Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

Sunum yükleniyor. Lütfen bekleyiniz

CANLILAR VE ENERJİ. Metabolizma Anabolizma: Yapım Katabolizma: Yıkım özümleme yadımlama Bazal Metabolik hız nasıl ölçülür? Yemekten 12 saat sonra tam.

Benzer bir sunumlar


... konulu sunumlar: "CANLILAR VE ENERJİ. Metabolizma Anabolizma: Yapım Katabolizma: Yıkım özümleme yadımlama Bazal Metabolik hız nasıl ölçülür? Yemekten 12 saat sonra tam."— Sunum transkripti:

1 CANLILAR VE ENERJİ

2

3 Metabolizma Anabolizma: Yapım Katabolizma: Yıkım özümleme yadımlama Bazal Metabolik hız nasıl ölçülür? Yemekten 12 saat sonra tam dinlenme anında vücudun sadece yaşamaya yetecek fonksiyonlarını sürdürecek kadar ihtiyacı olan enerji. Bazal Metabolizma Hızını, vücut yüzeyi, cinsiyet, yaş, gebelik, kas dokusu, büyüme, hormonlar.., uyku, ateş, çevre ısısı gibi etmenler etkilemektedir. Bazal metabolizma kullanılan oksijen miktarı belirlenerek ve oluşan kalori ölçülerek bulunabilir.

4 CO2+H2O  C6H12O6 +O2 C6H12O6 +O2  CO2 +H2O Anabolizma Katabolizma

5 Enerji Nedir? Neden Canlıların enerjiye ihtiyaçları vardır? Vücudunuzda enerji harcadığınız 3 önemli faaliyet nedir?

6 Hücrenin neden enerjiye ihtiyacı vardır? Hücrede Enerji gerektiren faaliyetler Nerede gerçekleşir? Niçin enerji gerekir?

7 Canlılar enerji ihtiyaçlarını nereden karşılarlar? Hücre enerji ihtiyacını nereden karşılar?

8 Aşağıda verilen molekülleri inceleyerek enerji miktarlarını azdan çoğa doğru sıralayınız. Na

9 KİMYASAL BAĞ ENERJİSİ : Atom veya moleküllerin birbirlerine bağlanarak oluşturdukları bağdaki enerjidir. Bu bağ oluşurken enerji gerekir. Yıkıldığında da enerji açığa çıkar.

10 I. Aminoasit+aminoasit → Dipeptid+ H 2 0 II. CO 2 +H 2 O → Glikoz+O 2 III. Nişasta +(H 2 O) n-1 → (Glikoz) n IV. 3Yağ asidi + Gliserol → Yağ+3Su Yukarıdaki tepkimelerden hangileri anabolik tepkimelerdir? A. I ve IVB. II ve IIIC. Yalnız III D. Yalnız IIE. I, II, IV Bu tepkimelerden hangileri dehidrasyondur? A. Yalnız III B.II ve III C.I ve II D. I ve IV E. I, II,III,IV

11 Neden reaksiyona girmiyor? Glikoz O2O2

12 Enerji kaybolur mu? Tüm enerjiden yararlanılabilir mi?

13

14 Termodinamik kuralları: 1. Enerji kaybolmaz, farklı enerji şekillerine dönüşür. 2. Bu dönüşüm sırasında enerji kullanılamaz (ısı) şekline de dönüşebilir.

15

16 Biyolojik dünyada üç ana tip enerji dönüşümü vardır: 1. Güneşin ışık enerjisi fotosentez olayı ile organik besinlerin bağlarındaki kimyasal enerjiye dönüşür. 2.Organik besinlerin kimyasal bağ enerjisi hücresel solunum sırasında biyolojik olarak kullanışlı enerjiye ( ATP’nin fosfat bağları ) 3. Fosfat bağlarının kimyasal enerjisi kas kasılması, yeni moleküllerin sentezi gibi işlerde kullanılır.

17 ISI ENERJİSİ : Enerji bir şekilden diğerine çevrilirken bir kısmı ısı enerjisine dönüşür. Ve çevreye yayılır IŞIK ENERJİSİ : Akkor halindeki maddelerin çevrelerine yaydıkları enerjidir. Güneş en önemli ışık kaynağıdır ve tek yönlü bir akış gösterir. Işık enerjisi, çeşitli maddeler tarafından emilebilir, yansıtılabilir ve geçirilebilir. Bu üç olayın ikisi ya da üçü birlikte de olabilir. Hareket enerjisi: Kimyasal enerji:

18 HÜCRELERİN KULLANABİLECEĞİ ENERJİ ( ATP ) Görevi: Yapısı: Hücrelerde meydana gelen metabolizma olayları için gerekli enerji ATP den sağlanır. Bütün hücreler ihtiyaçları olan ATP yi kendileri üretirler! ATP nin yapısında ; 1. Adenin bazı 2. Riboz şekeri 3. Üç tane fosfat (P) bulunur

19 ATP Biyolojik sistemlerde görev yapan ve serbest enerjiyi kısa süreli depolayan acil enerji kaynağıdır.

20 Adenin ile Ribozun birleşmesinden nükleozit oluşur.Buna Adenozin adı verilir. Fosfat gruplarının arasında yüksek enerjili fosfat bağları bulunur.( ~ ) Yapısal olarak RNAya benzer.

21 ATP molekülünün yapısında aşağıdaki bağ çeşitlerinden hangilerine rastlanmaz? I. Glikozit bağı II. Ester bağı III. Peptid bağı IV. Yüksek enerjili bağ A. Yalnız IB. Yalnız IIC. Yalnız III D. I ve IIE. I, II, III

22 Canlılar ATP dışında başka bir molekülü enerji amacıyla doğrudan kullanamaz. ATP hücrelerde depolanamaz. ATP hücre zarından geçemez. Bu nedenle her hücrede sentezlenir. Yani her hücre aralıksız solunum yaparak kendi ATP’sini sentezlemek zorundadır. Sadece virüsler ATP sentezleyemez. ATP’nin sentezi, dehidrasyondur. Su açığa çıkar. Yıkımı, hidrolizdir. Su ile parçalanır. ATP,kimyasal reaksiyonların başlaması gerekli olan, aktivasyon enerjisini sağlar. ATP nin Önemi

23 ATP + Su ADP + P i + Enerji (7.3kcal) ADP ye bir fosfat bağlanarak ATP sentezlenmesine Fosforilasyon denir. ATP sentezi için enerji gereklidir. ADP+ P i + Enerji ATP + Su A― P ~ P ~ P A― P ~ P + Pi kcal

24 Fosforilasyon: ADP ye P eklenerek ATP sentezlenmesidir.Sitoplazmada, mitokondri ve kloroplastta gerçekleşir. Defosforilasyon: ATP deki P bağının koparılması ve ADP üretilmesidir. Hücrede tüm anabolik reaksiyonlarda gerçekleşir.

25 * Aktivasyon Enerjisi * Aktif Taşıma * Biyosentez R. ( protein, yağ, karbonhidrat, DNA sentezi) *Kas kasılması * Sinirsel iletim Fotosentez (karanlık evre) Oksijenli Solunum ( 38ATP) Oksijensiz solunum (2ATP) Fotosentez AYDINLIK EVRE (fotofosforilasyon) Kemofosforilasyon FOSFORİLASYON DEFOSFORİLASYON ENDERGONİK reaksiyonlar enerji alır EGZERGONİK reaksiyonlar enerji verir.

26

27 Canlı sistemlerde enerjinin ATP nin yapısına aktarılması dört farklı yolla sağlanabilir: 1. Substrat Düzeyinde Fosforilasyon 2. Oksidatif Fosforilasyon 3. Fotofosforilasyon 4. Kemosentetik Fosforilasyon

28 1.Substrat Düzeyinde Fosforilasyon : Nasıl gerçekleşir? Nerede gerçekleşir?

29 1.Substrat Düzeyinde Fosforilasyon : Fosfat içeren bazı Organik bileşiklerin yapısındaki fosfatın enzimatik tepkimelerle ADP ye eklenerek ATP sentezlenmesidir. Bütün canlı hücrelerde gerçekleşir Glikolizevresi(sitoplazma) ve Krebs (mitokondri) evresinde görülür. Oksijen ve Elektron taşıma sistemi enzimleri(E.T.S.) kullanılmaz.

30 substrat düzeyinde fosforilasyon

31 2. Fotofosforilasyon : Nasıl gerçekleşir? Nerede gerçekleşir?

32 2. Fotofosforilasyon : Klorofil ve ETS ( Elektron Taşıma Sistemi) elemanları sayesinde ışık enerjisinden ATP sentezlenmesidir. Fotosentez yapabilen hücrelerde aydınlık evre reaksiyonlarında meydana gelir. Ökaryot hücrelerde kloroplastlarda, prokaryot hücrelerde klorofilli hücre zarı kıvrımlarında veya sitoplazmada meydana gelir.

33 3. Oksidatif Fosforilasyon: Nasıl gerçekleşir? Nerede gerçekleşir?

34 3. Oksidatif Fosforilasyon: Organik moleküllerin yıkımı sırasında serbest kalan elektronların ETS den geçerek oksijene aktarılması sırasında ATP üretilmesidir. Oksijenli solunum yapabilen hücrelerde ETS sırasında gerçekleşir Ökaryot hücrelerin mitokondrilerinde prokaryotların mezozomlarında gerçekleşir. Sonuçta H 2 O meydana gelir.

35 B- oksidadif fosforilasyon

36 4. Kemofosforilasyon : Nasıl gerçekleşir? Nerede gerçekleşir?

37 4. Kemofosforilasyon : İnorganik maddelerin oksidasyonu sonucu oluşan kimyasal enerjiden ATP elde edilmesidir. Sadece bakteride sitoplazmada görülür. 2NH 3 + 3O 2 2HNO 2 + 2H 2 O+Enerji ATP

38

39 HÜCRE SOLUNUMU Hücrenin enerji elde ettiği metabolik reaksiyonlardır. Oksijenli(aerobik) ve oksijensiz (anaerobik) olmak üzere iki şekilde gerçekleşir.

40 OKSİJENLİ SOLUNUM Glikozun içindeki C-H bağlar kontrollü olarak yıkılırken elektronlar bir dizi enzimatik reaksiyonla oksijene aktarılır. Bu sırada açığa çıkan enerji ATP üretilmesi için kullanılır. Bu olaya Oksijenli solunum denir. © 2012 Pearson Education, Inc.

41 Glikoz H kaybı (yükseltgenme) H alımı (indirgenme) (ATP) Oksijenli solunum bir redox işlemidir. fl10b Glikozun yapısındaki atomlar işaretlenmiş olarak aşağıda gösterilmiştir. C* Radyoaktif karbon atomu H* Radyoaktif hidrojen atomu O* Radyoaktif oksijen atomu

42 Hücre solunumu denklemi H iyon dağılımındaki değişikliği gösterir. –Glikoz H iyonlarını kaybeder ve CO 2 ye dönüşür. –Aynı anda, O 2 H atomlarını alır ve H 2 O ya dönüşür. –Elektronların kaybına yükseltgenme- oksidasyon –Elektron alımına indirgenme- redüksiyon denir. Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

43 Suyun Oksijeninin kaynağı: Havadaki C nun kaynağı: Suyun Hidrojeninin kaynağı: Havadaki oksijenin kaynağı:

44 Glikoz ve diğer besinlerin yükseltgenmeleri için Enzimler gereklidir. NAD + ( Nicotinamide Adenine Dinucleotide) –Glikozu yükseltgeyen önemli bir koenzimdir, –Elektronları alır ve –NADH ye indirgenir. © 2012 Pearson Education, Inc. NAD H→NADH + H + indirgenme NADH + H + + 1⁄2 O2 → NAD + + H 2 O yükseltegnme

45 Koenzim NAD (Nicotinamide Adenine Dinucleotide)

46 NAD kimyasal olarak yükseltgenmiş (NAD + ) ve indirgenmiş şekilde (NADH + H + ) yer alır. NAD H + → NADH + H + İndirgenme NADH + H + + 1⁄2 O 2 → NAD + + H 2 O Yükseltgenme

47 Koenzim FAD (Flavin Adenine Dinucleotide)

48

49 Hücre solunumunda 3 önemli adım bulunur: 1.Glikoliz 2. Krebs (Sitrik asit döngüsü) 3. Elektron taşıma sistemi(ETS) Oksijenli solunum Eğer yeterli oksijen varsa glikoliz ürünleri Krebs döngüsüne girer Eğer yeterli oksijen yoksa Fermentasyon ( oksijensiz solunum) başlar)

50 Mitokondri CO 2 NADH ATP Elektron taşıyan NADH NADH 2C Krebs döngüsü GLİKOLİZ 2 tane Piruvat 3C Glikoz 6C ve FADH 2 Substrat seviyesinde fosforilasyon Substrat seviyesinde fosforilasyon Oksidatif fosforilasyon (Elektron taşıma Ve Kemiozmoz) Oksidatif fosforilasyon ATP Sitoplazma Mitokondri iç zarı Oksijenli Hücre solunumu Piruvat yükseltgenmesi O2O2 H2OH2O

51 1. GLİKOLİZ Kim ? Tüm canlı hücrelerde görülür (ortak enzim ve ortak ata) Nerede ? Sitoplazmada Ne ? Glikozu (6C) piruvata (3C) yıkar ve bu yıkım sırasında glikoz kısmen yıkıldığı için az miktarda ATP üretilir. ( 2 net) Nasıl ? Enzimler aracılığı ile gerçekleşir. SDF ile ATP üretilir.

52 2 molekül piruvat Net 2 ATP (2 ATP glikozun aktifleştirilmesi için kullanılır ve 4 ATP substrat seviyesinde üretilir) 2 mol piruvat (3C) 2 NADH 2 elde edilir Glikoz NAD ADP NADH2 P2 2 ATP 2 + H+H+ 2 Piruvat CH 3 COCOOH

53 Glikoz Glikoz monofosfat Fruktoz monofosfat Fruktoz difosfat PGAL fosfogliser aldehit DPGA Difosfogliserik asit PGA Fosfogliserik asit Piruvat ATP ADP NADH NAD

54 Steps – ATP and pyruvate are produced. Step A redox reaction generates NADH. Step A six-carbon intermediate splits Into two three-carbon intermediates. Steps – A fuel molecule is energized, using ATP. ENERGY INVESTMENT PHASE Glucose Glucose-6-phosphate 1 Fructose-6-phosphate Step ADP ATP P 3 ADP ATP P 2 P 4 P Fructose-1,6-bisphosphate 5 5 PP P P P P NAD + P P ENERGY PAYOFF PHASE Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) 1,3-Bisphosphoglycerate NADH NAD + NADH + H + ADP ATP Phosphoglycerate 2-Phosphoglycerate PP PP P P H2OH2OH2OH2O ADP ATP 9 9 Phosphoenolpyruvate (PEP) Pyruvate

55 Glikoliz Basamakları 6 C lu şeker 2 ATP ile fosfatlanarak kararsız hale getirilir. Glikoz  Glikoz monofosfat  fruktoz difosfat Böylece daha kolay yıkılır ve 2 tane 3C lu bileşik oluşur (PGAL -fosfogliseraldehit). Bu 3C lu bileşiğinden ayrılan elektron ve H+ protonlar NADa aktarılır. Bu sırada 3C lu bileşikta H ayrıldığı yere inorganik fosfat (H 3 PO 4 ) tan P bağlanır.(DPGA-Difosfogliserik asit) DPGA daki fosfatlar 4 ATP sentezi için kullanılır(SDF). Ve 3 C lu pirüvik asit(piruvat) oluşur.

56

57 Memelilerdeki alyuvar hücresi gibi bazı doku ve hücreler, oksijensiz solunum yapan bakteriler veya mantarlar için tek metabolik enerji kaynağı glikoliz tepkimeleridir. Patatesin yumrularında nişastadepolanması, su teresi gibi su kenarında yaşayan bitkilerin yaşamsal faaliyetlerinin sürdürülmesi gibi pek çok olayda kullanılan enerjinin büyük kısmı glikolizden sağlanır. Fl10 a Glikoz2 Piruvat 2 ATP2 NADH+H + CH 3 COCOOH C 6 H 12 O 6

58 1 molekül fruktoz monofosfat glikolizi sonucunda; a. Kaç molekül pirüvik asit oluşur? b. Kaç molekül NADH+H + oluşur. c. Toplam ATP üretimi nedir? d. Net ATP kazancı nedir?

59 Aşağıdaki şekil hangi çeşit fosforilasyondur?

60 Glikoliz sonrası gerçekleşen olaylar

61 MİTOKONDRİ YAPISI

62 Krebs Döngüsü Tepkimeleri Krebs döngüsü tepkimeleri, bilim insanı Hans Krebs (Hans Krebs, 1937) tarafından aydınlatılmıştır. Ortamda oksijen bulunduğunda pirüvat parçalanmak üzere mitokondriye girerken glikolizde oluşan 2 NADH+H+ molekülü de mitokondriye alınır. Oksijenli ortamda pirüvat mitokondride asetil koenzim A'ya yükseltgenir. Asetil koenzim A (asetil Co A) ise Krebs döngüsüne girer.

63 Piruvatın yükseltgenmesi 1 molekül glikoz için (2 Piruvat ) : -2 Asetil CoA -2 CO 2 -2 NADH+ H + üretilir Piruvat Koenzim A Asetil koenzim A NAD  NADHHH CoA CO

64 Piruvatın yükseltgenmesi Piruvatın Asetata ve ardından da Asetil- CoA ya dönüştürülmesi, glikoliz ve oksijenli solunumu birbirine bağlayan reaksiyonlardır. Piruvat mitokondrinin içine girer. 1. Burada 2C lu asetil grubuna yükseltgenir ve 1 molekül CO 2 serbest kalır.

65 2.Yükseltgenme sırasında açığa çıkan enerjinin bir kısmı NAD + ın NADH + H + ye indirgenmesi için kullanılır. 3.Kalan enerjinin bir kısmı asetil grubun CoA ile birleşmesi ile depolanır.(2C) Ürün: 1 glikoz (2 piruvat) için: 2 Tane Asetil coA 2 tane NADH 2

66 Oksijen varlığında Pirüvik asit, krebs döngüsünü başlatacak temel madde olan Asetil-CoA ya mitokondri matriksinde dönüşür. Krebs tepkimeleri sonucunda asetil co A enzimlerle parçalanır. Asetil coA nın KREBS DÖNGÜSÜne girişi (Sitrik asit döngüsü)

67 NADH NAD  NADH HH HH HH CO 2 ATP ADP P FAD FADH 2 CoA Asetil coA Okzaloasetat Sitrik asit döngüsü Krebs döngüsü Asetil grubu Sitrat Alpha-ketoglutarate Suksinat Malat

68 Bu evredeki 8 basamak sonunda 2C lu asetil grubu 2 tane CO 2 ye tamamen yükseltgenir. Bu sırada açığa çıkan enerji ADP,ve elektron yakalayan koenzimler NAD ve FAD tarafından yakalanır. Tüm krebs reaksiyonları mitokondri matriksinde gerçekleşir. (prokaryotlarda ise sitoplazmada)

69

70

71

72 Krebs döngüsünün girdileri: Asetat (asetil grup CoA dan ayrılır ), su, ve yükseltgenmiş elektron alıcılarıdır (NAD + ve FAD). Krebs döngüsünün çıktıları: Karbon dioksit, (Her asetil grubu için-2C karbondioksit olarak çıkar) indirgenmiş elektron taşıyıcıları (NADH+H + ve FADH 2 ), (4 çift H atomu elektron taşıyıcılarını indirger) az miktarda ATP (SDF)dir.

73

74 1. Asetil CoA dan Co-A ayrılır. 2Clu asetil grubu krebs döngüsünde 4Clu okzaloasetik asit ile birleşerek 6Clu sitrik asiti oluşturur. Bu nedenle ilk oluşan bileşiğin adı ile anılır. 2. 6Clu bileşikten önce 1 CO 2 ayrılır. 5C lu bileşik oluşur. NAD indirgenir. 3. 5Clu bileşikten 1 CO 2 ayrılır ve 4Clu bileşik oluşur. NAD indirgenir 4. FAD indirgenir. bu sırada substrat seviyesinde ATP sentezlenir 5. NAD indirgenir ve tekrar 4C lu okzaloasetik asit oluşur

75 Krebs döngüsünde 2 molekül Asetil-CoA dan: 4 CO 2 2 ATP (Substrat düzeyinde fosf) 6 NADH + H + 2 FADH 2 Piruvatın yükseltgenmesi sırasında: 1 piruvattan 2 piruvattan 1 CO 2 2 CO 2 1 NADH + H + 2 NADH+ H + 1 asetil coA 2 asetil coA ol uşur.

76 1 molekül maltozun glikolizi sonucunda; a. Kaç molekül pirüvik asit oluşur? b. Kaç molekül NADH+H + oluşur. c. Toplam ATP üretimi nedir? d. Net ATP kazancı nedir?

77 ELEKTRON TAŞIMA SİSTEMİ Glikoliz, piruvat oksidasyonu ve sitrik asit döngüsü aşamalarında net 4 ATP üretilmiştir ancak enerjinin büyük bir kısmı elektron taşıyıcıları olan NADH+H+ ve FADH2 te saklı kalmıştır. ETS işte bu enerinin açığa çıkarıldığı yani en fazla enerjinin üretildiği (ATP) ve suyun oluşturulduğu aşamadır. NADH2 ve FADH2 yi yükseltgemek!!

78 Bu olay (iç zar) ökaryotlarda krista’daki, prokaryotlarda ise mezozomdaki enzimler ile gerçekleşir yılında Eugene Kennedy (Öjin Kenedi) ve Albert Lehninger (Albırt Lehninger) tarafından ökaryotlarda oksidatif fosforilasyonun yerinin mitokondri olduğu keşfedildi

79 Kemiozmotik hipotez adı verilen teoriye göre matriks ile zarlararası boşluk arasında, proton (H+) derişimi farkına dayanarak ATP sentezlenir.

80

81 ETS Basamakları 1.Elektronlar( NADH+H + ve FADH 2 dan) zarda bulunan bir dizi elektron taşıyıcı enzim sisteminden geçerler.(solunum enzimleri en yüksek enerjiden en düşüğe doğru sıralanmıştır) NADH-Q redüktaz  ubikinon  sit. redüktaz  sitokrom c  sit.oksidaz  oksijen

82 Oksidatif fosforilasyon Elektron taşıma sistemi Kemiozmoz Matriks İç zar-Krista Zarlararası boşluk Elektron NADH-Q redüktaz Ubikinon ATP sentaz NADH NAD  2 H  FADH 2 FAD O2O2 H2OH2O ADP PATP 1 2 HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH HH I II III IV sitokrom redüktaz sitokrom c sitokrom oksidaz

83 2. Elektronların ETS boyunca taşınması sırasında açığa çıkan enerji,NADH ve FADH ten ayrılan protonların matriks dışına atılmasına sebep olur böylece matriks ve dışı arasında bir proton farkı oluşur. 3. Protonlar tekrar matrikse gelirken ATP sentaz enzimi aracılığı ile ATP sentezlenir. En son elektron alıcısı OKSİJEN dir ve protonlarla da birleşerek su oluşturulur.

84

85 Oksijenli solunumda ETS aracılığıyla ATP sentezlenmesine “Oksidatif Fosforilasyon” denir. Bir çift Hidrojen atomu ETS ye NAD aracılığıyla girerse 3 ATP, FAD aracılığıyla girerse 2 ATP sentezlenir. ETS NADH ve FADH2 yi yükseltger.

86

87

88 ATP ÜRETİMİ Oksijenli solunumda hem substrat düzeyinde hem de oksidatif fosforilasyonla ATP üretilir. Sustrat düzeyinde fosforilasyonla : Glikoz safhasında 4 ATP sentezlenir.2 ATP aktivasyon enerjisinde harcandığından net kazanç 2 ATP dir. Krebs çemberinde 2 ATP sentezlenir.

89 Oksidatif Fosforilasyonla ATP üretimi : Glikoliz safhasında 2 NADH+2H + oluşur. 2H atomu NAD tarafından ETS ye girdiğinde 3 ATP sentezlendiğine göre, 2NADH+2H + daki 4H atomu 2x3=6 ATP sağlar Pirüvik asidin Asetil-CoA ya dönüşmesi sırasında oluşan 2NADH+2H + daki 4H ile ETS de 6 ATP sentezlenir. Krebs döngüsünde 6NADH+6H + daki 12H atomu 18 ATP, 2FADH2 deki 4H atomu ise 2x2 = 4 ATP sağlar.

90 Substrat düzeyinde fosfatlama ETS (Oksidatif fosforilasyon) ATPFADH 2 NADH+H + Net kazanç Glikoliz22x38 Pirüvik asit- Asetil coA --2x36 Krebs döngüsü 22x26x324 Toplam4ATP 30ATP38ATP 2NADH+H x 36 ATPGlikoliz 2NADH+H x 36 ATPMitokondri 6NADH+H x 318 ATPKrebs 2FADH+H x 2 4 ATPKrebs 34 ATP

91 Suyun Oluşumu Oksijenli solunumda ETS ye aktarılan bir çift H atomunun oksijen ile birleşmesi sonucu 1 molekül su oluşur. NAD ve FAD’ın tuttuğu hidrojen atomu sayısı 24 tür. Bu 24 Hidrojen atomunun oksijen ile birleşmesi sonucu 12 molekül H 2 O meydana gelir. 6 molekül H 2 O krebs döngüsünde kullanılır. Geri kalan 6 molekül H 2 O ortama verilir.

92 CO 2 oluşumu ( Tamamı mitokondride ) Piruvat yükseltgenmesi sırasında bir molekül glikozdan 2 CO 2 açığa çıkar. Her bir Krebs döngüsünde ise 6C lu sitrik asitten 5C lu bileşiğin oluşumunda ve 5C lu bileşikten 4C lu bileşiğin oluşumunda birer molekül CO 2 oluşur. Buna göre 1 molekül glikozdan 6CO 2 çıkışı olur.

93 Oksijenli solunumda bir organik molekülün yıkımıyla toplam 32 NAD ve 8 FAD molekülü görev yapmıştır. Buna göre oksidatif fosforilasyonla kaç ATP üretilmiştir ?

94 6 DPGA nın oksijenli solunumla yıkılması sonucu kaç mol ATP oluşur?

95 Organik Besinlerin Oksijenli Solunumda İzlediği Yol Krebs döngüsü besinlerin ortak yıkım yoludur. Yağlar öne hidrolize uğrayarak gliserol ve yağ asidine dönüşür. Daha sonra gliserol PGAL’e dönüştürülerek glikolize sokulur. PGAL den pirüvik asit oluşur. Yağ asitleri ise Asetil-CoA ya dönüştürülerek solunum tepkimelerine katılır.

96 Yağlar Yağ asidiGliserol PGAL Pirüvik asit Asetil-CoA Krebs Döngüsü

97 Proteinlerin parçalanması sonucu oluşan aminoasitler bir dizi yolla parçalanırlar. Yıkım sırasında önce amino grubu amonyak halinde ayrılır. Oluşan amonyaktan karaciğerde üre sentezlenir. Amino gubunu kaybeden amino asitler karbon sayılarına göre pirüvik aside,Asetil-CoA ya veya krebs döngüsü bileşiklerine dönüştürülür.

98 Deaminasyon Proteinler Krebs Döngüsü Amonyak Pirüvik asit Asetil-CoA Aminoasitler Karaciğer (Üre Sentezi)

99 Oksijenli solunum sırasında 5 molekül fruktoz-6-fosfat kullanan bir hücrenin net ATP kazancını hesaplayınız

100 Oksijenli solunumda 12 çift H atomu NAD + ile, 4 çift H atomu ise FAD ile ETS ye iletilirse toplam kaç ATP sentezlenir ?

101 Hidrolizi için 179 molekül su kullanılan bir polisakkarit molekülünün tamamı oksijenli solunumda yıkılırsa oksdiatif fosforilasyonla kaç ATP sentezlenir ?

102 Oksijenli solunum tepkimelerinde substrat düzeyinde fosforilasyonla toplam 42 ATP üretilmiştir. Buna göre yıkılan glikoz ve oluşan pirüvik asit sayısı kaçtır ?

103 FERMENTASYON (OKSİJENSİZ SOLUNUM) Organik maddelerin oksijensiz ortamda parçalanarak enerji elde edilmesi olayına fermentasyon denir. Oksijen yokluğunda ya da yetersizliğinde oksidatif fosforilasyon gerçekleşemez. Bu koşullardaki hücrede sadece glikoliz evresinde substrat düzeyinde fosforilasyonla ATP sentezlenir. Çünkü glikoliz evresindeki reaksiyonlar oksijen gerektirmez

104 Eğer ETS nin son basamağında elektronları alacak oksijen bulunmuyorsa NADH 2 ve FADH 2 elektronlarının elektron taşıyıcılara aktaramaz ve ve indirgenmiş olarak kalırlar. Dolayısıyla yeni elektronlar yakalanamaz ve reaksiyonlar durur bu yüzden de enerji üretimi aksar ve hücre ölür. NADH 2 FADH 2 O 2 yoksa Yükseltgenemez

105 Hücreyi bu zor durumdan kurtarmak için Oksijensiz durumlarda çoğu hücre (sinir hücresi hariç - alyuvar hücresi daima, kas az da olsa ) ATP sentezleyebilmek için fermentasyon yaparlar. Bu sayede NADH 2 tekrar yükseltgenir ve yeni elektronları yakalayabilecek hale gelir.

106 Fermentasyonun ana amacı NADH 2 yi yükseltgemektir. Bu reaksiyonlar sitoplazmada olur. ANCAK fermentasyon tepkimelerinde asla ATP üretilmez sadece NADH 2 yükseltgenir. Oksijen olmadığı için NADH2 den son elektron alıcı ya asetaldehit yada piruvattır. FERMENTASYON (OKSİJENSİZ SOLUNUM)

107

108 Oksijenli solunumda glikoz başına net 38 ATP elde edilmesine karşılık fermentasyonda 2 ATP elde edilir. Bu da glikolizde oluşandır.

109 Fermentasyonun canlı hücrelere özgü bir olay değildir. Maya hücrelerinin parçalanması sonucu elde edilen özsu da fermentasyon yaparlar.

110 Glikoliz evresinde oluşan pirüvik asit ortamda oksijen olmadığında Asetil- CoA ya dönüşemediğinden; etil alkol, laktik asit, bütanol,aseton, bütirik asit gibi ürünlere dönüşebilir. Son ürün farklılığı enzim farklılığına dayanır.

111 Fermentasyon sonucu oluşan ara ürünler tam olarak parçalanamadığı için hala daha kimyasal enerji içerirler. Bu yüzden üretilen ATP miktarı oksijenli solunuma göre daha azdır.

112

113 Etil Alkol Fermentasyonu Başta bira mayası olmak üzere birçok maya mantarı ve bazı bakteriler oksijensiz koşullarda etil alkol fermentasyonu yapar. Bira ve şarap da bu şekilde oluşur.

114 Figure 6.13B 2 NAD  2 NADH 2 NAD  2 NADH 2 Ethanol 2 Pyruvate Glucose 2 ADP 2 ATP 2 P Glycolysis 2 CO 2

115 Önce Piruvattan(3C), CO 2 ayrılır ve asetaldehit (2C) oluşturulur Daha sonra, asetaldehitlere glikoliz evresinde oluşan NADH+H + lardaki Hidrojenlerin katılmasıyla NAD + ve etil alkol (2C) ( C 2 H 5 OH ) oluşur. Böylece NAD + tekrar kullanılmak üzere serbest kalır.

116 NADH 2 NAD + Pirüvat (3C) CO 2 Asetaldehit (2C) Etil Alkol (2C) C 6 H ATP 2C 2 H 5 OH +2CO 2 + 4ATP

117 Bir bira mayası hücresinde etil alkol fermentasyonu sonucu 10 molekül CO 2 oluşuyor.Bu maya hücresinin kullandığı glikozlarıon aktive edilmesi için harcaması gereken ATP sayısı kaçtır ? C 6 H ATP 2C 2 H 5 OH +2CO 2 + 4ATP

118 Laktik Asit Fermentasyonu Glikoliz sonucu oluşan pirüvik asitlerin herbirine NADH+H + lardaki hidrojenler katılır. Böylece 2 mol laktik asit (C 3 H 6 O 3 ) oluşur.

119 Figure 6.13A 2 NAD  2 NADH 2 NAD  2 NADH 2 Lactate 2 Pyruvate Glucose 2 ADP 2 ATP 2 P Glycolysis

120 Etil alkol fermentasyonundan farklı olarak CO 2 açığa çıkmaz Laktik asit glikoliz son ürünlerinin oluşumunu önler. ( pirüvik asit ve NADH+H + lardaki hidrojenlerin ortamdan uzaklaştırılmasını sağlar.) Pirüvik asit + NADH  NAD + + Laktik Asit

121 Laktik asit Piruvat Karaciğer Beyin Glikoz Oksijenli solunum Glikojen Oksijen Oksijen miktarı arttığında Laktik asit kaslardan kanla karaciğere gelir. Burada tekrar piruvata çevrilir.

122 Pirüvik asidin Laktik asit veya Etil alkole dönüşmesi ATP üretilmesine yol açmaz!!!. Fermantasyon NAD’ın tekrar yükseltgenmesini ve böylece glikolizin devam etmesini sağlar. Oksijenli solunumda NAD+ ve FAD’a aktarılan H ler ETS de Oksijene kadar taşınır ve su oluşur. Ancak oksijensiz solunumda H’ler fermentasyon ürünlerinin oluşumunu sağladığı için su meydana gelmez.

123 OKSİJENSİZOKSİJENLİ SitoplazmaSitoplazma ve Mitokondri Glikoz tam parçalanmaz (Son ürün organik) Glikoz CO 2 ve suya parçalanır (Son ürün inorganik) ETS yokETS kullanılır ( Asıl ATP üretimi oksidatif f. İle) Net 2 ATPNet 38 ATP NAD kullanılırNAD ve FAD kullanılır Son e alıcısı pirüvat ya da asetaldehittir Son e alıcısı oksijendir, Etil alkol fermentasyonunda CO 2 oluşur su oluşmaz Su oluşur Substrat düzeyinde f. Oksidatif f.

124 Hangi numaralarla gösterilen tepkimeler için kesinlikle oksijen gereklidir? a. Yalnız I b.Yalnız II c. Yalnız III d. I ve II e. II ve III Aşağıdaki şekilde fermentasyon ve oksijenli solunumda ortak gerçekleşen Glikoliz olayı gösterilmiştir.Numaralı kısımların hangilerinde oluşan moleküllere fosfat bağlanması gerçekleşir? a.1 ve 2 b. 1,2,3 c.1,2,4 d. 1,2,5 e. 3,4,5

125 İnsanda çizgili kaslara yeterli oksijen gitmezse pirüvik asitin bir kısmı laktik asite çevrilir. Bu dönüşüm sırasında: I. NADH2 hidrojen vererek yükseltgenir. II. Laktik asit hücreler arası sıvıya geçer. III. Glikolizin son ürünleri olan piruvat ve NADH2 reaksiyona girer. IV Glikolizin devamına imkan sağlanır. Olaylarını sıraya diziniz. a.I-II-III-IV B. II-I-III-IV C.I-II-IV-III D. IV-I-II-III E. III-I-IV-II Bütün oksijensiz solunum çeşitlerinde: I. Organik artık oluşumu II. CO 2 açığa çıkması III. ATP harcanması Olaylarından hangileri ortaktır? a. yalnız I b. Yalnız II c. Yalnız III d. I ve II e. I ve III

126 Laktik asit fermentasyonu bakteri ve omurgalıların çizgili kas hücrelerinde oksijen yetersizliğinde görülür. Hücrelerde biriken laktik asit kan dolaşımı yolu ile beyne gider uyku merkezini etkiler ve yorgunluğa neden olur.

127 Kasta oluşan laktik asidin bir kısmı burda kalırken çoğu kan yoluyla karaciğere taşınır.Aşırı aktivite sona erdikten sonra hızlı soluk alıp vermelerle karaciğer ve kas hücrelerine yeterli O 2 ulaşır. Bunun sonucunda tepkimeler tersine döner ve laktik asit pirüvata dönüşür. Pirüvik asit oksijenli solunuma katılır. Karaciğer hücreleri laktik asidin bir kısmını pirüvik aside dönüştürürken geri kalanını glikoza çevirir ve bundan da glikojen sentezlenir.

128 Kaslarda görev yapan bir diğer enerji molekülü de kreatin fosfattır. Kasların yoğun çalıştığı durumda kaslarda ATP den 20 kat daha fazla bulunan kreatin fosfata başvurulur. Dinlenme sırasında kreatin ATP den bir fosfat alarak kreatin fosfatı oluşturur. Kreatin + ATP Kreatin fosfat+ ADP

129 Kreatin fosfat doğrudan kullanılamaz. Kasılma sırasında ATP enerjisi kullanılıp bitince, kreatin fosfat hidroliz olarak fosfatını ADP ye aktarır. Çizgili kas hücrelerinde harcanan ATP lerin yeniden üretilebilmesi için kullanılan moleküller sırasıyla; Kreatin fosfat Glikoz Glikojendir

130 Kas kasılması sırasında miktarı azalanlar: Glikojen Glikoz Oksijen ATP Kreatin fosfat Kas kasılması sırasında miktarı artanlar: CO 2 - Fosfat Kreatin - Laktik asit ADP - Isı

131 Oksijensiz solunum sırasında 10 molekül Fruktoz-1,6-difosfat kullanan bir hücrenin net ATP kazancı ne olur ?

132

133

134


"CANLILAR VE ENERJİ. Metabolizma Anabolizma: Yapım Katabolizma: Yıkım özümleme yadımlama Bazal Metabolik hız nasıl ölçülür? Yemekten 12 saat sonra tam." indir ppt

Benzer bir sunumlar


Google Reklamları