolize uğradığı görülüyor. Buna göre çözeltilerin hücrelere göre yoğunlukları aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? K M N A) Hipertonik Hipotonik İzotonik B) Hipotonik İzotonik Hipertonik C) İzotonik Hipertonik Hipotonik D) Hipertonik İzotonik Hipotonik E) Hipotonik Hipertonik İzotonik 12. Glikoz yo unlu u I II Hücre içi Hücre dıflı Zaman Yukarıdaki grafikte, bir hücrenin içi ve dışındaki glikoz yoğunluğunun değişimi verilmiştir. Buna göre hücre hangi zaman aralıklarında aktif taşıma yapmıştır? A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III III 158 7) E 8) A 9) B 10) C 11) B 12) D

26 YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI 1. Aktif taşımayı kolaylaştırılmış difüzyondan ayıran iki temel özelliği yazınız. a) b) 2. Aşağıdaki terimleri açıklayınız. a) Hemoliz: b) Plazmoliz: c) Deplazmoliz: 3. Eşit yoğunluktaki üç hücrenin konulduğu çözeltiler aşağıda verilmiştir. Bu çözeltileri izotonik, hipotonik ve hipertonik olarak sınıflandırınız. % 4 tuz % 3 tuz A çözeltisi % 2 tuz % 3 tuz B çözeltisi % 3 tuz % 3 tuz C çözeltisi I) II) III) Yandaki şekilde küçük moleküllerin hücre zarından geçişi gösterilmiştir. I, II, III ve IV numaraları ile gösterilen taşıma biçimlerini yazınız. I. II. III. I II ATP IV. IV III 159

27 5. Aşağıdaki I numaralı sütunda hücrede gerçekleşen madde taşınımları, II numaralı sütunda ise bunlara ait bazı örnekler verilmiştir. Uygun eşlemeleri yapınız. I II... Aktif taşıma a. Alveollerdeki oksijenin kana geçmesi... Ozmoz b. Amipin bir polisakkariti hücre içine alması... Fagositoz c. Sinir hücrelerinin sodyumu ATP harcayarak hücre dışına göndermesi... Kolaylaştırılmış difüzyon d. Pankreas hücrelerinde üretilen insülin hormonunun kana verilmesi... Ekzositoz e. Glikozun az yoğun olduğu ortama doğru, zardaki taşıyıcı proteinler yardımıyla taşınması... Difüzyon f. Hipotonik ortama konulan bir bitki hücresinin su alması 6. Aşağıda A maddesinin hücre zarındaki aktif taşıması şematik olarak gösterilmiştir. II numaralı kısım hücre zarı, C ve D ise taşıma olayında görev yapan enzimlerdir. ATP AB ADP + P C D A A B I II III Şemaya göre aşağıda verilen bilgilerden doğru olanların yanındaki kutuya ( ), yanlış olanların yanındaki kutuya (X) işaretini koyunuz. a. I numaralı kısım hücrenin sitoplazmasıdır. b. Hücre aktif taşıma ile A maddesini almıştır. c. B hücre zarında görev yapan taşıyıcı proteindir. d. III numaralı kısım hücre dışıdır. e. A maddesinin I numaralı kısımdaki yoğunluğu III numaralı kısımdan çoktur. f. C ve D molekülleri karbonhidrat yapılıdır. g. Hücre canlılığını kaybederse A molekülü III numaralı kısımdan I numaralı kısıma geçmeye başlar. 160

28 7. Aşağıdaki özelliklerden sadece endositoza ait olanların yanındaki kutuya "+", endositoz ve ekzositoz için ortak olanların yanındaki kutuya "H", sadece ekzositoza ait olanların yanındaki kutuya " " işaretlerini koyunuz. a. Madde taşınımı sırasında ATP harcanır. b. Madde taşınımı sırasında hücrenin yüzey alanı artar. c. Polimer moleküllerin hücre zarından geçişini sağlar. d. Hayvan hücrelerinde gerçekleşirken, bitki hücrelerinde gerçekleşemez. e. Hücrede üretilen enzim ve hormonların hücre dışına salgılanmasını sağlar. f. Tek yönlü madde taşınımını sağlar. 8. Özdeş yapıda olan X, Y ve Z hücrelerinden, X hücresi izotonik çözeltiye, Y hücresi hipertonik çözeltiye, Z hücresi hipotonik çözeltiye konulup bir süre bekletiliyor. Buna göre X, Y ve Z hücrelerinin turgor basınçlarının zamana göre değişim grafiklerini çiziniz. (X, Y ve Z bitkisel hücrelerdir) X Y Turgor basıncı Z Zaman 161

29 CEVAPLAR Etkinlik 1 Hücre Zarı ve Madde Geçişi Boşluk Tamamlama 1. Katı haldeki polimer besinlerin, hücre içine alınmasına fagositoz denir. 2. Hipertonik ortama konulan bitki hücrelerinde plazma zarı hücre duvarından uzaklaşır. 3. Hücre zarı seçici geçirgen özelliğinden dolayı bazı moleküllerin geçişine izin verirken, bazı moleküllerin geçişine izin vermez. 4. Basit difüzyon küçük yapıdaki moleküllerin çok yoğun olduğu ortamdan az yoğun olduğu ortama, taşıyıcı bir protein kullanılmadan kendiliğinden geçmesidir. 5. Saf suya konulan bir alyuvar hücresinin su alarak patlamasına hemoliz denir. 6. Bir hücrenin ozmotik basıncı ile turgor basıncı arasındaki farka emme kuvveti denir. 7. Su kaybetmiş bir hücrenin, su alarak eski haline dönmesine deplazmoliz denir. 8. Işık mikroskobu ile birçok hücre gözlenebilir, fakat çok küçük yapıda olan organeller incelenemez. 9. Hücre zarında bulunan glikoprotein ler hücre zarının seçici geçirgenliği ve hücrelerin birbirini tanıması gibi bir çok olayda görev alır. 10. İki çözelti karşılaştırıldığında, derişimi az olana hipotonik çözelti denir. 11. Su moleküllerinin yarı geçirgen bir zar üzerinden difüzyonuna ozmoz denir. 12. Moleküllerin kendine özgü bir proteine bağlanarak çok yoğun olduğu ortamdan, az yoğun olduğu ortama geçişine kolaylaştırılmış difüzyon denir. 13. Hücre zarından geçemeyecek büyüklükteki sıvı maddelerin hücre içine alınmasına pinositoz adı verilir. 14. Elektron mikroskobu, taramalı ve transmisyon olmak üzere ikiye ayrılır. 15. Su alan bitki hücrelerinin turgor basıncı artar. 16. Hücre duvarında, madde iletimine olanak sağlayan yapılara geçit adı verilir. 17. Aktif taşıma moleküllerin az yoğun olduğu ortamdan çok yoğun oldukları ortama ATP harcanarak iletimine denir. 18. Hücrede sentezlenen hormon ve enzim gibi polimer moleküllerin hücre dışına salgılanmasına ekzositoz denir. 19. Hücre zarında çift sıralı fosfolipit tabakası bulunur. 20. Kendine göre daha yoğun ortama konulan hücrenin su kaybederek büzülmesine plazmoliz denir. Etkinlik 2 Hücre Zarı ve Madde Geçişi Doğru Yanlış Soruları D Y Y D Y Y D D D Y Y D D D Y Y D D Y D 1. Ozmotik basıncı artan bir hücrenin turgor basıncı azalır. 2. Fagositoz ile besin alan bir amipin, hücre zarının yüzey alanı artar. 3. Elektron mikroskobu ile görülemeyen hücre organelleri, ışık mikroskobu ile görülebilir. 4. Plazmolize uğrayan hücre, hipertonik bir çözeltide bulunmaktadır. 5. Endositoz ve ekzositoz olaylarında ATP harcanmaz. 6. Hücre duvarında bulunan porlar seçici geçirgen özelliğe sahiptir. 7. Hücre zarından negatif iyonlar pozitif iyonlara göre daha hızlı geçer. 8. Pasif taşıma sırasında hücrenin içi ve dışı arasındaki yoğunluk farkı azalır. 9. Hücre zarındaki glikoprotein ve glikolipit moleküllerinin farklı dağılım ve sayıda olması hücrenin özgüllüğünü sağlar. 10. Deplazmolize uğrayan bir hücrenin yoğunluğu artar. 11. Basit difüzyonda ATP harcanmazken, kolaylaştırılmış difüzyonda ATP harcanır. 12. İzotonik çözeltilerde, çözelti içindeki madde yoğunluğu hücrenin madde yoğunluğuna eşittir. 12. Canlılığını kaybeden bir hücrede aktif taşıma dururken, pasif taşıma devam edebilir. 14. Sıcaklığın artması ile moleküllerin kinetik enerjisi artacağından difüzyon hızı artar. 15. Hemoliz olayı bitki ve hayvan hücrelerinde ortak olarak gerçekleşir. 16. Kurak bölge bitkilerinin kök ozmotik basıncı sulak bölge bitkilerine göre daha düşüktür. 17. Endositoz her zaman hücre içine doğru gerçekleşirken, aktif taşıma hücre içine ya da hücre dışına doğru gerçekleşebilir. 18. Yağda çözünen maddelerin, hücre zarından difüzyonu, çözünmeyen maddelere göre daha hızlıdır. 19. Hayvan hücrelerinde gerçekleşen plazmoliz ve deplazmoliz olayları, hücrede şekil değişikliğine neden olmaz. 20. Bitkilere ait hücre zarı canlı, hücre duvarı ise ölü bir yapıdır. 162

30 CEVAPLAR Etkinlik 3 Hücre Zarı ve Madde Geçişi Fagositoz Kavram Haritası Polimerlerin taflınımı Endositoz Polimerlerin hücre içine alınması Ekzositoz Büyük moleküllü katı maddelerin hücre içine alınması Pinositoz Büyük moleküllü sıvı maddelerin hücre içine alınması Basit difüzyon HÜCREDE MADDE ALIfi VER fi Küçük moleküllerin taflınımı Polimerlerin hücre dıflına atılması Pasif tafl ma Küçük moleküllerin yo unlu un az oldu u tarafa kendili inden geçifli Difüzyon Gazların ya da bir çözeltideki çözünmüfl maddelerin çok yo un ortamdan az yo un ortama geçifli Ozmoz Moleküllerin taflıyıcı protein kullanılmadan az yo un ortama geçmesi Kolaylaflt r lm fl difüzyon Moleküllerin taflıyıcı protein yardımıyla az yo un ortama taflınması Suyun yarı geçirgen bir zardan difüzyonu Aktif tafl ma Küçük moleküllerin yo unlu un çok oldu u tarafa ATP harcanarak taflınması Etkinlik 4 Hücre Zarı ve Madde Geçişi Yapılandırılmış Grid 1. Fagositoz 2. Aktif taşıma 3. Basit difüzyon 4. Ekzositoz 5. Kolaylaştırılmış difüzyon 6. Ozmoz a) Sadece canlı hücrelerde gerçekleşebilen taşıma biçimleri hangi numaralarla gösterilmiştir? 1, 2 ve 4 b) Küçük moleküllerin hücre zarından geçmesini sağlayan taşıma biçimleri hangi numaralarla gösterilmiştir? 2, 3, 5 ve 6 c) Bitki hücrelerinde gerçekleşemeyen taşıma biçimi hangi numaralarla gösterilmiştir? 1 d) Hücre yüzey alanında artma ya da azalmaya neden olan taşıma biçimleri hangi numaralarla gösterilmiştir? 1 ve 4 e) Madde iletimi sırasında taşıyıcı protein kullanıldığı halde, ATP harcanmayan taşıma biçimi hangi numaralarla gösterilmiştir? 5 f) Hücre zarı olmadan da gerçekleşebilen taşıma biçimi hangi numaralarla gösterilmiştir? 3 Etkinlik 5 Hücre Zarı ve Madde Geçişi Tanılayıcı dallanmış ağaç c, d ve f ifadeleri doğru, a, b, e ve g ifadeleri yanlıştır. Tanılayıcı dallanmış ağaçtaki ifadeleri takip eden öğrenci 5. çıkışa ulaşır. 163

31 CEVAPLAR YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI 1. a) ATP harcanması b) Az yoğun ortamdan çok yoğun ortama doğru gerçekleşmesi 2. a) Hemoliz: Hipotonik ortama konulan hayvan hücresinin su alarak patlamasıdır. b) Plazmoliz: Hipertonik ortama konulan hücrenin su kaybederek büzülmesidir. c) Deplazmoliz: Plazmolize uğramış bir hücrenin, hipotonik ortama konulduğunda su alarak eski haline gelmesidir. 3. % 4 tuz % 3 tuz A çözeltisi % 2 tuz % 3 tuz B çözeltisi % 3 tuz % 3 tuz C çözeltisi I) Hipertonik II) Hipotonik III) zotonik 4. I. Basit difüzyon II. Kolaylaştırılmış difüzyon III. Aktif taşıma IV. Pasif taşıma I II ATP IV III 5. I II c Aktif taşıma a. Alveollerdeki oksijenin kana geçmesi f Ozmoz b. Amipin bir polisakkariti hücre içine alması b Fagositoz c. Sinir hücrelerinin sodyumu ATP harcayarak hücre dışına göndermesi e Kolaylaştırılmış difüzyon d. Pankreas hücrelerinde üretilen insülin hormonunun kana verilmesi d Ekzositoz e. Glikozun az yoğun olduğu ortama doğru, zardaki taşıyıcı proteinler yardımıyla taşınması a Difüzyon f. Hipotonik ortama konulan bir bitki hücresinin su alması 164

32 CEVAPLAR 6. ATP YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI AB ADP + P A C B D A I II III X X X a. I numaralı kısım hücrenin sitoplazmasıdır. b. Hücre aktif taşıma ile A maddesini almıştır. c. B hücre zarında görev yapan taşıyıcı proteindir. d. III numaralı kısım hücre dışıdır. e. A maddesinin I numaralı kısımdaki yoğunluğu III numaralı kısımdan çoktur. f. C ve D molekülleri karbonhidrat yapılıdır. g. Hücre canlılığını kaybederse A molekülü III numaralı kısımdan I numaralı kısıma geçmeye başlar. 7. H a. Madde taşınımı sırasında ATP harcanır. b. Madde taşınımı sırasında hücrenin yüzey alanı artar. H c. Polimer moleküllerin hücre zarından geçişini sağlar. + d. Hayvan hücrelerinde gerçekleşirken, bitki hücrelerinde gerçekleşemez. e. Hücrede üretilen enzim ve hormonların hücre dışına salgılanmasını sağlar. H f. Tek yönlü madde taşınımını sağlar. 8. Turgor basıncı Z X Y X Y Z Zaman 165

33 CANLILIĞIN TEMEL BİRİMİ HÜCRE II. HÜCRE ORGANELLERİ VE ÇEŞİTLERİ Endoplazmik Retikulum (ER): Zarla çevrili kesecik ve tüpler; zar sentezi ve diğer sentezler ve metabolik süreçleri gerçekleştirir; düz ve granüllü bölgeler içerir. Kromatin: DNA ve proteinlerden oluşan materyal; bölünen hücrede tek tek kromozomlar halinde görülür. Çekirdekçik: Ribozom üretiminde görevli zarsız organel; çekirdekte bir ya da birden çok çekirdekçik bulunabilir. Çekirdek zarı: Çekirdeği çevreleyen çift zar; porlar içerir. ÇEKİRDEK Granüllü ER Düz ER Sentrozom: Hücredeki mikrotübüllerin başlangıç bölgesi; hayvan hücresindeki sentrozom bir çift sentriol içerir. Ribozomlar: Proteinleri üreten zarsız organeller; sitoplazmada serbest halde ya da granüllü ER ve çekirdek zarına bağlı durumda bulunurlar. Peroksizom: Özelleşmiş metabolik işlevlerin gerçekleştiği organel; hidrojen peroksit üretir. Golgi aygıtı: Hücre ürünlerinin sentezi, ayrılması ve sagılanmasında görevli organeldir. Mikrofilamentler İntermediyer (ara) filamentler Mikrotübüller HÜCRE İSKELETİ: Hücrenin biçimini korur, hücre hareketinde işlev görür; protein bileşenlerden oluşur. Lizozom: Makromoleküllerin hidroliz edildiği sindirim organelidir. Plazma zarı: Hücreyi çevreyen zardır. Mitokondri: Hücre solunumunun gerçekleştiği ve ATP nin üretildiği organeldir. Hayvan hücresinin genel görünüşü: Hayvan hücreleri ökaryot yapıdadırlar. Yukarıdaki şekilde hayvan hücresinde en yaygın olarak bulunan yapılar gösterilmiştir. Hayvan hücrelerinin merkezinde çekirdek bulunur. Çekirdek ile hücre zarının arasındaki kısma sitoplazma denir. Sitoplazma çoğu zarla çevrili organeller ve bunların içinde bulunduğu yarı akışkan bir sıvıdan (sitozol) oluşur. 166

34 Kromatin ÇEK RDEK Çekirdekçik Çekirdek zar Granüllü endoplazmik retikulum Düz endoplazmik retikulum Ribozomlar Merkezi koful: Yafll bitki hücrelerinde bol bulunan organel; ifllevleri aras nda depolama ve at k ürünlerin y k lmas vard r; kofulun genifllemesi bitki büyümesinin temel mekanizmas d r. Golgi ayg t Tonoplast: Merkezi kofulu çevreleyen zar. Mikrofilamentler ntermediyer (ara) filamentler Mikrotübüller HÜCRE SKELET Mitokondri Peroksizom Plazma zar Hücre duvar : Hücreye biçim kazand ran ve onu mekanik hasarlardan koruyan d fl tabaka; selüloz, di er polisakkaritler ve proteinden yap lm flt r. Kloroplast: Fotosentez yapan organel; günefl enerjisini fleker moleküllerinde depolanan kimyasal enerjiye dönüfltürür. Komflu hücrenin duvar Plasmodesma: Komflu hücrelerin sitoplazmalar n birbirlerine ba layan hücre duvar içinde yer alan kanallar Bitki hücresinin genel görünüşü: Genellenmiş bir bitki hücresini gösteren bu şekil bitki ve hayvan hücreleri arasındaki benzerlikleri ve farklılıkları göstermektedir. Hayvan hücresinde görülen özelliklerin çoğuna ek olarak bitki hücresi plastid adı verilen zarla çevrili olan organelleri de içerir. En önemli plastid olan kloroplast fotosentez yapar. Bitki hücrelerinde ayrıca merkezi koful bulunur. Bitki hücresinin, hücre zarı dışında kalın bir hücre duvarı bulunur. Hücre duvarı plazmodesma adı verilen kanallar içerir. 167

35 Hayvan hücresi Çekirdek Virüs Bakteri Virüs, bakteri ve ökaryot bir hücrenin büyüklüklerinin karşılaştırılması SİTOPLAZMA Hücre zarı ve çekirdek zarı arasında bulunan kısıma denir. Sitoplazma organeller ve bunların içinde yer aldığı yarı akışkan bir sıvı olan sitozolden oluşur. Sitozolün büyük bir kısmını (%90) su oluşturur. Bu oran bazı canlılarda %98'e kadar yükselebileceği gibi tohum gibi bazı özelleşmiş hücrelerde %5' lere kadar düşebilir. Bu sıvının içinde çözünmüş enzimler, RNA, organik bileşiklerin yapı taşları (glikoz, amino asit ve nükleotit gibi), yıkım tepkimeleri sonucu oluşan atık ürünler, koenzimler ve iyonlar bulunur. Sitoplazma içinde belirli görevler yapmak üzere özelleşmiş yapılara organel denir. Bu organeller; ribozom, endoplazmik retikulum, golgi cisimciği, lizozom, mitokondri, koful, sentrozom, plastitler ve hücre iskeleti olarak sıralanabilir. RİBOZOM Büyük alt birim Küçük alt birim Ribozom büyük ve küçük olarak adlandırılan iki alt birimden oluşur. Bu birimler birbirinden ayrıdır. Protein sentezi gerçekleşeceği zaman birleşirler Protein sentezinin gerçekleştiği organeldir. Hücredeki amino asitler ribozomlarda peptit bağları ile birleştirilerek, hücrenin ihtiyacı olan proteinler üretilir. Zarsız bir organel olup, prokaryot ve ökaryot tüm hücrelerde bulunur. Ribozomal RNA (rrna) ve proteinlerden oluştuğundan nükleoprotein yapılıdır. Her ribozom büyük ve küçük olarak adlandırılan iki alt birimden oluşur. Protein sentezi gerçekleşeceği zaman bu birimler birleşerek ribozom işlevsel hale gelir. Ribozomlar, hücrede serbest veya bir organele bağlı olarak bulunur. Serbest olarak sitoplazma sıvısı, mitokondri ve kloroplastta, bağlı olarak endoplazmik retikulum ve çekirdek zarı üzerinde bulunur. Genel olarak hücrenin kullanacağı proteinler serbest ribozomlarda, hücre dışına gönderilecek proteinler endoplazmik retikulum zarı üzerinde bulunan ribozomlarda üretilir. Protein sentezi çok olan hücrelerde sayıları fazla olur. Bir hücre aynı proteinden çok sayıda üretmek isterse, birçok ribozom yan yana gelerek polizomları oluşturur. Bu yapılar sayesinde hücre kısa sürede aynı proteinden bol miktarda sentezler. Hücrelerde iki farklı büyüklükte ribozom bulunur. Prokaryotlarda, ökaryotların mitokondri ve kloroplastlarında küçük ribozom bulunur (70S) Ökaryot hücrelerin ribozomu ise 80S'dir. ((S) SWEDBERG birimi olup, molekülün büyüklüğüne bağlı olarak ultrasantrifüjlemedeki çökelme katsayısıdır). 168

36 (a) Ribozomlar gösteren TEM Ribozomlar Sitozol Endoplazmik retikulum (ER) Serbest ribozomlar Ba l ribozomlar Büyük alt birim Küçük alt birim ER (b) Ribozomun flemas Ribozomlar: (a) Bir pankreas hücresinin elektron mikroskobundaki görünümü. Bazı ribozomlar serbest olarak sitozolde bulunurken, bazıları endoplazmik retikuluma bağlı olarak bulunur. Serbest ribozomlar sitozolde çözünmüş halde kalacak proteinleri üretirler. Bağlı ribozomlar insülin hormonu ve sindirim enzimlerinin de dahil olduğu birçok salgı proteinini sentezlerler. (b) Basitleştirilmiş bu şemada ribozomun iki alt birimi gösterilmiştir. ENDOPLAZMİK RETİKULUM Ökaryot hücrelerde, çekirdek zarından başlayıp hücre zarına kadar uzanan, kanalcık ve borucuklar sistemidir. (Endoplazmik sözcüğü "sitoplazma içinde" demektir. Retikulum ise latincede "küçük ağ" anlamına gelir). Alyuvar hariç tüm ökaryot hücrelerde bulunur. Hücredeki etkinliğine göre dağılımı, miktarı ve biçimi değişebilir. Görevi hücre içinde madde taşınımını sağlamaktır. Örneğin ribozomda üretilen proteinleri golgi cisimciğine taşır. Zarları üzerinde ribozom bulunup bulunmamasına göre ikiye ayrılır. Granülsüz endoplazmik retikulum: Üzerinde ribozom bulunmayan endoplazmik retikuluma denir. Granülsüz endoplazmik retikulumda bulunan enzimler lipit ve karbonhidrat sentezinde görev alır. Hayvan hücrelerinde östrojen gibi steroit yapılı eşeysel hormonların üretildiği kısımdır. Karaciğer hücrelerinde glikozun fazlasını glikojen olarak depolar. İçerdiği enzimlerle ilaç artıklarını ve zehirleri etkisiz hale getirir. Kas hücrelerinde, kasılma için gerekli olan kalsiyumu depolar. Granüllü endoplazmik retikulum: Üzerinde ribozom bulunan endoplazmik retikulumdur. Özelleşmiş hücre tiplerinin birçoğu, granüllü endoplazmik retikuluma bağlı ribozomlar tarafından üretilen proteinleri salgılar. Hormon ve sindirim enzimi gibi salgı proteinlerini üreten hücrelerde (pankreas gibi) bol miktarda bulunur. 169

37 Düz ER Granüllü ER 200 nm Düz ER Granüllü ER Çekirdek zarı Ribozomlar (a) Endoplazmik retikulumu gösteren TEM (b) Endoplazmik retikulum şeması Endoplazmik Retikulum (E.R) (a) Endoplazmik retikulumun elektron mikroskobundaki görünümü (b) Granüllü E. R'nin üzerinde ribozom bulunurken, granülsüz E.R'de ribozom yoktur. GOLGİ CİSİMCİĞİ Yassılaşmış zarsı keseciklerden oluşur. Bu yapılara sisterne adı verilir. Golgi bir üretim, depolama, ayırma ve salgılama merkezi gibi düşünülebilir. Bu nedenle salgı yapan hücrelerde bol miktarda bulunur. Golgi cisimciği alıcı yüzeyi ile endoplazmik retikulumdan gelen maddeleri alır, gerekli düzenlemeleri yaptıktan sonra gönderici yüzeyde oluşturduğu kesecikler ile ulaşacakları bölgeye gönderir. Endoplazmik retikulumda üretilen glikoprotein ve lipoproteinler golgide düzenlenerek kesecikler ile hücre zarına gönderilir. Hücreler tarafından salgılanan birçok polisakkarit, golgide üretilir. Örneğin bitki hücrelerinin yaptığı pektinler ve selüloz olmayan diğer polisakkaritler bu yolla hücre duvarına katılırlar. (Selüloz plazma zarında yerleşmiş olan enzimler tarafından sentezlenerek, buradan duvara aktarılır). Lizozom oluşumunu sağlar. Golgi cisimciği Sisterne Alıcı yüzey ER'den gelen kesecik Golgi cisimciği Gönderici yüzey Golgiden ayr lan transport vezikülü (a) Golgi cisimciğini gösteren TEM (b) Golginin şeması Golgiden ayrılan kesecik Golgi cisimciği: (a) Golgi cisimciğinin elektron mikroskobundaki görünümü (b) Endoplazmik retikulumda oluşan kesecikler alıcı yüzeyden golgiye gelir. Golgi gerekli düzenlemeleri yaptıktan sonra gönderici yüzeyde oluşturduğu kesecikleri ile ulaşacağı bölgeye gönderir. 170

38 İnsülin hormonu ile ilgili bilgi DNA dan mrna ya aktarılır. 2 mrna sitoplazmaya geçip ribozoma bağlanır. Granüllü endoplazmik retikulum 3 Granüllü ER üzerindeki ribozomlar mrna ya göre insülin hormonu üretir. Golgi cisimciği 4 Granüllü ER de üretilen insülin golgide paketlenip hücre zarına gönderilir. 5 İnsülin hormonu ekzositozla pankreas hücrelerinden kana verilir. 1 Çekirdek Çekirdek zarı Ribozom Hücre zarı Pankreas hücrelerinde insülinin üretimi ve kana salgılanmasını gösteren şema Protein yapılı hormonların üretilmesinden ekzositoz ile kana verilmesi sırasında hücrenin, I. endoplazmik retikulum, II. hücre zarı, III. ribozom, IV. golgi cisimciği yapıları hangi sıra ile görev yapar? A) I III IV II B) II I IV III C) III I IV II D) III IV I II E) IV I III II Ribozomda üretilen proteinler, endoplazmik retikulum ile golgiye taşınır. Burada yapılan düzenlemeler sonucunda oluşturulan salgı kesecikleri ile hücre zarına gönderilip ekzositozla kana verilir. Yanıt C 171

39 Lizozom Çekirdek Akyuvar içindeki lizozomlar. Sıçandan alınmış bu akyuvar hücresinde lizozomlar koyu renkte görünmektedir. Koyu rengin nedeni lizozom içindeki sindirim ürünlerinden birisi ile tepkimeye giren özel bir boyadır. Bu tip akyuvarlar bakteri ve virüsleri içine alarak, lizozomlarında parçalarlar. LİZOZOM Sindirim enzimleri içeren zarla çevrili bir kesedir. Lizozom oluşumunda sırasıyla ribozom, granüllü endoplazmik retikulum ve golgi cisimciği görev alır. Ribozomda üretilen enzimler, endoplazmik retikulum ile golgiye getirilir ve burada paketlenerek kesecikler halinde sitoplazmaya bırakılır. Bu enzimler protein, yağ, polisakkarit ve nükleik asit gibi dört farklı makromolekülü hidroliz edebilme özelliğine sahiptir. Lizozomal enzimler ph 'ı 5 olan asidik ortamda optimum faaliyet gösterirler. Eğer birkaç lizozom parçalanır ya da içerdiği enzimler dışarı sızarsa, bu enzimler nötral ph'daki sitozolde görev yapamazlar. Ancak yaşlanan ya da ölen hücrelerde birçok lizozom birden parçalanır. Serbest kalan lizozom enzimleri hücreyi parçalar. Bu olaya otoliz denir. Amip gibi bazı tek hücreli canlılar polimer besinleri fagositoz ile yutarlar. Bu yolla oluşan besin kofulu lizozom ile kaynaşır ve sindirim enzimleri koful içindeki besinleri parçalar. Glikoz ve amino asit gibi sindirim ürünleri sitozole geçer. İnsanda bazı akyuvar hücreleri bu yöntemle vücudumuza giren zararlı mikroorganizmaları yok eder. Lizozom Peroksizom parças Mitokondri parças Lizozomlardaki hidrolitik enzimler, hücrenin kendi organik materyalinin geri dönüşümü içinde kullanılır. Bu yıpranan bir organel ya da küçük bir sitozol parçasının lizozom tarafından yutulmasıyla gerçekleşir. Lizozom enzimleri yuttukları maddelerin çevresindeki zarı yok eder ve açığa çıkan organik monomerler yeniden kullanılmak üzere sitozole geri döner. Böylece hücre kendini sürekli yeniler. Örneğin insan karaciğer hücreleri, makromoleküllerin yarısını her hafta yeniden dönüştürürler. Etkin halde bir lizozom. Sıçan karaciğer hücresinin sitoplazmasındaki otofajik lizozom, bir mitokondriyi ve bir peroksizomu içine almıştır. Düz ER Çekirdek zar Hücrelerin kendi lizozomları tarafından programlı olarak yıkılması, çok hücreli organizmaların gelişiminde önemli bir rol oynar. Örneğin insan embriyosunun ellerinde bulunan perdeler lizozomlar tarafından sindirilir. Kurbağa yavrularının ergin kurbağaya dönüşümü sırasında kuyrukta bulunan hücrelerin lizozomları, bu hücreleri parçalar. Lizozomal depolama hastalığı olarak bilinen bir hastalıkla, lizozom normal olarak bulunan hidrolitik bir enzimden yoksundur. Bu durumdaki lizozomlar sindirilmemiş substratlar ile tıkanır ve diğer hücre etkinliklerini bozmaya başlar. Örneğin Pompe hastalığında glikojeni yıkan enzimin yokluğundan dolayı, karaciğer hasar görür. Toy Sachs hastalığında lipit sindiren bir enzimin eksik ya da inaktif olmasından dolayı beyin hücrelerinde yağ birikir ve beyin fonksiyonları bozulur. Çekirdek Çekirdek zarı, endoplazmik retikulum, golgi cisimciği ve lizozom arasındaki ilişki yandaki şemada gösterilmiştir. Endoplazmik retikulum hücre zarının bir uzantı- Lizozom Granüllü ER Kesecik Golgi cisimciği Plazma zar Koful sıdır. Burada üretilen kesecikler golgi cisimciğine gelir. Golgide yapılan düzenlemeler ile lizozom ve salgı kofulları oluşturulur. Salgı kofulları hücre zarı ile birleşip salgı proteinlerini ve diğer ürünleri hücre dışına gönderir. Kırmızı oklar zarların göç ederek izledikleri yolları göstermektedir. Hücre organelleri arasında ilişki gösteren şema 172

40 Plazma zar Granüllü ER Taşıyıcı kesecik Pasif sindirim enzimlerini içeren kesecik, E.R zarından kopar. Golgi cisimciğinde sindirim enzimlerini aktifleştirilir. Besin Aktif sindirim enzimlerini içeren lizozomlar golgiden ayrılır. Lizozomlar Lizozomlar hasar görmüş bir organeli yutar. Fagositoz ile besin kofulu oluşur. Besin kofulu Besin kofulu lizozom ile birleşir ve sindirim kofulu oluşturur. Lizozom enzimleri, polimer besinleri sindirir. Monomer besinler sitozole geçer. Lizozom oluşumu ve işlevleri Tek hücreli bir canlı olan amipin beslenmesi sırasında, I. oluşan monomerlerin sitozole geçmesi, II. besinlerin fagositoz ile alınması, III. besin kofulu ve lizozomun birleşmesi olayları hangi sıra ile gerçekleşir? A) I II III B) II I III C) II III I D) III I II E) III II I Amip fagositoz ile aldığı besinleri, lizozomundaki sindirim enzimleri ile sindirir. Oluşan monomerler sitozele geçer. Yanıt C 173

41 EKOS STEM CO 2 + H 2 O Kloroplastlardaki fotosentez Mitokondrideki hücre solunumu Ifl k enerjisi Organik moleküller + O 2 MİTOKONDRİ Memelilerin olgun alyuvarları hariç, oksijenli solunum yapan tüm ökaryot hücrelerde bulunur. Oksijenli solunum yaparak hücre içinde gerekli olan ATP' yi sentezler. Bu nedenle hücrenin enerji santrali olarak kabul edilirler. Mitokondri çift zarla çevrilidir. Dıştaki zar düz, içteki zar ise hayli kıvrımlıdır. İç zar kıvrımlarına krista adı verilir. Bu kıvrımlar yüzey alanını genişleterek oksijenli solunumun hızlanmasını sağlar. Mitokondrinin içi matriks adı verilen bir sıvı ile doludur. Bu sıvının içinde mitokondriye özgün DNA, RNA, ribozom ve solunum enzimleri bulunur. Mitokondri DNA' sı bakteri DNA' sı gibi daireseldir. İçerdikleri DNA molekülü sayesinde, kendi başına bölünme yeteneğini kazanmışlardır. Fakat DNA'larındaki bilgi sınırlı olduğu için, bölünmeleri çekirdek DNA'sının kontrolünde gerçekleşir. ATP Birçok hücresel ifl için güç sa lar Is enerjisi Ekosistemlerdeki enerji akışı ve kimyasalların çevrimi. Ökaryotların (bitkiler ve algler dahil) mitokondrileri fotosentezin organik ürünlerini hücre solunumunda yakıt olarak kullanır. Hücre solunumu aynı zamanda fotosentez tarafından üretilen oksijeni tüketir. Solunum organik moleküllerde depolanmış enerjiyi açığa çıkarır ve ATP üretir. Üretilen ATP hücresel işler için güç sağlar. Solunumun atık ürünleri olan karbondioksit ve su kloroplastların fotosentez için kullandıkları hammaddelerdir. Böylece hayatsal öneme sahip kimyasal elementler çevrime uğrar. Ancak enerji çevrime uğramaz; enerji ekosisteme güneş ışığı olarak girer, ısı olarak ekosistemi terkeder. Kendilerine özgü ribozomları sayesinde protein sentezi yapabilirler. Fakat içerdikleri ribozomlar sitozoldeki ribozomlardan daha küçüktür. Ökaryot hücrelerin sitozolünde bulunan ribozomlar 80 S, mitokondrinin matriksinde bulunan ribozomlar 70 S' dir (Bakteri ribozomu gibi). Mitokondri DNA'sının kimyasal ve fiziksel etkiler ile bozulması, oksijenli solunum ile ATP sentezinin azalmasına neden olmaktadır. Bu durumun metabolizma hızını yavaşlattığı ve hücrelerin ölümüne neden olduğu düşünülmektedir. Mitokondriyle ilgili ilginç noktalardan biri de kalıtım biçimidir. Herkes mitokondrisini annesinden alır. Sperm hücresinin mitokondrileri kuyruk bölgesinde bulunur ve kuyruk döllenme sırasında yumurta içine girmez. Bu nedenle zigottaki tüm mitokondriler yumurta hücresine, başka bir deyişle anneye ait olur. UYARI Mitokondride substrat düzeyinde ve oksidatif fosforilasyonla ATP üretilir. Bu ATP' ler fotosentez hariç hücrenin enerji gerektiren tüm olaylarında kullanılabilir. Zarlar aras bölge D fl zar Mitokondri ç zar Krista Matriks (a) Mitokondrinin genel şeması (b) Mitokondrinin TEM deki görünümü Mitokondri (a) Mitokondri çift zara sahiptir. İç zar kıvrımlı olup krista olarak adlandırılır. Kıvrımlı zarın içi matriks sıvısı ile doludur (b) Mitokondrinin elektron mikroskobundaki görüntüsü 174

42 PLASTİTLER Plastitler bitki hücrelerinde ve alglerde bulunan organellerdir. Bakteri, arkebakteri, mantar ve hayvan hücrelerinde bulunmazlar. Görev ve renklerine göre kloroplast, kromoplast ve lökoplast olmak üzere üç çeşit plastit bulunur. a Kloroplast Klorofil taşıdıkları için yeşil renkli plastitlerdir. Fotosentez: Maddenin güneş enerjisi aracılığı ile yeniden düzenlenişi. Bir tatlı su bitkisi olan Elodea fotosentez olarak bilinen bir kimyasal süreç içinde karbondioksit ve suyun atomlarını yeniden düzenleyerek, şeker üretir. Bu kimyasal dönüşüm güneş enerjisi ile gerçekleşir. Üretilen şekerin büyük bir kısmı daha sonra diğer besin moleküllerine çevrilir. Oksijen gazı (O 2 ) fotosentezin yan ürünüdür. Fotoğraftaki yaprakların üzerinde görülen baloncuklar, çıkan oksijen gazını gösterir. Kloroplastlarda fotosentez olayı gerçekleşir. Bu olay sırasında karbondioksit ve su gibi inorganik maddeler güneş enerjisi yardımıyla glikoz gibi organik maddelere dönüşür. Aynı zamanda oksijen gazı da oluşur. Klorofil pigmenti güneş ışınlarını soğurarak fotosentez olayını başlatır. Klorofil 6CO2 + 6H2O C H O 6O Iflık enerjisi (Glikoz) Kloroplastlar yapraklarda, otsu gövdelerde, olgunlaşmamış sebze ve meyvelerde bol miktarda bulunur. Odunsu gövde ve köklerde bulunmaz. UYARI Ifl k Yans t lan fl k Bitkinin tüm hücrelerinde fotosentez gerçekleşmez. Kloroplast içeren yaprak hücrelerinde fotosentez gerçekleşirken, kloroplast içermeyen kök hücrelerinde fotosentez gerçekleşmez. Kloroplast Absorblanan fl k Geçirilen fl k Yapraklar neden yeşildir? Işığın kloroplastlarla ilişkisi: Kloroplastların pigment molekülleri, mavi ve kırmızı ışığı emerken yeşil ışığı yansıtır ya da geçirir. Yaprakların yeşil görünmesinin nedeni budur. Mavi ve kırmızı ışık fotosentezde en aktif olanlardır. Kloroplast, mitokondri gibi çift zarla çevrilidir. Kloroplastın iç kısmında tilakoit adı verilen ve yassı kesecikler şeklinde olan bir başka zar sistemi vardır. Tilokoitler iskambil kartları gibi üst üste dizilmiş olup, her bir yığın granum (çoğulu grana) olarak adlandırılır. Granumlar birbirine ara lameller ile bağlıdır. Tilokoit zarın üzerinde klorofil pigmenti bulunduğundan granumlar yeşil renklidir. UYARI Granaların bu yapısı, yüzey artışına neden olur. Böylece daha çok klorofil pigmenti içerip, birim zamanda soğurulan güneş ışığı miktarı artar ve fotosentez hızlanır. Granalar arasını dolduran renksiz sıvıya stroma denir. Bu sıvı mitokondrinin matriksine benzetilebilir. Bu sıvının içinde kloroplasta özgü DNA, RNA, ribozom ve fotosentez enzimleri bulunur. Kloroplast kendine özgü DNA' sı sayesinde çekirdek kontrolünde bölünerek sayısını artırabilir. Ayrıca ribozom içerdiklerinden fotosentez enzimlerinden bazılarını üretebilirler. Kloroplast DNA' sı dairesel olup, ribozomları 70 S'dir (Bakteri ve mitokondri gibi). UYARI Kloroplastta fotofosforilasyon ile ATP üretilir. Bu ATP'lerin çoğu fotosentez reaksiyonları sırasında kullanılır. 175

43 Kloroplast Stroma ç ve d fl zar Granum Ara lamel Tilakoit a) Kloroplast b) Kloroplastın TEM deki görünümü Kloroplast (a) Kloroplast düz yapılı çift zarla çevrilmiştir. Tilokoit zarların üst üste yığılması ile oluşan granumlar yeşil renklidir. Granumların arası renksiz bir sıvı olan stroma ile doludur. (b) Kloroplast'ın elektron mikroskobundaki görünümü. b Kromoplast Bitkilere yeşil hariç, diğer renkleri veren pigmentlerdir. (a) (b) Bitkilerde sarı (ksantofil), turuncu (karoten) ve kırmızı (likopen) renkte olan pilastitler kromoplastlardır. Kromoplastlar çiçeklerde, yapraklarda, meyvelerde ve bazı bitkilerin köklerinde bulunur. Örneğin havuçta karoten, domateste likopen, limonda ksantofil pigmentleri bulunmaktadır. (c) (d) Kloroplast, çevre ve iç faktörlerin etkisiyle kromoplasta dönüşebilir. Örneğin sonbaharda yeşil yaprakların sararması, ham iken yeşil olan domatesin olgunlaşırken kızarması bu duruma örnek olarak verilebilir. Fotoototroflar. Bu organizmalar, karbondioksit ve (çoğu durumda) sudan organik molekülleri sentezlemek için ışığı kullanırlar. Sadece kendilerini değil, tüm canlıları beslerler. (a) Karalarda, baskın üretici durumundaki canlılar bitkilerdir. Bu resim, kara bitkilerinin üç ana grubunu oluşturan karayosunları, eğreltiler ve çeşitli bitkileri göstermektedir. Okyanuslar, havuzlar, göller ve diğer sucul ortamlardaki fotosentetik organizmalar, bu kahverengi yosun (b) gibi çok hücreli algleri, öglena gibi bazı bir hücreli protistaları (c), siyanobakteriler olarak isimlendirilen prokaryotları (d) içerir. c Lökoplast Kloroplast ve kromoplastlardan farklı olarak renksiz plastitlerdir. Görevi nişasta, protein ve yağ depolamaktır. Örneğin patateste nişasta, ayçiçeği tohumunda yağ, fasulye tohumunda protein depolar. Bitkinin kök, toprak altı gövdesi ve tohum gibi depo organlarının hücrelerinde bulunur. Uzun süre ışık alan lökoplastlar, yeşil renkli kloroplasta dönüşebilir. 176

44 KOFUL Merkezi koful Sitozol Tonoplast Merkezi koful Hücre duvar Kloroplast Bitki hücresindeki merkezi koful Dolu koful a) Sitoplazma içerisinde yayılmış bir kanallar sisteminden gelen sıvı kofula dolar. Kas lan koful b) Koful ve kanallar dolduğunda kasılır ve koful içerisindeki sıvı hücre dışına atılır. Paramesyumda hücreye giren suyun fazlasının kontraktil kofullar ile atılımı Tek katlı zarla çevrili içi sıvı dolu keselerdir. Kofulların çeşitli işlevleri vardır. Besin kofulu fagositoz ile oluşur. Tatlı sularda yaşayan protistlerin çoğu, fazla suyu hücre dışına pompalayan kontraktil kofullar taşır. Olgun bitki hücrelerinde genellikle büyük bir merkezi koful bulunur. Bitkilerdeki merkezi koful tonoplast olarak adlandırılan bir zarla çevrilidir. Bu yapı ozmoz olayında etkili olup, turgor basıncının ayarlanmasını sağlar. Bitki hücresinin merkezi kofulu çeşitlilik taşıyan bir bölmedir. Tonoplastlarda bulunan özel proteinler, kofulda iyonların ve diğer maddelerin biriktirilmesini sağlar. Kofullar narenciye bitkilerinde asitlerin; kırmızı pancarda ve çeşitli çiçeklerde suda çözünen kırmızı, mavi ya da mor pigmentlerin; şeker kamışında ve şeker pancarında şekerin depolandığı yerlerdir. Kofullarda bulunan zehirli ya da kötü lezzetli bileşikler, otçul hayvanların bitkileri yemesini engeller. Bir çok zararlı madde kofullarda biriktirilip, yaprak dökümü ile bitkiden uzaklaştırılır. Besin kofulu amip gibi bazı tek hücreli canlılarda ve bazı hayvansal hücrelerde endositoz ile oluşur. Bu kofullar lizozom ile birleşip, sindirime uğrar. Bu nedenle geçici kofullardır. Kontraktil koful tatlı suda yaşayan tek hücreli bazı canlılarda bulunur. Bu canlılar hipotonik bir ortamda yaşadığından sürekli su alır. Kontraktil kofullar bu suyun fazlasını ATP harcayarak dışarı atar ve hücrenin patlamasını engeller. 177

45 Sentrozom Sentriyol çifti SENTROZOM Olgun alyuvar, yumurta ve sinir hücreleri hariç hayvan hücrelerinde bulunur. Hücre bölünmesinde görev yapan bir organeldir. İlkel bitki hücrelerinde bulunurken, yüksek yapılı bitki hücrelerinde bulunmaz. Sentrozomun içinde bir çift sentriyol bulunur. Her sentriyol, üçlü mikrotübüllerin dokuz set halinde düzenlenerek oluşturduğu halkasal bir yapıdır. Hücre bölünmesinden önce, her sentriyol kendini eşler. Bö ylece her biri bir çift sentriyol içeren iki sentrozom oluşur. Bunlar hücrenin zıt kutuplarına hareket eder ve aralarında iğ iplikleri oluşur. Bu yapılar bölünme sırasında sentromer bölgelerinden kromozomlara tutunur. UYARI Mikrotübül Sentriyoller Bir çift sentriyol içeren sentrozom Yüksek yapılı bitki hücrelerinde sentrozom yoktur. Bu hücrelerde iğ iplikleri bazı sitoplazmik yapılardan (mikrotübül gibi) oluşur ve bölünme gerçekleşir. HÜCRE İSKELETİ Sentrozom Sentriol çifti Kardefl kromatidler Mitotik bölünme sırasında sentrozomlar arasında oluşan iğ iplikleri Ökaryot hücrelere şeklini veren ve hücre içi organizasyonu sağlayan yapıların tümüne hücre iskeleti adı verilir. Hücre iskeleti, hücreye şekil vermenin yanında organellerinin hücre içinde yer değiştirmesinde, hücre bölünmesi sırasında kromozomların hareketinde de rol oynar. Hücre iskeleti mikrofilment, ara filament ve mikrotübül olarak adlandırılan üç temel yapıdan oluşur. a. Mikrofilament Üst üste sarılı iki adet aktin proteininden oluşurlar. Diğer liflere göre daha incedirler. Mikrofilamentlerin temel işlevleri aşağıda verilmiştir: l Hücre biçiminin korunması. l Kasların kasılıp gevşemesi. l Bölünme sırasında hayvan hücrelerinin boğumlanması. l İnce bağırsakta mikrovillus oluşumu. l Amipte yalancı ayak oluşumu. b. Ara Filamentler Farklı tipte proteinlerin birleşmesi sonucu oluşurlar. Mikrotübülden ince, mikrofilamentten ise daha kalındırlar. Kararlı bir yapıları vardır. Ara filamentlerin temel işlevleri aşağıda verilmiştir: l Hücre biçiminin korunması. l Çekirdek ve diğer organelleri hücre içinde sabitler. l Aynı dokuya ait hücrelerin bir arada kalmasını sağlamak. c. Mikrotübüller Yapısında tübilin adı verilen proteinler bulunur. En kalın olan liflerdir. Mikrotübüllerin temel işlevleri aşağıda verilmiştir. l l l l Hücre biçiminin korunması. Hücrelerin ve hücre içindeki organellerin yer değiştirmesi. Hücre bölünmesi sırasında kromozomların ayrılarak zıt kutuplara hareket etmesi. Sil ve kamçı gibi hücre hareketini sağlayan yapıların oluşturulması. 178

46 Üç lif tipinin en kalını mikrotübüllerdir. Aktin filamentleri denilen mikrofilamentler en ince olan liflerdir. Ara filamentler ise orta kalınlıktadır. Özellik Yapı Mikrotübüller İçi boş tüpler; duvarı tübülin moleküllerinin oluşturduğu 13 kolon içerir. Mikrofilamentler (Aktin Filamentler) Üst üste sarılı iki adet aktin zinciri İntermediyer (ara) Filamentler Üst üste fibröz proteinler Çap 25 nm 7 nm 8 12 nm Hücresel işlevlerin birçok organelin işbirliği ile ortaya çıkışı. Buradaki makrofajın (kahverengi) bakterileri (sarı) tanıması, tutması ve parçalaması, tüm hücrenin eşgüdümlü etkinliği ile başarılır. Hücre iskeleti, lizozomlar ve plazma zarı fagositozda görev alan elemanlardır. Bu ve diğer hücre işlevleri, hücre kısımları arasındaki etkileşimlere dayanan belirgin özelliklerdir. Protein alt birimleri α tübülin ve β tubulin Aktin Hücre tipine bağlı olarak keratin ailesine ait farklı proteinlerden birisi Temel işlevler Hücre biçiminin korunması (sıkıştırılmaya direnen kuşaklar ) Hücre biçiminin korunması (gerilmeye-dayanan elementler) Hücre biçiminin korunması (gerilemeye-dayanan elementler) Yüzme yönü Hücre hareketi (sil ve kamçıda olduğu gibi) Hücre bölünmesi sırasındaki kromozom hareketleri Organel hareketleri Hücre biçimi değişiklikleri Kas kasılması Sitoplazma akımı Hücre hareketi Hücre bölünmesi Çekirdek ve diğer bazı organelleri yerlerine sabitlemek Nüklear laminayı oluşturmak Mikrotübüller tarafından oluşturulan kamçı sperm hücrelerinin hareketini sağlar. Tübülin dimeri 25 nm Aktin alt birimi 7 nm Protein alt birimleri Fibröz alt birimler 10 nm Hücre iskeletinin yapı ve işlevi Mikrotübüllerden oluşan siller, paramesyumun hareketini sağlar. 179

47 ÇEKİRDEK Çekirdek Kromatin Çekirdekçik Çekirdek Çekirdeğin iki zar Por Çekirdek zar n n yüzeyi. TEM dondurarak, çatlatma yöntemiyle haz rlanm flt r. A, iç zar; B, d fl zar; NP, nüklear por (por kompleksi). Granüllü ER Por kompeksleri (TEM). Her por protein parçac klar ndan oluflan bir halka fleklindedir. Ribozom D fl zar Por kompleksi ç zar Nüklear lamina Çekirdek zarının yakından görünüşü Nüklear lamina (TEM) A benzeri lamina çekirdek zar n n iç yüzeyini döfler. Çekirdek ve çekirdek zarı. Çekirdek içinde DNA ve proteinlerden oluşan kromatin yer alır. Hücre bölünmeye hazırlandığı sırada, kromatin yoğunlaştığı için tek tek kromozomlar görünür hale gelir. Çekirdekçik ribozom sentezi yapar. Dar bir alanla birbirinden ayrılmış iki zardan oluşan çekirdek zarı üzerinde porlar bulunur; zarın iç yüzeyi nüklear lamina ile döşenmiştir. 180

48 Ökaryot hücrelerin yönetim ve kalıtım merkezidir. Bölünme, büyüme ve onarım gibi metabolik olaylar çekirdek tarafından denetlenir. Prokaryot hücrelerde bulunmaz. Bu canlılarda çekirdek materyali sitoplazma içinde dağınık olarak bulunur. Olgun alyuvar hariç ökaryot tüm hücrelerde bulunur. 1 Çekirdekte mrna sentezi ÇEKİRDEK DNA mrna SİTOPLAZMA mrna Hücrelerde genellikle bir çekirdek bulunur. Bazı hücrelerde birden fazla çekirdek bulunabilir. Memelilerin çizgili kas ve karaciğer hücreleri ile paramesyum bu duruma örnek olarak verilebilir. Yapılan deneyler sitoplazma ve çekirdeğin birbirine bağlı olduğu, biri olmadan diğerinin yaşayamadığı sonucunu vermiştir. Ayrıca hücre bölünmesinin çekirdek tarafından denetlendiği, çekirdeği olmayan hücrelerin bölünemediği görülmüştür. Kontrol deneyi Bölünme büyüklü üne eriflmemifl amiple yap lan deney Bölünme olgunlu una eriflmifl amiple yap lan deney 2 mrna nın çekirdek porundan sitoplazmaya çıkışı Ribozom 3 Protein sentezi Amipin sitoplazmas n n bir k sm kesilir. Amipin sitoplazmas n n bir k sm kesilir. Polipeptit Amino asitler DNA RNA pro te in: Hüc re için de ki bil gi akı şı. Ökar yo tik hüc re ler de çe kir dek te ki DNA, si top lazma da ki pro te in üre ti mi ni prog ram lar. Bu nun için ön ce el çi RNAʼnın (mrna) sen te zi ge re kir. Bu RNA si top laz ma ya ge çer ve ri bo zom la ra bağ lanır. Ri bo zom (bu çi zim de çok bü yü tü le rek gös teril miş tir) mrna bo yun ca ha re ket et tik çe, ge ne tik bil gi po li pep ti din öz gül ami no asit di zi si ne ter cü - me edi lir. Belirli bir büyüklü e eriflen amip bölünür. Kesilen çekirdeksiz parça Ölür Çekirdekli parça Eksik olan sitoplazmay tamamlar. Kesilen çekirdeksiz parça Ölür Çekirdekli parça Bölünerek iki yeni amip oluflturur. Bölünme halinde olmayan bir hücrenin çekirdeği çekirdek zarı, çekirdekçik, çekirdek plazması ve kromatin olmak üzere dört kısımdan oluşur. a Çekirdek Zarı Çift katlı bir zar olup sitoplazma ve çekirdek sıvısını birbirinden ayırır. Dış zarın yüzeyinde ribozom bulunur. İç zarın iç yüzeyinde nüklear lamina bulunur. Bu yapı çekirdeğe biçim kazandıran, ağsı yapıdaki protein filamentlerinden oluşur. Çekirdek zarında bulunan porlar madde alış verişini denetler. Sitoplazmada üretilen maddelerin çekirdeğe, çekirdekte üretilen RNA' ların sitoplazmaya geçmesi bu porlar sayesinde olur. b Çekirdekçik Bölünme sürecinde olmayan hücrelerde çekirdek içinde çekirdekçik adı verilen bir yapı görülür. Bu yapı kromatinlerin özelleşmiş kısımları olup DNA ve proteinden oluşur. Çekirdekçikte özel bir RNA tipi olan ribozomal RNA (rrna) sentezlenir ve sitoplazmadan gelen proteinlerle bir araya getirilerek, ribozomların temel bileşenleri olan ribozomal alt birimler oluşturulur. Bu alt birimler daha sonra, nüklear porlardan çıkarak, sitoplazmaya geçer ve burada ribozomları oluşturacak şekilde birleşir. Bazı durumlarda iki ya da daha fazla çekirdekçik bulunabilir. Bu sayı canlının türüne ve hücrenin hangi bölünme evresinde bulunduğuna bağlıdır. 181

49 Canlı türü Kromozom sayısı (2n) Sirke sineği 8 Soğan 16 Kurbağa 22 Arı 32 Fare 40 c Çekirdek plazması (Karyoplazma) Çekirdekçik ve kromatinlerin içinde bulunduğu sıvıdır. Sitoplazmaya benzemesine rağmen çözünmüş madde ve nükleik asitler bakımından daha yoğundur. Ayrıca protein, enzim ve minarel madde içerir. d Kromatin Çekirdek içindeki DNA, proteinlerle organize olmuş ipliksi bir madde halindedir. Bu yapı kromatin olarak adlandırılır. Bölünme sırasında kromatin iplikler yoğunlaşıp, kalınlaşır ve kromozom adı verilen belirgin yapılara dönüşür. İnsan 46 DNA molekülü proteinleri sararak kromatinleri oluşturur. Kromatinler yoğunlaşıp, kalınlaşarak kromozoma dönüşür. Tavuk 78 A T GC Köpek 78 İstakoz 200 Eğrelti otu 500 Eşlenmiş kromozom Hücre Farklı canlıların diploit hücrelerinin kromozom sayısı DNA Kromatin Kromozomların sayısı şekli ve büyüklüğü türden türe farklılık gösterebilir. Aynı türün sağlıklı bireylerindeki kromozom sayısı aynıdır. Tipik bir insan hücresinin çekirdeğinde 46 kromozom bulunur. Farklı canlı türlerinin kromozom sayısı aynı olabilir. Örneğin moli balığı ve kurt bağrı bitkisinin hücrelerinde de 46 kromozom bulunur. UYARI Kromozom sayısı ile canlının gelişmişliği arasında bir bağlantı yoktur. Bir canlının vücut hücrelerinde her kromozom tipinden ikişer tane bulunur. Bu kromozomlardan biri anneden diğeri babadan gelir. Anne ve babadan gelen şekil ve büyüklükleri aynı olan bu kromozom çiftlerine homolog kromozom denir. Homolog kromozomların karşılıklı bölgelerinde aynı karaktere ait genler bulunur. Vücut hücreleri her kromozom tipinden ikişer adet içerdiğinden diploit olarak adlandırılır ve 2n ile gösterilirler. Üreme hücreleri (yumurta ve sperm) diploit hücrelerin mayoz bölünmesi ile oluşur. Mayoz bölünme sırasında homolog kromozomlar ayrılarak farklı hücrelere gider. Bu nedenle üreme hücrelerinde her kromozom tipinden sadece biri bulunur. Bu tip hücreler haploit (monoploit) olarak adlandırılır ve n ile gösterilir. Örneğin insanın vücut hücreleri 2n = 46 kromozomlu iken, üreme hücreleri n = 23 kromozomludur. 182

50 Difli ^ h 2n = 44 X + XX Y otozom gonozom Erkek ] g 2n = 44 X + XY Z otozom gonozom UYARI Haploit hücrelerde homolog kromozom çiftleri bulunmaz. İnsandaki 46 kromozomdan 44 tanesi vücut özelliklerini kontrol eden genleri taşır ve bunlara otozom denir. Geri kalan iki kromozom ise cinsiyeti belirleyen genleri taşıdığından gonozom olarak adlandırılır. Paketlenmifl alyuvarlar ve akyuvarlar (lenfositleri içerir) Santrifüj Hipotonik çözelti Tespit edici Boya Akyuvarlar Üstte kalan s v 1 Kan kültürü, kan hücrelerinin 2 Üstte kalan s v at l r; ve hipotonik çöktürmek için santrifüj edilir. bir çözelti hücrelerle kar flt r l r. Akyuvarlar flifler ve kromozomlar d flar ya do ru yay l r. Alyuvarlar patlar. 3 Bir di er santrifüj ifllemiyle akyuvarlar çöktürülür. S v k sm at l r ve bir tespit edici (koruyucu), hücreler ile kar flt r l r. Tespit edici ortam içerisindeki bir damla hücre süspansiyonu, mikroskop lam üzerine yay l r, kurutulur ve boyan r. Sentromer Kardefl kromatitler Homolog kromozom çifti 4 Lam, mikroskap alt nda incelenir ve kromozomlar n 5 Ortaya ç kan görüntü karyotiptir. Boyanm fl bantlar n desenleri, foto raflar çekilir. Foto raflar, bilgisayara aktar l r; kromozomlar, büyüklüklerine ve biçimine göre elektronik olarak çiftler halinde yeniden düzenlenir. özgün kromozomlar n ve kromozom k s mlar n n teflhis edilmesine yard m eder. Karyotipte ay rt etmek güç olmas na karfl n, her kromozom, uzunluklar boyunca birbirlerine yak ndan tutunmufl iki kardefl kromatitten meydana gelmifltir. Bir insan karyotipinin hazırlanması. Bir bireyin kromozomlarının sıralanarak gösterilmesi olan karyotipler, çoğunlukla bir akyuvar çeşiti olan lenfositler kullanılarak hazırlanır. Bu hücreler, mitozu uyaran bir ilaçla işleme tabi tutulur ve ondan sonra bir kaç gün süreyle kültür içerisinde geliştirilirler. Daha sonra, mitozu metafaz evresinde durduran başka bir ilaç ilave edilir; bu evrede kromozomların her biri, birbirine bağlı kardeş iki kromatit içermektedir ve kromozomlar oldukça yoğun olup mikroskop altında kolayca teşhis edilebilir. Yukarıdaki şekil, karyotipin hazırlanmasındaki daha sonraki adımları özetlemektedir. Karyotip hazırlama, anormal kromozom sayılarını ya da Down sendromu gibi doğuştan gelen bazı hastalıklarda birlikte görülen kusurlu kromozomları gözden geçirmek için kullanılabilir. 183

51 HÜCRELERİN KARŞILAŞTIRILMASI Hücreler çekirdek zarlarının bulunup bulunmamasına göre prokaryotik ve ökaryotik hücreler olmak üzere ikiye ayrılır. Prokaryot hücrelerde çekirdek zarı bulunmaz. Kalıtım materyali olan DNA dairesel olup, sitoplazma içinde dağınık olarak bulunur. Prokaryot hücrelerde mitokondri ve kloroplast gibi zarlı organeller bulunmaz. Ökaryot hücrelerde bulunan ribozom, prokaryot hücrelerde de vardır. Metabolik reaksiyonlar, sitoplazmada bulunan enzimler ile gerçekleştirilir. Bakteriler ve arkebakteriler prokaryot hücre yapısına sahiptir. Ökaryot hücreler zarla çevrili çekirdek ve organelleri olan hücrelerdir. Protistler, mantarlar, bitkiler ve hayvanlar âlemlerinde bulunan canlılar ökaryot hücrelerden oluşmuştur. Or ga nik bi le şik le rin İl kel Dün ya ko şul la rın - da abi yo tik sen te zi. Stan ley Mil lerʼi 1953ʼde yap tı ğı de ne yi tek rar lar ken gö rü yor su nuz. Bu deney de Dün ya üze rin de henüz can lı la rın ol ma dı - ğı er ken dö nem de ki çev re ko şul la rı la bo ra tu var da tak lit edi le rek, ba zı or ga nik mo lekül le rin ken di li ğin den olu şa bi le cek le ri gös te rilmiş tir. Mil ler şim şe ği tak lit et mek üze re elekt rik de şarj la rı nı kul la na rak, vol kan lar dan çı kan ba zı gaz lar olan ve il kel at mos fer de bu lu nan H 2 O, H 2, NH 3 (amon yak) ve CH 4 (me tan)ʼı re ak si yo na gir mek üze re ak ti ve et miş tir. Mil lerʼin ta sar la dı ğı ay gıt için de bu gaz lar dan can lı hüc re ler de rol oyna yan çe şit li or ga nik bi le şik ler sen tez len miş tir. Bun la ra ben zer kim ya sal re ak si yon lar Dün ya üze rin de can lı lı ğın baş la ma sı için ge rek li or ta mı sağ la mış ola bi lir. DNA Boyut Prokaryot Sitoplazmada dağınık Genelde küçük Ökaryot Çekirdek zarının içinde Genelde büyük Organizasyon Genelde tek hücreli Genelde çok hücreli, bazıları tek hücreli Organeller Zarla çevrili organelleri yoktur. Ribozom vardır. Zarla çevrili organeller (mitokondri gibi) bulunur. Ribozom vardır. Prokaryot ve ökaryot hücrelerin karşılaştırılması ENDOSİMBİYOZİS HİPOTEZİ 20. yüzyılın başlarında Rus biyolog C. Mereschkovsky tarafından oluşturulan bu hipotez ökaryot hücrelerde bulunan mitokondri ve kloroplast organellerinin oluşumunu açıklamaya çalışmaktadır. Kelime kökenine bakıldığında "endo" iç, "simbiyoz" ortak yaşam anlamında kullanılmaktadır. Bu bağlamda endosimbiyoz, birbirinin içinde beraber yaşama anlamına gelmektedir. Bu hipoteze göre mitokondri ve kloroplast organelleri prokaryot canlılar ile ortak bir kökene sahiptir. 184

52 Plazma zar Zaman Atasal prokaryot DNA Sitoplazma Bu hipoteze göre oksijenli solunum yapan mor bakteri (prokaryot) çekirdeği bulunan ilkel yapılı ökaryot bir hücreye girerek, ortak bir yaşama birliği oluşturmuştur. Hücre bakteriye besin ve korunaklı bir yaşama ortamı sağlamıştır. Bir süre sonra bakteri ürettiği enerjiyi hücre ile paylaşmış ve karşılıklı yararın sağlandığı bir beraberlik ortaya çıkmıştır. Böylece bakteri, ökaryot hücrenin mitokondrisi haline gelmiştir. Kloroplast organeli de benzer bir şekilde fotosentez yapabilen siyanobakterilerin ilkel yapılı ökaryot bir hücreye girmesi sonucu oluşmuştur. Çekirdek Oksijenli solunum yapan bir bakteri Mitokondri Plazma zar n n katlanmas Endoplazmik retikulum Çekirdek Çekirdek zar Ökaryot hücre Atasal heterotrof ökaryot Aerobik heterotrof prokaryotun yutulmas Mitokondrinin endosimbiyozisi: İlkel ökaryot hücreler tarafından yutulan mor bakteriler zamanla mitokondri organelini oluşturmuştur. Çekirde i ve iç zar sistemi olan hücre Mitokondri Mitokondri Çekirdek Fotosentez yapabilen siyanobakteri Mitokondri Kloroplast Mitokondri Atasal heterotrof ökaryot Baz hücrelerde fotosentetik prokaryotun yutulmas Plastit Heterotrof ökaryot Atasal fotosentetik ökaryot Atasal fotosentetik ökaryot Ökaryotların ortaya çıkması ile ilgili bir mode Kloroplastın endosimbiyozisi: Heterotrof ökaryot hücreler tarafından yutulan siyanobakteriler zamanla kloroplast organeline dönüşmüştür. Mitokondri ve kloroplast organellerinin bakteri (prokaryot hücre) kökenli olduğunu destekleyen bazı bilgiler aşağıda verilmiştir: Mitokondri ve kloroplastlarda bakteri gibi halkasal DNA bulunur. Mitokondri ve kloroplastların bölünme şekli bakterilere benzerlik gösterir. Bu organeller bakteriler gibi iğ ipliği oluşturmadan bölünürler. Mitokondri ve kloroplastların ribozomları prokaryotların ribozomlarına benzer. Ökaryot hücrelerin ribozomları 80S'dir. Mitokondri, kloroplast ve bakterilerin ribozomları 70S'dir. 185

53 Volvox kolonisi BİR HÜCREDEN ÇOK HÜCREYE (KOLONİLER) Bazı tek hücreli canlılar bölündüklerinde birbirlerinden ayrılmayarak koloni oluştururlar. Koloniler tek hücreli canlılar ile çok hücreli canlılar arasında geçiş formu olarak kabul edilirler. Pandorina, eudorina ve volvoks bu kolonilere örnek olarak verilebilir. a) Pandorina Tatlı sularda yaşayan mikroskobik yapıdaki küresel bir kolonidir. 16 hücreden oluşan bu kolonide hücreler arasında iş bölümü ve hiyerarşi bulunmaz. Bütün hücrelerinin yapı ve fonksiyonu aynıdır. Hücreler jelatinimsi bir madde ile bir arada tutulur. Hücrelerin kamçıları, koloniyi belirli bir yönde hareket ettirmek için kullanılır. Böylece bu canlı grubunda ilk defa toplum bilinci ortaya çıkmıştır. Eşeyli ve eşeysiz olarak ürer. b) Eudorina Pandorinadan biraz daha gelişmiştir. 32 hücreden oluşur. Eşeyli ve eşeysiz üreme görülür. c) Volvoks Tatlı sularda yaşayan bir kolonidir. Hücre sayısı 500 ile arasında değişir. Bu nedenle çıplak gözle görülebilir. İçi boş bir top şeklinde olan koloninin hücreleri jelatinimsi bir madde içinde bulunup, sitoplazmik uzantılarla birbirleriyle bağlantılıdır. Hücreleri arasında iş bölümü (özelleşme) görülür. Bu nedenle tek ve çok hücreli canlılar arasında geçiş formu olarak kabul edilir. Dıştaki hücreler beslenme ve hareketi sağlar. Koloninin iç kısmındaki bazı hücreler üremeden sorumludur. Üreme, eşeyli ve eşeysiz olarak gerçekleşir. UYARI Volvoks kolonisinde iş bölümü görülür, fakat dokulaşma ya da sistemleşme görülmez. Çok hücreli canlılarda belirli görevi yapmak için özelleşmiş hücre gruplarına doku adı verilir. Dokuların birleşmesi ile organlar, organların birleşmesiyle sistemler oluşur. Sistemler bir araya gelerek organizmayı oluşturur. Hücre $ Doku $ Organ $ Sistem $ Organizma ÖZELLEŞMENİN YARARLARI Hücreler arasında iş bölümünün gerçekleşmesi metabolik olayların daha verimli ve hızlı olmasını sağlar. Ayrıca harcanan enerji miktarını da azaltır. Çok hücreli canlıların hayatta kalma şansı tek hücreli canlılara göre daha fazladır. Çok hücreli canlılar özelleşmiş hücreleri ile bulundukları ortamlardaki kaynaklardan tek hücreli canlılara göre daha iyi faydalanırlar. Tek hücreli canlıların büyümesi sınırlıdır. Çok hücreli canlıların büyük vücut yapıları hayatta kalma şanslarını artırır. ÖZELLEŞMENİN GETİRDİĞİ SORUNLAR Tek hücreli canlılar temel faaliyetlerini kendileri düzenler. Çok hücreli canlılarda ise hücreler bu görevlerden bir tanesi için özelleşmiştir. Metabolik faaliyetlerin düzenli olarak devam edebilmesi için sistemler oluşur. Çok hücreli canlılarda yaşamsal öneme sahip bir dokunun zarar görmesi, diğer dokular sağlam olsa bile canlının ölümüne neden olabilir. Bitki ve hayvanlarda fazla özelleşen kısımlar çevreye dayanıksız hale gelmiştir. Değişen çevre koşullarına uyum yetenekleri azalmıştır. 186

54 HÜCRE ÇALIŞMALARINDA TIP VE SAĞLIK ALANINDAKİ GELİŞMELER Kök Hücreler Hücre çalışmaları tıp ve sağlık alanında büyük katkılar sağlamaktadır. Bunlardan bir tanesi kök hücreler ile ilgili yapılan çalışmalardır. Kök hücreler, kendini yenileme özelliğine sahip olan farklılaşmamış hücrelerdir. Bu hücreler gerek vücut içinde gerekse laboratuvar ortamında bölünerek farklı hücre tiplerine dönüşebilir. Kök hücreler kaynaklarına göre erişkin kök hücreler ve embriyonik kök hücreler olarak iki ana gruba ayrılabilir. a Erişkin Kök Hücreler: Bu tip hücreler, erişkin bir bireyin farklılaşmış dokularında bulunan farkılaşmamış hücrelerdir. Her yaştaki insanda bulunan bu hücreler kendini yenileyebilir ve ait oldukları dokulardaki eskiyen, hastalanan veya ölen hücrelerin yerine yenilerini üretebilir. Erişkin kök hücreler; kemik iliği, kas, sinir, karaciğer ve deri gibi dokularda bulunur. Örneğin kemik iliğinde bulunan kök hücrelere farklılaşarak kan hücrelerinin tüm çeşitlerini üretebilir. Kök hücre (Kemik iliğinde) Lenfoit kök hücre Miyeloit kök hücre B lenfositi T lenfositi Alyuvarlar Kan pulcukları Monosit Bazofil Eozinofil Nötrofil Kan hücrelerinin farklılaşması b Embriyonik Kök Hücreler Embriyonun erken evrelerinden (blastula) elde edilen kök hücrelere embriyonik kök hücreler denir. Erişkin kök hücrelerden farklı olarak embriyonik kök hücreler daha hızlı çoğalma ve daha fazla hücre tipine dönüşebilme yeteneğine sahiptir. UYARI Erişkin kök hücrelerin farklılaşma yeteneği sınırlıdır. Embriyonik kök hücrelerin farklılaşma yeteneği ise sınırsızdır. Bu hücreler insan vücudunda bulunan tüm hücre çeşitlerine dönüşebilirler. 187

55 Karaciğer hücreleri Embriyonik kök hücreler Kültüre alınmış kök hücreler Sinir hücreleri Kalp kası hücreleri Farklı kültür koşulları Farkl laflm fl hücrelerin farklı tipleri Embriyonik kök hücreler: Bu hücreler farklılaşarak birçok hücre tipine dönüşebilirler. Kök hücrelerin vücuttaki diğer hücrelere dönüşebilme özelliği bu hücrelerin kanser, sinir sistemi hastalıkları (alzheimer, parkinson) ve hasarları, metabolik hastalıklar (diyabet), omurilik zedelenmeleri, kalp hastalıkları, organ yetmezlikleri, kemik hastalıkları ve daha birçok alanda kullanılma şansını doğurmuştur. Hücre ve Doku Kültürü Bir canlıdan alınan hücrenin veya dokuların kontrollü şartlar altında yetiştirilmesine hücre kültürü veya doku kültürü denir. Böylece canlı hücreler vücut dışında çoğaltılıp, üzerinde çalışılabilir. Hücre ve doku kültürü bir molekülün tek bir hücre ya da doku üzerindeki etkilerini belirlemek amacıyla kullanılabilir. Aynı zamanda canlı hücrelerin davranışlarını mikroskop altında doğrudan gözlemlemeye olanak sağlar. Canlı vücudunda gerçekleştirilemeyen bir çok deneyin cansız ortamda (in vitro) gerçekleştirilmesini mümkün kılar. Hücre kültürü normal hücrelerin ve kanserli hücrelerin metabolizma çalışmalarında ve yeni ilaçların geliştirilmesinde yaygın biçimde kullanılmaktadır. Bu teknik, virüsler gibi yalnız hücre içinde çoğalan parazitlere yönelik çalışmalarda da fayda sağlamaktadır. Bunlara ek olarak, hücre kültürü moleküler biyoloji ve rekombinant DNA teknolojisinde kullanılan tekniklerin temelinde yer almaktadır. Doku kültürü tekniği bitkilerin vejetatif olarak üretilmesinde de kullanılır. Bu amaca yönelik olarak bitkilerden alınan hücre ya da doku parçaları steril şartlarda yapay besi ortamında bekletilir. Bu sürecin sonunda yeni bitki ya da bitkisel ürünler elde edilir Havuç bitkisi Havucun kökünden alınan hücreler Hücrelerin çoğalması ile oluşan kallus Kallustan gelişen yeni bitki Yeni bitki Havuç bitkisinin doku kültürü yönlemi ile çoğaltılması Bitki doku kültürü yöntemi, kaybolmakta olan türlerin korunması, üretilmesi zor olan türlerin çoğaltılması ve ticari önemi olan bitkilerin çok sayıda elde edilmesi gibi amaçlarla kullanılmaktadır. 188

56 Etkinlik 1 Hücre Organelleri ve Çeşitleri Boşluk Tamamlama Soruları klorofil ökaryot kök hücreler iğ iplikleri polizom granum golgi cisimciği sisterne tonoplast lizozom kontraktil koful volvoks krista nükleoprotein nüklear lamina stroma diploit granülsüz endosimbiyozis otoliz Aşağıdaki cümlelerde boş bırakılan yerleri tabloda verilen kavramlar ile tamamlayınız. 1. Ribozom rrna ve proteinden oluştuğundan... yapılıdır. 2. Fagositoz ile hücreye alınan polimer besinlerin sindirimi,... organelinde bulunan enzimler ile gerçekleşir. 3. Mitokondrinin kıvrımlı iç zarına... adı verilir , endoplazmik retikulumdan aldığı maddeleri düzenleyerek, ulaşacakları bölgeye gönderir. 5. Bitkilerdeki merkezi koful... adı verilen bir zarla çevrilidir. 6. DNA molekülü çekirdek içinde bulunan hücrelere... hücreler denir. 7. Lizozomların parçalanması ile serbest kalan enzimlerin hücreyi parçalamasına... denir. 8. Kloroplast'ta tilokoit zarların üst üste dizilmesiyle... adı verilen yapılar oluşur kolonisinde beslenme, üreme ve hareket için özelleşmiş üç tip hücre bulunur. 10. Birçok ribozomun yan yana gelerek oluşturduğu yapıya... adı verilir. 11. Mitokondrinin içinde bulunan sıvıya matriks, kloroplastın içinde bulunan sıvıya ise... adı verilir endoplazmik retikulumun üzerinde ribozom bulunmazken, içerdiği enzimler lipit ve karbonhidrat sentezinde görev alır hipotezine göre mitokondri ve kloroplast prokaryot canlılar ile ortak bir kökene sahiptir. 14. Golgi cisimciğini oluşturan yassılaşmış zarsı keseciklere... denir. 15. Homolog kromozom çiftlerini içeren hücrelere... hücre adı verilir , kendini yenileme özelliğine sahip farklılaşmamış hücrelerdir. 17. Granumlar içerdikleri... pigmentinden dolayı yeşil renklidir. 18. Çekirdek zarının iç yüzeyine adı verilir. 19. Hücre bölünmesi sırasında zıt kutuplara hareket eden sentrozomlar arasında oluşur. 20. Paramesyum gibi tatlı sularda yaşayan protislerde, hücreye giren suyun fazlası ile dışarı atılır. 189

57 Etkinlik 2 Hücre Organelleri ve Çeşitleri Aşağıdaki ifadelerden doğru olanların yanına "D", yanlış olanların yanına "Y" harfi yazınız. Doğru Yanlış Soruları 1. Kloroplastın stromasında klorofil pigmenti bulunur. 2. Bitkisel hücrelere ait lökoplastlar renksiz iken kromoplastlar renklidir. 3. Oksijenli solunum yapan tüm hücrelerde mitokondri bulunur. 4. Kontraktil kofullar, hücreye giren suyun fazlasını ATP harcayarak hücre dışına atarlar. 5. Hücre iskeleti mikrotübül, mikrofilament ve ara filament olmak üzere üç tip liften oluşur. 6. Sentrozom ökaryot yapılı tüm hücrelerde bulunur. 7. Hormon ve sindirim enzimi gibi salgı proteinlerini üreten hücrelerde bol miktarda granüllü endoplazmik retikulum bulunur. 8. Sitoplazmanın yarı akışkan sıvı kısmına sitozol denir. 9. Ökaryot hücrelerin mitokondri ve kloroplastlarında bulunan ribozomların büyüklüğü, sitoplazmalarında bulunanlar ile aynıdır. 10. Endoplazmik retikulum hücre içi madde taşınımında görev alır. 11. Mitokondri ve kloroplast organelleri çift zarlıdır. 12. Lizozom organelinin içinde anabolik ve katabolik enzimler bulunur. 13. Bir bitkinin canlı olan tüm hücrelerinde fotosentez olayı gerçekleşir. 14. Ribozom zarsız bir organel olup, prokaryot ve ökaryot tüm hücrelerde bulunur. 15. Bir insanın diploit hücrelerindeki kromozom sayısı haploit hücrelerinin iki katıdır. 16. Erişkin kök hücrelerin farklılaşma yeteneği, embriyonik kök hücrelerden fazladır. 17. Mitokondri ve kloroplasttaki DNA molekülleri prokaryot hücrelerdeki gibi daireseldir. 18. Volvoks kolonisi, hücreleri arasında iş bölümü görüldüğünden, tek ve çok hücreli canlılar arasında geçiş formu olarak kabul edilir. 19. Ribozomal RNA çekirdekçikte sentezlenir. 20. Sitoplazmada bulunan tüm organeller ATP sentezleyebilir. 190

58 Etkinlik 3 Hücre Organelleri ve Çeşitleri Aşağıda mitokondri ve kloroplast organellerine ait bazı özellikler verilmiştir. Venn diyagramı üzerinde bu özellikleri karşılaştırınız. Kloroplast Mitokondri Venn Diyagramı 1 Fotofosforilasyon ile ATP üretimi 2 Çift zarla çevrili olma 3 Kendine özgü DNA ve RNA içerme 4 Oksijenli solunum olayını gerçekleştirme 5 Çekirdek kontrolünde bölünerek çoğalma 6 Bitki ve hayvan hücrelerinde bulunabilme Etkinlik 4 Hücre Organelleri ve Çeşitleri Eşleştirme Aşağıda I numaralı sütunda hücre organelleri, II numaralı sütunda ise bu organellerin görev ya da özellikleri verilmiştir. Uygun eşlemeleri yapınız. g g Mitokondri Golgi cisimciği I II a. İnorganik maddeleri güneş enerjisi yardımıyla organik maddelere dönüştürür. b. İçerdiği hidrolitik enzimlerle, fagositoz ile alınan besinlerin sindirimini sağlar. g Kloroplast c. Sitoplazma içinde bulunan ağsı ve lifsi yapı. g Kromoplast d. Hücrenin metabolik aktiviteleri için gerekli olan ATP'yi üretir. g Lizozom e. Hücrenin üretim, depolama, ayırma ve salgı merkezidir. g Hücre iskeleti f. Bitki hücrelerine yeşil hariç diğer renkleri veren plastitdir. 191

59 Etkinlik 5 Hücre Organelleri ve Çeşitleri Numaralandırılmış kutucuklarda hücre organelleri verilmiştir. Kutucuk numaralarını kullanarak aşağıdaki soruları cevaplandırınız. 1. Ribozom 2. Endoplazmik retikulum 3. Golgi cisimciği 4. Hücre duvarı 5. Mitokondri 6. Sentrozom 7. Merkezi koful 8. Kloroplast 9. Kontraktil koful Yapılandırılmış Grid a) ATP üretebilen organeller hangi numaralarla gösterilmiştir? b) Prokaryot ve ökaryot tüm hücrelerde ortak olarak bulunan organel hangi numaralarla gösterilmiştir? c) Gelişmiş yapılı bitki ve hayvan hücrelerinde ortak olarak bulunan organeller hangi numaralarla gösterilmiştir? d) Çift zarla çevrili organeller hangi numaralarla gösterilmiştir? e) Protista alemindeki canlılara özgü olan organel hangi numaralarla gösterilmiştir? f) Bitki hücrelerinde bulunduğu halde hayvan hücrelerinde bulunmayan organeller hangi numaralarla gösterilmiştir? 192

60 1. Aşağıdaki hücresel kısımlardan hangisinde ribozom bulunmaz? A) Mitokondri B) Sitoplazma C) Kloroplast D) Golgi cisimciği E) Endoplazmik retikulum 2. Granülsüz endoplazmik retikulum ile ilgili, I. hayvan hücrelerinde bulunurken, bitki hücrelerinde bulunmaz, II. kas hücrelerinde kalsiyum depolar, III. hücrenin karbonhidrat ve yağ sentezinde görev alır, IV. üzerinde ribozom bulunmaz ifadelerinden hangileri doğrudur? A) I ve II B) II ve III C) III ve IV D) I, II ve III E) II, III ve IV TEST 1 5. Bitki hücrelerinde bulunan mitokondri ve kloroplast organellerinde, I. glikoz sentezi, II. DNA eşlenmesi, III. protein sentezi, IV. oksijen üretimi olaylarından hangileri ortak olarak gerçekleşir? A) I ve II B) I ve III C) II ve III D) II ve IV E) III ve IV 6. Bitki hücrelerine ait merkezi koful ile ilgili, I. bazı atık maddelerin depolanmasını sağlar, II. tonoplast adı verilen bir zarla çevrilidir, III. hücre içi su dengesinin ayarlanmasında görev alır ifadelerinden hangileri doğrudur? A) Yalnız III B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 3. Adrenalin salgısı yapan böbrek üstü bezine ait bir hücrede, I. granüllü endoplazmik retikulum, II. hücre zarı, III. golgi cisimciği yapıları hangi sıra ile görev yapar? A) I II III B) I III II C) II III I D) III I II E) III II I 4. Ökaryot bir hücrede bir organelin faaliyetine bağlı olarak meydana gelen bazı değişimler aşağıdaki grafiklerde gösterilmiştir. 7. Organel çeşidi Bulunduğu hücre tipi ATP sentezi Nükleik asit içerme X Ökaryot + + Y Prokaryot Ökaryot + Z Ökaryot Yukarıdaki tabloda özellikleri verilen X, Y ve Z organelleri ile ilgili aşağıdakilerden hangisi kesin olarak doğrudur? A) Y organeli DNA içerir. B) Z organeli golgi cisimciğidir. C) X organeli mitokondridir. D) Y organeli protein sentezini gerçekleştirir. E) X ve Z organelleri aynı hücrede bulunamaz. Karbondioksit miktarı Zaman Glikoz miktarı Zaman Grafiklere göre ilgili organel aşağıdakilerden hangisidir? A) Mitokondri B) Lizozom C) Kloroplast D) Golgi cisimciği E) Ribozom Oksijen miktarı Zaman 8. Sağlıklı bir insanın kas ve yağ dokusuna ait iki farklı hücresinde, I. sitoplazmadaki mitokondri sayısı, II. hücre zarındaki glikoprotein çeşidi, III. çekirdekteki DNA'nın nükleotit dizilimi özelliklerinden hangilerinin farklı olması beklenebilir? A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 1) D 2) E 3) B 4) C 5) C 6) E 7) D 8) B 193

61 9. Fagositoz ile alınan besinlerin hücre içinde sindirimini sağlar. Glikozun fazlasını nişasta olarak depolar. Hücre bölünmesi sırasında iğ ipliklerini oluşturur. Farklı organellerde üretilen maddeleri düzenleyip, paketleyerek gerekli yerlere salgılar. Yukarıda görevleri belirtilen hücre organelleri arasında aşağıdakilerden hangisi yoktur? A) Mitokondri B) Golgi cisimciği C) Lizozom D) Lökoplast E) Sentrozom 10. Volvoks kolonisinde, I. hücreler arası iş bölümü, II. benzer hücrelerin doku oluşturması, III. basit yapılı sistemlere sahip olma özelliklerinden hangileri görülemez? A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 13. Aşağıdaki hücresel yapılardan hangisi nükleik asit içermez? A) Ribozom B) Çekirdek C) Lizozom D) Mitokondri E) Kloroplast 14. Aşağıdaki grafiklerden hangisi bir bitkinin kök ve yaprak hücrelerinde ortak olarak gerçekleşemez? A) Amino asit B) Glikoz miktarı miktarı Protein miktarı Karbondioksit miktarı C) Oksijen D) Karbondioksit miktarı miktarı ATP miktarı Oksijen miktarı E) Glikoz miktarı 11. Fotosenetez yapabilen prokaryot bir hücrede aşağıdaki yapılardan hangisi bulunamaz? A) Hücre duvarı B) Nükleik asit C) Hücre zarı D) Sitoplazma E) Kloroplast Selüloz miktarı 12. X organeli Glikoz Pirüvik asit Oksijen CO 2 Su Y organeli Yukarıdaki şemada X ve Y organelleri arasındaki madde alış verişi gösterilmiştir. Şema ile ilgili aşağıdakilerden hangisi doğru değildir? A) X organeli hayvan hücrelerinde de bulunabilir. B) Y organelinden, X organeline inorganik maddeler geçmiştir. C) Her iki organelde de ATP üretilir. D) Y organelinin ürünleri, X organeli için substrat olmuştur. E) Y organeli sitoplazmanın ph'ını düşürür. 15. Üç farklı organelde gerçekleşen olaylar aşağıda verilmiştir. X organelinde sindirim enzimleri üretilmektedir. Y organelinde inorganik maddelerden organik madde sentezlenmektedir. Z organelinde glikolipit ve glikoprotein gibi moleküllere son şekli verilmektedir. Buna göre X, Y ve Z organelleri aşağıdakilerden hangisinde doğru olarak verilmiştir? X Y Z A) Ribozom Kloroplast Golgi cisimciği B) Lizozom Mitokondri Endoplazmik retikulum C) Lizozom Kloroplast Golgi cisimciği D) Ribozom Mitokondri Endoplazmik retikulum E) Lizozom Mitokondri Golgi cisimciği 194 9) A 10) D 11) E 12) E 12) A 13) C 14) D 15) A

62 1. Prokaryot hücrelerle ilgili, I. Hücre duvarları selüloz yapılıdır. II. Fotosentez yapanların sitoplazmasında klorofil bulunur. III. DNA ve RNA molekülleri sitoplazmada bulunur. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız III B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III TEST 2 4. Hipertonik ortama konulan bir bitki hücresi, hayvan hücresine göre daha az şekil değişikliğine uğrar. Bu durum bitki hücrelerinin, I. fotosentez ile besin üretmesi, II. selüloz yapılı hücre duvarı içermesi, III. glikozun fazlasını nişasta olarak depolaması özelliklerinden hangileri ile açıklanabilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) II ve III 2. Ortamdaki madde miktarı Oksijen Karbondioksit 5. Tavukların diploit hücrelerinde 78 kromozom bulunur. Bu canlıların mayoz bölünme ile oluşturdukları yumurta hücrelerinin kromozom sayısı kaçtır? A) 20 B) 39 C) 46 D) 78 E) 156 Zaman Bir bitki hücresinde bulunan X organelinin faaliyetine bağlı olarak ortamdaki oksijen ve karbondioksit miktarının değişimi yukarıdaki grafikte verilmiştir. X organeli ile ilgili olarak; I. Sadece gündüzleri faaliyet gösterir. II. Fotofosforilasyon ile ATP üretir. III. Organik maddeleri inorganik maddeye çevirir. IV. Güneş enerjisini kullanarak glikoz üretir. yargılarından hangileri doğru değildir? A) Yalnız III B) I ve III C) II ve IV D) III ve IV E) I, II ve IV 6. Bir havuç bitkisinin kök hücrelerinde aşağıdaki organellerden hangisi bulunamaz? 7. A) Mitokondri B) Kromoplast C) Ribozom D) Lökoplast E) Kloroplast Analiz Glikoz yoğunluğu Nişasta yoğunluğu 1 % 6 % 2 2 % 4 % 4 3. Lizozom organeli ile ilgili aşağıdaki bilgilerden hangisi doğru değildir? A) Prokaryot hücrelerde bulunmaz. B) Endositoz ile alınan besinlerin sindirimini sağlar. C) Çift zarla çevrilidir. D) Parçalanması hücrenin otolizine neden olur. E) Golgi cisimciği tarafından oluşturulur. 3 % 2 % 6 Yukarıdaki tabloda, bir hücrede gerçekleşen biyokimyasal bir değişim gösterilmiştir. Bu olayla ilgili aşağıdakilerden hangisi doğrudur? A) Bir hidroliz reaksiyonudur. B) Reaksiyon sırasında ATP harcanmaz. C) Lökoplast organelinde gerçekleşir. D) Reaksiyon sırasında glikozit bağları kopar. E) Hücrenin turgor basıncı azalır. 1) D 2) E 3) C 4) B 5) B 6) E 7) C 195

63 8. Volvoks ve pandorina kolonilerindeki hücrelerin, I. jelatinimsi bir madde ile bir arada tutulması, II. ökaryot yapıda olma, III. aralarında iş bölümünün görülmesi özelliklerinden hangileri ortaktır? A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 12. Mikrotübül, mikrofilament ve ara filamentlerden oluşur. Hücreye mekanik destek sağlayıp şeklini korur. Sitozoldeki enzim ve organelleri yerlerinde tutar. Yukarıda bazı özellikleri verilen hücresel yapı aşağıdakilerden hangisidir? A) Hücre duvarı B) Merkezi koful C) Hücre iskeleti D) Kontraktil koful E) Hücre zarı 9. Mitokondri ve kloroplasta ait; I. Halkasal yapıda DNA içerme II. Çoğalmalarının bakteriler ile benzerlik göstermesi III. Protein sentezi sırasında yirmi çeşit amino asit kullanma IV. Ribozomlarının 70 S büyüklüğünde olması özelliklerinden hangileri, bu organellerin prokaryot canlılardan köken aldığını savunan "Endosimbiyotik Hipotez"i desteklemek amacıyla kullanılamaz? A) Yalnız III B) Yalnız IV C) I ve III D) II ve IV E) III ve IV 13. Çekirdek zarıyla ilgili; I. Üzerinde seçici geçirgen özelliği olan porlar vardır. II. Dış yüzeyine bağlı ribozomlar bulunur. III. İç zarında bulunan nüklear lamina, çekirdeğe şekil kazandırır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 10. Bitkilerde bulunan, Kloroplast Lökoplast Kromoplast plastitleri için aşağıdaki özelliklerden hangisi ortaktır? A) Bitkiye renk verme B) Yağ, protein ve nişasta depolama C) Fotosentez ile glikoz üretimi D) Birbirine dönüşebilme E) Bitkinin kök hücrelerinde bulunma 14. Yaşlanmakta olan bir bitki hücresinde aşağıdaki olaylardan hangisi gerçekleşmez? A) Sitoplazma miktarının azalması B) Merkezi koful hacminin artması C) Hücre zarının selüloz birikimi ile kalınlaşması D) Sitoplazmik organellerin hücre duvarına doğru yaklaşması E) Metabolizma hızının yavaşlaması 11. Kloroplast organeli ile ilgili aşağıdaki bilgilerden hangisi doğru değildir? A) Çift zarlı bir organel olup, iç zar kıvrımlı bir yapıya sahiptir. B) Stroma sıvısında DNA, RNA, ribozom ve fotosentez enzimleri bulunur. C) Klorofil içeren granumlar yeşil renklidir. D) Granumlar bağımsız olmayıp, ara lameller ile birbirine bağlanır. E) Fotofosforilasyon ile ürettiği ATP'yi kendi kullanır. 15. Bir hayvan hücresinde aşağıdaki organellerden hangisi bulunabilir? A) Lökoplast B) Sentrozom C) Kontraktil koful D) Kromoplast E) Merkezi koful 196 8) B 9) A 10) D 11) A 12) C 13) E 14) C 15) B

64 16. Derişimleri eşit olan X, Y ve Z hücrelerinden, X hipertonik çözeltiye Y hipotonik çözeltiye Z izotonik çözeltiye konulup bir süre bekleniyor. Buna göre X, Y ve Z hücrelerinin ozmotik basınç değişimleri aşağıdaki grafiklerden hangisinde doğru verilmiştir? A) Ozmotik bas nç X Z Y Zaman B) Ozmotik bas nç Y X Z Zaman 19. Hayvansal bir hücrede, I. fagositoz, II. aktif taşıma, III. difüzyon olaylarından hangileri ile alınan besinler lizozomdaki enzimler ile sindirilebilir? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve II E) I ve III C) Ozmotik bas nç Z Y X Zaman E) D) Ozmotik bas nç X Z Y Zaman Ozmotik bas nç Y Z X Zaman 20. Aşağıdaki olaylardan hangisi bir ekzositoz örneğidir? A) Öglena'nın fotosentez ile ürettiği oksijeni yaşadığı ortama bırakması B) Akyuvar hücrelerimizin mikropları yutması C) İnce bağırsağımızdaki glikozun kana geçmesi D) Paramesyumun, kontraktil kofulları ile su atması E) Böcekçil bitkilerin protein sindirici enzim salgılaması 17. Farklı hücrelerde meydana gelen aşağıdaki olaylardan hangisi ilgili hücrenin bitki hücresi olduğunu kanıtlar? A) Bölünme sırasında iğ ipliklerinin oluşması B) Çekirdekte oluşan mrna'nın sitoplazmaya geçmesi C) Genetik bilgiye göre protein sentezlenmesi D) Hücre duvarının selüloz birikimi ile kalınlaşması E) Oksijenli solunum ile ATP üretilmesi 21. Embriyonik kök hücreler ile ilgili, I. Genetik yapıları vücut hücrelerinden farklıdır. II. Farklılaşma yetenekleri, erişkin kök hücrelerden fazladır. III. Embriyonun erken evrelerinden elde edilirler. ifadelerinden hangileri doğrudur? A) Yalnız III B) I ve II C) I ve III D) II ve III E) I, II ve III 18. Turgor basıncı artmakta olan bir bitki hücresiyle ilgili; I. Hücre zarı, hücre duvarından uzaklaşır. II. Hipertonik bir çözelti içinde bulunmaktadır. III. Sitoplazmadaki madde yoğunluğu azalmaktadır. yargılarından hangileri doğrudur? A) Yalnız I B) Yalnız III C) I ve II D) I ve III E) II ve III 22. Lizozom oluşumunda, I. golgi cisimciği, II. ribozom, III. endoplazmik retikulum organelleri hangi sıra ile görev yapar? A) I III II B) II III I C) II I III D) III I II E) III II I 16) D 17) D 18) B 19) A 20) E 21) D 22) B 197

65 YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI 1. Mitokondri organeline ait aşağıdaki şekilde numaralı kısımların isimlerini yazınız. I II IV III V 2. Kloroplast organeline ait aşağıdaki şekilde numaralı kısımların isimlerini yazınız. III IV I V II 3. Aşağıda genç ve yaşlı bitki hücrelerine ait olan tabloyu doldurunuz. Yapı Genç hücre Yaşlı hücre Sitoplazma Koful Metabolizma Çekirdek Hücre duvarı 198

66 4. Sitoplazma DNA Zaman Plazma zar Plazma zar n n katlanmas Aerobik heterotrof prokaryotun yutulmas Mitokondri Atasal heterotrof ökaryot Atasal prokaryot Çekirdek Endoplazmik retikulum Çekirde i ve iç zar sistemi olan hücre Çekirdek zar Baz hücrelerde fotosentetik prokaryotun yutulmas Mitokondri Plastit Atasal fotosentetik ökaryot Ökaryotların ortaya çıkmasını açıklamaya çalışan modellerden birisi yukarıda verilmiştir. Bu modele göre, aşağıda yapılan yorumlardan doğru olanın yanındaki kutuya ( ), yanlış olanın yanındaki kutuya (X) işaretini koyunuz. a. Atasal heterotrof hücre mitokondri içerirken, kloroplast içermez. b. Hücre zarı, çekirdek zarının sitoplazmaya doğru olan katlanmaları sonucu oluşmuştur. c. Ökaryot hücrelerde mitokondri oluşumu, kloroplast oluşumundan daha önce gerçekleşmiştir. d. Atasal fotosentetik ökaryotlarda kloroplast organeli bulunurken, mitokondri organeli bulunmaz. e. Atasal prokaryot hücrelerde nükleik asit bulunmaz. f. Atasal prokaryot hücrelerde plazma zarının katlanması sonucu endoplazmik retikulum oluşmuştur. 5. Karaciğer hücresinde 40 kromozom bulunan dişi bir fare ile ilgili aşağıdaki soruları cevaplayınız. a) Karaciğer hücresinin kromozom formülünü yazınız. b) Yumurta hücresindeki kromozom sayısı kaçtır? c) Yumurta hücresinin kromozom formülünü yazınız. d) Karaciğer hücresindeki otozom sayısı kaçtır? 199

67 6. Endosimbiyotik hipotez mitokondri ve kloroplast organellerinin prokaryot hücre kökenli olduğunu savunur. Mitokondri ve kloroplastın bu hipotezi destekleyen üç özelliğini yazınız. a) b) c) 7. Bitki hücresine ait aşağıdaki şekilde numaralandırılmış hücresel yapıların isimlerini yazınız. I V II VI VII VIII III IV sorudaki numaralı hücresel yapılardan hangileri hayvansal hücrelerde de bulunur? 9. Bitkilerde, hücre duvarının üzerinde "geçit" adı verilen bölgeler olmasaydı nasıl bir sorun ortaya çıkardı? 10. Lizozom, hidrolitik enzimler içeren zarla çevrili bir kesedir. Çok sayıda lizozom birden parçalanırsa, hücre otolize uğrar. Birkaç lizozom parçalanırsa ya da içerdiği enzimler sitoplazmaya sızarsa, hücre zarar görmez. Bu durumun nedenini yazınız. 200

68 CEVAPLAR Etkinlik 1 Hücre Organelleri ve Çeşitleri Boşluk Tamamlama Soruları 1. Ribozom rrna ve proteinden oluştuğundan nükleoprotein yapılıdır. 2. Fagositoz ile hücreye alınan polimer besinlerin sindirimi, lizozom organelinde bulunan enzimler ile gerçekleşir. 3. Mitokondrinin kıvrımlı iç zarına krista adı verilir. 4. Golgi cisimciği, endoplazmik retikulumdan aldığı maddeleri düzenleyerek, ulaşacakları bölgeye gönderir. 5. Bitkilerdeki merkezi koful tonoplast adı verilen bir zarla çevrilidir. 6. DNA molekülü çekirdek içinde bulunan hücrelere ökaryot hücreler denir. 7. Lizozomların parçalanması ile serbest kalan enzimlerin hücreyi parçalamasına otoliz denir. 8. Kloroplast'ta tilokoit zarların üst üste dizilmesiyle granum adı verilen yapılar oluşur. 9. Volvoks kolonisinde beslenme, üreme ve hareket için özelleşmiş üç tip hücre bulunur. 10. Birçok ribozomun yan yana gelerek oluşturduğu yapıya polizom adı verilir. 11. Mitokondrinin içinde bulunan sıvıya matriks, kloroplastın içinde bulunan sıvıya ise stroma adı verilir. 12. Granülsüz endoplazmik retikulumun üzerinde ribozom bulunmazken, içerdiği enzimler lipit ve karbonhidrat sentezinde görev alır. 13. Endosimbiyozis hipotezine göre mitokondri ve kloroplast prokaryot canlılar ile ortak bir kökene sahiptir. 14. Golgi cisimciğini oluşturan yassılaşmış zarsı keseciklere sisterne denir. 15. Homolog kromozom çiftlerini içeren hücrelere diploit hücre adı verilir. 16. Kök hücreler, kendini yenileme özelliğine sahip farklılaşmamış hücrelerdir. 17. Granumlar içerdikleri klorofil pigmentinden dolayı yeşil renklidir. 18. Çekirdek zarının iç yüzeyine nüklear lamina adı verilir. 19. Hücre bölünmesi sırasında zıt kutuplara hareket eden sentrozomlar arasında iğ iplikleri oluşur. 20. Paramesyum gibi tatlı sularda yaşayan protislerde, hücreye giren suyun fazlası kontraktil koful ile dışarı atılır. Etkinlik 2 Hücre Organelleri ve Çeşitleri Doğru Yanlış Soruları Y D Y D D Y D D Y D D Y Y D D Y D D 1. Kloroplastın stromasında klorofil pigmenti bulunur. 2. Bitkisel hücrelere ait lökoplastlar renksiz iken kromoplastlar renklidir. 3. Oksijenli solunum yapan tüm hücrelerde mitokondri bulunur. 4. Kontraktil kofullar, hücreye giren suyun fazlasını ATP harcayarak hücre dışına atarlar. 5. Hücre iskeleti mikrotübül, mikrofilament ve ara filament olmak üzere üç tip liften oluşur. 6. Sentrozom ökaryot yapılı tüm hücrelerde bulunur. 7. Hormon ve sindirim enzimi gibi salgı proteinlerini üreten hücrelerde bol miktarda granüllü endoplazmik retikulum bulunur. 8. Sitoplazmanın yarı akışkan sıvı kısmına sitozol denir. 9. Ökaryot hücrelerin mitokondri ve kloroplastlarında bulunan ribozomların büyüklüğü, sitoplazmalarında bulunanlar ile aynıdır. 10. Endoplazmik retikulum hücre içi madde taşınımında görev alır. 11. Mitokondri ve kloroplast organelleri çift zarlıdır. 12. Lizozom organelinin içinde anabolik ve katabolik enzimler bulunur. 13. Bir bitkinin canlı olan tüm hücrelerinde fotosentez olayı gerçekleşir. 14. Ribozom zarsız bir organel olup, prokaryot ve ökaryot tüm hücrelerde bulunur. 15. Bir insanın diploit hücrelerindeki kromozom sayısı haploit hücrelerinin iki katıdır. 16. Erişkin kök hücrelerin farklılaşma yeteneği, embriyonik kök hücrelerden fazladır. 17. Mitokondri ve kloroplasttaki DNA molekülleri prokaryot hücrelerdeki gibi daireseldir. 18. Volvoks kolonisi, hücreleri arasında iş bölümü görüldüğünden, tek ve çok hücreli canlılar arasında geçiş formu olarak kabul edilir. D Y 19. Ribozomal RNA çekirdekçikte sentezlenir. 20. Sitoplazmada bulunan tüm organeller ATP sentezleyebilir. 201

69 CEVAPLAR Etkinlik 3 Hücre Organelleri ve Çeşitleri 1 Fotofosforilasyon ile ATP üretimi 2 Çift zarla çevrili olma 3 Kendine özgü DNA ve RNA içerme 4 Oksijenli solunum olayını gerçekleştirme 5 Çekirdek kontrolünde bölünerek çoğalma 6 Bitki ve hayvan hücrelerinde bulunabilme Kloroplast Mitokondri 4, 6 2, 3, 5 1 Venn Diyagramı Etkinlik 4 Hücre Organelleri ve Çeşitleri Eşleştirme I II d Mitokondri a. İnorganik maddeleri güneş enerjisi yardımıyla organik maddelere dönüştürür. e Golgi cisimciği b. İçerdiği hidrolitik enzimlerle, fagositoz ile alınan besinlerin sindirimini sağlar. a Kloroplast c. Sitoplazma içinde bulunan ağsı ve lifsi yapı. f Kromoplast d. Hücrenin metabolik aktiviteleri için gerekli olan ATP'yi üretir. b Lizozom e. Hücrenin üretim, depolama, ayırma ve salgı merkezidir. c Hücre iskeleti f. Bitki hücrelerine yeşil hariç diğer renkleri veren plastitdir. Etkinlik 5 Hücre Organelleri ve Çeşitleri Yapılandırılmış Grid 1. Ribozom 2. Endoplazmik retikulum 3. Golgi cisimciği 4. Hücre duvarı 5. Mitokondri 6. Sentrozom 7. Merkezi koful 8. Kloroplast 9. Kontraktil koful a) ATP üretebilen organeller hangi numaralarla gösterilmiştir? 5 ve 8 b) Prokaryot ve ökaryot tüm hücrelerde ortak olarak bulunan organel hangi numaralarla gösterilmiştir? 1 c) Gelişmiş yapılı bitki ve hayvan hücrelerinde ortak olarak bulunan organeller hangi numaralarla gösterilmiştir? 1, 2, 3 ve 5 d) Çift zarla çevrili organeller hangi numaralarla gösterilmiştir? 5 ve 8 e) Protista alemindeki canlılara özgü olan organel hangi numaralarla gösterilmiştir? 9 f) Bitki hücrelerinde bulunduğu halde hayvan hücrelerinde bulunmayan organeller hangi numaralarla gösterilmiştir? 4, 7 ve 8 202

70 1. CEVAPLAR YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI Ribozom DNA I II IV Dış zar III Krista V Matriks 2. III IV Dış zar İç zar Granum I V Stroma Ara lamel II 3. Yapı Genç hücre Yaşlı hücre Sitoplazma Çok Az Koful Küçük Büyük Metabolizma Hızlı Yavaş Çekirdek Büyük Küçük Hücre duvarı İnce Kalın 203

71 CEVAPLAR 4. Sitoplazma DNA Zaman Atasal prokaryot Plazma zar YAZILIYA HAZIRLIK SORULARI Plazma zar n n katlanmas Çekirdek Endoplazmik retikulum Aerobik heterotrof prokaryotun yutulmas Mitokondri Plastit Mitokondri Atasal heterotrof ökaryot Çekirde i ve iç zar sistemi olan hücre Çekirdek zar Baz hücrelerde fotosentetik prokaryotun yutulmas Atasal fotosentetik ökaryot X X X a. Atasal heterotrof hücre mitokondri içerirken, kloroplast içermez. b. Hücre zarı, çekirdek zarının sitoplazmaya doğru olan katlanmaları sonucu oluşmuştur. c. Ökaryot hücrelerde mitokondri oluşumu, kloroplast oluşumundan daha önce gerçekleşmiştir. d. Atasal fotosentetik ökaryotlarda kloroplast organeli bulunurken, mitokondri organeli bulunmaz. e. Atasal prokaryot hücrelerde nükleik asit bulunmaz. f. Atasal prokaryot hücrelerde plazma zarının katlanması sonucu endoplazmik retikulum oluşmuştur. 5. a) Karaciğer hücresinin kromozom formülünü yazınız XX b) Yumurta hücresindeki kromozom sayısı kaçtır? 20 c) Yumurta hücresinin kromozom formülünü yazınız X d) Karaciğer hücresindeki otozom sayısı kaçtır? a) Halkasal DNA içerme b) Bölünme şekilleri c) 70S büyüklüğündeki ribozoma sahip olma 7. I. Çekirdek II. Golgi cisimciği III. Mitokondri IV. Plazma zarı V. Granülsüz E.R VI. Merkezi koful VII. Hücre duvarı VIII. Kloroplast 8. I, II, III, IV ve V 9. Bitki hücreleri arasında madde alış verişi olmayacağından hücreler ölürdü. 10. Sitoplazma nötr (ph, 7) bir ortamdır. Lizozom enzimleri ise asidik ortamda etkinlik gösterir. Birçok lizozom birden parçalanırsa sitoplazma asidik olacağından, hidroliz enzimleri etkinlik gösterir ve otoliz gerçekleşir. Birkaç lizozom parçalandığında ya da enzimleri dışarı sızdığında, hidroliz enzimleri nötr ortamda çalışmaz. Bu nedenle hücre zarar görmez. 204