Oksijenli Solunum Nedir? Oksijensiz Solunum Nedir? Oksijenli Ve Oksijensiz Solunum

Oksijenli Solunum Nedir? Oksijensiz Solunum Nedir? Oksijenli ve oksijensiz solunum
Oksijenli Solunum Nedir? Oksijensiz Solunum Nedir? Oksijenli ve oksijensiz solunum
OKSİJENLİ SOLUNUM



O2’li solunum, ökaryot hücrelerde mitokondrideki ETS ile, prokaryot hücrelerde ise hücre zarında, mezozomda ya da stoplazmada bulunan ETS ile gerçekleşirBu yüzden O2’li solunum tapan tüm hücrelerde mitokondri bulunur genellemesi yanlıştırAslında O2'li solunum yapan tüm hücrelerde bulunması gereken şey solunum enzimleri yani ETS elemanlarıdırProkaryot hücrelerde de O2‘li solunum reaksiyonları mitokondrisi olan hücrelerdeki gibidir



• MİTOKONDRİNİN YAPISI:
Mitokondrinin iç zarı içeriye doğru girinti yaparak kristaları oluşturur Kristalar mitokondrilerinin iç yüzeylerini arttırarak birim zamanda sentezlenen ATP miktarını arttırmıştırÇünkü çok ETS çok ATP üretimine neden olur

Mitokondrilerin kendilerine özgü DNA,RNA ve ribozomları vardırBundan dolayı mitokondriler gerektiğinde bölünerek çoğalabilirlerMitokondrinin bölünmesi Dnaı kontrolü altında gerçekleşir
Mitokondride protein sentezi yapılırÇünkü mitokondrinin kendşne özgü ribozomu vardırMitokondriler hücrein enerji santralleri olduğundan enerji ihtiyacı fazla olan hücrelerde mitokondri sayısı fazladırÖrn:Kas ve karaciğer hücreleri

Mitokondri zarı krebs devrinde ve ETS’de kullanılacak maddelere geçirgendir Örn: Sitoplazmadan mitokondriye: H2‘ler, O2 , piruvat, yağ asidi, amino asit Mitokondriden stoplazmya ATP,H2O, CO2 geçer

MİTOKONDRİ VE KLOROPLASTIN KARŞILAŞTIRILMASI:

MİTOKONDRİ
-> Çift zarlıdır
-> ETS bulunur
-> DNA RNA ribozom ve enzimler bulunur
-> Dış zarı düz; iç zarı girintili çıkıntılıdır
-> Protista alemi fungiler ile bitki ve hayvanlarda bulunur
-> Organik maddeler CO2 ve H2O ya parçalanır

KLOROPLAST
-> Çift zarlıdır
-> ETS bulunur
-> DNA RNA ribozom ve enzimler bulunur
-> Dış zarı düz; iç zarı lamellidir
-> Öglena ve bitki hücrelerinde görülür
-> CO2 ve H2O u organik maddelere dönüştürür

SOLUNUM:canlıların enerji elde etmek için organik besin maddelerini parçlamalarına solunum denirSolunum oksijenli ve oksijensiz solunum olarak ikiye aayrılır
OKSİJENSİZ SOLUNUM:organik maddelerin enzimatik reaksiyonlara yıkılıp enerji üretilmesine oksijensiz solunum (fermantasyon) denirSitoplazmada gerçekleşen reaksionlardır:hücrelerde enerji üretmek için genellikle gilikoz kullanılırFermantasyon reaksiyonlarında glikozun pirüvik asite kadar olan yıkımına glikoz denir
OKSİJENSİZ SOLUNUM:organikbesin maddelerini oksijenle yakılıp ATP enerjisi üretimine oksijenli solunm denirgerek canlılarda gerekse diş ortamlarda oksitlenme esnasında enerji açıga çıkarCanlı vucudunda
açıga çıkan enerji enzim sistemiyle kontrol altına alınır veATP molekülünde depo edilir

SOLUNUM ÇEŞİTLERİ

• Bazı canlılar besinlerin yıkılmasında oksijen kullanırlar;yani OKSİJENLİ SOLUNUM yaparlar
• Bazıları ise oksijen kullanamaz;yani OKSİJENSİZ SOLUNUM yaparlar

GLİKOLİZ

• Canlılar ister oksijenli ister oksijensiz solunum yapsın başlangıç reaksiyonları glikolizdir
• Glikozun pürivata parçalandığı bu reaksiyonlara glikoliz denir

Glikoliz Reaksiyonları

• Stoplazmada gerçekleşir
• Glikoz fruktoza dönüşür ve 2 PGAL(Fosfogliseraldehit)oluşur
• PGAL ortamda bulunan NAD(NikotinAmidDinükleotid) ile NADH2 oluşturur
• Ortamda bulunan ADP’ler ATP’ye dönüşür4 ATP sentezlenmiş olur

OKSİJENSİZ SOLUNUM

2 tip oksijensiz solunum vardır
1) Etil Alkol Fermantasyonu
2)Laktik Asit Fermantasyonu

EtilAlkol Fermantasyonu

• Bakteriler ve bazı mayalar tarafından gerçekleştirilir
• Glikoz parçalandıktan sonra elde edilen pürivattan 1 CO2 çıkarak Asetaldehit oluşturular
• Asetaldehit NADH2 ile reaksiyona girerek onun Hidrojenlerini alır
• Son ürün Etil Alkoldür

Laktik Asit Fermantasyonu

• Çizgili kaslardaki hücreler yeterli oksijen bulamadığında, oksijensiz solunum gerçekleştirirler
• Glikolizde oluşan pürivatlar mitokondriye geçemediğinden, glikolizde NAD’a verdiği hidrojenleri geri alarak laktik asite dönüşür

Oksijenli Solunum

• Canlı hücrelerde karbonhidrat, yağ ve proteinlerin oksijen kullanarak parçalanması ve ATP sentezlenmesi olayıdır
• Karbonhidratlar monosakkaritlere, yağlar yağ asitleri ve gliserole, proteinler aminoasitlere dönüştürüldükten sonra solunum tepkimelerine katılırlar
• Oksijenli solunumun genel denklemi:

Glikoz + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP şeklidedir

Oksijenli Solunum 3 Kademede Gerçekleşir

• Glikoliz Evresi
• Krebs Devri
• Oksidatif Fosforilasyon Evresi (ETS)

A) Glikoliz Evresi

Tıpkı oksijensiz solunumda olduğu gibidir

B) Krebs Devri

• Ortamda O2 varsa pürivatlar mitokondriye geçer
• Herbir pürivat molekülünden 1 mol CO2 ve 2 mol H ayrılır
• 2 C’lu bir molekül olan Aktif Asetik asit oluşur
• Aktif Asetik asit 4 C’lu bir molekülle birleşerek 6 C’lu Sitrik asiti oluşturur
• Sitrik asit 5 C’lu bir bileşiğe dönüşürken 1 CO2 oluşur
• 5 C’lu bileşikten 1 CO2 daha ayrılır ve 4 C hale gelir
• En son 4 C’lu molekül bir kaç defa ortama H+ verdikten sonra tekrar 4 C’lu hale gelir

C) Oksitatif Fosforilasyon (ETS)

• Glikoliz ve krebs devrinde hazırlanan NADH2 ve FADH2 deki H atomlarına ait elektronlar ETSden geçtikten sonra O2 ile birleşir
• Bu sırada ATP üretilir ve sonuçta HO2 molekülleri oluşur Bu devreye Hidrojen yolu reaksiyonları denir
• NADH2 üzerinden ETSye giren 2 elektronun O2 ye taşınması sırasında 3 ATP üretilir
• Eğer 2 elektron FADH2 üzerinden ETSye katılırsa üretilen enerji miktarı 2 ATPdir
• Burada ATP sentezi yükseltgenme ve indirgenme reaksiyonlarıyla sağlandığı için bu devreye ve ATP üretim şekline Oksitatif Fosforilasyon denir

Oksijenli Solunumda Enerjinin Hesaplanması

• Glikoliz reaksiyonlarında 4 ATP (enzim-substrat düzeyinde),
• Krebs devrinde 2 ATP (enzim-substrat düzeyinde),
• ETS de 34 ATP (oksitatif fosforilasyonla) olmak üzere
• Toplam 40 ATP
• Glikolizde harcanan 2 ATP (aktifleşme enerjisi olarak) ile
• Net Kazanç: 38 ATP dir

Oksijenli Solunumun Fermantasyondan Farkları

• Glikoz + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP
• O2 kullanılır
• İnorganik yapıda (CO2 ve H2O) son ürünler oluşur
• 40 ATP üretilir (toplam)
• Mitokondri görev yapar
• Canlıların çoğunda gerçekleşir
• ETS enzimleri görev yapar
• Krebs devri vardır

Fermantasyonun Oksijenli Solunumdan Farkları

• Glikoz 2 CO2 + 2 Etil Alkol + 2 ATP veya Glikoz 2 Laktik Asit + 2 ATP
• O2 kullanılmaz
• Etil Alkol, Laktik Asit ve Asetik Asit gibi organik ürünler oluşur
• 4 ATP üretilir (Toplam)
• Tamamı sitoplazmada gerçekleşir
• O2 siz solunum yapan az sayıda canlıda ve de O2 nin bulunmadığı veya yetersiz olduğu durumlarda kas hücrelerinde gerçekleşir

Fermantasyon ve Oksijenli Solunumun Ortak Yönleri

• CO2 oluşumu olabilir
• ATP oluşur ve ATP harcanır
• Glikoz kullanılır
• Enzimler görev yapar
• Glikoliz gerçekleşir

Canlılarda Oksijensiz Solunum

Tüm canlılarda sitoplazmada gerçekleşir Besinler tam olarak parçalanamaz Net 2 ATP açığa çıkar İki aşamada gerçekleşir Besin monomerleri parçalanır Canlı ağırlığı azalır

1) Glikoliz
2) Son Ürün Reaksiyonları

1) Glikoliz (Substrat Düzeyinde Fosforilasyon)

Bu aşamada;- 2 NADH2 üretilir,
- 2 ATP harcanır,
- 4 ATP sentezlenir,
- 2 ATP net kazanç olur

2) Son Ürün reaksiyonları

Son ürün reaksiyonlarının amacı indirgenen NAD'ı yükseltgemek, pirüvik asit birikimini önlemek ve glikoliz reaksiyonlarının takrarını sağlamaktır Etil Alkol Fermantasyonu ve Laktik Asit Fermantasyonu olmak üzere iki çeşit son ürün reaksiyonu vardır

2a) Etil Alkol Fermantasyonu

Glikoliz sonucu oluşan 3 karbonlu pirüvik asit, ortama CO2 vererek 2 karbonlu Asetaldehite dönüşür Asetaldehit glikoliz evresinde oluşan NADH2'lerin hidrojenlerini tutarak etil alkole dönüşür İndirgenen NAD glikoliz evresinde tekrar kullanılır Bu fermantasyon sitoplazmada gerçekleşir

2b) Laktik Asit Fermantasyonu

3 karbonlu pirüvik asit glikoliz evresinde üretilen NADH2'nin hidrojenlerini tutarak laktik asite dönüşür Laktik asit kana geçer Karaciğerde glikoza dönüşür ve karaciğerde glikojen olarak depo edilir Laktik asitin bir kısmı kana geçtikten sonra pirüvik asite dönüşür ve oksijenli solunumda kullanılırLaktik asit insanda yorgunluk hissine sebep olur Bu fermantasyonda etil alkol fermantasyonu gibi sitoplazmada gerçekleşir

OKSİJENSİZ ( ANAEROBİK ) SOLUNUM Glikozun, oksijen olmadan enzimler yardımıyla etil alkol, laktik asit gibi organik bileşiklere parçalanarak enerji elde edilmesi olayına “ oksijensiz solunum “ (fermantasyon) denir
Glikozun çeşitli enzimler yardımıyla pirüvat (pirvik asit) ‘ a kadar parçalanmasına “ GLİKOLİZ “ denir

ÖNEMLİ !

Glikoliz olayının özellikleri :
· Oksijen olsun olmasın bütün hücrelerde gerçekleştirilir Çünkü bu reaksiyonu etkileyen enzimler bütün canlılarda aynıdır
· Prokaryot ve ökaryot hücrelerin sitoplazmasında geçer
· Bazı ökaryot hücrelerin yeterli oksijen bulamadığı kritik durumlarda, acil ATP gereksinimini karşılar
GLİKOLİZ EVRESİNİN ÖZETİ

· Bir molekül glikozun , 2 pirüvik asit + 2NADH2 ‘ ye yıkılmasıdır
· Glikozu aktifleştirmek için 2 mol ATP harcanır
· Glikozun aktifleşmesi olayında önce bir mol ATP’ den bir fosfat grubu glikoza bağlanır ve Glikoz fosfat oluşur
· Glikoz fosfat bir enzim (izomeraz) yardımıyla ,fruktoz fosfata dönüşürBir mol ATP’den bir fosfat grubu daha alınrak difosfat oluşur
· 6 karbonlu fruktoz difosfat parçalnarak, 3 karbonlu, 2 molekül PGAL oluşur
PGAL’ den piruvatın oluşmasına kadar geçen evrede 4 ATP molekülü sentezlenir Glikolizin başlangıcında glikozu aktifleştirmek için 2 ATP harcandığı için, glikolizin net enerji kazanci 2 ATP’ dir Bu olaylarda oluşan ATP, enzim – substrat ilişkisi sonucu ortaya çıktığından buna SUBSTRAT DÜZEYİNDE FOSFORİLASYON denir
NAD, glikoliz sırasında oluşan hidrojenleri tutarak NADH2 ‘yi oluşturur ve böylece glikolizi devam ettirir NADH2 ise glikoliz olayından sonra hidrojenini pirüvik aside verir ve pirüvik asit, alkol veya aside dönüşür Böylece, glikolizin devamını sağlayan NAD, tekrar hidrojen tutmak için serbest kalmış olur
ÖNEMLİ !
· Yeryüzünde yaşayan tüm canlılarda glikoliz olayı görülür Nedeni tüm canlılarda glikozu, piruvata parçalayan aynı enzimler ( bir enzim – bir gen hipotezine göre aynı genlerde diyebiliriz) bulunur Bu durumu, bazı evrimciler tek atadan gelme görüşlerine örnek olarak göstermektedirler
Ortamda oksijen olsa da olmasa da glikoliz olayları devam eder Ancak piruvattan sonra reaksiyonlar canlıdan canlıya farklılık gösterirBunun nedeni reaksiyonları etkileyen enzimlerin farklı olmasındandır
Oksijensiz koşullarda glikoliz ile oluşan piruvat iki yönde değişikliğe uğrar :
1- ETİL ALKOL FERMENTASYONU : Piruvattan alkol oluşuyorsa buna “etil alkol fermentasyonu” denir Alkol fermentasyonu maya hücreleri ve bazı bakterilerin kullandığı enerji elde etme yoludur

ALKOLİK FERMENTASYONUN ŞEMATİK GÖRÜNÜŞÜ
- LAKTİK ASİT FERMENTASYONU :
Piruvattan laktik asit oluşuyorsa buna “ laktik asit fermentasyonu “ denir Laktik asit fermentasyonu, canlılarda kas hücrelerinin oksijensiz kalması sonucunda görülen zorunlu bir solunum şeklidir

LAKTİK ASİT FERMENTASYONUN ŞEMATİK GÖRÜNÜŞÜ

ÖNEMLİ !
“ Bütün fermentasyon olaylarında piruvata kadar olan evreler aynıdır Ancak, piruvattan sonra gelen son ürün etil alkol, asetik asit, sitrik asit ve aseton olabilirBunun nedeni piruvattan sonraki kademelerde farklı enzimlerin kullanılmasıdır “
ÖNEMLİ !
“ Fermentasyon günlük yaşantımızda da önemlidirÇünkü, yoğurt, bira, peynir, ekmek, turşu, vb gibi çoğu besin maddelerinin yapımı fermentasyonla olur “

OKSİJENLİ ( AEROBİK ) SOLUNUM

ÖNEMLİ !
“ Oksijen, canlı sistemlerdeki enerji üretiminde iyi bir yükseltgen olarak görev yapar Yani kuvvetli bir elektron alıcı olarak kullanılır Bu da hücreye giren organik besinlerin parçalanması ve kimyasal bağlarındaki enerjinin açığa çıkmasını sağlar
“ Dünyamızı örterek güneşten gelen zararlı ışınların biyosfere ulaşmasına engel olan ozon tabakasının kaynağını oksijen oluşturur”
“ Oksijenin kaynağı bitkilerdirFotosentez yoluyla üretilir “

OKSİJENLİ SOLUNUMUN ENERJİ HESABI

Oksijenli ve Oksijensiz Solunum
Canlılar yaşamlarını sürdürebilmek için enerjiye ihtiyaç duyar Enerji ancak besin maddelerinden karşılanabilir Canlıların aldıkları besin maddelerini oksijen kullanarak veya oksijen kullanmadan enerji elde etmesine solunum denir Solunumda, alınan basit şeker (glikoz) hücre içerisinde parçalanır ve bunun sonucunda enerji, karbondioksit ve su oluşur Bazı canlılar glikozu oksijen kullanarak parçalar ki bu olaya oksijenli solunum denir Oksijenli solunum olayı hücrelerde mitokondri de gerçekleşir



Not: Bitkiler de canlı olduğuna göre onlar da solunum yaparlar Solunum hem gece hem gündüz yapılır Fotosentez ise sadece ışık varlığında (bu sadece gündüz olarak da ifade edilebilir) yapılır
Solunum yapılıyor ve enerji üretiliyor Peki, elde edilen enerji hücrelerde nasıl kullanılıyor?
Yaşamsal faaliyetlerimiz için gerekli olan enerji solunumda açığa çıkar Açığa çıkan bu enerji ATP(adenozintrifosfat) molekülünde saklanır Bir ATP molekülünde adenin organik bazı ve üç fosfat grubu(fosforik asit molekülü) vardır Bu fosfat grupların arasındaki bağların kopmasıyla enerji açığa çıkar Bu enerji canlıların beslenmesini, konuşmasını, koşmasını kısaca yaşamının devam etmesini sağlayan enerjidir Bitkiler ise büyüme, besin maddelerini farklı organlara taşıma ve ışığa yönelme gibi faaliyetlerini gerçekleştirirken enerji kullanırlar
Aşağıda ATP molekülünün yapısı gösterilmektedir



Bazı canlılar solunumlarında (yani glikozu parçalarken) oksijen kullanmazlar Oksijen kullanılmadan besinlerdeki kimyasal bağ enerjisinin ATP enerjisine dönüştürülmesi olayına oksijensiz solunum denir (Oksijensiz solunumun diğer isimleri = mayalanma = fermantasyon) Bir çok bakteri, maya mantarları, memeli hayvanların çizgili kas hücreleri ( O2siz durumda) oksijensiz solunum yapar
* Günlük hayatımızda oksijensiz solunumun görüldüğü olaylara örnekler:
●Peynir, yoğurt, turşu, soya sosu, ekmek yapımında bazı bakteri ve mantarların oksijensiz solunum yapmalarından faydalanılır
●Ağır ve uzun egzersizler yaptığımızda çizgili kaslarımız oksijeni yeterli alamaz Bu anlarda kas hücreleri oksijensiz solum yapar Bunun sonucunda kaslarda yorgunluk hissi veren bir tür asit birikir Kas hücreleri normal temposuna geçtiğinde bu hücreler yeniden oksijenli solunum yapmaya devam eder

Oksijensiz solunum, oksijenli solunuma göre daha kısa ve hızlı gerçekleşen bir olaydır Bir glikozdan oksijenli solunum sonucunda 38 ATP oluşurken, oksijensiz solunumda 2 ATP oluşur Bu nedenle oksijenli solunum sonucunda oluşan enerji, oksijensiz solunumda oluşan enerjiye oranla daha fazladır

Fotosentez ve Solunum Arasındaki İlişki

Bu iki olay birbirinin tersi gibidir



Solunum Fotosentez 1 Tüm canlılarda görülür 1 Klorofil taşıyan canlılarda görülür 2 Her an gerçekleşir 2 Işıklı ortamda gerçekleşir 3 Besin ve oksijene ihtiyaç vardır 3 Su, karbondioksit ve ışığa ihtiyaç vardır 4 Karbondioksit, su ve enerji üretilir 4 Besin ve oksijen üretilir 5 Ökaryot hücrelerde mitokondri de gerçekleşir 5 Ökaryot hücrelerde kloroplastta gerçekleşir 6 Ağırlık azalmasına neden olur 6 Ağırlık artmasına sebep olur
Hazırlayan:Kübra BAŞ