ÖABT SINIF KPSS 2016 Pegem Akademi Sınav Komisyonu; 2015 KPSS ye Pegem Yayınları ile hazırlanan adayların, 40'ın üzerinde soruyu kolaylıkla çözebildiğini açıkladı. ÖĞRETMENLİĞİ BİYOLOJİ Eğitimde 29. yıl
KOMİSYON ÖABT Sınıf Öğretmenliği Biyoloji Konu Anlatımlı ISBN 978-605-318-202-3 Kitapta yer alan bölümlerin tüm sorumluluğu yazarlarına aittir. Pegem Akademi Bu kitabın basım, yayın ve satış hakları Pegem Akademi Yay. Eğt. Dan. Hizm. Tic. Ltd. Şti.ne aittir. Anılan kuruluşun izni alınmadan kitabın tümü ya da bölümleri, kapak tasarımı; mekanik, elektronik, fotokopi, manyetik, kayıt ya da başka yöntemlerle çoğaltılamaz, basılamaz, dağıtılamaz. Bu kitap T.C. Kültür Bakanlığı bandrolü ile satılmaktadır. Okuyucularımızın bandrolü olmayan kitaplar hakkında yayınevimize bilgi vermesini ve bandrolsüz yayınları satın almamasını diliyoruz. 2.Baskı: 2015, Ankara Proje-Yayın: Neslihan Gürsoy Dizgi-Grafik Tasarım: Hilal Sultan Coşkun Kapak Tasarımı: Gürsel AVCI Baskı: Korza Yay. Basım San. Tic. A.Ş. Yenice mah. No:3 Esenboğa-Ankara 0312 342 22 08 Yayıncı Sertifika No: 14749 Matbaa Sertifika No: 30233 İletişim Karanfil 2 Sokak No: 45 Kızılay / ANKARA Yayınevi: 0312 430 67 50-430 67 51 Yayınevi Belgeç: 0312 435 44 60 Dağıtım: 0312 434 54 24-434 54 08 Dağıtım Belgeç: 0312 431 37 38 Hazırlık Kursları: 0312 419 05 60 E-ileti: pegem@pegem.net İnternet: www.pegem.net
ÖN SÖZ Sevgili Öğretmen Adayları, Elinizdeki bu kitap, Kamu Personeli Seçme Sınavı (KPSS) Sınıf Öğretmenliği Alan Bilgisi Testi (Biyoloji) kapsamındaki soruları çözmek için gerekli bilgi, beceri ve teknikleri edinme ve geliştirme sürecinde siz değerli öğretmen adaylarımıza kılavuz olarak hazırlanmıştır. Kitabın hazırlanış sürecinde, sınav kapsamındaki temel alanlarda kapsamlı alanyazın taraması yapılmış, bu kitabın gerek ÖABT de gerekse gelecekteki meslek hayatınızda ihtiyacınızı maksimum derecede karşılayacak bir başucu kitabı niteliğinde olması hedeflenmiştir. Detaylı, güncel ve anlaşılır bir dilde yazılan konu anlatımları, çıkmış sorular ve detaylı açıklamalarıyla desteklenmiş, her ünite içeriği ÖSYM formatına uygun, çözümlü test sorularıyla pekiştirilmiştir. Ayrıca konu anlatımlarında verilen bilgi ve çözüm tekniklerine ek olarak uyarı kutucuklarıyla önemli konulara dikkat çekilmiştir. Yoğun bir araştırma ve çalışma sürecinde hazırlanmış olan bu kitapla ilgili görüş ve önerilerinizi pegem@pegem.net adresini kullanarak bizimle paylaşabilirsiniz. Geleceğimizi güvenle emanet ettiğimiz siz değerli öğretmenlerimizin hizmet öncesi ve hizmet içi eğitimlerine katkıda bulunabilmek ümidiyle... Başarılar...
SINIF ÖĞRETMENLİĞİ ÖABT İLE İLGİLİ ÖNEMLİ BİLGİLER ÖABT SINIF ÖĞRETMENLİĞİ, 50 sorudan oluşmakta ve Sınıf Öğretmeni Adaylarının Alan Bilgisi (Temel Matematik, Genel Biyoloji, Genel Fizik, Genel Kimya, Türk Dili, Cumhuruyet Dönemi Türk Edebiyatı, Çocuk Edebiyatı, Uygarlık Tarihi, Türk Tarihi ve Kültürü, Genel Coğrafya, Türkiye Coğrafyası ve Jeopolitiği) ile Alan Eğitimi alanlarındaki bilgi ve becerilerini ölçmeyi hedeflemektedir. Öğretmenlik Alan Bilgisi Testinde çıkan sorular, Sınıf Öğretmenliği Lisans Programlarında verilen akademik disiplinlere paralel olarak hazırlanmaktadır. Sınavdaki Alan-Soru dağılımı aşağıdaki tabloda belirtilmiştir. Genel Yüzde Yaklaşık Yüzde Soru Sayısı Alan Bilgisi Testi % 80 1-40 a) Temel Matematik b) Genel Biyoloji c) Genel Fizik d) Genel Kimya e) Türk Dili f) Cumhuriyet Dönemi Türk Edebiyat g) Çocuk Edebiyatı h) Uygarlık Tarihi i) Türk Tarihi ve Kültürü j) Genel Coğrafya k) Türkiye Coğrafyası ve Jeopolitiği % 12 % 6 % 6 % 6 % 12 % 6 % 6 % 6 % 6 % 6 % 8 Alan Eğitimi Testi % 20 41-50 Genel Kültür, Genel Yetenek ve Eğitim Bilimleri Sınavlarınıza ek olarak gireceğiniz Öğretmenlik Alan Bilgisi Testi ile ilgili verilen bu bilgiler 2014-2015 ÖABT Sınıf Öğretmenliği Sınavı çerçevesinde hazırlanmıştır. Sınav içeriğinde yapılabilecek olası değişiklikleri ÖSYM'nin web sitesinden takip edebilirsiniz.
İÇİNDEKİLER 1. BÖLÜM: CANLILARIN ORTAK ÖZELLİKLERİ VE CANLILARIN TEMEL BİLEŞENLERİ Canlıların Ortak Özellikleri...5 Canlıların Temel Bileşenleri...6 A. İnorganik Bileşikler...6 B. Organik Bileşikler...8 C. ATP ve Metabolizma...12 D. Enzimler...14 F. Protein Sentezi...20 Çözümlü Test...23 Çözümler...27 2. BÖLÜM: CANLILARIN ÇEŞİTLİLİĞİ Canlıların Sınıflandırılması ve Canlılar Alemi...31 A. Canlıların Sınıflandırılması...31 B. Virüsler...33 C. Canlılar Âlemi...35 3. BÖLÜM: ÇEVRE BİLİMİ Ekoloji...49 A. Ekolojik Kavramlar...49 B. Biyomlar...50 C. Populasyonlar...50 D. Besin Zinciri ve Enerji Piramidi...53 E. Doğadaki Madde Döngüsü...54 F. Beslenme Şekilleri ve Etkileşim...56 Çözümlü Test...59 Çözümler...64 4. BÖLÜM: HÜCRE Hücre...69 A. Hücre Zarının Yapısı...69 B. Hücre Zarından Madde Geçişleri...71 C. Sitoplazma ve Organeller...76 D. Çekirdek (Nükleus)...80 Çözümlü Test...84 Çözümler...86
vi 5. BÖLÜM: HÜCRE BÖLÜNMELERİ VE ÜREME Hücre Bölünmesi...89 A. Mitoz Bölünme...90 B. Mayoz Bölünme...92 Canlılarda Üreme ve Gelişme...96 A. Eşeysiz Üreme...96 B. Eşeyli Üreme...97 C. Hayvanlarda Eşeyli Üreme...99 D. Yumurtanın Yapısı...99 E. İnsanda Üreme...100 F. Hayvanlarda Gelişme ve Büyüme...103 Çözümlü Test...106 Çözümler...108 6. BÖLÜM: KALITIM VE EVRİM Kalıtım... 111 A. Kalıtımla İlgili Kavramlar...111 B. Kalıtım ve Çevre... 112 C. Genetik ve Olasılık... 112 D. Eksik Baskınlık... 115 E. Genotipin Araştırılması (Kontrol = Geri çaprazlama)... 115 F. Çok Allellik (Multiple allelik)... 115 G. Kan Grupları... 116 H. Cinsiyetin Belirlenmesi ve Eşeye Bağlı Katılım... 118 Biyoteknoloji ve Genetik Mühendisliği...121 A. Biyoteknolojik Yöntemler...122 B. Genetik Mühendisliği...122 C. Hayvanlarda Klonlama...123 D. DNA Parmak İzi...123 Canlıların Oluşumu ve Evrim...123 A. Abiyogenez (Kendiliğinden Oluş Hipotezi)...123 B. Biyogenez (Canlıdan Oluş) Hipotezi...123 C. LAMARCK'ın Evrimle İlgili Görüşü...124 D. DARWIN'in Evrimle İlgili Görüşü...125 E. Yaratılış Görüşü...125 F. Ekolojik ve Evrimsel Kurallar...126 G. Evrimi Destekleyen Kanıtlar...126 Çözümlü Test...127 Çözümler...130
vii 7. BÖLÜM: FOTOSENTEZ VE SOLUNUM Fotosentez...135 A. Işığa Bağlı (Aydınlık) Evre...135 B. Işıktan Bağımsız (Karanlık) Evre (Calwin Devri)...137 C. Fotosentez Hızını Etkileyen Faktörler...137 Hücresel Solunum...139 A. Oksijenli (Aerob) Solunum...139 B. Oksijensiz (Anaerob) Solunum...142 Çözümlü Test...144 Çözümler...146 8. BÖLÜM: BİTKİ BİYOLOJİSİ Bitkisel Dokular...149 A. Meristem (Bölünür = Sürgen) Doku...149 B. Temel Doku...150 C. İletim Doku...151 D. Örtü Doku...151 E. Bitkinin Kısımları...152 Bitkilerde Taşıma Sistemi...154 Bitkilerde Beslenme ve Büyüme...158 Bitkilerde Hareket...160 Bitkilerde Üreme ve Gelişme...161 A. Tohumsuz Bitkilerde Üreme...161 B. Tohumlu Bitkilerde Eşeysiz Üreme...162 C. Tohumlu Bitkilerde Eşeyli Üreme...162 D. Tohum...164 E. Meyve...166 Çözümlü Test...167 Çözümler...170
viii 9. BÖLÜM: HAYVANSAL DOKULAR VE İSKELET - KAS SİSTEMİ Hayvansal Dokular...175 A. Epitel Doku...175 B. Bağ ve Destek Doku...176 C. Kas Doku...178 D. Sinir Doku...180 İnsanda İskelet Sistemi...181 Kas Sistemi...183 Çözümlü Test...187 Çözümler...189 10. BÖLÜM: DOLAŞIM VE SOLUNUM SİSTEMİ İnsanda Dolaşım Sistemi...193 Vücut Savunması...198 Solunum Sistemi...200 Çözümlü Test...204 Çözümler...206 11. BÖLÜM: SİNDİRİM VE BOŞALTIM SİSTEMİ Sindirim Sistemi...209 Boşaltım Sistemi...214 Çözümlü Test...218 Çözümler...219 12. BÖLÜM: DENETLEYİCİ VE DÜZENLEYİCİ SİSTEMLER Sinir Sistemi...223 Duyu Organları...229 Hormonal Sistem...234 Çözümlü Test...240 Çözümler...242
ALAN BİLGİSİ
1. BÖLÜM CANLILARIN ORTAK ÖZELLİKLERİ VE CANLILARIN TEMEL BİLEŞENLERİ
5 CANLILARIN ORTAK ÖZELLİKLERİ En ilkel canlılar olan algler, bakteri ve archaelerden (monerler) omurgalılara kadar canlıların tamamında görülen ortak özellikler vardır. Bu özellikler canlılığın varlığı ve canlı hayatının devamlılığı için gereklidir. 1. Hücresel Yapı Bütün canlılar hücre veya hücrelerden meydana gelir. Canlılar yapısal ve işlevsel bakımdan en küçük birim olan hücrelerden oluşmuştur. Bazı canlılar tek hücrelidir. Örneğin, bakteri, amip ve paramesyum gibi. Bazı canlılar ise çok hücrelidir. Örneğin, bitki, mantar ve hayvan gibi. Hücresel yapıya göre prokaryot ve ökaryot olmak üzere ikiye ayrılır. Prokaryot hücre: Zarla çevrili çekirdek ve zarla çevrili organelleri olmayan hücrelerdir. Organel olarak yalnızca ribozom organelini bulundurur. Bakteri ve archae âleminde bulunan canlılar prokaryottur. Ökaryot hücre: Yönetici molekül olan DNA çekirdek içerisinde bulunur. Zarla çevrili organelleri vardır. Hücre organizasyonu bu organeller arasında koordineli olarak yapılır. Protista, mantar, bitki ve hayvanlar âleminde yer alan canlılar ökaryot hücre yapısındadır. Bütün hücrelerde hücre zarı sitoplazma, DNA, RNA, ribozom ve enzim bulunur. 2. Beslenme Bütün canlılar yaşamlarını sürdürebilmek ve metabolik aktivitelerini devam ettirebilmek için beslenmeye ihtiyaç duyarlar. Beslenme canlıların enerji eldesi ve kütlesel artışı için mutlaka gereklidir. Bütün canlılar su ve mineral madde gibi inorganik besinleri mutlaka dışarıdan hazır olarak alır. Ototrof beslenme: Bu canlılar inorganik maddeleri kullanarak kendi besinlerini kendi üreten canlılardır. Bu canlılara üretici ya da ototrof canlı denir. Örneğin fotosentetikler ışığı kullanırken kemosentetikler oksitlenme enerjisini kullanırlar. Bakteri, algler, fitoplanktonlar ve bitkiler ototrof beslenir. Heterotrof beslenme: Bu canlılar kendi besinlerini üretemedikleri için besinlerini dış ortamdan hazır alarak beslenirler. Bu canlılara tüketici ya da heterotrof canlı denir. Heterotrof canlılar diğer canlıları besin olarak kullanır. Örneğin, mantarlar, hayvanlar bazı protistler, heterotrof beslenirler. 3. Solunum ve ATP Üretimi Bütün canlılar aldıkları besinleri hücresel solunumla yıkarak metabolik ATP üretirler. Solunum bir canlıda kesintisiz devam etmelidir. Tüm canlıların kullandığı ortak enerji ATP'dir. ATP üretimi ve tüketimi canlılık göstergesidir. Solunum oksijenin varlığında ya da yokluğunda iki şekilde gerçekleşir. Aerob solunum: Organik besinlerin oksijenli ortamda yıkılarak ATP elde edilmesidir. Enerji üretme olayı mitokondri organelinde gerçekleşir. Oksijenli solunumda besin tam parçalandığından ve elektron enerjisinden yararlanıldığı için üretilen ATP miktarı fazladır. Anaerob solunum: Organik besinlerin oksijensiz ortamda yıkılarak enerji elde edilmesidir. Besinler laktik asit ve etil alkol gibi organik bileşiklere kadar parçalandığı için ve E.T.S kullanılmadığından üretilen ATP miktarı azdır. 4. Metabolizma Hücrede meydana gelen anabolik (yapım) ve katabolik (yıkım) tepkimelerinin tamamına metabolizma denir. Anabolizma (özümleme = asimilayon): Basit moleküllerin birleştirilerek karmaşık moleküller sentezlenmesidir. Bu olayda ATP harcanır. Reaksiyon endergoniktir. Fotosentez, protein sentezi ve yağ sentezi anabolik olaylardır. Katabolizma (yadımlama = disimilasyon): Kompleks moleküllerin daha basit moleküllere parçalanmasıdır. Sindirim, solunum proteinlerin hidrolizi, katabolik olaylardır. 5. Organizasyon Her canlı belirli bir organizasyona sahiptir. Tek hücreli canlılarda organizasyon hücrenin farklı kısımlarında farklı görevleri üstlenmesiyle olur. Çok hücreli canlılarda belirli bir görev için özelleşmiş dokular ve organlar bulunur. Atom Molekül Organel Hücre Doku Organ Sistem Organizma 6. Hareket Hareket üreme, korunma, beslenme veya uygun ortam bulma için yapılır. Bütün canlılarda görülen hareket iki şekildedir. Sünger, mercan gibi bazı canlılarda yer değiştirme görülmez. Bu nedenle pasif hareket görülür. Bitkilerde ve mantarlarda da pasif hareket gözlenir. Kamçısı olmayan bir bakterinin deniz dalgasıyla savrularak yer değiştirmesi pasif harekettir. Bazı tek hücreliler ve hay-
6 vanlarda aktif hareket görülür. Amip yalancı ayaklarıyla, öglena kamçısıyla, paramesyum silleriyle, bazı omurgalı ve omurgasızlar iskelet ve kaslarıyla aktif hareket eder. 7. Çevresel Uyarılara Tepki Bütün canlılar dışarıdan gelen değişimleri ve uyartıları algılayarak onlara karşı tepki gösterirler. Dışarıdan canlılara fiziksel, kimyasal ve mekaniksel uyarılar gelir. Örneğin öglenanın ışığına doğru hareketi fiziksel tepki, bitki köklerinin gübreye yönelmesi kimyasal tepki, kedinin sese doğru yönelmesi mekaniksel bir tepkidir. Uyarı şiddeti arttıkça tepkinin dereceside artabilir. 8. Üreme Canlıların nesillerini devam ettirebilmek için kendilerine benzer bireyler meydana getirme olayına üreme denir. Üreme yaşam için değil populasyonların devamı için gereklidir. Eşeysiz üreme: Tek bir canlının çeşitli yollarla kendisiyle aynı özellikte yeni bireyler oluşturmasıdır. Bölünme, tomurcuklanma, sporla üreme ve vejetatif üreme gibi çeşitleri vardır. Eşeysiz üremeyle oluşan calıların genetik yapıları ata canlı ile aynıdır. Bakterilerin bölünmesi, hidranın tomurcuklanması, eşeysiz üremedir. Ayrıca canlılar yıpranan kısımları yeniler. Buna rejenerasyon denir. Rejenerasyon yenilenmeye bağlı üremedir. Eşeyli üreme: Erkek ve dişi üreme hücrelerinin (sperm ve yumurta) birleşmesiyle yeni bir canlının oluşturulmasına eşeyli üreme denir. Eşeyli üremeyle oluşan canlıların genetik yapıları ata canlıdan farklı olur. Böylece tür içi çeşitlilik sağlanmış olur. Eşeyli üremenin temeli mayoz bölünme ve döllenmedir. Mayoz bölünme ile gametler oluşur. Döllenme ile gametler birleşir. Oluşan canlı ata bireyden daha dirençli olabilir. 9. Boşaltım Hücrelerde metabolik faaliyetler sonucunda meydana gelen atıkların ya da beslenme ile alınan bazı gereksiz zararlı madde ve yan ürünlerin dışarı atılmasına boşaltım denir. Canlılar boşaltım yaparak kararlı bir iç denge (homeostasi) sağlamış olur. 10. Büyüme Canlılar dışardan aldıkları besinleri yapılarına katarak hacimsel ve kütlesel artış sağlayarak büyürler. Bitkilerde meristem dokunun varlığı sayesinde sınırsız büyüme görünür. Hayvanlarda ise bölünen dokuların zamanla bölünme özelliklerini yitirmesiyle sınırlı bir büyüme görülür. 11. Kimyasal Yapı Bütün canlı hücrelerin yapısında kimyasal maddeler bulunur. Bu kimyasal maddelere örnek DNA, RNA, su, karbonhidratlar, proteinler ve yağlar verilir. Bütün canlılarda protein sentezi evrenseldir. Ayrıca canlılarda DNA ve RNA bulunduğu için mutasyona uğrayabilir. 12. Homeostasi (İç denge) Sağlıklı her hücrenin kendine ait kararlı bir iç dengesi vardır. Bu denge asidik ve bazik karakterli çeşitli kimyasallarla sağlanır. Homeostasinin korunmasında sinir sistemi ve endokrin sistem önemlidir. CANLILARIN TEMEL BİLEŞENLERİ Canlılar yaşamlarını sürdürmek için organik ve inorganik maddelere ihtiyaç duyar. Hayatsal fonksiyonlar bir organizmayı meydana getiren kimyasal maddelerin belirli bir düzen içinde bir araya gelmesiyle oluşur. Bu olay Atomlar elementleri, elementler ise organik ve inorganik bileşikleri meydan getirir. Organik bileşikler sadece hücre içerisinde sentezlenirken, inorganik maddelerin kaynağı tabiattır. Canlıların Temel Bileşenleri Canlılardaki inorganik bileşikler Su Mineral Asit Baz Tuzlar A. İnorganik Bileşikler Canlılardaki organik bileşikler Karbonhidratlar Lipitler (Yağlar) Proteinler Vitaminler Enerji (ATP) Enzimler Nükleik asitler Canlı vücudunda sentezlenemez. Bu besinleri canlılar dışardan hazır olarak alır. Kökeni tabiattır. Organizmada hem yapısal olarak hem de düzenleyici olarak görev yapar. Yapısında C, H ve O elementlerinin en az birini taşımayan elementlerdir. Su: İki hidrojen bir oksijen atomunun birleşmesiyle oluşur. Canlılar için yaşam sıvısıdır. Canlı yapısının büyük bir kısmını su oluşturur. İnsan vücudunun %74'ü sudur. Su canlıların temel bileşenidir. Su her canlıda farklı miktarda bulunur. Su bitkilerinde su miktarı %98'e kadar yükselirken, tohumlarda bu oran %15 kadardır. Su sindirim kanalında kimyasal sindirimi kolaylaştırır. Enzimlerin çalışması için su mutlaka şarttır. Terlemeyle dışarı atılarak
7 vücut ısısını ayarlar. Metabolizma sonucu oluşan zararlı artıkların seyreltilmesinde ve atılmasında rol oynar. Kararlı bir madde olduğunda kimyasal reaksiyonlarda iyonlaşmaz bu nedenle hücrenin ph'sını korur. İyi bir çözücü olduğundan besinlerin kanda çözünerek dokulara ulaşmasını kolaylaştırır. Buharlaşma ısısı yüksek olduğundan ani sıcaklık değişmelerinde gaz hâline geçerek vücudun korunmasını sağlar. Adhezyon kuvveti ile yüzeye, kohezyon kuvveti ile birbirine tutunarak bitkilerde suda çözünmüş maddelerin taşınmasını kolaylaştırır. Mineraller: Doğal olarak oluşur. Bir parçası bütün özelliklerini taşır. Katı hâlde olup nadiren sıvıdır. Hücredeki metabolik faaliyetlerin sürdürülebilmesi için minerallere ihtiyaç vardır. Organizmada mutlaka bulunmak zorundadır. İnsan vücudu mineralleri sentezleyemez bu nedenle dışarıdan alır. Minerallerin kaynağı doğadır. Mineraller enzimlerin kofaktör kısmını oluşturduğu için vücutta düzenleyicidir. Aynı zamanda yapıcı ve onarıcı özelliği de vardır. Canlı vücudunda organik besinlere bağlı bulunabildiği gibi kanda çözünmüş hâlde de bulunabilir. Mineraller, enzim ve hormon gibi moleküllerin yapısında bulunur. Kanın pıhtılaşmasında görevlidir. Kemik ve dişlerin yapısına katılır. Nükleik asit ve ATP'nin yapısına katılır. Kan ve kasların yapısında bulunur. Hücre zarının geçirgenliğinde önemlidir. Mineraller sindirilemez ve enerji vermezler. Hücre zarından hemen geçerek kana karışırlar. Mineral eksikliğinde enzimler düzenli çalışamaz ve hastalıklar ortaya çıkar. Kalsiyum (Ca) ve Fosfor (P): Vücudumuzda en fazla bulunan minerallerdir. Kalsiyum ve fosfor kemik ve dişlerin sağlığı için önemlidir. Kemik ve dişlere sertlik verir. %99'u kemik ve dişlerde bulunur. Kalsiyum kasların kasılmasında, kanın pıhtılaşmasında ve bazı enzimlerin çalışmasında görevlidir. Çocuklarda kalsiyum eksikliğine bağlı raşitizm denilen hastalık ortaya çıkar. Yetişkenlerde ise vücudun fazla kalsiyum kaybetmesi sonucunda osteomalazi denilen kemik erimesi oluşur. Ayrıca fosfor DNA, RNA, ATP, fosfolipit, kreatin-fosfatın yapısına katılır. Sodyum (Na) ve Potasyum (K): Fazlalığında damar sertliği ve tansiyon, azlığında ise kas güçsüzlüğü ve solunum yetmezliği görülür. Sodyum daha çok vücut sıvılarında ve dokularda osmotik basınç oluşturarak su tutulmasında görev alır. Potasyum ise fazla suyun böbreklerden atılmasında görevlidir. Na ve K sinir hücrelerinde impuls iletiminde ayrıca kasların kasılmasında büyük öneme sahiptir. Ayrıca bu mineraller hücre içi ve hücre dışı sıvıların asit-baz dengesini sağlamada görevlidir. Potasyum kalbin çalışma ritmini düzenler. Demir (Fe): Bağışıklık sistemini güçlendirir. Demirin fazlası zehirleyicidir. Vücudumuzda toplam 6 gr kadar demir vardır. Fe vücudumuzda hemoglobin ve miyoglobinin yapısında bulunur. Demirin diğer kısmıda dalak, karaciğer ve kırmızı kemik iliğinde kan yapımı için depolanır. Fe alyuvarların oksijen taşımasını sağlar ayrıca bağışıklık sisteminde önemlidir. Demir bitkilerde klorofilin sentezinde görevlidir. İyot (I): Süt ve süt ürünleri iyot bakımından zengindir. Tiroid bezinden salgılanan tiroksin hormonunun yapısında iyot vardır. İyot en fazla tiroid bezinde bulunur. Vücuda yeterinde iyot alınmazsa tiroksin az salgılanır buna bağlı basit guatr oluşur. Bakır (Cu) ve Çinko (Zn): Vücudu yeniler, kemik yapımını hızlandırır. Akyuvarların oluşumuna katkıda bulunur. Enzimlerin çalışmasını sağlar. Kanda eşik değerin üzerinde bulunursa inhibitör etkisi yapar. Çinko prostat bezinin fonksiyonunu düzenler. Bağışıklık sistemini destekler ve yaraların iyileşmesini sağlar. Bakır vücut dokusunu yeniler. Enerji üretiminde görevlidir. Alyuvarların oluşumuna katkıda bulunur. Magnezyum (Mg): Kemiklerin yapısına katılır. Bu nedenle büyüme, üreme ve iskelet gelişimini destekler. Magnezyum sinir sisteminin duyarlılığını azaltır. Antistres mineralidir. Kandaki şekerin enerjiye dönüşmesinde görevlidir. Ayrıca cildi ve saçı güzelleştirir. Astım ve alerjik nezleyi hafifletir. Kaslarda kramp oluşumunu engeller. Magnezyum kalp, böbrek ve beyin fonksiyonlarının yerine gelmesinde görevlidir. Klorofilin yapısında bulunur. Özellikle yeşil yapraklı bitkilerde yaygındır. Krom (Cr): Glikoz metabolizmasında görevlidir. İnsülin hormonunun glikozu hücrelere geçirmesini sağlar. Flor (F): Diş sağlığı bakımından önemlidir. Eksikliği dişlerin çürümesine, fazlalığı dişlerin sararmasına yol açar. Asitler: Suda çözündüklerinde hidrojen (H + ) iyonu veren bütün bileşiklere asit denir. Tatları ekşidir. Turnusol kağıdını kırmızıya çevirirler. Yapılarında karbon (C) atomu içeren asitler organiktir. Örneğin pirüvik asit, laktik asit, sitrik asit gibi. Yapısında karbon atomu içermeyen asitler ise inorganiktir. Örneğin hidroklorikasit (HCI) gibi. Bazlar: Suda çözündüklerinde hidroksil (OH ) iyonu veren bütün bileşiklere baz denir. Tatları acıdır. Turnusol kağıdını maviye çevirirler. Organik bazlar yapısında C ve N bulunur. Örneğin metilamin (CH 3 NH 2 ) organik bazdır. Sodyum hidroksit (NaOH) ve potasyum hidroksit ise (KOH) inorganik bazdır.
8 10 0 10 1 10 2 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 10 8 10 9 10 10 10 11 10 12 10 13 10 14 0 1 2 3 4 5 6 Asitlik artar Limon suyu (2.3) Mide asidi (1.0-3.0) Sirke Kahve Domates suyu Yağmur suyu Kan (7.3-7.5) Tükrük Saf su Ekmek İnek sütü (6.6) 7 8 9 10 11 12 13 14 Bazlık artar Kabartma Amonyak tozu Sabun Deterjanlar Deniz suyu (7.8-8.) Tuzlar: Asitler ve bazlar bir araya geldiğinde, asidin H + iyonu ile bazın OH iyonu birleşir. Bu birleşme sırasında bir molekül su açığa çıkar ve tuz meydana gelir. NaOH + HCI NaCl + H 2 O Baz Asit Tuz Hücrede ve hücreler arası sıvıda çeşitli tuzlar bulunur. Bunlardan en önemlileri Na, K ve Ca tuzlarıdır. Tuzlar hücrede asit-baz dengesinin korunmasında ve osmotik basıncın ayarlanmasında önemlidir. B. Organik Bileşikler Canlının kendi vücudunda sentezlenen bileşikleridir. Tamamında C, H ve O elementleri bulunur. Organik moleküllerin canlıda yapıya katılma, enerji sağlama ve düzenleme gibi üç temel görevi vardır. Karbonhidratlar, protein ve yağlar karaciğerde birbirine dönüşebilir. Örnek Protein, yağ ve polisaktaritlerdir. Açlık hâlindeyken, enerji vermede organik bileşiklerin kullanım sırası; Karbonhidrat Yağ Protein 12 10 8 6 4 2 Depolanan besin miktarı (kg) Karbonhidrat 1 2 Yağ Protein 3 4 5 6 7 8 Açlık haftaları Açlık durumunda metabolizma bazal metabolizmanında altına düşebilir. Bu durumda sırasıyla enerji verici olarak. 1. Kan şekeri 2. Depo glikojen 3. Yağlar 4. Eşeysel organ proteinleri 5. Kas proteinleri 6. Sinir sistemi proteinleri harcanır. NOT Solunum reaksiyonlarında yıkıldıklarında enerji verme miktarı sırasıyla; yağlar (9.1 k. kal/gram) > proteinler (5.6 k. kal/gram) > karbonhidratlar (4.2 k. kal/gram) Organizmada besinler yapıya katılma miktarı bakımından sırasıyla; proteinler > yağlar > karbonhidratlar 1. Karbonhidratlar (şekerler) Karbon (C), hidrojen (H) ve oksijen (O) elementlerinden meydana gelir. Genel formülleri C n H 2n O n 'dir. Karbonhidratların asıl görevi hücrede enerji hammaddesi olarak kullanılmasıdır. Bu nedenle bütün canlılarda evrenseldir. Hücre zarının yapısında, hücre çeperinin yapısında, ATP, DNA ve RNA'nın yapısınada katılır. Ayrıca protein ve yağlara bağlanabilir veya serbestte bulunabilir. Karbonhidratlar içerdiği şeker sayısına göre üçe ayrılır. Monosakkaritler Pentozlar Heksozlar Karbonhidratlar Disakkaritler Maltoz Sükroz Laktoz Karbonhidratların monomerleri birbiri ile glikozit bağı ile bağlanır. Polisakkaritler Nişasta Glikojen Selüloz Kitin NOT a. Monosakkaritler: Basit şekerlerdir. Hidrolizle kendinden daha küçük şekerlere ayrılmaz. Hücre zarından doğrudan geçerek kana emilir. Hücresel solunumda enerji verici olarak ilk önce tercih edilir. Suda çözünerek osmotik basınç oluştururlar. Monosakkaritler içerdikleri karbon sayısına göre ayrılır.
9 Pentozlar: Beş karbonlu (5C) şekerlerdir. Yönetici moleküllerin ve ATP'nin ayrıca NAD ve FAD gibi koenzimlerin yapısına katılırlar. Enerji verici olarak kullanılmazlar. DNA'da deoksiriboz, ATP, RNA, NAD ve FAD'da ise riboz şekeri bulunur. Hegsozlar: Altı karbonlu (6C) şekerlerdir. Bu şekerler birbirinin izomeridir. Yani kapalı formülleri aynı açık formülleri ise farklıdır. Hegsozlar izomer oldukları için hayvanların karaciğerinde birbirine dönüşebilir, yapıya katılabilir, enerji verebilir aynı zamanda polimerleşebilirler Glikoz: Üzüm şekeridir. Memelilerde kan şekeri olarakta ölçülür. Solunumda enerji verici olarak temel yakıttır. Vücuda alınan glikozun %20 kadar ilk olarak beyine gider. Bitkisel kökenli bir şekerdir. Diğer monosakkaritler kana geçişleri sırasında glikoza dönüşürler. Hücrede osmotik basıncı oluşturur. Benedict ve fehling çözeltisi ile kiremit kırmızı renk verir. Fruktoz: Meyve şekeridir. En tatlı şeker fruktozdur. Bitkisel kökenlidir. Balın içerisinde %90 fruktoz geriye kalan ise glikoz bulunur. Galaktoz: Süt şekeridir. Hayvansal kökenlidir. Monosakkaritlerin hücre zarından difüzyon kolaylığı galaktoz, glikoz, fruktoz şeklindedir. NOT b. Disakkaritler: İki molekül monosakkaritin bir glikozit bağıyla birleşmesi sonucunda oluşan şekerlerdir. Birleşme sırasında glikozit bağından bir molekülde su açığa çıkar. Suda çözünürler. Sindirilmeden kana geçemezler. Disakkaritlerin dehidrasyon tepkimesiyle oluşur. Monomerler arasında bir glikozit bağı kurulduğu için bu olaya glikozitleşme denir. Disakkaritlerin tekrar yapı birimine dönüşmesi de hidroliz reaksiyonları ile olur. Dehidrasyon Glikoz + Glikoz Maltoz + H O Arpa þekeri Hidroliz 2 Dehidrasyon Glikoz + Galaktoz Laktoz + H O Süt þekeri Hidroliz 2 Dehidrasyon Glikoz + Fruktoz Sükroz + H O Çay þekeri Hidroliz 2 Maltoz disakkariti bitkisel kökenli olup arpa tohumunda, laktoz disakkariti hayvansal kökenli olup süt salgısında, Sükroz (Sakkaroz) disakkariti bitkisel kökenli olup şeker pancarı ve şeker kamışında bulunur. Bu şekerler birbirinin izomeridir. c. Polisakkaritler: Dehidrasyon tepkimesi ile oluşur. Temel yapı birimi glikozdur. Çok sayıda glikozun bir araya gelerek oluşturduğu kompleks yapılı şekerlerdir. Polisakkaritlerin sentezinde (n 1) tane glikozit bağı kurulduğu için (n 1) mol H 2 O açığa çıkar. Sindirilmeden kana geçemez. Hücrede hem deposal hem de yapısal olarak bulunur. Polisakkaritlerin birbirinden farklı olmasının temel nedeni glikozların farklı bağlanmasından kaynaklanır. Nişasta: Bitkilerde fotosentezle oluşan çok sayıda glikoz molekülünün dehidrasyonu ile oluşan deposal bir polisakkarittir. Fotosentez sonrası üretilen glikozlar bitkide nişasta şeklinde lökoplastlarda depo edilir. Suda çözünmez. İyot (lügol) çözeltisi ile mavi-mor renk oluşturur. n(glukoz) n(glukoz) n(glukoz) nişasta + (n 1) H 2 O glikojen + (n 1) H 2 O selüloz + (n 1) H 2 O glukoz + azotlu madde kitin + n 1 (H 2 O) n(asetilglikozamin) Glikojen: Hayvan hücrelerinde, mantarlarda ve bakterilerde deposaldır. Suda çözünür. Iyot çözeltisi ile kahverengi renk oluşturur. İnsanlarda kas ve karaciğerde bol miktarda bulunur. Selüloz: Bitkilerde ve alglerde hücre çeperinin yapısına katılan yapısal polisakkarittir. Selülozu oluşturan glikoz zinciri dallanma göstermeden düz zincirler hâlinde uzanır. Glikoz moleküllerinin birbirine ters dönerek bağlanmasıyla oluşur. Suda çözünmez. Otçullar selülozu işkembe ve bağırsaklarında yaşayan selüloz sindirici bakteriler yardımıyla sindirir. Kitin: Omurgasız hayvanların dış iskeletinde ve mantarların hücre çeperinde bulunur. Suda çözünmez. Monomerlerinin yapısında azot vardır (Glikozamin). Yapısal olarak selüloza benzer. Böceklerin dış yüzeyini örterek desteklik yaptığı için yapısal özelliktedir. Heparin kanın pıhtılaşmasını önleyen daha karmaşık yapılı bir polisakkarittir. 2. Yağlar (Lipitler) NOT Yapısında C, H ve O elementlerini bulundurur. Bazılarının yapısında N ve P'de bulunur. Canlıların yapısına katılmakla beraber hücrede yüksek enerjili besin kaynağıdır. Yapısında C ve H atomu fazla oksijen oranı azdır. Bu nedenle diğer besinlere oranla daha fazla enerji verir. Hücrede yüksek enerjili besin kaynağı olarak kullanılır. Buna rağmen yanmaları için çok oksijen gerekir. Hidrolizleri ve emilimleri zor olduğundan hücrede ikinci sırada enerji verici olarak kullanılır. Monomerleri yağ asidi ve gliseroldür. Monomerleri birbiriyle ester bağıyla bağlanırlar. Yapılarındaki hidrojen miktarı fazla olduğu için solunum-
10 da kullanıldıklarında daha fazla miktarda su açığa çıkar. Yağlar hafif moleküller oldukları için göçmen kuşlar ve kış uykusuna yatan canlılar tarafından depo edilir. Deri altında birikerek ısı izolasyonu sağlar. Organların etrafını sararak organları dış etkilerden korur. Yağda eriyen (ADEK) vitaminlerin emilimini kolaylaştırır. Karbonhidrat ve proteinlerin fazlası vücutta yağ olarak depo edilir. Gliserol: Gliserol bir alkoldür. Bu moleküle aynı zamanda gliserinde denir. Gliserole bağlanan yağ asitlerinin çeşidine göre çeşitli yağ molekülleri elde edilir. Gliserole hücre zarında fosfat ve glikoza bağlanır. Yağ asidi: Doğadaki yağ asitlerinin farklı olmasına bağlı yağlar da çok çeşitli yapıdadır. Yağ asitlerlinin karbonları (C) arasında çift bağ varsa bunlara doymamış yağ asitleri denir. Bu yağlar bitkisel kökenlidir. Oda sıcaklığında ise sıvıdır. Örneğin, pamuk yağı, zeytin yağı, oleik asit, linoleikasit gibi. Yağ asitlerinin karbonları arasında tek bağ varsa bunlara doymuş yağ asitleri denir. Bu yağlar hayvansal kökenlidir. Oda sıcaklığında katıdır. Örneğin kuyruk yağı, tereyağ, bütirik asit ve palmitik asit gibi. İnsan vücudu bazı yağları sentezleyemeyip dışarıdan alır. Dışarıdan zorunlu olarak aldığımız bu yağlara temel (esansiyel) yağlar denir. Esansiyel yağlar hormonların yapısına katılır ve sağlıklı yaşam için gereklidir. Örneğin linoleik asit karbonları arasında çift bağı taşıyan esansiyel yağdır. Yağların gruplandırılması: Yağ molekülünün çeşitliliğini yağ asidi çeşidi belirler. Çünkü gliserol molekülü, tüm yağ çeşitlerinde aynıdır. Hayvan ve bitkilerde ayrıca mikroorganizmalarda 100'den fazla yağ asidi çeşidi elde edilmiştir. a. Nötral yağlar (Trigliseritler): Doğada ve vücudumuzda en fazla bulunan yağlardır. Önemli bir depo maddesidir. 3 yağ asidi ve bir gliserolün birleşmesi sonucunda oluşur. Nötral yağların (trigliserit) sentezi dehidrasyon esaslı olduğundan üç ester bağıyla bağlanır ve üç molekül su açığa çıkar. Bu olaya esterleşme denir. 3 Yağ asidi + Gliserin Nötral yağ + 3 H O 2 Nötral yağlar sentezlenirken, gliserolün üç alkol grubunada yağ asitleri bağlanır. Bu yağ asitleri aynı olabileceği gibi farklı da olabilirler. Nötral yağlar bitki ve hayvanlarda deposaldır. Doymuş ve doymamış yağlar bu gruptandır. b. Fosfolipitler: Hücre zarının yapısında bulunur. Polar yağlardır. Yapısında 2 tane yağ asidi, bir gliserol ayrıca fosforik asit bulunur. c. Glikolipitler: Bu grupta yer alan lipitler hücre zarında bulunur. Yapısında lipit ve karbonhidrat bulundurur. Yağ olarak yağ asidi bulundurur. Karbonhidrat olarakta glikoz yer alır. Ayrıca hücre zarında bulunan yağlar proteinlerle beraber lipoprotein yapısını oluşturur. d. Steroidler: Daha çok hayvansal hücrelerde bulunur. D vitamini ve eşey hormonları steroiddir. Ayrıca böbrek üstü bezinin kabuk kısmından salgılanan aldosteron, safra tuzları ve kolestrol steroid yapılıdır. Kolestrol hayvansal hücrelerde hücre zarının yapısına katılır. Kolestrol hücre zarının yapısına katılarak hücreye sağlamlık verir. Fakat hücre zarında birikimi arttıkça hücre zarının akışkanlık kabiliyeti azalır. Bu nedenle hücre zarından madde geçişi azalır. Ayrıca kolestrol damarlarda birikerek damar sertliğine yol açar. e. Karotenoidler: Bitkilerde kloroplastta klorofille beraber bulunur. Karoten, ksantofil ve likopen gibi renk maddesi olarak bulunur. 3. Proteinler Yapısında C, H, O ve N bulunur. Bazı proteinler S ve P elementlerini de içerir. Canlıların vücudunda yapısal olarak en fazla bulunur. Proteinler DNA kontrolünde sentezlendiğinden canlıya özeldir. Bu nedenle canlıların sınıflandırılmasında kullanılır. Proteinler üçüncü sırada enerji verici olarak kullanılır. Vücutta hem yapısal hem de işlevsel olarak bulunur. Yapısal olanları kas, kemik ve kıkırdağın yapısında işlevsel olanları ise enzimlerin ve hormonların yapısında bulunur. Proteinler büyüme ve gelişmede önemlidir. Eksikliğinde zekâ geriliği, yaraların geç onarımı, bağışıklık sisteminde zayıflama, alyuvar yapımında aksama, ayrıca kas kaybı görülür. Kan proteinlerinin azalmasına bağlı kanın osmotik basıncı düşer ve dokularda su birikmesine bağlı ödem meydana gelir. Hayvansal proteinler bitkisel proteinlerden daha fazla aminoasit içerir. NOT Proteinlerin monomerleri aminoasitlerdir. Doğada bulunan aminoasitlerin birbirinden farklı olmasını radikal grup sağlar. Aminoasitler amfoter yapıdadır. Yapısındaki karboksil grubu (COOH) asit, amino grubu (NH ) ise bazdır. Protein sentezi sırasında bir çok aminoasit bir araya 2 gelip peptit bağlarıyla bağlanır. Peptitleşme sırasında (n 1) mol peptit bağı oluşur ve (n 1) mol H 2 O açığa çıkar. Protein sentezinde aminoasitler, birinci aminoasitin karboksil grubu ve diğer aminoasitin amino grubuyla birleşerek polipeptit zincirini oluşturur.
11 H Amino grubu R H N C C H O OH Karboksil grubu R Radikal (değişken) grup Aminoasit Genel Formülü Aminoasitler depo edilemezler. Fazlası karaciğerde yağ ve proteine dönüştürülür. Bir kısmınında karaciğerde amin grubu ayrılarak (deaminasyon) sitrik asit döngüsüne katılır ve enerji eldesinde kullanılır. Daha sonra amin grubu ornitin devrinde NH 3, üre ve ürik asite dönüşerek böbreklerden dışarı atılır. İki aminoasitin birleşmesiyle dipeptit, üç aminoasitin birleşmesiyle tripeptit, çok sayıda aminoasitin birleşmesiyle polipeplit oluşur. NOT NOT d. Savunma fonksiyonu: Vücudumuza giren yabancı antijenleri, plazma hücrelerinin salgıladığı protein yapıdaki antikorlar çöktürerek etkisiz hâle getirir. e. Tanıma ve taşıma fonksiyonu: Hücre zarında bulunan proteinler sensör özelliğinde olup hücreye gelen maddeleri tanır. Ayrıca hücre zarında bulunan proteinler arasındaki porlarda ise taşıyıcı proteinler bulunur. Bu proteinler ise besinleri sitoplazmaya taşır. Alyuvarlardaki küresel bir protein olan hemoglobin O 2 ve CO 2 taşır. Proteinleri oluşturan polipeptit zincirindeki aminoasitlerin sırasına sukuens denir. Belirli bir düzen içerisinde aminoasitlerin polipeptit zincirindeki diziliş sukuensine proteinlerin primer yapısı denir. Sekonder yapı proteinlerin aktif ve fonksiyonel olan şeklidir. Fibrilli proteinler (Keratinler ve kollajen) sekonder proteindir. Tersiyer proteinler polipeptit yapıların kıvrılmasıyla globüler bir yapı kazanır. Örneğin miyoglobin ve ribonükleaz. İki ya da daha fazla polipeptit zincirinden oluşan protein yapılarına kuarterner yapı denir. Örneğin enzim ve hormon. Örnek Tendon, aşil tendonu, kollajen, elastik ve ağsı lifler gibi. A A A A A A A A A polipeptit dipeptit H tripeptit 2 O peptit bağı Proteinlerin birbirinden farklı olma nedeni aminoasitlerin çeşidi, sayısı ve dizilişleridir. İnsan vücudu 8 tane aminoasiti sentezleyemez ve dışarıdan alır. Zorunlu olarak bitkisel ve hayvansal kaynaklardan elde ettiğimiz bu aminoasitlere temel (esansiyel) aminoasit denir. Isıtma, yüksek basınç ve asit gibi etkenler proteinlerin doğal yapısını bozarak denatüre eder. Denatüre olan bir proteinin zincir yapısı bozulduğu için faaliyetini yerine getiremez. Eğer denatürasyonun etkisi hafif ise normal şartlara tekrar eski haline dönebilir. Bu dönüşüme renatürasyon denir. Proteinlerin görevleri: a. Yapısal fonksiyonu: Hücrenin iskeletini oluşturan mikrotübül ve flamentler, saçlarımızda keratin proteini, kaslarımızdaki aktin ve miyozin iplikleri yapısal proteindir. Proteinler büyüme ve gelişmede etkilidir. Hücre zarının yapısına katılırlar. b. Enzim fonksiyonu: Enzimin asıl kısmı olan apoenzim ve basit enzimler proteinlerden oluşur. Canlılarda meydana gelen bütün metabolik olaylar enzim yapılı proteinlerce gerçekleştirilir. c. Hormon fonksiyonu: Hormonlar vücudumuzda denetleyici ve düzenleyici görevdedir. Ayrıca organlar arasındaki uyum ve koordinasyonu sağlar. Kan yoluyla taşınır. 4. Vitaminler Hücre metabolizmasında gerekli organik düzenleyicilerdir. Vücutta direnç artırır. Bağışıklık sistemini güçlendirir. C, H ve O'den oluşur. Vitaminler, monomer yapıdadır fakat polimerleşmez. Vitaminler sindirilmezler, enerji vermezler ve doğrudan kana emilirler. Koenzimlerin yapısına katıldıklarından vücutta düzenleyicidirler. Bir vitaminin eksikliğini diğeri gideremez. Bitkiler ve diğer üreticiler ihtiyaç duyduğu bütün vitaminleri sentezleyebilir. Fakat insanlar vitaminleri sentezleyemez ancak dönüştürürler. Örnek Havuçtan alınan karoten yapılı provitamin A karaciğerde A vitaminine, steroit yapılı provitamin D ise deride D vitaminine dönüşür. Vitaminlerin az olması ya da fazla olması metabolik aksaklıkları oluşturur. Fazla alındıklarında hipovitaminosis denen vitamin zehirlenmesi ortaya çıkar. Özellikle ısı, ışık ve ağır metaller vitaminlerin yapısını bozar. Vitaminler yapıya katılamazlar. Vitaminler büyümenin oluşmasında, sinir ve sindirim sisteminin düzenli çalışmasında bağışıklık sisteminin düzenli olmasında önemlidir. Yağda eriyen vitaminler: Bu vitaminler (A, D, E, K) karaciğerde ve yağ depolarında birikir. Depolanabildiği için vücutta eksikliği hemen hissedilmez. Suda eriyen vitaminler: Bu vitaminlerin (B ve C) fazlası depo edilmez. Suda çözündüğü için fazlası idrarla böbreklerden dışarı atılır.